（机电体化专业）
毕 业 设 计
设 计 题 目 基PLC电子密码锁毕业文设计
学 生 姓 名 ***
指 导 教 师 **
机 电 工 程 系
2018年3月1日
摘
毕业设计介绍编程序控制器（PLC）PLC控制系统基知识包括PLC定义特点分类技术指标基结构工作原理硬件知识PLC控制系统等相关知识采松公司系列PLC设计简单密码锁控制系统密码锁控制系统通编程序控制器控制实现开锁报警程
编程控制器计算机核心通动控制装置功强性极强编程简单方便体积现已广泛应工业生产控制领域微处理器核心编写程序方式进行逻辑控制定时记数算术运算等通数字量模拟量输入输出控制机械设备生产程
文济实角度出发结合外围矩阵键盘输入LED液晶显示报警开锁等C语言编写控芯片控制程序设计款次更改密码具报警功电子密码控制系统种电路设计具防试探键输入智控制锁开锁报警修改密码等种功密码保密性强灵活性高
该设计采松公司系列编程控制器系列已国广泛系列代趋势里必详细介绍松系列编程控制器性指标硬件组成指令
PLC学般编程学困难完成控制系统仅需掌握定编程技术更重知道针实际应需选择合适PLC型号然进行资源配置设计控制系统
该设计密码锁动控制PLC控制介绍密码锁动控制系统工作原理控制系统PLC选型资源配置控制系统程序设计调试控制系统PLC程序
该设计程中予极鼓励帮助老师学表示衷心感谢设计程中存许足希老师学指出会时改正
设计介绍密码锁设计原理
关键词：编程控制器 密码锁 梯形图 交流接触器 电磁
目 录
1 绪………………………………………………………………………………………1
11PLC历史………………………………………………………………………1
12PLC硬件组成……………………………………………………………………2
13PLC软件组成………………………………………………………………………2
2 电子密码锁背景………………………………………………………………………3
21密码锁发展………………………………………………………………………3
22电子密码锁概念…………………………………………………………………4
23电子密码锁性特点……………………………………………………………4
24电子密码锁电路组成部分………………………………………………………4
25电子密码锁应…………………………………………………………………5
26 PLC应克服电子密码锁缺陷…………………………………………………5
3 PLC结构工作原理……………………………………………………………………5
31 PLC基结构……………………………………………………………………5
32整体式结构PLC……………………………………………………………………5
33模块式结构PLC……………………………………………………………………6
34 PLC组成部分介绍…………………………………………………………………7
35基指令……………………………………………………………………………11
4 PLC密码锁里应 12
41 PLC密码锁里控制 12
42循环扫描技术 13
43 PLC输入输出响应时间 14
5 PLC控制系统设计原设计步骤 15
51设计原 15
52设计步骤……………………………………………………………………………… 16
6 密码锁控制系统设计 17
61设计密码锁前需明白计数器原理 18
62密码锁控制系统控制求 18
63密码锁控制系统PLC选型资源配置 20
6 4 密码锁控制系统程序设计调试 28
参考文献 32
致 谢 33
1 绪
11 PLC历史
种新型控制装置项先进应技术总着工业生产实际需产生编程控制器产生前种继电器元件电气控制线路承担着生产程动控制艰巨务成百千种继电器构成复杂控制系统需成千万根导线连接起安装继电器需量继电器柜占量空间继电器运行时产生量噪声消耗量电
1968年美国通汽车公司改造汽车生产设备传统控制方式解决汽车断改型重新设计汽车装配线种继电器控制线路问题提出著名技术指标社会公开指标求制造商装配线提供种新型通控制器具特点：
1编程简单现场方便编辑修改程序
2价格便宜性价高继电器控制系统
3体积明显继电器控制柜
4具数通信功
5输入AC 115V
6输出AV 115V2A
7硬件维护方便插件式结构
8扩展时原系统需做改动
编程控制器应运生1969年美国数字设备公司根诉求研制出世界第台编程控制器型号PDP14GM公司汽车生产线应成功取显著济效益时称编程逻辑控制器
1969年第PLC商品化美国哥德公司型号0841971年日美国引进项技术研制出日第台编程控制器DSC819731974年德国法国相继研制出编程控制器德国西门子公司1973年研制出欧洲第台PLC型号SIEAT1C S4国1974年开始研制PLC1977年开始应工业
12 PLC硬件组成
PLC硬件中央处理单元(CPU)存储器(ROMRAM)输入输出(IO)模块电源编程器等组成硬件基结构图121示：
图121 PLC硬件基结构：
13 PLC软件组成
PLC软件系统指PLC种程序集合包括系统程序户程序系统程序包括监控程序编译程序诊断程序等软件基结构图131示：
图131软件基结构图
2 电子密码锁背景
21密码锁发展
着社会物质财富日益增长生活水提高安全成现代居民关心问题锁古守门户铁军求甚高安全防盗方便制锁者长期研制题
关资料介绍电子锁研究30年代开始某特殊场早应研究种锁初衷提高锁安全性电子锁密码钥量（密码量）极机械配合避免钥匙仿制出现问题安全性极高前提特点需钥匙越越欣赏电子锁需记住组密码需携带金属钥匙免烦恼电子种类繁方面讲数十种例数码锁指纹锁卡片锁磁卡锁生物锁等等谈实者众化键式电子密码锁种操作方式类似银行取款机式电子锁通键盘数码键次输入组密码果密码部已约定密码相输出电信号驱动电磁铁者马达门闩开完成开锁程
22电子密码锁概念
电子锁采取电子电路控制电磁铁者卫星电机锁体作执行装置机电体化锁具相传统机械锁具电子锁适金属钥匙保密性精度提高电子发明思路源古代发明动机械例古希腊数学家赫伦液压动门中国古代诸葛亮木牛流马重力蒸汽压力驱动广泛途古代木道德机关电子工业诞生微电量驱动机械成电子锁日潜力跃进
23 电子密码锁性特点
1．保密性 编码量远远弹子锁机开锁成功率零
2．密码变 户常更改密码防止密码盗时避免员更锁密级降
3误码输入保护 输入密码次错误时报警系统动启动
4电子密码锁操作 简单易行学会
5干扰码功 输入正确密码前输入意码
6安保功 果连续输错4次密码会动断电3分钟
7紧急开启功 出门时需操作需次手动作机械开启门遇火灾等应急状况迅速安全开启门
8入侵感应功 门锁状态破锁入时会发出强力报警音
9火灾报警功 室果温度达75°左右会发出强力报警音时锁动开启
10双重锁定功 外部强制锁定部开启适外出时防止入侵部强制锁定外部开启您家时更安心安全
11弱电提醒电量足时 启动开门时会美妙音乐提示您时更换电池
12动锁功 采全动锁芯门关6秒动锁外出更加安全
13外部显示功 密码输入错误锁舌没正常锁位室反锁弱电等情况外部提示功
24 电子密码锁电路组成部分
（1）字密码输入电路
（2）控制电路
（3）显示电路
25 电子密码锁应
（1）应保险箱
（2）金库型仓库
（3）运钞车
26 PLC应克服电子密码锁缺陷
PLC控制密码锁设计克服机械式密码锁密码量少安全性差缺点密码锁技术技提高前密码锁总类少密码设计简单容易破解安全性高接线较复杂性较低功耗高灵活性低忘记密码重新解锁开锁甚换锁密码锁设计保护安全日常生活带便捷机械式密码锁旦毁坏麻烦1977年开始PLC开始逐渐应国工业PLC走密码锁改进密码锁缺陷带方便现密码锁特点：
1保密性编码量
2密码变常更换密码防止密码盗
3PLC程序灌入密码锁遗忘密码时方便找回
4密码输入保护输入次正确会立报警
5操作简单学会
3 PLC结构工作原理
31 PLC基结构
PLC实质种工业控制计算机硬件结构基微型计算机相根结构形式PLC基结构分整体式模块式结构两类
32整体式结构PLC
整体式结构PLC中央处理器（CPU）存储器IO单元电源电路通信端口等组成组装起基结构框图图321示
图321 整体式结构
电源
中央处理器
系统总线
输入输出单元
存储器
编程器
33模块式结构PLC
模块式结构PLC中央处理器（CPU）存储器输入输出单元电源电路通信端口等分做成相应模块应时模块根求插机架模块间通机架总线想联系基结构框图332示
图332 模块式结构
编程器
PLC位机
现场设备
电源模块
CPU
模块
通信
模块
输入模块
输出模块
殊功功模块
机 架
34 PLC组成部分介绍
（1）中央处理器
中央处理器（CPU）PLC核心部分相PLC脑PLC中系统程序赋予功接受存储编程器键入户程序数扫描方式查询现场输入装置种信号状态数存入输入程状态寄存器数寄存器中通系统总线户存储器输入输出（IO）通信端口等单元相连通制造厂家预制系统存储器部系统程序完成项务功编程器写入控制程序数存储器检验户程序存储器读取执行程序进行PLC部障诊断等
（2）存储器
根存储器存储容存储器分系统程序存储器户程序存储器数存储器
系统程序存储器：存入软件存储器系统程序相计算机操作系统PLC厂家根选CPU指令系统编写固化ROM里户修改容
户程序存储器：存放户根控制求编制程序类型PLC存储容量样
数存储器：存放PLC运行中种数存储器运行中数断变化种存储器必须读写
（3）输入输出单元
输入输出单元PLC外部设备连接纽带输入单元接收现场设备PLC提供开关量信号处理变成CPU够识信号输出单元CPU信号处理控制外部设备
输入输出接口求：良抗干扰力类输入输出信号(开关量模拟量直流量交流量)匹配力
（4）电源部分
型号PLC供电方式PLC电源输入电压12V24V直流110V220V交流
（5）编程器
编程器PLC重外围设备户程序写入PLC户程序存储器方面PLC进行编程方面PLC工作状态进行监控PLC厂家编程器户通编程器编写控制程序通编程器接口控制程序输入PLC线检测程序运行情况出现障时通编程器方便找出错误
（6）特殊功单元
包括模拟量输入输出单元远程IO模块通信模块高速计数模块中断输入模块PID调解模块等着PLC进步发展特殊功单元应越越
PLC程序设计梯形图：
343 PLC程序设计梯形图：
35基指令
251 LDLDI指令：LDLDI指令连接母线连接触点表示操作开始LD常开触点LDI常闭触点
252 ANDANI指令：ANDANI指令串联连接触点AND常开触点 ANI常闭触点
253 ORORI指令：ORORI指令联连接触点执行逻辑 功OR常开触点ORI常闭触点
254 OUT指令：OUT指令执行逻辑输出功条件成立时ON条件成立时OFF
255 ANBORB指令：ANB完成支路间串联功执行支路间 操作ORB完成支路间联功执行支路间 操作
256 较指令： CMP（Compare）功指令编号FNC1016位运算占7程序步32位运算占13程序步
257 传送指令：MOV功号FNC12源操作数容传送目标操作数
258 四逻辑运算指令
(1)二进制加法指令ADD
ADD功号FNC20源操作数S1S2中16位二进制数相加然运算结果传送指定目标操作数中
(2) 二进制减指令SUB
SUB功号FNC21源操作数S1S2中16位二进制数相减然运算结果传送指定目标操
(3) 二进制法指令MUL
MUL功号FNC22作数中源操作数S1S2中16位二进制数相然运算结果传送指定目标操作数首址软元件中
(4) 二进制法指令DIV
DIV功号FNC22源操作数S1S2中16位二进制数相然运算结果传送指定目标操作数D中余数传送D+1中
4 PLC密码锁里应
41 PLC密码锁里控制
1 输入点输入密码开启定前输入设定值驱动PLCY0输出 2输入输出点配置设计员配置
3 启动钮开始
4 设定输入密码钮ON时表示设定密码值数字键设定输入值数字键重复输入少9位数
5 设定输入密码钮OFF时表示开始数字键输入密码进行开锁
6 确认键ON时表示开锁密码值设定值开始较
7密码较错误错误灯亮起表示输入错误清钮清输入值重新 输入输入错误3次法输入
8输入正确密码时驱动正确指示灯表示开锁成功
9更改密码设定值时清清钮启动重新输入键重新
10输入错误密码3次法输入想重新输入需先重置键重置清楚启动重新输入钮重新启动重新输入
图411PLC电子密码锁应程序
42循环扫描技术
PLC采循环扫描技术分3阶段输入阶段（外部输入信号状态传送PLC）执行程序阶段输出阶段（输出信号传送外部设备）扫描程图示
图422 扫描周期
输入阶段
程序执行阶段
程序执行阶段
输出阶段
程序执行阶段
输出阶段
输入阶段
阶段中PLC读取输入信号状态数存入相应输入存储单元
421执行程序阶段
阶段中PLC次序逐步执行程序指令相应输入存储单元读入信号状态数然根程序部继电器定时器计数器数存储器状态数进行逻辑运算运算结果结果存入相应输出存储器单元阶段执行完进入输出阶段程序执行中输入信号状态数保持变
422输出阶段
阶段中PLC相应输出存储单元运算结果传送输出模块通输出模块外部设备传送输出信号开始控制外部设备
43 PLC输入输出响应时间
IO响应时间指某输入信号变化开始系统相关输出端信号改变需时间PLC循环扫描工作方式收输入信号时刻响应时间长短面出短长响应时间
短响应时间：扫描周期刚结束收输入信号收输入信号开始扫描周期时样响应时间短考虑输入电路输出电路延时短响应时间应扫描周期短响应时间图示
长响应时间：扫描更完成输入读取接输入信号样输入信号该扫描周期会发生变化等扫描周期响应时响应时间长图示
图453 短响应时间
程序执行
输入阶段
输入阶段
程序执行
输出阶段
输出阶段
程序执行
输入
输出
扫描周期
|←短响应时间→|
长响应时间：扫描更完成输入读取接输入信号样输入信号该扫描周期会发生变化等扫描周期响应时响应时间长图示
图454 长响应时间
程序执行阶段
输入阶段
输出阶段
程序执行阶段
输入阶段
输出阶段
程序执行阶段
输入阶段
输出阶段
程序执行阶段
扫描周期
输入
输出
|← 长 响 应 时 间 →|
5 PLC控制系统设计原设计步骤
51设计原
PLC控制系统工艺流程服务首先实现工艺提出控制求PLC控制系统设计应遵循原：
（1） 根工艺流程进行设计力求设计出控制系统限度满足控制求
（2） 满足控制求前题量减少PLC系统硬件费
（3） 考虑控制求变化控制系统设计时应考虑PLC扩展性
（4） 控制系统维护方便安全
52设计步骤
般PLC控制系统设计步骤图13示具体操作：
（1）控制求分析
设计PLC控制系统前必须工艺流程进行细致分析详细解控制象控制求样真正明白完成务设计出令满意控制系统
（2）确定IO设备
根控制求选择合理输入设备（控制钮开关传感器等）输出设备（接触器继电器等）根选输入输出设备类型数量确定PLCIO点数
（3）选择合适PLC
确定PLC点数根IO点数控制求等进行PLC选择选择包括机型存储器容量输入输出模块电源模块智模块等
（4）PLC程序设计
阶段根控制象控制求PLC进行编程首先工艺流程分干阶段确定阶段输入信号输出控制设备阶段间关系然画出程序流程图进行程序编制
（5）IO点数分配
点数分配PLCIO端子输入输出设备应关系画出IO接线原理图
（6）模拟调试
程序编制钮开关模拟数字量电压源电流源代模拟量进行模拟调试控制程序基满足控制求
（7）现场联机调试
现场联机调试PLC现场设备进行调试步中发现程序存实际问题然修正满足控制求
（8）整理技术文件
步包括整理设计关文档包括设计说明书IO接线原理图程序清单说明书等
图521 设计步骤示意图
开始设计
控制求分析
确定IO设备
选择合适PLC
IO点数分配
PLC程序设计
模拟调试
现场联机调试
整理技术文件
设计结束
6 密码锁控制系统设计
图61计数器格式示意图
61设计密码锁前需明白计数器原理
611计数器书写格式：
（1）FEO型PLC初始设置计数器C100C143序号系统寄存器重新设置设置时应注意TMCT前序号错开程序中序号计数器次应敞开常闭触点数次
(2)计数器两输入端时钟端CP复位端 R分两输入触点控制时钟输入端脉复位端脉均升起作输入端R脉端CP优先权高
(3)计数器设置值计数器初始值定时器样该值132767中意十进制数书写时前面定加K字母样计数器设定值值型号SVEV存放
（4）计数器减计数时钟脉计数器减直减零时计
数器应触点开始动作常闭触点断开常开触点闭合
（5）R 端接通时计数初始化应触点断开计数器复位重新开始计数
612懂密码器报警源
图612 报警程序图
指令：
LD X4
OR X5
OR Y1
LDI X0
OUT Y1
开锁误钮SB4(X4) SB5(X5)时线圈（交流接触器）Y1电Y1常开闭合锁报警器断报警
62密码锁控制系统控制求
控制求：
（1）SB7起动键SB7进行开锁
（2）SB1SB2SB3 压键开锁条件：SB1设定压次数3次SB2设定压次数2次SB3设定压次数6次方开
（3）SB4SB5禁钮会报警
（4）SB6复位钮开锁作业
（5）SB8停止钮
621 密码锁控制系统工作流程示意图图623示
图623密码锁控制流程图
622设备控制求
密码控制系统求实现正常运行复位停止两种控制方式
1正常运行
正常运行方式具体控制求：
（1）SB7启动密码控制系统
（2）SB1三SB2两SB3 六密码锁开
注意：密码序钮SB1 SB2 SB3开锁
2复位停止
停止复位方式具体控制求：
（1）停止扭SB8操作程停止系统失电操作新SB7开始操作
（2）输入密码程中果出现错误时复位新操作时SB6重新输入密码三次机会进行开锁操作达3次输入错误密码报警器开始报警
密码锁面板图：
3报警系统
操作程中果误SB4SB5系统会报警警报声长鸣通知密码锁防盗报警系统
63密码锁控制系统PLC选型资源配置
631控制系统结构梯形图
图634密码锁控制系统梯形图
632 梯形图编程语言
PLC通程序系统进行控制作种专计算机适应应领域定专语言PLC编程语言种梯形图语句表功图逻辑方程等梯形图编程语言种图形语言具继电器控制电路形象直观优点语句表编程语言类似计算机汇编语言助记符表示种指令功PLC户程序基础元素
般言梯形图程序PLC仿真电源电流通系列输入逻辑条件根结果决定逻辑输出允许条件逻辑通常分解成容易理解片片通常称梯级网络
程序次扫描执行次网络做右序进行旦CUP执行程序结尾执行程序网络中指令列基础执行左右次执行直网络线圈列充分利存储器容量扫描时间短利梯形图编程时应限制触点间距离网络左边部分空白少中串联触点较支路写面联支路应写左边线圈放触点右边
图4示PLC控制梯形图程序完成继电器控制电动机直接起停（起保停）继电器控制电路图相功
梯形图继电器控制电路图非常相似PLC控制取代继电器控制基础实践证明设计成功继电器电路图进行转换设计出具相功PLC控制程序充分发挥PLC功完善性高控制灵活特点然存着质区
（1）继电器控制电路中继电器物理元器件继电器控制电器间连接必须通硬件连接线完成PLC中继电器部寄存器位称软继电器具物理继电器相似功线圈通电时属常开触点闭合常闭触点断开线圈断电时属常开触点常闭触点均恢复常态PLC梯形图中接线称软接线种软接线通编程实现具更改简单调试方便等特点继电器控制电路图点线连接图相素施工困难更改费力
（2）PLC中继电器应着部寄存器时受限读取容认PLC继电器数常开常闭触点供户PLC梯形图中触点代表逻辑输入条件外部实际开关钮部继电器触点条件等物理继电器触点数限
（3）PLC输入继电器外部信号驱动梯形图中触点物理继电器中线圈通常代表逻辑输出结果灯电机启动器中间继电器部输出条件等
（4）继电器控制系统中触点动作序延迟逐动作动作序电路图编写序关PLC扫描方式工作首先采取输入信号然梯形图进行计算造成宏观动作序关微观时间段实际执行序梯形图编写序致关
（5）PLC梯形图中两根母线失原意义表示梯形起始终实际电流通假象概念电流左右流
充分发挥CUP逻辑运算功设置量称盒附加命令定时器计算器格式转换模拟量IOPID调节数学运算指令等充分发挥计算机强计算功部继电器起完成PLC种复杂控制功
533IO址分配
CPU模块16点数字量输入16点数字量输出需输入输出模块采IO 分配采动分配方式模块输入端子应输入址X0～X15输出端子应输出址Y0～Y11
534模块功概述
CPU模块采松公司模块控制着整系统控制求条紊运行时该模块采交流220V供电带16数字量输入点16数字量输出点完全满足密码锁控制系统求需外电源模块数字量输入输出模块
6．4 密码锁控制系统程序设计调试
641 编程软件
编程软件采松公司生产PLC设计编程软件
程序载安装调试
输入输出端子实际控制系统中扭需控制设备正确连接完成硬件安装喷泉动控制程序松软件指令完成正常工作时程序存放存储卡中修改程序先PLC设定STOP状态运行编程软件开喷泉动控制程序线调试编程器进行
表645 IO分配表
输入址
应外围设备
X7
启动钮开启操作系统
X0
停止钮停止操作系统
X1
操作键三次
X2
操作键二次
X3
操作键六次
X4
禁键报警
X5
禁键报警
X6
复位操作键
输出设备
应外围设备
Y0
密码锁
Y1
报警器
646程序外围接线图
647密码锁控制程序：
图647 密码锁控制程序图
648密码锁外围接线接密码锁控制求流程图进行调试直达控制求止
参考文献
[1]廖常初编程控制器应技术（第三版）重庆：重庆学出版社1998
[2]廖常初PLC梯形图程序设计方法技巧电工技术19981999
[3]孙编程控制器原理应北京：高等教育出版社2003
[4]孙振强编程控制器原理教程[M]北京：清华学出版社2009
[5]许謬王淑英电器控制PLC控制技术[M]北京：机械工业出版社2008
[6]张学铭邸书玉 松PLC编程应北京：机械工业出版社20097
[7]孙志强编程控制器原理教程[M]北京北京清华学出版社2009
[8]王兆明编程控制器原理应实训[M]北京机械工业出版社2008
[9]李明喜新型电子密码锁设计[J]机电产品开发创新2004(3)
[10]瞿贵荣实电子密码锁[J]家庭电子2000(7)
[11]张万忠编程控制器应技术[M]北京：化学工业出版社2005
[12]李俊秀编程控制器应技术实训指导[M]北京：化学工业出版社2002
[13]廖常初PLC基础应[M]北京：机械工业出版社2007
[14]余雷声电气控制PLC应[M]北京：机械工业出版社1999
[15]常斗南编程控制器原理应实验[M]北京：机械工业出版社1998
[16]童克波PLC综合应技术[M]连：连理工学出版社2010
[17]钟肇新编程控制器原理应[M]广州：华南理工学出版社2003
[18]丁伟编程控制器工业控制中应[M]北京：化学工业出版社2004
[19]邓名电器编程控制器应技术[M]北京：机械工业出版社1998
[20]陈编程序控制器技术应系统设计[M]北京：机械工业出版社2003
[10]
致 谢
半年忙碌工作次毕业设计已接尾声作专生毕业设计验匮乏难免许考虑周全方果没导师督促指导起工作学支持想完成设计难想象
毕业设计许学生涯交作业想机会感谢三年帮助老师学友谊生财富生命中缺部分里首先感谢老师李俊老师李老师日里工作繁做毕业设计阶段外出实查阅资料设计草案确定修改中期检查期详细设计装配草图等整程中予悉心指导改课题遇问题老师总提出解决方案帮助完成毕业设计特李俊老师表示深深感谢敬意
学生活匆匆忙忙悔说：学三年影响时间衡量三年历事生活回味部分处事指南针真正离开学校走工作岗位生历程起点里祝福朋友路走未总绚烂缤纷家加油
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毕 业 设 计
设 计 题 目 基PLC电子密码锁毕业文设计
学 生 姓 名 ***
指 导 教 师 **
机 电 工 程 系
2018年3月1日
摘
毕业设计介绍编程序控制器（PLC）PLC控制系统基知识包括PLC定义特点分类技术指标基结构工作原理硬件知识PLC控制系统等相关知识采松公司系列PLC设计简单密码锁控制系统密码锁控制系统通编程序控制器控制实现开锁报警程
编程控制器计算机核心通动控制装置功强性极强编程简单方便体积现已广泛应工业生产控制领域微处理器核心编写程序方式进行逻辑控制定时记数算术运算等通数字量模拟量输入输出控制机械设备生产程
文济实角度出发结合外围矩阵键盘输入LED液晶显示报警开锁等C语言编写控芯片控制程序设计款次更改密码具报警功电子密码控制系统种电路设计具防试探键输入智控制锁开锁报警修改密码等种功密码保密性强灵活性高
该设计采松公司系列编程控制器系列已国广泛系列代趋势里必详细介绍松系列编程控制器性指标硬件组成指令
PLC学般编程学困难完成控制系统仅需掌握定编程技术更重知道针实际应需选择合适PLC型号然进行资源配置设计控制系统
该设计密码锁动控制PLC控制介绍密码锁动控制系统工作原理控制系统PLC选型资源配置控制系统程序设计调试控制系统PLC程序
该设计程中予极鼓励帮助老师学表示衷心感谢设计程中存许足希老师学指出会时改正
设计介绍密码锁设计原理
关键词：编程控制器 密码锁 梯形图 交流接触器 电磁
目 录
1 绪………………………………………………………………………………………1
11PLC历史………………………………………………………………………1
12PLC硬件组成……………………………………………………………………2
13PLC软件组成………………………………………………………………………2
2 电子密码锁背景………………………………………………………………………3
21密码锁发展………………………………………………………………………3
22电子密码锁概念…………………………………………………………………4
23电子密码锁性特点……………………………………………………………4
24电子密码锁电路组成部分………………………………………………………4
25电子密码锁应…………………………………………………………………5
26 PLC应克服电子密码锁缺陷…………………………………………………5
3 PLC结构工作原理……………………………………………………………………5
31 PLC基结构……………………………………………………………………5
32整体式结构PLC……………………………………………………………………5
33模块式结构PLC……………………………………………………………………6
34 PLC组成部分介绍…………………………………………………………………7
35基指令……………………………………………………………………………11
4 PLC密码锁里应 12
41 PLC密码锁里控制 12
42循环扫描技术 13
43 PLC输入输出响应时间 14
5 PLC控制系统设计原设计步骤 15
51设计原 15
52设计步骤……………………………………………………………………………… 16
6 密码锁控制系统设计 17
61设计密码锁前需明白计数器原理 18
62密码锁控制系统控制求 18
63密码锁控制系统PLC选型资源配置 20
6 4 密码锁控制系统程序设计调试 28
参考文献 32
致 谢 33
1 绪
11 PLC历史
种新型控制装置项先进应技术总着工业生产实际需产生编程控制器产生前种继电器元件电气控制线路承担着生产程动控制艰巨务成百千种继电器构成复杂控制系统需成千万根导线连接起安装继电器需量继电器柜占量空间继电器运行时产生量噪声消耗量电
1968年美国通汽车公司改造汽车生产设备传统控制方式解决汽车断改型重新设计汽车装配线种继电器控制线路问题提出著名技术指标社会公开指标求制造商装配线提供种新型通控制器具特点：
1编程简单现场方便编辑修改程序
2价格便宜性价高继电器控制系统
3体积明显继电器控制柜
4具数通信功
5输入AC 115V
6输出AV 115V2A
7硬件维护方便插件式结构
8扩展时原系统需做改动
编程控制器应运生1969年美国数字设备公司根诉求研制出世界第台编程控制器型号PDP14GM公司汽车生产线应成功取显著济效益时称编程逻辑控制器
1969年第PLC商品化美国哥德公司型号0841971年日美国引进项技术研制出日第台编程控制器DSC819731974年德国法国相继研制出编程控制器德国西门子公司1973年研制出欧洲第台PLC型号SIEAT1C S4国1974年开始研制PLC1977年开始应工业
12 PLC硬件组成
PLC硬件中央处理单元(CPU)存储器(ROMRAM)输入输出(IO)模块电源编程器等组成硬件基结构图121示：
图121 PLC硬件基结构：
13 PLC软件组成
PLC软件系统指PLC种程序集合包括系统程序户程序系统程序包括监控程序编译程序诊断程序等软件基结构图131示：
图131软件基结构图
2 电子密码锁背景
21密码锁发展
着社会物质财富日益增长生活水提高安全成现代居民关心问题锁古守门户铁军求甚高安全防盗方便制锁者长期研制题
关资料介绍电子锁研究30年代开始某特殊场早应研究种锁初衷提高锁安全性电子锁密码钥量（密码量）极机械配合避免钥匙仿制出现问题安全性极高前提特点需钥匙越越欣赏电子锁需记住组密码需携带金属钥匙免烦恼电子种类繁方面讲数十种例数码锁指纹锁卡片锁磁卡锁生物锁等等谈实者众化键式电子密码锁种操作方式类似银行取款机式电子锁通键盘数码键次输入组密码果密码部已约定密码相输出电信号驱动电磁铁者马达门闩开完成开锁程
22电子密码锁概念
电子锁采取电子电路控制电磁铁者卫星电机锁体作执行装置机电体化锁具相传统机械锁具电子锁适金属钥匙保密性精度提高电子发明思路源古代发明动机械例古希腊数学家赫伦液压动门中国古代诸葛亮木牛流马重力蒸汽压力驱动广泛途古代木道德机关电子工业诞生微电量驱动机械成电子锁日潜力跃进
23 电子密码锁性特点
1．保密性 编码量远远弹子锁机开锁成功率零
2．密码变 户常更改密码防止密码盗时避免员更锁密级降
3误码输入保护 输入密码次错误时报警系统动启动
4电子密码锁操作 简单易行学会
5干扰码功 输入正确密码前输入意码
6安保功 果连续输错4次密码会动断电3分钟
7紧急开启功 出门时需操作需次手动作机械开启门遇火灾等应急状况迅速安全开启门
8入侵感应功 门锁状态破锁入时会发出强力报警音
9火灾报警功 室果温度达75°左右会发出强力报警音时锁动开启
10双重锁定功 外部强制锁定部开启适外出时防止入侵部强制锁定外部开启您家时更安心安全
11弱电提醒电量足时 启动开门时会美妙音乐提示您时更换电池
12动锁功 采全动锁芯门关6秒动锁外出更加安全
13外部显示功 密码输入错误锁舌没正常锁位室反锁弱电等情况外部提示功
24 电子密码锁电路组成部分
（1）字密码输入电路
（2）控制电路
（3）显示电路
25 电子密码锁应
（1）应保险箱
（2）金库型仓库
（3）运钞车
26 PLC应克服电子密码锁缺陷
PLC控制密码锁设计克服机械式密码锁密码量少安全性差缺点密码锁技术技提高前密码锁总类少密码设计简单容易破解安全性高接线较复杂性较低功耗高灵活性低忘记密码重新解锁开锁甚换锁密码锁设计保护安全日常生活带便捷机械式密码锁旦毁坏麻烦1977年开始PLC开始逐渐应国工业PLC走密码锁改进密码锁缺陷带方便现密码锁特点：
1保密性编码量
2密码变常更换密码防止密码盗
3PLC程序灌入密码锁遗忘密码时方便找回
4密码输入保护输入次正确会立报警
5操作简单学会
3 PLC结构工作原理
31 PLC基结构
PLC实质种工业控制计算机硬件结构基微型计算机相根结构形式PLC基结构分整体式模块式结构两类
32整体式结构PLC
整体式结构PLC中央处理器（CPU）存储器IO单元电源电路通信端口等组成组装起基结构框图图321示
图321 整体式结构
电源
中央处理器
系统总线
输入输出单元
存储器
编程器
33模块式结构PLC
模块式结构PLC中央处理器（CPU）存储器输入输出单元电源电路通信端口等分做成相应模块应时模块根求插机架模块间通机架总线想联系基结构框图332示
图332 模块式结构
编程器
PLC位机
现场设备
电源模块
CPU
模块
通信
模块
输入模块
输出模块
殊功功模块
机 架
34 PLC组成部分介绍
（1）中央处理器
中央处理器（CPU）PLC核心部分相PLC脑PLC中系统程序赋予功接受存储编程器键入户程序数扫描方式查询现场输入装置种信号状态数存入输入程状态寄存器数寄存器中通系统总线户存储器输入输出（IO）通信端口等单元相连通制造厂家预制系统存储器部系统程序完成项务功编程器写入控制程序数存储器检验户程序存储器读取执行程序进行PLC部障诊断等
（2）存储器
根存储器存储容存储器分系统程序存储器户程序存储器数存储器
系统程序存储器：存入软件存储器系统程序相计算机操作系统PLC厂家根选CPU指令系统编写固化ROM里户修改容
户程序存储器：存放户根控制求编制程序类型PLC存储容量样
数存储器：存放PLC运行中种数存储器运行中数断变化种存储器必须读写
（3）输入输出单元
输入输出单元PLC外部设备连接纽带输入单元接收现场设备PLC提供开关量信号处理变成CPU够识信号输出单元CPU信号处理控制外部设备
输入输出接口求：良抗干扰力类输入输出信号(开关量模拟量直流量交流量)匹配力
（4）电源部分
型号PLC供电方式PLC电源输入电压12V24V直流110V220V交流
（5）编程器
编程器PLC重外围设备户程序写入PLC户程序存储器方面PLC进行编程方面PLC工作状态进行监控PLC厂家编程器户通编程器编写控制程序通编程器接口控制程序输入PLC线检测程序运行情况出现障时通编程器方便找出错误
（6）特殊功单元
包括模拟量输入输出单元远程IO模块通信模块高速计数模块中断输入模块PID调解模块等着PLC进步发展特殊功单元应越越
PLC程序设计梯形图：
343 PLC程序设计梯形图：
35基指令
251 LDLDI指令：LDLDI指令连接母线连接触点表示操作开始LD常开触点LDI常闭触点
252 ANDANI指令：ANDANI指令串联连接触点AND常开触点 ANI常闭触点
253 ORORI指令：ORORI指令联连接触点执行逻辑 功OR常开触点ORI常闭触点
254 OUT指令：OUT指令执行逻辑输出功条件成立时ON条件成立时OFF
255 ANBORB指令：ANB完成支路间串联功执行支路间 操作ORB完成支路间联功执行支路间 操作
256 较指令： CMP（Compare）功指令编号FNC1016位运算占7程序步32位运算占13程序步
257 传送指令：MOV功号FNC12源操作数容传送目标操作数
258 四逻辑运算指令
(1)二进制加法指令ADD
ADD功号FNC20源操作数S1S2中16位二进制数相加然运算结果传送指定目标操作数中
(2) 二进制减指令SUB
SUB功号FNC21源操作数S1S2中16位二进制数相减然运算结果传送指定目标操
(3) 二进制法指令MUL
MUL功号FNC22作数中源操作数S1S2中16位二进制数相然运算结果传送指定目标操作数首址软元件中
(4) 二进制法指令DIV
DIV功号FNC22源操作数S1S2中16位二进制数相然运算结果传送指定目标操作数D中余数传送D+1中
4 PLC密码锁里应
41 PLC密码锁里控制
1 输入点输入密码开启定前输入设定值驱动PLCY0输出 2输入输出点配置设计员配置
3 启动钮开始
4 设定输入密码钮ON时表示设定密码值数字键设定输入值数字键重复输入少9位数
5 设定输入密码钮OFF时表示开始数字键输入密码进行开锁
6 确认键ON时表示开锁密码值设定值开始较
7密码较错误错误灯亮起表示输入错误清钮清输入值重新 输入输入错误3次法输入
8输入正确密码时驱动正确指示灯表示开锁成功
9更改密码设定值时清清钮启动重新输入键重新
10输入错误密码3次法输入想重新输入需先重置键重置清楚启动重新输入钮重新启动重新输入
图411PLC电子密码锁应程序
42循环扫描技术
PLC采循环扫描技术分3阶段输入阶段（外部输入信号状态传送PLC）执行程序阶段输出阶段（输出信号传送外部设备）扫描程图示
图422 扫描周期
输入阶段
程序执行阶段
程序执行阶段
输出阶段
程序执行阶段
输出阶段
输入阶段
阶段中PLC读取输入信号状态数存入相应输入存储单元
421执行程序阶段
阶段中PLC次序逐步执行程序指令相应输入存储单元读入信号状态数然根程序部继电器定时器计数器数存储器状态数进行逻辑运算运算结果结果存入相应输出存储器单元阶段执行完进入输出阶段程序执行中输入信号状态数保持变
422输出阶段
阶段中PLC相应输出存储单元运算结果传送输出模块通输出模块外部设备传送输出信号开始控制外部设备
43 PLC输入输出响应时间
IO响应时间指某输入信号变化开始系统相关输出端信号改变需时间PLC循环扫描工作方式收输入信号时刻响应时间长短面出短长响应时间
短响应时间：扫描周期刚结束收输入信号收输入信号开始扫描周期时样响应时间短考虑输入电路输出电路延时短响应时间应扫描周期短响应时间图示
长响应时间：扫描更完成输入读取接输入信号样输入信号该扫描周期会发生变化等扫描周期响应时响应时间长图示
图453 短响应时间
程序执行
输入阶段
输入阶段
程序执行
输出阶段
输出阶段
程序执行
输入
输出
扫描周期
|←短响应时间→|
长响应时间：扫描更完成输入读取接输入信号样输入信号该扫描周期会发生变化等扫描周期响应时响应时间长图示
图454 长响应时间
程序执行阶段
输入阶段
输出阶段
程序执行阶段
输入阶段
输出阶段
程序执行阶段
输入阶段
输出阶段
程序执行阶段
扫描周期
输入
输出
|← 长 响 应 时 间 →|
5 PLC控制系统设计原设计步骤
51设计原
PLC控制系统工艺流程服务首先实现工艺提出控制求PLC控制系统设计应遵循原：
（1） 根工艺流程进行设计力求设计出控制系统限度满足控制求
（2） 满足控制求前题量减少PLC系统硬件费
（3） 考虑控制求变化控制系统设计时应考虑PLC扩展性
（4） 控制系统维护方便安全
52设计步骤
般PLC控制系统设计步骤图13示具体操作：
（1）控制求分析
设计PLC控制系统前必须工艺流程进行细致分析详细解控制象控制求样真正明白完成务设计出令满意控制系统
（2）确定IO设备
根控制求选择合理输入设备（控制钮开关传感器等）输出设备（接触器继电器等）根选输入输出设备类型数量确定PLCIO点数
（3）选择合适PLC
确定PLC点数根IO点数控制求等进行PLC选择选择包括机型存储器容量输入输出模块电源模块智模块等
（4）PLC程序设计
阶段根控制象控制求PLC进行编程首先工艺流程分干阶段确定阶段输入信号输出控制设备阶段间关系然画出程序流程图进行程序编制
（5）IO点数分配
点数分配PLCIO端子输入输出设备应关系画出IO接线原理图
（6）模拟调试
程序编制钮开关模拟数字量电压源电流源代模拟量进行模拟调试控制程序基满足控制求
（7）现场联机调试
现场联机调试PLC现场设备进行调试步中发现程序存实际问题然修正满足控制求
（8）整理技术文件
步包括整理设计关文档包括设计说明书IO接线原理图程序清单说明书等
图521 设计步骤示意图
开始设计
控制求分析
确定IO设备
选择合适PLC
IO点数分配
PLC程序设计
模拟调试
现场联机调试
整理技术文件
设计结束
6 密码锁控制系统设计
图61计数器格式示意图
61设计密码锁前需明白计数器原理
611计数器书写格式：
（1）FEO型PLC初始设置计数器C100C143序号系统寄存器重新设置设置时应注意TMCT前序号错开程序中序号计数器次应敞开常闭触点数次
(2)计数器两输入端时钟端CP复位端 R分两输入触点控制时钟输入端脉复位端脉均升起作输入端R脉端CP优先权高
(3)计数器设置值计数器初始值定时器样该值132767中意十进制数书写时前面定加K字母样计数器设定值值型号SVEV存放
（4）计数器减计数时钟脉计数器减直减零时计
数器应触点开始动作常闭触点断开常开触点闭合
（5）R 端接通时计数初始化应触点断开计数器复位重新开始计数
612懂密码器报警源
图612 报警程序图
指令：
LD X4
OR X5
OR Y1
LDI X0
OUT Y1
开锁误钮SB4(X4) SB5(X5)时线圈（交流接触器）Y1电Y1常开闭合锁报警器断报警
62密码锁控制系统控制求
控制求：
（1）SB7起动键SB7进行开锁
（2）SB1SB2SB3 压键开锁条件：SB1设定压次数3次SB2设定压次数2次SB3设定压次数6次方开
（3）SB4SB5禁钮会报警
（4）SB6复位钮开锁作业
（5）SB8停止钮
621 密码锁控制系统工作流程示意图图623示
图623密码锁控制流程图
622设备控制求
密码控制系统求实现正常运行复位停止两种控制方式
1正常运行
正常运行方式具体控制求：
（1）SB7启动密码控制系统
（2）SB1三SB2两SB3 六密码锁开
注意：密码序钮SB1 SB2 SB3开锁
2复位停止
停止复位方式具体控制求：
（1）停止扭SB8操作程停止系统失电操作新SB7开始操作
（2）输入密码程中果出现错误时复位新操作时SB6重新输入密码三次机会进行开锁操作达3次输入错误密码报警器开始报警
密码锁面板图：
3报警系统
操作程中果误SB4SB5系统会报警警报声长鸣通知密码锁防盗报警系统
63密码锁控制系统PLC选型资源配置
631控制系统结构梯形图
图634密码锁控制系统梯形图
632 梯形图编程语言
PLC通程序系统进行控制作种专计算机适应应领域定专语言PLC编程语言种梯形图语句表功图逻辑方程等梯形图编程语言种图形语言具继电器控制电路形象直观优点语句表编程语言类似计算机汇编语言助记符表示种指令功PLC户程序基础元素
般言梯形图程序PLC仿真电源电流通系列输入逻辑条件根结果决定逻辑输出允许条件逻辑通常分解成容易理解片片通常称梯级网络
程序次扫描执行次网络做右序进行旦CUP执行程序结尾执行程序网络中指令列基础执行左右次执行直网络线圈列充分利存储器容量扫描时间短利梯形图编程时应限制触点间距离网络左边部分空白少中串联触点较支路写面联支路应写左边线圈放触点右边
图4示PLC控制梯形图程序完成继电器控制电动机直接起停（起保停）继电器控制电路图相功
梯形图继电器控制电路图非常相似PLC控制取代继电器控制基础实践证明设计成功继电器电路图进行转换设计出具相功PLC控制程序充分发挥PLC功完善性高控制灵活特点然存着质区
（1）继电器控制电路中继电器物理元器件继电器控制电器间连接必须通硬件连接线完成PLC中继电器部寄存器位称软继电器具物理继电器相似功线圈通电时属常开触点闭合常闭触点断开线圈断电时属常开触点常闭触点均恢复常态PLC梯形图中接线称软接线种软接线通编程实现具更改简单调试方便等特点继电器控制电路图点线连接图相素施工困难更改费力
（2）PLC中继电器应着部寄存器时受限读取容认PLC继电器数常开常闭触点供户PLC梯形图中触点代表逻辑输入条件外部实际开关钮部继电器触点条件等物理继电器触点数限
（3）PLC输入继电器外部信号驱动梯形图中触点物理继电器中线圈通常代表逻辑输出结果灯电机启动器中间继电器部输出条件等
（4）继电器控制系统中触点动作序延迟逐动作动作序电路图编写序关PLC扫描方式工作首先采取输入信号然梯形图进行计算造成宏观动作序关微观时间段实际执行序梯形图编写序致关
（5）PLC梯形图中两根母线失原意义表示梯形起始终实际电流通假象概念电流左右流
充分发挥CUP逻辑运算功设置量称盒附加命令定时器计算器格式转换模拟量IOPID调节数学运算指令等充分发挥计算机强计算功部继电器起完成PLC种复杂控制功
533IO址分配
CPU模块16点数字量输入16点数字量输出需输入输出模块采IO 分配采动分配方式模块输入端子应输入址X0～X15输出端子应输出址Y0～Y11
534模块功概述
CPU模块采松公司模块控制着整系统控制求条紊运行时该模块采交流220V供电带16数字量输入点16数字量输出点完全满足密码锁控制系统求需外电源模块数字量输入输出模块
6．4 密码锁控制系统程序设计调试
641 编程软件
编程软件采松公司生产PLC设计编程软件
程序载安装调试
输入输出端子实际控制系统中扭需控制设备正确连接完成硬件安装喷泉动控制程序松软件指令完成正常工作时程序存放存储卡中修改程序先PLC设定STOP状态运行编程软件开喷泉动控制程序线调试编程器进行
表645 IO分配表
输入址
应外围设备
X7
启动钮开启操作系统
X0
停止钮停止操作系统
X1
操作键三次
X2
操作键二次
X3
操作键六次
X4
禁键报警
X5
禁键报警
X6
复位操作键
输出设备
应外围设备
Y0
密码锁
Y1
报警器
646程序外围接线图
647密码锁控制程序：
图647 密码锁控制程序图
648密码锁外围接线接密码锁控制求流程图进行调试直达控制求止
参考文献
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[10]
致 谢
半年忙碌工作次毕业设计已接尾声作专生毕业设计验匮乏难免许考虑周全方果没导师督促指导起工作学支持想完成设计难想象
毕业设计许学生涯交作业想机会感谢三年帮助老师学友谊生财富生命中缺部分里首先感谢老师李俊老师李老师日里工作繁做毕业设计阶段外出实查阅资料设计草案确定修改中期检查期详细设计装配草图等整程中予悉心指导改课题遇问题老师总提出解决方案帮助完成毕业设计特李俊老师表示深深感谢敬意
学生活匆匆忙忙悔说：学三年影响时间衡量三年历事生活回味部分处事指南针真正离开学校走工作岗位生历程起点里祝福朋友路走未总绚烂缤纷家加油
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