CN106647603B - 一种焦炉车辆人员安全保护系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焦炉车辆人员安全保护系统及方法，系统包括：PLC控制器、人机交互模块以及分别设置于焦炉车辆左、右两侧且结构相同的两个安保子模块；所述人机交互模块与PLC控制器连接，用来发出控制指令以及显示系统实时状态；所述PLC控制器根据控制指令和系统实时状态发送动作执行命令；所述任意两个安保子系统根据PLC控制器发出的动作执行命令做出相应动作。本发明在焦炉车辆设备进行生产作业前通过外置扬声器自动播放语音报警提示，并在设备生产作业区域两侧降下栏杆，通过栏杆将设备生产作业区和人员行走区进行隔离，禁止人员通行，可有效防止人员误入设备作业区，作业结束后栏杆自动升起，恢复炉前区域的人行通道功能，保证人员安全。

Description

一种焦炉车辆人员安全保护系统及方法

技术领域

本发明涉及焦炉机械领域，具体说是涉及一种焦炉车辆人员安全保护系统及方法。

背景技术

在焦炉作业现场，推焦车和拦焦车分别在焦炉的机侧和焦侧运行，车辆和焦炉的中间设置有炉台，既是工作人员通过、设备操作人员上下车的行走通道，也是维修人员进行维护炉门等工作的平台。当推焦车、拦焦车进行生产作业时，车辆上的取门机构、推焦机构、余焦底盘机构、导焦栅机构、清框机构等多个机构会从大车伸出，越过炉台，对焦炉炉门进行生产操作，此时若有人员在车辆前方的炉台通过非常容易造成人员伤害。同时，随着焦炉车辆的生产作业，车辆的位置不断变换，焦炉车辆前方和焦炉炉体中间的这部分人员通过和生产作业的交叉区域还在时刻发生着位置变化。

目前，焦炉车辆设备司机室的操作人员，由于视角问题，并不能完全看到车前是否有人经过，焦炉现场人员从车前经过时，均是由人员自行进行观察判断车辆是否在运转或者有无运行的可能，判断危险可能性较低的时候，快速从车前跑过，毫无安全保障。因此亟待设计一种焦炉车辆人员安全保护系统，其能够实现在焦炉车辆设备进行生产作业前自动报警提示，并在设备生产作业区域和人员行走区间进行隔离，有效防止人员误入设备作业区，保证人员安全。

发明内容

鉴于已有技术存在的不足，本发明的目的是要提供一种能够有效避免焦炉车辆进行生产作业时对车辆前人行通道的人员造成伤害、保证作业安全的焦炉车辆人员安全保护系统及方法。

为了实现上述目的，本发明技术方案如下：

一种焦炉车辆人员安全保护系统，其特征在于，系统包括：PLC控制器、人机交互模块以及分别设置于焦炉车辆左、右两侧且结构完全相同的两个安保子模块；

所述人机交互模块与PLC控制器连接，用来发出控制指令以及显示系统实时状态；

所述PLC控制器根据所接收人机交互模块发出的控制指令和系统实时状态发送动作执行命令；

所述任意两个安保自系统根据PLC控制器发出的动作执行命令做出相应动作。

进一步地，所述人机交互模块包括设置于焦炉车辆司机室内的工控机、设置于焦炉车辆左侧端头的左操作箱以及设置于焦炉车辆右侧端头的右操作箱；

所述工控机、左操作箱和右操作箱均独立连接于PLC控制器；

所述左操作箱和右操作箱上均设置有栏杆开闭按钮及状态指示灯。

进一步地，所述任意安保子模块均包括语音提示模块、定位检测模块以及执行机构；

所述语音提示模块、定位检测模块以及执行机构均独立连接于PLC控制器。

进一步地，所述语音提示模块优选采用扬声器。

进一步地，所述定位检测模块包括栏杆开位置传感器及栏杆关位置传感器。

进一步地，所述执行机构包括栏杆和控制栏杆动作的栏杆驱动。

本发明另一目的是要提供一种基于上述焦炉车辆人员安全保护系统的保护方法，其特征在于，工作流程包括：

S1、焦炉车辆设备生产开始前，通过工控机、左/右操作箱发出栏杆关闭信号至PLC控制器；

S2、PLC控制器向左、右安保子模块发出栏杆关闭动作执行命令；

S3、任意安保子模块根据所接收的动作执行命令，首先启动语音提示模块，扬声器根据启动信号播放语音报警提示音；

S4、扬声器持续播放语音报警提示音5-10秒后，PLC控制器发出栏杆关闭信号至执行机构启动栏杆驱动，在栏杆驱动的作用下，栏杆执行关闭动作；

S5、栏杆关位置传感器检测到栏杆执行关闭动作运行至关位置时，将栏杆关位置信号发送至PLC控制器；

S6、PLC控制器接收到栏杆关位置检测传感器发出关位置信号后，控制安保子系统停止播放语音报警提示音和栏杆关闭动作；

S7、焦炉车辆设备生产结束后，通过工控机、左/右操作箱发出栏杆开启信号至PLC控制器；

S8、接收到栏杆开启信号后，PLC控制器向左、右安保子模块发出栏杆开启动作执行命令；

S9、PLC控制器发出栏杆开启信号至执行机构启动栏杆驱动，在栏杆驱动的作用下，栏杆执行开启动作；

S10、栏杆开位置传感器检测到栏杆执行开启动作运行至开位置时，将栏杆开位置信号发送至PLC控制器；

S11、PLC控制器接收到栏杆开位置检测传感器发出开位置信号后，控制安保子系统停止栏杆开启动作。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、增加安全性，防止运行中的焦炉车辆设备机构对人员造成压伤、撞伤、挤伤等安全事故；

2、随着车辆的位置移动而移动，既不影响焦炉车辆的正常生产作业，又不影响维护人员对焦炉车辆生产作业区域以外其他位置的维护工作；

3、结构简单，采用PLC控制系统，可无缝嵌入焦炉车辆设备原有控制系统中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明工作场所示意图；

图3为本发明保护方法流程图；

图4为本发明PLC电路连接图。

附图标号说明：

1、PLC控制器；2、工控机；3、左操作箱；4、右操作箱；5、左扬声器；6、左栏杆关位置检测传感器；7、左栏杆开位置检测传感器；8、左栏杆驱动；9、左栏杆；10、右扬声器；11、右栏杆开位置检测传感器；12、右栏杆关位置检测传感器；13、右栏杆驱动；14、右栏杆；15、人机交互模块；16、左侧安保子模块；17、右侧安保子模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了消除焦炉车辆前方和炉体中间的人员通过和生产作业的动态、交叉区域存在的安全隐患如图2所示，避免焦炉车辆在进行生产作业时对车辆前人行通道的人员造成伤害，本发明设计了一种焦炉车辆人员安全保护系统，下面结合附图以及具体实施例进一步说明本发明的技术方案：

一种焦炉车辆人员安全保护系统，如图1所示为本发明结构示意图，系统包括：PLC控制器1、人机交互模块15、分别设置于焦炉车辆左侧的安保子模块16以及设置于焦炉车辆右侧的安保子模块17，所述任意安保子模块均包括语音提示模块、定位检测模块以及执行机构；所述语音提示模块、定位检测模块以及执行机构均独立连接于PLC控制器。

所述人机交互模块与PLC控制器连接，用来发出控制指令以及显示系统实时状态。人机交互模块15包括设置于焦炉车辆司机室内的工控机2、设置于焦炉车辆左侧端头的左操作箱3以及设置于焦炉车辆右侧端头的右操作箱4。且工控机2、左操作箱3和右操作箱4均独立连接于PLC控制器1。所述人机交互模块15用于动态实时显示现场左右栏杆的状态以及发出控制指令。操作人员在工控机、左/右操作箱上均可发出控制指令，采用在焦炉车辆司机室内和司机室外两种操作方案保证在某一控制元件发生故障时，系统仍然能够正常工作。

PLC控制器1是系统的核心控制单元，用于接收系统启动/停止命令、接收/发送现场设备运行状态、发出动作执行命令；工控机2用于动态实时显示现场左/右栏杆的开关状态和发出控制指令；左操作箱3安装在焦炉车辆左侧端头，左操作箱3上布置有左侧栏杆开闭按钮及左侧状态指示灯，用于对左侧安保子系统发出启动或者停止命令及显示左侧栏杆的开闭状态；右操作箱4安装在焦炉车辆右侧端头，右操作箱4上布置有右侧栏杆开闭按钮及状态指示灯，用于对右侧安保子系统发出启动或者停止命令及显示右侧栏杆的开闭状态。左扬声器5和右扬声器10用于播放语音报警，提醒作业区人员焦炉车辆进入工作状态；左栏杆开位置检测传感器6用于检测左侧栏杆是否在打开位置；左栏杆关位置检测传感器7用于检测左侧栏杆是否在关闭位置；左栏杆驱动8用于驱动左侧栏杆动作；左栏杆9通过升起和落下实现设备左侧生产作业区和人员行走区的隔离。右栏杆开位置检测传感器11用于检测右侧栏杆是否在打开位置；右栏杆关位置检测传感器12用于检测右侧栏杆是否在关闭位置；右栏杆驱动13用于驱动右侧栏杆动作；右栏杆14通过升起和落下实现设备右侧生产作业区和人员行走区的隔离。

PLC控制器为领域内常用装置，其型号在此不做限定，电路连接方案如图4所示：PLC的8个输入接口I0.0～I0.7分别依次连接系统左侧栏杆开按钮、左侧栏杆关按钮、右侧栏杆开按钮、右侧栏杆关按钮、左侧栏杆开位置检测信号、左侧栏杆关位置检测信号、右侧栏杆开位置检测信号、右侧栏杆关位置检测信号；PLC的8个输出接口Q0.0～Q0.7分别依次连接系统左侧栏杆开指示灯、左侧栏杆关指示灯、右侧栏杆开指示灯、右侧栏杆关指示灯、左侧栏杆驱动电机、右侧栏杆驱动电机、左侧扬声器、右侧扬声器。

本发明还提供了一种基于上述焦炉车辆人员安全保护系统的保护方法，如图3所示，其工作流程包括：

S1、焦炉车辆设备生产开始前，通过工控机、左/右操作箱发出栏杆关闭信号至PLC控制器；

S2、PLC控制器向左、右安保子模块发出启动执行命令；

S3、任意安保子模块根据所接收的动作执行命令，首先启动语音提示模块，扬声器根据启动信号播放语音报警提示音；

S4、扬声器持续播放语音报警提示音5-10秒后，PLC控制器发出栏杆关闭信号至执行机构启动栏杆驱动，在栏杆驱动的作用下，栏杆执行关闭动作；

S5、栏杆关位置传感器检测到栏杆执行关闭动作运行至关位置时，将栏杆关位置信号发送至PLC控制器；

S6、PLC控制器接收到栏杆关位置检测传感器发出关位置信号后，控制左、右两侧安保子系统停止播放语音报警提示音和栏杆关闭动作；

S7、焦炉车辆设备生产结束后，通过工控机、左/右操作箱发出栏杆开启信号至PLC控制器；

S8、接收到栏杆开启信号后，PLC控制器向左、右安保子模块发出栏杆开启动作执行命令；

S9、PLC控制器发出栏杆开启信号至执行机构启动栏杆驱动，在栏杆驱动的作用下，栏杆执行开启动作；

S10、栏杆开位置传感器检测到栏杆执行开启动作运行至开位置时，将栏杆开位置信号发送至PLC控制器；

S11、PLC控制器接收到栏杆开位置检测传感器发出开位置信号后，控制安保子系统停止栏杆开启动作。

本发明提供了一种焦炉车辆人员安全保护系统，在焦炉车辆设备进行生产作业前自动执行，通过外置扬声器自动播放语音报警提示，并在焦炉车辆设备生产作业区域两侧降下栏杆，通过栏杆将设备生产作业区和人员行走区进行隔离，禁止人员通行，作业结束后栏杆自动升起，恢复交叉区域的人员通过功能。通过焦炉车辆人员安全保护系统可有效防止人员误入设备作业区，保证人员安全。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种焦炉车辆人员安全保护系统，其特征在于，系统包括：PLC控制器、人机交互模块以及两个安保子模块，所述两个安保子模块分别设置于焦炉车辆左、右两侧且结构完全相同；

所述人机交互模块与PLC控制器连接，用来发出控制指令以及显示系统实时状态，所述人机交互模块包括设置于焦炉车辆司机室内的工控机、设置于焦炉车辆左侧端头的左操作箱以及设置于焦炉车辆右侧端头的右操作箱，所述工控机、左操作箱和右操作箱均独立连接于PLC控制器，所述左操作箱和右操作箱上均设置有栏杆开闭按钮及状态指示灯；

所述PLC控制器根据所接收人机交互模块发出的控制指令和系统实时状态发送动作执行命令；

任意所述安保子模块根据PLC控制器发出的动作执行命令做出相应动作，任意所述安保子模块包括语音提示模块、定位检测模块以及执行机构，所述语音提示模块、定位检测模块以及执行机构均独立连接于PLC控制器，所述定位检测模块包括栏杆开位置传感器及栏杆关位置传感器；

所述焦炉车辆人员安全保护系统的工作流程包括：

焦炉车辆设备生产开始前，通过工控机、左/右操作箱发出栏杆关闭信号至PLC控制器，

PLC控制器向左、右安保子模块发出栏杆关闭动作执行命令，

任意安保子模块根据所接收的动作执行命令，首先启动语音提示模块，语音提示模块根据启动信号播放语音报警提示音，

语音提示模块持续播放语音报警提示音5-10秒后，PLC控制器发出栏杆关闭信号至执行机构启动栏杆驱动，在栏杆驱动的作用下，栏杆执行关闭动作，

栏杆关位置传感器检测到栏杆执行关闭动作运行至关位置时，将栏杆关位置信号发送至PLC控制器，

PLC控制器接收到栏杆关位置检测传感器发出关位置信号后，控制安保子模块停止播放语音报警提示音和栏杆关闭动作，

焦炉车辆设备生产结束后，通过工控机、左/右操作箱发出栏杆开启信号至PLC控制器，

接收到栏杆开启信号后，PLC控制器向左、右安保子模块发出栏杆开启动作执行命令，

PLC控制器发出栏杆开启信号至执行机构启动栏杆驱动，在栏杆驱动的作用下，栏杆执行开启动作，

栏杆开位置传感器检测到栏杆执行开启动作运行至开位置时，将栏杆开位置信号发送至PLC控制器，

PLC控制器接收到栏杆开位置检测传感器发出开位置信号后，控制安保子模块停止栏杆开启动作。

2.根据权利要求1所述的焦炉车辆人员安全保护系统，其特征在于：所述语音提示模块优选采用扬声器。

3.根据权利要求1所述的焦炉车辆人员安全保护系统，其特征在于：所述执行机构包括栏杆和控制栏杆动作的栏杆驱动。