1、.一、題 目： 基于PLC電子密碼鎖設計二、內容與要求：1.培養學生運用學生根底理論，專業知識及根本技能來分析和解決實際問題的能力。2.收集有關論文的方面的相關知識和各種材料質詢相關人士，在指導教師的幫助下完成畢業設計。3.本設計以德國西門子公司S7-200為核心，完成電子密碼鎖的設計，本設計要求易于操作，平安系數高，使用方便等優點。三、設計論文起止日期：任務下達日期：年月日完成日期：年月日 指導教師簽名： 年 月 日四、教研室審查意見：教研室負責人簽名：年 月 日. v.基于PLC電子密碼鎖設計摘要本設計是采用西門子PLC來設計密碼程序的，程序中應用到了近20個計數器。設計的密碼鎖外觀圖類似

2、于銀行取款機臺上的鍵盤。給人感覺就和那種輸入密碼的過程一樣。其實不然，本設計中采用了計數器控制的特點，每個計數器的次數設定為幾次那么所對應的按鍵就要按幾次。本設計分為開鎖環節和解鎖環節，開鎖環節設定六個按鍵有效，解鎖環節設定了七個按鍵有效，這樣一來設定的開鎖密碼位數就大于等于六位了，解鎖密碼位數就大于等于七位。要看計數器設定的次數而定。如果密碼鎖報警的話必須先輸入解鎖密碼，后輸入開鎖密碼方能開鎖。關鍵詞PLC 電子密碼鎖 梯形圖Based on PLC electronic bination lock designAbstractThe design is used to design the

3、 password Siemens PLC program, the program applied to nearly 20 counter. The bination lock appearance design similar to a bank on the ATM figure of the keyboard. Give a person feel and that kind of input password as the process. Actually otherwise, the design with the characteristics of the counter

4、control, the number of times each counter set for several times so of the corresponding key to be a few times. This design is divided into the lock and unlock link link, the lock link set six key effective, unlock the link set seven key effective, so the unlock password digits set was bigger than th

5、e equal to six, unlock password was bigger than the equal to seven digits. To see the number of counter set and decide. If the bination lock alarm words must first input unlock password input unlock password can unlock after. Keywords:PLC electronic Locks ladder Diagram. v.目 錄引言1第1章電子密碼鎖的背景及應用21.1密碼

6、鎖的開展21.2電子密碼鎖的概念21.3 電子密碼鎖的性能特點21.4 電子密碼鎖的電路組成局部31.5 電子密碼鎖的應用3第2章密碼鎖的硬件設計42.1 S7200PLC的系統組成42.1.1 S7200 的系統根本構成42.1.2 主機單元42.2 控制要求52.3.1 I/O確實定52.3.2 存儲容量的選擇62.3.3 I/O模塊的選擇62.4 I/O口分配表62.5 PLC外部接線圖8第3章密碼鎖的軟件設計93.1 梯形圖9第4章程序設計的局限性和優點19結論20致21參考文獻22. v.引 言PLC具有控制能力強、可靠性高、使用靈活方便和易于編程、擴X、通信等一系列優點，是當今及今

7、后工業控制的主要手段和控制核心，因此PLC技術、數控計數、計算機輔助設計、計算機輔助生產以及機器人技術、已并列為現代工業生產自動化的四大支柱。西門子是中國多個業務領域的領先工業解決方案供給商，在制造業自動化、流程工業自動化、運動控制、驅動、低壓控制以及電氣安裝技術方面提供了各類創新、可靠、高效和優質的產品。本設計以德國西門子公司的S7200系列為主，主要介紹了PLC的產生定義及分類，具體介紹了S7200系列的組成、性能特點及根本功能，主要性能指標和輸入輸出系統，通過S7200 CPU226型PLC介紹了本設計的全過程，從而實現了密碼鎖的PLC控制。第1章 電子密碼鎖的背景及應用1.1密碼鎖的開

8、展隨著社會物質財富的日益增長和人們生活水平的提高,平安成為現代居民最關心的問題之一。而鎖自古以來就是把守門戶的鐵將軍,人們對它要求甚高,即要平安可靠地防盜,又要使用方便,這也是制鎖者長期以來研制的主題。據有關資料介紹，電子鎖得研究從30年代就開場了，在某些特殊場所早就有所應用。研究這種鎖的初衷，是提高鎖的平安性，因為電子鎖的密碼鑰量密碼量極大，可以和機械所配合，防止因鑰匙被仿制而出現的問題。在平安性極高的前提下，他的另一個特點是無需鑰匙卻被越來越多的人所欣賞。因為電子鎖只需要記住一組密碼，無需攜帶金屬鑰匙，免除了人們的煩惱，電子所得種類繁多，從大的方面講可能有數十種，例如數碼鎖、指紋鎖、卡片鎖

9、、磁卡鎖、生物鎖等等。但是能談的上實用一些或者群眾化一些的還是按鍵式電子密碼鎖，這是一種操作方式類似于銀行取款機式的電子鎖，通過鍵盤上的數碼按鍵依次輸入一組密碼，如果密碼與內部已約定的密碼一樣，那么輸出一個電信號，以驅動電磁鐵或者小馬達將門閂翻開，完成一個開鎖過程。1.2電子密碼鎖的概念電子鎖是采取電子電路控制，以電磁鐵或者衛星電機和鎖體作為執行裝置的機電一體化鎖具，相比傳統的機械鎖具，電子鎖不適用金屬鑰匙，XX性、精度都有很大提高。電子所得創造思路，源自古代創造的自動機械，例如古希臘數學家赫倫的液壓自動門，中國古代諸葛亮的木牛流馬，它們以重力或蒸汽壓力驅動，最廣泛的用途乃是用在古代木道德地下

10、機關。電子工業的誕生，使得一微小電量驅動機械成為可能，于是有了電子鎖一日潛力的躍進。1.3 電子密碼鎖的性能特點1XX性好: 編碼量多,遠遠大于彈子鎖。隨機開鎖成功率幾乎為零。2密碼可變: 用戶可以經常更改密碼，防止密碼被盜，同時也可以防止因人員的更替而使鎖的密級下降。3.誤碼輸入保護: 當輸入密碼屢次錯誤時，報警系統自動啟動。4.電子密碼鎖操作: 簡單易行，一學即會。5.干擾碼功能: 在輸入正確密碼前可輸入任意碼。6.安保功能:如果連續輸錯4次密碼將會自動斷電3分鐘。7.緊急開啟功能: 出門時無需其他操作，只需一次的把手動作，可機械的開啟門，所以遇到火災等應急狀況下也迅速，平安的開啟門。8.

11、入侵感應功能: 在門上鎖的狀態下，有人破鎖而入時，會發出強力的報警音。9.火災報警功能: 在室內如果溫度到達75左右，將會發出強力的報警音，同時鎖會自動開啟。10.雙重鎖定功能: 外部強制鎖定,在內部不能開啟，適用于外出時，防止有人入侵.內部強制鎖定,在外部不能開啟，讓您在家時更安心、平安。11.弱電提醒當電量缺乏時: 在啟動開門時，會有美妙的音樂提示您及時更換電池。12.自動上鎖功能: 采用全自動鎖芯，門關后6秒內自動上鎖,外出更加平安。13.外部顯示功能: 當密碼輸入錯誤，鎖舌沒正常鎖到位，室內反鎖，弱電等情況下，外部都有提示功能。1.4 電子密碼鎖的電路組成局部1字密碼輸入電路2控制電路

12、3顯示電路1.5 電子密碼鎖的應用1主要應用于保險箱2金庫，大型倉庫3運鈔車。第2章 密碼鎖的硬件設計2.1 S7200PLC的系統組成2.1.1 S7200 的系統根本構成S7200是西門子公司前幾年投入市場的小型可變程序控制器，可以單機控制，也可以進展輸入,輸出和功能塊的擴展。S7200屬于整體式構造，它價格低廉，構造小巧，可靠性高，運行速度快，有極豐富的指令集，具有強大的多種集成功能和實時特性，具有很高的性能價格比。根據控制規模的大小即輸入,輸出點數的多少，可以選擇相應的CPU主機。除了CPU221以外，其他CPU主機均可進展系統擴X，在規模不太大的控制領域是較為理想的控制設備。同其他的

13、PLC一樣，S7 200的系統根本組成也是由主機單元加編程器組成。在需要進展系統擴展時，系統組成中還可以包括：數字量擴展單元模塊、模塊量擴展單元模塊、通信模塊、網絡設備、人機界面HMI等。2.1.2 主機單元S7200的主機單元的CPU共有兩個系列：CPU21X及CPU22X。CPU21X系列包括CPU212，CPU214，CPU215，CPU216，CPU22X系列包括CPU222，CPU224，CPU226，CPU226XM。由于CPU21X系列屬于S7200的第一代產品，下面介紹CPU226的特點：24輸入/16輸出共40個數字量I/O點；可連接7個擴展模塊單元，最大可擴展至248個數字

14、量I/O點或35路模擬量I/O；13KB的程序和數據存儲器空間；6個獨立的30 KHZ的高速計數器，2路獨立的20KHZ的高速脈沖輸出；具有PID控制器；2個RS485 通信/編程口；具有多點接口Mufti Point Interface，MPI通信協議；具有點對點Point to Point Interface，PPI通信協議； 具有自由通過信口； I/O端子排可以很容易地整體撤除；. v.2.2 控制要求1如圖2-1所知，密碼鎖共有14個按鍵，分別為：啟動按鈕SB1，停頓按鈕SB12，復位按鈕SB13，未知按鈕主人知道它的作用SB14，按鈕0，按鈕1，按鈕2，按鈕3，按鈕4，按鈕5，按鈕6

15、，按鈕7，按鈕8，按鈕9。 2按啟動按鈕后，開鎖開場，順序依次輸入正確的密碼，否那么累計3次輸入錯誤密碼不能再輸入，此時報警接通并開場報警，時間為1分鐘。按照順序和按壓次數依次按下6個按鈕完成輸入，然后執行開鎖動作。 圖2-1 密碼鎖按鍵3心按錯密碼時可按一下復位按鈕重新輸入密碼，有3次時機，到達3次輸入錯誤的密碼報警器開場報警。4為不能輸入開鎖密碼，只有當主人來了以后按一下未知按鈕SB14，然后輸入解鎖密碼即可解除鎖定，然后再輸入正確的開鎖密碼即可開鎖。 2.3PLC的選型隨著PLC技術的開展，PLC產品的種類也越來越多。不同型號的PLC其構造形式，指令系統，編程方式，價格等各有不同使用的場

16、合也各有側重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統的技術經濟指標有重要意義。PLC的選擇主要從機型。容量。輸入輸出模塊，電源模塊，特殊功能模塊，通信聯網能力等方面加以綜合考慮，即下面對于幾個重要的方面進展選擇。 2.3.1 I/O確實定盲目選擇點數多的機型會造成浪費。要先弄清楚控制系統的輸入輸出的總點數，再按實際所需總點數的15%-20%留出備用量為系統的改造等留出余 地，后確定所需PLC的點數，I/O點數也是PLC系統規模大小的量度：I/O口總數=輸入總數+輸出總數* 20%+輸入總數+輸出總數 =212.3.2 存儲容量的選擇 對于用戶存儲量只能作粗略的估算，在反對開關量進展控制的

17、系統中，可以用輸入總點數乘10字/點+輸出總點數乘5字/點估算；最后，一般按估算容量的100%-200%留有裕量。對于缺乏經歷的設計者來說，選擇容量時留有的裕量應大些即計算如下：存儲容量=輸入總數*5+輸出總數*8+計數器定時器總數*4*(1+200%) =567字2.3.3 I/O模塊的選擇在PLC控制系統中，為了實現生產機械的控制；需要將對象的各種測量參數，按要求的方式送入PLC。PLC經過計算處理后再將結果以數字量的形式輸出，此時也把該輸出變換為適合于生產機械控制的量。輸入模塊選擇是應考慮：輸入信號的不同即數字量和模擬量；根據現場設備模塊之間的距離進展選擇，一般為，和直流電源。輸出模塊有

18、繼電器，晶體管和晶閘管種工作方式，繼電器輸出用于交直流負載，其特點帶負載能力強，但動作頻率與相應慢。綜上所述輸入模塊為數字量輸入用直流電源供電，輸出模塊是選用繼電器輸出。類型為S7200系列CPU226,為整體式。2.4 I/O口分配表根據控制要求及2.2節輸入輸出得到選擇，確定輸出輸入的PLC地址，及其各個按鍵的功能。如表2-1配表。. v.表2-1 I/O口分配表功能器件PLC的地址啟動SB1I0.0按鈕1SB2I0.2按鈕2SB3I0.3按鈕3SB4I0.4按鈕4SB5I0.5按鈕5SB6I0.6按鈕6SB7I0.7按鈕7SB8I1.0按鈕8SB9I1.1按鈕9SB10I1.2按鈕0SB

19、11I1.3停頓按鈕SB12I0.1復位按鈕SB13I1.4未知按鈕*解鎖SB14I1.5開鎖線圈KM1Y1報警器KAY2按鈕指示燈HLY0. v.圖2-1 PLC外部接線圖2.5 PLC外部接線圖如圖2-1所示，功能欄里面按鈕0按鈕9的功能是輸入密碼用的，它們分別代表數字鍵上的09。啟動按鈕起到輸入密碼的開場，必須先按一下啟動按鈕才能輸入密碼。停頓按鈕的作用是當開鎖程序完畢的時候按一下停頓按鈕，開鎖程序完畢開鎖，起到省電的作用。復位按鈕的作用是當輸入密碼錯誤的時候按一下復位按鈕，輸入的密碼全部復位，然后重新輸入密碼，每復位一次的同時報警計數器技術次計數一次，累計計數三次后報警。其中有個未知按

20、鈕*，它其實就是解鎖開關，只是在鍵盤上顯示的是*，未標明它的作用，只有主人知道。開鎖線圈代表的是一個接觸器，它控制門閂上的開鎖電磁閥，當開鎖線圈Y1得電時電磁閥動作開鎖。報警器就是報警裝置。按鈕指示燈當每按一下按鍵的時候指示燈都會亮一下，起到證明接通電路的作用。. v.第3章 密碼鎖的軟件設計3.1 梯形圖 如圖3-1所示，程序梯形圖為：網絡1網絡2網絡3網絡4網絡5網絡6網絡7網絡8網絡9 網 絡 10網絡11網絡12網絡13網絡14網絡15網絡16網絡17網絡18網 絡19網絡20網絡21網絡22網 絡19網絡20網絡21網絡22網絡23網絡24網絡25圖3-1 程序梯形圖3.2 程序分析

21、1.按下I0.0，M0.0觸點閉合，系統啟動可按動輸入鍵進展輸入。接著按下I0.2 2次，C0K2計數繼電器計數2次。接通C0，C0計數器也將接通在下一位的觸點C0閉合。接著按下I0.3 3次，C1K3計數繼電器計數3次。接通C1，C1計數器工作,也將接通在下一位的觸點C1閉合。接著按下I0.4 4次，C2K4計數器計數4次，接通C2，C2計數器工作，也將接通在下一個的觸點C2閉合。接著按動I0.5 5次，C3K5計數器計數5次，接通C3，C3計數繼電器工作，也將接通在下一位的觸點C3閉合。接著按動I0.6 6次，C4K6計數器計數6次，接通C4，C4計數繼電器工作，也將接通在下一位的觸點才C

22、4閉合。接著按動I0.7 7次，C5K7計數器計數7次，接通C5，C5計數繼電器工作，也將接通在下一位的觸點才C5閉合。2.0-9這10個按鈕都并聯在指示燈上每按動一下這10個中的任意一個指示燈都會亮一下。這是為了讓開鎖的人知道按了一下是否接通了一次，起到確定按鈕是否接通的目的。3.如果按以上的程序輸入正確的密碼，那么立即開鎖。假設不是正確的密碼，沒輸入一次錯誤后必須要按一下復位按鈕才能重新輸入六位數的密碼，否那么達不到開鎖的目的。在每復位一次的同時計數器C6就技術一次，直到累計錯誤的次數到達3次，此時報警器報警，報警時間為一分鐘。4.主人回來后，按下解鎖開關I1.5，解鎖開場主人需按類似以上

23、輸入密碼的形式輸入解鎖密碼。過程如下:I0.2按2次，接著I0.5按5次，接著I0.3按3次，接著I0.6按6次，接著I0.4按4次，接著I1.0按8次，接著I0.7按7下，此過程必須是按照這個順序按才能解鎖，否那么無效。5.此程序可以任意修改密碼，改密碼的方法有兩種：一，把每個按鈕的位置交換一下，就可以到達了輸入順序的改變。例如I0.2和I0.3按鈕交換一下，就必須先按I0.3 2次后再按I0.2 3次才能繼續向下執行，否那么就會錯誤。二，可以改變計數器的計數次數，也可以到達修改密碼的目的。因為本設計用的是計數器一旦有人瞎按超過次數就接通計數器C6，累計三次就報警。這樣又起到密碼保護的作用，

24、平安系數更高。. v.第4章 程序設計的局限性和優點本設計的特點就是程序太長，使用計數器的數量太多，在輸入密碼的時候設計的密碼位數比擬多，很容易輸錯密碼。對于年老的人來說，恐怕是一個考驗，因為數目多了，加上記憶力下降，很難記住這些數目。考慮到如果有小孩在那瞎按，只要按的次數超過設定的次數且不按到復位鍵，完全有可能把鎖翻開，畢竟這種幾率還是有的。所以在開鎖程序里有分別另外加了六個計數器次數都比前一個多一次，但考慮到計數器用的太多，所以解鎖程序里就沒有再加更多計數器，這里就存在一定的局限性，也是需要改良的地方。改密碼只能通過改動程序中計數器的技術次數來改密碼，不能通過按鍵改動密碼。不過本程序也有一定的優點，例如密碼位數可以任意改動，密碼位數為六位以上，和一般概念上的密碼鎖有所不同，平安系數比擬高。. v.結 論經過這次畢業設計讓我把大學的所有的課程都復習了一遍。用西門子PLC設計梯形圖，開場還有點不習慣，之所以用西門子PLC做畢業設計也是因為想對西門子PLC有更深刻的了解。經過查看資料和復習，是我對西門子PLC產生了濃厚的