穿梭車防撞裝置的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

王建成，任發(fā)軍，張慶元

（山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青州卷煙廠，山東 青州262500）

1 煙絲庫穿梭車的組成及存在的安全問題

通過對(duì)穿梭車安全風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行分析匯總，并運(yùn)用LEC打分法（D=L*E*C），對(duì)穿梭車存在的安全隱患進(jìn)行打分，識(shí)別出三項(xiàng)重點(diǎn)問題（見表1）。

表1 危險(xiǎn)源LEC 打分法

通過LEC 打分法分析煙絲庫穿梭車存在的安全隱患與其在自動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)下當(dāng)軌道有障礙物時(shí)不能及時(shí)停車。

煙絲庫穿梭車采用無線通訊進(jìn)行信息交互，使用條碼測距儀進(jìn)行定位，當(dāng)有人進(jìn)入穿梭車運(yùn)行區(qū)域時(shí)對(duì)穿梭車的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響，穿梭車的運(yùn)行不會(huì)因?yàn)橛龅秸系K物而中斷，仍保持正常速度繼續(xù)運(yùn)行。

2 穿梭車安全問題解決方案的制定

對(duì)煙絲庫穿梭車的運(yùn)行原理進(jìn)行研究，并與輔料庫的穿梭車進(jìn)行對(duì)比。成品庫和輔料庫的穿梭車，采用以ProfiBUSDP 通訊系統(tǒng)，交流伺服驅(qū)動(dòng)，激光測距位置反饋，滑觸線供電電源，IR（紅外光）通訊，無線遙控操作為主要技術(shù)特征的新型單機(jī)控制系統(tǒng)。當(dāng)有人進(jìn)入穿梭車運(yùn)行區(qū)域擋住光通訊或激光測距時(shí)，穿梭車會(huì)減速停車，并報(bào)地面故障，只有當(dāng)人離開該區(qū)域并復(fù)位地面故障后，穿梭車才能繼續(xù)運(yùn)行。煙絲庫穿梭車采用無線通訊進(jìn)行信息交互，使用條碼測距儀進(jìn)行定位，當(dāng)有人進(jìn)入穿梭車運(yùn)行區(qū)域時(shí)對(duì)穿梭車的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生影響，穿梭車的運(yùn)行不會(huì)因?yàn)槿说倪M(jìn)入而中斷，仍保持正常速度繼續(xù)運(yùn)行。

通過對(duì)比可以得出煙絲庫穿梭車特有的通訊和定位方式是其遇到障礙物不能停車的原因。由輔料庫穿梭車激光通信和激光測距得到啟發(fā)，可在煙絲庫穿梭車兩邊加裝感應(yīng)裝置，當(dāng)有人進(jìn)入時(shí)擋住傳感器觸發(fā)傳感器使機(jī)器停止運(yùn)行。

3 穿梭車安全解決方案的實(shí)施

3.1 傳感器的選擇

在生產(chǎn)中常用的傳感器有反射式和對(duì)射式兩種。反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發(fā)光二極管、普通發(fā)光二極管以及激光二極管，前兩種光源容易受到外界光源的干擾，而激光二極管發(fā)出的光的頻率較集中，傳感器只接收很窄的頻率范圍信號(hào)，不容易被干擾但價(jià)格較貴[1]。理論上光電傳感器只要位于被測區(qū)域反射表面可受到光源照射同時(shí)又能被接收管接收到的范圍就能進(jìn)行檢測，然而這是一種理想的結(jié)果。因?yàn)楣獾姆瓷涫艿蕉喾N因素的影響，而且煙絲庫的環(huán)境比價(jià)差煙塵煙土較多。

而且反射式傳感器的感應(yīng)距離較近，而穿梭車的活動(dòng)范圍是40m 左右，所以選擇對(duì)射式光傳感器。

表2 不同傳感器類型的測量距離

3.2 電路的設(shè)計(jì)

穿梭車在軌道上運(yùn)行時(shí)會(huì)存在抖動(dòng)現(xiàn)象，車的抖動(dòng)會(huì)使其誤動(dòng)作。因此，必須在電路中有延時(shí)裝置。目前簡單的延時(shí)裝置有時(shí)間繼電器或者是PLC 可供選擇。

在穿梭車上前后至少各安裝左、中、右三對(duì)才能保證當(dāng)有人或物體進(jìn)入軌道時(shí)檢測到及時(shí)停車報(bào)警達(dá)到預(yù)想的效果。而這樣如果用時(shí)間繼電器就需要至少6 個(gè)，使電路很煩瑣。而且時(shí)間繼電器誤差較大可靠性相對(duì)較低。而利用PLC 可以使用里邊的時(shí)間延時(shí)繼電器進(jìn)行延時(shí)，使電路簡單可靠性高，因此，選擇PLC 作為延時(shí)元件。

穿梭車軌道的兩端都有急停按鈕，拍下后穿梭車停止運(yùn)行并報(bào)警。因此，可將光電傳感器的接收端通過繼電器與急停按鈕串聯(lián)，當(dāng)其檢測不到信號(hào)時(shí)繼電器斷開使回路斷開報(bào)警。

3.3 安裝調(diào)試

根據(jù)設(shè)計(jì)方案，結(jié)合傳感器尺寸及安裝位置情況，在穿梭車兩側(cè)和軌道兩側(cè)安裝立柱。使用專用工具在地面和穿梭車打孔，安裝膨脹螺絲后將安裝激光傳感器的立柱固定。將傳感器的發(fā)射和接收端分別安裝在穿梭車兩端和軌道兩端。將激光傳感器接到線路中，電纜套管后經(jīng)線槽順到地面的穿梭車控制電柜中，接到對(duì)應(yīng)的接線端子。根據(jù)電路設(shè)計(jì)連線并將延時(shí)設(shè)置為50ms。

確認(rèn)無誤后上電，并對(duì)傳感器進(jìn)行微調(diào)使其滿足工作需要。在穿梭車正常運(yùn)行時(shí)，擋住傳感器。正在自動(dòng)行走的穿梭車會(huì)減速制動(dòng)停車并發(fā)出報(bào)警聲，產(chǎn)生“地面急?！惫收闲盘?hào)。在確保人員安全和穿梭車安全后，再順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)穿梭車地面控制柜上復(fù)位開關(guān)，手動(dòng)復(fù)位后故障消除。

4 項(xiàng)目效果及意義

利用這套聯(lián)鎖裝置，只要有人進(jìn)入穿梭車運(yùn)行區(qū)域，就會(huì)擋住激光傳感器，穿梭車就會(huì)減速制動(dòng)停車，大大提高了穿梭車使用的安全性，消除了人身安全隱患，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)目標(biāo)。