基于PLC 的保安門禁系統(tǒng)設(shè)計(jì)

王熙雛，張淑紅

(蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 江蘇 蘇州 215104)

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，在一些保密性較強(qiáng)的單位都采用自動(dòng)門控制系統(tǒng)，這種對(duì)進(jìn)出人員進(jìn)行選擇的非公共區(qū)域?qū)ψ詣?dòng)門功能要求最高，需通過(guò)門禁系統(tǒng)是對(duì)入門授權(quán)進(jìn)行識(shí)別。在識(shí)別或檢測(cè)入門授權(quán)通過(guò)以后，向自動(dòng)門的控制系統(tǒng)提供開(kāi)門信號(hào)。本文將基于PLC 對(duì)保安門禁系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以此來(lái)體現(xiàn)PLC 在自動(dòng)門控制中的應(yīng)用。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求及結(jié)構(gòu)

1.1 設(shè)計(jì)要求

保安系統(tǒng)采用觸摸屏控制來(lái)作為門禁系統(tǒng)，當(dāng)有人欲進(jìn)門時(shí)，需啟動(dòng)按鈕X0，進(jìn)入觸摸屏密碼輸入界面輸入密碼數(shù)值。密碼數(shù)值會(huì)通過(guò)一個(gè)算法，這個(gè)算法編入PLC內(nèi)，例如y=5x+6。觸摸屏上會(huì)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)字，如是合法進(jìn)門者會(huì)知道這個(gè)算法，然后把此數(shù)字帶入心中已知的算法中，得出結(jié)果，作為進(jìn)門者在觸摸屏上輸入的密碼數(shù)值，確認(rèn)密碼后，輸入的結(jié)果和PLC 算出的密碼一致，則打開(kāi)保密開(kāi)關(guān)進(jìn)入，1 min 后自動(dòng)關(guān)閉，并且加設(shè)緝盜門。如若密碼輸入不正確，5 s 后允許重新輸入密碼，但最多只允許輸入3 次，3 次內(nèi)輸入正確也可以打開(kāi)保密開(kāi)關(guān)進(jìn)入，1 min后自動(dòng)關(guān)閉，并且加設(shè)緝盜門。如若3 次都沒(méi)輸入正確密碼，則被認(rèn)為是不知道密碼，將關(guān)上緝盜門并報(bào)警。如若輸入密碼后30 s 內(nèi)不確認(rèn)，也將其視為不知道密碼，將關(guān)上緝盜門并報(bào)警。保安可以啟動(dòng)按鈕X2，來(lái)打開(kāi)緝盜門，并消除報(bào)警。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

a)主控制器

本系統(tǒng)的主控制器采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR 型PLC，該P(yáng)LC 功能較強(qiáng)大，提供24 個(gè)輸入點(diǎn)和24 個(gè)輸出點(diǎn)，均采用8 進(jìn)制編號(hào)。三菱PLC 的編程指令簡(jiǎn)單易懂且程序設(shè)計(jì)靈活，可采用梯形圖或者指令語(yǔ)言進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)。

b)I/0 點(diǎn)分配方案

三菱FX2N－ 48MR 型PLC 采用整體式結(jié)構(gòu)，其控制單元提供24 個(gè)輸入點(diǎn)，24 個(gè)輸出點(diǎn)。本系統(tǒng)需要3 個(gè)輸入點(diǎn)、3 個(gè)輸出點(diǎn)，門禁系統(tǒng)具體的I/O 分配見(jiàn)表1 所示。

表1 I/0 點(diǎn)分配表

2 軟件設(shè)計(jì)

2.1 順序功能圖

分析設(shè)計(jì)要求，繪制門禁系統(tǒng)的順序功能圖如圖1所示。

2.2 梯形圖

根據(jù)順序功能圖，繪制門禁系統(tǒng)的梯形圖，見(jiàn)圖2所示。

2.3 過(guò)程分析

PLC 通電后，M0=ON，啟動(dòng)密碼輸入按鈕X0，M1=ON，輸入密碼，輸入后啟動(dòng)密碼確認(rèn)按鈕X1，M2=ON。若密碼正確，M3=ON，打開(kāi)保密機(jī)關(guān)，Y0=ON，1 min 后，M4=ON，保密機(jī)關(guān)自行關(guān)閉并加設(shè)緝盜門。若密碼錯(cuò)誤，延時(shí)5 s 后開(kāi)始計(jì)數(shù)，在規(guī)定次數(shù)(3 次)的范圍內(nèi)，允許返回M1 步重新輸入密碼，若密碼正確，M3=ON，打開(kāi)保密機(jī)關(guān)，Y0=ON，1 min 后，M4=ON，保密機(jī)關(guān)自行關(guān)閉并加設(shè)緝盜門。若3 次密碼輸入都不正確，將算違紀(jì)操作處理，M5=ON，關(guān)閉緝盜門并報(bào)警，即Y1=ON，Y2=ON。在M1 步，30 s 內(nèi)不確認(rèn)密碼，也算違紀(jì)操作處理，M5=ON，關(guān)閉緝盜門并報(bào)警，即Y1=ON，Y2=ON。

另外在M1 步，觸摸屏上將顯示D0 這個(gè)隨機(jī)數(shù)，PLC通過(guò)y=5x+6 計(jì)算出密碼存入D2。確認(rèn)密碼時(shí)就是拿輸入值D3 與PLC 計(jì)算出的密碼D2 進(jìn)行比較。

保安可通過(guò)啟動(dòng)按鈕X2，來(lái)使M4，M5 復(fù)位，打開(kāi)緝盜門，消除報(bào)警。

3 結(jié)語(yǔ)

本文以PLC 為核心，設(shè)計(jì)了一個(gè)保安門禁系統(tǒng)，分析控制要求，確定I/0 分配，繪制順序功能圖并編程，加入觸摸屏門禁算法系統(tǒng)用來(lái)選擇性的使進(jìn)門者通過(guò)，起到安全防護(hù)的作用，具有一定的創(chuàng)新意義，但還需進(jìn)一步研究、完善。

［1］周亞軍.電氣控制與PLC 原理及應(yīng)用［M］.西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2008.

［2］孫振強(qiáng).可編程序控制原理及應(yīng)用教程［M］.北京:清華大學(xué)出版社，2005.

［3］洪志育.例說(shuō)PLC［M］.北京:人民郵電出版社，2006.