张海军++曹乐
中图分类号：U653.921 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）12-0364-01
一、开发背景
主要针对在堆场内，在起重机起带箱或者不带箱时，起升未到足够高度的情况下，动小车，从而造成吊具撞翻前后邻近的集装箱的问题，通过实时进行扫描小车前后方集装箱高度和位置，控制小车速度和停止以实现防撞保护。具有重大安全意义，能避免此类事故引起的重大经济损失。
二、系统概述和组成
1.激光防打保龄系统（型号：LMS-211/LMS-511）是集装箱起重机安全吊装集装箱的新一代安全防护装置。安装本产品的集装箱起重机可有效提高吊箱的安全性，杜绝了在吊装集装箱过程中可能发生的碰箱事故。本系统由一台控制器（安装于室内）及两台激光传感器（安装于室外）组成。
型号：控制器 ciu：研华紧凑型工业机。
操作系统：linux
开发语言：C
Sick传感器： lms 211或lms511 RS422或以太网通讯
* 控制器供电：DC 24V，电流500 mA
* 控制器尺寸：400×300×200 （单位： mm）
* 控制器安装方式：挂壁式安装
* 控制器工作温度：-20 ～ +50℃
* 激光传感器（2台）供电：DC24V，电流6A；
* 激光传感器防护等级：IP67
* 激光传感器工作温度：-30 ～ +50℃
2.系统结构
系统指标：
（1）在吊具闭锁状态下，吊具所吊集装箱与堆放场地内集装箱可能发生碰撞事故时，本系统向该吊机PLC发出警示、减速、停止信号；
（2）在吊具开锁状态下，吊具自身与堆放场地内集装箱可能发生碰撞事故时，本系统向该吊机PLC发出警示、减速、停止信号；
（3）本系统与吊机PLC之间可定时检测双方通讯线路的通断情况；
（4）本系统可实时检测激光传感器的状态，如有故障，会实时通知吊机PLC
（5）本系统适用外部箱高2.9米以下集装箱作业环境，不适用专用集装箱、特种集装箱作业环境。
（6）本系统只对一层以上集装箱进行碰撞防护；
本系统内部有日志文件记录本系统的报警及故障信息；
本系统在正常工作过程中，无需吊机司机的任何操作干预；
（7）本系统激光传感器需进行定期进行日常维护，主要是用软布擦拭镜头上的灰尘和污物
3.安装方式和通讯要求
（1）安装位置与吊具最外侧之间的水平距离应不大于1.5米；安装位置应处在吊具上下侧范围内；
（2）激光传感器应平行于地面安装，并保证在以传感器为圆心向下100度范围内，除堆场内集装箱外不能检测到任何物体；
（3）激光传感器扫描方向应与小车运行方向平行。
（4）激光传感器上标有字母 “sick”，安装方向应让2台传感器字母S分别朝起重机机外侧。（根据传感器扫描范围设定的要求来考虑安装方式）
（5）通讯电缆的敷设的要求：
本系统控制器与吊机PLC之间RS232通讯电缆1根（3芯以上，1平方），走线距离必须小于10米。本系统控制器与每台激光传感器之间通讯电缆1根（4芯以上、1平方，带屏蔽层），两者之间电缆走线距离应小于50米。
三、工作原理
在起重机闭锁带箱后，通过前后2个sick激光传感器扫描前后方的箱子
轮廓，得到激光直线距离的数据，然后传给控制器处理，处理器根据采样角度（本系统激光点采样角度0.25度）和距离计算出箱子的高度，和小车位置，也就是前后方箱子的 X，Y 坐标值。X= L SINθ，Y=L COSθ。L是激光器测距后反馈数据，
再根据从plc里读取的起升，小车位置，判断起升高度是否够如果不够的话，小车减速，在停止保护区内高度依然不足，小车停止运行。并发出声音报警。
四、传感器设置和plc通讯内容
1.Lms 211的参数配置。
2.本系统控制器ciu与吊机电气系统PLC通过串口RS232方式进行数据通讯。其中，通信波特率设为38400bps，8位数据位，1位停止位，偶校验方式。
通讯内容：
五、使用注意事项
1、吊机PLC收到警示信号后，控制司机台蜂鸣器鸣响0.5秒；吊机PLC收到减速信号后，会将小车最高运行速度限定在10%～30%之间；如吊机PLC收到停止信号后，会控制小车运行停止，但不影响吊具的起升速度。此时，司机必须将控制小车运行的控制手柄归零后，才能再次控制小车运行。
2、本系统会实时将自身各类故障信息发送到吊机PLC系统指定地址中。吊机系统必须含有本系统故障报警、复位及故障旁路功能；本系统自身发生故障时，会及时通知吊机PLC系统。吊机系统收到本系统发送的信号，应及时提醒司机本系统故障（振华方在司机控制台上预留指示灯），必要时对本系统做旁路处理（振华在司机控制台上预留旁路开关）。
3.考虑司机挖箱作业情况，小车要在箱区里来回点动对箱或放箱，由于安全高度肯定不足，系统会发出报警和停止命令，这样无法做业。本系统允许小车停止信号发出后，且手柄回零后，允许再次动小车，每次只能移动10cm。（根据实际情况可调整）
六、测试及使用情况
经过严格的带箱测试，对起重机的安全操作带了保证。码头撞箱事故率大大下降，司机疲劳程度下降。使用情况表明该系统控制简单新颖，工作稳定，便于维护。
七、维护指导
使用该系统前仔细阅读手册
严禁高温，传感器不得进水
控制器电源24v，如对控制器维护需断开电源。
激光器镜头保持清洁，并定期清理，用柔软的布擦拭激光镜头。
如果激光传感器连接口指示灯不亮，请检查激光传感器供电线路是否正常，检查激光传感器通数据讯线路是否正常。
如果电源指示灯不亮，请检查电源开关和线路。
