基于西门子S7-1200PLC的实验室门禁及环境因子控制系统是一套将传统门禁安全系统与现代自动化技术相结合的综合解决方案。该系统旨在提高实验室的安全性、便捷性以及环境因子的实时监控能力。
系统采用西门子S7-1200 PLC作为控制器核心,结合RFID读卡器进行门禁控制。RFID技术允许非接触式自动识别目标对象,通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。门禁系统能够通过RFID读卡器识别授权人员的卡片,进而控制门的开闭,既方便了出入人员进出,也提高了实验室的安全监管水平。
在远程控制方面,系统使用了树莓派作为远程控制器。树莓派是一种低成本、高效率的单板计算机,能够运行各种操作系统和软件,用于实现门禁系统的远程控制。通过网络通信,树莓派可以发送控制信号给PLC,以实现远程开门或关门的功能。
系统中还引入了Modbus协议进行通信。Modbus是一种应用广泛的串行通信协议,用于PLC和其他自动化设备之间的数据交换。通过Modbus协议,RFID读卡器收集到的数据可以被传输到S7-1200 PLC控制器进行处理和分析。此外,树莓派通过Modbus协议与PLC进行通信,控制门禁系统,实现了门禁系统的远程授权设置和控制。
环境因子监控是该系统设计的另一个关键部分。系统集成了温度传感器、限位开关等多种传感器,以实时监控实验室环境。例如,温度传感器能够监测实验室的温度,并在温度超过预设值时,通过PLC发出指令控制排风系统进行温度调节,保证实验室环境的稳定。
人机交互界面(HMI)的设置,使得实验室管理人员可以通过触摸屏来控制和监控实验室门禁系统和环境因子。触摸屏不仅可以实时显示各种执行装置的状态信息,还能通过用户界面来执行各种控制操作,大大简化了管理人员的操作流程。
在硬件设计方面,门禁控制系统主要由西门子S7-1200CPU1215C、CB1241 RS422/485通信模块和Modbus协议读写器YW-630组成。其中,CPU1215C作为主控制器,RS422/485通信模块用于和RFID读卡器进行数据交换,而Modbus协议读写器YW-630用于读取IC卡的卡片序列号。
实验室环境因子控制系统则基于PLC自动控制,并可实现手动和自动的控制。系统包括实验室门、照明系统、通风系统、报警系统等,并通过触摸屏进行控制。若有人强行开门,门边的限位开关动作,信号传给PLC并触发报警器,提醒值班人员注意。
这套系统通过将RFID技术和西门子S7-1200 PLC结合起来,有效解决了传统门禁系统的不足,通过远程控制功能和环境因子监控,不仅提高了实验室的使用便捷性和安全性,也为实验室提供了实时的环境监控能力,是现代实验室门禁及环境控制系统的典范。