穿梭车防撞装置的设计与应用

2020-01-14王建成任发军张庆元

中小企业管理与科技 2019年36期

关键词：烟丝二极管延时

王建成，任发军，张庆元

（山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂，山东青州262500）

1 烟丝库穿梭车的组成及存在的安全问题

通过对穿梭车安全风险因素进行分析汇总，并运用LEC打分法（D=L*E*C），对穿梭车存在的安全隐患进行打分，识别出三项重点问题（见表1）。

表1 危险源LEC 打分法

通过LEC 打分法分析烟丝库穿梭车存在的安全隐患与其在自动运行状态下当轨道有障碍物时不能及时停车。

烟丝库穿梭车采用无线通讯进行信息交互，使用条码测距仪进行定位，当有人进入穿梭车运行区域时对穿梭车的运行不会产生影响，穿梭车的运行不会因为遇到障碍物而中断，仍保持正常速度继续运行。

2 穿梭车安全问题解决方案的制定

对烟丝库穿梭车的运行原理进行研究，并与辅料库的穿梭车进行对比。成品库和辅料库的穿梭车，采用以ProfiBUSDP 通讯系统，交流伺服驱动，激光测距位置反馈，滑触线供电电源，IR（红外光）通讯，无线遥控操作为主要技术特征的新型单机控制系统。当有人进入穿梭车运行区域挡住光通讯或激光测距时，穿梭车会减速停车，并报地面故障，只有当人离开该区域并复位地面故障后，穿梭车才能继续运行。烟丝库穿梭车采用无线通讯进行信息交互，使用条码测距仪进行定位，当有人进入穿梭车运行区域时对穿梭车的运行不会产生影响，穿梭车的运行不会因为人的进入而中断，仍保持正常速度继续运行。

通过对比可以得出烟丝库穿梭车特有的通讯和定位方式是其遇到障碍物不能停车的原因。由辅料库穿梭车激光通信和激光测距得到启发，可在烟丝库穿梭车两边加装感应装置，当有人进入时挡住传感器触发传感器使机器停止运行。

3 穿梭车安全解决方案的实施

3.1 传感器的选择

在生产中常用的传感器有反射式和对射式两种。反射式光电传感器的光源有多种，常用的有红外发光二极管、普通发光二极管以及激光二极管，前两种光源容易受到外界光源的干扰，而激光二极管发出的光的频率较集中，传感器只接收很窄的频率范围信号，不容易被干扰但价格较贵[1]。理论上光电传感器只要位于被测区域反射表面可受到光源照射同时又能被接收管接收到的范围就能进行检测，然而这是一种理想的结果。因为光的反射受到多种因素的影响，而且烟丝库的环境比价差烟尘烟土较多。

而且反射式传感器的感应距离较近，而穿梭车的活动范围是40m 左右，所以选择对射式光传感器。

表2 不同传感器类型的测量距离

3.2 电路的设计

穿梭车在轨道上运行时会存在抖动现象，车的抖动会使其误动作。因此，必须在电路中有延时装置。目前简单的延时装置有时间继电器或者是PLC 可供选择。

在穿梭车上前后至少各安装左、中、右三对才能保证当有人或物体进入轨道时检测到及时停车报警达到预想的效果。而这样如果用时间继电器就需要至少6 个，使电路很烦琐。而且时间继电器误差较大可靠性相对较低。而利用PLC 可以使用里边的时间延时继电器进行延时，使电路简单可靠性高，因此，选择PLC 作为延时元件。

穿梭车轨道的两端都有急停按钮，拍下后穿梭车停止运行并报警。因此，可将光电传感器的接收端通过继电器与急停按钮串联，当其检测不到信号时继电器断开使回路断开报警。

3.3 安装调试

根据设计方案，结合传感器尺寸及安装位置情况，在穿梭车两侧和轨道两侧安装立柱。使用专用工具在地面和穿梭车打孔，安装膨胀螺丝后将安装激光传感器的立柱固定。将传感器的发射和接收端分别安装在穿梭车两端和轨道两端。将激光传感器接到线路中，电缆套管后经线槽顺到地面的穿梭车控制电柜中，接到对应的接线端子。根据电路设计连线并将延时设置为50ms。

确认无误后上电，并对传感器进行微调使其满足工作需要。在穿梭车正常运行时，挡住传感器。正在自动行走的穿梭车会减速制动停车并发出报警声，产生“地面急停”故障信号。在确保人员安全和穿梭车安全后，再顺时针转动穿梭车地面控制柜上复位开关，手动复位后故障消除。