滤棒作业区立体库调度系统的控制与实现

郑烨 陆磊 段世涛

摘  要：自动化立体库在烟草制造业内得到了广泛的应用，主要用于片烟醇化高架库、片烟配方高架库、卷烟材料高架库、成品高架库、烟丝高架库、滤棒交换高架库等。自动化立体库由立体货架、堆垛机、输送设备、通讯系统、自动控制系统、监控系统、仓储管理管理系统组成。自动化立体库系统能够按照指令自动完成货物的存取，并能对库存货物进行自动管理，完全实现自动化作业。文章将以滤棒作业区立体库为例，介绍滤棒作业区自动化立体库及其信息系统在烟草制造中的应用。

关键词：立体库;堆垛机;管理;调度;服务器

中图分类号：F274         文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）27-0182-03

Abstract： Automated three-dimensional library has been widely used in tobacco manufacturing industry， mainly used in cigarette alcoholization viaduct， cigarette formula viaduct， cigarette material viaduct， finished product viaduct， cut tobacco viaduct， filter rod exchange viaduct and so on. The automatic three-dimensional library is composed of three-dimensional shelf， stacker， conveying equipment， communication system， automatic control system， monitoring system and warehousing management system. The automated three-dimensional library system can automatically complete the access of goods according to the instructions， and can automatically manage the inventory goods， thus completely realizing the automatic operation. Taking the three-dimensional database of filter rod operation area as an example， this paper introduces the application of automatic three-dimensional database and its information system in tobacco manufacturing.

Keywords： three-dimensional library; stacker; management; scheduling; server

1 概述

自动化立体库是现代化物流技术的典型代表，具有提高物流管理水平，提高工作效率和空间利用率等许多优点。自动化立体库系统设备包括计算机控制管理系统、货架系统、堆垛机系统、输送机系统、站台控制系统、空托盘及实托盘。

自动化立体库可广泛应用在电子、机械、医药、煙草、汽车、化工、食品、饮料及印刷出版业等行业的生产制造物流和分销物流。自动化立体库模块智能化设计让物流仓库系统管理水平上了一个新台阶。

2 系统功能

滤棒作业区的主要任务是为不同卷烟品牌提供相应规格的滤棒，作业区布局如图1所示，其中包括成型机、发射机、堆垛机以及立体库。成型机、发射机、人工站台/抽检站台的入库/出库任务，都通过对堆垛机的有效控制来实现。

滤棒作业区调度系统的主要功能是通过对堆垛机的控制，来实现滤棒的供给和仓储。调度系统控制堆垛机将成型机生产的不同规格的滤棒入库至立体库存储，又根据发射机需求，将不同规格滤棒出库至相应发射机;对发射机站台空盘进行入库，以供应成型机空盘需求;堆垛机将有质量隐患的滤棒出库至人工站台/抽检站台进行检测，将满足工艺质量标准要求的滤棒返库，不满足的另作处理。

3 设备配置

3.1 立体库

如图1所示，立体库共分为两排，分别为1排和2排。其中，1排共有80列，每列3层;2排共有107列，每列7层，在此基础上除去支柱占用货位及预留应急货位，设计货位数为910个。

3.2 生产设备站台

生产设备站台分为发射机连接站台和成型机连接站台，如图1所示。

发射机连接站台数为14个，每个站台分为上下2层，上层为实托盘出库站台，下层为空托盘入库站台。成型机连接站台数18个，每个站台分为上下2层，上层为空托盘出库站台，下层为实托盘入库站台。

3.3 抽检和人工站台

由于设备因素或人为因素，会导致滤棒达不到工艺标准要求，如出现触头、胶孔、炸口等问题，因此，需要对有质量隐患且已入库的滤棒进行抽检，抽检后若滤棒若达到工艺标准要求，则对抽检滤棒进行返库;若达不到工艺标准要求，则另作处理不再入库。如图1所示，滤棒作业区包含1个抽检站台和1个人工站台。抽检站台和人工站台的最大载货能力皆为44盘。

3.4 堆垛机

为适应滤棒作业区空托盘及实托盘的供给要求，采用具有独特设计的双叉式堆垛机，单叉载货量为22盘，因此每台双叉堆垛机的最大载货量为44盘。两排立体库的两个巷道中共有4堆垛机，每个巷道有2台。堆垛机不仅能够完成出库任务和入库任务，还能进行货间搬运，使得立体库的货物布局更加合理，提高立体库的仓储能力和供给能力。

4 硬件配置

包含打印机、服务器、UPS电源、切换器。

5 软件配置

自动化立体库控制系统按功能可划分为三个层次： 信息管理层、调度监控层和设备执行层，控制系统的组成如图2所示。

控制系统中数据库、管理主服务、定时服务、事件服务、管理客户端、调度主服务、调度显示服务、调度客户端相互通信配合，形成软件构架如图3所示。

6 调度系统运行

6.1 调度系统流程图

成型机空托盘出库流程图如图4（a）所示，成型机实托盘入库流程图如图4（b）所示。

6.2 堆垛机调度系统主界面

调度控制主画面如图5所示，由四台堆垛机及出入库站台图元，堆垛机状态列表，任务列表及故障显示列表构成。

画面向用户提供了嘴棒库中的出入库站台、四台堆垛机、及货架的平面图元的直观描述，用户可通过画面了解站台相对货架的位置及编号、站台状态显示、堆垛机运行的动态画面，实时了解堆垛机运行所处的位置及状态。

用户通过点击堆垛机图元，可完成部分堆垛机电控柜触摸屏的操作，包括堆垛机调度模式在线、调度模式离线、任务取消、返回原点、故障复位、任务下达模式自动、任务下达模式手动等操作。

7 结束语

采用立体库设计的堆垛机自动控制系统，实现了对不同规格滤棒的存储和供给，在很大程度上减少了人力、物力和財力的消耗，降低了工作人员的劳动强度，增加了滤棒存储和供给的准确性和高效性。在未来的工作中，将继续对该控制系统进行优化和改进，进一步提升系统可靠性和安全性。

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