自动化物流系统在原烟收购环节中的设计应用

盛小贺 杨玉才 张万全 邹问 张峻瑜 张维/文

自动化物流系统在原烟收购环节中的设计应用

盛小贺 杨玉才 张万全 邹问 张峻瑜 张维/文

本文对曲靖卷烟厂原烟收购环节作业流程和系统特点进行分析，并应用PLC控制、RFID识别、自动化输送控制等技术，采用升降机、皮带输送机、剔除装置、电子皮带秤等设备构建了一套自动化物流系统，以解决原烟卸车、取样、称重等过程中劳动强度大、效率低、劳动用工较多等问题。

原烟收购、自动化物流系统、工商交接

随着科技进步，现有收烟模式存在用工多、劳动强度大、作业效率低、现场秩序混乱等问题，已经无法满足企业对自动化、信息化、智能化发展的要求。为此，本文以曲靖卷烟厂新的技改项目为契机，在新建收烟大棚内构建一套科学合理的自动化物流系统。

一、原烟收购自动化物流系统作业流程

该物流系统主要分为卸车区、输送取样区、自动装框区、称重计量区、原烟框暂存区五个区域，具体平面布局如图1。

1.卸车区

传统收烟模式存在用工多、作业效率低等问题

图1 ： 原烟收购自动化物流系统平面布局图

货车司机根据大屏及广播通知提示，到指定通道卸货，货车开到卸货平台侧面，人工将货车上的烟包卸到侧边的伸缩式皮带输送机上（可实现水平方向的伸缩），该输送机一端固定在一台升降平台装置上（可实现垂直方向的升降），烟包通过伸缩式皮带输送机自动输送至升降平台，整形后经斜坡滑动至地面皮带输送机，完成卸车作业。该系统可同时实现根据卸车过程中的状态进行水平和垂直两个维度的调整，减少烟叶造碎的同时，满足卸车过程的柔性需求。

2.输送取样区

取样在装框之前进行，货车司机报到时通过报到室的计算机随机抽取每等级的取样烟包数量及序号，在卸烟的过程中，按照烟包等级进行卸车，每卸下一个烟包，输送机上的计数装置进行自动计数，统计每个烟包序号。剔除装置根据报到室计算机随机确定的取样烟包序号与计数装置统计的计数序号进行核对，当两者序号不一致时，产生报警信号，并将取样烟包自动剔除至取样区，两者序号一致时，烟包自动放行至后续工序。取样人员根据剔除的样包按照取样规则完成开包取样、缝包、送至验级室及缝后烟包搬运至输送机等系列作业。

3.自动装框区

自动装框装置根据皮带输送机的来料情况进行自动装箱作业，按照每个烟框装16个烟包，每层装4个烟包进行分层铺设装框。装满后由叉车将实烟框叉送至称重平台。并从空烟框暂存区叉取空烟框进行空烟框补给。在装框时应注意1个烟筐内只能有1个等级的烟包，1筐装不下可以分多个筐，不允许将多个等级的烟包装在1个烟筐内。

4. 称重计量区

装框完毕的实烟框，由叉车叉送至称重平台进行称重（平台上设置RFID写入装置）。计算机将重量、烟叶等级、产地等信息写入烟框底部的RFID标签中，同时将该信息上传至上位服务器平台以便于烟框信息的跟踪和追溯。

5.烟框暂存区

本区域用于存放空烟框及装完的实烟框，起到物料暂存、周转的作用。

二、关键技术介绍

1.PLC控制技术

可编程控制器(PLC)是一种数字运算操作的工业控制装置，采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械生产过程，具有适应性强、设计简单、便于操作等特点。

2.输送机变频技术

该系统采用输送机变频技术，根据每条皮带的长度，配备不同功率的电机。不但能实现每个输送带分段的停止和启动，还可以独立调节每段输送带的传输速度，而且采用软启动方式，把电机损耗降到最低。由于可以根据需要控制系统各个输送带分段的运行，不需要全部输送带满功率运转，因此可以有效降低电能损耗；另外，采用变频控制器控制方式，可提高烟包在输送机上运行的稳定性。

3.红外感应计数技术

利用红外对射管作为计数传感器，当有烟包通过时，光被遮挡住，接收模块输出一个高电平脉冲，对此脉冲进行计数，从而实现对物体数目的统计。运用中断等手段，将红外接收电路与计数电路相连，计数输出端与数码管相连，由数码管的变化显示数目。

4 .RFID自动识别技术

RFID是无线射频识别技术的简称，是一种通过电磁感应或电磁传播方式，使用读写设备非接触地对电子标签进行写入或读取ID信息的技术。RFID技术不仅具有非接触性、穿透能力强、识读距离远、环境适应性好、可多标签同时识读的特点，而且信息存储量大、数据可改写，对于烟框信息的跟踪、处理具有较强的适用性。

三、系统特点

烟叶收购自动化物流系统是一套集计算机应用技术、射频技术和自动化控制技术等为一体的自动收购系统，通过硬件设备与基础软件的配套使用，采用自动机械传送代替人工运输，烟叶在线自动装框，形成特有的流水线收购工作方式。与传统的原烟收购相比，本物流系统具有如下特点：

1.传统收烟模式往往将烟包直接从货车上丢在货位或地上，装载烟包的货车最高处距离地面有4m左右，直接丢下原烟造碎较严重。本物流系统采用伸缩式皮带输送机、升降装置和斜坡缓下的模式，避免了卸烟过程中产生的烟叶造碎现象，保证了烟叶内在品质。

2.烟叶收购自动物流系统通过自动化物流设备的使用，代替了传统的人工搬运、称重、装框等工作，能够减少抬烟用工，降低烟叶收购劳动强度，提高收购效率，缩短收购周期，降低收购环节的人工成本和管理成本。

3.烟叶收购自动物流系统使用新型红外感应技术，通过与报到室自动形成的样包序号进行核对取样，可实现取样环节全自动运行，无需人工干预，降低取样人员工作强度的同时还能有效地杜绝烟叶收购环节的“人情烟”、“关系烟”等不正之风，确保收购环节的“公正、公平、公开”。

4.烟叶收购自动物流系统应用计算机网络、RFID自动识别等技术减少了传统的单据生成、传递、人工审核等环节，避免了信息在传递过程中的失真、丢失等问题，实现了烟包信息全过程跟踪追溯管理，提高信息化管理水平。

5.烟叶收购自动物流系统的应用，有效利用作业面积，使收烟流程更加顺畅，物流布局更加合理，同时还解决了收烟环节现场秩序混乱等问题，有利于推动现场5S管理，进而改善工作环境。

四、结论

通过对原烟收购环节自动化物流系统的设计应用，本系统进一步优化了原烟收购环节的作业流程，实现了自动化的过程控制，提高了信息化管理水平，对于保证烟叶品质、改善现场秩序、降低人工成本、提高工作效率等具有较大的促进作用。另外，本系统具有较强的可操作性，对于推动烟草行业在原烟收购环节的优化改进具有较好的实用和推广价值。

作者单位为红云红河烟草（集团）有限责任公司曲靖卷烟厂