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课程名称 可编程控制器课程设计
系 别
专 业
班 级
学 号
学生姓名
指导教师
2014年 12月
摘要
随社会的飞速发展，科技也在日益进步，我们的生活慢慢科技化、现代化，个人的隐私显得比以前更加重要。市面的密码锁大多数为机械锁，单片机控制密码锁，计算机控制密码锁等。本设计主要以PLC强大的逻辑、计数、计时功能来设计一个四位密码锁，并通过组态软件进行监控。
目录
1 绪论 1
2 系统的硬件配置 1
PLC简介 1
PLC的分类 1
PLC的特点 2
编程元件地址分配 3
控制要求 3
流程图 4
输入输出接线图 4
3 系统软件设计 5
梯形图 5
4 组态图 8
5 课设总结 10
参考文献 11
附录 12
绪论
科技的不断发展，社会的不断进步，人们的生活水平也在不断的提高。在这个大前提下，如何更好的强化家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，传统的机械锁由于其构造的简单，“失职”的时间屡见不鲜。不仅如此，机械锁一般陪有钥匙，易丢失，锁便无用了，因此机械锁注定会被淘汰。而电子锁保密性高，一般采用多位密码多重加密，即使密码泄漏也可修改密码继续使用；而且安全系数高，对于错误尝试会有报警提示，能更好的防止不法分子的行为。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，只能适用于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，加上其成本一般比较高，一定程度上限制了这类产品的普及和推广。本数字密码锁成本则相对较小。
系统的硬件配置
PLC简介
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装置。采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”具有可靠性高，抗干扰能力强；配套齐全，功能完善，适用性强；易学易用，深受工程技术人员欢迎；系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造； 体积小，重量轻，能耗低等特点。广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业。
PLC的分类
世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，
一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。本实验综合实验台及其性能指标最后我们决定采用西门子的PLC。
PLC的特点
（1）抗干扰能力强，可靠性好
PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸取了生产厂家长期积累的生产控制经验，主要模块均采用大规模与超大规模集成电路。I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、防尘、抗震等都有周到的考虑。
（2）控制系统结构简单，通用性强
PLC及外围模块品种多，可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。
（3）编程方便，易于使用
PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，这种编程语言现象直观，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，只要具有一定的电工和工艺的知识的人员都可在短时间内学会。
（4）功能完善
PLC的输出/输入功能完善，性能可靠，能够适应与任何形式和性质的开关量和模拟量的输入/输出。在PLC内部具有许多控制功能，诸如时序、计算机、主控继电器以及移位寄存器、中间寄存器等。由于采用了微处理器，它能够很方便地实现延时、锁存、比较、跳转、和强制I/O等诸多功能，不仅具有逻辑功能、算术运算、数制转换、以及顺序控制功能，而且还具备模拟运算、显示、监控、打印、及报表生成等功能。
（5）设计、施工、调试、的周期短
用继电接触器控制完成一项控制工程，必须首先按工艺要求画出电气原理图，然后画出继电器屏的布置和接线图等，进行安装调试，以后修改起来十分不便。而采用PLC控制，由于其硬软件齐全，为模块化积木式结构，且已商品化，故仅需按性能、容量等选用组装，而大量具体的程序编制工作也可在PLC到货前进行，因而缩短了设计周期，使设计和施工可同时进行。
编程元件地址分配
密码锁西门子S7—200 PLC控制I/O口分配表
输入信号
输出信号
名称
代号
输入点编号
名称
代号
输出点编号
千位键按钮
SB1
开锁电磁阀
YV
百位键按钮
SB2
报警灯
HL
十位键按钮
SB3
个位键按钮
SB4
确认键按钮
SB5
撤销键按钮
SB6
因为实验设备缺损，所以原任务书上要求的七段数码管并不能实现其功能，同样无法使用的还有蜂鸣器和电磁阀。于是用LED灯等效于电磁阀完成设计。
控制要求
密码锁设有6 个按健，其体控制如下。
⑴SB1为千位按钮，SB2为百位按钮，SB3为十位按钮，SB4为个位按钮。
⑵开锁密码为2345。即按顺序按下SB1两次，SB2三次，SB3四次，SB4五次，再按下确认被SB5后电磁阀YV 动作，密码锁被打开。
⑶按钮SB6为撤销键，如有操作错误可按此键撤销后重新操作。
⑷当输入错误密码三次时，按下确认键后报警灯HL发亮。
流程图
启动
报警灯发亮
密码是否正确
否
密码锁被打开
输入密码
是
密码输入的次数=3
是
否