电能计量设备立体库房堆垛机紧急闭锁装置的研究

王立斌，王淇锋，帅 文，汪 洋

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，石家庄 050051）

电能计量设备立体库房堆垛机紧急闭锁装置的研究

王立斌1，王淇锋2，帅 文1，汪 洋1

（1.国网河北省电力公司电力科学研究院，石家庄 050021；2.国网河北省电力公司石家庄供电分公司，石家庄 050051）

针对电能计量设备立体库房堆垛机运行时对工作人员存在安全隐患的问题，提出一种电能计量设备立体库房堆垛机紧急闭锁装置的研究方案，从监控单元、监测单元和执行单元等方面对该方案进行分析，认为该方案能够自动将堆垛机行走驱动电机的供电回路断开，以保证工作人员的安全。

电能计量设备；立体库房；堆垛机；紧急闭锁装置

1 概述

目前，各个网省公司已经实现了将辖区内电能计量设备集中到省级计量中心统一管理，为实现电能计量设备的统一仓储，各省级计量中心都建立了智能立体库房［1－2］。堆垛机是智能立体库房的一种重要组成设备，主要用于货架上货物的存取［3］。堆垛机在巷道中穿梭时，移动速度较快，如果有人员在巷道中，则后果不堪设想。因此，设计一种立体库房巷道堆垛机紧急闭锁装置显得尤为重要。

随着光电技术的发展，光电传感器为安全防护装置的研制提供了一种有效途径。文献［4-5］均用光电对射开关制作了安全防护装置。另外，无线通信技术为各分散工作单元间的通信提供了便利，文献［6-7］利用无线数据传输模块实现了各分散工作单元间的数据传输。光电对射开关以及无线通信技术为该方案提供了可靠的技术基础。

2 系统结构

堆垛机的闭锁装置由监控单元、监测单元1、监测单元2以及执行单元组成，监控单元与其他单元之间通过无线数据传输模块进行通信［8］，其原理结构如图1所示。多个堆垛机的闭锁装置可以共用一个监控单元。

监控计算机安装在监控室内，图1中的光电对射开关S1、S2分别安装在巷道的两个入口处，警示灯安装在堆垛机上便于工作人员观察的位置，其安装布置图如图2所示。

当有人员从巷道入口1或巷道入口2进入巷道时，闭锁装置都会将堆垛机行走驱动电机的供电回路切断，以保证人员的安全，同时，通过警示灯来显示堆垛机行走驱动电机供电回路的通断状态。

图1 闭锁装置原理结构

图2 库房货架与堆垛机安装示意

2.1 监控单元

监控单元由监控计算机以及与无线数据传输模块组成。

监控单元收到有人员进入巷道的信息后，立即给执行单元下发断开堆垛机行走驱动电机M供电回路的命令，当执行单元将已经断开驱动电机M供电回路的信息回传给监控单元后，监控计算机将该信息显示在用户界面上以告知监控室的工作人员。人员全部走出巷道后，工作人员即可通过监控计算机给执行单元下发接通巷道堆垛机行走驱动电机M供电回路的命令，当执行单元将已经接通驱动电机M供电回路的信息回传给监控单元后，监控计算机将该信息显示在用户界面上以告知监控室的工作人员。监控计算机的程序流程如图3所示。

2.2 监测单元

监测单元1与监测单元2的结构完全相同，以下以监测单元1为例进行说明。监测单元1电路图如图4所示。

图3 监控计算机程序流程

图4 监测单元电路

光电对射开关S1接收端S1-R的输出端子BK接单片机U1的P2.0脚，单片机U1与无线数据传输模块CS1通过232串口连接。当有人员通过巷道入口1进入巷道时，光电对射开关S1被触发，其接收端S1-R的输出端子BK输出高电平至单片机，单片机将该信息通过无线数据传输模块CS1上传至监控单元。

2.3 执行单元

执行单元的电路图如图5所示。

单片机U3与无线数据传输模块CS3通过232串口连接。单片机U3通过继电器KR来控制交流接触器KM，进而控制堆垛机行走驱动电机M供电回路的通断以及警示灯LD的显示颜色。

图5 执行单元电路

当单片机U3收到断开堆垛机行走驱动电机M供电回路的命令后，触发继电器KR，使其常闭触点KR-1断开，交流接触器KM线圈失电，其常开触点 KM-1、KM-2、KM-3断开，堆垛机行走驱动电机M供电回路断开，同时，交流接触器KM常开触点KM-4断开，常闭触点KM-5闭合，警示灯LD显示绿色，表示堆垛机行走驱动电机M供电回路已经断开。

当单片机U3收到接通堆垛机行走驱动电机M供电回路的命令后，停止触发继电器KR，使其常闭触点KR-1闭合，交流接触器KM线圈通电，其常开触点 KM-1、KM-2、KM-3闭合，堆垛机行走驱动电机M供电回路接通，同时，交流接触器KM常开触点KM-4闭合，常闭触点KM-5断开，警示灯LD显示红色，表示堆垛机行走驱动电机供电回路已经接通。堆垛机行走驱动电机M供电回路断开或接通操作完成后，单片机U3将操作完成的信息通过无线数据传输模块CS3上传至监控单元。

3 结束语

电能计量设备立体库房堆垛机紧急闭锁装置，当有人员进入堆垛机巷道时，监测单元检测到相关信号，采用无线信号传至监控单元，监控单元通过无线通信切断堆垛机行走驱动电机供电回路，从而保护工作人员安全。同时通过警示灯告知现场人员，并将回路的通断状态显示在用户界面上。利用该装置，可以通过监控计算机控制堆垛机行走驱动电机供电回路的通断，以实现远程操作。

当监控人员收到报警信息后，应及时赶赴现场对入巷人员进行劝退，并恢复堆垛机工作，以便降低对立体库房工作效率的影响。该装置的可靠性对工作人员的安全至关重要，因此，生产该装置所使用的元器件应由商业信誉高的厂商供货。

［1］王永辉，申洪涛，孙 冲，等.电能计量设备智能仓储库房的建设研究［J］.河北电力技术，2014，33（5）：8-10.

［2］龙贵山，刘 磊，刘 颖，等.电能表全自动化检定及智能仓储一体化系统研究［J］.贵州电力技术，2012，15（7）：31-35.

［3］JBT 9018－1999，有轨巷道式高层货架仓库设计规范［S］.

［4］杨俊涛，谢和平.交叉路口复杂路况安全防护措施［J］.工业安全与环保，2010，36（10）：55-64.

［5］殷 宏.光电传感器在制丝线安全联锁装置中的应用［J］.科技创新与生产力，2014（1）：108-109.

［6］兰 羽，白 洁.基于nRF905的无线温度采集系统的设计［J］.工业仪表与自动化装置，2014（3）：29-32.

［7］李 燕，吴晓飞，高志一，等.基于无线传输的粮食储藏室温湿度监测系统设计［J］.科技创业家，2013（4）：62-63.

［8］王琳辉.PC机与单片机的无线通信［J］.内蒙古教育：职教版，2013（7）：67-68.

本文责任编辑：靳书海

中国柔直输电技术再登新台阶

6月12日，世界首次采用大容量柔性直流与常规直流组合模式的背靠背直流工程——云南电网主网与南方电网主网异步联网工程开工建设。该工程在世界上尚无成熟的工程建设经验可借鉴，诸多技术难题亟待攻克。因此，建设该工程将提升我国在柔性直流输电领域的技术水平，引领世界直流输电领域的发展方向。另据悉，正在建设中的世界上第一个采用真双极接线的柔性直流输电工程－－厦门柔性直流输电工程计划于今年年底投运。

《河北电力技术》编辑部摘编

ResearchonEmergencyLockingDeviceofElectricalEnergyMeasuring EquipmentHigh-riseWarehouseStacker

Wang Libin1，Wang Qifeng2，Shuai Wen1，Wang Yang1
（1.State Grid Hebei Electric Power Research Institute，Shijiazhuang 050021，China；2.State Grid Hebei Electric Power Corporation Shijiazhuang Power Supply Branch，Shijiazhuang 050051，China）

The stacker of the electrical energy measuring equipment high-rise warehouse is a danger to the staff，so a stacker emergency locking device design scheme is presented.This paper analyses the monitoring unit，the detection unit and the execution unit of the design scheme，argues that the design scheme can cut off the stacker drive motor＇s power supply loop automatically to guarantee the safety of the staff.

electrical energy measuring equipment；high-rise warehouse；stacker；emergency locking device

TM933.4；TH24

A

1001-9898（2015）03-0039-03

2014-11-21

王立斌（1985－），男，工程师，主要从事自动化设备维护与研究工作。