plc用于地铁车辆门控继电器测试台中的设计
指导教师： 马鑫金 摘 要可编程序逻辑控制器（Programmable Logic Controller）通常简称为PLC，是一种通过数字运算来操作的电子系统，是在近年来迅速发展的工业控制装置，并已广泛应用于工业控制企业各个环境领域，是工业控制的核心，不可替代的重要组成部分。现如今随着人们生活水平的不断进步以及科学技术的迅猛发展，大家愈来愈感觉到自动化和人性化的产品的重要性。继电器（relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到激励要求时，在电力输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常适用于自动化的控制电路中，而它实际上是用小电流来控制大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。本文是关于地铁门控制继电器系统的设计，地铁车辆门继电器系统主要由可编程控制器（PLC）、感应器件、驱动装置和传动装置组成。由于地铁作为公共交通工具，特别强调其安全可靠性。但是本文主要用于对地铁门继电器的控制，基于对成本及各方面的要求，因此在此提出了一种以三菱Q系列可编程序控制器(PLC)为核心的地铁门控制系统。该控制器是三菱系列产品中的中端产品，适合于中型系统的控制，具有集自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动装置。它有可编程性，且编程灵活简单，有在恶劣环境下工作的高抗干扰能力 ，适应性能等特点，在工业控制应用上越来越广泛。本文分析了地铁自动门控制系统在地铁运行过程中的过程原理，介绍了地铁车辆门的硬件设计，PLC选型，驱动装置选型，感应器件的选型，系统软件设计，PLC梯形图设计，软件设计，程序调试 ，硬件接线等多方面内容。
目 录
前言 6
第一章 绪论 7
1.1本研究的背景与意义 7
1.2国内外继电器发展概况 7
第二章 继电器可靠性寿命试验分析系统总体设计 9
2.1现行继电器可靠性寿命实验技术存在问题 9
2.2继电器失效原理分析和特性参数的选取 10
2.3失效模式 10
2.3.1动粘及静粘失效模式 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
2.3.2 动断及静断失效模式 11
2.4测试台技术要求 12
第三章 地铁门控继电器测试台硬件设计 14
3.1 PLC的选择 14
3.2 PLC模块 15
3.3 通信设备 15
3.4 传感器选择 16
第四章 继电器测试台的设计 18
4.1 设备的基本功能 18
4.2 监控回路要求 18
4.3 监测起止时间 19
4.4 对触点间的监控 19
第五章 工作原理 20
5.1 工作原理 20
第六章 PLC概述 21
6.1 PLC概念 21
6.2 PLC功能 21
6.3 工作过程分析 22
6.4 软件设计与编程 23
6.5 软元件 26
6.6 字元件 27
6.7 AD转换方法 28
6.7.1 AD转换处理 28
6.7.2 AD转换程序 29
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
前言
随着时代进步，地铁成为了城市前进不可或缺的重要一环。它承载着太多社会需求，随之而来的就是地铁安全问题。根据数据显示，我国地铁运行多年来，其中地铁门控继电器的损坏和故障率较高。那么今天我们就从门控继电器开始入手，为了检测门控继电器的机械寿命和电气寿命，准确的决定合理的继电器更换时间，以确保门控继电器的有足够的电气可靠性，从源头减小继电器的故障率，以确保地铁的安全性，引入工业过程控制领域的广泛应用的可编程逻辑控制器（PLC），并采用先进的软件开发环境和编程技术，从而研制出了我们几天的课题要求地铁车辆门控继电器测试台，以实现对继电器的相关现场数据的高效采集。
继电器大多应用于工业自动化控制，通常被误解为一种非常不稳定的电器元件。在整机的稳定性设计测试中，我们通常会把继电器列入不建议用或者说尽可能少用的电器元件。然而继电器在控制电路中有其独特的电气及物理特性，这让其它电器元件无法相比的；还有就是继电器的可简化电路，通用性好，标准化程度高这些优点，因而继电器仍广泛得到工业控制中重要的一环。
在我国的大部分地铁门控制电路中也使用了大量的继电器，然而继电器的高故障率依然成为地铁安全的头号问题。因地铁门控继电器故障导致的列车晚点、清客、救援等事件也时有发生，从而影响了地铁的服务质量，使民众对地铁的印象大打折扣。为了保证地铁的低故障率事故率，怎样确保继电器的稳定性成了今天的热门话题。
第一章 绪论
1.1本课题研究的背景与意义
随着城市轨道交通的发展，城市的轨道交通车辆的安全可靠稳定性能亟需提高，影响着城市发展，那么如何保证电气设备稳定可靠的工作，首当其冲的就是继电器。继电器在地铁列车中是非常重要的元器件之一，对控制电路的逻辑关系有着至关重要的作用的 继电器的故障将直接影响到控制回路的功能， 乃至影响到控制系统的功能。一列地铁的继电器达400多个，有的寿命要求达近100万次。本毕业设计主要完成对继电器进行试验和对继电器的测试及简要分析。本实验的目的实在高置信度下检查产品的设计结构及工艺是否符合详细规范中所要求的性能指标。如若我们实验用在筛选时，就可以用来将早期就失效的继电器剔除出来。运营中门控继电器故障率较高。为了检测门控继电器的电气寿命和机械寿命，确定合理更换门控继电器的时间，确保门控继电器的电气可靠性，引入PLC控制，并采用先进的软件开发环境和编程技术，设计地铁车辆门控继电器测试台，实现继电器相关技术数据的现场采集。
为了使地铁自动门能够更好的为地铁服务, 本文研究基于三菱Q系列PLC的地铁门的设计可以得到一种电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高的地铁门自动控制系统，对于保障地铁安全运行方面有着重要意义。
首先是硬件系统的设计，以高稳定性为原则对各个传感装置、驱动装置、控制装置进行选取。接下来是对整个地铁运行时自动门控制过程的分析，分别列举出各种运行状况和安全要求，然后就是软件系统的设计，通过PLC编程语言梯形图，简单明了的设计出地铁门继电器的控制要求，并且要考虑到安全性和故障报警等方面的问题。
1.2国内外继电器发展概况
继电器是自动化控制领域应用中的重要角色，近年来市场竞争日趋激烈，各个继电器企业争相推出最新款差异化的产品，使得继电器已经超出传统意义上简单的时域基础元件的概念，尤其是高科技先进技术性能指标产品的出现，更给继电器提供了一个广阔的舞台。
国内早期自动化水平普遍较低，主要工业行业真正智能化、自动化的需求较弱，继电器产品的市场需求也以出口需求为主。过去10年，我国通讯、汽车、工控、家电等主要的继电器消费行业快速发展，拉动了国内继电器产业的需求，并极大降低了继电器的出口依赖特性，我国继电器企业的出口占比已经从十年前的50%下降到30%左右的水平。
尽管我国已经是名符其实的继电器大国，连续十多年都是世界第一继电器出口国，但同时，我国又保持着与出口额相当的继电器进口量。其产业实质是国内出口继电器产品仍以传统产品为主，技术含量偏低，附加值低，从进出口单价来看，进出口产品单价差额比例，在过去几年，仍然保持在近80%左右的水平。
对于国内继电器企业而言，无论是从专业专注、国家需求，还是从市场取向来看，门类齐全的继电器及新型继电器产品都应该是核心主导产品。从创新的紧迫性、现实性和前瞻性出发，继电器产业首先要明确发展方向发展新型继电器，要力争在新型继电器领域多点突破，引领继电器产业发展;其次，优先发展壮大产业链上游核心基础产业，包括精密模具、核心零部件、继电器专用制造设备。 第二章 继电器可靠性寿命试验分析系统总体设计
目 录
前言 6
第一章 绪论 7
1.1本研究的背景与意义 7
1.2国内外继电器发展概况 7
第二章 继电器可靠性寿命试验分析系统总体设计 9
2.1现行继电器可靠性寿命实验技术存在问题 9
2.2继电器失效原理分析和特性参数的选取 10
2.3失效模式 10
2.3.1动粘及静粘失效模式 10
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
2.3.2 动断及静断失效模式 11
2.4测试台技术要求 12
第三章 地铁门控继电器测试台硬件设计 14
3.1 PLC的选择 14
3.2 PLC模块 15
3.3 通信设备 15
3.4 传感器选择 16
第四章 继电器测试台的设计 18
4.1 设备的基本功能 18
4.2 监控回路要求 18
4.3 监测起止时间 19
4.4 对触点间的监控 19
第五章 工作原理 20
5.1 工作原理 20
第六章 PLC概述 21
6.1 PLC概念 21
6.2 PLC功能 21
6.3 工作过程分析 22
6.4 软件设计与编程 23
6.5 软元件 26
6.6 字元件 27
6.7 AD转换方法 28
6.7.1 AD转换处理 28
6.7.2 AD转换程序 29
结束语 33
致 谢 34
参考文献 35
前言
随着时代进步，地铁成为了城市前进不可或缺的重要一环。它承载着太多社会需求，随之而来的就是地铁安全问题。根据数据显示，我国地铁运行多年来，其中地铁门控继电器的损坏和故障率较高。那么今天我们就从门控继电器开始入手，为了检测门控继电器的机械寿命和电气寿命，准确的决定合理的继电器更换时间，以确保门控继电器的有足够的电气可靠性，从源头减小继电器的故障率，以确保地铁的安全性，引入工业过程控制领域的广泛应用的可编程逻辑控制器（PLC），并采用先进的软件开发环境和编程技术，从而研制出了我们几天的课题要求地铁车辆门控继电器测试台，以实现对继电器的相关现场数据的高效采集。
继电器大多应用于工业自动化控制，通常被误解为一种非常不稳定的电器元件。在整机的稳定性设计测试中，我们通常会把继电器列入不建议用或者说尽可能少用的电器元件。然而继电器在控制电路中有其独特的电气及物理特性，这让其它电器元件无法相比的；还有就是继电器的可简化电路，通用性好，标准化程度高这些优点，因而继电器仍广泛得到工业控制中重要的一环。
在我国的大部分地铁门控制电路中也使用了大量的继电器，然而继电器的高故障率依然成为地铁安全的头号问题。因地铁门控继电器故障导致的列车晚点、清客、救援等事件也时有发生，从而影响了地铁的服务质量，使民众对地铁的印象大打折扣。为了保证地铁的低故障率事故率，怎样确保继电器的稳定性成了今天的热门话题。
第一章 绪论
1.1本课题研究的背景与意义
随着城市轨道交通的发展，城市的轨道交通车辆的安全可靠稳定性能亟需提高，影响着城市发展，那么如何保证电气设备稳定可靠的工作，首当其冲的就是继电器。继电器在地铁列车中是非常重要的元器件之一，对控制电路的逻辑关系有着至关重要的作用的 继电器的故障将直接影响到控制回路的功能， 乃至影响到控制系统的功能。一列地铁的继电器达400多个，有的寿命要求达近100万次。本毕业设计主要完成对继电器进行试验和对继电器的测试及简要分析。本实验的目的实在高置信度下检查产品的设计结构及工艺是否符合详细规范中所要求的性能指标。如若我们实验用在筛选时，就可以用来将早期就失效的继电器剔除出来。运营中门控继电器故障率较高。为了检测门控继电器的电气寿命和机械寿命，确定合理更换门控继电器的时间，确保门控继电器的电气可靠性，引入PLC控制，并采用先进的软件开发环境和编程技术，设计地铁车辆门控继电器测试台，实现继电器相关技术数据的现场采集。
为了使地铁自动门能够更好的为地铁服务, 本文研究基于三菱Q系列PLC的地铁门的设计可以得到一种电路简单，软件功能完善，控制系统可靠，性价比较高的地铁门自动控制系统，对于保障地铁安全运行方面有着重要意义。
首先是硬件系统的设计，以高稳定性为原则对各个传感装置、驱动装置、控制装置进行选取。接下来是对整个地铁运行时自动门控制过程的分析，分别列举出各种运行状况和安全要求，然后就是软件系统的设计，通过PLC编程语言梯形图，简单明了的设计出地铁门继电器的控制要求，并且要考虑到安全性和故障报警等方面的问题。
1.2国内外继电器发展概况
继电器是自动化控制领域应用中的重要角色，近年来市场竞争日趋激烈，各个继电器企业争相推出最新款差异化的产品，使得继电器已经超出传统意义上简单的时域基础元件的概念，尤其是高科技先进技术性能指标产品的出现，更给继电器提供了一个广阔的舞台。
国内早期自动化水平普遍较低，主要工业行业真正智能化、自动化的需求较弱，继电器产品的市场需求也以出口需求为主。过去10年，我国通讯、汽车、工控、家电等主要的继电器消费行业快速发展，拉动了国内继电器产业的需求，并极大降低了继电器的出口依赖特性，我国继电器企业的出口占比已经从十年前的50%下降到30%左右的水平。
尽管我国已经是名符其实的继电器大国，连续十多年都是世界第一继电器出口国，但同时，我国又保持着与出口额相当的继电器进口量。其产业实质是国内出口继电器产品仍以传统产品为主，技术含量偏低，附加值低，从进出口单价来看，进出口产品单价差额比例，在过去几年，仍然保持在近80%左右的水平。
对于国内继电器企业而言，无论是从专业专注、国家需求，还是从市场取向来看，门类齐全的继电器及新型继电器产品都应该是核心主导产品。从创新的紧迫性、现实性和前瞻性出发，继电器产业首先要明确发展方向发展新型继电器，要力争在新型继电器领域多点突破，引领继电器产业发展;其次，优先发展壮大产业链上游核心基础产业，包括精密模具、核心零部件、继电器专用制造设备。 第二章 继电器可靠性寿命试验分析系统总体设计
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