基于PLC的密碼鎖控制系統的設計

摘 要：以密碼鎖控制系統為例，介紹系統的硬件配置，編寫了完整的S7-200PLC控制密碼鎖梯形圖程序。以一次解鎖過程為例，把解鎖過程分為幾個程序塊，然后分別對程序塊進行編程，使PLC控制的密碼鎖具有密碼識別自動開鎖、報警等多種功能，且修改密碼方便、可靠性高，能夠長期穩定運行。

關鍵詞：PLC；密碼鎖；語句表

1 密碼鎖控制系統的控制要求

密碼鎖是一種通過密碼輸入來控制電路或芯片工作，從而控制機械開關的閉合，完成開鎖、閉鎖任務的電子產品。以一儲物柜的密碼鎖控制系統為例，選用西門子S7-200PLC作為控制器，通過編程來實現如下要求：（1）系統正常無操作時，七段碼LED顯示“0”，等待開鎖。（2）開鎖條件：密碼為1345。按順序按下SB0按鈕1次，SB1按鈕3次，SB2按鈕4次， SB3按鈕5次；按下確認鍵SB5，電磁閥動作，密碼鎖打開，7S后復位。當輸入有誤時，按下撤銷鍵SB6，可以重新開始開鎖操作。（3）當輸入密碼與設定的密碼不符合時，并按下確認鍵后，報警燈亮蜂鳴器響，七段碼LED顯示“F”并閃爍，7S后復位。

2 系統硬件電路的設計

密碼鎖控制系統由S7-200PLC、鍵盤輸入單元、密碼鎖執行單元、報警單元組成。鍵盤輸入單元由四個按鈕（SB0-SB3）分別表示數字的個位、十位、百位、千位。SB5為確認鍵，SB6為撤銷鍵。密碼顯示單元由七段碼LED實現，系統運行時LED數碼管實時顯示數字。密碼鎖執行單元由電磁閥YV和機械機構組成。報警單元由報警指示燈HL和蜂鳴器HA組成，當輸入的密碼與設置的密碼不一致時，啟動報警電路。將輸入設備個位按鈕、十位按鈕、百位按鈕、千位按鈕、確認按鈕、取消按鈕依次與輸入點I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I1.0、I1.1相連接；將LED數碼管的七段、報警用燈、蜂鳴器、電磁閥依次與輸出點Q0.0～Q0.6、Q1.0、Q1.1、Q1.2相連接。

3 系統程序設計

密碼鎖系統程序包括：鍵盤輸入單元程序、密碼顯示單元程序、密碼執行單元程序。

鍵盤輸入單元程序將按鍵的按壓次數通過譯碼指令轉換為相應繼電器的狀態位動作。密碼顯示單元程序用七段碼指令將十進制轉換為七段碼，并通過LED顯示。密碼執行單元程序用于判斷輸入值與設定值是否一致，密碼符合時電磁閥動作。

如圖1-1中，網絡1-8為鍵盤輸入單元程序，網絡1-4設置了個位、十位、百位、千位有效輸入標志信號M0.0、M0.1、M0.2、M0.3，這四個位信號作為后續的LED實時顯示的條件，網絡5-8為個位、十位、百位、千位按鈕累計按鍵次數，其結果分別存入計數器C20、C21、C22、C23。

網絡9-17為密碼顯示單元程序。先將計數器的計數值暫存如AC1，再通過段碼指令將AC1中的數值，段碼輸出結果給QB0，驅動LED數碼管顯示數字。同時將個位計數器C20十位計數器C21、百位計數器C22、千位計數器C23傳送至VW100、VW200、VW300、VW400，再通過網絡14-17的解碼程序，將VB101、VB201、VB301、VB401經譯碼指令解碼結果傳送至MW2、MW4、MW6、MW8，為后面的密碼驗證信號編程做準備。

網絡18-26為密碼執行單元程序。設定密碼驗證標志信號M6.0，依據控制要求，設定的密碼為1345，則推斷M3.4=1，M5.4=1，M7.3=1，M9.1=1，其程序如網絡18。再依次編寫密碼正確時開電磁閥（如網絡19）、密碼不正確時報警程序（如網絡20）、正確開鎖后自動復位程序（如網絡21～24）、系統正常無操作顯示程序（如網絡25）、系統密碼錯誤顯示程序（如網絡26）。

4 總結

利用PLC控制的密碼鎖控制系統，硬件電路簡潔且可靠性高，通過編寫控制程序實現控制要求，經過調試達到預期要求，該系統能夠保證密碼鎖長期穩定運行，系統具有靈活性，可以適應控制要求的變化。

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