摘要：本设计是基于PLC的五键密码锁控制系统，以CPU221作为主控元件，通过外围硬
件电路和软件程序，实现了密码锁的启动，密码输入，开锁，报警和复位等功能。本设计
给出了PLC的I/O分配，PLC的外部接线图和梯形图程序，并将所有程序均通过了仿真测试。本次设计使用MCGS组态环境软件制作了组态模拟界面，通过编写脚本程序，进而实现了密码锁的动画模拟与仿真测试。该设计的五键密码锁控制系统具有性能稳定，操作简单，经济好用等优点。
关键字：PLC CPU221密码锁组态
第一章绪论
1.1电子密码锁的发展状况
随着科技的发展，传统的机械锁被破解的概率越来越高了，新型的盗贼也
学会了与时俱进，通过各种技术方法和手段即会在短时间内开启结构复杂的机
械锁，会不留痕迹的登堂入室，给失主和警方留下各种不易解开的疑团。由此
我们想到，要是在机械锁的基础上再装上一把密码锁，就彻底杜绝了单一机械
锁易被开启的弊端，从而极大提高门锁的安全防范性能。电子密码锁是采取电
子电路控制，以电磁铁或者微型电机和锁体作为执行装置的机电一体化锁具，
相比传统的机械锁具，电子锁不使用金属钥匙，保密性、精度都有很大提高。
当今世界，电子密码锁发展已经到了非常高的程度，由于电子元件特别是PLC
应用技术在最近几年得到空前发展，密码锁无论是在功能还是在稳定性方面都
有了较大的提高。
就整体形势而言，密码锁在国外发展比较早，所以应用也比较广泛，主要
用于家庭门锁，银行公司等的财务保险柜锁和政府机关及高级宾馆等重要场合
的智能控制门锁等。在国内这方面发展也较快，不管自己开发或是引进都有，
在重要场合应用也比较多。由于电子密码锁价钱较普通机械锁贵，在国内早几
年应用较少，现在越来越普及到平常化，未来的发展趋势也会是越来越大众化。由于电子密码锁的功能和安全性是普通机械锁锁无法比拟的，它存在非常广阔
的发展前景。就目前而言，各类电子锁已相继问世，其中包括电子密码锁，指
纹识别电子锁，IC卡识别电子锁、人声识别电子锁等。
1.2设计密码锁的意义及相关技术指标
当前虽然许多智能锁（如指纹辨别、人声识别、IC卡识别等）已相继问世，但这类产品是针对特定指纹、声音或有效卡，只能用于保密要求高且仅供个人
使用的箱、柜、房间等。另外，卡片式的IC卡易丢失和损坏，加上其成本较高，在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。而电子密码锁具有安全性能高、
低功耗、操作简单等优点，经济好用，易于推广和普及。
本次PLC课程设计内容为五键密码锁控制系统设计，技术指标如下：
设计任务为设计一个基于PLC的五键密码锁自动控制系统，要求在按下启动键
之后，才能进行开锁工作，操作正确自动开锁，操作错误则不开锁，并且系统
具有复位功能，按下不可按压键后自动报警。
技术参数：
控制按钮额定工作电压220V，约定发热电流5A，闪光型蜂鸣器额定电压220V，PLC 触点寿命≥500000次
第二章课程设计的方案
2.1概述
本次设计主要是综合应用所学知识，设计五键密码锁控制系统，并在实践的基本技能方面进行一次系统的训练。能够较全面地巩固和应用“PLC应用技术”课程中所学的基本理论和基本方法，并初步掌握PLC控制系统设计的基本方法。
应用场合:该密码锁操作简单，并且可以和机械锁协同作业，主要应用于家庭中箱、柜等的防盗和其他对安全性能有一定要求的场合。
系统功能介绍:本设计是一个基于PLC的五键密码锁自动控制系统。
SB1为启动键，按下SB1键，才进行开锁工作；SB2、SB3为可按压键。开锁条件为：SB2设定按压次数为3次，SB3设定按压次数为2次。同时，SB2、SB3是有顺序的，先按SB2，后垵SB3。如果按上述规定按压，密码锁自动打开；SB5为不可按压键，一旦按压，警报器就发出警报；SB4为复位键，按下SB4键后，可重新进行开锁作业，如果按错键，则必须进行复位操作。
2.2CPU的选型
S7-200PLC的常见CPU模块有：
CPU221本机集成6输入/4输出，无扩展能力，程序和数据容量较小，有一定的高速计数器和通信功能，非常适合于少点数的或特定的控制系统使用。
CPU222本机集成8输入/6输出，和CPU221相比，它最多可以扩展2个模块，因此是应用最广泛的全功能控制器。
CPU224本机集成14输入/10输出，和前两者相比，程序存储器容量扩大了一倍，数据存储器容量扩大了四倍，他最多可以有7个扩展模块，有内置时钟，有更强的模拟量和高速计数的处理能力，是使用最多的S7-200的产品。
CPU224XP这是最新推出的一种实用机型，其大部分功能和CPU224相同，但和CPU224相比，它的程序存储容量和数据存储容量都增加了不少，处理高速计数器的能力也有增强；其最大的区别是在主机上增加了2输入/1输出的模拟量单元和一个通信口，非常适合在有少量模拟量信号的系统中使用，在有复杂通信要求的场合也非常适用。
CPU226本机集成24输入/16输出，I/O共计40点，和CPU224相比，程序存储容量扩大了一倍，数据存储容量增加到10KB，它具有2个通信口，通信能力大大增强。
根据分析，本系统为5输入/2输出类型，无需扩展模块，而且没有内部时钟，应该选择CPU221，这样既能满足设计要求，又能充分利用CPU资源，经济实用。
2.3按钮的选型
AH164系列按钮，额定工作电压220V，使用环境温度为-20℃～+70℃，绝缘电阻≥100MΩ，工频耐压2000V，1分钟。
LAY3系列按钮适用于交流50或60HZ，电压至660V及直流电压至440V的控制电路中作控制、信号、连锁等用途。
根据系统分析，选用AH164系列按钮能满足设计要求。其实物形状如图：
