四位密码锁的PLC控制设计【开题报告】
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毕业设计开题报告
电气工程及其自动化
四位密码锁的PLC控制设计
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
本课题国内外研究动态：
在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按
照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是
通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气
控制装置的要求，第二年，美国数字设备公司（DEC）研制出了基于集成电路和电子技
术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，
称Programmab了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业
国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、
产品系列化。这个阶段的另一个特点是世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量
日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
上世纪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
30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力
得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处
于统治地位的DCS系统。
20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需le 是世界上公
认的第一台PLC。
限于当时的元器件条件及计算机发展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小规模
集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20世纪70年代初出现了
微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功
能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。为了方便熟悉继电器、接触器系统的
工程技术人员使用，可编程控制器采用和继电器电路图类似的梯形图作为主要编程语
言，并将参加运算及处理的计算机存储元件都以继电器命名。此时的PLC为微机技术和
继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也
为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic
Controller（PLC）。
20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引
入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工
业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定要。从控制规模上来说，这
个时期发展了大型机和超小型机；从控制能力上来说，诞生了各种各样的特殊功能单元，
用于压力、温度、转速、位移等各式各样的控制场合；从产品的配套能力来说，生产了
各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。
目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都
得到了长足的发展。
我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在
引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大
了PLC的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公
司生产的CF系列、杭州机床电器厂生产的DKK及D系列、大连组合机床研究所生产的S
系列、苏州电子计算机厂生产的YZ系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品
中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业也是我国比较著名
的PLC生产厂家。可以预期，随着我国现代化进程的深入，PLC在我国将有更广阔的应
用天地。
依据和意义：
随着人们生活水平的提高，如何实现家庭防盗这一问题也变得尤其的突出，传统的
机械锁由于其构造的简单，被撬的事件屡见不鲜，同时，机械锁一般配有金属钥匙，带
起来太重，万一弄丢了，锁可能也就没用了。电子锁保密性高，密码泄露了，换个密码，
锁照样能用；使用灵活性好，万一忘记密码，可以通过功能键，给用户提示密码；安全
系数高，能够防止不法分子多次试探密码；性价比好，因此，密码锁受到了广大用户的
青睐。
出于安全、方便等方面的需要，许多智能锁（如指纹辩识、IC卡辩识）已相继问世，
但这些产品的特点是针对特定指纹或有效卡，只能适用于保密要求高且仅供个别人使用
的箱、柜、房间等，而且卡片式IC卡还有易丢失等特点，加上其成本一般比较高，一
定程度上限制了这类产品的普及和推广。可编程控制器(Programmable Logic
Controller)即PLC，是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、
计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩
展等优点而应用越来越广泛。现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核
心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数
字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
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。目前电子密码锁
主要是用单片机作为控制器去控制，这样做的主要原因是节约成本。
二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
1.PLC功能指令的应用
2.四位密码锁的显示问题
3.PLC的选型
4.导线的选择
5.PLC梯形图的设计
6.外部接线图的设计
7.硬件的接线
三、研究步骤、方法及措施：
1）．以自动化实验中心综合实训室的网络型可编程序控制器实训平台为研究对象，了解
控制对象结构组成，熟悉控制对象实际工作流程，确定受控对象与PLC间关系，估计程
序步数；
2）．运行框图、硬件接线图绘制；
3）．通过编程软件画出PLC控制的梯形图；
4）．用次梯形图在仿真软件上仿真；
5）．然后转化为指令输入PLC；
6）．调试运行并反复设计验证；
7）．整理设计思路、总结设计成果。
四、参考文献
[1].廖常初.PLC基础及应用[M]. 北京：机械工业出版社，2007.
[2].求是科技.PLC应用开发技术[M]. 北京：人民邮电出版社，2005.
[3].连建华，张怀广.PLC应用技术[M].北京：国防工业出版社，2009.
[4].范永胜，王岷. 电气控制与PLC应用[M].北京：中国电力出版社，2007.
[5].王阿根.电气可编程控制原理与应用[M].北京：清华大学出版社，2007.
[6].宫淑贞.可编程程序控制器原理及应用[M].北京：人民邮电出版社，2002.
