实验室自动化设计

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实验室自动化设计范文第1篇

EDA(实验)中心的建设起始于1998年初,学校先后投入资金近百万元,第一期工程建立起配备有40台Pentium166MMX微机的多媒体实验室和硬件实验室各一个;1999年进行了第二期工程,又建起了一个包含40台PentiumⅡ400微机和两台专用服务器的网络实验室和一个管理办公室。并进行了软件建设和有关实验项目的开发。到目前为止已建立起的软硬件环境如表1。

在EDA中心的建设中,我们遵循以下原则:

(1)创建一流具有EDA特色的实验环境。EDA的实验环境的好坏在某种程度上直接影响电类学生对现代化技术的掌握,同时EDA的实验环境也是一个窗口,代表了一个学校现代化教学的形象。EDA中心的建设不应等同于一般的计算中心或机房的建设,应该具有EDA特色,那就是要有丰富的EDA软硬件支持,要有得力的指导开发力量。为了建设好一流的EDA实验环境,我们成立了专家指导小组指导环境的建设,并多次派人到EDA教学较好的学校去参观学习。为了体现时代的特点,我们将中心80台机器内部互连,整个内部网络完全按照Internet技术规范设计,能提供全套Internet服务。中心内部网络还通过Linux网关与校园网相连。服务器采用WindowsNT4.0、Linux5.0、Net-ware3.12,工作站安装了DOS6.22、Win-dows98(中、英文)、WindowsNT、Linux等操作系统。

(2)严把质量关,高质量完成建设。EDA所有软硬件设备的引进都经过认真市场调查研究,并严格的检测,对不合格的产品坚决清除。如曾进一批微机,检测后发现配置与样机不符,立刻退货,重新购置。软件的建设对EDA来说是体现特色的关键性建设,尽管EDA软件投资较大,为保证实验质量,划出专项资金,引进许多最新的正版EDA软件。

(3)加强外联,寻求多方支持。EDA教学的开展需要许多方面的技术支持,为了做好这方面的工作,我们加强了校际之间的技术交流以及与EDA软硬件开发商家的联系,可以从中得到了许多必不可少的帮助,如东南大学赠送给我们不少非常有用的EDA软件和设备,美国Altera公司通过其大学项目赠送给我们专业版和网络版的Max+PlasⅡ软件开发工具等。

(4)鼓励师生开发EDA教学项目。我校EDA教学项目的开发进行得比较早,并已取得了不少成就,EDA中心成立后更加强了这方面工作的开展,目前已自行开发并用于教学有ISP和FPGA等实验装置,全定制的A-SIC实验环境也正在紧锣密鼓地准备中。

(5)勤俭节约,变废为宝。EDA的某些硬件实验对微机要求并不高并且有可能对微机产生伤害,为此我们从校计算中心等地方找来约20台淘汰了的386和486微机,建成了硬件机房,很好地解决了这类问题并节约了不少资金。

2EDA实验环境的管理

我校的EDA实验环境主要面向电子工程系和自动控制系学生,行政上挂靠电子工程系。为了便于协调管理,两系分别任命了兼职正副主任负责中心的建设和日常管理。

在EDA(实验)中心的日常管理中我们努力做到:

(1)全心全意为EDA教学服务。EDA(实验)中心建立的主要目的之一就是为全校师生的EDA教学实验提供方便。为了做好服务工作,我们尽力满足师生的要求。如有教师希望通过网络授课,我们引进了Lanstar网络教学系统软件。有教师需要提供语音教学服务,我们购买了无线话筒。有一些国外引进的EDA软件需要用英文操作系统,中心工作人员经过多次试验,使中英文操作系统能够方便地切换。中心的Internet网及打印机等设备也均向师生开发。

(2)开放式的实验环境。中心除正常设备维护日外,保持全日制开放。开放时除了安排一般值班人员外,还经常安排对EDA技术熟悉的教师或研究生进行现场指导,学生可以自由地上机实习。

(3)不断推广EDA新技术。EDA技术的发展速度非常快,我们利用中心与外界联系较多的优势,不断向师生推荐EDA新技术和新方法。如我们曾请经销商来介绍最新版本的PADS、EWB等EDA软件的特点和使用方法,与东南大学EDA实验中心合作举办了两期全国性的EDA研讨班。

3效果分析

(1)EDA中心自投入使用以来,已为电类专业的学生开设了“电路”、“电子线路”、“数字电路”、“信号与系统”等十多门课程的上百个实验,部分实验还延伸到非电类专业的“电工学”课程中;每年还有几十名本专科生和研究生在这里进行毕业设计和课题上机。总上机时数已达4万机时。

(2)EDA中心的构建,推动了我校多门类课程的教学内容、教学方法的改革。就数字电子课程而言,迫切需要充实现代化的设计思想和设计方法,EDA中心的服务为此创造的必要的条件。由于EDA中心的大量工作,使教师可以在课常上集中精力和时间与学生一起共同体验前人创造知识的途径与方法,而把一些繁琐的计算交给EDA工具,学生通过EDA工具的使用去实践他们在课堂上学到的方法和思路。对电路分析、模拟电子线路、数字系统设计等课也起到了同样的作用。

(3)开放式的管理,方便了学生,激发了学生的学习热情和求知欲。如有一位在给电类提高班讲课的教师发现,原拟定通过Lanstar授课系统对学生讲授EWB的使用方法,结果在现场却发现,不少学生已初步学会了EWB的使用,其原因是他们已主动地到EDA中心,通过自学,进入了EDA环境。这是一个学生主动学习的例子。通过这样的学习客观上提高了学生的自学能力,反映了他们高度的学习热情和求知欲,这也为他们将来自行掌握更现代化、更复杂的EDA工具打下了基础。

(4)EDA中心成为学生第二课堂的场地,培养学生从事科学研究的能力。如数字系统设计的老师利用EDA中心进行电子设计竞赛,取得很好的效果,受到了学生的欢迎。

参考文献:

[1]陈旭,王成华.建好电工电子基地培养面向21世纪的高素质人才[A].国家工科基础课程教学的基地建设研讨会论文集[C].武汉:华中理工大学出版社,1999.4.(166).

[2]赵云娣等.电子技术教学基地的实验室建设[J].高等工程教育研究,1999增刊(77)

实验室自动化设计范文第2篇

【关键词】自动化 生产线 调研 安装

《自动生产线安装、调试与维修》课程是三年制高职机电一体化专业开设的实践性很强的技能型专业核心课程，也是机电设备安装、调试、操作、维修等从业人员的必修专业课程。本课程需要《液压与气动技术》、《电气控制系统设计、安装与调试》、《机械制造技术》， 的能力，掌握一定的机电一体化系统分析、设计、安装、调试、维护及检修的基本技能。本课程以模块化生产加工培训系统（MPS）为载体，通过综合技能训练，使学生能够正确使用工具、仪器和仪表，根据给定技术资料，能独立完成自动生产线的安装，调试及维护工作，在学习过程中进行团队协作，培养质量、实践创新意识等方面素质。

一、调研目的

（1）通过调研，明确行业对自动化生产线岗位职责和岗位知识、技能的要求，从而科学合理设置课程内容，提高学生技能。

（2）通过调研，明确行业对自动化生产线人才职业综合能力的要求，课程内容的设置注重全方位培养学生能力，同时培养学生良好的职业道德。

（3）通过调研，了解相关行业对自动生产线岗位工作人员的具体要求情况，包括基本素质的要求、基本能力的要求、综合能力的要求。总结课程开发基本思路、实验实训具体操作方法。了解企业对《自动生产线安装，调试与维修》课程的见解，相关专业技术知识及技能的需求状况，以便进行该课程内容设置、课程培养目标、课程教学模式，课程实践环节和课程教学大纲的更新完善，努力从课程的各方面加强与企业的交流，力争将《自动生产线安装，调试与维修》课程建设成为学校精品课程。

（4）通过调研，了解机电专业毕业生工作情况，听取他们对《自动生产线安装，调试与维修》课程的建议，现在工作中需要哪些自动生产线相关知识和实践能力。

二、调研内容

围绕着上述目标，我们着重确定了以下调研内容：

（1）岗位职责要求；（2） 岗位知识技能要求；（3） 职业综合能力要求；（4） 职业资格证书要求。

三、调研方法

本课程调研于2010年8月到苏州工业职业技术学院，2011年11月到西安航天九院第16研究所，西安东风仪表厂，2012年5月至6月期间走访西安东方机械有限公司、西安理工大学、西安天虹电器有限公司、汉江螺纹磨床研究所等进行实地现场调查。采用调查、走访、开小型座谈会、发放调查表，专业毕业生座谈等多种形式，了解其他高校《自动生产线安装，调试与维修》课程的建设情况及企业对课程相关知识及技能的要求，征求企业对该课程内容设置，课程教学模式，教学大纲的改进意见。调研过程中认真聆听高校和企业对《自动生产线安装，调试与维修》课程好的建议和课程建设思路，认真记录调研的各个环节，调研中尽早发现自身课程建设的不足，与企业共同探讨好的改进方法。

四、调研结果及结论

本课程调研共发放调查问卷30张，回收30张，对调查问卷进行了周密翔实的统计，结果如下，填写认为自动生产线安装、调试与维修技术的重要性较大的问卷为28份，填写自动生产线在企业中有重要应用的问卷为27份，填写使用自动生产线安装，调试与维修技术的岗位为机电设备安装与调试的问卷为29份，填写使用自动生产线安装，调试与维修技术的岗位为机电一体化系统的安装的问卷为26份，29份问卷认为自动化生产线安装，调试与维修工作中液压与气动知识比较重要，30份问卷认为自动化生产线安装，调试与维修工作中传感器方面知识比较重要，27份问卷认为自动化生产线安装，调试与维修工作中电气控制方面的知识比较重要，30份问卷认为自动化生产线安装，调试与维修工作中可编程序控制器方面，29份问卷认为课程教学中应当加强学生机械系统安装能力的训练，28份问卷认为课程教学中应当加强学生电气控制系统的安装，调试及故障诊断能力的培养，30份调查问卷认为课程教学中应培养学生可编程序控制器软件编程与调试方面的能力，29份调查问卷认为课程教学应采取理论与实践相结合的教学模式，在做中学，学中做，30份调查问卷认为学习完本课程后学生应当能够获得机电一体化高级工及维修电工技能证书。

五、改进措施

（一）更新思路

随着机电一体化技术的飞速发展，新技术的不断涌现，教材内容往往滞后，课程的教学应该进一步、更深入的和行业结合，加大市场调研的力度，及时调整教学内容。建设机电综合创新实训室，采取形式多样的实践教学环节，提高学生的学习兴趣，培养学生自动生产线安装、调试及维护的能力。

（二）注重教学方法

改进教学模式，加大实践操作环节在课程教学中的比例，课程建设中题库和《自动生产线安装，调试与维修》课程多媒体课件的建设还要不断地更新、完善，以适应行业的发展，进一步优化授课的各个环节，努力建设出富有特色的课程体系。注重启发式教学，引导学生主动学习。

（三）强化实践教学

要继续加强实践教学培养，加大实训的力度，增加实训的时间、按行业的要求培养出市场所需的熟练的技能型人才，实现真正的“零距离”。多建立校外实习基地，让学生到企业现场多看看，了解企业对学生的各方面要求。

（四）加强师资建设

《自动生产线安装，调试与维修》课程是重要的专业核心课程，教师队伍建设必然是重中之重。继续引进机电类高学历的人才，鼓励现有教师深造学习，完善教师的培训学习制度，建立有效的学习进修机制，尽快建成一支高水平的师资队伍，为自动化生产线安装及调试课程的发展保驾护航。

实验室自动化设计范文第3篇

关键词：温室；智能控制系统；功能；模块化设计；单片机

中图分类号：S625.5 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）26-0026-03

1 绪 论

1.1 选题的背景和意义

现代温室极大地促进了设施农业的总体发展水平。随着大棚技术遍及范围越来越广，大棚数量也不断增多，因此如何更好地控制大棚内的环境便成为人们喜欢研究的一个新课题。传统的温度控制方法是把温度计挂在温室大棚内来获取里面的实际温度，而后依据测得的温度与标准温度相比较，看温度是否合适。这种方法不但必须人工来完成，而且效率也很低。况且照目前的实际情况，传统的温度控制方法就更加不可行。这些问题致使我国农业生产的效益很低，因此，智能化温室控制系统的研究显得至关重要。它能在生产成本很低的情况下给作物生长创造一个最佳的环境条件，有利于我国农业的快速发展。

1.2 国内外研究现状和发展趋势

温室栽培技术起源于我国，但我国的温室技术发展非常缓慢，到20世纪60年代仍然处在很低的生产水平。传统温室以塑料大棚、日光温室为主，这类温室成本低效益好，但设备相对简陋、环境调控能力差。

随着单片机技术和传感器的发展，逐步兴起了一种有利于资源节约的高效设施技术的智能温室控制系统。特别是随着20世纪70年代微型计算机的诞生，更使温室环境控制技术有了天翻地覆的变化。至20世纪80年代，以微型计算机为核心的温室智能控制系统在国外一些国家已经向完全自动化、无人化的方向发展。

总之，我国的智能温室控制系统研发较晚，全面的环境控制技术研发才刚开始。同国外先进化的水平比较，还滞留在初级阶段。

1.3 主要的研究内容

本设计主要完成了三方面的工作：

①确定整体的设计方案；

②是设计传感器的软硬件系统；

③是设计单片机及通信接口。

本文针对温室内存在的诸多相互影响和制约的因素，设计出了基于单片机AT89S52的智能化温室控制系统。该系统融合了信息采集技术、信息传输技术、信息存储技术及信息处理技术，可以对农作物的生长情况做到全面、实时监测，实现了温室环境检测智能化。

2 智能化温室控制系统的整体设计及相关技术研究

在外界环境中，温度作为影响植物生长环境的主要因素，植物在在生长过程中的一切生物化学作用，都应该在适宜温度条件下进行，温度因素在空间上随着纬度和海拔的变化而变化，在时间上会由于四季及昼夜的改变而变化，不同品种的农作物对环境温度的要求也有所不同，相同品种处在不同生长阶段农作物对温度亦有不同的要求，因而智能化温室控制系统的设计就显得尤为重要。

2.1 系统功能设计

智能化温室控制系统的主要功能有以下几方面：

①首先系统要实现对室内温度参数的实时采集；

②系统采用RS-232串行通讯方式，使得通信系统具有较高的可靠性和灵敏度、较好的实时性和较强的抗干扰能力；

③系统设备能够实现存储、远程通信等功能；

④在温度超限时实现报警；

⑤系统能够实现长时间测量数据并记录。

2.2 系统设计原则

温室控制系统的设计应保证系统具有可靠性、易于操作、高性价比等优点。

2.2.1 可靠性

在实际应用中，系统的可靠性是实际应用的前提，设计时提高系统的可靠性一般从以下几个方面着手：选用性能较好的元器件；在设计电路板时不要胡乱布线且接地处设计要合理；要在容易受干扰的地方采取适当的抗干扰措施来保证系统的可靠性。

2.2.2 易于操作

系统操作和维护方便在设计系统时，应想办法尽量将复杂的操作内置化，这样能方便不同阶层的人使用。

2.2.3 高性价比

系统控制芯片为单片机，单片机不仅体积小、功耗低，其最大的优势是其性价比高。性价比是决定单片机是否能够广泛使用的一个极为关键的因素。

2.3 系统设计方案

温室控制系统单片机为控制核心，其中测量温度采用DS18B20温度传感器作为测量元件，构成了智能温度控制系统。温室控制系统具有温度测量电路、数据的存储及显示电路，语音报警电路等。系统设计方案，如图1所示。

3 硬件设计

本系统是以单片机为核心，它可以完成温湿度的采集、处理、显示并自动控制等功能。其硬件电路由温湿度传感器、RS-232串口通信、单片机和计算机三部分构成。单片机通过对温度传感器DS18B20进行编程来获取温度值，并将数值通过串口通信传送给计算机。

计算机主要是进行编程，控制温度的显示和报警等。经过综合考虑，最终我们选用AT89S52为微处理器。

DS18B20的测温原理，如图2所示。

4 软件设计

能化温室控制系统的整体功能的实现是在程序的控制下完成的，温室控制系统采用模块化设计，温室控制系统的软件设计与硬件设计思想一致，系统针对不同的功能将系统分成各种不同的程序模块，并对其分别进行编程、修改与调试，系统通过主程序、中断处理程序来实现对各程序模块调用，最终其连接起来完成整个智能化温室系统的功能。

软件部分采用程序模块化的方法将程序分为几个程序模块，然后针对每个模块分别设计程序，使各模块结合起来实现协调工作，最终实现对温室中温度的实时控制。智能化温室控制系统由多个独立的子程序构成，各个子程序之间通过软件接口相连，这样既便于连接、调试，也便于修改和移植。智能化温室控制系统的软件部分主要完成数据的处理运算、实现通信联机、实时数据显示和采集，系统参数的设置、语音报警等。智能化温室控制系统测控软件主要与硬件系统相结合，共同完成对系统环境参数的实时采样、实时处理数据以及与PC或移动终端通信等功能， 软件系统也能够根据模块程序自动将结果与设定的阀门报警值进行比较， 若检测的值超过设定的阀门值， 系统将启动报警电路报警。

主程序模块的主要功能是调用各种数据处理子程序和实现智能化温室控制系统的自检功能，通过主程序对子程度的调用来实现打开湿帘泵、启风机和关闭遮阳网等降低温度措施。在温度低于程序对温室控制系统设定值后，通过主程序对子程度的调用来实现打开遮阳网和补光灯等措施。这样就使得各程序模块有清晰架构，无论是维护还是修改都非常便捷。主程序程序框图，如图3所示。

5 仿真与调试

绘制完电路图后，需要Keil已编译写好的AT89S52的设计程序，将鼠标移动至AT89S52 芯片上，双击即可完成程序的添加。当双击时，会进入一个设置的对话框，在对话框中可以设置单片机系统的晶振频率，在这同时可以设置输入程序的路径，单击OK键就能够完成输入设置，并将已编译好的程序添加到AT89S52中，当再回到Proteus设计电路界面时，左键点击位于Proteus主界面左下方的开始按钮，这样就可以进行电路仿真。Proteus实现的是交互式仿真，在仿真进程中能够根据系统的需要操作各开关、控制按钮等器件，系统会真实地反映出仿真结果。在仿真开始后，通过程序编译来设置上下限温度，当温度值超出或低于所设定的范围时，就会启动报警系统。

设置温度上限为25 ℃，温度下限为10 ℃，如图4所示，此时温度是43 ℃，高于上限温度，此时启动报警系统，看到警灯亮报警。

6 结 语

本文针对温室大棚测控系统的研究，运用了单片机技术、通信技术、传感器技术、电子技术和自动化等专业知识。在设计和开发的过程中，综合目前一些先进的测控理念并紧密结合温室大棚的实际情况。本文遵循系统的需求，进行总体分析与设计、模块化设计、详细设计，并对系统的可靠性和抗干扰进行了设计。

参考文献：

[1] 于海业.发达国家温室设施自动化研究的现状[J].农业工程学报， 1997，（3）.

实验室自动化设计范文第4篇

【关键词】数字示波器；现代测量工具；自动校准软件；理论基础

一、引言

所谓自动化校准系统，就是指在较少的外界干扰下，对测量结果进行自动化处理和测量，是一种高效的提高产品质量的工具。作为ATS（自动测试系统）系统的重要组成部分，自动化校准系统通常由控制器、接口、测试软件、微处理器以及程控开关等构成。随着工业领域对测量的精度要求越来越高，对数字示波器自动化校准系统的研究显得十分必要。性能良好的示波器对于工业生产的模拟测试、调试开发来说至关重要，它通常按照正弦、方波和脉冲三种形式输出信号，由于其具备远程控制能力，并兼具各种设备的通用性和准确性，因此对于判断机器故障和分析原因来说具有很高的效率。就我国数字示波器校准仪的发展现状来看，中国计量科学研究院和华东高新技术开发有限公司处于领先地位，其合作研制而成的POC-3型程控数字示波器校准仪能够对各种类型的示波器进行自动化校准，由于特制了微处理器，它能够直接测量100Mv-100V的脉冲电压，在示波器的自动校准领域是一个飞跃。

二、数字示波器自动化校准软件的工作原理

示波器从诞生到发展已有近一个世纪的历史，是目前脉冲测量技术中应用最广的观测仪器，因其速度快、频带宽，数字示波器不仅具有电流表和电压表无法替代的功能，还能凭借其灵敏度调制信号的参数，这种智能化的仪器在当今社会得到广泛应用。下面，我们就数字示波器自动化校准软件的工作原理进行简要分析。

（一）数字示波器自动化校准系统的构成要素

数字示波器自动化校准软件具有复杂的系统构成，通常包括控制器、测试软件、程控器、执行元件、微处理器等，在其工作时，要将接口与总线连接起来方便传输。由于每次都会接受不同的任务，示波器的I/O接口有不同的型号，如GPIB、IEEC2388.2、LAN、R7-121C等。其中GPIB是通用接口总线，采用钛合金材质制作而成，其传输速度达2M/s。后来，IEEC2388.2问世，较之GPIB，它提高了传输的稳定性，也增加了更多的寄存器操作指令。R7-121C指的是异步传输的标准化接口，其引脚分为两种不同型号，一个是DB-9，另一种是DB-25，后者是前者的改良版，在抗干扰能力上更胜一筹。

（二）数字示波器自动检测系统的原理

数字示波器的自动检测系统主要分为硬件和软件两大部分，前者包括多功能校准仪、微型计算机和打印机，后者包括信号匹配器和GPIB。在微型计算机的远程控制下，先要按照时间系数扫描时标信号，在根据正弦信号测定频响和垂直偏转系数，由于程序已被编程，因此数字示波器会根据信号依次响应脉冲波的频率，当其检测出数据结果时，会进行不确定度的分析，自动生成误差报告，以判断结果是否合格。

三、数字示波器自动化校准软件的设计研究

下面，我们就数字示波器自动化校准软件的设计进行如下探讨。

（一）测控系统的模块化设计

首先，示波器自动化校准测控软件采用了模块化的设计方案，它将整个系统分为若干模块，各个模块之间相互独立互不干扰，分别进行文件、浏览器、仪器以及数据库的管理，分工明确。各自独立的实现示波器的校准以及数据处理功能。整个测控校准系统设计采用的是TOP――DOWN原则，每个模块都由主程序统一操控管理，使其具有良好的内敛性和清晰度，升级也更为容易。其操作流程主要如下，先由示波器检定员根据用户名登陆系统，再根据示波器的初始化数据选择合适的参数，进行误差范围的设置，再由示波器取读数据并校准，看数据是否超过了规定的误差范围，最后进行数据处理和储存，并输出结论。

（二）自动化校准软件的结构设计

数字示波器自动化校准软件共包含四个有机组成部分，第一是系统的预设软件，是示波器的总程控枢纽。第二是数学示波器的选择程序，其选择程序大多是半自动的，无需手控调节，这对操作的稳定性和一致性提出了很高的要求，根据不同的档级，软件能对其进行合理的组合编制，对于操作者来说使用非常便利。第三是校准软件的主体，其中参数在软件中起到决定性作用，由于一般情况下菜单的操作组分为水平、垂直和触发三组，可根据操作组选择参数的偏转系数和带宽值，并统一填入模板，方便日后的编写。值得注意的是，数据的采集通常需要一定的等待时间，在波形稳定的前提下 需要尽可能的缩短时间以满足误差处理的修约规定。最后一部分是文件的储存和管理，操作者只需按照仪器的提示，依次对示波器的型号、编码、校准日期等信息输入即可，软件会自动将其生成索引目录，并导入检测数据中心。

四、总结

综上所述，作为自动化测试系统，数字示波器的应用已经越来越广泛，其自动化校准软件经过不断的调试，在很大程度上提高了自动化检定功能，其工作效率较之手动测量提高了二十倍以上，也填补了自动化测量的空白，对于其他类似的测量系统具有借鉴意义。

参考文献

[1]姚洪奎.数字示波器自动化测试软件系统设计与实现.电子与通信工程.电子科技大学 ，2010（学位年度）.

[2]李宪优，王玲，阮林波.数字示波器自动检定方法与实现 .《装备指挥技术学院学报》，2010年2期.

实验室自动化设计范文第5篇

关键词：卷烟厂；物流自动化；系统设计

中图书分类号：F426.8 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）32-0145-02

所谓卷烟厂中的物流自动化系统指的是在香烟的生产过程中对辅料和成品的运送实现自动化管理，减少生产中人员的使用，实现“无人车间”，以及实现系统管理的自动化。案例中，有一卷烟厂在成品辅料库的物流项目管理中使用自动化系统，其指导思想为“高起点、高标准、取众之长、总体布局、统一设计”。主要是对整个烟箱入库系统进行优化设计，提高系统的各项功能，包括稳定性及可靠性。

1 实例概况

1.1 自动化物流系统

①该卷烟厂的自动化系统主要有两个部分组成：一是辅料存储库；二是成品存储库，辅料存储库及成品存储库都建立在卷烟厂内部的联合工房内，各有4～6台堆垛机所构成。来源于1层辅料库房与3层装料设备间的材料都需要运送到辅料存储仓库中，从生产线输出的香烟放置于成品仓库中。建成该厂房所使用的材料由轻型钢结构组成，同时在库房内配备除潮设备与空调设备。

②2层属于成品库的入库系统，它与装备设备的出口相结合，通过烟箱的入库系统进入库中；1层属于成品库的出库系统，产品经过堆垛机出库，在该过程中使用托盘，在最后阶段经过条形码识别系统的鉴定和识别之后才将香烟送出厂。辅料入库过程必须经过1层和3层，3层入库系统前方设置较大面积的人工配送区域，可以采用径直小车将货物直接运送入库。在1层入库的主要是烟箱和丝束包等产品，产品类型多样化，必须通过4个入库站台，同时使用环穿小车将货物送进。

③该系统是由西门子公司进过研究和开发而推出的工业网络控制系统，现场总线由Pro-fibus构成，主控器件主要是有西门子公司开发研究的S7-400 PLC系列产品组成；分布式I/O产品支持Profibus总线设备的使用；条码识别器和变频器分别具有支持西门子公司产品的特殊接口；它是某一个特殊网站的从属站点，能够使网络的使用更加方便，操作终端与工业以太网相连，形成一个标准化的控制网络。卷烟厂物流自动化系统的控制配置分为三层：管理生产层、调度监控层及控制设备层。管理生产层的工作内容主要是管理计算机及其相关系统的运行；调度监控层主要是对在卷烟厂物流系统中使用的计算机进行不定时的检测和控制；控制设备层主要由各个子系统所构成，它主要有各个库区如辅料进出库区、AGV、成品出库区及堆垛机等控制系统构成。

1.2 存在的问题

卷烟企业是一个季节性较强的单位，在卷烟行业的销售旺季时，必须保证生产线的高度运转，在销售旺季时停产将会给烟草企业带来严重的经济损失。作为整个烟箱入库的物流系统，它是整个产品流通的渠道，一旦出现事故将会影响到企业的其他各项工作的实施。由表1可以看出，生产5亿只香烟时，设备要停休1.2 h。造成烟箱入库机器休息的原因主要是杂乱无章的信息、在机器操作过程中的机械手报问题、剔除烟箱运行中的障碍。对这些问题进行一定的分析，采用新的方法对卷烟企业的物流入库系统进行优化和改进以提高系统的各个方面的性能。

2 自动化物流系统设计的完善措施

2.1 入库系统控制程序的完善化

在烟箱的入库过程中，扫码器在工作过程中烟箱上的胶带飘出使得系统识别错误，从而将一个烟箱误认为两个，这会使系统的信息混乱从而造成停机。该系统的工作是对条码的识别做到对烟箱的分拣入库，在识别发生错误的过程中重码是一个较为严重的问题，在这个过程中需要相关人员对分拣系统进行检验和控制，在检查和核对工作结束之后才能进行条码的修改，这样大大的增加了停机时间，使整个运送过程的生产效率降低。所以在入库系统扫码器旁设置一个具有特殊功能的操作按钮，在该系统工作出现故障时，请工作人员就出现的问题进行处理，与此同时可以通过特殊操作按钮的使用使系统恢复正常工作，从而节省在烟箱运输过程中的时间。

在整个运送系统的工作过程中，在烟箱的运输量较大时，很容易出现多个烟箱相连接的情况。这使得系统在读取数据的过程中忽视第二个烟箱的信息，从而使得该信息丢失，在整个信息系统库中无该烟箱的信息，这就会使整个系统信息出现严重的混乱情况，从而使系统发出警报，这样在很大程度上造成生产效率低下。为了解决此问题的出现，需要增加挡板等功能将烟箱分开，同时使用交通控制程序，对堵塞情况分时间段控制。改进系统的工作之后，烟箱在运行过程中将自动分开，交通控制程序的使用能够改善此种情况，分开相连接的烟箱，取得良好的运送效果。

2.2 喷胶系统的增设

在烟箱入库停机过程中最为主要的原因是机械手真空故障，在该系统正常工作的过程中所使用的是进口的机械手。抓手是具有平面真空盘结构的。真空故障在整个系统的工作过程中出现问题的原因是由于真空吸盘在烟箱的抓起工作中不能很好的进行工作，这主要是由于烟箱顶部的硬度不够造成的，同时真空不足的情况也很容易导致抓手工作失常。通过改造烟箱的质量则在一定程度上会增加烟箱的生产成本，所以需要增设喷胶系统，该系统是在烟箱表面喷射胶状物增加烟箱盖板的硬度，以解决该问题。该设备安装在最后的工序中，但能够起到较好的效果，使运输系统高效的工作。

2.3 提高扫码器的功效

在卷烟厂物流自动化系统的工作过程中主要工作在于一号工程码与条码在产品运输过程中对香烟进行分类和入库工作。无论品牌码或者工程码都要通过扫码器读取数据，但在工作的过程中，不同的烟箱条码之间差异很大，在传统烟厂物流自动化系统的工作过程中所用的SICK系列扫码器不能达到运输的需求。所以在现在系统的工作中需要采用62X系列扫码器，提高扫码器的性能来改善错误的发生概率。可以从表2中明确看出不同扫码器的各项指标，62X系列扫码器与42X存在着一些共同点如：分辨率等是一致的，但它的特殊功用在于增加了智能化的解码器，将图像重组技术融合于工作中，此外，对残破程度严重或弄脏的条码也具有较强的阅读能力。

3 效果分析

由表3可以看出，在使用优化改进的系统以后，原来因烟箱信息混乱以及真空故障等原因造成的系统运行时间缩短，即入库时间有原来的1.2 h变成了现在的0.23 h.在一定程度上提高了系统的自动化水平，同时在一定程度上预防了烟箱混牌事故的发生，并且降低了系统的工作强度，提高了物流系统各个方面的工作性能。

4 结 语

采用新的优化系统对卷烟厂的物流系统进行改造以后，在很大程度上提高了卷烟厂在物流自动化系统中的工作效率。同时使用一号工程码与烟箱条码对工作进行分类和管理，很大程度上提高了香烟产品在出入出库工作中的效率，从而为卷烟厂物流系统自动化措施的实施提供了一定的参考依据。

参考文献：

[1] 卢子奎，郭天文，罗旺春，等.卷烟工业企业自动化物流系统效能优化[J].烟草科技，2010，（6）：26-29.