CN214011797U - 基于plc控制教室多媒体及电气设备的控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工业控制领域，尤其涉及基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，包括触控屏、PLC主控器和子系统，触控屏和子系统通信连接于PLC主控器，触控屏和PLC主控器位于控制中心，子系统位于教室内，每个教室内设有一组子系统；每组子系统包括：从控器、红外对射传感器、温湿度传感器、照度传感器和电气开关设备；从控器通信连接于PLC主控器，从控器通信连接于红外对射传感器、温湿度传感器、照度传感器和电气开关设备；电气开关设备包括用于控制多媒体设备启停的第一继电器、用于控制通风机启停的第二继电器、用于控制灯具启停的第三继电器和用于控制帘幕升降的第四继电器。本实用新型用触控屏控制多间教室的多媒体和电气设备，便捷性强。

Description

基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统

技术领域

本实用新型涉及工业控制领域，尤其涉及一种基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统。

背景技术

PLC控制器可以理解为是一个简单版的PC机，也是一个加强版的单片机（MCU）。作为简单PC机，它可以执行一些相似的功能。作为加强版单片机，它又有单片机没有的一些特殊功能，如循环扫描。就像微型计算机一样，PLC的内部通常由控制总线、地址总线、电源总线和数据总线连接，对外是由用户端设备所组成，一般上是各种电气元件组合成的工业控制系统。

物联网技术是基于感知层、通信层和处理应用层，通过各种通信线路连接，形成一个有机整体。

触控屏技术指的是通过组态界面完成对系统的可视化控制，通过触控屏与PLC控制器的内部变量进行链接。达到在触控屏上操作就可以控制PLC内部软元件的目的。

电气设备技术指的是普通的开关设备、各种继电器、保护元件与用电配电设备等。

现有技术中的教室多媒体及电气设备控制系统控制基本为单间教室控制且操作繁琐。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，用触控屏控制多间教室的多媒体和电气设备，便捷性强。

为解决以上技术问题，本实用新型的技术方案为：基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，包括触控屏、PLC主控器和子系统，触控屏和子系统通信连接于PLC主控器，触控屏和PLC主控器位于控制中心，子系统位于教室内，每个教室内设有一组子系统；

每组子系统包括：从控器、红外对射传感器、温湿度传感器、照度传感器和电气开关设备；从控器通信连接于PLC主控器，从控器通信连接于红外对射传感器、温湿度传感器、照度传感器和电气开关设备；

红外对射传感器用于实时检测教室区域有无人体存在并将信息传输到从控器；

温湿度传感器用于检测教室内的温度和湿度并将信息传输到从控器；

照度传感器用于检测教室内的光照并将信息传输到从控器；

电气开关设备包括用于控制多媒体设备启停的第一继电器、用于控制通风机启停的第二继电器、用于控制灯具启停的第三继电器和用于控制帘幕升降的第四继电器。

按以上方案，所述PLC主控器采用的是顾美Coolmay PLC的EX3N系列，该系列PLC自带有4.3英寸电阻式触控屏，且内部变量的链接也很方便，故不再分别选型；自带RS-485接口，且支持ModbusRTU串口通信协议。

优选的，红外对射传感器、温湿度传感器和照度传感器选择支持RS-485接口与ModbusRTU串口通信协议的传感器。

按以上方案，从控器采用的是AT89C51单片机。

按以上方案，所述子系统还包括通信连接于从控器的红外报警器。

按以上方案，所述 PLC主控器和子系统之间通过支持ModbusRTU协议的RS485接口数据线连接，此数据线的优点是距离约1000米，电压稳定，不易产生信号畸变，适用于工业控制。

按以上方案，所述PLC主控器和子系统上均设有4G传输模块，PLC主控器和子系统之间通过4G传输模块进行信息传输，无需进行有线连接，适用于无线通信。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型将基于对单间教室的智能控制应用到多间教室，可选用大数量的I/O的PLC进行多间教室的控制，将总体控制器置于控制中心，控制中心可位于教学办公室或教师休息室；本实用新型通过在触控屏和PLC主控器将本应该存在的实体输入开关都用PLC主控器中的虚拟开关代替，通过触控屏操作控制PLC与电气设备，达到便捷性。

附图说明

图1为本实用新型实施例一整体结构示意图。

附图标记：1、触控屏；2、PLC主控器；3、子系统；301、从控器；302、红外对射传感器；303、温湿度传感器；304、照度传感器；305、电气开关设备；306、红外报警器；4、4G传输模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例一：

请参考图1，本实用新型为基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，包括触控屏1、PLC主控器2和子系统3，触控屏1和子系统3通信连接于PLC主控器2，触控屏1和PLC主控器2位于控制中心，控制中心可位于教学办公室或教师休息室；子系统3位于教室内，每个教室内设有一组子系统3；

每组子系统3包括从控器301、红外对射传感器302、温湿度传感器303、照度传感器304、电气开关设备305和红外报警器306；从控器301通信连接于PLC主控器2，从控器301通信连接于红外对射传感器302、温湿度传感器303、照度传感器304、电气开关设备305和红外报警器306；

红外对射传感器302用于实时检测教室区域有无人体存在并将信息传输到从控器301；温湿度传感器303用于检测教室内的温度和湿度并将信息传输到从控器301；照度传感器304用于检测教室内的光照并将信息传输到从控器301；电气开关设备305包括用于控制多媒体设备启停的第一继电器、用于控制通风机启停的第二继电器、用于控制灯具启停的第三继电器和用于控制帘幕升降的第四继电器。

PLC主控器2和子系统3之间通过支持ModbusRTU协议的RS485接口数据线连接。

PLC主控器2选择国产PLC中较为成熟的一个品牌是顾美Coolmay PLC，其中的EX3N系列带有触控屏1，且此PLC型号支持RS-485接口。从单间教室的设计出发，扩展到多间教室，完成最终系统的设计。从控器301采用的是AT89C51单片机。

本实施例中，有多间教室，每间教室内部结构一样。教室分为座位区域，讲台区域和门窗。PLC主控器2作为系统的控制主机，通过工控领域常使用的施耐德公司通信协议—ModbusRTU，与常使用的通信接口RS485，连接着从控器301，可以选择从触控屏1上选择教室，并对其多媒体设备进行控制，控制中心与教室设备之间的结构如图1所示。多间教室的功能可以以单间教室的设计为例，形成一套从控制中心—教室—设备操作的回路。

本实施例控制系统的工作过程为：

1、打开用于控制多间多媒体教室的PLC主控器2；

2、在触控屏1的多间教室中上选择想要控制的教室，即对对应教室的子系统3进行操作；

3、在对应教室进行电气设备控制；

假设选中教室一，则具体工作过程如下：

（一）当PLC主控器2通电正常运行时，红外对射传感器302做开关设备用，即只要PLC主控器2一通电，红外对射传感器302就启动，红外对射传感器302作为红外报警器306报警的开关，做红外报警用。红外对射传感器302检测到人体时，PLC主控器2控制红外报警器306报警。

（二）当PLC主控器2通电正常运行时，通过触控屏1上对应的教室，按下触控屏1上对应的的由PLC主控器2内部开关形成的电脑电源开启按键后，第一继电器控制电脑与投影仪通电，再按下关闭按键后，第一继电器控制电脑和投影仪复位断电。

（三）当PLC主控器2正常通电时，按下触控屏1上由PLC主控器2内部开关形成的传感器按键后，温湿度传感器303和照度传感器304同时通电启动，随后PLC主控器2读取从控器301采集的传感器数据并进行比较，当温度大于35℃或湿度大于60%后第二继电器开启通风机；随后延时0.5秒读取照度传感器304数值，当照度低于700LX则第三继电器开启照明灯具，进行照度调节。当PLC主控器2断电后，一切复位。本部分涉及到寄存器操作，PLC读取传感器数据，并把数据存储在寄存器区，随后PLC将读取到的数据进行比较运算。

（四）当PLC主控器2正常通电时，按下触控屏1上由PLC主控器2内部开关形成的帘幕下降按键后，第四继电器控制帘幕升降电机带动窗帘下降，按下触控屏1上帘幕上升按键后，第四继电器控制帘幕升降电机带动窗帘上升；其中帘幕下降按键和帘幕上升按键进行互锁。本部分功能不涉及寄存器数据操作，只是进行开关操作。

本实施例中，PLC主控器2内部开关形成电脑电源开启按键、关闭按键、传感器按键、帘幕下降按键和帘幕上升按键，均为触控屏1和PLC主控器2内部辅助开关，为虚拟开关，不涉及实体输入。通过在触控屏1的组态界面上，将本应该存在的实体输入开关都用PLC主控器2内部虚拟开关代替，真正做到用触控屏1操作控制教室多媒体和电气设备，达到便捷性。本实用新型适用于控制多间教室，通过在触控屏1上操控，完成对相应的电气设备控制，比如多媒体设备，再比如温湿度传感器303数据的采集、照度传感器304数据的采集等。并对设定数据比较，打开相应的电气设备，在方便对电气设备控制的同时，达到节能减排的效果。

实施例二：

本实施例和实施例一的技术方案相比，PLC主控器2和子系统3之间通信方式不同，其余结构均相同。本实施例中，PLC主控器2和子系统3上均设有4G传输模块4，PLC主控器2和子系统3之间通过4G传输模块4进行信息传输。

本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，其特征在于：包括触控屏、PLC主控器和子系统，触控屏和子系统通信连接于PLC主控器，触控屏和PLC主控器位于控制中心，子系统位于教室内，每个教室内设有一组子系统；

每组子系统包括：从控器、红外对射传感器、温湿度传感器、照度传感器和电气开关设备；从控器通信连接于PLC主控器，从控器通信连接于红外对射传感器、温湿度传感器、照度传感器和电气开关设备；

红外对射传感器用于实时检测教室区域有无人体存在并将信息传输到从控器；

温湿度传感器用于检测教室内的温度和湿度并将信息传输到从控器；

照度传感器用于检测教室内的光照并将信息传输到从控器；

电气开关设备包括用于控制多媒体设备启停的第一继电器、用于控制通风机启停的第二继电器、用于控制灯具启停的第三继电器和用于控制帘幕升降的第四继电器。

2.根据权利要求1所述的基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，其特征在于：所述PLC主控器采用的是顾美Coolmay PLC的EX3N系列。

3.根据权利要求1所述的基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，其特征在于：从控器采用的是AT89C51单片机。

4.根据权利要求1所述的基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，其特征在于：所述子系统还包括通信连接于从控器的红外报警器。

5. 根据权利要求1所述的基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，其特征在于：所述 PLC主控器和子系统之间通过支持ModbusRTU协议的RS485接口数据线连接。

6.根据权利要求1所述的基于PLC控制教室多媒体及电气设备的控制系统，其特征在于：所述PLC主控器和子系统上均设有4G传输模块，PLC主控器和子系统之间通过4G传输模块进行信息传输。

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