毕业设计基于plc电子密码锁

1、目录摘要3Abstract4第一章 概述51.1 PLC的简介5的发展历程5的特点5的构成6的构成6模块6电源模块7底板或机架7系统的其它设备71.2 PLC的工作原理71.3 PLC内部运作方式81.4 PLC的通信联网8第二章 电子密码锁的控制系统102.1 单片机10单片机的历史10单片机应用系统结构1122 PLC系统11控制系统设计的基本内容112.3单片机跟PLC的比较12第三章 系统总体结构设计133.1 系统的设计包括硬件和软件两大部分13硬件的系统结构设计133.2 软件的系统结构设计14第四章 西门子S7-200系统简介及说明154.1简介1542 S7-200的适用范围1

2、543 S7-200的详细介绍15单元设计154.4 PC&PPI电缆164.5 西门子PLCS7-200的接口图19第五章 电子密码锁的设计过程205.1电子密码锁的作用与设计目的20电子密码锁的作用20电子密码锁的设计目的205.2 电子密码锁的控制要求205.3 电子密码锁的设计21的I/O配置表21密码锁控制系统IO接线图22密码锁的梯形图235.4 电路工作的过程23正常开锁23不能开锁，报警24复位过程25第六章 系统的调试及解决方法266.1常见的硬件故障266.2 硬件调试办法26脱机调试266.3 软件调试方法266.4 调试过程中遇到的问题及解决方法29第七章 电烙

3、铁的使用307.1 电烙铁的选择30选用电烙铁一般遵循以下原则：30选择电烙铁的功率原则如下：307.2 电烙铁的使用30电烙铁的握法30电烙铁使用前的处理30结束语32参考文献33附录一 实物图33致谢34摘要目前，普及使用的锁主要是普通的机械锁。由于普通的机械锁其构造简单，使用起来必须时刻带钥匙，极为不方便，且耐用性不好，防盗效果又较差。尤其是，随着人们生活水平的提高，现实家庭、企业、公司和店铺等场合中防盗问题也变得尤其的突出，被撬锁的事件屡见不鲜，严重危害到人们的财产等的安全，因而很多行业的许多地方都需要电子密码锁。但普通电子密码锁的密码容易被多次试探而破译，使用灵活性差，防盗效果又得不

4、到保障，而人们对锁的防盗效果要求越来越高，因此，使用灵活入性好、安全系数高、保密性高的电子密码锁成为人们解决财物安全问题的热门研究课题。设计针对普通锁的种种弊端，提出一种基于PLC控制的电子密码锁设计方案，其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，对解决现实社会中门锁易被撬或有限时间内密码被破译的问题具有重要现实意义。可见，对高保密性密码锁技术的研发迫在眉捷。关键词:PLC；电子密码锁；梯形图；AbstractAt present, popularize the use of lock basically is ordinary mechanical lock. Due to the ordina

5、ry machinery lock its simple structure, use rise must always take the keys, very inconvenient, and durability is bad, anti-theft effect is poorer. Especially, as people living standard rise, reality family, enterprises, company and shops in situations such as anti-theft problem also become particula

6、rly prominent, by force the lock events common occurance, serious harm to people's property safety and many industry in many places need electronic combination lock. But ordinary electronic combination lock passwords are easy to be tempted and deciphering, use many times low agility, anti-theft

7、effect is not guaranteed, and people to the lock burglar effect demand is higher and higher, therefore, use agile in the sex good, high safety coefficient, the secrecy high electronic combination lock become people to solve property safety problems of hot research topic.Design for regular lock the m

8、alpractices of proposed based on single-chip microcomputer control of electronic combination lock design scheme, its confidentiality high, use flexibility, high safety coefficient, to solve the realistic society door lock easily broken or limited time password to be interpreted problems have importa

9、nt practical significance. Therefore, high confidentiality combination lock technology r&d looming.Keywords: PLC, Electronic combination lock; Ladder diagram第一章 概述1.1 PLC的简介LC的发展历程在工业生产过程中，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

10、装置的要求，第二年，美国数字公司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Programmable Controller（PC）。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），现在，仍常常将PLC简称PC。PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执

11、行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。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3040%。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。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位，在可预见

12、的将来，是无法取代的。1.1.2 PLC的特点（1）抗干扰能力强，可靠性好（2）控制系统结构简单，通用性强（3）编程方便，易于使用（4）功能完善（5）设计、施工、调试、的周期短（6）体积小，维护操作方便（7）易于实现网络化（8）可实现三电一体化LC的构成从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。 CPU的构成CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC的系

13、统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。在使用者看来，不必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是应有足够的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令

14、、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 I/O模块PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。开关量是

15、指只有开和关（或1和0）两种状态的信号，模拟量是指连续变化的量。常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。 电源模块PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工

16、作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VAC）。 底板或机架大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。LC系统的其它设备1、编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。2、人机界面：最简单的人机界

17、面是指示灯和按钮，目前液晶屏（或触摸屏）式的一体式操作员终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面非常普及。3、输入输出设备：用于永久性地存储用户数据，如EPROM、EEPROM写入器、条码阅读器，输入模拟量的电位器，打印机等。1.2 PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 (1) 输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束

18、后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。 (2) 用户程序执行阶段 在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定

19、是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。

20、(3) 输出刷新阶段 当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。1.3 PLC内部运作方式虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU 中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检

21、查”、“程式执行”、“输出状态更新”说明如下： 步骤一“输入状态检查”：PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态（1 或0 代表开或关），并将其状态写入内存中对应之位置Xn。步骤二“程式执行”：将阶梯图程式逐行取入CPU 中运算，若程式执行中需要输入接点状态，CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置，暂不反应至输出端Yn。步骤三“输出状态更新”：将步骤二中之输出状态更新至PLC输出部接点，并且重回步骤一。 此三步骤称为PLC之扫描周期，而完成所需的时间称为PLC 之反应时间，PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次

22、程式执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”。1.4 PLC的通信联网依靠先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，网络在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出"网络就是控制器"的观点说法。PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信，还未实现互操作性，IEC规定了多种现场总线标准，PLC各厂家均有采用。对于一

23、个自动化工程(特别是中大规模控制系统)来讲，选择网络非常重要的。首先，网络必须是开放的，以方便不同设备的集成及未来系统规模的扩展；其次，针对不同网络层次的传输性能要求，选择网络的形式，这必须在较深入地了解该网络标准的协议、机制的前提下进行；再次，综合考虑系统成本、设备兼容性、现场环境适用性等具体问题，确定不同层次所使用的网络标准。第二章 电子密码锁的控制系统密码锁控制器由可编程序控制器，键盘输入单元，密码显示单元，密码执行单元，报警单元组成。键盘输入单元由四个按钮分别表示数字的第一位到第四位，有确认键和撤销键。密码显示单元由七段码LED实现。密码锁执行单元由电磁阀和机械结构组成，报警单元由报警

24、指示灯和蜂鸣器组成。键盘输入单元程序将键盘按压数次通过译码器指令转换为相应的继电器状态位动作。密码显示单元程序用七段码指令将十进制转换为七段码并通过LED显示，密码执行单元程序用于判断输入值与设定值是否一致，密码符合时电磁阀动作。2.1 单片机2.1.1 单片机的历史在我国，单片机已不是一个陌生的名词，它的出现是近代近代计算机技术发展史上的一个重要里程碑，因为单片机的诞生标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。单片机是早期Single Chip Microcomputer 的直译，它忠实地反映了早期单片机的形态和本质。随后，按照面向对象、突出控制功能，在片内集成了许多外

25、围电路及外设接口，突破了传统意义的计算机结构，发展成microcontroller的体系结构，目前国外已普遍称之为微控制器MCU（MicroController Unit）.鉴于它完全作嵌入式应用，故又称为嵌入式微控制器（Embedded Microcontroller）.国内由于单片机一词已约定成俗，仍沿用至今，但应将单片机的“机”理解成微控制器而不是微计算机。从1946年世界上第一台电子计算机诞生以来，整个计算机产业有了迅猛的发展，然而直到20世纪60年代，计算机仍主要用于数值运算、逻辑运算及推理，它在实际控制领域才刚刚崭露头角。在工业控制领域，人们对计算机提出了许多与传统海量高速数值计算

26、完全不同的控制要求，如能够面向控制对象，便于进行控制变量的输入输出；能够适应工业现场较为恶劣的工作环境；体积小巧，能够嵌入控制系统的内部；控制能力突出，具有丰富的用于控制的指令系统和I/O接口等。8位单片机从1976年公布至今已20余年。尽管8位机今天以及今后10年仍是单片机主流机型，但单片机技术却有了巨大发展，以Intel的8位单片机为例来了解单片机的发展史，其发展阶段大致可分为单片机探索阶段，单片机完善阶段，MCU形成阶段和MCU完善阶段。第一代：单片机探索阶段第二代: 单片机完善阶段第三代：微控制器形成阶段第四代：微控制器百花齐放2.1.2 单片机应用系统结构单片机是典型的嵌入式系统，只

27、能作为嵌入式应用，即嵌入到对象环境、结构、体系中作为其中的一个智能化控制单元，如洗衣机、电视机、VCD、DVD等家用电器，打印机，复印机，通信设备，智能仪表，现场总线控制单元等。构成各种嵌入式应用的电路系统，统称为单片机应用系统。单片机应用系统中包括了满足对象要求的全部硬件电路和应用软件。单片机应用系统结构通常分为三个层次，即单片机，单片机系统，单片机应用系统。单片机：通常是应用系统的主机，设计单片机应用系统时，为所选择的单片机系列器件。单片机系统单片机应用系统：在实际应用中，需要以单片机芯片为扩展外围电路和外围芯片，构成具有应用功能的计算机系统，统称单片机系统。单片机应用系统包括以下3个组成

28、部分。信号传感装置:相当于人的感知器官，感受外界的相关信息。执行机构：相当于人的手足，作出具体动作。单片机系统：相当于人得大脑，接收信号传感装置收集到的各种信息，进行计算，比较，判断等处理，并向执行机构发出动作命令。显然，单片机是整个系统的核心，具有一定的智能功能，是完成系统工作，实现系统功能的关键。在控制系统中，常将应用系统中的单片机系统称为电子控制单元。22 PLC系统任何一种电气控制系统都是为了实现被控对象（生产设备或生产过程）的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则： (1) 最大限度地满足被控对象的控制对象。设计前，应深入现场进行调查研究

29、，收集资料，并于机械部分的设计人员和实际操作人员密切配合，共同拟订电气控制方案，协同解决设计中出现的各种问题。 (2) 在满足控制系统要求的前提下，力求使控制系统简单、经济，使用及维修方便。（3）保证控制系统的安全、可靠。（4）考虑到生产的发展和工艺和改进，在选择PLC容量时，应适当留有裕量。2.2.1 控制系统设计的基本内容PLC控制系统是由PLC与用户输入、输出设备连接而成的，因此，PLC控制系统设计的基本内容应包括：（1）用户输入设备（按钮、操作开关、限位开关、传感器等）、输出设备（继电器、接触器、信号灯等执行元件）以及由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等）。这些设备属于一般的电气

30、元件，其选择的方法在其他有关书籍中已有介绍。（2）PLC的选择。 PLC是PLC控制系统的核心部件，正确选择PLC对于保证整个控制系统的技术经济性能指标起到重要的作用。选择PLC，应包括机型选择、容量的选择、I/O模块的选择、电源模块的选择等。（3）分配I/O点，绘制I/O连接图。（4）设计控制程序。包括设计梯形图、语句表（即程序清单）和控制系统流程图。控制系统程序是控制整个系统工作的软件，是保证系统工作安全、可靠的关键。因此，控制程序饿设计必须经过反复调试、修改，直到满足要求为止。（5）必要时还需设计控制台（6）编制控制系统的技术文件。2.3单片机跟PLC的比较单片机跟PLC都可以控制电子密

31、码锁的系统但是PLC的最大特点就是工业现场的适用性，尤其比较成熟的企业，如SIEMENS的产品，基本上相对故障率最低；外部接线简单明了，并且用专门的程序编辑器可以看到内部程序，进行修改，方便，主要用于大型自动化设备单片机主要用于小型的设备，尤其是某种比较专业的电子设备。程序一次性拷入，无法改变，想要改变唯一的方法是重新换CPU。对于外围的设备控制较低，这是由于其内部电压较低的原因，但是集成度较高，可以有效的对专门设备的关键技术进行保密，同样道理，此类设备利润也是超乎想象的。所以，我选择PLC来设计我的课题！第三章 系统总体结构设计3.1 系统的设计包括硬件和软件两大部分3.1.1硬件的系统结构

32、设计3.2 软件的系统结构设计开 始输入密码有输入操作吗？输入位数正常吗？灯 光提 示输入密码正确吗？开 锁第四章 西门子S7-200系统简介及说明4.1简介SIMATIC S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。S7-200系列出色表现在以下几个方面： （1）极高的可靠性 （2）极丰富的指令集 （3）易于掌握 （4）便捷的操作 （5）丰富的内置集成功能 （6）实时特性 （7）强劲的通讯能力 （8）丰富的扩展模块42 S7-200的适

33、用范围S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。43 S7-200的详细介绍S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供您使用。 4.3.1 CPU单元设计 集成的24V负载电源，可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA输出，CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分

34、别输出280 mA，400mA。可用负载电源。 （1）不同的设备类型 CPU 221226各有2种类型CPU，具有不同的电源电压和控制电压。 本机数字量输入/输出点 CPU 221有6DI/4DO，CPU 222有8DI/6个DO，CPU224有14DI/10DO，CPU 224XP有14DI/10DO，CPU226有241DI/16DO。 本机模拟最输入/输出点 CPU 224XP有2个AI/1AO。 （2）通讯方式 内部集成的PPI接口为用户提供强大的通讯功能。PPI接口为RS485，可在三种方式 下工作： a.PPI方式：PPI通讯协议是西门子专门为S7-200系列PLC开发的通讯协议。

35、通过普 通的两芯屏蔽双绞电缆进行联网。波特率为9.6kbit/s,19.2 kbit/s和187.5 kbit/s。CPU上集成的编程口同时就是PPI通讯联网接口。 b.MPI方式：通过内置接口连接到MPI网络上。波特率为19.2kbit/s,187.5kbit/s。S7-200可与S7-300/400通讯，S7-200CPU在MPI网络中作为从站，彼此间不能通讯。 c.自由通讯口方式：是一个很有特色的功能。S7-200PLC可以与任何通讯协议公开的其他设备进行通讯。即可以由用户自行定义通讯协议。波特率最高38.4kbit/s。 d.PROFIBUS-DP网络：CPU222、224XP、226

36、可以通过增加EM277的方法支持PROFIBUS DP网络协议。最高传输速率为12Mbit/s。 (3)EEPROM存储器模块（选件） 可作为修改与拷贝程序的快速工具（无需编程器），并可进行辅助软件归档工作。 (4)电池模块 用于长时间数据后备。用户数据（如标志位状态，数据块，定时器，计数器）可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天（10年寿命）。电池模块插在存储器模块的卡槽中。 4.4 PC&PPI电缆 S7-200编程电缆，5米，光电隔离，内置RS232C/RS485转换，带RTS开关。用于S7-200与PC或DTE设备之间的连接，如打印机，条码阅读器

37、等。6ES7 901-3CB30-0XA0型编程：CPU 221/222/224/226/226XMSTEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/226/226XM功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包，但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/226/226XM编程。如果使用PG/PC的串口编程，则需要使用PC/PPI电缆。如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件，则也可以通过SIMATIC CP 5

38、511或CP 5611编程。在这种情况下，通讯速率可高达187.5kbit/s。可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。有两种不同型号的 PC/PPI 电缆。带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆，用5个DIP开关设置波特率和其它配置项 。有关隔离型PC/PPI电缆的技术规范。带有RS-232口的非隔离型 PC/PPI 电缆，用4个DIP开关设置波特率。 有关非隔离型PC/PPI电缆的技术规范。波特率开(1=上)38400000192000019600010480001124001001200101600110PC/P

39、PI电缆波特率开关选择 PC/PPI 电缆的调制解调器使用调制解调器使用开关(1=上)11-位调制解调器010-位调制解调器1PC/PPI电缆引脚Pinout开关（1=上）DCE0DTE1RS-485到RS-232 DCE的连接器引针RS-485 连接器引针RS-232 连接器引针针号信号说明针号信号说明1地(RS-485逻辑地)1数据载波检测(DCD)(不用)224 V 返回(RS-485逻辑地)2接收数据(RD)(从PC/PPI 电缆输出)3信号 B(RxD/TxD+)3发送数据(TD)(输入到PC/PPI)4RTS(TTL 电平)4数据终端就绪(DTR)(不用)5地(RS-485逻辑地)

40、5地(RS-232 逻辑地)6+5V(带100W串联电阻)6数据设置就绪(DSR)(不用)724 V 电源7申请发送(RTS)(不用)8信号 A(RxD/TxD-)8清除发送(CTS)(不用)9协议选择9振铃指示器(RI)(不用) RS-485到RS-232 DTE的连接器引针RS-485 连接器引针RS-232 连接器引针针号信号说明针号信号说明1地(RS-485逻辑地)1数据载波检测(DCD)(不用)224 V 返回(RS-485逻辑地)2接收数据(RD)(输入到PC/PPI电缆)3信号 B(RxD/TxD+)3发送数据(TD)(从PC/PPI电缆输出)4RTS(TTL 电平)4

41、数据终端就绪(DTR)(不用)5地(RS-485逻辑地)5地(RS-232 逻辑地)6+5V(带100W串联电阻)6数据设置就绪(DSR)(不用)724 V 电源7申请发送(RTS)(从PC/PPI电缆输出)8信号 A(RxD/TxD-)8清除发送(CTS)(不用)9协议选择9振铃指示器(RI)(不用)调制解调器需要一个阴-阳型9到25针的转换4.5 西门子PLCS7-200的接口图第五章 电子密码锁的设计过程5.1电子密码锁的作用与设计目的 电子密码锁的作用随着社会物质财富的日益增长和人们生活水平的提高，安全成为现代居民最关心的问题之一。而锁自古以来就是把守门的铁将军，人们对它要求甚高，即要

42、求可靠地防盗，又要使用方便，这也是制锁者长期以来研制的主题。传统的机械锁由于其构造简单，被撬的事件屡见不鲜。再者，普通密码锁的密码容易被多次试探而破译。所以，考虑到电气的优越性，一种基于电气系统的电子密码锁应运而生。电子密码锁由于其保密性高，使用灵活性好，安全系数高，受到了广大用户的青睐。 电子密码锁的设计目的（1）了解基本电路设计的流程，丰富自己的知识和理论，巩固所学的知识，提高自己的动手能力和实验能力，从而具备一定的设计能力（2）熟悉电子密码锁的内部结构和功能，合理使用其内部寄存器，能够完成相关软件编程设计工作。（3）为实现预期功能，能够对系统进行快速的调试，并能够对出现的功能故障进行分析

43、，及时修改相关软硬件。（4）做出实物，提高自己的排错调试、焊接技术、相关方面仪器使用的能力。5.2 电子密码锁的控制要求课题是基于PLC的密码锁，该系统运行后，由I0.0-I0.4，分别代表开锁键、复位键、按压键、报警键，依次按压，达到符合题意的要求SB1为启动键，按下SB1键，才可进行开锁工作。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是有次序的，先按SB2，后按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

44、行复位操作，所有的计数器都被复位。5.3 电子密码锁的设计5.3.1 PLC的I/O配置表输入设备PLC输入继电器输出设备PLC输出继电器代号功能代号功能SB1开锁键I0.0KM开锁Q0.0SB2可按压键I0.1HA报警Q0.1SB3可按压键I0.2SB4复位键I0.3SB5报警键I 密码锁控制系统IO接线图5.3.3 密码锁的梯形图5.4 电路工作的过程5.4.1 正常开锁按下可按压键SB2，那么继电器I0.1得电，I0.1闭合，计数器C20上计数为一次，按SB2一共3次，计数器C20计数3次，那么C20的状态位置为1。这时C20闭合，按下可按压键SB3，继电器I0.2得电，

45、I0.2闭合。C21开始计数，C21一共计数3次，其状态位置1，这时C21的比较触点闭合，C20的比较触点也闭合。按下开锁键SB1，I0.0得电，I0.0闭合，那么线圈Q0.0得电，KM得电，则开锁成功。5.4.2 不能开锁，报警当按下可按压键SB2不是3次，或者SB3不是2次的，其比较触点C20或者C21闭合，按下开锁键SB1，继电器I0.0得电，I0.0闭合，密码错误，Q0.1得电，那么HA得电，报警！5.4.3 复位过程按下复位键SB4，那么I0.3得电，I0.3闭合，则会使C20，C21复位，Q0.1复位并保持，那么HA失电，报警解除。第六章 系统的调试及解决方法 6.1常见的硬件故障

46、 (1) 逻辑错误   硬件的逻辑错误是由于设计错误和焊接过程中的工艺错误而造成的,包括错线、开路、短路等,其中最常见的是短路故障。 (2)元器件错误   元器件错误的原因有器件损坏或性能不符合要求,电解电容、二极管的极性接反或集成块装反等。 (3)可靠性差    应用系统可靠性差的原因很多,如内部和外部的干扰、电压纹波系数过大、器件负载过重等均会造成系统的可靠性差。另外,走线和布置的不合理也会造成系统可靠性差。 (4)电源故障电源故障包括：电压值不符合设计要求、电源功率不足、负载能力差、纹波太重等。6.2 硬件调试办法6.

47、2.1 脱机调试 脱机调试是在加电前,先用万用表等工具,按图纸仔细核对线路是否正确,并对元器件的安装、型号、规格等进行仔细检查,特别焊接时有无走线之间相互短路等。6.3 软件调试方法程序在STEP 7 - MicroWIN V4.0 incl. SP6上调试，采用模块程序设计技术,则逐个模块调好后再进行系统程序总调。将写好的梯形图输入该软件中，首先要做的就是仔细检查程序，并改正写入时出现的错误。用户程序一般先在实验室模拟调试，一般不用接PLC实际的负载(如接触器、电磁阀等)。也可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号。在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种

48、不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求，下面图8.18.3是程序运行调试中的几个过程图 程序的下载 程序停止 程序运行在程序的调试过程中还会遇到好多的困难6.4 调试过程中遇到的问题及解决方法问题一：小灯泡在接通电路后闪了一下不亮了。解决方法：在灯泡的电路中加个2K的电阻。问题二：接通电路后，加了电阻灯泡没反应。解决方法：用万用表检查电路，发现有一处线路没有接好第七章 电烙铁的使用7.1 电烙铁的选择7.1.1 选用电烙铁一般遵循以下原则：电烙铁的形状要适应被焊件物面要求