巷道堆垛機的電氣與程序設計

李智慧

摘要：堆垛機的安全涉及人的安全、設備的安全、存儲貨物的安全，相關安全措施均需要在程序設計或電路設計中加以體現。

關鍵詞：巷道堆垛機、電氣設計、程序設計

巷道堆垛機是自動化立體庫的關鍵設備，其作用是在限定的時間內把物料從巷道的入出口搬送到指定的貨格，或者把物料從指定的貨格搬到巷道的入出口。堆垛機能否安全、可靠、穩定、高效地運行，直接關系到整個立體庫系統的設計成功與否。

巷道堆垛機的安全性

堆垛機的安全包括人的安全、設備的安全、存儲貨物的安全。

設備檢測到巷道有人行走(或自身開關檢測到、外部站點通知到)就會快速調整到零速度。直至巷道無人時，設備重新以低速啟動完成被中斷的任務。

設備本身要有互鎖功能，保證運行電機和叉體電機不會同時運轉，在軌道起始端和末端，也需要相應保護措施。這些功能涉及到排除重大安全隱患。不僅需要程序保護，還需要電氣線路互鎖。

對于存儲貨物的安全，需要檢測物料在運行中是否堆放整齊，可根據實際需要和成本控制設計光柵檢測、對射開關檢測等。

以上功能均需要在程序設計或電路設計中加以體現。而對于多路安全檢測功能，則需要多路安全檢測能夠獨立地起作用。任意一路起作用，都能停止設備運行或做出保護動作。

程序設計完成之后，需要單獨的測試程序以檢測這些功能是否具備，同時還要測試程序保護功能失效后電氣保護裝置能否發揮作用。

程序設計

以下介紹程序架構的設計。

1、初始化設備參數

圖1是一個簡單的堆垛機程序設計流程圖。在程序的起始部分需要初始化設備參數，如本設備是屬于第幾號設備，位于幾號站點，本設備的定位方式、定位精度要求等，這樣可以對所有設備用同一套程序配置不同的參數。程序模塊標準化有利于堆垛機的快速調試，也適用于其他類程序的編寫。

2、讀取輸入和通訊數據

讀取輸入和通訊數據即處理外部的輸入信號、PI設備信號、操作面板數據和接收通訊數據。在此要對易干擾的輸入信號進行抗干擾處理。對于需處理的PI設備數據、操作面板數據和相關通訊站點數據，需要從與設備通訊的數據字節中提取需要的信息，并規范為程序內部數據的格式。

3、選擇操作模塊

數據處理完畢后，根據外部的操作意圖來選擇相應的操作模塊。基本模塊包括手動／維護、半自動、單機自動、聯機自動模塊。在相關模塊中，根據客戶的不同要求，相應的操作模塊所實現的功能也不盡相同。

各模塊中首先要處理的是初始化中間變量。中間變量是各個操作模塊都需要進行寫操作的變量，在相應的操作模塊第一次被調用時，把這些中間變量初始化，可以有效防止在相應操作模塊正在執行時外部切換操作模塊造成的設備意外動作。各個模塊需要根據已經規范好的外部信息來決定設備要執行的動作，并把設備要執行的動作信息寫到相應的設備執行意圖數據區域。

4、根據操作模塊的意圖調用相關模塊

在執行完相關操作模塊之后。需要把設備執行意圖數據區域里面的數據轉換為對外部設備規范的數據格式，并根據相應的通訊要求判斷設備的狀態，把設備的狀態、將要進行的動作意圖等信息傳送給外部通訊設備(操作觸摸屏、上位管理機等)。

5、根據安全要求規范輸出

接下來要根據外部的設備狀態和設備本身對安全的要求級別對輸出數據進行處理。為設備的安全要求而編寫的程序都在這里，這種設計架構可以確保在所有操作方式下都能執行完全相同的安全處理程序。

6、寫輸出和通訊數據

最后把需要輸出的數據直接輸出，并把需要傳送給外部設備的代碼直接傳送出去。

一個好的程序架構能夠保證在設備調試過程中快速找出問題所在，從而加快設備調試時間，節省工期。