CN105600359A - 一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种物料超高贮柜拨料辊安全控制系统和方法，其中方法包括检测物料结尾信息，并根据物料结尾信息判断物料运输是否完成；如果是，则检测操作人员位置信息，并根据操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；如果是，则发出报警信号并关闭拨料辊电机。本发明所提供的安全控制方法在判断物料运输完成后再检测操作人员位置信息，当同时满足物料完成运输，并且有操作人员进入贮柜的危险区域时，才会发出报警信号，同时拨料辊电机关闭，该方法既可以用于正常高度的物料运输，而且可以用于超高物料的运输，有效的避免物料高度超高时，操作人员检测装置无法识别检测到的是人体还是物料，而出现一直报警的现象。

Description

一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统和方法

技术领域

本发明涉及烟草加工设备领域，特别是涉及一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统和方法。

背景技术

在烟草加工行业中，贮柜是烟草加工工艺和生产过程中的重要设备，它是数个主要工序的连接点，起着承上启下的作用，生产过程中的叶片、烟丝都要装入贮柜中进行存储或者转存。

在烟草加工企业的制丝车间里，叶柜、贮叶柜、梗丝柜、贮丝柜等换柜频繁，需要操作人员在每出完一个批次物料至换柜前及时将贮柜清扫干净，以避免不同批次的物料掺杂影响产品质量。

现有的贮柜包括进料端、柜体和出料端，出料端下方有一个电机驱动的带耙钉的拨料辊，用于辅助底带把烟叶或者烟丝松散并输送到皮带机上。在料尾阶段，由于贮柜底带和拨料棍仍在转动，操作人员或者维修工此时清扫或者维修贮柜时，如有不慎就会被拨料辊卷入或者拉倒，存在安全隐患。

为了避免上述隐患，现有技术中，通过检测操作人员的位置信息判断操作人员的位置信息是否处于危险位置，并发出报警信号或直接停止拨料辊电机。此种方法对于运输高度较低的物料时使用可靠，然而，由于检测设备无法区分人体和物料，当贮柜运输高度较高的物料时，会出现一直报警或者拨料辊无法正常开启现象。

因此，如何同时提高操作人员清扫贮柜的效率和安全性，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种物料超高贮柜拨料辊安全控制系统和方法，以提高操作人员在清扫贮柜时的效率，并保证操作人员的安全。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，包括：

检测物料结尾信息，并根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成；

如果是，则检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；

如果是，则发出报警信号并关闭拨料辊电机。

优选的，所述检测物料运输是否完成具体为：

检测物料高度信息，并判断所述物料高度信息是否小于预设物料高度信息，如果是，则检测操作人员位置信息。

优选的，所述检测物料运输是否完成具体为：

通过红外对射式光电开关检测物料结尾信息，当所述红外对射式光电开关无法检测物料结尾信息时，则检测操作人员位置信息。

优选的，所述检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域具体为：

通过安全光栅检测器检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于所述安全光栅检测器所在区域，如果是，则发出报警信号并关闭拨料辊电机。

优选的，所述检测物料运输是否完成之前还包括：

判断拨料辊的手动隔离开关是否断开，如果是，则检测物料结尾信息，并根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成。

一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，包括：

物料检测装置，用于检测物料结尾信息；

物料判断装置，用于根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成；

操作人员检测装置，用于在物料运输完成后，检测操作人员位置信息；

操作人员判断装置，用于根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；

与所述物料判断装置和所述操作人员判断装置均连接的报警装置，用于当操作人员位于危险区域时，发出报警信号；

与所述物料判断装置和所述操作人员判断装置均连接的控制装置，用于当操作人员位于危险区域时，关闭拨料辊电机。

优选的，所述物料检测装置具体为：

高度测量光栅传感器，用于检测物料高度；

所述物料判断装置，还用于判断所述物料高度是否小于预设物料高度，如果是，则向所述报警装置以及所述控制装置发出物料运输完成信号。

优选的，所述物料检测装置具体为：

红外对射式光电开关，用于检测物料位置信息；

所述物料判断装置，还用于判断所述红外对射式光电开关是否检测到物料位置信息，如果否，则向所述操作人员检测装置发出物料运输完成信号。

优选的，所述操作人员检测装置具体为：

安全光栅检测器，用于检测操作人员位置信息；

所述操作人员判断装置，还用于根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于所述安全光栅检测器所在区域，如果是，则向所述报警装置以及所述控制装置发出操作人员位于危险区域信号。

优选的，还包括设置在贮柜内用于手动关闭所述拨料辊的手动隔离开关。

本发明所提供的一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，包括检测物料结尾信息，并根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成；如果是，则检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；如果是，则发出报警信号并关闭拨料辊电机。该安全控制方法通过在检测操作人员位置信息之前增加物料结尾信息的检测，在判断物料运输完成后再检测操作人员位置信息，当同时满足物料完成运输，并且有操作人员进入贮柜的危险区域时，才会发出报警信号，同时拨料辊电机关闭，该方法既可以用于正常高度的物料运输，而且可以用于超高物料的运输，有效的避免物料高度超高时，操作人员检测装置无法识别检测到的是人体还是物料，而出现一直报警的现象。

附图说明

图1为本发明所提供的物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法的流程图；

图2为本发明所提供的一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统一种具体实施方式的结构示意图；

其中：1-手动隔离开关、2-红外对射式光电开关、3-安全光栅检测器、4-拨料辊。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统和方法，以提高操作人员在清扫贮柜时的效率，并保证操作人员的安全。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的物料超高贮柜拨料辊安全控制方法的流程图。

在该实施方式中，一种物料超高贮柜拨料辊安全控制方法包括以下步骤：

步骤S1：检测物料结尾信息，并根据物料结尾信息判断物料运输是否完成，如果是，则进行步骤S2；

步骤S2：检测操作人员位置信息，并根据操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域，如果是，则进行步骤S3；

步骤S3：发出报警信号并关闭拨料辊电机(即用于带动拨料辊转动的电机)。

该安全控制方法通过在检测操作人员位置信息之前增加物料结尾信息的检测，在判断物料运输完成后再检测操作人员位置信息，当同时满足物料完成运输，并且有操作人员进入贮柜的危险区域时，才会发出报警信号，同时拨料辊电机关闭。

这里需要说明的是，在贮柜的使用过程中，操作人员只有在物料运输结尾时才会进入贮柜中进行清扫。

该方法既可以用于正常高度的物料运输，而且可以用于超高物料的运输，有效的避免物料高度超高时，操作人员检测装置无法识别检测到的是人体还是物料，而出现一直报警的现象。

进一步，步骤S1具体可以为：

检测物料高度信息，并判断物料高度信息是否小于预设物料高度信息，如果是，则检测操作人员位置信息。

由于物料在运输过程中，尾部物料倾斜为类似斜面，因此可以借助对其高度检测判断物料运输是否已临近结束，具体的，可以根据实际需要设定预设物料高度信息，并判断物料高度信息是否小于预设物料高度信息。当然，为了更好的确保在物料运输完成的准确判断，可以将预设物料高度信息值定为较小数值。

具体的，可以利用高度测量光栅传感器对贮柜出料尾料阶段的烟叶或烟丝高度进行检测，还可以用超声波传感器对贮柜出料尾料阶段的烟叶或烟丝高度进行检测。

当然，步骤S1还可以具体为：

通过红外对射式光电开关检测物料结尾信息，当红外对射式光电开关无法检测物料结尾信息时，则检测操作人员位置信息。

即当物料运输接近完成时，物料尾部斜面逐渐远离红外对射式光电开关，当红外对射式光电开关无遮挡时，便可以证明物料运输完成，此时由于操作人员会进入贮柜中进行物料清扫，因此，可以开启对检测操作人员位置信息的检测。

更进一步，步骤S2具体可以为：

通过安全光栅检测器检测操作人员位置信息，并根据操作人员位置信息判断操作人员是否处于安全光栅检测器所在区域。

安全光栅检测器设置在贮柜的危险区域中，并且优选为覆盖整个危险区域，以尽可能的保证操作人员的安全。

另外，为了操作人员更加方便的关闭拨料辊电机，在贮柜内距离出料端拨料辊3米的位置安装拨料辊的手动隔离开关。

相应的，检测物料运输是否完成之前还包括以下步骤：

步骤S0：判断拨料辊的手动隔离开关是否断开，如果是，则检测物料结尾信息。

当操作人员清扫贮柜前断开手动隔离开关时，便无需对物料结尾信息进行检测，即无需进行后续步骤；当操作人员清扫贮柜前忘记断开手动隔离开关时，便对物料结尾信息进行检测，进行步骤S1、S2以及步骤S3。通过增加步骤S0，可以有效的节约成本，避免在拨料辊手动关闭后依然报警的现象。

本发明所提供的方法，具体可以通过在贮柜内靠近出料端拨料辊的后下方2-2.5米且贴近贮柜底带的位置，安装红外对射式光电开关，检测物料是否放完；通过在贮柜内靠近出料端拨料辊的后上方1米以内的位置，安装人体识别型安全光栅检测器，检测操作人员是否处于拨料辊的危险区域；若操作人员未关闭手动隔离开关而进入贮柜拨料辊区域进行清扫作业，此时在设备电控系统检测到操作人员受到安全威胁的报警信息后，电控系统触发报警装置，具体可以为声光报警装置，同时发送贮柜强制停机拨料辊电机命令，PLC系统控制电机驱动装置实现立即停止拨料辊，保护人员安全。

这里需要说明的是，关于红外对射式光电开关以及安全光栅检测器的安装位置可以根据需要进行选择，并不局限于本实施例所给出的数值。

本发明结合安全光栅检测器、红外对射式光电开关检测技术和中控监控系统软件技术以及电控系统PLC技术，可以主动预防控制贮柜的安全操作，还可以克服贮柜内物料超高遮挡安全光栅检测器，不能正常进行安全检测的弊端，保证了生产的连续进行。同时可以有效杜绝由于不慎卷入贮柜拨料辊或者拉拽造成的人身伤害安全事故发生，可从技术防范的角度最大限度保护操作人员的人身生命安全，从而提高整个企业的生产安全级别，保障企业的安全生产。

另外，在贮柜内安装手动隔离开关，操作人员就不用往返于贮柜外十几米的子站箱处关闭拨料辊隔离开关，减轻了操作人员的劳动强度，缩短了贮柜的清扫时间，提高了工作效率。

如图2所示，本发明除提供上述物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法外，还提供了一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，包括：

物料检测装置，用于检测物料结尾信息；

物料判断装置，用于根据物料结尾信息判断物料运输是否完成；

操作人员检测装置，用于在物料运输完成后，检测操作人员位置信息；

操作人员判断装置，用于根据操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；

与物料判断装置和操作人员判断装置均连接的报警装置，用于当操作人员位于危险区域时，发出报警信号；

与物料判断装置和操作人员判断装置均连接的控制装置，用于当操作人员位于危险区域时，关闭拨料辊电机，即拨料辊4的控制电机。

优选的，物料检测装置可以为高度测量光栅传感器，用于检测物料高度；同时，物料判断装置还用于判断物料高度是否小于预设物料高度，如果是，则向报警装置以及控制装置发出物料运输完成信号。

当然，物料检测装置也可以为红外对射式光电开关2，用于检测物料位置信息；同时，物料判断装置还用于判断红外对射式光电开关2是否检测到物料位置信息，如果否，则向操作人员检测装置发出物料运输完成信号。

当操作人员检测装置接受到物料运输完成信号后，开始检测操作人员位置信息，优选的，操作人员检测装置可以为安全光栅检测器3，同时，操作人员判断装置还用于根据操作人员位置信息判断操作人员是否处于安全光栅检测器3所在区域，如果是，则向报警装置以及控制装置发出操作人员位于危险区域信号。

当然，为了操作人更加方便关闭拨料辊电机，贮柜内还设置有用于手动关闭拨料辊4的手动隔离开关1，手动隔离开关1的开关状态信息传递给原有PLC控制系统。

通过增加柜内手动隔离开关1，可实现操作人员在贮柜内部即可关闭拨料辊电机，操作简单快捷、安全可靠；可减少贮柜清扫时间，提高工作效率。

具体的，如果物料检测装置检测到烟叶或烟丝已经放完，此时若侦测到有操作人员进入危险区域，则发出报警信息。

若定义红外对射式光电开关2为A，安全光栅检测器3为B，报警装置为C。红外对射式光电开关2无遮挡时A＝1，有物料遮挡时A＝0；安全光栅检测器3无遮挡时B＝0，有物体遮挡时B＝1；则只有在A＝1且B＝1时，人员安全报警为C＝1，这时PLC控制系统判断有人员靠近拨料辊4，发出报警信号。同时，设备控制需要结合原有车间监控和PLC控制系统，在上位操作电脑显示贮柜报警图形；设备控制系统判断为人员安全报警信号以后，对贮柜设备进行相应的控制，停止拨料辊电机的转动，从而实现设备的安全自动化控制；设备控制系统的人员安全报警信号一路输出给声光报警器，让红色报警灯闪烁、蜂鸣器鸣叫，提示操作人员已触发安全光栅检测器3形成报警停机；另一路报警信号输出至上位操作电脑，对该贮柜的报警信息进行文字与图形化显示。

当然，安全光栅检测器3也可以通过将红外对射式光电管组合成类似于安全光栅的排列来替代。即在贮柜出料端拨料辊4后方1米，安装红外组合式对射光电管，检测人员是否处于拨料辊4危险区域。同时，用于检测物料结尾信息的红外对射式光电开关2也可以为超声波传感器，然而，由于加工固定红外组合式对射光电管难度较大，外部接线较为复杂，超声波传感器以及高度测量光栅传感器的价格以及实施费用均比红外对射式光电开关2要高，因此，物料检测装置优选为红外对射式光电开关2，操作人员检测装置优选为红外对射式光电开关2。

本发明所提供的物料超高贮柜拨料辊4的安全控制系统可以克服贮柜内物料超高遮挡安全光栅，不能正常进行安全检测的弊端，保证了生产的连续进行。该系统具有高效实用、安全可靠、结合已有电控系统、实施成本不高等特点。

以上对本发明所提供的一种物料超高贮柜拨料辊安全控制系统及物料超高贮柜拨料辊安全控制方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，其特征在于，包括：

检测物料结尾信息，并根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成；

如果是，则检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；

如果是，则发出报警信号并关闭拨料辊电机。

2.根据权利要求1所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，其特征在于，所述检测物料运输是否完成具体为：

检测物料高度信息，并判断所述物料高度信息是否小于预设物料高度信息，如果是，则检测操作人员位置信息。

3.根据权利要求1所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，其特征在于，所述检测物料运输是否完成具体为：

通过红外对射式光电开关检测物料结尾信息，当所述红外对射式光电开关无法检测物料结尾信息时，则检测操作人员位置信息。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的超物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，其特征在于，所述检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域具体为：

通过安全光栅检测器检测操作人员位置信息，并根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于所述安全光栅检测器所在区域，如果是，则发出报警信号并关闭拨料辊电机。

5.根据权利要求4所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制方法，其特征在于，所述检测物料运输是否完成之前还包括：

判断拨料辊的手动隔离开关是否断开，如果是，则检测物料结尾信息，并根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成。

6.一种物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，其特征在于，包括：

物料检测装置，用于检测物料结尾信息；

物料判断装置，用于根据所述物料结尾信息判断物料运输是否完成；

操作人员检测装置，用于在物料运输完成后，检测操作人员位置信息；

操作人员判断装置，用于根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于危险区域；

与所述物料判断装置和所述操作人员判断装置均连接的报警装置，用于当操作人员位于危险区域时，发出报警信号；

与所述物料判断装置和所述操作人员判断装置均连接的控制装置，用于当操作人员位于危险区域时，关闭拨料辊电机。

7.根据权利要求6所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，其特征在于，所述物料检测装置具体为：

高度测量光栅传感器，用于检测物料高度；

所述物料判断装置，还用于判断所述物料高度是否小于预设物料高度，如果是，则向所述报警装置以及所述控制装置发出物料运输完成信号。

8.根据权利要求6所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，其特征在于，所述物料检测装置具体为：

红外对射式光电开关，用于检测物料位置信息；

所述物料判断装置，还用于判断所述红外对射式光电开关是否检测到物料位置信息，如果否，则向所述操作人员检测装置发出物料运输完成信号。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，其特征在于，所述操作人员检测装置具体为：

安全光栅检测器，用于检测操作人员位置信息；

所述操作人员判断装置，还用于根据所述操作人员位置信息判断操作人员是否处于所述安全光栅检测器所在区域，如果是，则向所述报警装置以及所述控制装置发出操作人员位于危险区域信号。

10.根据权利要求9所述的物料超高贮柜拨料辊的安全控制系统，其特征在于，还包括设置在贮柜内用于手动关闭所述拨料辊的手动隔离开关。