基于PLC的動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝人員作業(yè)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文

1、石家莊鐵道大學(xué)四方學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)基于PLC的動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝人員作業(yè)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)The Design of The EMU Roof and Trench Operators Detection System屆 系專 業(yè) 學(xué) 號(hào) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 李 瑋 完成日期 年月日畢業(yè)設(shè)計(jì)成績(jī)單學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)電氣工程及其自動(dòng)化畢業(yè)設(shè)計(jì)題目基于PLC的動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝人員作業(yè)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師姓名指導(dǎo)教師職稱評(píng) 定 成 績(jī)指導(dǎo)教師得分評(píng)閱人得分答辯小組組長(zhǎng)得分成績(jī)：院長(zhǎng)(主任) 簽字：年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)題目基于PLC的動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝人員作業(yè)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)承擔(dān)指導(dǎo)任務(wù)單位電氣工程

2、系導(dǎo)師姓名導(dǎo)師職稱一、主要內(nèi)容檢測(cè)到作業(yè)人員時(shí)，動(dòng)車(chē)接觸網(wǎng)不能通電。二、基本要求通過(guò)PLC設(shè)計(jì)能夠在車(chē)頂、地溝檢測(cè)到作業(yè)人員并進(jìn)行提示。三、主要技術(shù)指標(biāo)(或研究方法)人體的檢測(cè)以及報(bào)警電路的設(shè)計(jì)查閱相關(guān)資料，進(jìn)行理論研究四、應(yīng)收集的資料及參考文獻(xiàn)五、進(jìn)度計(jì)劃1-3周 課題調(diào)研、收集、學(xué)習(xí)參考資料，查閱外文資料4-5周 制定畢業(yè)設(shè)計(jì)方案，作開(kāi)題報(bào)告69周 設(shè)計(jì)車(chē)頂以及地溝作業(yè)人員檢測(cè)電路1011周 設(shè)計(jì)報(bào)警電路12-13周 設(shè)計(jì)整體系統(tǒng)。1415周 整理并撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，提交論文給指導(dǎo)老師 16周 答辯 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告題目基于PLC的動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝人員作業(yè)測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號(hào)班級(jí)專業(yè)電氣

3、工程及其自動(dòng)化一、研究背景及意義：高速鐵路具有輸送能力大、速度快、安全性好、正點(diǎn)率高、舒適、方便、能源消耗低、土地利用率高、社會(huì)效益顯著等特點(diǎn)是解決大量旅客快速輸送的最有效途徑。因此，發(fā)展高鐵已成為各國(guó)鐵路的普遍發(fā)展勢(shì)頭。其中高速動(dòng)車(chē)組是實(shí)現(xiàn)高速鐵路安全、正點(diǎn)、高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。所以保證動(dòng)車(chē)組始終保持良好狀態(tài)在高速鐵路運(yùn)營(yíng)中就顯得十分重要。我國(guó)高速鐵路的發(fā)展正處于重要的的建設(shè)階段，運(yùn)用、檢修等還不盡完善。在動(dòng)車(chē)組整備作業(yè)工程中，如何確保人身安全和設(shè)備安全，已成為必須考慮解決的主要問(wèn)題。為了保證操作人員的安全便產(chǎn)生了人員作業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)。PLC即可編程程序控制器(Programmable logic

4、Controller),是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新興工業(yè)控制裝置。他將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)、通用靈活、可靠性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、變成簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)隨著可編程控制器的日漸成熟，越來(lái)越多的控制系統(tǒng)都采用PLC來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制。特別是安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中，PLC以其可靠性強(qiáng)、動(dòng)作速度快、安全性能好的特點(diǎn)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)控制自動(dòng)化的不斷提高和計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，用戶往往希望能夠從復(fù)雜的按鈕操作中解脫出來(lái)，利用計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面更直觀、更快捷的了解信息和進(jìn)行操作。動(dòng)車(chē)段內(nèi)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)其底層設(shè)備種

5、類繁多、邏輯關(guān)系復(fù)雜、系統(tǒng)響應(yīng)速度要求快，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制子系統(tǒng)和PLC網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的運(yùn)用能夠有效的解決這些難題。二、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀：由于動(dòng)車(chē)庫(kù)內(nèi)安裝有上千伏的高壓接觸網(wǎng)以及不同設(shè)備交叉作業(yè)之間存在安全隱患，即使是瞬息間的失神或輕微的判斷錯(cuò)誤都有可能造成嚴(yán)重的后果。目前PLC在動(dòng)車(chē)上也得到了廣泛的應(yīng)用，如資陽(yáng)機(jī)車(chē)廠和青島機(jī)車(chē)廠已在1995年選用日本三菱公司的FX2-80型PLC完成了工礦車(chē)控制系統(tǒng)的PLC改造現(xiàn)已投入運(yùn)營(yíng)，經(jīng)技術(shù)統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的故障率減少了95%以上，唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛廠于1998年自行開(kāi)發(fā)研制成功的SYZ25型“廬山”號(hào)動(dòng)車(chē)就采用了PLC控制，運(yùn)行良好，PLC在動(dòng)車(chē)系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作

6、用。目前動(dòng)車(chē)組越來(lái)越多的控制都用到了PLC，PLC控制系統(tǒng)在動(dòng)車(chē)組中發(fā)揮著重要作用，對(duì)于動(dòng)車(chē)組有重要意義。三、采用的方法與手段：通過(guò)查閱相關(guān)資料，實(shí)地考察動(dòng)車(chē)檢修作業(yè)人員作業(yè)，充分了解檢修作業(yè)人員的作業(yè)流程。據(jù)此設(shè)計(jì)程序流程圖，設(shè)計(jì)出PLC梯形圖并設(shè)計(jì)硬件連線圖。并在指導(dǎo)老師的幫助下完成程序及整個(gè)系統(tǒng)的完善。四、預(yù)期達(dá)到的效果：完成對(duì)動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝檢修人員人體檢測(cè)及報(bào)警電路。當(dāng)檢測(cè)到人體時(shí)接觸網(wǎng)不能通電。指導(dǎo)教師簽字時(shí) 間2012年2月10日摘要?jiǎng)榆?chē)庫(kù)內(nèi)屬高電壓作業(yè)區(qū),為確保動(dòng)車(chē)車(chē)頂及地溝作業(yè)人員施工時(shí)的安全，更好地保護(hù)作業(yè)人員在生產(chǎn)過(guò)程中的安全和健康，更好的降低風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致的事故，減少事故造

7、成的損失，需對(duì)作業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)。本文主要介紹了基于PLC的人體檢測(cè)及控制電路。文中應(yīng)用傳感器對(duì)車(chē)頂及地溝作業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)，并將信號(hào)輸入到PLC，由PLC進(jìn)行控制，確保作業(yè)人員作業(yè)時(shí)接觸網(wǎng)一直處于斷電狀態(tài)。并對(duì)周邊無(wú)關(guān)人員進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)無(wú)關(guān)人員時(shí)由PLC控制報(bào)警電路報(bào)警，提醒工作人員注意。關(guān)鍵詞: 動(dòng)車(chē)庫(kù) PLC 傳感器AbstractActivity in the garage area is a high-voltage operation,to ensure the safety of the construction on the roof of EMU and the trench

8、works, to better protect the safety and health of workers in the production process, reduce the risk of causing and accident, reduce the losses caused by the accident need to operating, personnel for testing. This paper mainly introduces the PLC-based human detection and control circuit. Paper detec

9、tion sensor on the roof and trench works, and the signal input to the PLC, controlled by the PLC to ensure the operating personnel are operating the OSC has been in the off state. And surrounding unrelated personnel detection, the PLC controlled the alarm circuit alarming, when discovered the unrela

10、ted person. And remind the staff members be attention. Key words: the bullet train repair workshop PLC sensor目錄第1章緒論11.1 選題的背景及意義11.2 國(guó)內(nèi)為研究現(xiàn)狀11.2.1 動(dòng)車(chē)檢修的發(fā)展現(xiàn)狀11.2.2傳感器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀2第2章動(dòng)車(chē)的發(fā)展及檢修32.1動(dòng)車(chē)的發(fā)展32.2動(dòng)車(chē)的檢修及工作體系42.3動(dòng)車(chē)的一級(jí)檢修作業(yè)流程42.3.1檢修分工42.3.2一級(jí)檢修作業(yè)流程框圖62.3.3CHR2A型動(dòng)車(chē)組檢修路線62.4動(dòng)車(chē)作業(yè)人員安全作業(yè)的重要性8第3章作業(yè)人員檢測(cè)系統(tǒng)

11、單元設(shè)計(jì)93.1PLC的選擇93.1.1輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算103.1.2存儲(chǔ)器容量的估算103.1.3控制功能的選擇103.1.4機(jī)型的選擇113.2傳感器的選擇113.2.1常見(jiàn)傳感器介紹123.2.2熱釋電紅外傳感器123.3檢測(cè)電路設(shè)計(jì)143.4報(bào)警電路設(shè)計(jì)15第4章動(dòng)車(chē)作業(yè)人員檢測(cè)總體設(shè)計(jì)164.1輸入輸出(I/O)分配174.2系統(tǒng)硬連線圖184.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)194.3.1系統(tǒng)程序流程圖194.3.2梯形圖20第5章結(jié)論與展望235.1結(jié)論235.2展望23參考文獻(xiàn)24致謝25附錄26附錄A外文資料26附錄BKP500B簡(jiǎn)介33第1章緒論1.1 選題的背景及意義高速鐵路具

12、有輸送能力大、速度快、安全性好、正點(diǎn)率高、舒適、方便、能源消耗低、土地利用率高、社會(huì)效益顯著等特點(diǎn)是解決大量旅客快速輸送的最有效途徑。因此，發(fā)展高鐵已成為各國(guó)鐵路的普遍發(fā)展勢(shì)頭。其中高速動(dòng)車(chē)組是實(shí)現(xiàn)高速鐵路安全、正點(diǎn)、高效運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。所以保證動(dòng)車(chē)組始終保持良好狀態(tài)在高速鐵路運(yùn)營(yíng)中就顯得十分重要。我國(guó)高速鐵路的發(fā)展正處于重要的的建設(shè)階段，運(yùn)用、檢修等還不盡完善。在動(dòng)車(chē)組整備作業(yè)工程中，如何確保人身安全和設(shè)備安全，已成為必須考慮解決的主要問(wèn)題。為了保證操作人員的安全便產(chǎn)生了人員作業(yè)檢測(cè)系統(tǒng)。PLC即可編程程序控制器(Programmable logic Controller),是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的新

13、興工業(yè)控制裝置。他將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)，具有功能強(qiáng)、通用靈活、可靠性強(qiáng)、環(huán)境適應(yīng)性好、變成簡(jiǎn)單、使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)隨著可編程控制器的日漸成熟，越來(lái)越多的控制系統(tǒng)都采用PLC來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制。特別是安全聯(lián)鎖保護(hù)系統(tǒng)中，PLC以其可靠性強(qiáng)、動(dòng)作速度快、安全性能好的特點(diǎn)在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著工業(yè)控制自動(dòng)化的不斷提高和計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，用戶往往希望能夠從復(fù)雜的按鈕操作中解脫出來(lái)，利用計(jì)算機(jī)的人機(jī)界面更直觀、更快捷的了解信息和進(jìn)行操作。動(dòng)車(chē)段內(nèi)的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)其底層設(shè)備種類繁多、邏輯關(guān)系復(fù)雜、系統(tǒng)響應(yīng)速度要求快，通

14、過(guò)計(jì)算機(jī)控制子系統(tǒng)和PLC網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)的運(yùn)用能夠有效的解決這些難題。1.2 國(guó)內(nèi)為研究現(xiàn)狀1.2.1 動(dòng)車(chē)檢修的發(fā)展現(xiàn)狀隨著高速列車(chē)和城市輕軌線路的飛速發(fā)展，車(chē)輛段的檢修工作顯得日益復(fù)雜、繁忙。由于庫(kù)內(nèi)安裝有上千伏的高壓接觸網(wǎng)以及不同設(shè)備交叉作業(yè)之間存在安全隱患，即使是瞬息間的失神或輕微的判斷錯(cuò)誤都有可能造成嚴(yán)重的后果。目前PLC在動(dòng)車(chē)上也得到了廣泛的應(yīng)用，如資陽(yáng)機(jī)車(chē)廠和青島機(jī)車(chē)廠已在1995年選用日本三菱公司的FX2-80型PLC完成了工礦車(chē)控制系統(tǒng)的PLC改造現(xiàn)已投入運(yùn)營(yíng)，經(jīng)技術(shù)統(tǒng)計(jì)控制系統(tǒng)的故障率減少了95%以上，唐山機(jī)車(chē)車(chē)輛廠于1998年自行開(kāi)發(fā)研制成功的SYZ25型“廬山”號(hào)動(dòng)車(chē)就

15、采用了PLC控制，運(yùn)行良好，PLC在動(dòng)車(chē)系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。目前動(dòng)車(chē)組越來(lái)越多的控制都用到了PLC，PLC控制系統(tǒng)在動(dòng)車(chē)組中發(fā)揮著重要作用，對(duì)于動(dòng)車(chē)組有重要意義。1.2.2傳感器檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀檢測(cè)技術(shù)是人們?yōu)榱藢?duì)被測(cè)對(duì)象所包含的信息進(jìn)行定性的了解和定量地掌握所采渠道一系列技術(shù)措施，它是產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制的重要手段。借助于檢測(cè)工具對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)是人們十分熟悉的，這是檢測(cè)技術(shù)的重要領(lǐng)域。另外，隨著新型檢測(cè)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，它在大型設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和監(jiān)測(cè)設(shè)備，通常在高溫、高壓、高速和大功率狀態(tài)下運(yùn)行，保證這些關(guān)鍵設(shè)備的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。為此，通常設(shè)置故障檢測(cè)系統(tǒng)以對(duì)溫度、壓力

16、、流量、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)和噪聲等多種參數(shù)進(jìn)行長(zhǎng)期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，以遍及時(shí)發(fā)揮異常情況，加強(qiáng)故障防御，達(dá)到早期診斷的目的。這樣做可以避免嚴(yán)重的突發(fā)情況，保證設(shè)備和人生安全，提高經(jīng)濟(jì)效益。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這類檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到故障自診斷系統(tǒng)?？梢圆捎糜?jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)處理監(jiān)測(cè)信息，進(jìn)行分析、判斷，及時(shí)診斷出設(shè)備故障并自動(dòng)報(bào)警或采用相應(yīng)的對(duì)策。檢測(cè)技術(shù)的完善和發(fā)展推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步。人們?cè)谧匀豢茖W(xué)的各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)從事的研究工作一般是利用已知的規(guī)律對(duì)觀測(cè)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行概括、推理，從而對(duì)所研究的對(duì)象取得定量的概念，并發(fā)現(xiàn)它的規(guī)律性，然后上升到理論。因此現(xiàn)代化檢測(cè)手段所達(dá)到的水平在很大程度上決定了科學(xué)研究的深

17、度和廣度。檢測(cè)技術(shù)所達(dá)到的水平越高，提供的信息越豐富、越可靠，科學(xué)研究取得突破性進(jìn)展的可能性越大。從另一方面看現(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展也不斷的對(duì)檢測(cè)技術(shù)提出新的要求和課題成為促進(jìn)檢測(cè)技術(shù)向前發(fā)展的動(dòng)力?？茖W(xué)技術(shù)的新發(fā)現(xiàn)和新成果不斷應(yīng)用于檢測(cè)技術(shù)中也有力地促進(jìn)了檢測(cè)技術(shù)自身的現(xiàn)代化。第2章動(dòng)車(chē)的發(fā)展及檢修2.1動(dòng)車(chē)的發(fā)展德國(guó)是最早制造和運(yùn)用動(dòng)車(chē)的國(guó)家，制造技術(shù)一直領(lǐng)先。1903年7月8日，首先運(yùn)行了由鋼軌供電的動(dòng)車(chē)組，由4節(jié)動(dòng)車(chē)和2節(jié)拖車(chē)編成。同年8月14日，又運(yùn)行了由接觸網(wǎng)供電的動(dòng)車(chē)組，這是世界上第一列由接觸網(wǎng)供電的單相交流電動(dòng)車(chē)組。同年10月28日，西門(mén)子公司制造的三相交流電動(dòng)車(chē)進(jìn)行了高速試

18、驗(yàn)，首創(chuàng)時(shí)速210.2公里的歷史性記錄。美國(guó)在20年代擁有汽油動(dòng)車(chē)數(shù)量已超過(guò) 700輛。1913年瑞典千瓦電力傳動(dòng)柴油動(dòng)車(chē),后來(lái)又制出功率為185千瓦同類型的動(dòng)車(chē),還能掛34節(jié)附掛車(chē)。在2030年代柴油動(dòng)車(chē)發(fā)展迅速，為歐洲、美洲國(guó)家和日本所大量使用，有些國(guó)家擁有動(dòng)車(chē)數(shù)千輛。大洋洲、非洲和東南亞、南亞、中東國(guó)家也有使用。這個(gè)時(shí)期內(nèi)無(wú)論在動(dòng)力裝置、傳動(dòng)裝置、走行部、車(chē)內(nèi)設(shè)備等結(jié)構(gòu)方面，還是在舒適性(消減振動(dòng)和噪聲)以及運(yùn)行速度等性能方面都有很大改進(jìn)。在動(dòng)力裝置方面，以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的動(dòng)車(chē)幾乎都采用高速柴油機(jī)。它的熱效率比汽油機(jī)高，燃料較便宜，每千瓦平均重量較小，功率從100千瓦左右發(fā)展到800千瓦左

19、右，運(yùn)行速度達(dá)到每小時(shí)140公里。在傳動(dòng)裝置方面，200千瓦以下小功率動(dòng)車(chē)采用機(jī)械傳動(dòng)，功率大的因變速換擋復(fù)雜不易操縱而用電力傳動(dòng)或液力傳動(dòng)。20世紀(jì)初電力動(dòng)車(chē)已用在電氣化鐵路上。從1998年我國(guó)第一列商用動(dòng)車(chē)組在南昌鐵路局運(yùn)營(yíng)以來(lái)，目前已有幾十列動(dòng)車(chē)組奔馳在全國(guó)萬(wàn)里鐵道線上。我國(guó)的現(xiàn)有動(dòng)車(chē)：1、姓名：高速列車(chē)“和諧號(hào)”380BL；廠家：中國(guó)北車(chē)長(zhǎng)客股份 中國(guó)北車(chē)唐車(chē)公司；速度：持續(xù)運(yùn)營(yíng)時(shí)速380公里，最高運(yùn)營(yíng)時(shí)速468公里，最高試驗(yàn)時(shí)速可超過(guò)500公里。3、CRH2型動(dòng)車(chē)組：南車(chē)四方(聯(lián)合日本川崎)生產(chǎn)。200公里級(jí)別(營(yíng)運(yùn)速度200KM/h，最高速度250KM/h)。4、CRH3C列車(chē)的原

20、型為德國(guó)鐵路的ICE-3列車(chē)(西門(mén)子Velaro)中國(guó)以引進(jìn)西門(mén)子公司先進(jìn)技術(shù)并吸收的方式，由中國(guó)北車(chē)唐山軌道客車(chē)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，300公里級(jí)別(營(yíng)運(yùn)速度300KM/h，最高速度380KM/h)。5、CRH5型動(dòng)車(chē)組是以阿爾斯通公司SM3型動(dòng)車(chē)組為原型車(chē)，通過(guò)全面引進(jìn)設(shè)計(jì)制造技術(shù)，由長(zhǎng)客股份公司在國(guó)內(nèi)制造生產(chǎn)的，設(shè)計(jì)速度200Km/ h，最高試驗(yàn)速度250Km/ h，等等一系列動(dòng)車(chē)組。2.2動(dòng)車(chē)的檢修及工作體系按照中華人民國(guó)和國(guó)鐵道部頒布的鐵路技術(shù)管理規(guī)程(2007年4月1日起實(shí)施的版本)：動(dòng)車(chē)組實(shí)行以走行公里為主的定期檢修，檢修周期及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按鐵道部檢修規(guī)程執(zhí)行。 動(dòng)車(chē)組應(yīng)有專門(mén)檢修、

21、運(yùn)用基地，根據(jù)需要設(shè)備檢修庫(kù)、臨修庫(kù)、供動(dòng)車(chē)組停放的庫(kù)線、應(yīng)又相應(yīng)設(shè)備對(duì)轉(zhuǎn)向架、車(chē)下設(shè)備、車(chē)上及車(chē)頂設(shè)備進(jìn)行檢查、維修和清洗作業(yè)。 動(dòng)車(chē)組日常運(yùn)用的整備、清潔、和排污作業(yè)在運(yùn)用基地完成。動(dòng)車(chē)檢修在我國(guó)分為五個(gè)等級(jí)，一二級(jí)為日常修，就是每天晚上車(chē)體進(jìn)庫(kù)后做一個(gè)體檢，包括車(chē)體清洗及外觀檢查，數(shù)據(jù)測(cè)量受電弓實(shí)驗(yàn)，三四級(jí)是按動(dòng)車(chē)所跑的公里數(shù)來(lái)?yè)Q件修，如CRH1型車(chē)當(dāng)行駛到120萬(wàn)KM時(shí)需三級(jí)修，240萬(wàn)KM時(shí)就得四級(jí)修。而五級(jí)修為廠修，幾乎全部更換零件。2.3動(dòng)車(chē)的一級(jí)檢修作業(yè)流程2.3.1檢修分工 1、CRH2A型單列動(dòng)車(chē)組 (1)地面一級(jí)修作業(yè)小組(4名作業(yè)人員)負(fù)責(zé)車(chē)頂高壓設(shè)備、司機(jī)室設(shè)備、客室

22、配電柜、車(chē)體兩側(cè)及車(chē)底部設(shè)備等維護(hù)檢查。其中、號(hào)負(fù)責(zé)司機(jī)室設(shè)備、客室配電柜、車(chē)頂設(shè)備檢查及相關(guān)性能試驗(yàn)。、號(hào)負(fù)責(zé)車(chē)體、裙板、底板、轉(zhuǎn)向架、鉤緩連接、制動(dòng)、車(chē)端連接等下部檢查。、號(hào)車(chē)底作業(yè)時(shí)，前后須間隔3米左右，以車(chē)體中心線為界每人檢查各一側(cè)，與齒輪箱連接的牽引電機(jī)歸齒輪箱檢查側(cè)作業(yè)人員檢查，車(chē)底中央設(shè)備、底板安裝狀態(tài)兩人均需檢查。(2)乘務(wù)組(1名隨車(chē)機(jī)械師)負(fù)責(zé)一級(jí)修范圍內(nèi)的車(chē)內(nèi)客室設(shè)備設(shè)施、受電弓控制閥板、自動(dòng)過(guò)分相控制裝置狀態(tài)檢查。(3)輔助人員(2名)負(fù)責(zé)動(dòng)車(chē)組進(jìn)庫(kù)接車(chē)、出庫(kù)送車(chē)檢查。在動(dòng)車(chē)組出、入庫(kù)時(shí), 輔助人員分別在動(dòng)車(chē)所入庫(kù)的庫(kù)門(mén)兩側(cè)接車(chē)，聽(tīng)取輪對(duì)及車(chē)下設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)有無(wú)異音，檢查車(chē)號(hào)

23、、目的地顯示器、側(cè)門(mén)指示燈、車(chē)下散熱風(fēng)機(jī)等工作狀態(tài)是否正常，發(fā)現(xiàn)故障及時(shí)向調(diào)度報(bào)告。2、CRH2A型重聯(lián)動(dòng)車(chē)組1重聯(lián)動(dòng)車(chē)組一級(jí)檢修由2個(gè)檢修作業(yè)小組(8名作業(yè)人員)完成。 (1)每個(gè)作業(yè)組對(duì)1組動(dòng)車(chē)組檢修，作業(yè)流程和檢修路線分別按單列車(chē)執(zhí)行。主控鑰匙領(lǐng)取、供斷電申請(qǐng)由動(dòng)車(chē)組非出庫(kù)端(可按各所實(shí)際情況確定)作業(yè)小組的號(hào)負(fù)責(zé)。由兩個(gè)作業(yè)小組的號(hào)分別完成動(dòng)車(chē)組出庫(kù)端、非出庫(kù)端司機(jī)室的性能試驗(yàn)。重聯(lián)端車(chē)鉤的檢查全部由動(dòng)車(chē)組出檢查庫(kù)方向作業(yè)小組的、號(hào)負(fù)責(zé)。動(dòng)車(chē)組重聯(lián)端司機(jī)室的功能測(cè)試項(xiàng)目取消。(2)動(dòng)車(chē)組無(wú)電作業(yè)時(shí)，出庫(kù)端號(hào)負(fù)責(zé)在司機(jī)室升降弓操作，兩個(gè)作業(yè)組的號(hào)負(fù)責(zé)對(duì)各自動(dòng)車(chē)組的兩個(gè)受電弓進(jìn)行檢測(cè)。(3

24、)動(dòng)車(chē)組有電作業(yè)時(shí)，在得到出庫(kù)端作業(yè)組號(hào)司機(jī)室性能測(cè)試完畢、主控鑰匙已拔出的通知后，非出庫(kù)端作業(yè)組號(hào)方可投入主控鑰匙進(jìn)行司機(jī)室試驗(yàn)。出庫(kù)端號(hào)司機(jī)室試驗(yàn)時(shí)升后弓，非出庫(kù)端作業(yè)組號(hào)比照司機(jī)換端操作程序，斷電后換弓再進(jìn)行試驗(yàn)。2輔助檢查人員(2名)按單列車(chē)作業(yè)要求執(zhí)行。乘務(wù)組(2名隨車(chē)機(jī)械師)每人檢查一列，檢查內(nèi)容同單列動(dòng)車(chē)組。 (1)CRH2B、2E型長(zhǎng)編組動(dòng)車(chē)組長(zhǎng)編組動(dòng)車(chē)組一級(jí)檢修由2個(gè)檢修作業(yè)小組(8名作業(yè)人員)完成。2個(gè)作業(yè)小組檢修作業(yè)分工參照CRH2A型重聯(lián)動(dòng)車(chē)組執(zhí)行。輔助檢查人員和乘務(wù)組按CRH2A型單列車(chē)作業(yè)要求執(zhí)行。2.3.2一級(jí)檢修作業(yè)流程框圖圖2-1 一級(jí)檢修作業(yè)流程圖2.3.3

25、CHR2A型動(dòng)車(chē)組檢修路線（1） 車(chē)頂作業(yè)路線（2） 車(chē)內(nèi)作業(yè)路線（3） 地溝作業(yè)路線（4） 車(chē)體兩側(cè)作業(yè)路線2.4動(dòng)車(chē)作業(yè)人員安全作業(yè)的重要性由于軌道交通具有用地省、運(yùn)能大、速度快、節(jié)約能源、減少污染、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，目前動(dòng)車(chē)處于快速發(fā)展階段。而我國(guó)檢修基地和車(chē)輛的檢修人員數(shù)量與車(chē)輛的發(fā)展不成正比，而且動(dòng)車(chē)組的檢修有嚴(yán)格的時(shí)間限制，所以大量的檢修作業(yè)要求作業(yè)人員的應(yīng)該具有高效率。正是由于作業(yè)量的增多，作業(yè)時(shí)間的限制，檢修人員安全問(wèn)題成為關(guān)注的重點(diǎn)，雖然安全教育不斷和大量的宣傳，但是仍有很多事故發(fā)生，如發(fā)生在2012年2月3號(hào)北京南動(dòng)車(chē)所的事故，CRH3-010C動(dòng)車(chē)組一級(jí)檢修甲班一

26、組作業(yè)人員3號(hào)楊世華、4號(hào)陳鑫在接觸網(wǎng)未斷電的情況下違章進(jìn)入地溝開(kāi)始車(chē)底作業(yè)，嚴(yán)重違反相關(guān)要求，通過(guò)這實(shí)例，體現(xiàn)了人控存在很多弊端，所以我們迫切需要一個(gè)完善的技術(shù)安全防護(hù)措施，真正做到安全第一，預(yù)防為主，保障作業(yè)人員安全。第3章作業(yè)人員檢測(cè)系統(tǒng)單元設(shè)計(jì)3.1PLC的選擇可編程控制器，英文稱Programmable Controller,簡(jiǎn)稱PLC，本課題中用PLC作為它的簡(jiǎn)稱。PLC是用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電控制器。它源于繼電器控制技術(shù)，但基于電子計(jì)算機(jī)。它通過(guò)運(yùn)行存儲(chǔ)在其內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過(guò)程得到的輸入信息，變換為所要求的輸出信息，進(jìn)而再通過(guò)輸出電路的物流過(guò)程去實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載的控制。PLC

27、基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等同于普通計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行入出信息變換時(shí)，大多只考慮信息本身，信息入出的物理過(guò)程一般不考慮的。而PLC則要考慮信息入出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際使用。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，如便于安裝，便于維修及抗干擾等問(wèn)題，入出信息變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)，可以說(shuō)是PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。PLC可以通過(guò)它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電控制裝置多的多、強(qiáng)的多。PLC有豐富的指令系統(tǒng)，有各種各樣的I/O接口、通信接口，有大容量的內(nèi)存，有可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，因而具有以下基本的功能： 邏輯處理功能; 數(shù)據(jù)運(yùn)算功能; 準(zhǔn)確定時(shí)功能; 高速計(jì)數(shù)功能; 中斷處理(

28、可以實(shí)現(xiàn)各種內(nèi)外中斷)功能; 程序與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能； 聯(lián)網(wǎng)通信功能； 自檢測(cè)、自診斷功能。 可以說(shuō)，凡普通小型計(jì)算機(jī)能實(shí)現(xiàn)的功能，PLC幾乎也都可以做到。像PLC這樣。集豐富功能于一身，是別的電控器所沒(méi)有的，更是傳統(tǒng)的繼電控制電路所無(wú)法比擬的。豐富的功能為PLC的廣泛應(yīng)用提供了可能。 PLC的選型 在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等

29、，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。3.1.1輸入輸出(I/O)點(diǎn)數(shù)的估算 I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展。余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。本課題的I/O點(diǎn)數(shù)為輸入21點(diǎn)，輸出15點(diǎn)。3.1.2存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)

30、選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定公式，許多文獻(xiàn)資料中給除了不問(wèn)公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字)，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。因此本課題的PLC內(nèi)存容量選擇應(yīng)能存儲(chǔ)1000跳梯形圖，這樣才能在以后的改造過(guò)程中有足夠的空間。3.1.3控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 根據(jù)本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)門(mén)控制的需要，主要介紹以下幾種功能的選擇。 (1)控制功能 PLC主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)

31、合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。 (2)編程功能 離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU，編程器在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有個(gè)自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序進(jìn)行。這種方式成本較高，但系

32、統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用。 五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言：順序功能圖(SFC)、梯形圖(LD)、功能模塊圖(FBD)三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表(IL)、結(jié)構(gòu)文本(ST)兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)(IEC6113123)，同時(shí)，還應(yīng)支持多鐘語(yǔ)言編程形式，如C,Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。 (3)診斷功能 PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)引薦的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì)PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接

33、影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。3.1.4機(jī)型的選擇目前，國(guó)內(nèi)眾多的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)了多鐘系列功能各異的PLC產(chǎn)品，使用戶眼花繚亂、無(wú)所適從。通過(guò)對(duì)輸入/輸出點(diǎn)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇、對(duì)I/O響應(yīng)時(shí)間的選擇以及輸出負(fù)載的特點(diǎn)選型的分許。所以決定使用三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列的FX2N-48MR型號(hào)的可編程控制作為檢測(cè)及分檢的控制器。3.2傳感器的選擇傳感器就是能感知外界信息并將其按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的機(jī)械電子裝置。簡(jiǎn)言之，傳感器就是將外界被測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的電子裝置，它由敏感器件和轉(zhuǎn)換期間兩部分組成，有的半導(dǎo)體敏感器件可以直接輸出電信號(hào)，其本身就構(gòu)成傳感器。敏感期間

34、品種繁多，就其感知外界信息的原理而言，可分為：物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應(yīng)；化學(xué)類，基于化學(xué)反應(yīng)的原理；生物類，基于酶、抗體和激素等份子識(shí)別功能。通常，根據(jù)其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類。3.2.1常見(jiàn)傳感器介紹 1.電感式傳感器 電感式傳感器是由LC振蕩器、開(kāi)關(guān)電路及放大輸出電路三大部分組成。振蕩器產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。當(dāng)外界的金屬性導(dǎo)電物體接近這一磁場(chǎng)，并達(dá)到感應(yīng)區(qū)時(shí)，在金屬物體內(nèi)產(chǎn)生渦流，從而導(dǎo)致振蕩衰減，以致停振。振蕩器振蕩及停振的變化被后級(jí)放大電路處理并轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)控制

35、器件，從而達(dá)到非接觸式之檢測(cè)目的。 2.光電傳感器 光電傳感器的基本轉(zhuǎn)換原理是將被測(cè)量參數(shù)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的變化，然后將光信號(hào)作用于光電元件轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的輸出。常用的光電傳感器是采用發(fā)光二極管作為光源，光源經(jīng)過(guò)透鏡聚焦于空間某一點(diǎn)。如果在該點(diǎn)有障礙物，光就照不到光敏二極管上，電路處于偏置狀態(tài)，PN結(jié)截止，反向電流很小。當(dāng)沒(méi)有障礙物遮擋時(shí)，光照到光敏二極管上時(shí)，PN結(jié)附近產(chǎn)生電子空穴對(duì)，并在外電場(chǎng)和內(nèi)電場(chǎng)的共同作用下，漂移過(guò)PN結(jié)，產(chǎn)生光電流。此時(shí)，光電流與光照強(qiáng)度成正比，光敏二極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。 具體方法是在光源側(cè)使用發(fā)光二極管，在受光側(cè)使用光敏二極管，并將信號(hào)處理電路集成制作在一塊芯片上。它的特

36、點(diǎn)是體積小，可靠性高，工作電源電壓范圍寬，接口電路的復(fù)雜程度大幅度減少，可直接與TTL，LSTTL和CMLS電路芯片連接。 3.電容式傳感器 電容式傳感器的感應(yīng)由兩個(gè)同軸金屬電極構(gòu)成，很像“打開(kāi)的”電容器電極，該兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)電容，串聯(lián)在RC振蕩回路內(nèi)。電源接通時(shí)，RC振蕩器不振蕩，當(dāng)一個(gè)目標(biāo)朝著電容器的電極靠近時(shí)，電容器的容量增加，使振蕩器開(kāi)始振蕩，通過(guò)后級(jí)電路的處理，將停振和振蕩兩種信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)信號(hào)，從而起到了檢測(cè)有無(wú)物體存在的目的。該傳感器能檢測(cè)金屬物體，也能檢測(cè)非金屬物體，對(duì)金屬物體可以獲得最大的動(dòng)作距離，對(duì)非金屬物體動(dòng)作距離決定于材料的介電系數(shù)越大。可獲得的動(dòng)作距離越大。當(dāng)一個(gè)目

37、標(biāo)靠近時(shí)，電容式傳感器的電流消耗隨之增加?？蓪?duì)金屬和非金屬材料進(jìn)行無(wú)接觸檢測(cè)。例如：木材、玻璃、紙板、塑料、皮革、陶瓷、液體、沙石、金屬。 3.2.2熱釋電紅外傳感器現(xiàn)在用于檢測(cè)人員進(jìn)出的探測(cè)器主要采用熱釋紅外傳感器。人體能夠發(fā)射10m左右的紅外線，熱釋紅外傳感器就是靠接收這種紅外線而進(jìn)行工作的。這種探測(cè)器功耗小，隱蔽性好，價(jià)格低廉，但也具有以下缺點(diǎn)：不能判斷人員流動(dòng)方向；探測(cè)器穿透力差，人體的紅外輻射容易被遮擋，不易被探頭接收；探測(cè)器容易受熱源、光源、射頻輻射等干擾；環(huán)境溫度和人體溫度接近時(shí)，探測(cè)器靈敏度明顯下降，可能造成探測(cè)器短時(shí)失靈。熱釋電紅外傳感器主要是由一種高熱電系數(shù)的材料，如鋯鈦酸

38、鉛系陶瓷、鉭酸鋰、硫酸三甘鈦等制成尺寸為2*1mm的探測(cè)元件。在每個(gè)探測(cè)器內(nèi)裝入一個(gè)或兩個(gè)探測(cè)元件，并將兩個(gè)探測(cè)元件以反極性串聯(lián)，以抑制由于自身溫度升高而產(chǎn)生的干擾。由探測(cè)元件將探測(cè)并接收到的紅外輻射轉(zhuǎn)變成微弱的電壓信號(hào)，經(jīng)裝在探頭內(nèi)的場(chǎng)效應(yīng)管放大后向外輸出。為了提高探測(cè)器的探測(cè)靈敏度以增大探測(cè)距離，一般在探測(cè)器的前方裝設(shè)一個(gè)菲涅爾透鏡，該透鏡用透明塑料制成，將透鏡的上、下兩部分各分成若干等份，制成一種具有特殊光學(xué)系統(tǒng)的透鏡，它和放大電路相配合，可將信號(hào)放大70分貝以上，這樣就可以測(cè)出1020米范圍內(nèi)人的行動(dòng)12 。菲涅爾透鏡利用透鏡的特殊光學(xué)原理，在探測(cè)器前方產(chǎn)生一個(gè)交替變化的“盲區(qū)”和“高

39、靈敏區(qū)”，以提高它的探測(cè)接收靈敏度。當(dāng)有人從透鏡前走過(guò)時(shí)，人體發(fā)出的紅外線就不斷地交替從“盲區(qū)”進(jìn)入“高靈敏區(qū)”，這樣就使接收到的紅外信號(hào)以忽強(qiáng)忽弱的脈沖形式輸入，從而加強(qiáng)其能量幅度。提高了傳感器的接受靈敏度，擴(kuò)大了監(jiān)視范圍。人體輻射的紅外線中心波長(zhǎng)為910-um，而探測(cè)元件的波長(zhǎng)靈敏度在0.220-um范圍內(nèi)幾乎穩(wěn)定不變。在傳感器頂端開(kāi)設(shè)了一個(gè)裝有濾光鏡片的窗口，這個(gè)濾光片可通過(guò)光的波長(zhǎng)范圍為710-um，正好適合于人體紅外輻射的探測(cè)，而對(duì)其它波長(zhǎng)的紅外線由濾光片予以吸收，這樣便形成了一種專門(mén)用作探測(cè)人體輻射的紅外線傳感器。3.3檢測(cè)電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采用型號(hào) KP500B 雙源式熱釋電紅外探測(cè)

40、器，其結(jié)構(gòu)圖如下：圖2.1 KP500B結(jié)構(gòu)圖圖3-1 KP500B結(jié)構(gòu)圖 A：探測(cè)元A； B：探測(cè)元B； D：接電源正極； S：信號(hào)輸出端； G：接地端； RG：高值電阻。圖2.2為人員檢測(cè)電路，當(dāng)傳感器KP500B檢測(cè)到人體時(shí)，信號(hào)端S發(fā)出大于2.2V的電壓信號(hào)，為模擬量。二極管D1導(dǎo)通，光電耦合器工作，光敏三極管發(fā)射極發(fā)出5V 電壓信號(hào)，當(dāng)沒(méi)有檢測(cè)到人體時(shí)三極管發(fā)射極無(wú)電壓信號(hào)輸出。這樣就將傳感器發(fā)出的模擬量電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成了開(kāi)關(guān)量，連接PLC的開(kāi)關(guān)量輸入模塊。圖3-2 檢測(cè)電路3.4報(bào)警電路設(shè)計(jì)當(dāng)KM輸入高電平時(shí)，三極管9012導(dǎo)通，工作，觸發(fā)警報(bào)。當(dāng)KM輸入低電平時(shí)，三極管9012截止

41、，未觸發(fā)警報(bào) 圖3-3 報(bào)警電路第4章動(dòng)車(chē)作業(yè)人員檢測(cè)總體設(shè)計(jì)動(dòng)車(chē)所要求動(dòng)車(chē)車(chē)頂、地溝作業(yè)人員必須按照一定的作業(yè)流程及規(guī)范作業(yè)，否則很可能發(fā)生事故。利用傳感器及PLC對(duì)動(dòng)車(chē)車(chē)頂及地溝作業(yè)人員進(jìn)行檢測(cè)，以保證其作業(yè)的規(guī)范性，并對(duì)危險(xiǎn)進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖如下確定控制對(duì)象及控制范圍PLC型號(hào)選擇程序流程圖PLC模塊選擇I/O分配設(shè)置和選擇編制應(yīng)用程序程序修改和調(diào)試系統(tǒng)投入運(yùn)行 圖4-1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖下圖所示是三菱PLC檢測(cè)控制系統(tǒng)原理圖傳感器檢測(cè)到信號(hào)三菱PLC可編程控制器繼電器控制及報(bào)警裝置圖4-2 三菱PLC檢測(cè)控制系統(tǒng)原理圖4.1輸入輸出(I/O)分配名稱地址相關(guān)設(shè)備啟動(dòng)X000按鈕(S

42、B1)停止X001按鈕(SB2)接觸網(wǎng)通電按鈕X002按鈕(SB3)報(bào)警解除按鈕X003按鈕(SB4)車(chē)頂人員檢測(cè)傳感器X004-X007，X010-X013傳感器(SQ1-SQ8)地溝人員檢測(cè)傳感器 X014-X017，X020-X23傳感器(SQ9-SQ16)無(wú)關(guān)人員檢測(cè)傳感器X024傳感器(SQ17)作業(yè)人員顯示Y001-Y016數(shù)碼管顯示(HL)接觸網(wǎng)Y017繼電器(KA)報(bào)警Y020報(bào)警器(HA) 表4-1 輸入輸出(I/O)分配4.2系統(tǒng)硬連線圖 圖4-3 系統(tǒng)硬件連線圖4.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.3.1系統(tǒng)程序流程圖圖4-4 程序流程圖4.3.2梯形圖下圖為作業(yè)人員檢測(cè)梯形圖 圖4-5

43、 梯形圖第5章結(jié)論與展望5.1結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)基本完成了動(dòng)車(chē)所內(nèi)，動(dòng)車(chē)檢修安全聯(lián)鎖中PLC控制部分，確保了動(dòng)車(chē)車(chē)頂及地溝作業(yè)人員施工時(shí)的安全，為了更好地保護(hù)勞動(dòng)者在生產(chǎn)過(guò)程中的安全和健康，更好的降低風(fēng)險(xiǎn)可能導(dǎo)致的事故，減少事故造成的損失，對(duì)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)和文明生產(chǎn)都具有重要的意義。5.2展望本文主要探討了動(dòng)車(chē)所安全聯(lián)鎖中PLC控制部分，對(duì)其與安全聯(lián)鎖中其他部分的聯(lián)合合作并沒(méi)做過(guò)多的介紹。在人體檢測(cè)部分我們選取的是熱釋電紅外傳感器，但它仍然存在著許多缺點(diǎn)，還不夠完善。任然存在很多缺點(diǎn)，如易受各種熱源、光源干擾；環(huán)境溫度與人體溫度接近時(shí)其靈敏度明顯下降，有時(shí)甚至造成短時(shí)失靈。這些都是亟待解決的問(wèn)題。

44、在此望廣大熱能表模塊的專家、學(xué)者們與我們共同探討。參考文獻(xiàn)1 周繼明等.傳感技術(shù)與應(yīng)用M.中南大學(xué)出版社,2005.2 黃繼昌,喬蘇文,張海貴等.實(shí)用報(bào)警電路M.北京人民郵電出版社,2005.3 劉長(zhǎng)文,趙瑋等.紅外光電報(bào)警器的研究J光學(xué)技術(shù),2006,32(8):269-270.4 Christine Connolly.Gas sensing and practical detection Jsensor reviews 2008,28(4);294-2985 孫振強(qiáng)主編. 可編程控制器原理及應(yīng)用教程.北京：清華大學(xué)出版社，2005.26 鐘肇新.彭侃編譯. 可編程控制器原理及應(yīng)用.廣州：華

45、南理工大學(xué)出版社，2002.117 張鳳珊.電氣控制及可編程控制器M.第2版.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2003.8 楊青杰.三菱FX系列PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南M.機(jī)械工業(yè)出版社,2008.9 FX Family-Training Manual(Positioning Control)HIME-SH006-A,2011.致謝在大學(xué)四年的時(shí)間里都是在學(xué)習(xí)電氣專業(yè)的知識(shí)，并未真正地去應(yīng)用和實(shí)踐。在這期間，已經(jīng)掌握了一定的基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)這次PLC的課程設(shè)計(jì)，我接觸到了更多平時(shí)沒(méi)有接觸到的儀器設(shè)備、元器件以及相關(guān)的使用調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了自己很多不足之處。我還體會(huì)到了所學(xué)理論知識(shí)的重要性：知識(shí)掌握得越多，設(shè)計(jì)得

46、就更全面、更順利、更好。一個(gè)人不可能什么都學(xué)過(guò)，什么都懂，因此，當(dāng)你在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要用一些不曾學(xué)過(guò)的東西時(shí)，就要去有針對(duì)性地查找資料，然后加以吸收利用，以提高自己的應(yīng)用能力，而且還能增長(zhǎng)自己見(jiàn)識(shí)，補(bǔ)充最新的專業(yè)知識(shí)。實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步提高，在調(diào)試過(guò)程中積累了一些經(jīng)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)了嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對(duì)應(yīng)的工程意識(shí)，同學(xué)之間的友誼互助也充分的在課程設(shè)計(jì)當(dāng)中體現(xiàn)出來(lái)了。在這里，我要感謝我的同學(xué)和王老師，在我的課程設(shè)計(jì)中，有幾位同學(xué)給我提供的幫助，還有王老師提供的資料，給我的論文增添了不少主力！并且，更了解了有關(guān)可編程控制器的功能。我選這個(gè)設(shè)計(jì)，也是為了彌

47、補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的不足。這次設(shè)計(jì)，使我了解到老師的良苦用心，并且從老師那學(xué)到了很多寶貴的東西。 附錄附錄A外文資料PLC -Past, Present and FutureEveryone knows theres only one constant in the technology world, and thats change. This is especially evident in the evolution of Programmable Logic Controllers (PLC) and their varied applications. From their introdu

48、ction more than 30 years ago, PLCs have become the cornerstone of hundreds of thousands of control systems in a wide range of industries. At heart, the PLC is an industrialized computer programmed with highly specialized languages, and it continues to benefit from technological advances in the compu

49、ter and information technology worlds. The most prominent of which is miniaturization and communications.The Shrinking PLCWhen the PLC was first introduced, its size was a major improvement - relative to the hundreds of hard-wired relays and timers it replaced. A typical unit housing a CPU and I/O w

50、as roughly the size of a 19 television set. Through the 1980s and early 1990s, modular PLCs continued to shrink in footprint while increasing in capabilities and performance (see Diagram 1 for typical modular PLC configuration). In recent years, smaller PLCs have been introduced in the nano and micr

51、o classes that offer features previously found only in larger PLCs. This has made specifying a larger PLC just for additional features or performance, and not increased I/O count, unnecessary, as even those in the nano class are capable of Ethernet communication, motion control, on-board PID with au

52、totune, remote connectivity and more. PLCs are also now well-equipped to replace stand-alone process controllers in many applications, due to their ability to perform functions of motion control, data acquisition, RTU (remote telemetry unit) and even some integrated HMI (human machine interface) fun

53、ctions. Previously, these functions often required their own purpose-built controllers and software, plus a separate PLC for the discrete control and interlocking.The Great CommunicatorPossibly the most significant change in recent years lies in the communications arena. In the 1970s Modicon introdu

54、ction of Modbus communications protocol allowed PLCs to communicate over standard cabling. This translates to an ability to place PLCs in closer proximity to real world devices and communicate back to other system controls in a main panel. In the past 30 years we have seen literally hundreds of prop

55、rietary and standard protocols developed, each with their own unique advantages.Todays PLCs have to be data compilers and information gateways. They have to interface with bar code scanners and printers, as well as temperature and analog sensors. They need multiple protocol support to be able to connect with other devices in the process. And furthermore, they need all these capabilities while remaining cost-effective and simple to program. Another primary development t