CN102999000A - 用于智能卸砖机的安全监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于智能卸砖机的安全监测装置，其工作方式为：将对射式传感器安装在智能卸砖机的工作区周围，通过PLC控制动作，能够对人员进入工作区域能产生快速响应，让运行程序锁止，行车以及卸砖夹具停止动作，同时报警器启动，此时，若要重新让智能卸砖机工作，则需要工作人员清理障碍物后，然后进行手动复位，智能卸砖机才能继续按照接下来的程序正常工作，这样能避免生产事故的发生。本发明具有的优点在于传感器与磁铁块螺纹连接成一个整体，使其能根据使用条件调整传感器在智能卸砖机的位置，对射式传感器感知信号，且用PLC控制电路，使此装置反应灵敏，安全可靠、结构简单、维护方便等。

Description

用于智能卸砖机的安全监测装置

技术领域

本发明涉及监测装置，特别是一种用于智能卸砖机的安全监测装置。

背景技术

为了提高制砖生产效率，减轻工人的劳动强度，智能卸砖机应用变得广泛，当砖烧制成型，由窑车将其从窑中运出，待温度下降到安全温度后，由智能卸砖机将砖从窑车上转运至堆放处。

目前已申请发明专利的智能卸砖机（申请号201210127737），在此基础上进行的安全监测装置的设计。卸砖机采用PLC可编程控制器与液压机构控制，该智能卸砖机通过简单调整夹具，能保证将每块砖都夹紧搬运，避免掉砖漏砖，并且卸砖动作准确快速，控制方便，可以实现无人值守的自动化卸砖。但是厂房工作环境复杂，在无人值守时，如有人员靠近或者走入智能卸砖机行车行走通道，容易发生意外事故，造成不必要的生产事故。

同时其他申请专利的智能卸砖机还没有传感器方面的防护措施，基本是采用防护栏杆，但是当有人有意或者无意进入工作区时，该智能卸砖机不能及时停止工作。

因此对于智能卸砖机的工作安全，可以在申请号为201210127737的智能卸砖机原有技术基础上，进行结构优化，加入安全防护装置，当有人员进入智能卸砖机工作区时，安全防护装置能立刻产生响应，避免发生生产事故。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于智能卸砖机的安全监测装置，以克服现有智能卸砖机安全防护不足的缺陷。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：主要由多个红外对射式传感器和继电器，用于感知信号和控制智能卸砖机启停的PLC控制电路组成，其中：多个红外对射式传感器分别通过铁片用螺栓固定在智能卸砖机的立柱上；多个继电器串接相连，有八个与外界接线的端口，其中四个端口中的一端用于继电器的串联，一端与PLC控制电路相连，一端接传感器，一端接0伏。

在智能卸砖机的每根立柱上安装一个红外对射式传感器，安装高度为0.4～0.6m。

每个红外对射式传感器由用于发射信号的发射器和用于接收信号的接收器组成，当接收器接收到发射器的信号时，输出低电平；当有人闯入时，接收器接收不到发射器的信号，此时输出高电平，使继电器断开，PLC控制智能卸砖机的电机停转。

所述红外对射式传感器可以采用型号为E3Z-T61的传感器。

所述铁片与所述传感器连接的一端开有用来固定传感器的U型槽，当螺栓不拧紧时，使传感器在铁片上自由滑动来上下移动传感器的位置，实现传感器位置高度的微调；该铁片的另一端设有孔，该孔通过螺栓使铁片与立柱固定相连。

所述继电器可以有三个，型号相同，均为MY2NJ，每个继电器有8个接口，013,014是线圈接点，009是公共点，005是常开点，001是常闭点。012是公共点，008是常开点，004是常闭点。而009，005，001为一组触点，012，008，004为一组触点。这两组是分别独立的，互不关联。三个继电器串联后，当一个继电器线圈断开，其它继电器线圈也断开。

本发明提供的用于智能卸砖机安全监测装置，其主要部件包含：

一个智能卸砖机，能实现在PLC控制电路的基础上智能取砖，不需人工操作。

6个铁片，用于将传感器固定在智能卸砖机的支柱上，使传感器安装可靠。

一个PLC控制电路，用于感知信号，控制智能卸砖机的启停。

3个红外对射式传感器，所选传感器型号为E3Z-T61，能检测的距离为10m，每个传感器包含传感器发射器和接收器，分别发射信号和接收信号。当有人闯入时，传感器接收器接收不到信号，使输入继电器断开，PLC控制电机停转。

三个输入继电器，用于将传感器的NPN输出信号转化为PLC可接收的开关量信号。

本发明与以往技术相比主要优点：

其一：传感器与铁片通过螺栓连接，铁片通过螺栓连接在支柱上，方便调整传感器位置。 

其二：以往智能卸砖机只是采用防护栏这种简单的安全措施，而本发明，无论人员有意还是无意进入工作区，智能卸砖机都能及时停止工作，启动报警器，避免发生生产事故。

其三：反应灵敏，安全可靠，当有人进入工作区时，传感器最多0.5ms就可产生响应，智能卸砖机程序锁止，不会发生程序复位和行车以及夹具复位，避免对工作区域内人员产生伤害，人工手动启动后，程序从中止处继续运行。

附图说明

图1为本发明总体结构示意图。

图2为本发明中取砖机构的总体结构图的主视图。

图3为本发明中取砖机构的总体结构图的左视图。

图4为本发明中智能卸砖机中整形机构的俯视图。

图5本发明中智能卸砖机整形机构的第一推板的结构主视图。

图6本发明中智能卸砖机整形机构的第三推板的结构主视图。

图7为本发明中在无人闯入时传感器工作示意图。

图8为本发明中在有人闯入时传感器工作示意图。

图9为本发明中铁片的结构图。

图10为本发明的输入继电器接线图。

图11为本发明的线排接口图。

图12为传感器接收器的端口图。

图13为传感器发射器的端口图。

图14为PLC控制程序梯形图。

图15为PLC与继电器开关触点的接口图。 

图中：1.抱砖车； 2.旋转机构； 3.升降夹砖机构； 4.整形机构； 5.主梁；6.副梁；7.主梁轻轨； 8.副梁行走电机； 9.平板车；10.副梁轻轨； 11.主梁行走电机； 12.立柱； 13.行车； 14.卸砖夹具； 15.第三推板；16.第二推板；17.第一推板； 18.导轨面板； 19.第一推板配作气压缸；  20.第二推板配作气压缸；  21.工字钢轨道；  22.推板小车； 23.推杆； 24.第三推板配作气压缸；  25.副板配作气压缸； 26.副板； 27.发射器； 28.接收器；  29.U型槽； 30.孔；  31.铁片。

具体实施方式

本发明提供的是在计算机编程控制以及机械结构基础上的性能优化，降低安全事故发生概率的用于智能卸砖机的安全监测装置，实现了根据使用状况调整红外对射式传感器在卸砖机立柱上的位置。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明，但并不局限于下面所述内容。

本发明提供的用于智能卸砖机的安全监测装置，其结构如图1至图3所示，主要由PLC控制电路（可简称PLC）、多个红外对射式传感器和继电器及作为执行机构的智能卸砖机组成，其中：多个红外对射式传感器分别通过铁片31用螺栓固定在智能卸砖机的立柱12上；多个输入继电器串接相连，有八个与外界接线端口，实际中用了四个端口，一端用于与另一个输入继电器的串联，一端与PLC控制电路相连，一端接+24V，一端接0伏。PLC上的接地端口接地。

所述红外对射式传感器（以下简称传感器），有3个，型号相同，均为E3Z-T61，能检测的距离为0-10m，可调。每个传感器由用于发射信号的发射器27和用于接收信号的接收器28组成（图7与图8），当接收器28接收到发射器27的信号时，输出低电平；当有人闯入时，接收器28接收不到发射器27的信号，此时输出高电平，使继电器断开，PLC控制智能卸砖机的电机停转。所述传感器的型号及数量也可以依据实际情况而定。

所述传感器的感应方式是光束遮断报警，反应时间小于0.5ms，传感器产生响应后，对智能卸砖机发出强制停止指令，智能卸砖机运行程序锁止，必须人工手动启动，程序才继续运行，避免发生生产事故。使用时把发射器和接收器分别装在检测物通过路径的两侧，检测物通过时阻挡光路，接收器就动作输出一个开关控制信号，来控制智能卸砖机操作台，停止智能卸砖机工作，同时启动报警装置。

所述传感器在立柱12上的安装高度位置如图1至图3所示，图1中立柱12的左边部分两侧安装两个传感器，传感器安装高度均为0.5m，以防止人进入，由于右边部分的一侧是窑车进出地方，故不安装传感器。图2为智能卸砖机主视图的一部分，未安装传感器，图3为本发明中取砖机构的总体结构图的左视图，其上安装有传感器，安装高度0.5m。

图7中左边部分为发射器27与铁片31的连接示意图，右边部分为接收器28与铁片的连接示意图，图7整体所示为没有人进入工作区时的传感器正常工作状态，在有人进入工作区时，接收器接收不到信号。发射器、接收器和铁片与螺栓连接在智能卸砖机的立柱12上。

所述铁片31用于将传感器固定在智能卸砖机的立柱12上，使传感器安装可靠。该铁片的结构如图9所示：该铁片与传感器连接的一端开有用来固定传感器的U型槽29，当螺栓不拧紧时，可以使传感器在铁片上自由滑动来上下移动传感器的位置，实现传感器位置高度的微调。该铁片的另一端设有孔30，便于铁片与立柱12的螺栓连接。

所述继电器，用于将传感器的NPN输出信号转化为PLC可接收的开关量信号，有三个或依据实际情况而定，型号相同，均为MY2NJ或依据实际情况而定。每个继电器有8个接口，三个继电器串联后可以实现当一个继电器线圈断开，其它继电器也断开。

图10为三个继电器串联接口示意图，其中接口对004、012与001、009为常闭，接口对008、012和005、009为常开，接口014接+24V电压，将一个继电器的接口001与另一个继电器的接口009相连，然后将两继电器的接口014联接，即可实现三个继电器的串联。

图11为线排。该线排上A1+与A1-接口为与发射器27的接口，发射器的接口参看图12，每个发射器只有两个接口，一个接+24V电压，一个接地。线排上有三个发射器27的接口，A2+与接收器的+24V相接，A2-与接收器的接地端相接，端口A2接图10所示继电器接口的A2端。+24V接电源端口，GND接地端，3213接PLC的3213端口。其中，继电器串联以实现当任何一个传感器有输出信号时，即当有外来人员闯入工作区时，此继电器被触发，将信号传给PLC，PLC执行命令，然后此继电器断电，由于串联，所有继电器都将断电，控制操作台电机停止工作，则智能卸砖机停止工作。这样接线能使工作安全可靠。

接收器28有三个接口，如图13所示，有一个接24V电压接口，一个输出信号out端，一个接地端，K0001为其中一个输入继电器的示意图，接在+24V与out线之间，此继电器用于将传感器的NPN信号转化为PLC可接受的开关量信号，其将接收器的输出端口与+24V连接起来，当信号被人挡住后，接收器接收不到信号而输出高电平，因为PLC只接收低电平，所以用此输入继电器进行转化。

所述智能卸砖机作为本装置的安全监测装置的执行机构，能实现在PLC控制电路的控制下智能取砖，不需人工操作。当有人闯入时（图8），智能卸砖机停止工作，保证人的安全。

所述智能卸砖机为现有技术，例如专利申请号为201210127737的智能卸砖机。该智能卸砖机的结构为：一个用于对不同摆放位置的砖堆进行取砖的旋转机构2，一个用于升降取砖升降夹砖机构3，一个从窑车上取下砖块后使其重新码齐的整形机构4，一对用于纵向行走取砖的行车13，一个将整形后的砖堆从整形平台上运走的抱砖车1。

参见图1至图6，所述旋转机构2安装在平板车9的底板上。行车13上布置旋转机构2，旋转机构2的下端与升降夹砖机构3相连，升降夹砖机构3的下端连接卸砖夹具14。行车13为双梁结构，由立柱12支撑，行车的主梁5上铺设主梁轻轨7，通过主梁行走电机11带动，实现行车的副梁6沿主梁5方向的运动；副梁6上铺设副梁轻轨10，由副梁行走电机8带动平板车9沿副梁6方向运动，从而实现行车13在窑车上方水平位置任意移动。

所述整形机构4的结构如图4至图6所示，主要由三个推板与导轨面板18组成，其中：第一推板17和第二推板16都是通过螺栓与推杆23相连接构成一个整体，其再与推板小车22相连接。推板小车22底部有滑动轮，在工字钢轨道21上滚动，三个推板的运行都是通过与之相连的气压缸提供动力。所述气压缸是第一推板配作气压缸19、第二推板配作气压缸20和第三推板配作气压缸24，它们通过销轴分别与第一推板17、第二推板16、第三推板15相连接。导轨面板18通过螺栓装在整形机构的台架上，用于推板滑行。副板26的一端通过销轴固定在主板上，副板配作气压缸25的一端通过销轴固定在主板上，副板26的另一端和副板配作气压缸25的另一端通过销轴连接，以实现当砖堆整完形后，副板配作气压缸25动作将副板26打开，然后抱砖车将整形后的砖块抱走。

所述PLC控制电路可以采用型号为Master-K 200S的可编程控制器（PLC），用于感知信号和控制智能卸砖机的启停。

所述PLC控制电路设有控制程序，以梯形图表示（图14），直观易懂，两边的线为母线，图中M0001为输入继电器K0001的辅助继电器，M0000为控制行车左右移动的继电器，M0002为报警器的辅助继电器，P0001为触点开关，P0002为复位开关。从图中可以看出，P0001与M0001并联，然后与P0002串联，然后与继电器线圈M0001串联，接下来，常闭触点M0001与继电器线圈M0000串联，之后，常开触点M0001与报警继电器线圈M0002串联，梯形图程序的含义为：当有人进入工作区时，接收器接收不到传感器发射器的信号，这时，触点开关P0001闭合，使M0001的辅助常开触点接通，常闭触点断开，因此，M0000继电器断开，导致电机停转，行车停止工作，与此同时，M0002报警器辅助继电器接通，使报警器报警。

图15为PLC与三个同型号的继电器开关触点的接口图，K0001、K0002和K0003分别为三个输入继电器的开关触点，为串联，三个继电器串联后再接入PLC上的3213端口，PLC上的其他端口如COM端上接+24V直流电压，220V交流端口端接220V交流电压，PLC上的接地端口接地，以保证安全，当接收器能接收到发射器的信号时，三个开关触点闭合，当有一个接收不到信号时，此电路断路，PLC接收到低电平，控制程序使电机停转，同时报警器报警。

本发明提供的用于智能卸砖机的安全监测装置，其工作过程是：当没有人闯入工作区时，智能卸砖机各个执行部件（旋转机构、升降夹砖机构、整形机构、卸砖夹具）正常工作，当有人闯入工作区域时，由发射器27传出的信号被人挡住，使接收器28接收不到信号，这时，接收器输出高电平，使继电器的线圈断开，相当于给PLC一个低电平，PLC接收到这个低电平信号后，由控制程序判断，此时，PLC将输出信号传给继电器，继而，所有执行电机执行输出命令，使所有电机断电，停止工作，则智能卸砖机停止工作。这个过程反应的时间（从传感器接收信号开始，到执行机构停止）不超过1s，反应时间短。若要重新开始工作，需要人工手动复位。

本发明的整个工作过程是在PLC控制下完成的，反应灵敏，时间短，很大程度上提高了工作的安全可靠性，并且此安全监测装置结构简单、维护方便等。

上述未说明的部件，其结构及使用方法均同现有技术产品。

Claims (7)

1.一种用于智能卸砖机的安全监测装置，其特征在于主要由多个红外对射式传感器和输入继电器，用于感知信号和控制智能卸砖机启停的PLC控制电路组成，其中：多个红外对射式传感器分别通过铁片（31）用螺栓固定在智能卸砖机的立柱（12）上；多个输入继电器串接相连，有八个与外界接线的端口，其中四个端口中的一端用于继电器的串联，一端与PLC控制电路相连，一端接传感器，一端接0伏。

2.根据权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于智能卸砖机的每根立柱（12）上安装一个红外对射式传感器。

3.根据权利要求2所述的安全监测装置，其特征在于每个红外对射式传感器由用于发射信号的发射器（27）和用于接收信号的接收器（28）组成，当接收器（28）接收到发射器（27）的信号时，输出低电平；当有人闯入时，接收器（28）接收不到发射器（27）的信号，此时输出高电平，使继电器断开，PLC控制智能卸砖机的电机停转。

4.根据权利要求3所述的安全监测装置，其特征在于所述红外对射式传感器采用型号为E3Z-T61的传感器。

5.根据权利要求2所述的安全监测装置，其特征在于所述传感器在立柱（12）上的安装高度位置为0.4～0.6m。

6.根据权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于所述铁片（31）与所述传感器连接的一端开有用来固定传感器的U型槽（29），当螺栓不拧紧时，使传感器在铁片上自由滑动来上下移动传感器的位置，实现传感器位置高度的微调；该铁片的另一端设有孔（30），该孔通过螺栓使铁片与立柱（12）固定相连。

7.根据权利要求1所述的安全监测装置，其特征在于所述继电器有三个，三个继电器串联后，当一个继电器线圈断开，其它继电器线圈也断开。

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