電能計量設(shè)備立體庫房堆垛機緊急閉鎖裝置的研究

王立斌，王淇鋒，帥 文，汪 洋

（1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021；2.國網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊 050051）

電能計量設(shè)備立體庫房堆垛機緊急閉鎖裝置的研究

王立斌1，王淇鋒2，帥 文1，汪 洋1

（1.國網(wǎng)河北省電力公司電力科學研究院，石家莊 050021；2.國網(wǎng)河北省電力公司石家莊供電分公司，石家莊 050051）

針對電能計量設(shè)備立體庫房堆垛機運行時對工作人員存在安全隱患的問題，提出一種電能計量設(shè)備立體庫房堆垛機緊急閉鎖裝置的研究方案，從監(jiān)控單元、監(jiān)測單元和執(zhí)行單元等方面對該方案進行分析，認為該方案能夠自動將堆垛機行走驅(qū)動電機的供電回路斷開，以保證工作人員的安全。

電能計量設(shè)備；立體庫房；堆垛機；緊急閉鎖裝置

1 概述

目前，各個網(wǎng)省公司已經(jīng)實現(xiàn)了將轄區(qū)內(nèi)電能計量設(shè)備集中到省級計量中心統(tǒng)一管理，為實現(xiàn)電能計量設(shè)備的統(tǒng)一倉儲，各省級計量中心都建立了智能立體庫房［1－2］。堆垛機是智能立體庫房的一種重要組成設(shè)備，主要用于貨架上貨物的存?。?］。堆垛機在巷道中穿梭時，移動速度較快，如果有人員在巷道中，則后果不堪設(shè)想。因此，設(shè)計一種立體庫房巷道堆垛機緊急閉鎖裝置顯得尤為重要。

隨著光電技術(shù)的發(fā)展，光電傳感器為安全防護裝置的研制提供了一種有效途徑。文獻［4-5］均用光電對射開關(guān)制作了安全防護裝置。另外，無線通信技術(shù)為各分散工作單元間的通信提供了便利，文獻［6-7］利用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊實現(xiàn)了各分散工作單元間的數(shù)據(jù)傳輸。光電對射開關(guān)以及無線通信技術(shù)為該方案提供了可靠的技術(shù)基礎(chǔ)。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

堆垛機的閉鎖裝置由監(jiān)控單元、監(jiān)測單元1、監(jiān)測單元2以及執(zhí)行單元組成，監(jiān)控單元與其他單元之間通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊進行通信［8］，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。多個堆垛機的閉鎖裝置可以共用一個監(jiān)控單元。

監(jiān)控計算機安裝在監(jiān)控室內(nèi)，圖1中的光電對射開關(guān)S1、S2分別安裝在巷道的兩個入口處，警示燈安裝在堆垛機上便于工作人員觀察的位置，其安裝布置圖如圖2所示。

當有人員從巷道入口1或巷道入口2進入巷道時，閉鎖裝置都會將堆垛機行走驅(qū)動電機的供電回路切斷，以保證人員的安全，同時，通過警示燈來顯示堆垛機行走驅(qū)動電機供電回路的通斷狀態(tài)。

圖1 閉鎖裝置原理結(jié)構(gòu)

圖2 庫房貨架與堆垛機安裝示意

2.1 監(jiān)控單元

監(jiān)控單元由監(jiān)控計算機以及與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊組成。

監(jiān)控單元收到有人員進入巷道的信息后，立即給執(zhí)行單元下發(fā)斷開堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路的命令，當執(zhí)行單元將已經(jīng)斷開驅(qū)動電機M供電回路的信息回傳給監(jiān)控單元后，監(jiān)控計算機將該信息顯示在用戶界面上以告知監(jiān)控室的工作人員。人員全部走出巷道后，工作人員即可通過監(jiān)控計算機給執(zhí)行單元下發(fā)接通巷道堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路的命令，當執(zhí)行單元將已經(jīng)接通驅(qū)動電機M供電回路的信息回傳給監(jiān)控單元后，監(jiān)控計算機將該信息顯示在用戶界面上以告知監(jiān)控室的工作人員。監(jiān)控計算機的程序流程如圖3所示。

2.2 監(jiān)測單元

監(jiān)測單元1與監(jiān)測單元2的結(jié)構(gòu)完全相同，以下以監(jiān)測單元1為例進行說明。監(jiān)測單元1電路圖如圖4所示。

圖3 監(jiān)控計算機程序流程

圖4 監(jiān)測單元電路

光電對射開關(guān)S1接收端S1-R的輸出端子BK接單片機U1的P2.0腳，單片機U1與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊CS1通過232串口連接。當有人員通過巷道入口1進入巷道時，光電對射開關(guān)S1被觸發(fā)，其接收端S1-R的輸出端子BK輸出高電平至單片機，單片機將該信息通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊CS1上傳至監(jiān)控單元。

2.3 執(zhí)行單元

執(zhí)行單元的電路圖如圖5所示。

單片機U3與無線數(shù)據(jù)傳輸模塊CS3通過232串口連接。單片機U3通過繼電器KR來控制交流接觸器KM，進而控制堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路的通斷以及警示燈LD的顯示顏色。

圖5 執(zhí)行單元電路

當單片機U3收到斷開堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路的命令后，觸發(fā)繼電器KR，使其常閉觸點KR-1斷開，交流接觸器KM線圈失電，其常開觸點 KM-1、KM-2、KM-3斷開，堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路斷開，同時，交流接觸器KM常開觸點KM-4斷開，常閉觸點KM-5閉合，警示燈LD顯示綠色，表示堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路已經(jīng)斷開。

當單片機U3收到接通堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路的命令后，停止觸發(fā)繼電器KR，使其常閉觸點KR-1閉合，交流接觸器KM線圈通電，其常開觸點 KM-1、KM-2、KM-3閉合，堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路接通，同時，交流接觸器KM常開觸點KM-4閉合，常閉觸點KM-5斷開，警示燈LD顯示紅色，表示堆垛機行走驅(qū)動電機供電回路已經(jīng)接通。堆垛機行走驅(qū)動電機M供電回路斷開或接通操作完成后，單片機U3將操作完成的信息通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊CS3上傳至監(jiān)控單元。

3 結(jié)束語

電能計量設(shè)備立體庫房堆垛機緊急閉鎖裝置，當有人員進入堆垛機巷道時，監(jiān)測單元檢測到相關(guān)信號，采用無線信號傳至監(jiān)控單元，監(jiān)控單元通過無線通信切斷堆垛機行走驅(qū)動電機供電回路，從而保護工作人員安全。同時通過警示燈告知現(xiàn)場人員，并將回路的通斷狀態(tài)顯示在用戶界面上。利用該裝置，可以通過監(jiān)控計算機控制堆垛機行走驅(qū)動電機供電回路的通斷，以實現(xiàn)遠程操作。

當監(jiān)控人員收到報警信息后，應及時趕赴現(xiàn)場對入巷人員進行勸退，并恢復堆垛機工作，以便降低對立體庫房工作效率的影響。該裝置的可靠性對工作人員的安全至關(guān)重要，因此，生產(chǎn)該裝置所使用的元器件應由商業(yè)信譽高的廠商供貨。

［1］王永輝，申洪濤，孫 沖，等.電能計量設(shè)備智能倉儲庫房的建設(shè)研究［J］.河北電力技術(shù)，2014，33（5）：8-10.

［2］龍貴山，劉 磊，劉 穎，等.電能表全自動化檢定及智能倉儲一體化系統(tǒng)研究［J］.貴州電力技術(shù)，2012，15（7）：31-35.

［3］JBT 9018－1999，有軌巷道式高層貨架倉庫設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］楊俊濤，謝和平.交叉路口復雜路況安全防護措施［J］.工業(yè)安全與環(huán)保，2010，36（10）：55-64.

［5］殷 宏.光電傳感器在制絲線安全聯(lián)鎖裝置中的應用［J］.科技創(chuàng)新與生產(chǎn)力，2014（1）：108-109.

［6］蘭 羽，白 潔.基于nRF905的無線溫度采集系統(tǒng)的設(shè)計［J］.工業(yè)儀表與自動化裝置，2014（3）：29-32.

［7］李 燕，吳曉飛，高志一，等.基于無線傳輸?shù)募Z食儲藏室溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計［J］.科技創(chuàng)業(yè)家，2013（4）：62-63.

［8］王琳輝.PC機與單片機的無線通信［J］.內(nèi)蒙古教育：職教版，2013（7）：67-68.

本文責任編輯：靳書海

中國柔直輸電技術(shù)再登新臺階

6月12日，世界首次采用大容量柔性直流與常規(guī)直流組合模式的背靠背直流工程——云南電網(wǎng)主網(wǎng)與南方電網(wǎng)主網(wǎng)異步聯(lián)網(wǎng)工程開工建設(shè)。該工程在世界上尚無成熟的工程建設(shè)經(jīng)驗可借鑒，諸多技術(shù)難題亟待攻克。因此，建設(shè)該工程將提升我國在柔性直流輸電領(lǐng)域的技術(shù)水平，引領(lǐng)世界直流輸電領(lǐng)域的發(fā)展方向。另據(jù)悉，正在建設(shè)中的世界上第一個采用真雙極接線的柔性直流輸電工程－－廈門柔性直流輸電工程計劃于今年年底投運。

《河北電力技術(shù)》編輯部摘編

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，工程師，主要從事自動化設(shè)備維護與研究工作。