铁路与公路交叉道口护栏自动控制系统设计

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：目录一、任务要求 (3)二、系统总体方案 (3)三、PLC型号选择及其他PLC元器件分配 (4)四、PLC控制系统硬件接线图 (5)五、程序框图和梯形图 (6)5.1程序框图 (6)5.2梯形图 (7)六、心得体会 (10)铁路与公路交叉道口护栏自动和手动控制系统设计一、任务要求任意方向火车来，压住预告传感器时，将道口两侧道路右侧前进方向封锁，同时发出警告，让道口区内的车辆快速通过。

延时一段时间后（可用SMB28调整），将道口两侧道路左侧前进方向封锁，封锁全部道口。

火车通过后，压住前方预告传感器时，解除封锁。

并有手动操作模式。

试列出输入输出分配表，画出PLC 硬件接线图，列出PLC程序清单及注释。

二、系统总体方案1、此自动控制系统是通过火车触动传感器和plc来实现的。

2、当火车驶入道口，位于两侧的传感器将会检测到火车从而发出信号到plc。

plc根据程序设定对应输出，使护栏关闭右侧公路路面。

汽车可以顺利驶出道口。

3、计时器开始计时，经过2s后，护栏全部关闭。

4、当火车驶出道口经过传感器，传感器发出信号到plc，plc对应输出，解除封锁。

5、切换到手动时，按下右面公路封闭按钮，右面公路关闭。

6、按下左面公路关闭按钮，右面公路关闭。

7、按下接触封锁按钮，封锁解除。

铁道口传感器分布图三、PLC型号选择及其他PLC元器件分配四、PLC控制系统硬件接线图图1-2（ plc控制系统硬件接线图）五、程序框图和梯形图5.1程序框图图5-1 自动控制程序框图图5-2 手动控制程序框图5.2梯形图实验结果：1、输入编写的梯形图，按照plc硬件接线图连线。

传感器由点触开关代替。

2、按下SB1，L1放出警告，同时L2、L3灯亮，护栏关闭右侧公路面。

3、经过2s，L4、L5灯亮，护栏封锁全部路面。

4、按下SB2，L6、L7、L8、L9灯亮，L1、L2、L3、L4、L5复位。

长沙学院数电课程设计说明书题目八路集成电路智力竞赛抢答器系(部) 电子与通信工程系专业(班级) 电子信息工程姓名学号指导教师起止日期2012.6.4-2012.6.82010级电子信息工程专业课程设计任务书（课题一）系（部）：电子与通信工程系专业：电子信息工程学生姓名同组者指导教师课题名称铁路和公路交叉路口的交通控制器设计设计要求及设计参数1、实现双向原则，即为火车双向行驶，汽车双向行驶；2、满足火车优先原则，即火车来了就过火车，不管汽车是否来；3、火车行驶中亮红灯，护栏放下；火车过后亮绿灯，护栏弹上；4、应用压力传感器产生高低电平信号，控制电路的红绿灯的亮灭以及护栏的开合。

设计工作量一周：1、查找资料，根据要求的格式并结合所查资料写出理论设计方案的全过程，实验操作的步骤、数据以及结论。

2、学习使用MultiSim9软件，利用MultiSim9画出原理图并进行仿真。

3、学习使用Protel软件，利用Protel完成原理图绘制。

进度安排起止日期工作内容备注星期一（6月4日）全体集合，指导教师开题，辅导报告、查阅资料龙英星期三（6月5日）Multisim仿真刘亮星期四（6月6日）Protel原理图、PCB制版刘亮星期五（6月8日）验收、答辩、撰写课程设计报告刘亮主要参考资料1、 康华光。

电子技术基础数字部分（第五版）2、 杨欣、王玉凤、刘湘黔。

电路设计与仿真——基于Multisim9与protel993、 标准集成电路数据手册TTL 电路指导教师签名年 月 日系（部）主管领导意见年 月 日答辩评委老师年 月 日教研室 意见年 月 日长沙学院课程设计鉴定表姓名学号专业电子信息工程班级设计题目铁路和公路交叉路口的交通控制器设计指导教师指导教师意见：评定等级：教师签名：日期：答辩小组意见：评定等级：答辩小组长签名：日期：教研室意见：教研室主任签名：日期：系（部）意见：系主任签名：日期：说明课程设计成绩分“优秀”、“良好”、“及格”、“不及格”四类；目录摘要.............................................................................................................. 错误！未定义书签。

定，然后再向其他系统发出命令信息，从而进行指挥。

系统硬件设计的选择可根据设计单位的经济能力、工况条件、要求程度等具体情况选择，比如可以选用单片机，其硬件组合关系有所体现。

由CPU、ROM、锁存器等构成最小的微机系统，传感系统的信号由I/O口输入，由此启动控制信号由功放上的输出，系统程序固化在ROM中。

当判断传感系统的信号为有车即将通过时，CPU即向声光报警系统发出启动信号，并经过适当延时，让已经在铁道上的车辆和行人有时间离开，然后发出启动路障的信号，直到当传感器判断系统信号为车已经通过”时，向报警系统和路障系统发出终止信号。

　传感系统传感系统是全部系统的神经末梢，本文根据自身思路特别设计了一种有效的传感器，来保证传感系统的可靠性和先进性。

传感器的设计示意图如图3所示。

图３　传感器图４　传感系统电路结构图　声光报警系统声光报警系统采用交通信号与文字相结合，并伴有音响揭示效果的综合报警系统，以最有效地刺激人的感官，具体TKB-III-ZD（三灯自动道口报警器）、TKB-III--SD （三灯遥控道口报警器）和TKB-III--WX（三灯无线道口报　路障系统在设置路障方面，需要使用一种快速运行的路障并能保证安全有效地制止车辆抢道，对正在行驶的车辆能迫使其停车。

所以可以使用传统自上而下的栏杆路障。

　电源系统采用交流电（市电）→直流电→蓄电池→直流电的供电方式，保证电力系统不受外界干扰。

　故障紧急报警系统故障紧急报警系统可以实现在系统发生故障时，仍然保证道口的安全操作。

故障报警系统就是要绕过控制系统、声光报警系统及路障系统本身，从第三者的角度对其进行监视。

因此它是直接从传感器中采集信号（此处的传感器并非原传图２　系统工作平面示意图（下转第图１　ＶＲ空间生成示意图　软件发布与推广第一，在手机应用商店发布基于文化传播领域的APP。

通过在用户手机中安装此APP手机眼镜设备，使用户在任意地点全方位观看体验虚拟世界。

【精品】铁路和公路交叉路口的交通控制器设计本文主要介绍铁路和公路交叉路口的交通控制器设计。

在这类交叉路口，铁路和公路交通是以不同的速度和方式运行的。

因此，必须有一种合理的交通控制系统来协调它们之间的交通流量，以确保安全和高效的交通。

1、交通流量分析首先，需要对交通流量进行分析。

铁路和公路的交叉路口通常分为两类：一是交叉路口，二是平面路口。

交叉路口主要用于城市的轨道交通系统，而平面路口则主要用于连接铁路和公路。

在分析交通流量时，需要考虑以下几个问题：（1）车辆类型：需要考虑到铁路和公路上不同类型的车辆，例如轿车、巴士、卡车、火车等。

（2）交通流量：需要分析各种类型车辆在不同时段的交通流量，例如早上上班高峰期、下班高峰期、周末等。

（3）行驶速度：不同类型的车辆有不同的行驶速度，需要确定车辆的行驶速度。

2、交通控制器的设计在考虑交通控制器的设计时，需要考虑到以下几个方面：（2）铁路信号：铁路信号应该与交通灯系统同步工作。

铁路交通的控制应该基于切实可行的思路，如等待机制。

铁路信号应该能够自动检测火车，以便及时控制铁路交通。

（3）紧急停车控制：在铁路和公路交叉路口中，紧急停车控制是非常重要的。

需要制定相应的措施，例如在交通灯故障或铁路信号故障时启动紧急停车机制，以保证车辆和乘客的安全。

（4）可靠性和健壮性：交通控制器必须具有可靠性和健壮性。

必须对交通控制器的硬件和软件进行测试，并制定相应的维护计划，以确保交通控制系统正确运行。

3、总结铁路和公路交叉路口的交通控制器设计是一项复杂的任务。

需要考虑到交通流量、交通控制器设计、可靠性和健壮性等方面。

在设计过程中，需与相关单位保持良好沟通，以确保交通控制器的高效和安全。

毕业论文声明本人郑重声明：1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。

除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。

对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。

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学位论文作者（签名）：年月关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。

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1 绪论1.1 研究背景与社会价值1.1.1 单片机的发展以及应用现状我国经济持续快速增长的情况下，交通运输业也随之发达起来。

而路网的建设速度是有限的，现在制约铁路发展的最重要的就是安全问题。

公路运输优势存在于灵活性强、速度快、实现“点到点”的运输，且其建设周期较短、投资低。

铁路运输也有其优点例如：强大的输送能力、低廉的运输成本、运行时间的可持续性强可达到全天候运行。

我国国土面积广阔交通网络发达，截止12年数据我国的公路里程达180万公里，铁路约为7万公里，形成了以公里以及铁路为主体的交通运输网络。

关于铁路道口我国目前的现况是路口多，需要大量的人力物力进行路口安全的持续性监控，为解决此问题研发了铁路道口自动报警系统，本课题在软硬件设计中，特别具有针对性的拟解决特殊条件下的系统可无人监控且准确、有效可靠的执行任务提路口高安全性，尤其在天气条件较差的情况下，更是凸显作用和价值现。

平交路口问题是是运输安全的重点，所以，如何去提高通过的安全性，当务之急是我们首先要解决的。

2 系统的硬件设计利用单片机技术实现铁路道口报警和控制系统，研发了自动报警系统。

在车头及车尾设置安装满足条件的传感器，采用89C51作为系统控制芯片，把安装在铁轨上的传感器所搜集的信息通过发送装置发送回去，语音报警系统将会及时的通知路口值班人员及过往行人，从而大大的提高了路口安全性以及保障性。

2.1传感器的选择传感器的主要部件是以AT8951单片机为主，进行的报警系统的研究设计，然后就是对所在系统进行保护设计。

因为道路环境以及自然环境条件比较恶劣，所以对传感器的各种抗性要求都是非常苛刻的。

针对于这些要求和条件，凸出极磁电式轨道传感器最为适合作为该系统的传感器。

其工作原理为：法拉第电磁感应定律有此：E=一N半d 0／dt。

2.2传感器使用和安装安装需要考虑因素有：在系统设计时传感器到铁轨的高37毫米，只放车辆的情况下，高度调整到34毫米。

可编程序控制器课程设计报告院系：电气系专业班级：自动化10-2学号： 29姓名：潘晓真铁路与公路交错道口护栏自动控制系统设计一、任务要求铁路与公路交错道口护栏自动控制系统设计。

随意方向火车来，压住预告传感器时，将道路右边向前面向封闭，同时发出警示，让道口区内的车辆迅速经过。

压住预告 2 时，封闭栅栏持续左移，封闭全部道口。

火车通事后，且无另一个方向火车来时，排除封闭，不然继续封闭，持续发出警示。

试列出输入输出分派表，画出plc 硬件接线图，列出 plc 程序清单及说明。

二、系统整体方案1、此自动控制系统是经过分车触动传感器和plc 来实现的。

2、当火车驶入道口，位于双侧的传感器 1 将会检测到火车进而发出信号到 plc。

plc 依据程序设定对应输出，使护栏封闭右边公路路面。

汽车能够顺利驶出道口。

3、计时器开始计时，经过10s 后，护栏所有封闭。

4、当火车驶出道口经过传感器 3 后， 10s 内传感器发出信号到plc，plc 对应输出，排除封闭。

5、当传感器失灵等特别状况以后经过人工操作也可实现对路面的封闭，是火车安全经过。

同时也能够实现人工复位。

铁路道口授感器散布图：图 1-1（铁路道口授感器散布图）三、 PLC型号选择及其余PLC元器件分派I/O 分派表：输入信号输出信号名称代号输入点信号名称代号输入点信号感觉器 1SB1警示灯L1感觉器 2SB2护栏半封闭L2感觉器 3SB4护栏全封闭L3感觉器 4SB5电机正转L4手动半封闭SB3电机反转L5手动全封闭SB6行程半封闭SA1行程全封闭SA2电机复位SA3手动全复位SA4表 1-1（ I/O 分派表）四、 PLC控制系统硬件接线图图 1-2（ plc 控制系统硬件接线图）六、程序框图和设计软件截图程序框图：图 1-3（程序框图）梯形图：七、实验结果：1、输入编写的梯形图，依据plc 硬件接线图连线。

传感器由点触开关取代，，，，，分别接指示灯1、2、3、4、5。

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：目录一、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FX1N PLC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。