自動化物流系統在原煙收購環節中的設計應用

盛小賀 楊玉才 張萬全 鄒問 張峻瑜 張維/文

自動化物流系統在原煙收購環節中的設計應用

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節作業流程和系統特點進行分析，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，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、工商交接

隨著科技進步，現有收煙模式存在用工多、勞動強度大、作業效率低、現場秩序混亂等問題，已經無法滿足企業對自動化、信息化、智能化發展的要求。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。

一、原煙收購自動化物流系統作業流程

該物流系統主要分為卸車區、輸送取樣區、自動裝框區、稱重計量區、原煙框暫存區五個區域，具體平面布局如圖1。

1.卸車區

傳統收煙模式存在用工多、作業效率低等問題

圖1 ： 原煙收購自動化物流系統平面布局圖

貨車司機根據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，整形后經斜坡滑動至地面皮帶輸送機，完成卸車作業。該系統可同時實現根據卸車過程中的狀態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

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，輸送機上的計數裝置進行自動計數，統計每個煙包序號。剔除裝置根據報到室計算機隨機確定的取樣煙包序號與計數裝置統計的計數序號進行核對，當兩者序號不一致時，產生報警信號，并將取樣煙包自動剔除至取樣區，兩者序號一致時，煙包自動放行至后續工序。取樣人員根據剔除的樣包按照取樣規則完成開包取樣、縫包、送至驗級室及縫后煙包搬運至輸送機等系列作業。

3.自動裝框區

自動裝框裝置根據皮帶輸送機的來料情況進行自動裝箱作業，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

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

本區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)是一種數字運算操作的工業控制裝置，采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械生產過程，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

該系統采用輸送機變頻技術，根據每條皮帶的長度，配備不同功率的電機。不但能實現每個輸送帶分段的停止和啟動，還可以獨立調節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。由于可以根據需要控制系統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定性。

3.紅外感應計數技術

利用紅外對射管作為計數傳感器，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，從而實現對物體數目的統計。運用中斷等手段，將紅外接收電路與計數電路相連，計數輸出端與數碼管相連，由數碼管的變化顯示數目。

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、數據可改寫，對于煙框信息的跟蹤、處理具有較強的適用性。

三、系統特點

煙葉收購自動化物流系統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，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。與傳統的原煙收購相比，本物流系統具有如下特點：

1.傳統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生的煙葉造碎現象，保證了煙葉內在品質。

2.煙葉收購自動物流系統通過自動化物流設備的使用，代替了傳統的人工搬運、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，降低收購環節的人工成本和管理成本。

3.煙葉收購自動物流系統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，可實現取樣環節全自動運行，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節的“人情煙”、“關系煙”等不正之風，確保收購環節的“公正、公平、公開”。

4.煙葉收購自動物流系統應用計算機網絡、RFID自動識別等技術減少了傳統的單據生成、傳遞、人工審核等環節，避免了信息在傳遞過程中的失真、丟失等問題，實現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的應用，有效利用作業面積，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節現場秩序混亂等問題，有利于推動現場5S管理，進而改善工作環境。

四、結論

通過對原煙收購環節自動化物流系統的設計應用，本系統進一步優化了原煙收購環節的作業流程，實現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，本系統具有較強的可操作性，對于推動煙草行業在原煙收購環節的優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