垃圾转运中心生产流程智能灯光引导系统定制设计

陈晓勇

摘 要：随着信息技术的发展，传统工业生产流程正在被信息化和AI等各种先进技术优化、改造和创新。本文根据客户需求，在考虑经济成本的情况下，设计了一套实用、可靠的垃圾转运中心生产流程智能灯光引导系统，以供参考。

关键词：生產流程智能灯光控制;车辆引导系统;垃圾转运中心

中图分类号：TP273.5 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）25-0045-03

Garbage Transshipment Centre Customized Design of Intelligent

Light Guide System for Production Process

CHEN Xiaoyong

（Chongqing Yiwei Technology Co.， Ltd.，Chongqing 400000）

Abstract： With the development of information technology， the traditional industrial production process is being optimized， reformed and innovated by various advanced technologies such as information technology and AI. According to the needs of customers and considering the economic cost， this paper designed a set of practical and reliable intelligent light guide system for the production process of waste transfer center for reference.

Keywords： production process intelligent lighting control;vehicle guidance system;garbage transshipment centre

1 垃圾转运中心生产流程

垃圾转运中心的作用是将各个地方收集的生活垃圾进行压缩处理，然后将压缩处理完毕的生活垃圾以块状的形式通过专业车辆送至对应的填埋场或者焚烧场进行二次处理[1]。

本文涉及的垃圾转运中心生产流程：收集生活垃圾的车辆进站、过磅、室外排队等待进入车间、车间内等待进入空闲卸料口、卸料完毕后离开。

本文定制智能灯光引导系统的目的为：在整个生产流程中，管理人员既可以通过自动控制引导车辆到卸料口卸料，也可以通过手动控制引导车辆有序进入。通过定制智能灯光引导系统，将其作为辅助管理手段，保证生产车间外车辆有序等待，保障生产车间卸料口有序正常生产，既提高了生产作业效率，又保障了进出车辆的安全性。

2 需求分析

通过对生产流程进行描述，并结合现场实际情况，对系统的需求如下：①车间外等待车辆通过室外LED显示屏显示确定可卸料车道;②车间内、卸料口车道通过卸料口上方的红绿灯显示确认卸料车道可否进入;③车道红绿灯可以通过传感器装置自动识别是否有车辆在卸料口车道内，自动显示对应的灯光状态，并通过室外LED屏显示对应车道可否使用;④管理人员根据压缩机内卸料情况，手动控制对应车道的红绿灯状态，并通过室外LED屏显示对应车道可否使用;⑤管理人员可以通过操作电脑客户端软件，控制对应车道的红绿灯状态，并通过室外LED屏显示对应车道可否使用;⑥系统预留生产压缩机设备的工业控制接口，可以将工业控制系统输出信号转换成智能灯光引导;⑦系统可以提供移动终端APP，管理人员通过手持式操作移动终端，在车间内对智能灯光引导系统进行控制管理。

3 方案设计

根据上述需求，本系统设计内容如下。

第一，在车间外设置一块室外LED大屏，根据车道数量分割对应车道，显示对应的条屏数量（如图1所示）。

第二，卸料口车道车辆探测器采用的是吸顶式超声波探测器，对车辆进行感应，并输出开关量信号，实时控制对应卸料车道红绿灯的显示状态，并将对应车道实时状态通过车间外LED大屏进行显示（如图2所示）。

第三，垃圾压缩机体积较大，通常一台工作压缩机卸料槽对应3～4个卸料口，因此，生产管理人员需要通过视频监控系统实时查看各个卸料口配置一台压缩装置的量是否符合生产要求，有无异常。同时，还要即时对对应卸料车道上的卸料车辆进行干预和提示。例如，按照生产管理流程的逻辑关系，操作人员可以强制关闭对应卸料车道，并通过对应车道上的红绿灯状态进行显示，且在车间外LED上进行提示。

第四，对于强制切换方式，本方案设置了三种：①手动控制机械按钮进行强制切换，在对应的压缩机控制操作台上设置多联的手动按钮，操作人员通过按钮按键，将对应的卸料通道红绿灯状态强制切换为红灯状态，并在车间外的LED屏进行对应状态显示;②在压缩机工业控制软件上集成一个控制软件，操作人员在控制压缩机工作状态的同时，通过客户端控制软件，及时将对应的卸料通道红绿灯状态强制切换为红灯状态，并在车间外的LED屏进行对应状态显示（如图3所示）;③车间区域范围大，在考虑监控故障等特殊原因的情况下，操作人员应如何对引导指示进行控制？对此，在本系统设计预留了移动APP管理接口。操作人员可以到卸料口现场通过移动终端APP，对卸料口红绿灯状态及车间外的LED屏进行对应状态显示。

第五，系统预留控制信号输入接口，压缩机根据其运行工作状态判断，输出对应的逻辑信号，控制智能灯光引导系统的状态显示。

第六，系统预留控制信号输出接口，为卸料口硬件装置联动控制提供接口，如卸料口卷帘门开闭控制、室内除臭喷洒控制[2]等。

综上所述，设计的系统拓扑图如图4所示。

4 系统集成

通过上述需求分析及方案设计，在实施中，系统集成分为三大部分：信号采集输入部分、系统控制部分、LED显示部分。

4.1 信号采集输入部分

本系统采集的信号分为4部分：车道上探测车辆的传感器输出的信号，操作台操作人员手动控制按钮信号，工业控制集成客户端软件及手机移动APP控制输出信号，以及预留的工业控制PLC设备状态采集联动输出信号。

根据系统需求，分析得出车道探测车辆的传感器输出信号为系统控制的基础信号。由于本建筑构建物中采用超厚的钢筋混凝土结构，采用传统预埋地感线圈探测车辆信息的模式会受到地下钢筋笼的干扰，因此，本系统中的信号采集采用超声波探测器的方式，实时采集卸料通道車辆的存在。

一般超声波探测器只具备单独RS-485总线输出信号，因此，在方案中采用485总线模块将超声波探测器采集的信号转成开关量信号，并将开关量信号输出到系统控制系统。

手动控制按钮控制信号为开关量信号，通过物理传输给控制系统。

客户端控制软件及移动手持终端APP软件通过局域网方式，将开关指令传输给控制系统。

4.2 系统控制部分

本系统中一台大型压缩机对应三个卸料口，因此在控制部分采用三个通道一个控制箱的设计方式。系统控制部分的主要功能是根据输入的控制信号，联动控制红绿灯和室外LED屏显示对应的状态。

系统控制箱由四部分构成：电源部分、继电器联动部分、网络继电器控制部分和接线端子。

电源部分分为系统控制箱本体供电和传感器设备供电。考虑到设备的稳定性、可靠性以及集成设备电气性能的匹配性，控制箱本体供电采用直流24V开关电源供电，传感器设备采用直流12V开关电源供电。

继电器联动部分由3个继电器构成，单个继电器联动对应一个通道的设备。

网络继电器控制部分由一台自带8个继电器输出接口网络控制模块构成，模块通过局域网模式由控制客户端定制软件对继电器动作进行远程控制。

接线端子规范处理信号采集、控制系统和信号输出部分的物理接线。

4.3 LED显示部分

系统功能是通过LED对车间内卸料口状态的实时显示，达到对排队进入车间卸料的车辆进行有效引导，通过自动化、信息化手段提高车间生产效率。

LED显示部分采用双色LED屏，系统通过开关量信号触发LED专用控制卡。专用控制卡提供两种显示模式，管理人员可以根据实际需求对显示模式进行编辑管理。

5 结语

本文通过一个典型的弱电系统集成案例，对传统弱电子系统如何通过定制模式服务于工业生产智能化需求提供参考。

参考文献：

[1]张文静.垃圾二次转运站集装化联运物流系统研究[J].建筑工程技术与设计，2019（23）：1987-1988.

[2]何燕华.垃圾压缩转运站中除尘除臭设备的改进[J].广东化工，2015（5）：122-123.