发布时间 : 星期二 文章基于PLC的烟草企业自动化物流控制系统更新完毕开始阅读d72d40d45fbfc77da269b1d2
天津科技大学2013届本科生毕业设计
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取出系统（AS／RS）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12～24m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
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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。
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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3～4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1～2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
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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。
第四章 PLC控制系统硬件设计
第一节 硬件设计的要求
硬件设计是PLC控制系统至关重要一个环节，这关系着PLC控制系统运行可靠性、安全性、稳定性。主要包括输人和输出电路两部分。
PLC控制系统输入电路设计。PLC供电电源一般为AC85—240V，适应电源范围较宽，但抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器、1：1隔离变压器等)；隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大，次级线圈屏蔽层按
PLC输入电路，以减小高低频脉冲干扰。PLC输入电路电源一般应采用DC 24V，同时其带负载时要注意容量．并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC安全至关重要，该电源过载或短路都将影响PLC运行，一般选用电源容量为输人电路功率两倍，PLC输入电路电源支路加装适宜熔丝，防止短路。
PLC控制系统输出电路设计。依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器，数字直流调速器启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，响应时间短；PI．C系统输出频率为每分刽16次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路设计简单，抗干扰和带负载能力强。
PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC输出造成浪涌电流冲击，为此，对直流感性负载应其旁边并接续流二二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。
当PLC扫描频率为10次没分钟以下时．既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器固态继电器(SSR)，再驱动负载。
两个重要输出量，PLC内部互锁，建议PLC外部也进行硬件上互锁，以加强PLC系统运行安全性、可靠性。常见AC220V交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该DC24V微小型中间继电器驱动，避免PLCDO接点直接驱动，尽管PLC手册标称具有AC220V交流扦荚类负载驱动能力。PLC控制系统抗干扰设计。工业自动化技术日新月异发展，品闸管可控整流和变频调速装置
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