基于 PLC 的智能窗簾控制系統設計

劉黎 張慶林 宋艷芳

摘要：針對目前智能窗簾控制技術，本文通過 PLC 實現對窗簾的智能控制。具體介紹了智能窗簾控制系統的方案設計、硬件設計、軟件設計及各功能的實現。

關鍵詞：PLC;智能窗簾;控制系統

1.????? 引言

隨著智能化家居產品的發展，人們對室內設計智能化的要求也越來越高。智能窗簾是智能家居的重要組成部分，已逐漸在我們的生活中體現。本文設計一種基于 PLC 的智能窗簾控制系統，可以實現對窗簾的手動控制和自動控制。該系統采用 S7-200PLC 為主要控制模塊，通過感應器件檢測人體或物體信號并傳送到PLC，PLC 綜合收到的智能窗簾狀態信號作出判斷并發出控制信號，使驅動裝置運行以控制窗簾的打開和閉合。該系統操作簡單，性能穩定，成本低廉，適用范圍廣，具有很好的實際應用價值。

2.????? 方案設計

智能窗簾控制系統方案設計是依據理論上的可行性而進行設計的重要環節。在綜合考慮了各種因素的條件下，設計出智能窗簾控制系統的總體結構，并且在滿足其基本功能需求的基礎上，盡可能地考慮本系統的可擴展性。此系統具有手動控制和自動控制兩種模式。手動控制：根據自己的需要可以隨意的調控執行機構運行，也可以通過點擊觸摸屏中模擬開關來控制執行機構的開關、調節燈光的亮度以及選擇不同的場景，達到手動控制的目的。自動控制：將紅外線探測器采集到的信息經過數字變換后傳送給 PLC，PLC 發出指令控制燈的開關，滿足光線要求;當亮度傳感器采集到的參數值高于或低于所設定的目標值時，PLC 通過繼電器控制電機，實現窗簾的拉合。

3.????? 硬件設計

（1）?????? PLC 的選型

為實現智能窗簾的控制要求，該控制系統采用 S7-200PLC 為主要控制模塊。

（2）?????? 電動機的選型

因為PLC 的輸出電壓是24V，所以所選的電動機也應是24V 的直流減速電動機和兩個24V 的繼電器作為負載。綜合考慮智能窗簾設備的使用要求，參考機械設計使用手冊，智能窗簾所用的電動機選用 THINK TE-22JS-24-78CN80CN。

（3）?????? 光電開關的選型

光電開關將輸入電流在發射器上轉換為光信號射出，接收器再根據接收到的光線的強弱或有無目標物體進行探測。參考光電開關的性能參數，選用漫反射型光電開關，型號為 E3F-DS30C4，NPN 三線常開，檢測距離為30cm。

（4）?????? 接近開關的選型

行程開關是一種根據運動部件的行程位置而切換電路的電器。參考電氣設備使用手冊，接近開關選用電感式接近開關，型號為 SN04-N，NPN三線常開，檢測距離為4mm。

4.????? 軟件設計

I/O 端口分配是編寫PLC 程序首先要做的前提條件，也是現場接線和調試的重要依據。I/O 端口分配如表1所示。

5.????? 觸摸屏的設計

本設計的觸摸屏界面分別是模式選擇界面、自動控制模式的監控界面、手動控制模式的監控界面。

（1）?????? 模式選擇界面

模式選擇界面里有自動模式按鈕、手動模式按鈕和返回按鈕，點擊相應的按鈕會跳轉到相應的界面。

（2）?????? 自動模式界面

自動模式界面如圖1所示。點擊啟動按鈕，當光線強時，檢測無障礙物，電動機正轉，窗簾關閉。當光線暗時，檢測無障礙物，電動機反轉，窗簾打開。返回按鈕則跳轉到主界面。

（3）?????? 手動模式界面

手動模式界面如圖2所示。點擊打開按鈕，檢測無障礙物，電動機正轉，窗簾關閉。點擊關閉按鈕，檢測無障礙物，電動機反轉，窗簾打開。

6.????? 總結

基于PLC 的智能窗簾控制系統可以實現隨著光線強度的不同，動態控制窗簾的打開與閉合。該系統不僅在理論上論證了實施的可行性，而且在實驗中進行了模擬調試。設計中加入了按鍵模塊，使得自動窗簾系統更加人性化

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作者簡介：

劉黎（1984—），女，山東濟南人，工程師 / 講師，專任教師。