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激光测距仪在岸边集装箱起重机防撞系统上的应用

时间:2023-07-10 23:19:21

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激光测距仪在岸边集装箱起重机防撞系统上的应用

1 引言

岸边集装箱起重机(以下简称岸桥)作业时,由于其体积庞大且驾驶室离地面较高,导致司机视线不佳,同时司机的注意力高度集中于吊具(集装箱)的升降和对位上,容易忽视其他方向的危险。为了保证岸桥的安全运行,防止意外碰撞事故发生,需要设置防撞装置。

岸桥的防撞保护主要包括岸桥间的防撞和大梁防撞等。岸桥之间的防撞保护主要包括减速检测限位和停止限位。常规减速检测通常采用光电限位或超声波传感器进行检测。停止限位通常采用机械防撞装置,利用一台岸桥大车限位开关与相邻岸桥上安装的限位撞杆相撞,使该大车无法继续向另一台机动作。传统的岸桥大梁防撞采用钢丝绳防撞,在前大梁两边分别安装张紧架,用防撞钢丝绳带动端部限位挡块,从而实现接触式防撞。

商鞅变法的内容涉及政治、经济、军事、社会和文化等相关方面。主要围绕着两条主线展开:一是废除旧的贵族领主制,将秦国建成封建地主制的中央集权国家;二是推行奖励农战政策,发展农业生产,富国强兵。商鞅变法中涉及财政经济改革主要包括:

随着集装箱起重机技术的发展,岸桥大车的速度越来越快,传统的限位接触式防撞已不能提供可靠的安全保护。光电限位和超声波传感器易受环境影响导致误动作。激光测距仪具有设备安装简单、测量距离远、抗干扰能力强、定位精度高强等特点。因此基于激光的岸桥防撞系统,可以准确获取当前岸桥、船舶、作业区障碍物的信息,通过可编程逻辑控制器(PLC)编程控制岸桥的动作,有效降低司机误操作而造成的设备相撞事故概率,实现效率与安全的有效结合[1]。本文以PSA新加坡岸桥项目上采用的SICK激光测距仪为例,介绍激光测距仪在岸桥防撞系统上的应用。

2 岸桥激光防撞系统组成

激光防撞系统由电源、激光测距仪、PLC控制器组成。激光测距仪通过对绞屏蔽电缆,采用串口RS422通讯方式与PLC控制器进行数据交换。激光测距仪在设定范围内遇到障碍物时,系统通过输出变量对PLC自动进行岸桥的分级速度控制,从而防止设备之间的意外碰撞。

PSA新加坡项目岸桥之间的激光防撞采用Sick DS500-P211激光测距仪。主要技术参数为:①测量范围0.2~30 m;②测量精确度±3 mm;③电源电压10~30 V DC;④响应时间250 ms;⑤分辨率1 mm;⑥最大检测距离30 m;⑦工作环境温度-40~50℃;⑧防护等级IP65;⑨光束在反射板上呈现的最大直径为45 mm(30 m时)。

该激光测距仪接线方式见图1。

神经纤维瘤病2型新突变位点分析(附1例报告)… ……………………… 俞立强,蒋觉安,蒋建华,等 288

图1 DS500激光测距仪接线图

该项目大梁激光防撞采用SICK LMS511-11100激光测距仪。主要技术参数为:①测量范围0.7~80 m;②测量精确度±50 mm(20~30 m);③扫描角度190°;④电源电压24 V DC±20%;⑤响应时间13 ms;⑥分辨率0.25°、0.5°、1°;⑦最大检测距离80 m;⑧扫描频率25~75 Hz;⑨工作环境温度-30~50℃;⑩防护等级IP67。

LMS511的电源接线图见图2。LMS511与PLC的RS422接线图见图3。

图2 LMS511电源接线图

图3 LMS511与PLC的RS422接线图

3 岸桥间的激光防撞

Sick DS500最大有效检测距离30 m,可以满足岸桥之间防撞的距离要求。传感器有Q1、Q2两个输出信号。岸桥间防撞示意图见图4。

1.2.4 将护理人员的护理风险意识不断强化 对不良安全时间进行报告,将护理过程中的不良事件进行总结,组织护理人员定期开展讨论,对护理风险事件和纠纷进行分析,对紧急情况进行护理,同时,使用各种方式来进行患儿安全教育。

减速距离按照大车速度46 m/min、减速时间10 s、进入减速区速度限制为全速的10%来计算,计算公式如下:

a=(V0-Vf)/t

S=V0×t-1/2×a×t2

图4 岸桥间激光防撞示意图

式中,a为减速度;V0、Vf为初速度和末速度;S为减速距离;t为减速时间。

计算可得S=4.216 7 m。考虑到2台岸桥同时全速相向而行,则X=2S=8.433 4 m,故设置减速距离Q1=8.4334+0.75×2=9.933 4≈10 m,停止距离Q2=2.5 m。

4 岸桥大梁激光防撞

4.1 激光测距仪安装

SICK LMS511系列激光测距仪的扫描角度可以达到190°,最大有效距离80 m。传感器利用激光以一定速率旋转形成一个扇形扫描面域,在这个面域内设置保护区域,可以同时设置最多3个保护区,分别进行防护。传感器安装在大梁中部,充分使用传感器的有效扫描距离。具体工作区域设置见图5。

图5 前大梁激光防撞示意图

为了防止强光、降雨、阳光直射对LMS的干扰,在安装LMS511时,还需要加装防护罩。安装方式采用角度安装(见图6),与平行安装相比,角度安装可以利用扇形扫描区域,不仅对水平方向进行防撞保护,同时对垂直方向也起到一定的防撞保护,且不会出现对射的干扰问题。

尺寸:Ø1.0 m×1.1 m。停留时间,40 min。用来储存物化处理的出水,保证生化处理系统进水的稳定。

图6 角度安装示意图

4.2 减速及停止距离的设定

大梁防撞激光测距仪减速距离按照大车速度46 m/min、减速时间10 s、进入减速区速度限制为全速的10%来计算,公式如下:

a=(V0-Vf)/t

S=V0×t-1/2×a×t2

式中,a为减速度;V0、Vf为初速度和末速度;S为减速距离;t为减速时间。

公司采购处理速度快的计算机设备(每台设备8千元),机器设备估计使用寿命6年,办公设备及装潢使用寿命为5年,期末无残值,按直线折旧法计算。

计算可得S=4.216 7 m。设停止距离为1.25 m,传感器安装在大梁结构外侧0.75 m、高度0.8 m的位置,根据图7所示,可以计算出角度安装时测距仪设定的减速、停止区域。

激光测距仪停止区域X=3.305 5≈3.3 m;tanθ=1.25/3.06;θ=tan-10.408 5=22.22°;Y=4.216 7/sinθ=4.216 7/0.378=11.15 m。故设置激光测距仪减速区域X+Y=3.3+11.15=14.45 m。

图7 传感器角度安装保护区域示意图

4.3 系统应用

SICK511激光测距仪的调试和参数设置一般通过扫描仪的Terminal端口进行。也就是通过以太网和PC机连接。LMS511的出厂IP一般设置为192.168.0.1,当通过以太网连接PC时,PC的IP段必须与LMS511的IP段相同,但IP不能相同。在LMS511正常连接到PC后,打开SOPAS软件对其进行连接。

首次登陆SOPAS,软件默认操作者的权限为“operator”。在此权限下客户可以使用Monitor功能查看目前设备状态,监控测量数据,但无权修改数据。若要对LMS的参数进行修改,进入登陆界面,User level:Authorized Client;Password:client。在此权限下,可根据需求,在SOPAS对LMS参数进行设置。

2.3.4 具体禁忌食物 调查对象认为具体应禁忌的食物为:辛辣食物93.4%、生冷食物89.0%、煎炸食物51.3%、茴香38.9%、花椒37%、味精32.6%、海鲜30.5%、酸味食品19.1%、酱油18.3%、食盐12.7%、水果10.8%、猪肝4.2%、蔬菜3.3%、花生2.7%、豆制品2.1%;年轻女性和婆婆/妈妈在这一问题回答上差异有统计学意义的为辛辣食物、水果、蔬菜、煎炸食物、味精、花椒(P<0.05),其中4.2%的年轻女性、15.8%的婆婆/妈妈认为应禁忌水果,0.5%的年轻女性、5.5%的婆婆/妈妈认为应禁忌蔬菜,其余四项均为婆婆/妈妈认为应禁忌的比例高于年轻女性。

LMS511的区域保护功能也通过SOPAS软件设置来实现进出入监控、报警、减速、防撞等功能。

表1中列出了一组不同制备条件的样品,其中A1~A6用于研究不同温度下纳米线的表面形貌;A7采用了厚度减薄的催化剂薄膜,研究催化剂厚度对纳米线生长的影响;表2中列出的样品采用了两步法制备准有序的氮化镓纳米线。

在Digital outputs中设置LMS511激光测距仪给PLC的输出信号,其中Output 1为停止信号;Output 2为报警信号(当LMS511前镜受到污染不能工作时可以自动发出报警信号);Output 3为减速信号。当系统设备上电后,激光测距仪便会自动运行,实时获取数据信息并给PLC信号,实现岸桥大车的防撞保护和智能减速功能。

5 激光防撞系统特点

(1)设备安装简单,盲区小,可维护性强,无须安装反射板等辅助设备。

(2)测量距离远,响应速度快。DS500最大测量距离30 m,相应时间250 ms;LMS511最大测量距离80 m,响应时间为13 ms。

(3)抗干扰能力强。激光具有单色亮度高的特性,排除杂光与电磁干扰较为容易,同时雨和雾穿透能力也优于超声波。

呼吸系统包括呼吸道(鼻腔、咽、喉、气管、支气管)和肺。在呼吸系统感染的疾病中,“肺炎”只是患病部位最深的一种,而不一定是疾病病情最重的一种。

(4)精度高。DS500激光测距仪的测量精度为±3 mm。LS511激光测距仪当检测物体在1~10 m时,测量误差为±25 mm;当检测物体在10~20 m时,测量误差为±35 mm;当检测物体在20~30 m时,测量误差为±50 mm。

6 结语

基于激光测距仪的岸桥防撞系统已成功应用到PSA新加坡等多个项目上。经长期使用,设备安全可靠、故障率低、维修方便,可有效防止设备相撞事故的发生,提高岸桥的作业效率。

参 考 文 献

[1] 张志勇,应俊,刘影.基于激光的集装箱防撞系统[J].集装箱化,,26(11):18-21.

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