垃圾轉運中心生產流程智能燈光引導系統定制設計

陳曉勇

摘 要：隨著信息技術的發展，傳統工業生產流程正在被信息化和AI等各種先進技術優化、改造和創新。本文根據客戶需求，在考慮經濟成本的情況下，設計了一套實用、可靠的垃圾轉運中心生產流程智能燈光引導系統，以供參考。

關鍵詞：生產流程智能燈光控制;車輛引導系統;垃圾轉運中心

中圖分類號：TP273.5 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）25-0045-03

Garbage Transshipment Centre Customized Design of Intelligent

Light Guide System for Production Process

CHEN Xiaoyong

（Chongqing Yiwei Technology Co.， Ltd.，Chongqing 400000）

Abstract： With the development of information technology， the traditional industrial production process is being optimized， reformed and innovated by various advanced technologies such as information technology and AI. According to the needs of customers and considering the economic cost， this paper designed a set of practical and reliable intelligent light guide system for the production process of waste transfer center for reference.

Keywords： production process intelligent lighting control;vehicle guidance system;garbage transshipment centre

1 垃圾轉運中心生產流程

垃圾轉運中心的作用是將各個地方收集的生活垃圾進行壓縮處理，然后將壓縮處理完畢的生活垃圾以塊狀的形式通過專業車輛送至對應的填埋場或者焚燒場進行二次處理[1]。

本文涉及的垃圾轉運中心生產流程：收集生活垃圾的車輛進站、過磅、室外排隊等待進入車間、車間內等待進入空閑卸料口、卸料完畢后離開。

本文定制智能燈光引導系統的目的為：在整個生產流程中，管理人員既可以通過自動控制引導車輛到卸料口卸料，也可以通過手動控制引導車輛有序進入。通過定制智能燈光引導系統，將其作為輔助管理手段，保證生產車間外車輛有序等待，保障生產車間卸料口有序正常生產，既提高了生產作業效率，又保障了進出車輛的安全性。

2 需求分析

通過對生產流程進行描述，并結合現場實際情況，對系統的需求如下：①車間外等待車輛通過室外LED顯示屏顯示確定可卸料車道;②車間內、卸料口車道通過卸料口上方的紅綠燈顯示確認卸料車道可否進入;③車道紅綠燈可以通過傳感器裝置自動識別是否有車輛在卸料口車道內，自動顯示對應的燈光狀態，并通過室外LED屏顯示對應車道可否使用;④管理人員根據壓縮機內卸料情況，手動控制對應車道的紅綠燈狀態，并通過室外LED屏顯示對應車道可否使用;⑤管理人員可以通過操作電腦客戶端軟件，控制對應車道的紅綠燈狀態，并通過室外LED屏顯示對應車道可否使用;⑥系統預留生產壓縮機設備的工業控制接口，可以將工業控制系統輸出信號轉換成智能燈光引導;⑦系統可以提供移動終端APP，管理人員通過手持式操作移動終端，在車間內對智能燈光引導系統進行控制管理。

3 方案設計

根據上述需求，本系統設計內容如下。

第一，在車間外設置一塊室外LED大屏，根據車道數量分割對應車道，顯示對應的條屏數量（如圖1所示）。

第二，卸料口車道車輛探測器采用的是吸頂式超聲波探測器，對車輛進行感應，并輸出開關量信號，實時控制對應卸料車道紅綠燈的顯示狀態，并將對應車道實時狀態通過車間外LED大屏進行顯示（如圖2所示）。

第三，垃圾壓縮機體積較大，通常一臺工作壓縮機卸料槽對應3～4個卸料口，因此，生產管理人員需要通過視頻監控系統實時查看各個卸料口配置一臺壓縮裝置的量是否符合生產要求，有無異常。同時，還要即時對對應卸料車道上的卸料車輛進行干預和提示。例如，按照生產管理流程的邏輯關系，操作人員可以強制關閉對應卸料車道，并通過對應車道上的紅綠燈狀態進行顯示，且在車間外LED上進行提示。

第四，對于強制切換方式，本方案設置了三種：①手動控制機械按鈕進行強制切換，在對應的壓縮機控制操作臺上設置多聯的手動按鈕，操作人員通過按鈕按鍵，將對應的卸料通道紅綠燈狀態強制切換為紅燈狀態，并在車間外的LED屏進行對應狀態顯示;②在壓縮機工業控制軟件上集成一個控制軟件，操作人員在控制壓縮機工作狀態的同時，通過客戶端控制軟件，及時將對應的卸料通道紅綠燈狀態強制切換為紅燈狀態，并在車間外的LED屏進行對應狀態顯示（如圖3所示）;③車間區域范圍大，在考慮監控故障等特殊原因的情況下，操作人員應如何對引導指示進行控制？對此，在本系統設計預留了移動APP管理接口。操作人員可以到卸料口現場通過移動終端APP，對卸料口紅綠燈狀態及車間外的LED屏進行對應狀態顯示。

第五，系統預留控制信號輸入接口，壓縮機根據其運行工作狀態判斷，輸出對應的邏輯信號，控制智能燈光引導系統的狀態顯示。

第六，系統預留控制信號輸出接口，為卸料口硬件裝置聯動控制提供接口，如卸料口卷簾門開閉控制、室內除臭噴灑控制[2]等。

綜上所述，設計的系統拓撲圖如圖4所示。

4 系統集成

通過上述需求分析及方案設計，在實施中，系統集成分為三大部分：信號采集輸入部分、系統控制部分、LED顯示部分。

4.1 信號采集輸入部分

本系統采集的信號分為4部分：車道上探測車輛的傳感器輸出的信號，操作臺操作人員手動控制按鈕信號，工業控制集成客戶端軟件及手機移動APP控制輸出信號，以及預留的工業控制PLC設備狀態采集聯動輸出信號。

根據系統需求，分析得出車道探測車輛的傳感器輸出信號為系統控制的基礎信號。由于本建筑構建物中采用超厚的鋼筋混凝土結構，采用傳統預埋地感線圈探測車輛信息的模式會受到地下鋼筋籠的干擾，因此，本系統中的信號采集采用超聲波探測器的方式，實時采集卸料通道車輛的存在。

一般超聲波探測器只具備單獨RS-485總線輸出信號，因此，在方案中采用485總線模塊將超聲波探測器采集的信號轉成開關量信號，并將開關量信號輸出到系統控制系統。

手動控制按鈕控制信號為開關量信號，通過物理傳輸給控制系統。

客戶端控制軟件及移動手持終端APP軟件通過局域網方式，將開關指令傳輸給控制系統。

4.2 系統控制部分

本系統中一臺大型壓縮機對應三個卸料口，因此在控制部分采用三個通道一個控制箱的設計方式。系統控制部分的主要功能是根據輸入的控制信號，聯動控制紅綠燈和室外LED屏顯示對應的狀態。

系統控制箱由四部分構成：電源部分、繼電器聯動部分、網絡繼電器控制部分和接線端子。

電源部分分為系統控制箱本體供電和傳感器設備供電。考慮到設備的穩定性、可靠性以及集成設備電氣性能的匹配性，控制箱本體供電采用直流24V開關電源供電，傳感器設備采用直流12V開關電源供電。

繼電器聯動部分由3個繼電器構成，單個繼電器聯動對應一個通道的設備。

網絡繼電器控制部分由一臺自帶8個繼電器輸出接口網絡控制模塊構成，模塊通過局域網模式由控制客戶端定制軟件對繼電器動作進行遠程控制。

接線端子規范處理信號采集、控制系統和信號輸出部分的物理接線。

4.3 LED顯示部分

系統功能是通過LED對車間內卸料口狀態的實時顯示，達到對排隊進入車間卸料的車輛進行有效引導，通過自動化、信息化手段提高車間生產效率。

LED顯示部分采用雙色LED屏，系統通過開關量信號觸發LED專用控制卡。專用控制卡提供兩種顯示模式，管理人員可以根據實際需求對顯示模式進行編輯管理。

5 結語

本文通過一個典型的弱電系統集成案例，對傳統弱電子系統如何通過定制模式服務于工業生產智能化需求提供參考。

參考文獻：

[1]張文靜.垃圾二次轉運站集裝化聯運物流系統研究[J].建筑工程技術與設計，2019（23）：1987-1988.

[2]何燕華.垃圾壓縮轉運站中除塵除臭設備的改進[J].廣東化工，2015（5）：122-123.