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1、基于PLC的烟草企业自动化物流控制系统Tobacco enterprise logistics automation control system based on PLC专 业：电气工程及其自动化姓 名：指 导 教 师：申请学位级别：学士论文提交日期： 2013年6月10日论文提交日期：天津科技大学摘要随着经济的发展，科技的进步，人们生活水平的不断提高，人们对吸烟与健康问题更加重视，如何提高卷烟产品质量、降低卷烟焦油量、减少吸烟对身体健康的不良影响一直是烟草行业的重要研究内容。以现在国内外的情况看来，基于PLC的自动化物流控制系统对于烟草企业已经越来越重要。其重要意义在于：1保证烟草企业产品
2、的质量。2有助于研究烟草自然醇化的机理和性质。3可以有效地改善企业的生产效率和降低企业的管理难度和一些其他的运营成本，例如人力成本等等。4可以有效地提高生产的安全系数。本研究是针对提高烟草烟草企业的物流控制系统在生产中可以带来的高生产效率。该控制系统分为：数据管理层、集中监控层、过程控制层和设备控制层。该控制系统还包括批次任务管理，集中监控，生产报表和统计，控制设备，保护电机甚至可以在危机是紧急断电，在线诊断，报警，变频控制等很多实用高效的功能。这些功能有利于烟草企业提高生产效率，降低企业的成本，使企业更具备市场竞争力。该系统主控PLC与现场控制站采用分布式I/O结构进行现场通讯，现场控制站分
3、别布置在相应的设备附近，通过星形网络拓扑结构连接工业交换机。现场控制层同时支持串口通讯的PROFIBUS和基于TCP/UDP的PROFINET协议，极大地扩展了系统的灵活性和可靠性，减少了现场电缆的敷设量，降低了建设成本。该系统的主要组成部分包括：储藏室和发酵库温湿度控制系统由：中央控制计算机、无线数据网、工业以太网、大屏显示器、无线ZIGBEE系统、无线检测器（温、湿度传感器）等部分组成。关键词: PLC；物流控制系统；监控ABSTRACTWith the development of economy, the progress of science and technology, the
4、continuous improvement of living standards, people pay more attention to the problem of smoking and health, how to improve the quality of cigarette products, reducing cigarette tar, reduce the adverse effects of smoking on health has been an important part of the tobacco industry. To the present dom
5、estic and foreign situation, logistics automation control system based on PLC has been more and more important for the tobacco enterprises.Because of its important significance: 1 ensure the tobacco enterprise product quality. 2 mechanisms and properties help to study natural alcoholization of tobac
6、co. 3 can effectively improve the production efficiency and reduce the management difficulty and some other operating costs, such as human resource cost etc. 4 can effectively improve the safety factor of production.This study is targeted at high production efficiency improve logistics control syste
7、m of tobacco enterprises in production can be brought. The control system is divided into: data management, centralized monitoring and control layer, process control layer and control layer. The control system also includes a batch task management, centralized monitoring, production reports and stat
8、istics, control equipment, motor protection can even alarm in the crisis emergency power-off, online diagnosis, frequency control, many practical and efficient function. These functions contribute to the tobacco enterprises to improve production efficiency, reduce the cost of enterprises, make enter
9、prises more competitive in the market.The system main control PLC and field control station uses distributed I/O structure site communication, on-site control stations are respectively arranged in the vicinity of the corresponding equipment, connecting the industrial switch through the star network
10、topology. The field control layer also support serial communication based on PROFIBUS and TCP/UDP PROFINET protocol, greatly expanding the flexibility and reliability of the system, reducing the amount of on-site laying cable, reducing the construction cost. The main components of the system include
11、: the storage and fermentation temperature and humidity control system consists of: a central control computer, wireless data network, industrial Ethernet, large screen display, wireless ZIGBEE system, wireless detector (temperature, humidity) and other components.Keywords: PLC ; logistics system ;
12、monitoring目 录第一章 绪论1第一节 现代烟草企业的背景第二节 自动化物流系统的重要意义第二章 烟草企业的生产流程第一节 工艺布局第二节 数据管理第三节 控制系统功能及其特点第四节 分组加工工艺的特殊功能第三章 烟草自动化物流工艺设计第一节 概述第二节 基本工艺 第三节 系统功能第四节 系统建设方案第四章 PLC控制系统硬件设计第一节 硬件设计的要求第二节 输送系统的基本控制要求第三节 仓库系统的控制面板第四节 编程过程中的问题及解决方法第五章 软件设计第一节 PLC控制系统软件设计第二节PLC控制系统程序调试第三节 基RFID的卷烟工厂物流PLC控制系统信息层设计第四节 系统设备层
13、的 PLC 电控网络拓扑设计第五节 卷烟工厂物流PLC电控程序设计第六章 结论与展望参考文献致谢IV天津科技大学2013届本科生毕业设计 第一章 绪论第一节 现代烟草企业的背景 在现代社会里，烟草行业一直备受争议，人们对吸烟与健康问题日益关注，如何提高卷烟产品质量、降低卷烟焦油量、减少吸烟对人体的不良影响一直是烟草行业的重要研究内容，它直接关系到烟草行业能否实现可持续发展，随着国民经济的快速发展，我国烟草行业的规模也在不断扩大，并成为国家的经济支柱产业之一，所以面对国际禁烟浪潮和世界卫生组织框架条约束缚，烟草行业健康地、可持续地发展具有现实的意义。烟草行业在我国属于传统轻工业之一，其生产过程十
14、分复杂，而烟草仓库仓储和管理工作质量是烟草生产和销售中的关键环节，因此建设烟草仓库实时监测控制系统具有非常重要的实际意义和应用价值。而且在卷烟生产和储存过程中，对于烟草质量的保证至关重要。烟厂中的仓储环境对卷烟品质影响很大，传统烟草仓库环境质量采用人工测量记录，管理人员对仓储环境缺乏有效的监测手段。信息化水平的提高，为改进烟草行业生产和销售阶段的仓储管理方式提供了新的手段，研究建立高效的烟草仓库远程环境监测系统具有非常重要的实际意义和应用价值。 目的：烟厂建设本着烟草行业发展方向和产业结构调整政策，大力推进技术进步和产业升级，以科技创新提高生产力水平，充分利用企业现有资源，带动生产要素的合理流
15、动，使企业资源得到优化配置和充分利用，尽量节省建设投资。网络视频监控系统将计算机技术、多媒体技术、网络技术与监控技术有机地结合起来。它能将监控系统和计算机网络系统连接起来，使两个相互独立的系统开始走向融合，在理念和方式上取得了重大突破。利用计算机网络技术，将封装成IP包的监控信息传送到网络上，与现有的信息管理系统融为一体，使网络中的每一台多媒体计算机上均可实现对监控信息的管理和调用，提高管理水平和管理效率。网络视频监控系统的出现已经超出了传统监控的范畴，在其基础上增加了管理的概念。它事实上已经成为现代化管理的一个有力工具。“十二五”规划明确提出要以加快经济发展方式转变为主线，发展战略新兴产业，
16、推动物联网研发应用，同时烟草行业“卷烟上水平”总体规划进一步强调要积极推动中国物联网建设，瞄准物联网前沿技术，努力建设覆盖全领域，全过程的中国烟草物联网。基于当前烟草行业在仓储物流方面的物联网（主要是传感器，条码技术，射频识别技术RFID）应用已基本成熟,北京九纯健应用无线数据网络，把环境监测、安防、视频监控三者相结合进行有效联动，形成网络智能化监测系统，以有效解决企业的安全隐患（防火，防水，防潮，防盗,防入侵），并提供准确的实时数据，在烟草的储存与片烟醇化方面提供有利的数据支持，以便企业可以减少各种损失，降低烟草企业生产成本，提高经济效益。第二节 烟草企业基于PLC建立自动化物流控制系统的重
17、要意义(1)保证烟叶的产品质量卷烟成品的质量主要由原材料烟叶的质量决定，烟叶质量在经过挑选后都具备了较高的品质，而持续保持高品质最关键的环节就是其存放环境，由于烟叶储存的特殊性，使得烟叶的存放成为烟厂生产过程中一个很重要的环节烟叶的特性之一是在高温环境下容易吸收大量水分，在温度降低时又释放出来，结露成水，造成微生物的大量繁殖，引起烟叶大面积的冲烧、变色、变质、霉烂、虫蛀等现象，造成严重的经济损失。在自然的状态下，仓库的环境根据气候的变化不能持续满足存储要求，所以需要有效地控制仓库中的温度和湿度，给烟叶存放带来一个安全的环境在实际生产中，烟叶仓储的人工监管存在许多难以避免的人为因素失误，并且对烟
18、叶堆垛内部的温湿度测量更是难以保证数据的及时、准确和可靠。而烟叶仓库监测系统将温度、湿度传感器布置在烟叶堆垛内部和仓库的适宜位置，可以实时测量仓库各处的温度和湿度并及时传送给监控室，测量数据能实时显示在监控室的电脑屏幕上，保证监控人员能够全面了解烟叶仓库的情况。一旦某点温度、湿度超过预定设置，系统将迅速向监控人员报警，详细显示库房具体位。置的异常温度、湿度变化，并指导烟叶翻垛及通风等生产操作，可以有效预防因温度、湿度变化引起的烟叶变质等各种事件发生。(2)有助于研究烟叶自然醇化机理烟叶存储的另一特殊性是烟叶经过相当时间的存储过程后在颜色、香气、吃味方面都有显著变化，这种烟叶品质的变化被称为“自
19、然醇化”，烟叶存放过程实际就是其自然醇化的过程。烟叶在自然醇化过程中对环境要求很高，不同质量的烟叶其最佳醇化时间、存放要求都不一样；在烟叶自然醇化过程中对仓库环境要求有适当的温度、湿度、二氧化碳和氧气的含量，其中仓库环境的温湿度有决定性影响，不适宜的温湿度会造成烟叶过度醇化使品质严重下降。烟叶仓库的环境监测系统采集了烟叶的醇化过程中的第一手环境资料，它有助于合理地掌握自然醇化速度调控，也为研究醇化规律和醇化预测模型提供了大量信息，可以逐步建立库存烟叶醇化质量信息档案，并根据烟叶醇化质量提出合理的使用建议。(3)提高生产效率和管理水平烟草仓库实时监测管理系统跟人工监管相比具有不可比拟的优势，系统
20、实时性好、可靠性高、操作简便，可有效地提高生产效率和管理水平。烟草仓库监测系统数据采样间隔时间短，监测数据既能定时传输也可随时召唤，布置在烟叶堆垛内的定点监测比人工临时测量更稳定和更准确。烟草仓库实时监测管理系统可以实现自动化生产管理，是烟草行业信息化系统的重要组成部分。(4)保障生产安全烟草仓库环境监测系统将已有的气体传感监测装置、防火报警装置和视频防盗装置结合起来，实现监测环境温湿度、检测室内易燃气体、非法闯入报警等系统功能，这样形成一个全方位的仓库环境安全监测系统，可以有效地保障生产安全。第二章 烟草企业生产流程第一节 工艺布局传统烟草制丝线的工艺流程是先将复烤厂加工后的烟叶及烟梗分别进
21、行回潮、加料、切丝、烘丝 ,然后将烟丝按照工艺要求进行掺配、加香，最终形成卷烟品牌配方成品烟丝。近年来，以降焦减害、提高吸烟安全性、提高卷烟产品品质等目的“中式卷烟”快速兴起，分组加工工艺作为实现“中式卷烟”的一种重要手段，正受到越来越多的关注。分组加工工艺是在传统工艺的基础上，将多条制丝线上的品牌配方分成若干横向子模块或纵向子模块，对子模块按不同的工艺进行加工，再将子模块组装成品牌配方，进行掺配、加香，最终形成品牌配方成品烟丝。工艺流程概述为适应分组加工新工艺的要求，对原有制丝线的工艺布局重新规划，调整后的制丝线工艺流程如下图所示。调整后的制丝线具有以下生产线路。1)传统工艺线路：8000
22、kg/ h制丝线 HDT烘丝机掺配加香成品烟丝；8000 kg/ h制丝线KLK烘丝机 掺配加香 成品烟丝；3000kg/ h 制丝线HDT烘丝机掺配加香成品烟丝；3000 kg/ h制丝线KL K烘丝机掺配加香成品烟丝。2)分组加工工艺线路：8000 kg/ h制丝线子模块HDT烘丝机叶丝暂存柜；8000kg/ h制丝线子模块KL K烘丝机叶丝暂存柜；3000 kg/ h制丝线子模块HDT烘丝机叶丝暂存柜；3000 kg/ h制丝线子模块KLK烘丝机叶丝暂存柜；叶丝暂存柜(模块组装成品牌配方) 掺配加香成品烟丝。控制系统的组成及其配置根据调整后工艺要求，控制系统划分为6个工艺段 ，由6组PL
23、C分别控制:8000 kg/h 叶片处理段Z1 ,叶丝处理段Z2, HDT烘丝及掺配处理段Z3 ,3000 kg/h叶片处理段Z7，KLK烘丝机处理段Z10和叶丝暂存柜处理段Z11。其中Z1，Z2，Z3，Z7为原有控制系统，根据分组加工工艺要求修改其PLC及监控机任务处理程序；Z10，Z11为新增控制段。改造后的控制系统网络结构如下图，分为数据管理层、集中监控层、过程控制层和设备控制层。第二节 数据管理数据管理层包括一台管理计算机、交换机及网络打印机。管理计算机上安装微软SQLServer2000数据库、Visual Basic开发软件、RSView32和RSSql软件。RSSql是Rockw
24、ellRSBizWare系列软件在制造企业应用的产品模块之一 ;在控制端，RSSql可以连接RSLinx和RSView32；在数据库端，RSSql可以通过OLEDB 连接Microsoft SQL Server 2000数据库。本层是厂级网与控制系统的接口，向上与厂管理系统及MES系统进行数据通信，向厂领导和各职能部门发布生产数据，为厂里的决策提供依据；向下对监控计算机下发生产批次、任务信息。在管理计算机上安装两块网卡，一块以太网卡通过交换机与厂级网MES系统连接；另一块西门子S71613以太网卡通过OSM交换机与控制系统连接。在管理计算机上还可以进行报表的统计、保存、查询、打印，贮柜储存物料
25、的信息查询等操作。集中监控层包括4台监控计算机、1台工程师站和2台带光纤口的西门子 OSM ITP62工业以太网交换机。选用的OSM 集成基于Web管理功能，可通过IE浏览器观察网络上各个交换机的状态，根据登录权限还可对之进行相应操作 ，这样便于远程监控控制系统通信状态。每台监控计算机上安装西门子 S71613 以太网卡及 RSView32 组态软件 ,通过 OSM 交换机与 PLC 及管理计算机进行数据交换;工程师站上安装 RS Logix5000 软件并通过 OSM 交换机联入光纤环网 ,可以在中央控制室内对各控制段PLC 程序在线查看及修改。过程控制层包括PLC控制柜、现场操作终端及其带
26、光纤口的西门子OSM ITP62工业以太网交换机，共计6套，控制6个工艺段。各PLC系统之间以及PLC与监控机之间通过抗电磁干扰能力强的100M光纤环网连接。PLC控制柜内的机架上安装Rockwell Con2和trolLogix 5563 CPU，并配有以太网卡(1756ENBT)和 DeviceNet网卡(1756DNB)。以太网卡用于将控制段PLC通过OSM 联入光纤环网,DeviceNet网卡用于联接控制段内的现场总线设备，包括I/ O子站、变频器、皮带秤、水分仪等设备。现场操作终端安装在 PLC 控制柜的柜门上 ,现场操作终端选用PANEL VIEW 1000触摸屏，集成了以太网卡，
27、通过OSM交换机与PLC数据通讯。 设备控制层包括I/ O子站、变频器、软启动器、皮带秤、水分仪、流量计以及传感器检测机构和现场执行机构等设备。I/O子站的内部布局如下图所示。包括Turck BL20 接口模块(BL20GWDNET)、电源模块、数字量输入DI、数字量输出DO、模拟量输入AI、模拟量输出AO和Turck负载馈电器，BL20接口模块的功能是将子站联入DeviceNet网；4kW以下电机除采用变频器外用负载馈电器直接启动。变频器、水分仪、皮带秤、流量计均选用带有DeviceNet网卡的产品，作为子站直接联入Devi2ceNet网。第三节 控制系统功能及其特点1批次任务管理功能管理计
28、算机从MES系统接收生产批次任务，并把生产批次任务分解下发至相应的控制段监控机。监控计算机有3种控制选择模式，分别为MES控制/ 远程控制/ 本地控制。正常生产时，选择MES控制模式，控制系统执行由管理计算机分解后的MES系统下发的批次任务；当MES系统出现故障时，选择远程控制模式，控制系统执行在监控机上手工录入的批次任务；当需要在现场调试、检修设备时，选择本地控制模式，可以通过现场的启动、停止按钮对电机进行本地控制。2集中监控功能监控计算机通过图形化界面对生产线进行实时监控。控制功能包括生产线的控制模式选择，工艺参数和设备参数的设定，生产线启动、停止操作等。监视功能采用图形界面，并完全按照生
29、产线工艺流程布置，具有生产线设备单机，分段或全局工艺流程运行状态显示以及工艺参数和设备参数的实时显示功能。监控机上还具有安全权限管理设置功能，操作人员或系统管理人员进入监控系统必须先登录，通过不同用户身份的安全级别进行权限控制 ,从而保证系统的安全、正常运行。3生产报表，统计功能每一批任务完成自动形成生产报表，包括任务批次号、使用的配方参数、开始和结束时间，重要工艺指标的最大、最小、平均值及标准偏差等统计参数，便于质检部门评价产品质量。4设备控制功能控制系统具有手动和自动两种工作方式，维修设备时，采用单机手动方式；正常生产时，采用自动方式。在手动方式下，操作员可以在现场通过本地开关盒上的按钮完
30、成电机的启停，通过现场操作终端画面上的按钮实现单个电磁阀的通断。在自动方式下，操作员可通过工艺段监控计算机操作画面上的启动/停止功能键实现对生产线的自动控制，最终满足工艺参数的要求。5电机保护和紧急断电功能控制系统对每台电机都提供保护功能，同时提供紧急断电功能，在各工艺段关键位置设置明显的紧急按钮，以备在紧急情况下能迅速切断整个工艺段的动力电源和控制电源。6回路控制功能对需要调节的润叶筒温度、增温增湿机压力、加香流量等进行PID回路控制，回路控制画面如下所示。PID参数在监控机上设置，有手动和自动两种控制模式。在手动控制模式时，各回路控制器输出由操作员直接输入数据调节；在自动控制模式时，各回路
31、控制器输出由PID软件自动调节。7在线诊断功能控制系统可以在线诊断工艺段或主机设备启动条件是否满足，并提示尚未满足的条件，为操作人员的操作提供指导。控制系统的运行非常依赖于网络，一旦出现网络故障，会导致工艺段甚至整个生产线停产，通过网络在线诊断可以对工业以太网和现场总线故障显示、定位，为维修人员快速排除网络故障提供帮助。8报警功能各工艺段均有完善的故障声光报警及消除声光报警功能，可在监控机上对报警进行确认和复位，并通过不同颜色区分报警的状态，是故障已消失，还是仍处于故障状态。9变频控制功能喂料机上的提升带及贮柜底带等需调节转速的电机均采用变频器进行控制，并选装Devi2ceNet接口网卡，使各
32、段变频器均以现场总线方式与PLC通讯，实现数字化信息交换。第四节 分组加工工艺的特殊功能采用分组加工工艺时，传统方式中的一个品牌配方被分成若干子模块，这些子模块分别经KLK薄板式烘丝机和HDT气流式烘丝机加工 ,再进到叶丝暂存柜中贮存，待整个配方的所有子模块加工完毕后，才允许出料至掺配、加香 ,制成成品烟丝。1叶片处理采用分组加工工艺时，子模块生产批次最大投料量为24000kg，而贮叶柜的最大贮存能力只有8000kg，因此贮叶柜控制系统增加了不停机情况下的自动换柜功能，可以保证连续生产，提高了设备使用效率。2叶丝暂存柜进料由于KLK薄板式烘丝机和HDT气流式烘丝机可以并行生产，因此与普通贮柜不
33、同，叶丝暂存柜可以同时接受两条生产线的进料任务，叶丝暂存柜控制系统任务管理程序在设计中充分考虑了这个特点，满足了工艺要求。在多个模块先后进入多个暂存柜的情况，控制系统首先判断模块是否属于同一个配方，如果不同，则不允许进料同时提示操作人员；当暂存柜内只有一个配方，且只有部分子模块时，由于柜内所贮存的烟丝并非一个完整的品牌配方，因此控制系统将贮柜出料设定为锁定状态，不允许出料同时提示操作人员；待该品牌的全部模块均已进柜完毕，将多个模块组装成为品牌配方后，控制系统才允许暂存柜出料。3叶丝暂存柜出料多个暂存柜内的品牌配方组装完毕后，为保证品牌的均匀一致性，要求多个暂存柜同步出料，并且出柜的相对误差小于
34、0.5%。为保证出柜精度，在暂存柜底带安装了轴编码器，用于精确检测暂存柜底带运行的距离。由于需要保证的是相对误差，因此任选一个暂存柜作为基准柜，另外一个暂存柜作为比较柜；运行时，将两个编码器的反馈计数比较，误差大于设定值时，调节比较柜的底带变频器速度，从而保证暂存柜的出料同步，控制原理如下暂存柜底带同步控制原理图所示。经实测，同步出料时的相对误差小于0.5%，满足工艺要求。第三章 烟草自动化物流工艺设计第一节 概述随着自动化物流系统在国内各卷烟厂制丝、卷接包生产线的物料贮存、处理和供应上的逐步应用，可实现大规模卷烟生产中的原料自动配方、辅料自动供应、成品自动配送、备件自动存取，使卷烟厂的物料流
35、动与转移更趋合理。物流系统自动化已成为提高烟草企业自动化水平和管理水平的重要手段，对节约人力和土地资源、加快资金周转、提高生产效率和产品质量都具有重要意义。基本设计思想卷烟自动化物流涉及打叶复烤、制丝、卷接包生产过程以及物料处理、搬运作业、仓库管理、信息系统等方面。在规划过程中要把物料搬运过程中的所有环节（包括运输、装卸、储存、生产和包装等）当作一个整体的物流系统来考虑，并要与卷烟厂的布置密切结合，使卷烟厂的物料流动科学合理，缩短物料流动周期，实现卷烟厂整体规划和总体效益的最佳化。物流设计要以流动的观点作为出发点，并贯穿整个设计的始终，以保证人流、物流、信息流达到合理化，并运用系统分析的方法求
36、得系统的整体优化；整个规划设计是从宏观到微观，又从微观到宏观的反复迭代、并行设计的过程，也就是通过从系统到局部，又从局部到系统的不断反馈，最后使整个方案得以修正完善。在保证物料流量的前提下，工艺流程和设备布局要尽量简洁，从而减少投资并提高系统运行的稳定性。总体工艺设计物料情况物料的外形尺寸、重量及包装形式是物流设计中最先考虑，也是最重要的影响因素，后续的设备选型、性能设计都是围绕物料而确定的。物料包括使用的物料和相关的载体，载体主要有托盘类（木质、钢、塑料等）和箱类（钢、塑料等）。卷烟企业中一般使用四向进叉式欧式托盘，主要规格有：1200mm1000mm150mm（用于成品、辅料），1200m
37、m800mm150mm（用于纸箱烟包、夹板烟包、箱皮、烟箱、丝束）。片烟、烟梗、膨胀烟丝一般放在箱体中，箱体底部结构尺寸类似于托盘，便于叉车、堆垛机、自导引车（AGV）作业。烟机备件根据尺寸大小和重量的不同，可分别存储在托盘（1200mm1000mm150mm）、钢箱、塑料小箱中。纸箱烟包由于在运输和存放过程中经常受压变形，尺寸变化范围较大，设计时应充分考虑实际的最大变形量，并以此作为相关设备选型和工艺设计的依据。丝束进入生产线前要求恒温、恒湿，所以可存储在辅料库中。在不同规格尺寸物料的立体仓库设计中，可分别设计不同的排、列、层尺寸以对应按大小、重量等分类的物料。存储模式1.立体仓库自动存放和
38、取出系统（ASRS）也称为立体仓库，主要包括高层货架、巷道堆垛机。鉴于四向进叉式托盘的受力及变形状态，目前广泛采用横梁挂片式货架，根据物料尺寸、重量、堆垛机精度参数、货架精度参数、消防管道及喷头的布置等因素，立体仓库高度一般在1224m之间。堆垛机按取货状态可分为单深、双深、多深及单、双货位，按存取机构可分为货叉型、钩盘型、梳子型，选型时要考虑存储品种数量、物料状态等因素，物料分别为成品、辅料、原料托盘、备件钢箱、成品烟箱。2.自动存储货柜自动货柜采用货盘存储方式，托条作为货盘的支撑，等间隔布置，通过在货柜中央上、下运行的输送小车钩盘机构对货盘进行存取作业，可存放不同高度的货物，充分利用了垂直
39、方向空间。存取操作可在本机进行，也可通过计算机管理。自动货柜主要适合存储烟机备件，存取方便快捷。3.平库存储对于老厂房受层高的限制，可采用普通货架平库存储方式。巷道中使用普通叉车作业，也可以采用驶入式货架存贮、AGV存取作业。采用人工叉车存取作业，一般需配置车载RF或手持式无线终端，货位上贴条码标签，便于信息管理和高效作业。第二节 基本工艺1.原料入库：一般为纸箱烟包和木夹板烟包，人工叉车夹抱物料到入库站台（托盘不落地，托盘码分机自动拆分单一空托盘到入口站台），通过条码识别合成托盘与物料信息，经外形检查保证尺寸合格，然后自动输送到升降台，由堆垛机叉取入库。出入库输送设备都布置在堆垛机原点端，采
40、用穿梭车（往复或环形）可替代大量的输送机，使系统更简洁。出库：需考虑烟包与托盘分离、拆夹板、抽检、紧急补料、霉变烟处理等工序以及烟包缓存数量。由于每批烟包要求按配方顺序供料，若同时供料两条制丝线，在某条制丝线故障中断时，该条线调出的物料不能阻挡另一条线的输送，就需设置作为缓存的输送工位。原料物流系统若要求配方精度高，可采用余料小库作为配方缓存和补料，余料小库中用带盖的塑料箱装载片烟（标准烟包切为4片，每片约50kg），防止水分散失，同时要考虑增加去盖、切片装箱、翻箱倒料等流程。2.辅料入库：通过JIT（准时制）管理模式调度来料时间、数量、品种规格，入库前直接整理配盘，在地面或普通货架上设置适当
41、的缓存区以存储散盘；部分辅料配盘入库，部分辅料单品种直接入库，具备搭配条件时再调出库，自动输送到搭配站台进行二次搭配；若卷接机组对辅料的需求量较大，机组旁有足够的空间，且大部分辅料不需要搭配，可以单品种入库，使用时直接供到机组站台，耗量较少的辅料作配盘处理。出库：一般通过机组呼叫终端录入辅料需求信息，然后计算机系统调度辅料托盘到出库站台，再通过AGV运送到各机组站台。若采用普通货架存储，可先由叉车取货放置到某一定点工位，再通过AGV运送到各机组站台。在送货作业的同时，AGV可进行空托盘及废烟废料的回收。3.成品入库：从集中装封箱机通过输送线合流、分流、机器人堆码入库。成品托盘码垛前，应设置烟箱
42、缺条检测装置，对于条码不合格的烟箱要有剔除口。分合流处设置积放输送机，适当的缓存工位及拉开物料间距是分拣作业的基本条件。出库：整托盘输送到出口站台，由人工叉车装车发运。由机器人拆垛，通过分拣线、伸缩输送机直接输送到车厢，再用人工装车发运。因不能整盘全部发货而出现散盘问题的解决方式是：在出库区放置缓存货架，若散盘较多可先入立体仓库，发货时再优先调度出散盘发货；设置高密度缓存货架，直接缓存剩余散盘拆垛的烟箱，发货时作为整盘补零优先调度；设置缓存散盘的输送机站台，通过计算机调度管理，集中各品牌的剩余烟箱为散盘，若再次发货该品牌时优先拆垛该散盘。4.备件入库：由于备件规格尺寸差异较大，品种繁多，所以一
43、般都采用多种存储方式。入库前先分类，存储在不同的区域，如托盘地面存储、平库存储，而大部分备件可以放置在周转箱中，再存储在立体仓库或自动货柜中。周转箱内可分隔为多个单元，以存储更多品种规格的烟机备件。出库：对于存储在托盘上的体积和重量大的备件一般采用人工叉车搬运出库，存放在周转箱中的备件由自动存取设备（堆垛机、货柜等）完成出库。出入库时均使用条形码技术确认物料名称、数量等，并用电子秤称重等方式校核拣选数量。第三节 系统功能1自动监测全部传感器的测定值，并实时显示监控室的计算机屏幕上，2报表功能：按用户要求输出报表，打印温湿度变化的记录数据和曲线；3曲线功能：提供实时、历史趋势图、对环境的温度、湿
44、度及包心温度的变化用曲线显示在屏幕上；4传感器参数修改功能：通过通讯网络对网上的传感器中的参数进行修改、设定(站址、量程、零点、温度系数)；5 通过485通讯将各个仓库、发酵库的实时监控统一传送到制定的监控室内，实行统一监控。6可以实现对各个仓库和位置的温湿度等情况实时监控，通过九纯健的上机软件设定上下限值，超高或超低可以实现现场的声光报警，电话语音自动报警，或是通过九纯健的短信报警器系统，以短信的形式通知相关责任人，也可以通过软件的设定、直接在监控室内显示报警等等。第四节 系统建设方案根据烟叶发酵库温、湿度控制的要求，烟叶发酵库温、湿度控制及监测拟采用新一代无线数字式环境温、湿度监测，可实现
45、在烟叶发酵库内的多点温、湿度24小时实时自动监控。具体方案如下：根据烟叶发酵库内部结构及布局特点，在发酵库内设置34个温、湿度监测点，这些监测点将根据实际情况，进行设置点优化选择。监测点优化设定的原则是：1)监测点应优先设置在是发酵库中远离通风机和空调机送风口位置或通风效果不好的位置；2)监测点在发酵库内分布尽可能均匀，确保对整个发酵库温、湿度的有效监控；3)监测点应根据发酵库中温、湿度的实际情况进行合理布置。如在发酵库靠近天花板位置和天花板上温度一般较库内其它位置较高，应考虑布置一定数量的监测点。在靠近地面的墙面上湿度较大，也应有一定的监测点；4)监测点位置以不影响发酵库中烟包码放和运输为原
46、则。每个监测点的温、湿度信息通过物联网网关接收，这些信息由骨干网络与中央控制计算机连接，由中央控制计算机对所有监测数据进行判读和分析，并形成各个监测点的温、湿度监测历史趋势图。如果发现某个或某几个温、湿度监测点的温、湿度出现异常，中央控制计算机将显示发生异常监测点的位置并进行报警，同时提示管理员是否进行联动功能，打开就近的通风机或空调机进行工作。进行联动的原则是：1)确保温、湿度异常在最短时间内得到控制；2)选择控制距离发生温、湿度异常最近的通风机或空调机工作。在发酵库固定监测点进行温、湿度监测的同时，对于某些需重点进行监测的监测点还可以进行重点监测。一般可考虑多配置12个温、湿度检测器。关于发酵库内通风机和空调机控制，如果发酵库中通风机和空调机的自动控制系统已经建立，那么仅需将中央控制计算机的控制信号传给该系统即可。如果发酵库中通风机和空调机的自动控制系统未建立，可采用控制器实现中央控制计算机对通风机和空调机的自动控制。该部分控制如何实现视发酵库的具体情况而定，本文将不作详细论述。系统组成：储藏室和发酵库温湿度控制系统由：中央控制计算机、无线数据网、工业以太网、大屏显示器、无线ZigBee系统、无线检测器（温、湿度传