基于plc的煙草企業自動化物流控制系統(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 ，同時提供緊急斷電功能，在各工藝段關鍵位置設置明顯的緊急按鈕，以備在緊急情況下能迅速切斷整個工藝段的動力電源和控制電源。6回路控制功能對需要調節的潤葉筒溫度、增溫增濕機壓力、加香流量等進行PID回路控制，回路控制畫面如下所示。PID參數在監控機上設置，有手動和自動兩種控制模式。在手動控制模式時，各回路控制器輸出由操作員直接輸入數據調節；在自動控制模式時，各回路控制器輸出由PID軟件自動調節。7在線診斷功能控制系統可以在線診斷工藝段或主機設備啟動條件是否滿足，并提示尚未滿足的條件，為操作人員的操作提供指導。控制系統的運行非常依賴于網絡，一旦出現網絡故障，會導致工藝段甚至整個生產線停產，通過網絡在線診斷可以對工業以太網和現場總線故障顯示、定位，為維修人員快速排除網絡故障提供幫助。8報警功能各工藝段均有完善的故障聲光報警及消除聲光報警功能，可在監控機上對報警進行確認和復位，并通過不同顏色區分報警的狀態，是故障已消失，還是仍處于故障狀態。9變頻控制功能喂料機上的提升帶及貯柜底帶等需調節轉速的電機均采用變頻器進行控制，并選裝Devi2ceNet接口網卡，使各段變頻器均以現場總線方式與PLC通訊，實現數字化信息交換。第四節 分組加工工藝的特殊功能采用分組加工工藝時，傳統方式中的一個品牌配方被分成若干子模塊，這些子模塊分別經KLK薄板式烘絲機和HDT氣流式烘絲機加工 ,再進到葉絲暫存柜中貯存，待整個配方的所有子模塊加工完畢后，才允許出料至摻配、加香 ,制成成品煙絲。1葉片處理采用分組加工工藝時，子模塊生產批次最大投料量為24000kg，而貯葉柜的最大貯存能力只有8000kg，因此貯葉柜控制系統增加了不停機情況下的自動換柜功能，可以保證連續生產，提高了設備使用效率。2葉絲暫存柜進料由于KLK薄板式烘絲機和HDT氣流式烘絲機可以并行生產，因此與普通貯柜不同，葉絲暫存柜可以同時接受兩條生產線的進料任務，葉絲暫存柜控制系統任務管理程序在設計中充分考慮了這個特點，滿足了工藝要求。在多個模塊先后進入多個暫存柜的情況，控制系統首先判斷模塊是否屬于同一個配方，如果不同，則不允許進料同時提示操作人員；當暫存柜內只有一個配方，且只有部分子模塊時，由于柜內所貯存的煙絲并非一個完整的品牌配方，因此控制系統將貯柜出料設定為鎖定狀態，不允許出料同時提示操作人員；待該品牌的全部模塊均已進柜完畢，將多個模塊組裝成為品牌配方后，控制系統才允許暫存柜出料。3葉絲暫存柜出料多個暫存柜內的品牌配方組裝完畢后，為保證品牌的均勻一致性，要求多個暫存柜同步出料，并且出柜的相對誤差小于177。%。為保證出柜精度，在暫存柜底帶安裝了軸編碼器，用于精確檢測暫存柜底帶運行的距離。由于需要保證的是相對誤差，因此任選一個暫存柜作為基準柜，另外一個暫存柜作為比較柜；運行時，將兩個編碼器的反饋計數比較，誤差大于設定值時，調節比較柜的底帶變頻器速度，從而保證暫存柜的出料同步，控制原理如下暫存柜底帶同步控制原理圖所示。經實測，同步出料時的相對誤差小于177。%，滿足工藝要求。第三章 煙草自動化物流工藝設計第一節 概述隨著自動化物流系統在國內各卷煙廠制絲、卷接包生產線的物料貯存、處理和供應上的逐步應用，可實現大規模卷煙生產中的原料自動配方、輔料自動供應、成品自動配送、備件自動存取，使卷煙廠的物料流動與轉移更趨合理。物流系統自動化已成為提高煙草企業自動化水平和管理水平的重要手段，對節約人力和土地資源、加快資金周轉、提高生產效率和產品質量都具有重要意義。基本設計思想卷煙自動化物流涉及打葉復烤、制絲、卷接包生產過程以及物料處理、搬運作業、倉庫管理、信息系統等方面。在規劃過程中要把物料搬運過程中的所有環節（包括運輸、裝卸、儲存、生產和包裝等）當作一個整體的物流系統來考慮，并要與卷煙廠的布置密切結合，使卷煙廠的物料流動科學合理，縮短物料流動周期，實現卷煙廠整體規劃和總體效益的最佳化。物流設計要以流動的觀點作為出發點，并貫穿整個設計的始終，以保證人流、物流、信息流達到合理化，并運用系統分析的方法求得系統的整體優化；整個規劃設計是從宏觀到微觀，又從微觀到宏觀的反復迭代、并行設計的過程，也就是通過從系統到局部，又從局部到系統的不斷反饋，最后使整個方案得以修正完善。在保證物料流量的前提下，工藝流程和設備布局要盡量簡潔，從而減少投資并提高系統運行的穩定性。總體工藝設計物料情況物料的外形尺寸、重量及包裝形式是物流設計中最先考慮，也是最重要的影響因素，后續的設備選型、性能設計都是圍繞物料而確定的。物料包括使用的物料和相關的載體，載體主要有托盤類（木質、鋼、塑料等）和箱類（鋼、塑料等）。卷煙企業中一般使用四向進叉式歐式托盤，主要規格有：1200mm1000mm150mm（用于成品、輔料），1200mm800mm150mm（用于紙箱煙包、夾板煙包、箱皮、煙箱、絲束）。片煙、煙梗、膨脹煙絲一般放在箱體中，箱體底部結構尺寸類似于托盤，便于叉車、堆垛機、自導引車（AGV）作業。煙機備件根據尺寸大小和重量的不同，可分別存儲在托盤（1200mm1000mm150mm）、鋼箱、塑料小箱中。紙箱煙包由于在運輸和存放過程中經常受壓變形，尺寸變化范圍較大，設計時應充分考慮實際的最大變形量，并以此作為相關設備選型和工藝設計的依據。絲束進入生產線前要求恒溫、恒濕，所以可存儲在輔料庫中。在不同規格尺寸物料的立體倉庫設計中，可分別設計不同的排、列、層尺寸以對應按大小、重量等分類的物料。（AS／RS）也稱為立體倉庫，主要包括高層貨架、巷道堆垛機。鑒于四向進叉式托盤的受力及變形狀態，目前廣泛采用橫梁掛片式貨架，根據物料尺寸、重量、堆垛機精度參數、貨架精度參數、消防管道及噴頭的布置等因素，立體倉庫高度一般在12～24m之間。堆垛機按取貨狀態可分為單深、雙深、多深及單、雙貨位，按存取機構可分為貨叉型、鉤盤型、梳子型，選型時要考慮存儲品種數量、物料狀態等因素，物料分別為成品、輔料、原料托盤、備件鋼箱、成品煙箱。，托條作為貨盤的支撐，等間隔布置，通過在貨柜中央上、下運行的輸送小車鉤盤機構對貨盤進行存取作業，可存放不同高度的貨物，充分利用了垂直方向空間。存取操作可在本機進行，也可通過計算機管理。自動貨柜主要適合存儲煙機備件，存取方便快捷。，可采用普通貨架平庫存儲方式。巷道中使用普通叉車作業，也可以采用駛入式貨架存貯、AGV存取作業。采用人工叉車存取作業，一般需配置車載RF或手持式無線終端，貨位上貼條碼標簽，便于信息管理和高效作業。第二節 基本工藝：一般為紙箱煙包和木夾板煙包，人工叉車夾抱物料到入庫站臺（托盤不落地，托盤碼分機自動拆分單一空托盤到入口站臺），通過條碼識別合成托盤與物料信息，經外形檢查保證尺寸合格，然后自動輸送到升降臺，由堆垛機叉取入庫。出入庫輸送設備都布置在堆垛機原點端，采用穿梭車（往復或環形）可替代大量的輸送機，使系統更簡潔。出庫：需考慮煙包與托盤分離、拆夾板、抽檢、緊急補料、霉變煙處理等工序以及煙包緩存數量。由于每批煙包要求按配方順序供料，若同時供料兩條制絲線，在某條制絲線故障中斷時，該條線調出的物料不能阻擋另一條線的輸送，就需設置作為緩存的輸送工位。原料物流系統若要求配方精度高，可采用余料小庫作為配方緩存和補料，余料小庫中用帶蓋的塑料箱裝載片煙（標準煙包切為4片，每片約50kg），防止水分散失，同時要考慮增加去蓋、切片裝箱、翻箱倒料等流程。：通過JIT（準時制）管理模式調度來料時間、數量、品種規格，入庫前直接整理配盤，在地面或普通貨架上設置適當的緩存區以存儲散盤；部分輔料配盤入庫，部分輔料單品種直接入庫，具備搭配條件時再調出庫，自動輸送到搭配站臺進行二次搭配；若卷接機組對輔料的需求量較大，機組旁有足夠的空間，且大部分輔料不需要搭配，可以單品種入庫，使用時直接供到機組站臺，耗量較少的輔料作配盤處理。出庫：一般通過機組呼叫終端錄入輔料需求信息，然后計算機系統調度輔料托盤到出庫站臺，再通過AGV運送到各機組站臺。若采用普通貨架存儲，可先由叉車取貨放置到某一定點工位，再通過AGV運送到各機組站臺。在送貨作業的同時，AGV可進行空托盤及廢煙廢料的回收。：從集中裝封箱機通過輸送線合流、分流、機器人堆碼入庫。成品托盤碼垛前，應設置煙箱缺條檢測裝置，對于條碼不合格的煙箱要有剔除口。分合流處設置積放輸送機，適當的緩存工位及拉開物料間距是分揀作業的基本條件。出庫：整托盤輸送到出口站臺，由人工叉車裝車發運。由機器人拆垛，通過分揀線、伸縮輸送機直接輸送到車廂，再用人工裝車發運。因不能整盤全部發貨而出現散盤問題的解決方式是：在出庫區放置緩存貨架，若散盤較多可先入立體倉庫，發貨時再優先調度出散盤發貨；設置高密度緩存貨架，直接緩存剩余散盤拆垛的煙箱，發貨時作為整盤補零優先調度；設置緩存散盤的輸送機站臺，通過計算機調度管理，集中各品牌的剩余煙箱為散盤，若再次發貨該品牌時優先拆垛該散盤。：由于備件規格尺寸差異較大，品種繁多，所以一般都采用多種存儲方式。入庫前先分類，存儲在不同的區域，如托盤地面存儲、平庫存儲，而大部分備件可以放置在周轉箱中，再存儲在立體倉庫或自動貨柜中。周轉箱內可分隔為多個單元，以存儲更多品種規格的煙機備件。出庫：對于存儲在托盤上的體積和重量大的備件一般采用人工叉車搬運出庫，存放在周轉箱中的備件由自動存取設備（堆垛機、貨柜等）完成出庫。出入庫時均使用條形碼技術確認物料名稱、數量等，并用電子秤稱重等方式校核揀選數量。第三節 系統功能1自動監測全部傳感器的測定值，并實時顯示監控室的計算機屏幕上，2報表功能：按用戶要求輸出報表，打印溫濕度變化的記錄數據和曲線；3曲線功能：提供實時、歷史趨勢圖、對環境的溫度、濕度及包心溫度的變化用曲線顯示在屏幕上；4傳感器參數修改功能：通過通訊網絡對網上的傳感器中的參數進行修改、設定(站址、量程、零點、溫度系數)；5 通過485通訊將各個倉庫、發酵庫的實時監控統一傳送到制定的監控室內，實行統一監控。6可以實現對各個倉庫和位置的溫濕度等情況實時監控，通過九純健的上機軟件設定上下限值，超高或超低可以實現現場的聲光報警，電話語音自動報警，或是通過九純健的短信報警器系統，以短信的形式通知相關責任人，也可以通過軟件的設定、直接在監控室內顯示報警等等。第四節 系統建設方案根據煙葉發酵庫溫、濕度控制的要求，煙葉發酵庫溫、濕度控制及監測擬采用新一代無線數字式環境溫、濕度監測，可實現在煙葉發酵庫內的多點溫、濕度24小時實時自動監控。具體方案如下：根據煙葉發酵庫內部結構及布局特點，在發酵庫內設置3～4個溫、濕度監測點，這些監測點將根據實際情況，進行設置點優化選擇。監測點優化設定的原則是：1)監測點應優先設置在是發酵庫中遠離通風機和空調機送風口位置或通風效果不好的位置；2)監測點在發酵庫內分布盡可能均勻，確保對整個發酵庫溫、濕度的有效監控；3)監測點應根據發酵庫中溫、濕度的實際情況進行合理布置。如在發酵庫靠近天花板位置和天花板上溫度一般較庫內其它位置較高，應考慮布置一定數量的監測點。在靠近地面的墻面上濕度較大，也應有一定的監測點；4)監測點位置以不影響發酵庫中煙包碼放和運輸為原則。每個監測點的溫、濕度信息通過物聯網網關接收，這些信息由骨干網絡與中央控制計算機連接，由中央控制計算機對所有監測數據進行判讀和分析，并形成各個監測點的溫、濕度監測歷史趨勢圖。如果發現某個或某幾個溫、濕度監測點的溫、濕度出現異常，中央控制計算機將顯示發生異常監測點的位置并進行報警