1、 毕业设计文献综述 电气工程及其自动化 四位密码锁的 PLC 控制设计 前言 PLC 目前发展迅速，在各个领域都有应用，尤其是在工业自动化上， PLC 作为控制器已经取得了举足轻重的地位。 PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言 容 易 被 工程技术人员 所以 接受。 现代电子密码锁是一种通过输入密码来控制电路或芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁和闭锁任务的电子产品。电子密码锁的种类非常多，有简单的电路产品，有基于芯片的性价比比较高的产品，也有用 PLC 控制的电子密码锁。现在应用较广的电子 密码锁是以芯片为核心，通过编写程序来实现，就是所谓的用
2、单片机控制。电子密码锁的性能和安全性已经远远超过了传统的机械锁。 FX2N 系列是 在 FX3U 系列没上市之前一直是 FX 系列 PLC 家族中最先进的系列 。此次设计用三菱 FX2N 系列 PLC 进行设计实验，必须要加强对次款 PLC 的了解，这样才能做到最好的应用。用 PLC 控制的密码锁可能在价格上并没优势，但其性能稳定，易于改动。相信还是有一定的市场潜力。 主题 PLC 的发展历史 1968 年美国 GM(通用汽车 )公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一 代可编程序控制器，满足了 GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代
3、PLC 产品了。 在以改变几何形状和机械性能为特征的制造工业和以物理变化和化学变化将原料转化成产品为特征的过程工业中，除了以连续量为主的反馈控制外，特别在制造工业中存在了大量的开关量为主的开环的顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作号按照时序动作 ;另外还有与顺序、时序无关的按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制 ;以及大量的开关量、脉冲量、计时、计数器、模拟量的越限报警等状态量为主的 离散量的数据采集监视。由于这些控制和 监视的要求，所以 PLC 发展成了取代继电器线路和进行顺序控制为主的产品。在多年的生产实践中，逐渐形成了 PLC、 DCS与 IPC 三足鼎立之势，还有其它的单回路智能式调节器等
4、在市场上占一定的百分比。 在 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 发展最快的时期，年增长率一直保持为 3040%。由于 PLC 机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步，挤占了一部分 DCS 的市场 (过程控制 )并逐渐垄断了污水处理等行业，但是由于工业 PC(IPC)的出现，特别是近年来现场总线技术的发展， IPC和 FCS 也挤占了一部分 PLC 市场，所以近年来 PLC 增长速度，总的说是渐缓。 PLC 的市场情况 国内 PLC 生产厂约 30 家，但没有形成颇具规模的生产能力和名牌产品，还有一部分是以仿制、来件组装或“贴牌”方式生产，因此可以说 PLC 在我国未形成制造产业。作为原
5、理、技术和工艺均无尖端技术难度的产品，只要努力，是能形成制造产业的。 在 PLC 应用方面，我国是很活跃的，近年来每年约新投入 10万台套 PLC产品，年销售额 30亿元人民币，应用的行业也很广。但是与其它国家相比，在机械加工及生产线方面的应用，还需要加大投入。 PLC的市场的潜力是巨大的，不仅在我国，即使在工 业发达的日本也有调查表明， PLC 配套的机电一体化产品的比例占 42%，采用继电器、接触器控制尚有 24%。所以说，需要应用 PLC 的场合还很多，在我国就更是如此了。 PLC具有稳定可靠、价格便宜、功能齐全、应用灵活方便、操作维护方便的优点，这是它能持久的占有市场的根本原因，我们下
6、面重点阐述几个问题，并研究其发展趋势。 PLC 的硬件 PLC控制器本身的硬件采用积木式结构，各厂家产品结构大同小异。以日本欧姆龙 C200HE 为例，为总线模板框式结构，基本框架 (CPU 母板 )上装有 CPU 模板，其它槽位装有 I/O模板 ;如果 I/O模板多时，可由 CPU母板经I/O 扩展电缆连接 I/O 扩展母板，在其上装 I/O 模板 ;另一种方法是配备远程 I/O 从站等。这些都说明了 PLC 厂家将硬件各部件均向用户开发，便于用户选用，配置成规模不等的 PLC，而且这种硬件配置的开放性，为制造商、分销商 (代理商 )、系统集成商、最终用户带来很多方便，为营销供应链带来很大便
7、利，这是一大成功经验。 PLC中的 CPU 与存储器配合，完成控制功能。它与 DCS系统处理温度、压力、流量等参数的系统不同，采用快速的巡回扫描周期，一般为 0.10.2s，更快的则选用 50ms 或更小的扫描周期。它是一个数字采样控制系统。 PLC 的软件 为了完成控制策略，为了替代继电器，使用户等完成类似继电器线路的控制系统梯形图，而编制了一套控制算法功能块 (或子程序 )，称为指令系统，固化在存贮器 ROM 中，用户在编制应用程序时可以调用。指令系统大致可以分为两类，即基本指令和扩展指令。细分一般 PLC 的指令系统有 :基本指令、定时器 /计数器指令、移位指令、传送指令、比较指令、转换
8、指令、 BCD 运算指令、二进制运算指令、增量 /减量指令、逻辑运算指令、特殊运算指令等，这些指令多是类似汇编语言。另外 PLC 还提高 了充足的计时器、计数器、内部继电器、寄存器及存贮区等内部资源，为编程带来极大方便。 电子密码锁的介绍 现代电子密码锁是一种通过输入密码来控制电路或芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁和闭锁任务的电子产品。电子密码锁的种类非常多，有简单的电路产品，有基于芯片的性价比比较高的产品，也有用 PLC 控制的电子密码锁。现在应用较广的电子密码锁是以芯片为核心，通过编写程序来实现，就是所谓的用单片机控制。电子密码锁的性能和安全性已经远远超过了传统的机械锁。其特点有
9、以下几点： （ 1）密码可以改变，用户可以随时更改密码防 止密码被盗，同时也可以避免因人员的更替而使锁的密级下降。 （ 2）保密性好，编码量很多，远远大于机械锁。随机开锁成功的几率几乎为零。 （ 3）无活动零件，不会磨损，使用寿命长。 （ 4）无码输入保护，当输入密码多次错误时，会自动启动报警系统。 （ 5）能灵活使用，不需要佩戴钥匙才能开锁。 （ 6）电子密码锁操作简单，上手快。 总结 PLC的应用领域是宽阔的，还有许多领域急待开拓，如用于海关过境车辆认证 (深圳盐田 )、自动售药 (若干中药店 )在我国已有实例。另外，在离散事件系统中，如公路网交通流 (车辆计数、乘客计数及停 留时间计量
10、)、物流系统、柔行制造系统 (敏捷制造系统 )及一切非标准随服务系统中，均可以采用 PLC，进而建模和采取对策并优化。 PLC 的前途一片美好，一切悲观的论点是站不住脚的。 四位密码锁目前大多是用单片机控制的，但 PLC控制的密码锁也具有自己的优势，有一定的市场潜力。 至于技术进步， PLC与其它技术融合以至消失，那还需要一定的时间 !PLC 是目前工业上应用范围最广的控制器，此次用 PLC 控制四位密码锁的的设计很有意义。 参考文献： 1廖常初 . 可编程 序控制器应用技术 M.重庆：重庆大学出版社， 1992. 2林小峰 . 可编程序控制器原理及应用 M.北京：高等教育出版社， 2000.
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