盛小賀 楊玉才 張萬全 鄒問 張峻瑜 張維/文

自動化物流系統(tǒng)在原煙收購環(huán)節(jié)中的設計應用

盛小賀 楊玉才 張萬全 鄒問 張峻瑜 張維/文

本文對曲靖卷煙廠原煙收購環(huán)節(jié)作業(yè)流程和系統(tǒng)特點進行分析，并應用PLC控制、RFID識別、自動化輸送控制等技術，采用升降機、皮帶輸送機、剔除裝置、電子皮帶秤等設備構建了一套自動化物流系統(tǒng)，以解決原煙卸車、取樣、稱重等過程中勞動強度大、效率低、勞動用工較多等問題。

原煙收購、自動化物流系統(tǒng)、工商交接

隨著科技進步，現(xiàn)有收煙模式存在用工多、勞動強度大、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)對自動化、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目為契機，在新建收煙大棚內構建一套科學合理的自動化物流系統(tǒng)。

一、原煙收購自動化物流系統(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)、自動裝框區(qū)、稱重計量區(qū)、原煙框暫存區(qū)五個區(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 ： 原煙收購自動化物流系統(tǒng)平面布局圖

貨車司機根據(jù)大屏及廣播通知提示，到指定通道卸貨，貨車開到卸貨平臺側面，人工將貨車上的煙包卸到側邊的伸縮式皮帶輸送機上（可實現(xiàn)水平方向的伸縮），該輸送機一端固定在一臺升降平臺裝置上（可實現(xiàn)垂直方向的升降），煙包通過伸縮式皮帶輸送機自動輸送至升降平臺，整形后經(jīng)斜坡滑動至地面皮帶輸送機，完成卸車作業(yè)。該系統(tǒng)可同時實現(xiàn)根據(jù)卸車過程中的狀態(tài)進行水平和垂直兩個維度的調整，減少煙葉造碎的同時，滿足卸車過程的柔性需求。

2.輸送取樣區(qū)

取樣在裝框之前進行，貨車司機報到時通過報到室的計算機隨機抽取每等級的取樣煙包數(shù)量及序號，在卸煙的過程中，按照煙包等級進行卸車，每卸下一個煙包，輸送機上的計數(shù)裝置進行自動計數(shù)，統(tǒng)計每個煙包序號。剔除裝置根據(jù)報到室計算機隨機確定的取樣煙包序號與計數(shù)裝置統(tǒng)計的計數(shù)序號進行核對，當兩者序號不一致時，產(chǎn)生報警信號，并將取樣煙包自動剔除至取樣區(qū)，兩者序號一致時，煙包自動放行至后續(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、送至驗級室及縫后煙包搬運至輸送機等系列作業(yè)。

3.自動裝框區(qū)

自動裝框裝置根據(jù)皮帶輸送機的來料情況進行自動裝箱作業(yè)，按照每個煙框裝16個煙包，每層裝4個煙包進行分層鋪設裝框。裝滿后由叉車將實煙框叉送至稱重平臺。并從空煙框暫存區(qū)叉取空煙框進行空煙框補給。在裝框時應注意1個煙筐內只能有1個等級的煙包，1筐裝不下可以分多個筐，不允許將多個等級的煙包裝在1個煙筐內。

4. 稱重計量區(qū)

裝框完畢的實煙框，由叉車叉送至稱重平臺進行稱重（平臺上設置RFID寫入裝置）。計算機將重量、煙葉等級、產(chǎn)地等信息寫入煙框底部的RFID標簽中，同時將該信息上傳至上位服務器平臺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煙框，起到物料暫存、周轉的作用。

二、關鍵技術介紹

1.PLC控制技術

可編程控制器(PLC)是一種數(shù)字運算操作的工業(yè)控制裝置，采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械生產(chǎn)過程，具有適應性強、設計簡單、便于操作等特點。

2.輸送機變頻技術

該系統(tǒng)采用輸送機變頻技術，根據(jù)每條皮帶的長度，配備不同功率的電機。不但能實現(xiàn)每個輸送帶分段的停止和啟動，還可以獨立調節(jié)每段輸送帶的傳輸速度，而且采用軟啟動方式，把電機損耗降到最低。由于可以根據(jù)需要控制系統(tǒng)各個輸送帶分段的運行，不需要全部輸送帶滿功率運轉，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上運行的穩(wěn)定性。

3.紅外感應計數(shù)技術

利用紅外對射管作為計數(shù)傳感器，當有煙包通過時，光被遮擋住，接收模塊輸出一個高電平脈沖，對此脈沖進行計數(shù)，從而實現(xiàn)對物體數(shù)目的統(tǒng)計。運用中斷等手段，將紅外接收電路與計數(shù)電路相連，計數(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自動識別技術

RFID是無線射頻識別技術的簡稱，是一種通過電磁感應或電磁傳播方式，使用讀寫設備非接觸地對電子標簽進行寫入或讀取ID信息的技術。RFID技術不僅具有非接觸性、穿透能力強、識讀距離遠、環(huán)境適應性好、可多標簽同時識讀的特點，而且信息存儲量大、數(shù)據(jù)可改寫，對于煙框信息的跟蹤、處理具有較強的適用性。

三、系統(tǒng)特點

煙葉收購自動化物流系統(tǒng)是一套集計算機應用技術、射頻技術和自動化控制技術等為一體的自動收購系統(tǒng)，通過硬件設備與基礎軟件的配套使用，采用自動機械傳送代替人工運輸，煙葉在線自動裝框，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：

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重。本物流系統(tǒng)采用伸縮式皮帶輸送機、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，保證了煙葉內在品質。

2.煙葉收購自動物流系統(tǒng)通過自動化物流設備的使用，代替了傳統(tǒng)的人工搬運、稱重、裝框等工作，能夠減少抬煙用工，降低煙葉收購勞動強度，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.煙葉收購自動物流系統(tǒng)使用新型紅外感應技術，通過與報到室自動形成的樣包序號進行核對取樣，可實現(xiàn)取樣環(huán)節(jié)全自動運行，無需人工干預，降低取樣人員工作強度的同時還能有效地杜絕煙葉收購環(huán)節(jié)的“人情煙”、“關系煙”等不正之風，確保收購環(huán)節(jié)的“公正、公平、公開”。

4.煙葉收購自動物流系統(tǒng)應用計算機網(wǎng)絡、RFID自動識別等技術減少了傳統(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.煙葉收購自動物流系統(tǒng)的應用，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，有利于推動現(xiàn)場5S管理，進而改善工作環(huán)境。

四、結論

通過對原煙收購環(huán)節(jié)自動化物流系統(tǒng)的設計應用，本系統(tǒng)進一步優(yōu)化了原煙收購環(huán)節(jié)的作業(yè)流程，實現(xiàn)了自動化的過程控制，提高了信息化管理水平，對于保證煙葉品質、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作用。另外，本系統(tǒng)具有較強的可操作性，對于推動煙草行業(yè)在原煙收購環(huán)節(jié)的優(yōu)化改進具有較好的實用和推廣價值。

作者單位為紅云紅河煙草（集團）有限責任公司曲靖卷煙廠