PLC六位密码锁.docx

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PLC六位密码锁

课程设计

课程名称：

可编程控制器技术及应用

设计题目：

基于PLC的六位密码锁设计

院系：

电气工程系

专业：

电子信息工程

年级：

2009级

*****

*******

西南交通大学峨眉校区

2012年4月13日

课程设计任务书

专业电子信息工程姓名李垚学号********

开题日期：

2012年3月1日完成日期：

2012年6月15日

题目基于PLC的六密码锁设计

一、设计的目的

1）设计出PLC控制的密码锁程序；

2）掌握PLC的编程软件编程平台、定时器、计数器、传送指令、主子程序等有关指令的编程方法；

3）熟悉PLC与上机通讯、软件调试的方法；

4）培养大学生的综合设计能力、分析问题与解决问题的能力。

二、设计的内容及要求

1）设计内容：

用PLC设计一个6位密码锁，实现对重要场所的安全门控。

2）设计要求：

A、输入密码正确时，执行开门信号。

B、输入密码错误3次以上时报警，密码输入正确后取消报警。

C、重设密码。

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师（签章）

年月日

摘要：

本设计是采用西门子PLC来设计密码程序的，程序中应用到了近20个计数器。

设计的密码锁外观图类似于银行取款机台上的键盘。

给人感觉就和那种输入密码的过程一样。

其实不然，本设计中采用了计数器控制的特点，每个计数器的次数设定为几次那么所对应的按键就要按几次。

本设计分为开锁环节和解锁环节，开锁环节设定六个按键有效，解锁环节设定了七个按键有效，这样一来设定的开锁密码位数就大于等于六位了，解锁密码位数就大于等于七位。

要看计数器设定的次数而定。

如果密码锁报警的话必须先输入解锁密码，后输入开锁密码方能开锁。

设计背景：

随着人们生活水平的提高，如何实现家庭放到这一问题也变得尤其的突出，传统的机械锁由于其结构的简单，被撬的事件屡见不鲜，同时，季节所一般配有金属钥匙，带起来太重，万一弄丢了，所可能就没用了。

电子锁保密性高，密码泄露了，换个密码，锁照样能用；使用灵活性好，安全系数高，能够防止不法分子多次试探密码；性价比好，因此，密码锁受到了广大用户的青睐。

出于安全、方便等方面的需要，许多智能锁（如指纹辨识、IC卡辨识）已相继问世，但这些产品的特点是针对特定指纹或有效卡，只能使用与保密要求高且仅供个别人使用的箱、柜。

房间等，而且卡片式IC卡还有易丢失等特点，加上成本比较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。

电子锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者卫星电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，相比传统的机械锁具，电子锁不适用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。

电子所得发明思路，源自古代发明的自动机械，例如古希腊数学家赫伦的液压自动门，中国古代诸葛亮的木牛流马，它们以重力或蒸汽压力驱动，最广泛的用途乃是用在古代木道德地下机关。

电子工业的诞生，使得一微小电量驱动机械成为可能，于是有了电子锁一日潜力的跃进。

一、I/O模块的选择

在PLC控制系统中，为了实现生产机械的控制，需要将对象的各种测量参数按要求的方式送入PLC，PLC经过计算处理以后再将结果以数字量的形式输出，此时也把该输出变换为适合于生产机械控制的量，输入模块的选择应考虑输入信号的不同即数字量和模拟量，根据现场设备模块之间的距离进行选择，一般为5V，12V和24V直流电源。

输出模块有继电器、晶体管和晶闸管3种工作方式。

晶体管用于直流输出，晶闸管用于交流输出，继电器可用于交、直输出。

综上所述，本次设计选择24V直流电源，输出模块选择继电器输出。

二、元件清单

功能

器件

PLC的地址

启动

SB1

I0.0

按钮1

SB2

I0.2

按钮2

SB3

I0.3

按钮3

SB4

I0.4

按钮4

SB5

I0.5

按钮5

SB6

I0.6

按钮6

SB7

I0.7

按钮7

SB8

I1.0

按钮8

SB9

I1.1

按钮9

SB10

I1.2

按钮0

SB11

I1.3

停止按钮

SB12

I0.1

复位按钮

SB13

I1.4

未知按钮#（解锁）

SB14

I1.5

开锁线圈

KM1

Y1

报警器

KA

Y2

按钮指示灯

HL

Y0

三、I/O图

五、信号作用分析

1.按下I0.0，M0.0触点闭合，系统启动可按动输入键进行输入。

接着按下I0.22次，C0K2计数继电器计数2次。

接通C0，C0计数器也将接通在下一位的触点C0闭合。

接着按下I0.33次，C1K3计数继电器计数3次。

接通C1，C1计数器工作,也将接通在下一位的触点C1闭合。

接着按下I0.44次，C2K4计数器计数4次，接通C2，C2计数器工作，也将接通在下一个的触点C2闭合。

接着按动I0.55次，C3K5计数器计数5次，接通C3，C3计数继电器工作，也将接通在下一位的触点C3闭合。

接着按动I0.66次，C4K6计数器计数6次，接通C4，C4计数继电器工作，也将接通在下一位的触点才C4闭合。

接着按动I0.77次，C5K7计数器计数7次，接通C5，C5计数继电器工作，也将接通在下一位的触点才C5闭合。

2.0-9这10个按钮都并联在指示灯上每按动一下这10个中的任意一个指示灯都会亮一下。

这是为了让开锁的人知道按了一下是否接通了一次，起到确定按钮是否接通的目的。

3.如果按以上的程序输入正确的密码，则立即开锁。

若不是正确的密码，没输入一次错误后必须要按一下复位按钮才能重新输入六位数的密码，否则达不到开锁的目的。

在每复位一次的同时计数器C6就技术一次，直到累计错误的次数达到3次，此时报警器报警，报警时间为一分钟。

4.主人回来后，按下解锁开关I1.5，解锁开始主人需按类似以上输入密码的形式输入解锁密码。

过程如下：

I0.2按2次，接着I0.5按5次，接着I0.3按3次，接着I0.6按6次，接着I0.4按4次，接着I1.0按8次，接着I0.7按7下，此过程必须是按照这个顺序按才能解锁，否则无效。

六、梯形图

七、设计思路

从题目要求可知，要求密码分别由按钮（0.00、0.01、0.02）输入，确定按钮（0.03）和取消按钮（0.04）在确定输入和取消输入应用。

按正确的顺序，依次在0.00输入三个脉冲（即按三下），在0.01输入两个脉冲，在0.02输入两个脉冲，并按确定按钮，以上动作如果在10s内完成，密码锁开启，指示灯（100.00）亮；输入错误，按确认按钮后，指示灯不亮。

可按取消按钮，重新输入密码，但最多输入三次，三次确认无效时，报警灯（100.01）闪亮。

综上所述，需要4个计数器和一和一个定时器以及两个输出继电器。

八、时序图

在其它按钮组合的情况下，均不会引起指示灯01000、报警灯01001的变化。

九、结束语（小结）

随着现代科技的发展，密码锁已经应用到我们日常生活的各个方面，电子密码锁克服了传统密码锁保密性差、结构简单等特点，具有灵活性高、安全系数高、操作简单的优点，受到广大用户的亲睐。

特别是基于PLC的密码锁程序，简单又实用，可以广泛的推广到各个领域。

经过这2个多月的设计，让我把可编程控制器这门课又重新复习了一遍，以前学习的时候虽说实验也有做但主要是理论知识多一点。

这次学习，我还联系使用欧姆龙画梯形图，增加了我对PLC的兴趣，同时也对欧姆龙机型的PLC有一定掌握。

密码锁这个课题很有趣，之所以选择它，也是因为对它产生浓厚的兴趣。

亲自动手设计一个密码锁程序感觉很有成就感。

当然，我设计的这个密码锁还比较低端，与目前现实中的智能密码锁还有一定差距。

还存在一些不足，比如，在确认三次无效时，就只有指示灯在闪亮，而没有语音提示报警之类的设计。

本次设计使我学到了很多东西，特别是在想问题方面考虑得比较周到，增强了我的逻辑思维能力。

理论与实践相结合的原则，不但提高了我的理论知识还增加了我解决实际问题的能力。

十、参考文献

戴一平，可编程控制器技术及应用（欧姆龙机型）第二版，机械工业出版社，2009.12