泰山学院本科毕业论文
中。
当主动红外传感器用在室外自然环境时，比如无星光和月亮的夜晚，以及夏日中午阳光的背景辐射的强度比可超过100dB时，这就使接收机的光电传感器工作环境相差太大。通常采用截止滤光片，滤去背景光中的极大部分能量（主要滤去可见光的能量），使接收机的光电传感器在各种户外光照条件下的使用条件基本相似。
此外，大雾还会引起传输中红外光的散射，缩短主动红外探测器的有效探测距离，在安防工程中必须考虑。如实测某红外传感器：在无雾时有效探测距离7km；浅雾时有效探测距离2.5km；轻雾时有效探测距离1km；中雾时有效探测距离0.6km；重雾时有效探测距离0.3km。
激光与一般光源相比，有方向性好、亮度高、单色性好、相干性好等特点，所以当要求距离远时，可采用红外半导体激光器来代替红外发光二极管作红外光源。由于能量集中，可以在光路上加反射镜，反射激光，围成光墙。从而用一套激光探测器可以封锁一个场地的四周，或封锁几个主要的通道路口 [8]。
3.2.4主动红外探测器的安装使用要点：
1.按方向安装在稳固的物体上，并使发射与接收器在同一高度上。首先，根据所需布防的距离与方向，一定要安装在稳固的物体上。因为发射器与接收器距离较远时，轻微的晃动就会引起误报警。并且，还要使发射器与接收器尽可能地安装在同一高度上，以方便光束对准调试。
2.要避开树叶摇晃及晾晒衣物等的影响。主动红外传感器是防备人的非法通行，中间要严格防止树叶摇晃及晾晒衣物等，对红外光束的遮挡引起的误报。
3.避免红外光束的交叉误射。当使用多对主动红外传感器，用来组成警戒封锁区或警戒封锁网，乃至组成立体警戒封锁区时，千方要各对主动红外传感器使用不同的频率，要尽量避免红外光束的交叉误射。否则，容易引起失误。
4.线路不能明敷，要穿管暗设。为防止主动红外传感器的供电线路被人破坏，不能明敷，必须穿管暗设。
5.安装位置要能防宠物与小动物等引起的误报。一般设置在通道上的主动红
6
泰山学院本科毕业论文
外探测器，探头的位置一般应距离地面50cm以上；栅栏与围墙顶上安装的红外传感器，其探头位置应高出栅栏与围墙顶25cm，以防小猫小鸟等引起误报。如果是在栅栏与围墙靠近顶部的侧面作墙壁式安装，可避开小猫小鸟等的活动干扰 [9-11]。下图为主动人体红外传感器：
图2 红外传感器
3.3光敏传感器
光敏传感器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器。传感器图如下：
图3 光敏传感器
7
泰山学院本科毕业论文
3.3.1光敏电阻工作原理
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。在黑暗环境里，它的电阻值很高，当受到光照时，只要光子能量大于半导体材料的禁带宽度，则价带中的电子吸收一个光子的能量后可跃迁到导带，并在价带中产生一个带正电荷的空穴，这种由光照产生的电子—空穴对了半导体材料中载流子的数目，使其电阻率变小，从而造成光敏电阻阻值下降。光照愈强，阻值愈低。入射光消失后，由光子激发产生的电子—空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到波长的光线照射时，电流就会随光强的而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。
图4 工作原理图 3.3.2光敏电阻的主要功用
按照国家的有关标准，学校教室的平均照度值最低一般在300Lx。工作电压一
8
泰山学院本科毕业论文
般在DC9-16V,工作电流一般在2mA左右，工作温度一般在0-45℃，光感的范围一般在5Lx-500Lx，光感的复位一般控制在30s左右。光敏电阻主要用于检测教室的照明度，决定照明控制系统是否正常开启。
在实际中，我们还必须考虑检测装置实际安装位置的问题，该系统中光敏传感器的安装要考虑到教室中光照的角度的问题，以及在不同位置所感应光照的程度。为了能确保设备运行的准确性，安装照度计时最好选择安装在灯光和自然灯都照不到的位置，一般选择安装在教室的背光面。
3.4 S7-200PLC概况
3.4.1 PLC的定义
根据国际电工委员会1987年对PLC作了如下定义: PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子设备。可以编制程序的存储器，用来在其内部存储器，执行逻辑运算，顺序操作，计算，操作指令，并且可以是数字或模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器实际上就是一种工业控制类的计算机，它的硬件结构与一般微机控制系统的结构基本上非常相似。可编程序控制器主要由中央处理单元、存储器、输入/输出模块、编程器和电源五大部分组成。近年来发展的速度非常快，已经成为了应用极为广泛的工业控制类装置。它按照成熟的继电器控制设计理念和设计思想，利用不断发展的新技术、新电子器件，已经形成了适应各种应用场合的各种系列产品[12]。SIMATIC S7-200系列PLC发展至今，大致经历了两代：
第一代产品其CPU模块为CPU 21X，主机都可进行扩展，它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 212，CPU 214，CPU 215和CPU 216.
第二代产品其CPU模块为CPU 22X，是在21世纪初投放市场的，速度快，具有较强的通信能力。它具有四种不同结构配置的CPU单元：CPU 221，CPU 222，CPU 224和CPU 226，除CPU 221之外，其他都可加扩展模块。下图为S7-200PLC图：
9
泰山学院本科毕业论文
图5 S7-200PLC
3.4.2 S7-200PLC的特点
可编程控制器 PLC对用户来说，是一种无触点的设备，改变程序即可改变生产工艺。目前，可编程控制器已经成为工厂自动化的强有力工具，得到了广泛的应用。可编程控制器是面向用户的专用工业控制计算机，具有许多明显的特点。
1.可靠性高，抗干扰的能力强
PLC因为采用现代较先进的大规模集成电路技术，制造时运用严格的先进的生产过程和工艺步骤，由于内部的设计电路电路采用了较为先进的抗干扰技术，使其具有了较高可靠性。PLC以外的电路，在构成控制系统中，继电器系统和PLC同等规模相比，开关接点及电气接线已大大较小。除此之外，PLC还具有故障自我检测等功能，出现故障时PLC会及时发出警报信息，作为提示。应用者还可以将自行编好的外围器件的故障诊断程序输入到所使用应用软件中。这样，整个系统具有极高的可靠性。
10
百度搜索“70edu”或“70教育网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，70教育网，提供经典教育范文基于PLC的教室照明自控系统设计(3)在线全文阅读。
相关推荐：
