铁路与公路交叉口护栏自动控制系统.docx
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铁路与公路交叉口护栏自动控制系统
PLC课题
铁路与公路交叉口护栏
自动控制系统
姓名：
学号：
班级：
一、任务要求3
二、系统总体方案3
三、控制系统主电路设计4
四、PLC型号选择及其他PLC元器件分配5
五、PLC控制系统硬件接线图6
六、程序框图和梯形图7
6.1程序框图7
6.2梯形图8
七、心得体会10
八、参考资料10
一、任务要求
本设计是护栏自动控制系统。
是由超声波传感器和振动传感器来控制的。
设计中采用了压力传感器检测火车信号。
护栏的升降采用三相异步电动机启动。
三级减速外啮合齿轮传动减速器。
控制系统选用FX1NPLC控制。
利用限位开关对护栏位置控制。
栏木机上还装有电磁摩擦制动器，保证护栏可以处在水平和垂直两个极限状态，同时还具备及时制动功能，可使栏杆保持在任何状态。
当机车通过交叉口若干分钟以前，公路段上红灯亮，警铃响，护栏自动（手动）下降。
当机车离开时，公路段上绿灯亮，护栏升起，行人及汽车通过。
二、系统总体方案
在铁路和公路的交叉口处，汽车、行人的各自交通皆应受交叉口护栏的开启、关闭的控制。
以及指示灯、响铃的提示。
这种控制和提示可以用PLC去完成。
自动控制系统中，选用超声波传感器和振动传感器共同检测机车到来的信息。
采用两种传感器共同检测可以降低系统的误动作。
确保交通的安全和车辆的畅通。
当机车要通过交叉口若干分钟之前，传感器得到信号后。
PLC控制声光报警器。
此时，公路段上红灯亮、警铃响。
系统向机车司机及行人提示，机车要通过交叉口，公路段要关闭。
PLC控制电动机得电，电动机转动，护栏下降。
当机车离开时，振动传感器得到信号后。
PLC控制电动机反转、护栏升起。
其结构如图1.1所示。
图1.1交叉口布置图
图中A1、B1的位置距道口2公里，A2、B2的位置距道口1公里。
在铁路和公路的交叉口处，汽车、行人的各自交通皆应受交叉口护栏的开启、关闭的控制。
以及指示灯、响铃的提示。
这种控制和提示可以用PLC去完成。
自动控制系统中，选用超声波传感器和振动传感器共同检测机车到来的信息。
采用两种传感器共同检测可以降低系统的误动作。
确保交通的安全和车辆的畅通。
在铁路与公路交叉口护栏自动控制系统中，采用传感器检测机车信号，PLC控制护栏的升降。
而电路的设计、梯形图的编制成为整个设计的重点、难点。
三、控制系统主电路设计
图2.1控制系统主电路
图中，FU3、FU4容电器起保护电路的作用。
SB1、SB2分别为手动启动、停止。
A1、B1、A2、B2、C传感器，检测信号。
SQ1、SQ2、SQ3、SQ4限位开关。
KM1电动机正转触头、KM2电动机反转触头、KM3声光报警器触头、KM4、KM5电磁制动触头。
四、PLC型号选择及其他PLC元器件分配
任务要求该系统具有自动（手动）控制护栏升降功能，采用超声波和振动传感器共同检测机车进入和离开的信息，并向公路段上发出信息来控制交叉口的交通。
根据控制要求分析。
系统有11个输入信息：
5个传感器、4个限位开关、两个按钮。
PLC需用11个输入点分别与它们的常开触点相连。
系统的输出设备有5个接触器，PLC需要用5个输出分别驱动电动机的正反转、声光报警器、制动接触器的线圈。
其I/O如表3.1所示。
类别
元件
端子号
备注
输
入
SB1
0000
手动，电动机正转
SB2
0001
手动，电动机反转
A1
0002
超声波传感器
B1
0003
超声波传感器
A2
0004
振动传感器
B2
0005
振动传感器
C
0006
振动传感器
SQ1
0007
下降限位开关
SQ2
0010
下降限位开关
SQ3
0011
上升限位开关
SQ4
0012
上升限位开关
输
出
KM1
YO
电机正转
KM2
Y1
电机反转
KM3
Y2
声光报警
KM4
Y3
电磁制动
KM5
Y4
电磁制动
表3.1PLCI/O分配表
五、PLC控制系统硬件接线图
图4.1plc控制系统硬件接线图
六、程序框图和梯形图
6.1程序框图
图5.1程序流程图
首先准备开始，系统初始化，然后机车开动，超声波传感器受到信号，振动传感器受到信号，然后传感器把信号传送给PLC，PLC工作，PLC给电动机发出指令，电动机正传，栅栏放下，公路禁止通行，让机车通过。
机车继续往前开，在机车通过传感器的时候，传感器再次受到信号，传感器给PLC发出信号，PLC命令电动机工作，电动机反转，栅栏升起，公路可以通行。
然后这就是整个设计的基本过程。
6.2梯形图
七、心得体会
通过编写梯形图使我巩固了我所在课本上所学到的理论知识，使理论知识更好的与操作相结合理解更加透彻，也使自己了解到自己所存在的不足，在以后的学习中不断完善，不断总结以提高自己的能力。
通过本次plc课程设计，使我更好的认识plc和熟悉有关的plc有关知识，为以后的学习和工作奠定了良好基础。
八、参考资料
[1]孙余凯,吴鸣山.传感器应用300例[M].电子工业出版社,2008.
[2]杨黎明,杨志勤.机械设计简明手册国防工业出版社[M].2008.
[3]杨凌,电工电子技术化工工业出版社[M].2007.
[4]史军刚,白小平.电气控制技术西安电子科技大学出版社[M].2006.
[5]粱景凯,机电一体化技术与系统机械工业出版社[M].2007.
[6]邓昭铭,张宝.机械设计基础高等教育出版社[M].2006.
[7]张忠夫,钟江生.机电传动与控制高等教育出版社[M].2007.
[8]程子华,刘小明PLC原理与编程实例分析[M].
[9]周四六,可编程控制器应用基础[M].北京，人民邮电出版社，2006.8
[10]江秀汉,汤楠.可编程序控制器原理及应用[M].西安电子科技大学出版社，2003.
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