成品高架库入库流量监控系统的设计与实现

王冠华，蔡荣忠

（红云红河集团会泽卷烟厂，云南曲靖 654200）

0 引言

成品高架库处于卷烟生产自动化流水线的末端，其入库能力直接关系着上游设备的运行效率、卷烟设备的生产能力以及整个仓库的均衡吞吐能力。成品高架库入库设备承担着所有成品件烟的入库任务，入库整体流程：成品件烟由卷包车间装封箱机封装完成后，各品牌件烟混合经过件烟输送带运送至机器人码垛入库区，由入库分拣设备分拣至对应的入库通道，然后由机器人码垛入库。

目前，成品高架库操作人员少，且同时兼顾成品出、入库业务，库区的距离较远，甚者长达数百米，操作人员每天频繁往返库区两端，劳动强度大，工作效率低，难以做到仓库的实时有效管理。

1 问题分析

实际生产中，成品件烟的入库流量不均衡，从而引起超出设备承载能力的大流量，导致件烟频繁被剔除，严重制约着入库区设备的运行效率。究其原因有：①人工加烟。当卷包车间在装封箱机处，人工将大量未入库的件烟在某一时段集中摆放至件烟输送带上，额外加入的件烟造成瞬时大流量；②设备故障。因入库区设备故障维修而造成件烟入库延误，延误的件烟积攒在件烟输送带上，导致瞬时大流量。以上两种情况皆会引起入库件烟流量过大，由于每个入库通道暂存工位最大容量为10 件烟，当暂存工位已满，为避免影响其他通道件烟的入库，系统自动剔除该通道的后续件烟。

由于件烟剔除后需人工搬运至件烟输送带重新入库，大大增加了操作人员的劳动强度，同时也提高了件烟入库的破损率。故急需开发一套远程实时管理的入库件烟流量监控系统，实施入库件烟的流量分析、动态监控，并且针对大流量的件烟采取相应的控制措施，以减少件烟的剔除量，减轻操作人员的工作量。

2 系统总体设计

为有效降低件烟剔除量，设计的系统必须准确性高、可靠性强，具备流量分析、视频监控、远程控制、报警显示等功能。

针对以上系统功能进行方案设计，系统设计见图1。首先通过入库端一号工程码扫码设备，将扫码信息进行采集、分析，准确计算件烟的数量，从而计算出件烟的入库流量；同时接入一路视频信号至中控室，对现场进行实时监控。

图1 系统设计

3 系统硬件设计

系统的硬件主要包括：固定式扫描仪、枪式摄像头、PC 主机、显示屏等，具体硬件型号及功能见表1。

表1 系统硬件配置

将JFA -G61A枪式摄像头和SICK CLV490 固定式扫描仪安装在支架上，调节摄像头角度，确保监控画面包含整个重点区域，调整扫描仪安装距离和角度，确保件烟烟箱一号工程码有效识别；从电控子站箱加装一个断路器，输出220 V 动力电源线，接入SICK CLV490固定式扫描仪和JFA-G61A 枪式摄像头供电接口；SICK CLV490固定式扫描仪将串口线接入Nport 输入端，将其输出端和JFAG61A 枪式摄像头网络端口通过工业以太网连接至网络交换机，然后引入中控室的控制计算机；采用戴尔Vostro3902 电脑主机作为控制计算机，赛普SAM470MD 显示大屏作为显示屏，两者之间采用网络连接。

4 系统软件设计

统软件设计是在Windows 开发环境中进行，在开发工具Powerbuilder 生成的软件基础上，利用Powerscript 语言编写源程序，通过SICK CLV Setup 软件设置好扫描仪的工程文件参数，SQLserver 数据库管理软件进行数据的采集、存储，将视频信号、扫码信号进行数据处理，经过编译、调试生成可执行文件，系统软件主要包括初始化、数据库的连接与建立、数据采集、与摄像头建立连接函数模块、报警显示模块、获取条形码数据函数模块、流量分析函数模块等程序，程序流程见图2。

图2 程序流程

4.1 数据库表的连接与建立

首先在主控PC 机上安装微软SQLserver 数据库管理软件用于支撑整个系统的数据采集、存储，当流量监控系统软件Powerbuilder 运行时，首先连接SQLserver 数据库并建立本流量监控系统Powerbuilder 所用到的系列数据表，部分代码注解如下：

参数设置界面可对工厂生产的所有品牌代码、名称、采集条码所用的同一虚拟端口号及网络摄像头IP 地址进行参数设置。当设置完成后，点击保存按钮功能执行代码dw_1.update() 对屏幕内容进行保存。

4.2 网络摄像头的监控连接函数

ole_1.object.navigate(ljipdz)

注释：ole_1.object 指摄像头显示框控件；navigate 指控件框调用IE 浏览器；(ljipdz) 指浏览器访问的网络摄像头IP 变量地址；通过访问网络摄像头IP 地址可实时显示入库现场。

4.3 条形码数据采集

当某件烟进入入库通道触发现场扫描头后，通过现场安装的转换器Nport 将串口转换成网络信号触发流量监控系统的虚拟采集端口oncom 事件后，系统自动提取条形码代码信息，首先自动新增一条数据存入监测数据表jcsjb，代码如下：

接着显示当前到达库区的件烟条形码、品牌名称，代码如下：

然后继续刷屏更新显示如下屏幕内容：一分钟内扫描监测到的件烟合计数。

4.4 报警显示

此段程序显示某一时间段的时间点，入库件烟流量≥16 显示报警，提示此时流量过大，同时将报警灯安装在装封箱机处，闪烁提示此时流量过大，警示装封箱机操作人员做好件烟入库控制。

4.5 数据分析

可随时分析当班数据和历史数据，通过查询便能得知数据流量，具体包含：时间变化产量累加直方图、时间变化流量直方图、多色产量饼状变化图、各时段件烟流量查询表，方便查询数据流量，为生产做精准决策。

5 结束语

开发设计的系统实现了对入库区设备的远程监控，智能地对入库件烟进行流量统计、报警显示，操作人员可根据件烟实时流量对剔除情况进行预判，及时采取应对措施，避免重复搬运，减少了工作量，降低件烟入库的破损率。

该系统自安装调试以来，剔烟频次和剔烟数量急剧减少，并且操作人员借助系统平台可以轻松完成出、入库业务，真正实现了对仓库实时有效的管理，而且系统运行稳定、可靠，具有较高的实用价值和推广价值。