一种铝卷立体仓库的出入安全辅助系统
摘要：传统的铝卷立体仓库，采用围挡的形式进行人员和设备的隔离，虽然能够起到保护作业人员不受到意外伤害，但是却无法對实际人数进行监控，文中提出一种出入检测系统，监控进出人员数量，一旦库内作业人数不为零，整个运输系统严禁开机运转，有效地保证了人员的安全作业前提。
关键词：铝卷；立体仓库；安全；巷道；检测系统
目前，国内外铝卷立体仓库一般采用急停信号门和铁栅栏相结合的方式对铝卷立体仓库的生产作业区进行物理隔离，人员通过开门的方式进入生产区，立体仓库中的运动设备系统便会立马停机，以保证人员在生产区内的安全，但是这样的系统没有明确提示人员进出情况，同时存在不明情况的人员误关门启动设备的隐患。
为了提高铝卷立体仓库人员出入的可监控性和安全性，特此设计了“安全辅助系统”以实现相应的提示和互锁功能。
1 技术方案及原理
1.1 系统示意图
系统的整体设计如下：
安全辅助系统示意图
如图所示，现场出入口处安装一台控制箱，用于对进出人员进行计数，统计生产区内的数量。分别在出入口巷道内安装A、B 共2套安全光栅，功能是用于感应通过的人体信号。
当人经过A再经过B时，光栅发送信号到控制箱内的PLC控制器，入口信号加1计数；当人经过B再经过A时，光栅发送信号到控制箱内的PLC控制器出口信号减1计数。巷道安装宽度尽量保证允许单个人员通过，避免两人并排通过导致计数不准。人员要依次通过，前后留有一定的间隙。
控制箱内的PLC实时将当前区域内的人数以RS485通讯方式发送到立体仓库本地的主操台显示器。同时输送一个警报信号，当人员数量不为零时，主操台上警报灯常亮，起双重警示作用。进入生产区的工作人员必须保证在生产区域无人工作的情况下才能开机生产。
为进一步保证本质安全，避免人为忽视警示信号，系统控制器输出一个信号到立体仓库的主设备控制系统，用于起车联锁功能。当生产区域有人活动时，起车联锁信号为OFF状态，主设备控制系统没有检测到此信号，则不允许开机生产。
1.2 系统主要硬件配置
系统的主要硬件配置包括PLC系统，显示器以及安全光栅。
PLC系统。本装置控制系统采用西门子公司的S7200 SMART PLC控制器。DI输入接收光栅信号及主操台按钮操作。DO输出信号到指示灯、主操台报警及立体仓库主设备的起车联锁信号。PLC自带一个RS485和一个以太网（ETN）通讯接口。RS485通讯口用于与本地主操台上的显示器通讯。以太网通讯口作为编程口用于下载程序。
显示器。显示器采用LED数码管显示方式，带RS485通讯口。3位数码管，0.8寸显示屏，尺寸：宽高深80*43*26.5（mm）；DC24V供电；支持RS485通讯口的MODBUSRTU协议，1200/2400/4800/9600bps通讯波特率。
安全光栅。安全光栅采用山东穆柯传感器有限公司的产品，主要产品参数如下：
有效保护高度：1200mm
总高度：1362mm
保护宽度：03米
光束间距：80mm
光束数：16条
防护等级：IP65
反应时间：最快15Ms
电源：DC1224V
环境温度：10～+55℃（但不结冰）
存储温度：25～+75℃
发射器：由若干发射器件组成，发射红外光线；
接收器：由若干接收器件组成，接受红外光线，与发射器的发射器件一一对应，形成保护光幕，保护高度160mm。产生通光、遮光信号，同时通过信号电缆将信号传输给控制器对外部设备进行控制；
信号电缆：用来传输控制器和发射器、接收器之间的信号；
安装支架：把发射器与接收器固定在机台上。
安全光栅采用双路PNP输出，可直接连接PLC系统。由PLC接收信号后进行处理，统计计数信息。
2 本地主操台的主要操作控制说明
系统正常指示灯：指示当前本安全保障系统是否正常工作。
计数0指示灯、计数清零开关：PLC对进出巷道人员进行计数。正常情况下，当生产区域人员数量为0时，“计数0”指示灯量。当出现非正常情况，生产区域内无人情况下计数不为0。操作人员在确认无人后，可人为按动“计数清零”开关进行“计数0”操作。
二次确认指示灯、开关：操作人员在每次开机前，需到生产区域进行二次确认。在确保安全后，到本控制箱上按下“二次确认”开关，指示灯亮起。当区域内人员计数不为0时，二次确认无效。
临时锁定指示灯、开关：维护状态下，人员可强制锁定设备，不允许开机。开启“临时锁定”开关，指示灯亮起。主操台上的警报灯也同时亮（即使计数为0），同时送到设备控制系统的开机联锁信号为OFF，不允许开机。
生产允许指示灯：计数不为0或不经二次确认或临时锁定的情况，任意一个条件不满足，生产允许指示灯熄灭，不允许开机生产。主操台警报灯亮，开机联锁信号OFF。
3 结语
该系统安装完成上线试运行以来，现场运用反馈良好，人员作业安全得到有效的保证，同时也方便了现场的信息提示和有效传递，是一项成功的自动化安全系统改造。
参考文献：
[1]陶中华，樊宗发.安全光栅在冲压生产中的应用研究[J].工业安全与环保，2008，34（5）：5960.
[2]曹姣赛.使用PLC计数比较功能实现提升绞车的松绳保护[J].科技情报开发与经济，2006，16（12）：260262.
[3]刘静安，唐性宇，冯杨明，李伟萍，陈文泗，罗铭强.智能自动化立体仓库在铝挤压材物流管理中的重要作用及推广前景[J].轻合金加工技术，2016，44（8）：815.
下一篇：浅析如何加强局域网网络安全管理