基于三菱PLC的密码锁设计

黄文法

摘 要：目前，自动化技术在工业、农业各个领域被广泛运用到一个很高的水平，电子密码锁与传统机械密码锁相比，既避免使用钥匙穿孔又提高安全性。基于PLC技术、触摸屏技术、组态软件技术设计一種具有修改密码功能、操作简单、维修方便、可报警、应用广泛的一种密码锁控制系统。

关键词：PLC;触摸屏;密码锁

Abstract：At present，automation technology is widely used in a high level in various fields of industry and agriculture.Compared with traditional mechanical code locks，electronic code locks avoid the use of key perforations and improve safety.Based on PLC technology，touch screen technology and configuration software technology，a password lock control system with modified password function，simple operation，convenient maintenance，alarm and wide application is designed.

Key words：PLC; Touch screen; Password lock

1 设计要求

（1）开锁：按下输入键，依次输入正确的初始密码1234，再次按下确认键后，立即点亮密码正确指示灯且打开密码锁。

（2）密码错误：在触摸屏界面上按下输入键，假如输入的4位数字密码与正确密码不符合，按下确认键后密码错误指示灯亮，密码锁不会打开。

（3）报警：当连续3次及以上输入错误密码按下确认键后，报警指示灯亮并且蜂鸣器发出响声报警。

（4）修改密码：按下修改密码键，输入正确的原始密码按下确认键后，立即点亮修改密码指示灯，再次直接输入新密码，按下确认键即修改密码成功;如输入原始密码不正确，按下确认键后，密码错误指示灯亮，密码不可修改。

2 硬件设计

（1）输入电路：设计14个软键作为输入电路，每个键的一端分别连接PLC输入端的X0—X11、X20—X23;另外一端连接PLC输入端的com端。

（2）输出电路：以4个指示灯、1个蜂鸣器、1个开锁磁阀作为设计系统的输出电路，一端分别连接PLC输出端口的Y0—Y5，另一端连接PLC输出端口的com端。

其中以红、黄、蓝、绿4种颜色的发光二极管作为指示灯（发光二极管正负极应连接电源相应的极性）;在Y0—Y5线路中连接R0—R5的电阻限流，免得烧坏相应的输出元件。具体见图1所示。

3 I/O口分配表

根据输入输出的设计和要求，最终确定PLC地址及各组件的功能。得出其I/O口分配，如下表所示。

其中表中0—9符号对应触摸屏界面的键，分别代表数字0—9;重新输入密码键的作用是当认为输入密码错误时，按下“重新输入”触摸，输入的密码全部复位，然后重新输入密码;“输入密码”触摸的作用是启动输入密码的开始，只有按下“输入密码”触摸后才能进行输入密码;“修改密码”触摸的作用是启动修改密码的开始，只有按下“修改密码”后才能进行修改密码;“确认密码”的作用是启动开锁磁阀，输入正确密码后必须按下“确认密码”才能进行开锁;红、黄、蓝、绿指示灯起到提示作用，分别代表报警、密码错误、密码修改、密码正确四种情况;“蜂鸣器”也是起到报警提示作用，当输入密码错误3次或3次以上时，蜂鸣器就会启动;“开锁磁阀”起到控制开锁装置作用，当开锁磁阀启动时才能触动开锁装置打开密码锁。

4 触摸屏设计

通过组态王软件编程设计触摸屏界面，如图2所示。

5 控制程序设计

密码锁系统设计基于三菱PLC，故运用三菱GX works2编程软件对PLC控制程序进行编程。主控制程序如图3所示。

当PLC开机时会给初始脉冲常开触点（M8002）一个脉冲，MVOP传送指令将十六进制的按键“1”（0010）、“2”（0100）、“3”（1000）、“4”（0001 0000）分别赋值给数据寄存器D0—D3，故密码锁初始密码为1234。输入4位密码数字后，按下确认密码键，每个密码数字按顺序依次与PLC程序中比较指令程序中存储的1、2、3、4进行4次代数比较，每次比较的数值都相等时，位软元件M1、M4、M7、M10依次按顺序动作后，密码锁打开，如图4所示。

6 调试过程

将PLC程序下载到PLC的CPU中，组态王编写的触摸屏界面程序下载到触摸屏中，将PLC、触摸屏、开锁装置三者连接测试，如在密码正确、密码错误、报警、修改密码四种情况下的指示灯、开锁装置、蜂鸣器的运行情况是否符合设计要求，则说明密码锁设计正确完整。

参考文献：

[1]胡晨，刘红梅，王航.基于三菱PLC密码锁的设计[J].轻工科技，2017，33（08）：54-55+71.

[2]陈敏敏，黄道燚.基于PLC的电子密码锁的设计与实现[J].无线互联科技，2015（18）：67-68.

[3]曹菁.三菱PLC、触摸屏和变频器应用技术[M].北京：机械工业出版社，2010.