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        基于組態(tài)技術(shù)與PLC的密碼鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2020-09-10 18:23:52龔明
        內(nèi)燃機(jī)與配件 2020年3期
        關(guān)鍵詞:密碼鎖控制系統(tǒng)

        龔明

        摘要:隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新,可編程控制技術(shù)的不斷發(fā)展,在各行各業(yè)、各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域中,可編程控制技術(shù)均得到了廣泛的應(yīng)用??删幊炭刂萍夹g(shù)是我國(guó)各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化發(fā)展的重要技術(shù),對(duì)于其自動(dòng)化生產(chǎn)模式有著極為重要的支撐作用。基于此,本文主要對(duì)組態(tài)技術(shù)及PLC展開(kāi)了深入的研究,并且設(shè)計(jì)了基于組態(tài)技術(shù)與PLC的密碼鎖控制系統(tǒng)。

        關(guān)鍵詞:組態(tài)技術(shù);PLC;密碼鎖;控制系統(tǒng)

        0 ?引言

        隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,密碼鎖優(yōu)點(diǎn)眾多,如,方便快捷、使用壽命長(zhǎng)、功能完善等,進(jìn)而逐漸得到了普遍的應(yīng)用。組態(tài)技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用相對(duì)較多,其主要功能是用于監(jiān)控。在密碼鎖中應(yīng)用組態(tài)技術(shù)以及PLC可以通過(guò)組態(tài)軟件模擬密碼按鍵及相關(guān)指示燈,以此完成對(duì)密碼鎖的控制。本設(shè)計(jì)的核心為可編程邏輯控制器,即PLC。通過(guò)設(shè)計(jì)、編程等方式構(gòu)建密碼鎖控制程序,其密碼鎖尚未監(jiān)控程序通過(guò)組態(tài)王軟件設(shè)計(jì),以此滿足對(duì)密碼鎖的控制及監(jiān)控要求。在文中,首先闡述了該密碼鎖控制系統(tǒng)的軟件編程原理以及硬件組成進(jìn)行了全面的介紹,并通過(guò)實(shí)際應(yīng)用體現(xiàn)了該密碼鎖控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。

        1 ?密碼鎖的發(fā)展

        PLC是一種可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC)是一種可編程的儲(chǔ)存器,能夠通過(guò)在其內(nèi)部置入變成,來(lái)執(zhí)行運(yùn)算、技數(shù)、控制等指令。通過(guò)模擬式或者數(shù)字式的輸入、輸出對(duì)各種機(jī)械設(shè)備以及生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行控制。具有易于通信、擴(kuò)張、編程等優(yōu)點(diǎn),具有較強(qiáng)的控制能力以及較高的可靠性。在工業(yè)控制上有著極為重要的作用,也是工業(yè)生產(chǎn)中的控制核心。因此,PLC技術(shù)被稱為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的四大支柱之一。

        西門子對(duì)于我國(guó)低壓控制、流程工業(yè)自動(dòng)化、電氣安裝、制造業(yè)自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域來(lái)說(shuō),為其提供可靠、優(yōu)質(zhì)、創(chuàng)新的產(chǎn)品,并為其制定全面、系統(tǒng)的服務(wù)和解決方案。本文主要以西門子公司S7——200系列為例,對(duì)PLC的產(chǎn)生定義、分類進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并從性能、特點(diǎn)、基本功能、組成部分等幾個(gè)方面闡述了S7——200系列,并以S7——200系列CPU226型PLC為例,對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹,進(jìn)而完成對(duì)密碼鎖的PLC控制。

        2 ?密碼鎖的基本功能

        在編寫(xiě)上位機(jī)、下位機(jī)程序前,需要明確密碼鎖的基本功能,以及在做出一些操作后的狀態(tài)。在實(shí)際生活中,密碼鎖的應(yīng)用非常普遍,如保險(xiǎn)柜、密碼箱等。在本文中,其密碼鎖的應(yīng)用主要是在門上,通過(guò)在門上安裝密碼按鍵,即0~9十個(gè)數(shù)字。0~9這十個(gè)數(shù)字分別代表了PLC中的SB0~SB9十個(gè)按鈕。除密碼按鍵之外,還有密碼重置鍵、密碼確認(rèn)鍵,以及一個(gè)開(kāi)門按鈕。通過(guò)門把手來(lái)控制密碼鎖的啟動(dòng)與否。該按鈕可以在關(guān)門時(shí)是否需要開(kāi)啟密碼鎖通過(guò)向上抬動(dòng)門把手來(lái)控制,向上抬動(dòng)門把手開(kāi)啟密碼鎖,而關(guān)閉密碼鎖控制系統(tǒng)直接關(guān)門即可。

        3 ?系統(tǒng)控制要求

        在本設(shè)計(jì)中,需要通過(guò)10個(gè)密碼輸入鍵隨機(jī)進(jìn)行密碼設(shè)置,這也是本設(shè)計(jì)密碼鎖的要求。當(dāng)密碼完成設(shè)置后,通過(guò)輸入正確的密碼來(lái)控制密碼鎖開(kāi)合狀態(tài),密碼正確,發(fā)送開(kāi)門信號(hào)。如果密碼輸入不正確,密碼鎖無(wú)法打開(kāi),連續(xù)輸錯(cuò)3次后,會(huì)報(bào)警,密碼輸入正確后,取消報(bào)警。除此之外,重置密碼時(shí)首先需要將原有密碼正確輸入,然后進(jìn)行新密碼的重置,其流程如下:

        初始密碼設(shè)置:

        ①按下密碼重置鍵,密碼重置綠燈亮起。

        ②從0~9的密碼按鍵,隨機(jī)按下10個(gè)密碼按鍵,輸入密碼。

        ③密碼輸入完成后,將密碼確認(rèn)建按下,完成密碼重置,密碼重置綠燈關(guān)閉。

        打開(kāi)密碼鎖:

        ①將密碼輸入鍵按下,密碼輸入綠燈亮起,從0~9的密碼按鍵,按照之前所設(shè)置的密碼進(jìn)行密碼輸入。

        ②將密碼輸入確認(rèn)鍵按下,密碼輸入綠燈關(guān)閉。

        ③密碼輸入正確,則密碼輸入正確綠燈亮起,執(zhí)行開(kāi)門指令,打開(kāi)密碼鎖。

        ④如密碼輸入不正確,那么密碼輸入錯(cuò)誤紅燈亮起。

        ⑤連續(xù)3次輸錯(cuò)密碼,密碼鎖報(bào)警紅燈亮起,自動(dòng)報(bào)警,一直持續(xù)到按下密碼清空鍵,進(jìn)行密碼重置,報(bào)警紅燈關(guān)閉。

        重置密碼:

        ①將密碼重置鍵按下,將原密碼輸入,輸入正確密碼,密碼重置綠燈亮起。

        ②輸入新密碼,按下鍵盤中的確認(rèn)鍵,實(shí)現(xiàn)密碼重新設(shè)置,密碼重置綠燈關(guān)閉。

        ③如果輸入密碼不正確,那么會(huì)亮起密碼鎖報(bào)警紅燈,且密碼重新設(shè)置失敗。

        4 ?控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        在本設(shè)計(jì)中,其按鍵的設(shè)置主要是利用組態(tài)王軟件,通過(guò)觸摸屏的方式,實(shí)現(xiàn)密碼鎖按鍵的設(shè)計(jì),并且考慮到安全層面,將密碼清空鍵設(shè)計(jì)為常開(kāi)按鈕。并且有軟件模擬輸出燈,不用連接相關(guān)硬件。通過(guò)一個(gè)數(shù)字量輸出口對(duì)密碼鎖打開(kāi)裝置進(jìn)行控制。PLC對(duì)于數(shù)字量的需求只需要一個(gè)輸入口和一個(gè)輸出口。其他部分由組態(tài)王進(jìn)行模擬。對(duì)I/O口的實(shí)際情況以及分配要求進(jìn)行綜合考慮,通過(guò)西門子S7——200系列CPU——226PLC進(jìn)行控制。除此之外,利用觸摸屏、個(gè)人計(jì)算機(jī)等設(shè)備下載、安裝并運(yùn)行組態(tài)王軟件。PLC具體的輸入、輸出口分配,詳情見(jiàn)表1。

        5 ?PLC控制程序設(shè)計(jì)

        綜合考慮PLC的控制要求,其控制程序的設(shè)計(jì)以模塊化結(jié)構(gòu)為主,其中OB1表示為主程序、SBR_0表示為初始密碼輸入子程序、SBR_1表示為密碼重置子程序、SBR_2表示為密碼輸入子程序、SBR_3表示為報(bào)警子程序。其主程序流程詳情見(jiàn)圖1。

        6 ?組態(tài)軟件設(shè)計(jì)

        ①監(jiān)控畫(huà)面設(shè)計(jì):數(shù)字鍵、設(shè)置鍵、指示燈這三個(gè)部分組成了密碼鎖中的監(jiān)控畫(huà)面。

        ②組態(tài)王變量設(shè)置:組態(tài)王變量設(shè)置如表1所示。對(duì)組態(tài)王變量進(jìn)行定義時(shí),不能使用PLC輸入變量I定位組態(tài)王輸入變量,要通過(guò)中間變量M對(duì)組態(tài)王輸入變量進(jìn)行定義,并且通過(guò)Q直接對(duì)組態(tài)王輸出變量進(jìn)行定義,數(shù)字開(kāi)關(guān)量是其設(shè)計(jì)變量,將I/O整數(shù)設(shè)定為“變量類型”,將“Bit”設(shè)定為“數(shù)據(jù)類型”。

        ③組態(tài)王通信設(shè)置:西門子S7——200系列的“PPI”通訊需要從“設(shè)備配置向?qū)А睂?duì)話框進(jìn)行選擇,將“PLC1”為該系統(tǒng)的邏輯名稱,根據(jù)實(shí)際接口情況,將“COM1”選擇為串口通訊,其“2”設(shè)置為設(shè)備地址。其數(shù)據(jù)位、波特率等通訊參數(shù)的設(shè)定,要通過(guò)“設(shè)備”中的“COM1”進(jìn)行,通過(guò)雙擊進(jìn)行設(shè)定。

        ④各控件動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì):通過(guò)“命令語(yǔ)言”中的動(dòng)畫(huà)編輯來(lái)實(shí)現(xiàn)“密碼按鈕”的設(shè)計(jì)、編輯,“本站點(diǎn)密碼輸入”為彈起狀態(tài),“本站點(diǎn)密碼輸入”為按下?tīng)顟B(tài)。除此之外,通過(guò)“命令語(yǔ)言”中的“特殊動(dòng)畫(huà)”來(lái)設(shè)置其“密碼正確”指示燈,指示燈顯示綠色,表示密碼輸入正確,指示燈顯示紅色,這表示密碼輸入不正確。

        7 ?系統(tǒng)的運(yùn)行與調(diào)試

        通過(guò)CPU運(yùn)行PLV中所下載的密碼鎖控制程序,運(yùn)行組態(tài)王程序,其運(yùn)行前提要將PLC控制程序關(guān)閉,即PC及中的PLC控制程序。通過(guò)對(duì)控制程序的不斷調(diào)試,達(dá)到最佳。然后在觸摸屏中下載、安裝、運(yùn)行組態(tài)王程序,將PLC與觸摸屏連接,通過(guò)觸摸屏對(duì)組態(tài)王控制程序進(jìn)行操控,進(jìn)而保證密碼鎖控制程序的完整性。

        8 ?結(jié)語(yǔ)

        隨著組態(tài)技術(shù)以及PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用,對(duì)于人們的日常生活、工作有著極大的影響?,F(xiàn)如今,人們的生活、工作向著智能化發(fā)展。而組態(tài)技術(shù)以及PLC技術(shù)的應(yīng)用,更是順應(yīng)了這一發(fā)展趨勢(shì)。在本設(shè)計(jì)中,通過(guò)組態(tài)技術(shù)以及PLC技術(shù)對(duì)密碼鎖進(jìn)行設(shè)計(jì),充分發(fā)揮組態(tài)技術(shù)、PLC技術(shù)以及密碼鎖的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)對(duì)密碼鎖控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),從密碼輸入、密碼重置、錯(cuò)誤報(bào)警、密碼鎖開(kāi)啟等幾個(gè)方面介紹了密碼鎖控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),充分將組態(tài)技術(shù)與PLC技術(shù)相結(jié)合,體現(xiàn)了密碼鎖的人性化設(shè)計(jì),且該系統(tǒng)具有維修方便,簡(jiǎn)單便捷的優(yōu)點(diǎn)。

        參考文獻(xiàn):

        [1]岳殿霞.基于組態(tài)技術(shù)與PLC的密碼鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].技術(shù)與市場(chǎng),2019,26(12):87-88.

        [2]藍(lán)春楓,梁強(qiáng).密碼鎖控制系統(tǒng)中PLC技術(shù)的應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2019(33):183-184.

        [3]黃文法.基于三菱PLC的密碼鎖設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng),2019(26):13-14.

        [4]黃文法.基于PLC的一種密碼鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng),2019(25):5,10.

        [5]莫冰,劉長(zhǎng)江.基于西門子S7-300 PLC的電子密碼鎖系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].微型機(jī)與應(yīng)用,2017,36(10):7-10,14.

        [6]吳慧君,韓志引.基于PLC和組態(tài)王的密碼鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用,2015(06):9.

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