【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成制作在一塊芯片上。它的特點(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。 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?？色@得的動(dòng)作距離越大。當(dāng)一個(gè)目標(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。 　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10μm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)：①不能判斷人員流動(dòng)方向；②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；③探測(cè)器容易受熱源、光源、射頻輻射等干擾；④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10~20米范圍內(nèi)人的行動(dòng)[1][2] 。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9~10um，~20um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7~10um，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。　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)器，其結(jié)構(gòu)圖如下： KP500B結(jié)構(gòu)圖 圖31 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。，當(dāng)傳感器KP500B檢測(cè)到人體時(shí)，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32 檢測(cè)電路 　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，未觸發(fā)警報(bào) 圖33 報(bào)警電路第4章　動(dòng)車作業(yè)人員檢測(cè)總體設(shè)計(jì)動(dòng)車所要求動(dòng)車車頂、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)車車頂及地溝作業(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41 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42 三菱PLC檢測(cè)控制系統(tǒng)原理圖　輸入輸出(I/O)分配名稱地址相關(guān)設(shè)備啟動(dòng)X000按鈕(SB1)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)車頂人員檢測(cè)傳感器X004X007，X010X013傳感器(SQ1SQ8)地溝人員檢測(cè)傳感器 X014X017，X020X23傳感器(SQ9SQ16)無(wú)關(guān)人員檢測(cè)傳感器X024傳感器(SQ17)作業(yè)人員顯示Y001Y016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41 輸入輸出(I/O)分配　系統(tǒng)硬連線圖 圖43 系統(tǒng)硬件連線圖　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)　系統(tǒng)程序流程圖 圖44 程序流程圖　梯形圖下圖為作業(yè)人員檢測(cè)梯形圖 圖45 梯形圖第5章　結(jié)論與展望　結(jié)論本次課程設(shè)計(jì)基本完成了動(dòng)車所內(nèi)，動(dòng)車檢修安全聯(lián)鎖中PLC控制部分，確保了動(dòng)車車頂及地溝作業(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?！≌雇疚闹饕接懥藙?dòng)車所安全聯(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。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] [M].中南大學(xué)出版社,2005.[2] 黃繼昌,喬蘇文,[M].北京人民郵電出版社,2005.[3] 劉長(zhǎng)文,[J]光學(xué)技術(shù),2006,32(8):269270.[4] Christine sensing and practical detection [J]sensor reviews 2008,28(4)。294298[5] 孫振強(qiáng)主編. ：清華大學(xué)出版社，[6] . ：華南理工大學(xué)出版社，[7] [M].:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2003.[8] [M].機(jī)械工業(yè)出版社,2008.[9] FX FamilyTraining Manual(Positioning Control)HIMESH006A,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 there39。s only one constant in the technology world, and that39。s change. This is especially evident in the evolution of Programmable Logic Controllers (PLC) and their varied applications. From their introduction more than 30 years ago, PLCs have bee the cornerstone of hundreds of thousands of control systems in a wide range of industries. At heart, the PLC is an industrialized puter programmed with highly specialized languages, and it continues to benefit from technological advances in the puter and information technology worlds. The most prominent of which is miniaturization and munications.The Shrinking PLCWhen the PLC was first introduced, its size was a major improvement relative to the hundreds of hardwired relays and timers it replaced. A typical unit housing a CPU and I/O was 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 micro 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 munication, motion control, onboard PID with autotune, remote connectivity and more. PLCs are also now wellequipped to replace standalone process controllers in many applications, due to their ability to perform functions of motion control, data acquisitio