基于PLC的电子密码锁设计.doc

摘要：本设计是基于PLC的五键密码锁控制系统，以CPU221作为主控元件，通过外围硬件 电路和软件程序，实现了密码锁的启动，密码输入，开锁，报警和复位等功能。本设计 给出了PLC的I/O分配，PLC的外部接线图和梯形图程序,并将所有程序均通过了仿真测试 。本次设计使用MCGS组态环境软件制作了组态模拟界面，通过编写脚本程序，进而实现 了密码锁的动画模拟与仿真测试。该设计的五键密码锁控制系统具有性能稳定,操作简单 ,经济好用等优点。 关键字：PLC CPU221 密码锁 组态 第一章 绪论 1。1电子密码锁的发展状况 随着科技的发展，传统的机械锁被破解的概率越来越高了,新型的盗贼也学会了与时 俱进，通过各种技术方法和手段即会在短时间内开启结构复杂的机械锁，会不留痕迹的 登堂入室，给失主和警方留下各种不易解开的疑团。由此我们想到,要是在机械锁的基础 上再装上一把密码锁,就彻底杜绝了单一机械锁易被开启的弊端,从而极大提高门锁的安 全防范性能。电子密码锁是采取电子电路控制，以电磁铁或者微型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,电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都 有很大提高。当今世界，电子密码锁发展已经到了非常高的程度，由于电子元件特别是 PLC应用技术在最近几年得到空前发展，密码锁无论是在功能还是在稳定性方面都有了较 大的提高。 就整体形势而言,密码锁在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要用于家庭门 锁，银行公司等的财务保险柜锁和政府机关及高级宾馆等重要场合的智能控制门锁等。 在国内这方面发展也较快,不管自己开发或是引进都有,在重要场合应用也比较多.由于电 子密码锁价钱较普通机械锁贵,在国内早几年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来 的发展趋势也会是越来越大众化。由于电子密码锁的功能和安全性是普通机械锁锁无法 比拟的,它存在非常广阔的发展前景。就目前而言，各类电子锁已相继问世,其中包括电 子密码锁，指纹识别电子锁，IC卡识别电子锁、人声识别电子锁等。 1。2设计密码锁的意义及相关技术指标 当前虽然许多智能锁(如指纹辨别、人声识别、IC卡识别等）已相继问世，但这类产 品是针对特定指纹、声音或有效卡，只能用于保密要求高且仅供个人使用的箱、柜、房 间等.另外,卡片式的IC卡易丢失和损坏，加上其成本较高，在一定程度上限制了这类产 品的普及和推广。而电子密码锁具有安全性能高、低功耗、操作简单等优点，经济好用 ，易于推广和普及。 本次PLC课程设计内容为五键密码锁控制系统设计，技术指标如下： 设计任务为设计一个基于PLC的五键密码锁自动控制系统，要求在按下启动键之后,才能 进行开锁工作，操作正确自动开锁，操作错误则不开锁，并且系统具有复位功能，按下 不可按压键后自动报警. 技术参数： 控制按钮额定工作电压220V，约定发热电流5A,闪光型蜂鸣器额定电压220V， PLC触点寿命 500000次 第二章 课程设计的方案 2。1概述 本次设计主要是综合应用所学知识,设计五键密码锁控制系统,并在实践的基本技能方 面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用"PLC应用技术"课程中所学的基本理论 和基本方法,并初步掌握PLC控制系统设计的基本方法。 应用场合:该密码锁操作简单,并且可以和机械锁协同作业，主要应用于家庭中箱、柜 等的防盗和其他对安全性能有一定要求的场合。 系统功能介绍: 本设计是一个基于PLC的五键密码锁自动控制系统. SB1为启动键，按下SB1键，才进行开锁工作；SB2、SB3为可按压键。开锁条件为:SB2设 定按压次数为3次，SB3设定按压次数为2次。同时，SB2、SB3是有顺序的，先按SB2，后 垵SB3。如果按上述规定按压，密码锁自动打开；SB5为不可按压键,一旦按压，警报器 就发出警报； SB4为复位键，按下SB4键后，可重新进行开锁作业，如果按错键,则必须进行复位操作 。 2.2 CPU的选型 S7—200 PLC的常见CPU模块有： CPU221 本机集成6输入/4输出，无扩展能力,程序和数据容量较小，有一定的高速计数器和通信 功能,非常适合于少点数的或特定的控制系统使用。 CPU222 本机集成8输入/6输出,和CPU221相比，它最多可以扩展2个模块，因此是应用最广泛的全 功能控制器。 CPU224 本机集成14输入/10输出,和前两者相比，程序存储器容量扩大了一倍，数据存储器容量 扩大了四倍,他最多可以有7个扩展模块，有内置时钟,有更强的模拟量和高速计数的处理 能力，是使用最多的S7—200的产品。 CPU224XP 这是最新推出的一种实用机型，其大部分功能和CPU224相同，但和CPU224相比，它的程 序存储容量和数据存储容量都增加了不少,处理高速计数器的能力也有增强;其最大的区 别是 【基于PLC的电子密码锁设计】 电子密码锁是一种利用电子电路控制的机电一体化锁具，相较于传统机械锁，它提供了更高的安全性和便利性。近年来，随着科技的进步，电子密码锁的技术得到了显著提升，特别是在PLC（可编程逻辑控制器）的应用下，其功能和稳定性得到了极大的增强。PLC作为主控元件，能够精确地处理输入和输出信号，实现密码锁的智能化控制。 本设计以西门子S7-200系列中的CPU221为核心，构建了一个五键密码锁控制系统。CPU221是一款小型PLC，具有6个输入和4个输出，适用于小规模的控制任务。通过外部硬件电路和PLC的梯形图程序，设计实现了密码输入、启动、开锁、报警和复位等功能。密码锁的操作通过五个按键完成：SB1作为启动键，SB2和SB3为可按压键用于设定密码，顺序按压SB2三次和SB3两次可解锁；SB5为不可按压键，一旦被误触，系统将触发报警；SB4作为复位键，用于重新开始开锁过程。 为了验证设计的可行性，设计者使用了MCGS组态软件创建了模拟界面，通过编写脚本程序进行动画模拟和仿真测试，确保了系统的稳定性和有效性。这种密码锁系统具有操作简便、经济实用的特点，适用于家庭、办公室等场合，与机械锁配合使用，能提供更高级别的安全防护。 设计密码锁的意义在于，它克服了传统机械锁易被破解的缺点，而且电子密码锁的保密性更高，功耗更低，便于推广。尽管市场上已有指纹识别、声纹识别等更先进的智能锁，但由于特定的适用场景和较高的成本，这些产品并未广泛应用。相比之下，电子密码锁因其经济实用、易于操作，逐渐被大众接受，成为一种性价比较高的安全解决方案。 本次设计的技术指标要求控制按钮额定工作电压为220V，约定发热电流为5A，闪光型蜂鸣器额定电压也为220V，而PLC的触点寿命需达到500000次以上，确保了设备的耐用性和可靠性。 设计过程中，选型了不同型号的S7-200系列CPU，例如CPU221适合简单的控制需求，CPU222和CPU224分别具备更高的扩展能力和更丰富的功能，而CPU224XP则在存储容量和高速计数能力上有进一步提升，适应更复杂的应用场景。 基于PLC的电子密码锁设计是一项综合运用理论知识和实践技能的工程，旨在通过PLC控制系统提升密码锁的安全性和实用性。随着技术的不断进步，电子密码锁将在更多领域得到应用，为人们的生活带来更多便捷和安全保障。