基于PLC的8位电子密码锁设计资料 西门子S7-300源文件

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查看32 | 回复0 | 2020-12-2 11:33:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
本设计是从经济实惠的角度出发,基于西门子PLC实现的8位密码锁的控制设计,这是一款可以多次更改密码,具有报警功能的PLC电子密码锁控制系统。通过对密码锁的控制要求分析,对PLC控制系统进行了软、硬件设计,并通过仿真实验证明了该系统的实用性,智能控制密码锁开锁、更改、报警、复位、重置等功能。并能在错误次数过多时,将键盘输入锁定,拥有防试探的功能,大大加强了密码锁的安全性。使该密码锁具有保密性强,灵活性高的特点。可将其运用在需要安全保障的一些重要场所。
主要研究内容
用PLC设计一个8位的密码锁,实现对重要场所的安全门禁控制,控制要求如下:
采用键盘实现密码的输入、设置、复位等操作
输入密码正确时,执行开门信号;
密码输入错误三次以上时,报警灯闪烁,密码输入错误5次以上时锁定键盘,同时警铃响起,报警灯亮;
在密码输入正确后,可以允许重置密码、复位密码操作。
画出系统框图、电气布局图、主接线图、功能框图、时序图、PLC I/O分配表、PLC接线图、流程图、顺序功能框图、梯形图
在模拟软件上仿真动作过程,并对仿真过程进行记录。
1.5    设计思路
由于是初次接触PLC编程实践,能否把把书上的知识灵活的运用是重要的前提,需要自行查阅资料,设计方案,不断尝试。
首先应查阅课题相关资料,了解其工作原理,并对其进行硬件方案设计,完成后设计软件方案,再将软硬件结合进行方案验证,利用STEP7进行软件编程, 使用PLCSIM进行仿真实验验证方案可行性。
利用SIMATIC Manager编写PLC设计一个8位的密码锁,实现对重要场所的安全门禁控制,控制要求如下:
采用键盘实现密码的输入、设置、复位等操作;
输入密码正确时,执行开门信号;
密码输入错误三次以上时,报警灯闪烁,密码输入错误5次以上时锁定键盘,同时警铃响起,报警灯亮;
在密码输入正确后,可以允许重置密码、复位密码操作。
2.2    设计目标
通过对8位密码锁的设计实践,将对以往课内学习的只是进行巩固与实践,有助于培养我们对PLC编程的理解与应用,锻炼我们解决实际工程问题、查阅文献、产品手册、图书资料和书写技术文档的能力,并掌握分析问题、解决问题的思路。
基于PLC设计一个8位门禁密码锁,该密码锁带有15个按钮输入,3个输出,其中10个输入按钮为0~9的数字密码输入,另外5个分别为输入、确认、复位、更改和重置;3个输出为门禁电机(开门信号)、蜂鸣器(报警铃)和报警灯。
2.3    需求分析
在课题要求当中,采用键盘实现密码的输入、设置、复位等操作。要实现上述控制要求,需要采用PLC,通过梯形图来完成。PLC输入端需要接入15个控制按钮,分别用不同的按钮代表不同的操作,有输入、确认、0~9的数字输入、复位、更改和重置等操作,按下输入按钮,输入数字密码,并对输入位数计数,若密码输入中发现错误,可按下复位,清空计数,允许重新输入。再按下确认键验证密码, 输入密码正确时,允许修改密码[10]。
同时要求输入密码正确时,执行开门信号。在密码正确后输出信号控制门禁电机接触器,以控制门禁电机运行。
要求密码输入错误三次以上时,报警灯闪烁,密码输入错误5次以上时锁定键盘,同时警铃响起,报警灯亮。密码验证错误时,对其计数,正确时清零,当达到三次时,输出脉冲信号,使报警灯闪烁。达到五次时,输出两个控制信号,使报警灯常亮,警铃响起,同时断开密码输入功能,是键盘锁定。
密码正确后,应允许更改密码,按下更改后,输入8位密码,将作为新的密码,在一次输入密码正确后,允许将密码重置。以实现课题中要求的在密码输入正确后,可以允许重置密码、复位密码操作。
根据上述分析,实现方案应包括硬件方案和软件方案。硬件方案需要选择PLC控制器以及相关的低压电器,并完成电气控制原理图、PLC的I/O分配、PLC的接线图等。软件方案需要画时序图、顺序功能框图,并编写梯形图以完成对门禁电机和报警的逻辑控制,并进行仿真和演示验证。
完整文档见附件:
密码锁plc程序.zip (189.67 KB, 售价: 5 工控币) 8位密码锁的PLC设计文档.docx (5.31 MB, 售价: 5 工控币)
8位密码锁时序图.pdf (116.62 KB)
IO分配表原件.pptx (44.48 KB)
plc接线图.pptx (85.23 KB)
程序设计_顺序功能图原件.pptx (43.1 KB)
功能框图.pptx (38.46 KB)
流程图.pptx (46.43 KB)
系统框图.pptx (115.66 KB)
硬件.pptx (38.59 KB)
主接线图.pptx (37.01 KB)
课程设计IO分配表.png

编程采用西门子公司的STEP7_V56软件进行梯形图的编写,8位密码锁的部分程序及说明,由于其程序的需要,分为OB1、FB1、FC1、FC2[17]。

  •    由于需要保存密码数据,密码锁的控制程序主要编写在FB1中:

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图 4?5初始化计数器1、2

网络1:如图 4?5所示,初始完成后,进入程序,现将密码错误计数,与输入密码位数计数器复位。并置位密码输入步,允许密码输入。

网络2:如图 4?6所示,按下I0.0,进入密码输入功能FC1,将输入的8位密码保存到a1~a8,8个参数中,按下I0.1结束输入。

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图 4?6输入密码

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图 4?7 验证密码1

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图 4?8验证密码2

网络4:如图 4?7和图 4?8所示,按下I0.1,将进入验证密码功能FC2,将输入的8位密码a1~a8与设置的密码b1~b8进行对位比较,输出密码状态标志,为1密码错误,为0密码正确。

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图 4?9开门


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图 4?10 错误计数

网络5:如图 4?9所示,密码验证完成后,若密码正确,置位Q4.0门禁电机启动。

网络7:如图 4?10所示,若密码错误,用计数器C2对密码错误次数计数。

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图 4?11告警处理

网络8:错误3次,启动报警灯闪烁功能。

网络9:错误5次锁定键盘,警铃响,警灯常亮。

网络10:报警灯闪烁。M5.5为CPU的CLOCK MEMORY,M5.5频率为2Hz,当密码错误5次之后,警铃响起,会使警灯由闪烁变为常亮。

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图 4?12更改密码

网络14:按下I0.3,进入密码更改,再次调用FC1,将输入的8位密码,保存在b1~b8中。

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图 4?13更改密码后置位密码更改标志

网络15:更改密码完成后,将密码已更改标志置1,并置0开门信号,需重新输入密码。

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图 4?14重置密码

网络16:按下重置按钮,将初始密码0~7重置到a1~a8。

  •    密码输入功能FC1中梯形图如下:

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图 4?15 清空计数

网络1:密码输入达到8位,复位计数器,位下一次密码输入做好准备。

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图 4?16 密码输入扫描1

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图 4?17 密码输入扫描2

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图 4?18密码输入扫描3

网络2:对输入的数字密码进行检测,有一位密码输入了,将输入标志参数j置1.

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图 4?19输入计数

网络3:将每一位输入进行计数,在按下复位按钮后,复位密码。

网络4~11:将输入的密码按输入的先后顺序分别输出给不同的参数保存。

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图 4?20密码保存1

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图 4?21 密码保存2

33.034.jpg

图 4?22 密码保存3

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图 4?23密码保存4

  •    验证密码梯形图FC2如下:

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图 4?24 FC2密码验证

网络1~8:将输入的密码,按位比较,若错误将M1.1置1。





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