PLC 程序实现权限逻辑（工业通用方案）
你想要实现的 PLC 权限逻辑，核心是通过「权限等级划分 + 身份验证 + 操作锁定」，让不同人员 / 设备仅能执行对应权限的操作（如操作员仅能启停、工程师可修改参数、管理员可重置系统），适配西门子、台达、三菱、欧姆龙等所有主流 PLC，支持「本地触摸屏验证」「上位机密码验证」「硬件钥匙开关验证」三种工业常用场景。
以下方案包含权限等级设计、核心逻辑编写、密码验证、操作锁定全流程，程序可直接移植到对应 PLC 编程软件（如台达 WPLSoft、西门子 TIA Portal、三菱 GX Works），兼顾安全性和易用性。
一、核心前提：权限逻辑设计原则
等级划分：按工业现场需求划分权限（建议 3-4 级，避免过细），示例：
权限等级 对应人员 / 设备 可执行操作 验证方式 0 级（无权限） 未验证 / 访客 仅监控，无操作权限 - 1 级（操作员） 现场操作工 启动、停止、复位等基础操作 简易密码 / 刷卡 2 级（工程师） 技术人员 1 级所有操作 + 参数修改、程序启停 复杂密码 3 级（管理员） 管理人员 所有操作 + 权限重置、系统初始化 硬件钥匙 + 密码 安全约束：
密码存储：PLC 内密码需加密（如异或运算），避免明文泄露；
超时锁定：验证成功后无操作超时（如 5 分钟）自动降为 0 级；
错误锁定：密码连续输错（如 3 次）临时锁定（如 10 分钟），防止暴力破解；
操作记录：关键权限操作（如参数修改）记录时间 / 等级，便于追溯。
二、通用权限逻辑程序编写（以台达 DVP PLC 为例，适配所有品牌）
以下以「3 级权限 + 触摸屏密码验证」为例，编写核心逻辑，其他品牌仅需调整指令格式，逻辑完全通用。
1. 变量定义（符号表，便于调试）
| 符号名 | 地址 | 类型 | 功能说明 |
|---|---|---|---|
| Auth_Level | D100 | WORD | 当前权限等级（0 = 无，1 = 操作员，2 = 工程师，3 = 管理员） |
| Input_Pwd | D101 | WORD | 触摸屏输入的密码（4 位数字，如 1234） |
| Pwd_Level1 | D110 | WORD | 1 级密码（加密存储，如 1234→加密后 1357） |
| Pwd_Level2 | D111 | WORD | 2 级密码（如 5678→加密后 5791） |
| Pwd_Level3 | D112 | WORD | 3 级密码（如 9999→加密后 9876） |
| Pwd_Error_Cnt | D120 | WORD | 密码错误次数（≥3 次锁定） |
| Auth_Timeout | T37 | TIMER | 权限超时定时器（5 分钟 = 300s，T37=K3000，100ms 时基） |
| Lock_Time | T38 | TIMER | 密码错误锁定定时器（10 分钟 = 600s，T38=K6000） |
| Auth_/confirm/i | M0.0 | BOOL | 密码验证确认（触摸屏点动） |
| Auth_Reset | M0.1 | BOOL | 权限重置（管理员操作） |
| Op_Start | M1.0 | BOOL | 启动操作（1 级权限） |
| Op_Set_Param | M1.1 | BOOL | 修改参数（2 级权限） |
| Op_Init | M1.2 | BOOL | 系统初始化（3 级权限） |
2. 密码加密存储（防止明文泄露，核心安全措施）
PLC 启动时，将密码加密后存储到 D110-D112（以「异或加密」为例，简单且实用），加密逻辑：4 位密码每位与 5 异或（如 1→1^5=4，2→2^5=7，最终 1234→4789）。
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// 程序段1：PLC上电初始化加密密码（仅执行一次） LD M8002 // PLC上电脉冲 // 1级密码：1234 → 加密后4789，存储到D110 MOV K4789, Pwd_Level1 (D110) // 2级密码：5678 → 加密后0123，存储到D111 MOV K0123, Pwd_Level2 (D111) // 3级密码：9999 → 加密后4444，存储到D112 MOV K4444, Pwd_Level3 (D112) // 初始化权限等级为0 MOV K0, Auth_Level (D100) // 初始化错误次数为0 MOV K0, Pwd_Error_Cnt (D120)
3. 密码验证逻辑（核心）
触摸屏输入密码后，PLC 先对输入密码加密，再与存储的加密密码比对，匹配则提升权限，错误则累计次数。
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// 程序段2：密码输入加密（与初始化加密逻辑一致） LD Auth_/confirm/i (M0.0) // 输入密码D101（如1234）加密→存储到D102（临时） // 简化示例：直接用加密后数值比对（实际项目需编写逐位加密逻辑） MOV Input_Pwd (D101), D102 // 此处替换为实际加密逻辑，示例省略逐位加密 // 程序段3：密码比对+权限提升 // 1级密码比对 LD D102 CMP= Pwd_Level1 (D110) MOV K1, Auth_Level (D100) // 匹配则权限升为1级 RST Pwd_Error_Cnt (D120) // 重置错误次数 TON Auth_Timeout (T37), K3000 // 启动5分钟超时定时器 // 2级密码比对 LD D102 CMP= Pwd_Level2 (D111) MOV K2, Auth_Level (D100) // 匹配则权限升为2级 RST Pwd_Error_Cnt (D120) TON Auth_Timeout (T37), K3000 // 3级密码比对 LD D102 CMP= Pwd_Level3 (D112) MOV K3, Auth_Level (D100) // 匹配则权限升为3级 RST Pwd_Error_Cnt (D120) TON Auth_Timeout (T37), K3000 // 程序段4：密码错误处理 LD Auth_/confirm/i (M0.0) LDD<> D102, D110 LDD<> D102, D111 LDD<> D102, D112 CTU D120, K3 // 错误次数累计，≥3次锁定 // 错误≥3次，启动10分钟锁定定时器 LD Pwd_Error_Cnt (D120) CMP>= K3 TON Lock_Time (T38), K6000 // 锁定期间禁止验证 LD T38 RST Auth_/confirm/i (M0.0) MOV K0, Auth_Level (D100)
4. 权限超时与重置
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// 程序段5：权限超时自动降为0级 LD Auth_Timeout (T37) MOV K0, Auth_Level (D100) RST Auth_Timeout (T37) // 程序段6：管理员手动重置权限 LD Auth_Reset (M0.1) MOV K0, Auth_Level (D100) RST Pwd_Error_Cnt (D120) RST Lock_Time (T38)
5. 操作权限控制（核心互锁）
根据当前权限等级，仅允许对应操作生效，低权限无法执行高权限操作。
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// 程序段7：1级权限操作（启动） LD Auth_Level (D100) CMP>= K1 // 权限≥1级可执行 AND Op_Start (M1.0) OUT Y0.0 // 驱动启动输出 // 程序段8：2级权限操作（修改参数） LD Auth_Level (D100) CMP>= K2 // 权限≥2级可执行 AND Op_Set_Param (M1.1) OUT M2.0 // 参数修改允许标志（供参数写入逻辑使用） // 程序段9：3级权限操作（系统初始化） LD Auth_Level (D100) CMP>= K3 // 仅3级权限可执行 AND Op_Init (M1.2) OUT M2.1 // 初始化允许标志
三、不同品牌 PLC 适配调整
1. 西门子 S7-1200/1500（TIA Portal）
变量存储：用「数据块（DB）」替代 M/D 寄存器（如 DB1.DBD100=Auth_Level）；
指令调整：
上电脉冲：
M0.1（替代台达 M8002）；定时器：
TON T37, PT:=T#300S（5 分钟）；比较指令：
L DBD102 == DBD110；加密逻辑：可调用「系统函数（SFC）」实现更复杂的加密（如 MD5）。
2. 三菱 FX 系列（GX Works）
指令调整：
上电脉冲：
M8002（与台达一致）；计数器：
CTU C0, K3（替代台达 CTU D120, K3）；比较指令：
CMP D102, D110, M10（匹配则 M10=ON）；密码存储：用「断电保持寄存器（D2000+）」，避免断电丢失。
3. 欧姆龙 CP1E（CX-Programmer）
变量存储：用「CIO 区」或「WR 区」（如 WR100=Auth_Level）；
指令调整：
上电脉冲：
A200.11；定时器：
TON TIM000, &3000（5 分钟）；比较指令：
CMP(20) WR102, WR110。
四、硬件钥匙开关权限（更安全的物理验证）
工业现场若需「无密码、物理钥匙控制权限」，可在上述逻辑基础上简化，用钥匙开关替代密码验证：
硬件接线：3 档钥匙开关接 PLC 输入点（X0.0=1 级，X0.1=2 级，X0.2=3 级）；
PLC 程序：
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// 1级权限（操作员钥匙） LD X0.0 MOV K1, Auth_Level (D100) // 2级权限（工程师钥匙） LD X0.1 MOV K2, Auth_Level (D100) // 3级权限（管理员钥匙） LD X0.2 MOV K3, Auth_Level (D100) // 无钥匙时权限为0 LD NOT X0.0 AND NOT X0.1 AND NOT X0.2 MOV K0, Auth_Level (D100)
五、触摸屏 / 上位机权限配置（联动 PLC）
1. 触摸屏（威纶通 MT 系列）
密码输入框：关联 PLC 的
Input_Pwd (D101)，仅允许输入 4 位数字；验证按钮：关联
Auth_Confirm (M0.0)，点击触发 PLC 验证；操作按钮权限：
启动按钮：启用条件
Auth_Level>=1；参数修改按钮：启用条件
Auth_Level>=2；初始化按钮：启用条件
Auth_Level>=3；权限状态显示：文本控件显示
Auth_Level==0?"无权限":"1级（操作员）"/"2级（工程师）"/"3级（管理员）"。
2. 上位机（WinCC / 组态王）
权限界面：设计密码输入弹窗，发送密码到 PLC 的 D101；
操作锁定：所有高权限控件（如参数修改）添加「禁用条件」
Auth_Level<2；日志记录：上位机记录每次权限验证 / 高权限操作的时间、等级、操作人员。
六、故障排查（高频问题）
| 故障现象 | 核心原因 | 解决方法 |
|---|---|---|
| 密码验证后权限不提升 | 加密逻辑不一致 / 密码输入错误 | 核对输入密码与存储密码的加密逻辑；检查 D102（加密后输入）与 D110-D112 是否匹配 |
| 权限超时过快 / 不超时 | 定时器时基错误 / 未启动定时器 | 确认定时器时基（如 T37=K3000 是 5 分钟，100ms 时基）；检查 TON 指令是否触发 |
| 密码错误后不锁定 | 计数器未累计 / 复位条件错误 | 检查 CTU 指令的复位端是否误触发；核对错误次数阈值（如 K3）是否正确 |
| 低权限能执行高权限操作 | 操作互锁逻辑漏写 / 比较指令错误 | 检查操作逻辑中的CMP>=指令；确保所有高权限操作都关联Auth_Level |
核心总结
PLC 权限逻辑的核心是「等级划分 + 验证 + 操作互锁」，关键要点：
按现场需求划分 3-4 级权限，避免过细导致逻辑复杂；
密码需加密存储（如异或），避免明文泄露，增加超时 / 错误锁定提升安全性；
所有操作必须通过「权限等级比较」互锁，低权限无法触发高权限操作；
物理钥匙开关比密码更安全，适合工业现场恶劣环境；
触摸屏 / 上位机需联动 PLC 权限等级，屏蔽低权限操作控件。
该方案适配所有品牌 PLC，仅需调整指令格式和变量地址，核心逻辑完全通用，落地时重点做好「加密逻辑统一」和「互锁覆盖所有操作」，即可实现安全、稳定的权限控制。
