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卷烟厂PLC物流自动化控制系统的设计与应用
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更新于2024-06-24
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卷烟厂成品物流自动化控制系统设计是一篇关于将可编程控制器(PLC)应用于卷烟厂物流管理的学位论文。PLC作为一种基于集成电路计算机技术的工业控制设备,近年来在全球范围内得到了广泛应用,尤其在自动化控制领域。由于其编程可靠性、工业化程度高、应用周期短以及能在恶劣环境下稳定工作,PLC能够轻易实现机电一体化,从而成为工业控制领域的核心。 论文重点阐述了PLC如何在卷烟厂的物流系统中发挥作用。通过集成读码器、计算机技术和分流器等技术,PLC能够根据生产指令,智能地控制托盘箱内的物料按最优路径、最快速度和精确度从一个生产区域移动到另一个,实现了物料的时空转移。这种自动化流程显著提升了卷烟厂的设备效率,减少了人工干预,降低了劳动强度,并优化了工作环境。 设计的核心是采用PLC来自动化物流设备的操作,实现了整个工厂的智能化。这样不仅节省了人力成本,提高了生产效率,还减少了维护需求,使得操作过程直观且易于故障诊断,大大简化了维修过程。此外,实时性和易用性也是该系统的重要特性,使得整个物流系统的运行更加高效和稳定。 本文关键词包括PLC(可编程控制器)、读码器、计算机技术以及分流器等,这些都是实现卷烟厂物流自动化不可或缺的技术手段。总结来说,这篇论文展示了PLC在卷烟厂物流管理中的创新应用,以及它所带来的生产效率提升和成本节约,为行业内的物流自动化提供了新的思路和实践案例。
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1.2 卷烟厂成品物流自动化控制系统国内外发展现状
物流自动化技术是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。20 世纪 50
年代,美国出现了采用桥式堆躲起重机的仓库;20 世纪 50 年代末 60 年代初出
现了司机操纵的巷道式堆垛起重机立体仓库;1963 年,美国率在仓库业务中采
用计算机控制,建立了世界上第一座计算机控制的高架立体仓库。此后,自动
化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展,并形成了专门的学科。发达国家研究
人员先后将电磁导引技术、激光导航技术、惯性导航技术、计算机控制技术、
工业机器人等应用于物流自动化领域,尤其是计算机及其网络技术被引入物流
领域后,各种设备被有机的整合为一体,使物流自动化发生革命性变化。60 年
代中期,日本开始兴建立体仓库,并且发展速度越来越快,成为当今世界上拥
有自动化立体仓库最多的国家之一。
American Eagle 公司在美国堪萨斯州的物流配送中心,安装了一套仓库管理
系统(WMS),如图 1-1 所示。通常。绝大多数的 WMS 负责管理拣选、包装和
发货作业,但在 American Eagle,此系统还负责指挥收货和存放作业,并保持对
存货清单的追踪。对订单执行管理是软件的更高功能实现,其主要负责确定哪
些订单将要提货,谁来为这些订单以及哪一个工作站将包装这些货物。
图 1-1 美国 Eagle 公司 WMS 物流系统 图 1-2 德马泰克多层穿梭车自动化系统
此外还有德国的德马泰克多层穿梭车系统等烟厂自动化系统。如图 1-2 所
示。德马泰克还设计了一个配备了 12 台料箱堆垛机、20 万个料箱货位的箱式
自动化立体库和一个配备了 5 台托盘堆垛机、2 万个托盘存储位的托盘自动化
立体库。经过码垛,单元载货可以直接进入发货,或移至纸箱拣选的四个工作
站之一等待拣选。此外德马泰克 20 米高的箱式自动化立体库拥有 30 万个货
位,配备了 12 个特殊设计的双深位堆垛机,可以同时处理四种不同尺寸的纸
箱,系统可以达到每小时 800 次双循环的作业率。
1980 年,我国第一座自行研制的自动化高架仓库投产。此后,高架仓库在
我国得到了迅速的发展。目前我国己建成的立体仓库约有 600 余座,分布在烟
草、汽车、化工、电子、机械、军队后勤等行业和部门,如红河卷烟厂自动化
物流系统(如图 1-3 所示)、深圳市星海物流输送设备(如图 1-4 所示)、青岛海
尔国际自动化物流中心等。国内对高架仓库物流系统的需求不断增加,高架仓
库物流系统的建设在我国方兴未艾。
图 1-3 红河卷烟厂自动化物流系统 图 1-4 深圳市星海物流输送设备
相比之下,国内烟草企业大都建于 20 世纪 80 年代末之前,是以生产自动
化为主进行规划设计的,没有为物流自动化的实施留出良好的外部条件,因此
后续的技术改造(即物流自动化)的条件比较差,厂房、库房、地基、电源、人
流、车流等环境影响已较难实现最优化(即最合理的物流工艺流程、最少的投
资、最佳的系统)的自动化物流系统。这种企业建立的自动化物流系统,用户
在使用起来有不合适的地方。如人机界面过多、人工干预多、投资多、物流工
艺流程不太合理等。20 世纪 90 年代后,一些烟草企业相继进行易地搬迁或者
扩建改造,设计单位遵循用户的要求,将生产自动化和物流自动化一起进行规
划设计,这就为物流自动化的实施提供了良好的环境。
1.3 研究的目的和意义
中国加入 WTO 后,随着中国这个全球最大的烟草市场的对外开放,外烟的冲
击力会愈加明显。面对日益激烈的市场竞争,各卷烟厂为降低自己的生产成本纷
纷掀起了技术改革的浪潮。同时中国是世界上最大的烟草生产和消费大国,烟
草工业在国民经济中占据着举足轻重的地位。而科技的进步对烟草行业的增长
贡献率高达 70%以上,烟草行业为谋求更多的市场份额和生存空间,各烟厂纷
纷投入巨资致力于应用先进制造模式。更是为了适时地有效地组织大批量大规
模的生产,节约人力物力,减少成本,提高企业竞争力。所以提高成品的工作
流程速度势在必行,而 PLC 控制在物流方面有着一定的优势,因为其简单易于
操作,直观,更有易于出现故障及时改进。在库房、生产车间以及包装车间之
间范围内,建立一个统一的物流自动控制系统,以完成在库房、生产车间和包
装车间之间的自动生产配送任务,从而实现降低企业成本的目的。
PLC 是以微处理器技术为基础,综合了计算机技术、自动化技术和通讯技
术的一种新型工业控制装置。其可靠性极高、耐恶劣环境能力强、使用极为方
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