CN203699443U - 一种智能防撞保护控制装置 - Google Patents
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Abstract
一种智能防撞保护控制装置包括光电开关和PLC控制器。PLC控制装置集成于司机室内部控制台，光电开关安装在平料机行走小车行走机构的侧面下方，位于货运火车的外侧。两个光电开关的位置与行走机构前后运动方向平行，并与平料机工作机构保持一段距离，工作时正好被货运火车遮挡。光电开关通过电缆连接到PLC控制器的输入模块，将检测到的信号传输给PLC控制器。光电开关在内部集成了发射器、接收器和检测电路。当光电开关随着平料机小车进入两节车厢间隙处或从间隙离开重新被车厢侧壁阻挡住，两种情况下都会产生信号变化，并输入至PLC控制器，利用同一个光电开关设置两级防撞。能够防止平料机与货运敞车的碰撞，自动化程度高，可靠性好，能大幅提高平料机作业效率的同时保证机械设备的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业控制装置，特别是涉及一种货运敞车平料机的智能防撞保护控制装置。
背景技术
当前，机械设备在有限空间内作业时与障碍物的相互碰撞会影响机械设备的正常作业，造成作业现场的混乱，威胁现场作业人员的人身安全,造成的损失难以预料。
平料机是用于货运敞车内料堆平整作业的专业机械（如中国专利申请号为 2012 2 0683221.X的高架轨行式螺旋高效平仓系统）。由于其作业过程中机械设备需要下降到车厢内部对物料进行平整，传统的行程开关式防撞装置不易于安装，因此机械设备行走的行程距离是靠作业人员凭经验控制。由于平料机作业过程中为了保证效率行驶速度比较快，在对敞车靠近端头的物料进行作业时容易发生平料机与敞车端壁碰撞的情况，这也是需要依靠作业人员的经验提前减速或制动来避免的。在实际作业过程中对操作人员的要求很高，劳动强度大，容易产生误判导致碰撞事故的发生。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种智能防撞保护控制装置，可以防止货运敞车平料机作业时与车厢端壁相碰撞，大幅度提升防撞可靠性，提高作业效率，增大作业安全系数。
本实用新型实现上述目的技术方案：包括光电开关和PLC控制器。PLC控制装置集成于司机室内部控制台，光电开关安装在平料机行走小车行走机构的侧面下方，位于货运火车的外侧。两个光电开关的位置与行走机构前后运动方向平行，并与平料机工作机构保持一段距离，工作时正好被货运火车遮挡。光电开关通过电缆连接到PLC控制器的输入模块，将检测到的信号传输给PLC控制器。
按上述技术方案，所述的光电开关在内部集成了发射器、接收器和检测电路。当光电开关随着平料机小车进入两节车厢间隙处或从间隙离开重新被车厢侧壁阻挡住，两种情况下都会产生信号变化，并输入至PLC控制器，利用同一个光电开关设置两级防撞。
另外，通过调整光电开关与平料机工作机构的水平安装距离，即可以调整平料机的安全减速停车距离。这样保证在各种工作速度下均能实现快速反应的防撞功能。
本实用新型的有益效果是能够防止平料机与货运敞车的碰撞，自动化程度高，可靠性好，能大幅提高平料机作业效率的同时保证机械设备的安全。采用光电开关具有精度高、反应快、体积小等优点，能在恶劣环境下正常作业，实现了由传统的人工操作防撞到智能控制系统自动防撞，降低了因人为因素造成事故和损失的风险，提升了整个系统的安全性和可靠性。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图１为本实用新型的结构示意图。
图2为光电开关与PLC控制器的电气连接示意图。
图3为平料机跨越车厢间隙时减速过程的结构示意图。
图4为平料机跨越车厢间隙时停车过程的结构示意图。
图中：1. 平料机工作机构，2. 左行限位光电开关，3.右行限位光电开关，4. PLC控制器（集成于司机室）
本实用新型包括左行限位光电开关2、右行限位光电开关3和PLC控制器4。PLC控制器4集成于司机室内部控制台，左行限位光电开关2、右行限位光电开关3安装在平料机行走小车行走机构的侧面下方，位于货运火车的外侧。左行时光电开关2起作用、右行时光电开关3起作用。光电开关2、3的位置与行走机构前后运动方向平行，并与平料机工作机1保持一段距离，工作时正好被货运火车遮挡。光电开关2、3通过控制电缆连接到PLC控制器4的输入模块，实现PLC控制器和光电开关2、3间的数据通讯。
光电开关2、3内部集成了发射器、接收器和检测电路。当光电开关2、3随着平料机小车进入两节车厢间隙处或从间隙离开重新被车厢侧壁阻挡住。两种情况下，光电开关2、3的端子Q分别输出高电平和低电平信号，通过电气连接输入至PLC控制器的IN端子。光电开关2、3的L+和M端为供电电源端，直接链接PLC控制器4的输出电源端24V和0V。
平料机工作机构1在平料过程中下降至货运敞车车厢内，利用平料机行走小车沿轨道左右行走并平料。当平料左行或右行过程中与货运敞车的前后端壁距离过近时，PLC控制器4对工作机构1发出减速指令；当将要碰撞货运敞车的前后端壁时，PLC控制器4对工作机构1发出停车指令。
光电开关2、3的工作原理是发射器发射的光线遇到反射后回到接收器，当有障碍物吸收光线或阻断光线传播时，检测电路产生信号反馈并输入至PLC控制器4。当光电开关2、3被车厢端壁遮挡时，输出高电平信号。此时可判断出平料机立柱处于车厢内部，可以进行正常的行走作业；当光电开关2、光电开关3没有被车厢端壁遮挡时，输出低电平信号。此时可判断出平料机立柱已经将要驶出车厢范围之外，有撞到车厢前后端壁的可能，则由PLC控制器4输出停车信号减速停车。在状态信号切换的过程中，由“被遮挡”转为“无遮挡”状态，则输出上升沿信号；由“无遮挡”转为“被遮挡”状态，输出下降沿信号。
以平料机工作机构1在第一节货运敞车内左行工作为例进行说明。
如图3所示，当左行限位光电开关2被第一节货运敞车车厢遮挡时输出高电平信号，说明平料机工作机构1仍处在正常工作范围内，允许行走小车继续左行。当行走小车继续左行使左行限位光电开关2进入第一节货运敞车与第二节货运敞车空隙处，左行限位光电开关2由“被遮挡”转为“无遮挡”状态，输出上升沿信号。PLC控制装置4接收上升沿信号后判断出平料机工作机构1与货运敞车的前后端壁距离过近，对行走小车发出减速指令，行走小车只能以最低速向左行驶；
如图4所示，当行走小车继续左行使左行限位光电开关2由两节车厢的空隙处进入第二节货运敞车时，光电开关2由“无遮挡”转为“被遮挡”状态，输出下降沿信号。PLC控制装置4接收下降沿信号后判断出平料机工作机构1将要碰撞货运敞车的前后端壁，对行走小车发出停车指令，行走小车立即停车并封锁左行信号，避免与车厢发生碰撞。
在平料机工作机构1右行工作过程中，则由右行限位光电开关3完成减速及停车的信号输入功能。具体工作方式与左行时一致。
在实际工况中，当行走小车接收到停车信号后，由于惯性的作用会继续行走一段距离。为避免碰撞，一方面可以将减速限位信号的最低速度设置的更低，使惯性停车距离更短；另一方面可如图1所示通过调整左行限位光电开关2、右行限位光电开关3的安装位置改变平料机工作机构1与左行限位光电开关2、右行限位光电开关3的水平距离L，从而调整平料机的安全减速停车距离。保证在各种工作速度下均能实现快速反应的防撞功能。
Claims (2)
1.一种智能防撞保护控制装置，其特征在于：包括左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）和PLC控制器（4）；PLC控制器（4）集成于司机室内部控制台，左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）安装在平料机行走小车行走机构的侧面下方，位于货运火车的外侧；左行时左行限位光电开关（2）起作用、右行时右行限位光电开关（3）起作用；左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）的位置与行走机构前后运动方向平行，并与平料机工作机（1）保持一段距离，工作时正好被货运火车遮挡；左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）通过电缆连接到PLC控制器（4）的输入模块，实现PLC控制器（4）和左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）间的数据通讯。
2.根据权利要求1所述的智能防撞保护控制装置，其特征在于：所述的左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）内部集成了发射器、接收器和检测电路；当左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）随着平料机小车进入两节车厢间隙处或从间隙离开重新被车厢侧壁阻挡住；两种情况下，左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）的端子Q分别输出高电平和低电平信号，通过电气连接输入至PLC控制器的IN端子；左行限位光电开关（2）、右行限位光电开关（3）的L+和M端为供电电源端，直接链接PLC控制器（4）的输出电源端24V和0V。
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