煙草生產(chǎn)企業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)探討

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，企業(yè)逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，而生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化是企業(yè)發(fā)展現(xiàn)代化的基石。對(duì)于煙草企業(yè)更是如此，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化控制對(duì)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展起著重要的作用。在煙草行業(yè)中，自動(dòng)化控制技術(shù)的引入可以提升煙草的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。文章就煙草生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則以及生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化應(yīng)用兩方面展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：煙草；自動(dòng)化；技術(shù)

目前，在我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展中，煙草行業(yè)的發(fā)展占據(jù)主要地位。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，我國(guó)煙草行業(yè)的發(fā)展面臨越來(lái)越多的挑戰(zhàn)。有些企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)低，信息化技術(shù)薄弱導(dǎo)致收益不容樂(lè)觀，致使經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯后。為了提升煙草行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)水平，企業(yè)需要打破傳統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)模式；提升技術(shù)水平，對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行改造和整合，進(jìn)而使得企業(yè)可以在煙草行業(yè)中站穩(wěn)腳跟，提升其整體實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力。

1 煙草生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)計(jì)原則

要讓煙草企業(yè)的生產(chǎn)總體水平得以提升，其技術(shù)水平必須得到提升，煙草生產(chǎn)的自動(dòng)化設(shè)計(jì)需要遵循三個(gè)原則，分別為開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化，靈活性與擴(kuò)展性以及可靠性與易操作性。

1.1 開(kāi)放性和標(biāo)準(zhǔn)化

在對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要借鑒多個(gè)產(chǎn)品的先進(jìn)性，根據(jù)其優(yōu)點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行互補(bǔ)，不要對(duì)某一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)生過(guò)分的依賴(lài)心理。同時(shí)要結(jié)合實(shí)際的需求設(shè)計(jì)合適的操作系統(tǒng)和硬件配置，保持規(guī)范性，在用戶(hù)的體驗(yàn)上要實(shí)現(xiàn)信息的互通。

1.2 靈活性與擴(kuò)展性

自動(dòng)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要使其具有較高的靈活性和擴(kuò)展能力，研發(fā)人員要使得設(shè)計(jì)成果能被廣泛應(yīng)用，即可以和不同的生產(chǎn)人員相適應(yīng)，此外，還要為系統(tǒng)功能的擴(kuò)展提供空間，使系統(tǒng)可以方便快速進(jìn)行擴(kuò)展。

1.3 可靠性與易操作性

自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是確保其運(yùn)行的穩(wěn)定性和易操作性，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要圍繞可靠性進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，保證每個(gè)模塊良性運(yùn)行。由于自動(dòng)化系統(tǒng)是為了提高生產(chǎn)效率，減少人員使用，所以，其操作方法要進(jìn)行簡(jiǎn)化，保證工人可以熟練掌握其應(yīng)用。

2 煙草生產(chǎn)過(guò)程中的自動(dòng)化控制結(jié)構(gòu)

在當(dāng)前的煙草生產(chǎn)企業(yè)中，可以根據(jù)邏輯層次來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的劃分，作者就設(shè)備控制層、集中控制層以及數(shù)據(jù)管理層為層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行探討。不同的層次之間具有著緊密的承接順序，通過(guò)和諧恰當(dāng)?shù)墓餐\(yùn)行才能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、高效的自動(dòng)化生產(chǎn)控制。

設(shè)備控制層應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的工藝流程，進(jìn)行子系統(tǒng)劃分，以數(shù)據(jù)總線方式進(jìn)行主站和分散設(shè)備的信息通信。系統(tǒng)總線可以由電控元件、傳感器、執(zhí)行器、網(wǎng)絡(luò)模塊等組成，可以由主站進(jìn)行設(shè)備的參數(shù)調(diào)整或其他指令的下發(fā)，極大地降低了人工運(yùn)行維護(hù)成本。集中控制層作為中間層次則為人機(jī)交互提供平臺(tái)，將工控機(jī)作為系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集及存儲(chǔ)器，以計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)階段的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控并可以隨時(shí)將生產(chǎn)信息輸出或打印出來(lái)。數(shù)據(jù)管理層是主要完成的生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理，因此需要配置性能較高的服務(wù)器，并做到服務(wù)器的長(zhǎng)期穩(wěn)定性運(yùn)轉(zhuǎn)。

在圖1中，數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是系統(tǒng)中各項(xiàng)數(shù)據(jù)處理的核心單元，通過(guò)中心交換機(jī)完成控制器、設(shè)備坐席和生產(chǎn)坐席的鏈接控制。生產(chǎn)信息可以在大屏幕顯示器上展示出來(lái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。

3 煙草生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化應(yīng)用

在21世紀(jì)，自動(dòng)化的發(fā)展為工業(yè)生產(chǎn)水平的提升帶來(lái)了革命性的變化，這使得我國(guó)的工業(yè)結(jié)構(gòu)得以改變，經(jīng)濟(jì)水平得以提升，在煙草生產(chǎn)的自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，要通過(guò)各個(gè)部分之間的協(xié)調(diào)配合，實(shí)現(xiàn)煙草在整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化控制，從而極大的提升煙草的生產(chǎn)效率。

3.1 生產(chǎn)指揮系統(tǒng)

生產(chǎn)指揮系統(tǒng)其作用是在產(chǎn)品的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的記錄和處理，對(duì)生產(chǎn)活動(dòng)的優(yōu)化有極大作用。這一系統(tǒng)的應(yīng)用，使得產(chǎn)品參數(shù)如果發(fā)生變化，指揮人員能及時(shí)作出反應(yīng)，這樣，可以減少生產(chǎn)過(guò)程中造成的不必要的損失。此外，國(guó)際協(xié)會(huì)還提出實(shí)施生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，這一標(biāo)準(zhǔn)融合了國(guó)內(nèi)煙草行業(yè)的特點(diǎn)，包含許多知名企業(yè)的工作進(jìn)展，對(duì)其核心的功能進(jìn)行了優(yōu)化，例如，數(shù)據(jù)如何處理，如何對(duì)工廠實(shí)行具體的監(jiān)控等等。這一系統(tǒng)的研發(fā)，使得企業(yè)找到了查詢(xún)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的工具，能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃，對(duì)車(chē)間的生產(chǎn)有極大的幫助。企業(yè)安裝了這個(gè)系統(tǒng)后，可以快速反應(yīng)生產(chǎn)的以外情況，為改良生產(chǎn)技術(shù)提供了技術(shù)上的支持，同時(shí)，企業(yè)在制定相關(guān)的管理機(jī)制時(shí)也有數(shù)據(jù)可查，是企業(yè)管理的有利保障。這一系統(tǒng)可以解決生產(chǎn)者最關(guān)心的問(wèn)題，如生產(chǎn)計(jì)劃的實(shí)施情況，突發(fā)變故，產(chǎn)品質(zhì)量的跟蹤等。這些問(wèn)題是煙草生產(chǎn)中最為重要的問(wèn)題，生產(chǎn)者解決了以上問(wèn)題，即可大幅提升生產(chǎn)效率。

3.2 倉(cāng)庫(kù)立體化系統(tǒng)

倉(cāng)庫(kù)的管理是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，如果完全由人工管理，則會(huì)浪費(fèi)很多的人力物力，同時(shí)也很容易造成錯(cuò)誤，進(jìn)而造成不必要的損失。倉(cāng)庫(kù)立體化系統(tǒng)，包括條形碼的使用，信息的傳輸識(shí)別，無(wú)線數(shù)字傳輸，程序控制編程以及計(jì)算機(jī)管理等。這一技術(shù)的引入，就能有效的節(jié)省人力資源，同時(shí)作業(yè)能力也可以大大提升。使用這一系統(tǒng)，使得倉(cāng)庫(kù)管理效率提升，挑選東西的速度加快。此外，這一系統(tǒng)對(duì)倉(cāng)庫(kù)損耗小，資金可以快速的分配和流通，通過(guò)對(duì)這個(gè)系統(tǒng)的分析可知，立體倉(cāng)庫(kù)和普通倉(cāng)庫(kù)相比具有更優(yōu)越的性能，立體倉(cāng)庫(kù)節(jié)省空間和勞動(dòng)力，同時(shí)存儲(chǔ)量卻是一般倉(cāng)庫(kù)的5倍，對(duì)企業(yè)而言，無(wú)論是空間還是人力，都十分有利。同時(shí)省下的資金，企業(yè)者可以用于其他方面的開(kāi)發(fā)，這對(duì)企業(yè)者而言是極其有利的。圖2是倉(cāng)庫(kù)立體化系統(tǒng)的層次功能分布。

3.3 RFID自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)

RFID技術(shù)，即為無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，其工作原理是通過(guò)電磁感應(yīng)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳播，然后進(jìn)行讀取的過(guò)程。這一系統(tǒng)與條形碼的識(shí)別方式有所不同，條形碼的識(shí)別是采用光學(xué)方式，且為接觸式，而無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)是使用電波的方式，為非接觸式。這一系統(tǒng)和手機(jī)的通訊方式類(lèi)似，不需要其他的因素就可以對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行識(shí)別，穿透力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，傳統(tǒng)的條形碼無(wú)法適應(yīng)惡劣的環(huán)境，往往在惡劣的環(huán)境下就會(huì)喪失其功能，而電子標(biāo)簽可以克服這一缺點(diǎn)。不僅如此，電子標(biāo)簽對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)具有很強(qiáng)大的功能，可以存儲(chǔ)產(chǎn)品的許多相關(guān)信息，這使得無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)在煙草行業(yè)的生產(chǎn)中，原材料的管理，煙草倉(cāng)庫(kù)的管理以及煙草的出廠中起到廣泛的應(yīng)用。

3.4 機(jī)器視覺(jué)技術(shù)

這一技術(shù)是使用機(jī)器人來(lái)代替人力來(lái)進(jìn)行判斷和測(cè)量，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)者往往會(huì)因?yàn)樽陨硪蛩?，例如體力不支，判斷失誤等，使得產(chǎn)品的測(cè)量產(chǎn)生誤差，但是這些失誤通常不會(huì)發(fā)生在機(jī)器人的身上，這就使得使用機(jī)器人相比自然人而言具有極大的優(yōu)勢(shì)。面對(duì)巨大的工作量，機(jī)器人不會(huì)由于疲憊而產(chǎn)生厭倦，同時(shí)機(jī)器人集合了照明，攝像，圖形處理等多種功能于一身，使得機(jī)器人可以不用接觸實(shí)際物品即可進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量的方法主要是利用光譜響應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量的準(zhǔn)確性要比生產(chǎn)者高很多，并且機(jī)器人可以長(zhǎng)時(shí)間工作不需要休息，這也節(jié)約了很多的時(shí)間，可以大幅提升煙草生產(chǎn)的進(jìn)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

自動(dòng)化控制技術(shù)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中最為重要的技術(shù)之一，這一技術(shù)要求系統(tǒng)具有可靠性，靈活性，開(kāi)放性等原則，確保生產(chǎn)者可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的使用，降低設(shè)備的使用難度，使生產(chǎn)效率提升的同時(shí)，可以降低生產(chǎn)成本。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得企業(yè)必須不斷提升技術(shù)水平，企業(yè)若想在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中長(zhǎng)期立于不敗之地，就必須加大經(jīng)濟(jì)投入，降低不必要的人力使用，提升自身產(chǎn)品質(zhì)量，切實(shí)實(shí)施企業(yè)的自動(dòng)化控制技術(shù)，這對(duì)煙草企業(yè)的發(fā)展頗為有益，也必將使得煙草企業(yè)的發(fā)展越走越遠(yuǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：敖永東（1971-），男，漢族，籍貫：重慶豐都，重慶煙草工業(yè)有限責(zé)任公司涪陵卷煙廠，電氣主管，工程師，研究方向：自動(dòng)化控制。