基于PLC的铁道路口报 警系统设计说明.pptVIP

基于PLC 的厂区铁路道口报警系统设计 摘要：针对厂区铁路道口存在的安全隐患问题，设计了一种铁路道口报警系统。该系统采用微型PLC控制技术，由红外线探测器、微型PLC 和报警器3 部分组成，可自动监测火车运行方向、火车所处位置，进行灯光、语音报警，可为铁路路口车辆、行人提供安全保证经实际运行检验，该系统具有技术方案成熟、长期运行可靠、报警准确无误等优点。 关键词：PLC ；自动监测；红外线探测器；报警 引言 在大型矿厂和一些制造火车的工厂中有较多铁路，用于运输货物和拖动制造的机车。这些铁路遍布于厂区，不可避免地与厂区的道路平面交叉。厂区内有大量的建筑和树木，会影响视线，造成道路上的汽车司机和行人看不到运行的火车，特别在倒车时，火车司机也看不到车辆和行人。在火车即将到达路口时，为了提醒车辆和行人，必须在路口安装报警设备。老式的警示设备一般由单片机等电子电路构成，虽然制造成本较低，但电路复杂，抗干扰能力弱，对工作电压和环境温度要求较高，在潮湿炎热的南方，电子电路的故障率较高，整机不稳定，这些都不利于报警设备的有效应用。 引言 可编程序控制器（programmable logic controller，PLC）是以微处理器为基础的通用工业控制装置，在内部电路中采用了先进的抗干扰技术，具有较强的抗干扰能力，平均无故障时间达数万小时，可直接用于干扰强烈的工业生产现场。PLC 已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备，其安装接线较方便，一般采用接线端子连接外部接线。PLC 具有较强的负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型继电器。以PLC 和继电器来代替电子电路，可降低设备的故障率，提高报警设备的稳定性。同时，PLC 对环境的适应能力较强，与电子电路相比，更适于在南方使用。 系统概述 本系统利用红外线探测器探测火车（火车头）和货物车辆（运货挂车）的运行状态和位置，将对应的信息传输到PLC，PLC 根据程序判断执行相应的命令，驱动声光报警设备。 将编号为1, 2, 3, 4 的红外线探测器 （对射式）按图1 所示成组安装在铁轨的两侧，1, 2 为一组，3, 4 为一组，距离都为0.5 m，高度都为火车转向架高度。 系统概述 厂区火车频繁通过公路，一般通过公路道口时的运行速度在20 km/h 以内，而行人和汽车在通过铁路时的速度在5 km/h 以内。铁路两侧10 m 之外为安全距离，人和汽车通过铁轨并到达安全区域，需要的时间约为10 s，而在此时间内，火车的前进距离约为40 m。因此， 本系统将探测器安装在距离公路 80 m 的位置。 。 系统概述 当火车及货物车辆从左侧经过1,2 探测器或从右侧经过4,3 探测器时，探测器将相关的开关信号传输给PLC，PLC 按预定的程序执行驱动，开启并闪烁公路上的报警红灯，同时喇叭发出报警声音。由于公路两边的探头之间距离为160 m，如火车以5 km/h 的速度行驶的话，需要2 min，因此报警提示时间为2min，提示火车在距离公路80 m附近，即将通过公路，行人和车辆应停止通过铁路。在2 min 之内，如果火车驶离安全距离，灯光和声音将自动停止；如果没有驶离安全距离，说明火车不会通过公路，将长时间停留在铁轨，2 min 后报警将停止，行人和车辆可通过铁路 报警装置设备安装示意图 硬件设计 为了检验报警设备是否正常工作，装设一个手动开关，该手动开关接入PLC 的输入端口，通过拨动开关，可定期检查报警设备的工作状况。同时利用该手动开关，可在探测器出现故障时，进行人工报警，保护行人和车辆的安全。根据设计原理，以4 个探测器的检测信号作为PLC 的输入控制信号。因此，整个报警装置需要使用5 个PLC 输入端口。报警装置由4 个报警灯和2 个报警喇叭组成，安放在铁路道口两侧（见图1）。报警灯由发光二极管（light emitting diode，LED）制成，2 个为一组。这样，若某一个报警元件出现了问题，其他的元件可提示行人和车辆，保证报警正常运行。因此，整个报警装置需要使用2 个PLC 输出端口。 本系统采用的微型PLC 为日本欧姆龙公司生产，型号为CPM1A-10CDR-A。该PLC 有6 个输入端口，4 个继电器型输出端口，满足设计要求，且价格便宜，可大批量使用。 4 套红外线探测器为对射式，型号为XA-061D，由日本艾礼富公司生产，其抗干扰能力强，具有通电自检的功能。探测器发射端发射红外线，接收端接收红外线后，接收端内的继电器触头断开。当火车经过时，红外线被火