穿梭車防撞裝置的設計與應用

王建成 任發軍 張慶元

【摘 要】隨著社會的發展，機械化程度越來越高，人們對于安全的要求也越來越高。直行穿梭車在運輸貨物時具有運行速度高、加減速平穩的特點。但是當有人進入軌道時，不能自動停車具有一定的安全隱患，借鑒其他型號的穿梭車可在穿梭車兩側加裝檢測裝置。論文通過對檢測裝置的設計選擇安裝，提高穿梭車在運行過程中的安全性。

【Abstract】With the development of society， the degree of mechanization is getting higher and higher， and people's requirements for safety are getting higher and higher. The straight shuttle has the characteristics of high speed and steady acceleration and deceleration when transporting goods. However， when someone goes into the track， it has a certain safety hazard to stop automatically. Other types of shuttle can be equipped with detection devices on both sides of the shuttle for reference. In this paper， the design and installation of the detection device is selected to improve the safety of the shuttle in the process of operation.

【關鍵詞】安全;直行穿梭車;光電檢測

【Keywords】safety; straight-line shuttle; photoelectric detection

【中圖分類號】TS43? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2019）12-0135-02

1 煙絲庫穿梭車的組成及存在的安全問題

通過對穿梭車安全風險因素進行分析匯總，并運用LEC打分法（D=L*E*C），對穿梭車存在的安全隱患進行打分，識別出三項重點問題（見表1）。

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運行狀態下當軌道有障礙物時不能及時停車。

煙絲庫穿梭車采用無線通訊進行信息交互，使用條碼測距儀進行定位，當有人進入穿梭車運行區域時對穿梭車的運行不會產生影響，穿梭車的運行不會因為遇到障礙物而中斷，仍保持正常速度繼續運行。

2 穿梭車安全問題解決方案的制定

對煙絲庫穿梭車的運行原理進行研究，并與輔料庫的穿梭車進行對比。成品庫和輔料庫的穿梭車，采用以ProfiBUS-DP通訊系統，交流伺服驅動，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特征的新型單機控制系統。當有人進入穿梭車運行區域擋住光通訊或激光測距時，穿梭車會減速停車，并報地面故障，只有當人離開該區域并復位地面故障后，穿梭車才能繼續運行。煙絲庫穿梭車采用無線通訊進行信息交互，使用條碼測距儀進行定位，當有人進入穿梭車運行區域時對穿梭車的運行不會產生影響，穿梭車的運行不會因為人的進入而中斷，仍保持正常速度繼續運行。

通過對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，可在煙絲庫穿梭車兩邊加裝感應裝置，當有人進入時擋住傳感器觸發傳感器使機器停止運行。

3 穿梭車安全解決方案的實施

3.1 傳感器的選擇

在生產中常用的傳感器有反射式和對射式兩種。反射式光電傳感器的光源有多種，常用的有紅外發光二極管、普通發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，而激光二極管發出的光的頻率較集中，傳感器只接收很窄的頻率范圍信號，不容易被干擾但價格較貴[1]。理論上光電傳感器只要位于被測區域反射表面可受到光源照射同時又能被接收管接收到的范圍就能進行檢測，然而這是一種理想的結果。因為光的反射受到多種因素的影響，而且煙絲庫的環境比價差煙塵煙土較多。

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

3.2 電路的設計

穿梭車在軌道上運行時會存在抖動現象，車的抖動會使其誤動作。因此，必須在電路中有延時裝置。目前簡單的延時裝置有時間繼電器或者是PLC可供選擇。

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

穿梭車軌道的兩端都有急停按鈕，拍下后穿梭車停止運行并報警。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，當其檢測不到信號時繼電器斷開使回路斷開報警。

3.3 安裝調試

根據設計方案，結合傳感器尺寸及安裝位置情況，在穿梭車兩側和軌道兩側安裝立柱。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，電纜套管后經線槽順到地面的穿梭車控制電柜中，接到對應的接線端子。根據電路設計連線并將延時設置為50ms。

確認無誤后上電，并對傳感器進行微調使其滿足工作需要。在穿梭車正常運行時，擋住傳感器。正在自動行走的穿梭車會減速制動停車并發出報警聲，產生“地面急停”故障信號。在確保人員安全和穿梭車安全后，再順時針轉動穿梭車地面控制柜上復位開關，手動復位后故障消除。

4 項目效果及意義

利用這套聯鎖裝置，只要有人進入穿梭車運行區域，就會擋住激光傳感器，穿梭車就會減速制動停車，大大提高了穿梭車使用的安全性，消除了人身安全隱患，實現了設計目標。

【參考文獻】

【1】李金城.三菱FX2NPLC功能指令應用詳解[M].北京：電子工業出版社，2011.

【作者簡介】王建成（1991-），男，山東廣饒人，從事煙機設備電氣維修方向研究。