利用對(duì)射光柵建立物流出入庫(kù)安全聯(lián)鎖

摘 要：通過(guò)對(duì)射光柵檢測(cè)物流出入庫(kù)過(guò)程中導(dǎo)軌上物料高度，根據(jù)檢測(cè)高度與設(shè)定高度比較，判定出入庫(kù)物料是否指定產(chǎn)品，對(duì)非指定物品出入庫(kù)觸發(fā)安全聯(lián)鎖與報(bào)警，提高出入庫(kù)的生產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：對(duì)射光柵；出入庫(kù)；安全聯(lián)鎖

1 概述

近年來(lái)隨著煙草行業(yè)各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展和執(zhí)行后，卷煙生產(chǎn)過(guò)程中原料、半成品成品，均大量使用箱式存儲(chǔ)進(jìn)行出入庫(kù)。目前箱式存儲(chǔ)的出入庫(kù)站臺(tái)通常通過(guò)傳感器檢測(cè)出入庫(kù)煙箱的位置和數(shù)量，采用傳感器方法抗干擾能力較弱，若有異物遮擋傳感器如手、煙葉、紙片等，易導(dǎo)致控制錯(cuò)亂，計(jì)數(shù)異常等，若出現(xiàn)煙箱碰撞或者機(jī)器震動(dòng)傳感器導(dǎo)致偏移，也會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)停止。此外，傳感器組只能判斷有物體經(jīng)過(guò)，而無(wú)法確定是否為煙包或煙箱，若生產(chǎn)過(guò)程中有異物進(jìn)入無(wú)法觸發(fā)安全聯(lián)鎖，存在較大安全隱患。

2 采用對(duì)射光柵的物流出入庫(kù)系統(tǒng)

鑒于使用傳感器所存在的問題，使用對(duì)射光柵替代對(duì)射傳感器，對(duì)出入庫(kù)煙箱進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)如圖1。其中對(duì)射光柵組5處于常閉狀態(tài)，當(dāng)出入庫(kù)煙箱到達(dá)，光柵部分被遮擋，處于開狀態(tài)，狀態(tài)送達(dá)控制器后，觸發(fā)相應(yīng)的開包或者入庫(kù)動(dòng)作的執(zhí)行，同時(shí)根據(jù)上升下降進(jìn)行計(jì)數(shù)。光柵替代傳感器后原有出入庫(kù)物品定位、控制程序以及原有的計(jì)數(shù)程序不需要任何改動(dòng)，同時(shí)由于光柵的抗干擾性和穩(wěn)定性要遠(yuǎn)高于傳感器，確保出入庫(kù)系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定。

3 利用對(duì)射光柵建立出入庫(kù)站臺(tái)安全聯(lián)鎖控制方法

定義下對(duì)射光柵下邊緣離輸送導(dǎo)軌的高度a，上邊緣高度b，光柵長(zhǎng)度為L(zhǎng)，設(shè)備固定后，a、b、L均為常數(shù)。出入庫(kù)煙箱的高度為H，標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下H為常數(shù)。當(dāng)煙包經(jīng)過(guò)光柵時(shí)，光柵下部分被遮擋的范圍為x，可知x=H-a。考慮到煙箱高度存在一定的誤差，設(shè)定一個(gè)閾值m。若光柵檢測(cè)到被遮擋部分為x±m(xù)，則判定為正常煙箱經(jīng)過(guò)，將控制出入庫(kù)站臺(tái)正常運(yùn)行。若光柵檢測(cè)到被遮擋部分大于x+m或x-m時(shí)，判定為異物進(jìn)入，相應(yīng)設(shè)備工作停止，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警燈進(jìn)行報(bào)警。相應(yīng)的控制圖如圖2。

例如以某煙箱出庫(kù)站臺(tái)為例，調(diào)整光柵檢測(cè)底部和站臺(tái)間距離a=300mm，出入庫(kù)煙箱高度725±10mm，則正常煙箱出入庫(kù)時(shí)光柵被遮擋高度為425±10mm，若光柵檢測(cè)經(jīng)過(guò)物體高度不在此范圍內(nèi)，則觸發(fā)安全聯(lián)鎖，設(shè)備暫停運(yùn)行，同時(shí)觸發(fā)報(bào)警燈。

4 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)出入庫(kù)物料較為固定的特性，采用對(duì)射光柵替代光電管，依據(jù)光柵反饋的遮擋狀態(tài)和預(yù)先設(shè)定閾值范圍比對(duì)，判定輸送設(shè)備上是否為正常物料經(jīng)過(guò)，從而控制設(shè)備啟停，實(shí)現(xiàn)安全聯(lián)鎖。如果生產(chǎn)狀態(tài)下人員進(jìn)入或者其他異常進(jìn)入設(shè)備將停止工作，提高了安全生產(chǎn)能力。同時(shí)采用光柵的方法，解決光電管因碰撞、震動(dòng)等引起錯(cuò)位導(dǎo)致生產(chǎn)停止故障。

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作者簡(jiǎn)介：陳曉杜（1986，09-），男，福建省龍巖人，南京理工大學(xué)控制理論與控制工程專業(yè)研究生。

郭天文（1978，09-），男，福建省龍巖人，重慶大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)本科生。

李 （1987，04-）女，福建龍巖人，廈門大學(xué)電子商務(wù)專業(yè)本科生。