自動(dòng)化物流系統(tǒng)在原煙收購環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

盛小賀 楊玉才 張萬全 鄒問 張峻瑜 張維/文

自動(dòng)化物流系統(tǒng)在原煙收購環(huán)節(jié)中的設(shè)計(jì)應(yīng)用

盛小賀 楊玉才 張萬全 鄒問 張峻瑜 張維/文

本文對(duì)曲靖卷煙廠原煙收購環(huán)節(jié)作業(yè)流程和系統(tǒng)特點(diǎn)進(jìn)行分析，并應(yīng)用PLC控制、RFID識(shí)別、自動(dòng)化輸送控制等技術(shù)，采用升降機(jī)、皮帶輸送機(jī)、剔除裝置、電子皮帶秤等設(shè)備構(gòu)建了一套自動(dòng)化物流系統(tǒng)，以解決原煙卸車、取樣、稱重等過程中勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、勞動(dòng)用工較多等問題。

原煙收購、自動(dòng)化物流系統(tǒng)、工商交接

隨著科技進(jìn)步，現(xiàn)有收煙模式存在用工多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低、現(xiàn)場秩序混亂等問題，已經(jīng)無法滿足企業(yè)對(duì)自動(dòng)化、信息化、智能化發(fā)展的要求。為此，本文以曲靖卷煙廠新的技改項(xiàng)目為契機(jī)，在新建收煙大棚內(nèi)構(gòu)建一套科學(xué)合理的自動(dòng)化物流系統(tǒng)。

一、原煙收購自動(dòng)化物流系統(tǒng)作業(yè)流程

該物流系統(tǒng)主要分為卸車區(qū)、輸送取樣區(qū)、自動(dòng)裝框區(qū)、稱重計(jì)量區(qū)、原煙框暫存區(qū)五個(gè)區(qū)域，具體平面布局如圖1。

1.卸車區(qū)

傳統(tǒng)收煙模式存在用工多、作業(yè)效率低等問題

圖1 ： 原煙收購自動(dòng)化物流系統(tǒng)平面布局圖

貨車司機(jī)根據(jù)大屏及廣播通知提示，到指定通道卸貨，貨車開到卸貨平臺(tái)側(cè)面，人工將貨車上的煙包卸到側(cè)邊的伸縮式皮帶輸送機(jī)上（可實(shí)現(xiàn)水平方向的伸縮），該輸送機(jī)一端固定在一臺(tái)升降平臺(tái)裝置上（可實(shí)現(xiàn)垂直方向的升降），煙包通過伸縮式皮帶輸送機(jī)自動(dòng)輸送至升降平臺(tái)，整形后經(jīng)斜坡滑動(dòng)至地面皮帶輸送機(jī)，完成卸車作業(yè)。該系統(tǒng)可同時(shí)實(shí)現(xiàn)根據(jù)卸車過程中的狀態(tài)進(jìn)行水平和垂直兩個(gè)維度的調(diào)整，減少煙葉造碎的同時(shí)，滿足卸車過程的柔性需求。

2.輸送取樣區(qū)

取樣在裝框之前進(jìn)行，貨車司機(jī)報(bào)到時(shí)通過報(bào)到室的計(jì)算機(jī)隨機(jī)抽取每等級(jí)的取樣煙包數(shù)量及序號(hào)，在卸煙的過程中，按照煙包等級(jí)進(jìn)行卸車，每卸下一個(gè)煙包，輸送機(jī)上的計(jì)數(shù)裝置進(jìn)行自動(dòng)計(jì)數(shù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)煙包序號(hào)。剔除裝置根據(jù)報(bào)到室計(jì)算機(jī)隨機(jī)確定的取樣煙包序號(hào)與計(jì)數(shù)裝置統(tǒng)計(jì)的計(jì)數(shù)序號(hào)進(jìn)行核對(duì)，當(dāng)兩者序號(hào)不一致時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，并將取樣煙包自動(dòng)剔除至取樣區(qū)，兩者序號(hào)一致時(shí)，煙包自動(dòng)放行至后續(xù)工序。取樣人員根據(jù)剔除的樣包按照取樣規(guī)則完成開包取樣、縫包、送至驗(yàn)級(jí)室及縫后煙包搬運(yùn)至輸送機(jī)等系列作業(yè)。

3.自動(dòng)裝框區(qū)

自動(dòng)裝框裝置根據(jù)皮帶輸送機(jī)的來料情況進(jìn)行自動(dòng)裝箱作業(yè)，按照每個(gè)煙框裝16個(gè)煙包，每層裝4個(gè)煙包進(jìn)行分層鋪設(shè)裝框。裝滿后由叉車將實(shí)煙框叉送至稱重平臺(tái)。并從空煙框暫存區(qū)叉取空煙框進(jìn)行空煙框補(bǔ)給。在裝框時(shí)應(yīng)注意1個(gè)煙筐內(nèi)只能有1個(gè)等級(jí)的煙包，1筐裝不下可以分多個(gè)筐，不允許將多個(gè)等級(jí)的煙包裝在1個(gè)煙筐內(nèi)。

4. 稱重計(jì)量區(qū)

裝框完畢的實(shí)煙框，由叉車叉送至稱重平臺(tái)進(jìn)行稱重（平臺(tái)上設(shè)置RFID寫入裝置）。計(jì)算機(jī)將重量、煙葉等級(jí)、產(chǎn)地等信息寫入煙框底部的RFID標(biāo)簽中，同時(shí)將該信息上傳至上位服務(wù)器平臺(tái)以便于煙框信息的跟蹤和追溯。

5.煙框暫存區(qū)

本區(qū)域用于存放空煙框及裝完的實(shí)煙框，起到物料暫存、周轉(zhuǎn)的作用。

二、關(guān)鍵技術(shù)介紹

1.PLC控制技術(shù)

可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運(yùn)算操作的工業(yè)控制裝置，采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械生產(chǎn)過程，具有適應(yīng)性強(qiáng)、設(shè)計(jì)簡單、便于操作等特點(diǎn)。

2.輸送機(jī)變頻技術(shù)

該系統(tǒng)采用輸送機(jī)變頻技術(shù)，根據(jù)每條皮帶的長度，配備不同功率的電機(jī)。不但能實(shí)現(xiàn)每個(gè)輸送帶分段的停止和啟動(dòng)，還可以獨(dú)立調(diào)節(jié)每段輸送帶的傳輸速度，而且采用軟啟動(dòng)方式，把電機(jī)損耗降到最低。由于可以根據(jù)需要控制系統(tǒng)各個(gè)輸送帶分段的運(yùn)行，不需要全部輸送帶滿功率運(yùn)轉(zhuǎn)，因此可以有效降低電能損耗；另外，采用變頻控制器控制方式，可提高煙包在輸送機(jī)上運(yùn)行的穩(wěn)定性。

3.紅外感應(yīng)計(jì)數(shù)技術(shù)

利用紅外對(duì)射管作為計(jì)數(shù)傳感器，當(dāng)有煙包通過時(shí)，光被遮擋住，接收模塊輸出一個(gè)高電平脈沖，對(duì)此脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)物體數(shù)目的統(tǒng)計(jì)。運(yùn)用中斷等手段，將紅外接收電路與計(jì)數(shù)電路相連，計(jì)數(shù)輸出端與數(shù)碼管相連，由數(shù)碼管的變化顯示數(shù)目。

4 .RFID自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

RFID是無線射頻識(shí)別技術(shù)的簡稱，是一種通過電磁感應(yīng)或電磁傳播方式，使用讀寫設(shè)備非接觸地對(duì)電子標(biāo)簽進(jìn)行寫入或讀取ID信息的技術(shù)。RFID技術(shù)不僅具有非接觸性、穿透能力強(qiáng)、識(shí)讀距離遠(yuǎn)、環(huán)境適應(yīng)性好、可多標(biāo)簽同時(shí)識(shí)讀的特點(diǎn)，而且信息存儲(chǔ)量大、數(shù)據(jù)可改寫，對(duì)于煙框信息的跟蹤、處理具有較強(qiáng)的適用性。

三、系統(tǒng)特點(diǎn)

煙葉收購自動(dòng)化物流系統(tǒng)是一套集計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、射頻技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)等為一體的自動(dòng)收購系統(tǒng)，通過硬件設(shè)備與基礎(chǔ)軟件的配套使用，采用自動(dòng)機(jī)械傳送代替人工運(yùn)輸，煙葉在線自動(dòng)裝框，形成特有的流水線收購工作方式。與傳統(tǒng)的原煙收購相比，本物流系統(tǒng)具有如下特點(diǎn)：

1.傳統(tǒng)收煙模式往往將煙包直接從貨車上丟在貨位或地上，裝載煙包的貨車最高處距離地面有4m左右，直接丟下原煙造碎較嚴(yán)重。本物流系統(tǒng)采用伸縮式皮帶輸送機(jī)、升降裝置和斜坡緩下的模式，避免了卸煙過程中產(chǎn)生的煙葉造碎現(xiàn)象，保證了煙葉內(nèi)在品質(zhì)。

2.煙葉收購自動(dòng)物流系統(tǒng)通過自動(dòng)化物流設(shè)備的使用，代替了傳統(tǒng)的人工搬運(yùn)、稱重、裝框等工作，能夠減少抬煙用工，降低煙葉收購勞動(dòng)強(qiáng)度，提高收購效率，縮短收購周期，降低收購環(huán)節(jié)的人工成本和管理成本。

3.煙葉收購自動(dòng)物流系統(tǒng)使用新型紅外感應(yīng)技術(shù)，通過與報(bào)到室自動(dòng)形成的樣包序號(hào)進(jìn)行核對(duì)取樣，可實(shí)現(xiàn)取樣環(huán)節(jié)全自動(dòng)運(yùn)行，無需人工干預(yù)，降低取樣人員工作強(qiáng)度的同時(shí)還能有效地杜絕煙葉收購環(huán)節(jié)的“人情煙”、“關(guān)系煙”等不正之風(fēng)，確保收購環(huán)節(jié)的“公正、公平、公開”。

4.煙葉收購自動(dòng)物流系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、RFID自動(dòng)識(shí)別等技術(shù)減少了傳統(tǒng)的單據(jù)生成、傳遞、人工審核等環(huán)節(jié)，避免了信息在傳遞過程中的失真、丟失等問題，實(shí)現(xiàn)了煙包信息全過程跟蹤追溯管理，提高信息化管理水平。

5.煙葉收購自動(dòng)物流系統(tǒng)的應(yīng)用，有效利用作業(yè)面積，使收煙流程更加順暢，物流布局更加合理，同時(shí)還解決了收煙環(huán)節(jié)現(xiàn)場秩序混亂等問題，有利于推動(dòng)現(xiàn)場5S管理，進(jìn)而改善工作環(huán)境。

四、結(jié)論

通過對(duì)原煙收購環(huán)節(jié)自動(dòng)化物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，本系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化了原煙收購環(huán)節(jié)的作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的過程控制，提高了信息化管理水平，對(duì)于保證煙葉品質(zhì)、改善現(xiàn)場秩序、降低人工成本、提高工作效率等具有較大的促進(jìn)作用。另外，本系統(tǒng)具有較強(qiáng)的可操作性，對(duì)于推動(dòng)煙草行業(yè)在原煙收購環(huán)節(jié)的優(yōu)化改進(jìn)具有較好的實(shí)用和推廣價(jià)值。

作者單位為紅云紅河煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司曲靖卷煙廠