存储设备范文第1篇

摘要：MEMS存储设备相对于磁盘，在性能、可靠性和功耗等方面都具有优势。本文主要分析了MEMS存储设备的物理结构对0s管理的影响，主要从请求调度算法、数据布局、设备故障管理进行了探讨和研究。关键词：MEMS；OS管理；调度算法一引言MEMS(MicroElectromechanicalSystem，微机电系统)存储器是一种新型存储器件，具有高密度、低功耗、非易失、多探针并行访问等特点，相对于传统磁盘具有明显优势。可以填补RAM和磁盘之间的性能差距，可在计算机系统中承担多种角色，为新型高性能海量存储系统结构研究带来新思路和新方法。二MEMS存储设备的请求调度算法(一)磁盘的请求调度算法第一种是最简单的、性能最差的先来先服务(FCFS)：第二种算法是循环查找(CLOOKLBN)。这种算法是按照LBN升序的方式进行服务，也就是说当所有请求的LBN都落后于当前请求的LBN话，就从涉及到最小LBN的请求开始服务：第三种是最短寻址时间优先(sSTF—BN)，主要思想是选择具有最小寻址延迟的请求，但是在实际应用中却很少使用。因为很少有主机操作系统具有用计算实际寻址距离或者预测寻址时问的信息，考虑到磁盘LBN到物理位置的映射的关系，大部分的SSTF算法使用的是最近访问的LBN和目标LBN之间的距离作为访问时间的近似，这种简化对磁盘是有效的：第四种是最短定位时间优先算法(SPTF)，选择具有最小定位延迟的请求，对磁盘来说，SPTF算法与其它算法显著的不同在于它需要考虑寻道时间和旋转延迟。将四种调度算法应用到Atalalok上，统计随机负载在不同的请求到达频率下Atlasl0k的响应时间。FCFS的性能是四种调度算法中性能最差的，同时，FCFS的性能随着负载请求的增加性能最快达到饱和。SSTFesLBN的性能比CLOOKLBN要好，SPTF的性能最好，而且SPTF性能达到饱和的速度最慢。前三种调度算法((FCFSCLOOKLBN和SSTFesLBN)可以利用主机的软件系统简单有效的实现。考虑到磁盘LBN到物理位置的映射关系，实现这三种调度算法不需要详细的设备信息，只需要根据请求的LBN号来选择要服务的请求。SPTF算法通常是在磁盘驱动器的固件中实现，SPTF算法需要磁盘状态的准确信息、LBN到物理位置的映射信息、寻址时间和旋转延迟的准确预测信息等。(二)MEMS存储设各请求调度算法为了方便的将MEMS存储设备应用到计算机系统中，MEMS存储设备利用与磁盘相同的接口。为了证明现有的磁盘请求调度算法同样适用于MEMS存储设备，将上节中四种磁盘的请求调度算法应用到MEMS存储设备上。多数的请求调度算法，如SSTFLBN和CLOOKLBN，只需要知道LBN的信息，将LBN之间的距离作为定位时间的估计。SPTF算法涉及到寻址时间和旋转延迟。而MEMS存储设备只存在x轴和Y轴方向的寻址，没有旋转延迟。与磁盘相同的是，寻址时间是一维的，接近一个线性的LBN空间。与磁盘不同的是，MEMS存储设备在两个方向的寻址是并行完成的，选择较大的作为实际的寻址时间。由于x轴方向存在稳定时间，x轴方向的寻址时间总是比Y轴大。如果Y轴的寻址时间比较大，SPTF的性能仅比SSTF略有优势。利用Disksim。将磁盘的调度算法应用到MEMS存储设备上，统计不同的请求到达频率的随机负载下的平均响应时间。四种调度算法在MEMS存储设备上具有和磁盘类似的性能：FCFS性能最差，SPTF性能最好。但是，FCFS和基于LBN的算法之问的差距比磁盘小。因为在MEMS存储设备寻址时间在整个服务时间中占很大比例。CLOOKLBN和SSTFLBN性能差距要比磁盘小。三数据布局策略(一)小粒度非顺序访问MEMS存储设备数据访问具有与磁盘类似的特性，短距离寻址比长距离寻址要快。与磁盘不同的是，由于弹簧的回复力的存在，使得不同位置上触动器作用力的影响不同。弹簧作用力对每个tip的访问区域不同位置的影响。弹簧的作用力随着sled位移的增加而增大，对于短距离来说定位时间反而较长。因此，在考虑查找小粒度、常用的数据项的时候，除了考虑寻址距离，还要考虑sled距中心位置的距离。(二)大粒度顺序访问MEMS存储设备和磁盘的流传输速率相似：Atals10K的流传输速率是17，3-25，2MB／s，MEMS存储设备的流传输速率为75，9MB／s。MEMS存储设备的定位时间比磁盘低一个数量级，对MEMS存储设备来说，定位时间对于大批量数据传输影响很小。例如：一个256KB的读请求在X轴不同位置上的服务时间，在1250个柱面的不同请求之间的服务时间仅差10％。同时减少了大粒度、顺序传送的数据对局部性的需求。但是，对磁盘来说，寻址距离是影响寻址时间的重要因素。同样，对一个256KB大小的请求，长距离寻址时间可以使整个服务时间增加1倍。(三)双向数据布局为充分利用MEMS存储设备的访问特性，引入了一种双向布局策略。小数据存放在最中间的小区域中，大的、顺序的流数据存放在的小区域中。这种策略可以采用5X5的网格方式实现。在假设各个请求内部不存在相关性的前提下，比较双向布局、“organpipe”布局和一种优化的磁盘布局的性能。在“organpipe”布局策略中，最经常访问的文件存放在磁盘最中间的磁道上，使用频率稍差的文件存放在中间磁道的两侧，最不经常使用的文件存放在靠近最内部和最外部磁道上。这种布局策略对磁盘是优化的，缺点是需要根据文件的使用频率定期的移动文件，还需要维护文件的一些状态来记录文件的使用频率。四MEMS存储设备故障管理(一)内部故障磁盘常见的故障有两种：可恢复故障和不可恢复故障。MEMS存储设备也会出现类似的故障。但是，MEMS存储设备可以采用多个探针来弥补组件故障，包括可能会导致设备不可用的故障。对MEMS存储设备来说，有效的纠错码可以通过分布在多个探针上的数据计算得到。在G2模型中，每个512字节的数据块和ECC码分布在64个探针之问。Ecc码包括一个垂直部分和一个水平部分。ECC码水平部分可以从故障的扇区得到恢复，而垂直部分指出哪些扇区可以作为故障扇区对待，同时将大的错误转化为扇区擦除操作。这个简单的机制说明大部分的内部故障是可以恢复的。像磁盘一样，MEMS存储设备也保留了一些的备用空间(sparespace)，用来存储由于探针和介质故障而无法保存在默认位置的数据。MEMS存储设备的多个探针可以在一个磁道上并行访问数据，可以避免由于故障需要重新映射带来的性能和预测开销。而且，通过在每个磁道设置一个或者多个备用探针(sparetips)，不可读取的数据被重新映射到空闲探针相同的扇区。(二)设备故障MEMS存储设备也很容易受到不可恢复的故障影响：外部机械或者静电强大的作用力能够损坏触动器的集电刷或者折断弹簧，破坏介质表面，损坏设备的电子装置或者破坏数据通道。如果出现这些故障，可以采用与磁盘一样的方式来处理。例如，采用设备内部的冗余和周期性的备份来处理设备故障。MEMS存储设备的机械特性在一些容错机制中更适合处理读一更新一写(read-modify-write)操作。一般的磁盘需要转完整的一圈才能到达相同的扇区，而MEMS存储设备可以快速的反转方向，大大减少了读一更新一写的延迟。(三)故障恢复同磁盘一样，文件系统和数据库系统需要维护存储在MEMS存储设备上对象内部的一致性。虽然采用同步写操作对性能具有一定影响，但是，MEMS存储设备的低服务时间可以减少这种损失。另外，MEMS存储设备没有转轴启动的时间，因此设备启动速度快，大概只需要0.Sms。即使是高端磁盘，也需要15-25s的时间来启动转轴和完成初始化。同时，因为不需要启动转轴，就不需要考虑启动转轴需要的功耗，也就没必要采取任何减少功耗的技术，这些都使得所有的MEMS存储设备可以同时启动，系统启动的时间从秒级降到毫秒级。

存储设备范文第2篇

在高速数据采集存储系统中，数据存储是一项关键技术。通常的做法是把数据存入大容量存储器中，采集结束后再进行数据处理和保存。这种方法。持续采集时间受存储器容量的限制，在许多场合可能无法满足要求；而存储器容量的增加，其价格也会成倍增长。因此，从存储容量、读写速度和单位成本等方面综合考虑，采用高速硬盘直接数据存储是很有优势的。

对于硬盘而言，在持续高速数据存储中，关键是它的持续数据传输速率（sustained transfer rate）能否满足要求。目前，15000r/min的小型计算机系统接口SCSI（Small Computer System Interface）硬盘，总线数据传输速率为80～320MB/s，持续数据传输速率大于40MB/s。而PC机普遍配置的IDE硬盘，虽然它的总线数据传输速率可以达到33～100MB/s，但持续数据传输速率只有15MB/s左右，性能低于SCSI硬盘。

本文设计了一种专用高速硬盘存储设备，它脱离微机平台实时将高速数据送入SCSI硬盘，持续存储速率可达35MB/s（使用Seagate公司生产的ST336752LW型硬盘）。

1 SCSI总线及硬盘

SCSI是美国ANSI9.2委员会定义的计算机和外设之间的接口标准，最初是以磁盘存储设备为主，但由于它的灵活性、设备独立等特点，使之不仅在磁带设备、打印设备、光盘驱动设备等外设中得到普遍应用，也在许多I/O设备和计算机网络、计算机工业控制等领域不断发展。随着外设速率的不断提高，SCSI的性能几乎每5年提高一倍，目前Ultra320 SCSI总线数据传输速率可达320MB/s。

SCSI是设备无关的输入输出总线，可以挂接多达8个以上的设备。对于SCSI总线上的设备，如果是任务的触发者，则称为启动设备；如果是任务的执行者，则称为目标设备。通常启动设备先选择一个目标设备，继而由目标设备决定继续控制总线或释放总线，直到完成任务。本文的专用高速硬盘存储设备采用单启动、单目标结构。

SCSI硬盘在标识硬盘扇区时使用了线性的概念，即硬盘只有顺序的第1扇区、第2扇区…第n扇区，不像IDE硬盘的“柱面/磁头/扇区”三维格式。这种线性编排方式访问延时最小，可加快硬盘存取速率，尤其在持续大容量数据存储时，所显现的优势较明显。目前，操作系统内部也使用线性编号的扇区，其目的是加快介质存取速度，加大介质访问容量。

综上所述，该专用高速硬盘存储设备使用SCSI总线不仅数据传输速率高，而且在需要时可以增加设备中的硬盘数量来扩展存储空量，甚至可以把硬盘替换为其它SCSI存储设备。

2 系统结构设计

为了实现SCSI协议和硬盘存储，一般需要有微处理器、DMA控制器、SCSI协议控制器、数据缓存器等硬件支持和相应的软件控制模块。

·微处理器用来控制设备中各部件的工作，实现设备本身的特定功能。该专用高速硬盘存储设备实现数据的持续高速存储，要求处理数据的速度高。通常这些需要传输和处理大量数据的设备均选用数字信号处理器DSP作为微处理器。同时，SCSI协议中许多复杂的控制功能也需要这个微处理器来实现。

·传送大量数据大多会采用直接存储器访问DMA（Direct Memory Access）方式，因此需要独立的DMA控制器或选用内置DMA控制器的微处理器。出于简化电路和提高速率的考虑，该设备采用复杂可编程逻辑器件CPLD构造了一个独立的DMA控制器。

·要实现SCSI协议需要有SCSI协议控制器。DSP中通常不会集成SCSI协议控制器，因此一般情况下，需要选择通用的SCSI协议控制器，辅助DSP实现SCSI协议和通信。

·在设备的输入接口部分，需要有数据缓存单元。普通的存储器在写入的同时不能读取；采用双口随机存储器RAM虽然可以解决并发访问的问题，但它必需的双边地址译码又是不可忽视的问题。对于单纯的数据存储设备，不需要对数据做压缩、信号分析等预处理工作，缓存单元在结构上相当于先进先出（First In First Out，FIFO）队列，先到的数据先被存储。所以采用专用FIFO芯片，可以去掉复杂的缓存器译码电路，大大简化系统设计。而且，采用专用FIFO芯片，整个设备从外部数据接口看来，就是一个写不满的FIFO，也大大简化了对设备数据接口的操作。

专用高速硬盘存储设备的框图如图1所示。图1中各方框表示一个基本模块，括号中文字表示具体实现的器件，虚线左侧部分不属于设备模块。

该高速硬盘存储设备设计中向处理器选用了TI公司生产的TMS320F206，SCSI协议控制器选用了Qlogic公司生产的FAS368M，DMA控制器和其它逻辑转换电路选用了ALTERA公司生产的CPLD器件EPM7064。

TMS320C206是TI公司生产的CPLD器件EPM7064。

TMS320C206是TI公司生产的TMS320系列单片数字信号处理器中的一种低价格、高性能的定点DSP芯片。该芯片功耗低，处理能力强，指令周期最短为25ns，运算能力达40MIPS，片内具有32KB的闪烁存储器和4.5KB的RAM，是最早使用闪烁存储器的DSP芯片之一。由于闪烁存储器具有比ROM灵活、比RAM便宜的特点，因此使用TMS320F206不仅降低了成本、减小了体积，同时系统升级也比较方便。

FAS368M是与SCSI-3标准完全兼容的SCSI协议控制器，它支持启动设备与目标设备两种模式，同步数据传输速率为40MB/s。另外，FAS368M支持最大50 MB/s的快速DMA数据传。由于采用分离的微处理器总线和DMA总线结构，因此能以较高速率产生响应而不会造成瓶颈效应。

3 硬件电路及功能描述

TMS320F206、FAS368M、EMP7064和IDT7208之间的具体连接线路如图2所示。

3.1 FAS368M的信号及内部寄存器说明

图2中FAS368M的主要信号和控制逻辑如下：

·ACK、ATM、BSY、CD、IO、MSG、REQ、RST、SD0～15、SDP0～1、SEL及其差分信号，都是FAS368M与SCSI总线的接口信号。

·CS信号是读写FAS368M内部寄存器片选信号。

·RD、WR是FAS368M内部寄存器的读写信号。

·FAS368M的TNI端对

应TMS320F206的外部中断INT1，当其有效时，表明有错误产生（如校验出错）、一个事件需要服务（如FAS368M作为目标设备被选中）或已结束某服务（如DMA结束）。

·DREQ，FAS368M使DREQ有效向DMA控制器（EPM7064）发出DMA传输请求。

·DACK，EPM7064对FAS368M DMA请求信号DREQ的响应。

·DBWR，DMA数据写信号。当DREQ和DACK信号均有效时，EPM7064控制该信号和缓存器IDT7208的RD信号，实现数据从IDT7208向FAS368M的同步快速传输。

FAS368M在TMS320F206的控制下实现所有的SCSI物理协议，包括仲裁、选择、消息、命令、数据、状态等各阶段规定的信号电平转化等。在设备中TMS320F206对FAS368M的控制是通过对其寄存器的读写来实现的。

·指令寄存器（Command Register），TMS320F206通过向指令寄存器写入相应指令，实现诸如FAS368M的初始化与复位、SCSI总线分配与复位、SCSI总线各阶段的迁移等所有针对FAS358M和SCSI总线的控制。

·FIFO寄存器（FIFO Register）是一个16字的FIFO寄存器，硬盘和FAS368M之间的数据都要通过FIFO寄存器。它有两方面的用途：当FAS368M通过SCSI总线向硬盘传送数据和命令时，可以先把要传送的数据和命令放在FIFO寄存器，等SCSI总线空闲，并获得总线控制权以后再开始传送；另一方面，由SCSI总线传送到FAS368M的数据，也可因为TMS320F206或DMA控制器忙而停止，数据先送到FIFO寄存器空出SCSI总线，等TMS320F206或DMA控制器空闲再从FIFO寄存器读取数据。

·传输计数寄存器（Transfer Count Register）是一个减计数器，它通常用来保存一次DMA命令所要传输数据的字节数。

·中断寄存器（Interrupt Register），FAS368M所有的信息都以中断的方式通知TMS320F206。TMS320F206通过读取中断寄存器和其他状态寄存储器判断FAS368产生中断的原因，决定下一步操作，从而实现FAS368M对TMS320F206的通信。

3.2 EPM7064内部逻辑和作用

设备中的DMA控制器由CPLD器件EPM7064实现，这主要有下面几方面的考虑：

（1）设备接口缓存器采用专用FIFO芯片IDT7208，它的数据总线可以和FAS368M的DMA数据总线直接连接，不需要复杂的缓存器地址译码电路。因此，DMA控制器不需要数据与地址总线，硬件连线可以大大减少。而配合FAS368M DMA数据传输的时序，DMA控制器只需在DMA传输请求信号DREQ有效且IDT7208空信号EF无效时，使DMA传输响应信号DACK有效，随后在时钟信号CLK驱动下连续产生同步的IDT7208读信号RD和DMA写信号DBWR，实现从IDT7208到FAS368M的DMA传输；反之，则使DMA传输响应信号DACK无效，随后停止产生IDT7208读信号RD和DMA写信号DBWR，中断从IDT7208到FAS368M的DMA传输。这些时序逻辑完全可以用一片小的CPLD器件实现，因此选用EPM7064设计了该DMA控制器。

（2）FAS368M支持高达50MB/s的快速DMA传输。一般的专用DMA控制器芯片难以胜任，而且专用DMA控制器与FAS368M的连接需要一定的逻辑转换电路，硬件连线也较多。同时，它还必须在TMS320F206的控制下与FAS368M一起协调工作才能实现DMA传输，又增加了软件的复杂程度。

存储设备范文第3篇

价格便宜一半

在基于网络的存储虚拟化产品市场上,惠普、IBM、LSI等国外厂商一直占据着主导地位。这些国外厂商的产品功能虽好,但是动辄上百万元的实施成本常常让中小企业望而却步。UIT(创新科存储技术有限公司)新推出一款存储虚拟化产品――UDMS(UIT Data Management System),不仅能够帮助企业构建弹性存储基础架构,而且可以降低存储成本,提高存储管理的效率。UIT公司技术中心副总经理冯凯表示:“UDMS的一个突出优点是具有高性价比。UDMS的价格只有国外同类产品的一半。”

武汉某高校正在对UDMS进行测试。该校数据中心现拥有5台存储设备,其中几台存储设备的存储空间已满,而另一些存储设备上还有比较多的空闲存储空间。该校希望将不同品牌的存储设备整合起来,对所有存储资源进行统一调配,从而简化存储管理,实现存储容量的方便扩展。该校之所以迟迟没有采用存储虚拟化产品,主要是因为国外产品的价格太高。

UDMS是一个功能强大的虚拟化存储平台,可以集中管理可用的存储资源,并以随需供给的方式提供给用户。冯凯介绍说:“UDMS是一个全面的虚拟化、数据保护和高可用性管理解决方案,不仅能够增强业务连续运行的能力,而且能实时监控系统运行状况,灵活调配存储资源。”

异构平台整合更容易

冯凯表示,UDMS的特色在于,不仅能够针对异构平台进行存储资源整合,而且具有自动精简配置、CDP(持续数据保护)、异构环境中的多链路冗余、双机高可用等功能。UDMS分为部门级和企业级两个版本。部门级产品主要可以实现异构存储环境的整合,企业级产品主要可以实现两个数据中心间的CDP保护。

UDMS可以帮助客户轻松整合各种存储设备,构建支持不同服务级别的网络存储系统。UDMS能够将多个磁盘存储系统的容量合并到不同服务级别的存储池中,从而实现集中管理。UDMS不仅可以连接不同品牌、不同架构 (Fiber Channel、iSCSI、SCSI、FCoE、SAS、SATA)的存储设备,而且能够创建虚拟卷,提供统一的快照、同步镜像、异步容灾、精简配置、CDP等功能。据冯凯介绍,UIT已经完成了对众多国内外主流存储硬件设备的兼容性认证。

软件功能会越来越多

UDMS简化了虚拟化存储系统的优化配置工作。它可以实现从服务器I/O通道、SAN连接、存储处理器到后端硬盘的整个I/O路径端到端的负载均衡。

存储设备范文第4篇

1填料式氯硅烷冷凝储存设备的组成及相关作用

填料式氯硅烷冷凝储存设备包括：冷凝器、储存罐、填料式塔板及相应的控制系统［1］。冷凝器的上部设置冷媒入口，下部设置冷媒出口，顶部设置不凝性气体出口；储存罐设在冷凝器下方且与冷凝器连通，中部设置用于通入尾气的热媒入口，底部设置冷凝液出口，下部设置氮气接口，氮气接口位于冷凝液出口上方；填料式塔板设在储存罐内且位于热媒入口的上方。该设备设置有填料式塔板，新进的含氯硅烷的尾气经过与塔板上的氯硅烷冷凝液淋洗而降温，随后已降温的含氯硅烷尾气经过冷凝器冷凝而成为氯硅烷液体。同时，夹杂在氯硅烷冷凝液中少量的低沸物，在塔板上与含氯硅烷尾气发生传热而变成气态分离出去，起到一定的除杂作用。填料式塔板的外径小于储存罐的内径，通过螺钉固定在储存罐内［2］。冷凝器底部与储存罐顶部通过法兰连接，使得冷凝器与储存罐的一体化制造更加便利，且连接美观，另外还方便了冷凝器的检修和塔板填料的更换与清洗。填料式氯硅烷冷凝储存设备还包括上部封头和氮气管，上部封头设在冷凝器的顶部，其中不凝性气体出口在上部封头上。氮气管与氮气接口相连，利用氮气加压的气力输送方式将储存罐内的氯硅烷冷凝液输送至对应管道、设备和系统中，从而减少了动力设备的投入成本和维护成本。另外，还便于检修置换以及压料操作。设备简图见图1。该设备还包括用于控制尾气回收储存的控制系统，控制系统分别与冷凝器、储存罐相连。

压力控制系统：储存罐上设有上压力接口和下压力接口，由此可以通过上下压力差的显示来反映填料式塔板的堵塞情况，方便对填料式塔板的及时更换或清洗。在不凝性气体出口处的调节阀分别与压力表和控制器连锁，由储存罐内的压力控制调节阀的开度，实现储存罐的压力控制。液位控制系统：液位计设在储存罐上的上端接口和下端接口之间，通过储存罐液位与冷凝液出口调节阀的连锁控制储存罐的液位。温度控制系统：控制系统与储存罐的温度计相连，冷媒流量阀连接至冷媒入口处，冷媒流量阀分别与温度计和控制器相连，由储存罐内存储的氯硅烷冷凝液的温度控制冷媒流量阀的开度。通过控制器，使切断阀的开关由储存罐内液位的高低来决定，从而控制了冷凝液的排放。调节阀的开度大小由储存罐内的压力来决定，从而控制了不凝性气体的排放。冷媒流量阀的开度大小则由储存罐内的氯硅烷冷凝液的温度来决定，由此通过多个单回路控制点构成DCS系统，实现了较完全的自控操作。

自动控制及相关参数：回收装置的操作压力设置为018MPa。精馏界区所有尾气通过热媒入口4进入回收装置，当装置压力超过018MPa时，冷媒流量阀连锁打开，当冷媒量已开至最大，如压力还继续上涨时，则调节阀打开维持操作压力。当冷凝液的液位到达10％时，切断阀27打开将回收的氯硅烷排至精馏储罐，当排至零液位时阀门关闭。与此同时，如温度计24显示温度超过26℃，会相应的增大冷媒量，以控制操作温度。通过温度、压力、液位的连锁控制，实现了该装置的自动控制。

2填料式氯硅烷冷凝储存设备工作流程

含氯硅烷尾气从热媒入口4进入储存罐5，且低温冷媒通过冷媒入口14进入冷凝器。开始工作时，尾气进入储存罐5后向上通过填料式塔板6进入冷凝器8，尾气和低温冷媒在冷凝器8内进行热交换，尾气中的氯硅烷被冷凝后在其自身的重力作用下到达填料式塔板6处并向下喷淋。随后由热媒入口4进入储存罐5的尾气向上经过填料式塔板6时，与经过填料式塔板6向下移动的冷凝后的氯硅烷液体在填料式塔板6内发生传热传质作用，从而起到了对新进尾气进行预冷的作用。同时夹杂在氯硅烷液体中的少量低沸物在热交换后变成气态向上移动，最后从不凝性气体出口11排出，从而起到了除杂作用。在填料式塔板6内热交换后的尾气继续向上进入冷凝器8内被最终冷凝成液态，而未被冷凝的不凝性气体也通过不凝性气体出口11排出。

3精馏塔尾气废液回收利用实施情况

存储设备范文第5篇

关键词　条烟储存输送、选型、系统集成

建立自动化物流系统是卷烟生产企业“十五”、“十一五”乃至今后一段时间技改的重点发展方向。条盒储存输送系统作为自动化物流系统中的重要一环，是实现企业自动化水平跨越式提升的必要条件。在这种背景下，条盒储存输送系统项目设备选型与系统集成就成为各地卷烟生产企业物流建设项目的首要任务。

早在上世纪五六十年代，国外烟草行业就已研制了条烟自动化输送系统和箱烟自动化输送系统，并将之作为连接卷接包机组、装封箱机、立体仓库的辅助设备。我国从90年代初开始研制条烟输送系统，最初是皮带式输送形式或是滚道式输送形式，随着科技的发展，新型材料不断涌现，人们对产品的要求不仅仅是使用性能的不断完善，其外观质量也备受关注，因而链板式条、箱烟输送系统应运而生。

随着市场经济的不断发展，卷烟生产规模不断扩大，卷接包车间规划在30台卷接包机组以上的生产企业比比皆是，虽然总体上卷烟品牌趋于减少，但同一品牌下规格在增多，因而小批量、多品种的生产模式仍占主导地位。目前，如何选择满足多机群、小批量、多品种的柔性化生产模式的条盒储存输送系统是各地卷烟生产企业的核心任务。

条盒储存输送系统概述

条盒储存输送系统用于连接卷接包机组和装封箱机、装封箱机和成品库，实现条烟的自动装封箱和条烟、箱烟的远距离自动输送，一般由以下设备组成：

1．条烟提升系统：条烟提升机；

2．条烟输送系统：条烟输送机；

3．分流选道系统：分流选道机构、汇流选道机构；

4．下降系统：下滑道、排包机；

5．条烟存储系统：条烟储存器；

6．装封箱系统：装封箱机，入口可加装CCD图像对比装置，出口可实施“一号工程”件烟条码打码；

7．箱烟提升系统：箱烟提升机；

8．箱烟输送系统：箱烟输送机。

按照条烟分流、汇流选道的形式，条盒储存输送系统可分为输送机动力分段型、输送机道与道间隔型两种形式。

1　输送机动力分段型

青岛卷烟厂采用的条盒储存输送系统为输送机动力分段型(如图1所示)，适合在20台包装机组以上的场合使用，其特点为：所有包装机组可对多台装封箱机实现任选，但动力点比较多，变换牌号时为手动方式。

青岛卷烟厂卷包车间占地面积约1 6000平方米(长200米，宽80米)，在计算机系统的控制下，自动实现条烟物流高架输送、装封箱、成品库仓储。11台GDXI包装机组对应3台YP11装封箱机(最大对接能力为5台条包机组)，6台GDX2(29～34#)包装机组对应2台YP11装封箱机(4～5#)，17台GDX2包装机组和3台FOCKE包装机组对应2台FK465和2台YP11型、1台YP12型装封箱机(最大对接能力为10台条包机组)。主输送线按上层17道、下层17道设计，上、下层条烟不能同时进入同一台装封箱机。条包机组所产条烟，经条烟提升机(S、C型)平行提升到一定高度后改为立行，与主输送线的多道链板输送机的单道尾部对接，通过转弯汇集后，由链板输送机送入装封箱间上方的截流机构处，输送机动力断开，经分流选道装置、选定其中任意几道条烟(同一牌号)，通过汇流选道机构和s型分路滑道，进入6～10#装封箱机的任一台。当装封箱机出现临时故障停机时，运用程序控制通过气动元件，保证截流机构与s型分路滑道的动作配合协调，将s型分路滑道的应急转换门自动打开，使条烟经s型分路下滑道、滚道转弯应急出口排出。待装封箱机恢复正常运行后，应急转换门自动恢复原位，条烟自动经s型分路滑道进入装封箱机，确保条烟输送系统安全正常运行。箱烟经箱烟输送机和箱烟提升机进入成品烟立库。

2　输送机道与道间隔型

贵阳卷烟厂采用的条盒储存输送系统为输送机道与道间隔型(如图2所示)，适合在16台包装机组以下的场合使用，其特点为：有限制的包装机组可对多台装封箱机实现任选，变换牌号时为自动方式，但道与道间隔后总体宽度加大。

贵阳卷烟厂卷接包硬包车间有16台GDX2型包装机和4台YP11型装封箱机，主输送线按上层8道、下层8道设计，上、下层对应的两道条烟不能同时进入同一台装封箱机。包装机生产的条烟，通过提升机应急出口，进入链板式条烟提升机(s型)。其中6组条包机生产的条烟提升到空中后，通过平改立，条烟立行进入高架的下层链板输送机；另外6组条包机生产的条烟提升到空中后，通过平改立，条烟立行进入高架的上层链板输送机；汇合后的16道硬包烟输送到靠近装封箱时，道与道的间隔变宽，经水平转弯后，条烟经道与道的间隔空档进入L型下滑道可直接进入1#、2#、3#、4#装封箱机，或通过16道下滑道直接送到手工装箱台。当装封箱机出现临时故障停机时，截流装置动作，截住条烟延时2秒后应急出口翻板打开，条烟通过应急出口排出。待装封箱机恢复正常运行后，条烟继续进入装封箱机，确保条烟输送系统安全正常运行。箱烟经箱烟输送机和箱烟提升机进入成品烟库。

条盒储存输送系统的优点

1　连续、大批量作业

由于是流水线自动化作业方式，条烟输送、分流、储存、装封箱系统不受气候、时间、人的体力及精神状态等因素的限制，每天可以24小时连续运行，每小时可输送、分流、储存、装封箱8万～12万条卷烟，工作能力大大超过半自动化系统或人工作业系统。

2　实现卷接包机群对每一台装封箱机的任选

通过分流选道、汇流选道、下滑道的组合，满足了生产上多机群、小批量、多品种的柔性化工艺要求，实现了卷接包机群对每一台装封箱机的任选。

3　作业人员减少、提高效率

应用条盒储存输送系统，减少了人员的需求数量，减轻了员工劳动强度，提高了效率。尤其是分流和装封箱作业，不需要人工参与，系统可以自动完成任务。

4　运行稳定

建立条盒储存输送系统，不仅提高了系统的自动化水平和连贯性，而且体现了现代化物流配送中心的特征。例如，颐中烟草机械的条盒储存输送系统效率高、运行稳定，具有单道起停功能，能够更好地满足大批量连续作业的要求。因此，这种自动化流水线可以很容易地与成品烟立体库的自动传输线衔接。

5　应急处理及时

条盒储存输送系统可以在不停机的状态下进行检修。如果局部出现异常，则可采用局部分段、分道作业模式，进行设备维护。在卷接包机组出口、装封箱机入口、条烟输送线末端、箱烟提升机入口等多处位置设置应急出口，作为故障应急处理。

6　符合烟草机械的发展趋势

烟草机械的发展趋势是标准化、通用化，条

盒储存输送系统在器件的选择上符合这一发展趋势。如其主要器件链板，几个主要厂家都选择了符合国际标准的880T型链板。

设备选型分析

在进行条盒储存输送系统选型时，卷烟生产企业要详细规划卷接包机组的机型和数量，对卷烟的品牌、数量进行统计分析，从而确定装封箱机的数量，规划条盒储存输送系统各辅助设备如条烟输送机与箱烟输送机的配置数量、分流汇流选道的形式。

1　分流汇流选道的形式

应根据卷接包机组的数量配置分流汇流选道的形式，参见表1。

2　输送机道与道间隔型的两种形式

(1)垂直滑道和横向收集机

优点：条烟换牌号或装封箱机出现故障时，气缸动作，其余时间气缸不动作，条烟从高空到低空为一个顺畅的通道，故障率相对较低；条烟的横向收集依靠横向收集机，横向收集机的条烟输出采用链条带动的刮板结构，故障率相对较低；横向收集机也有故障，但故障点在低空，容易处理。

缺点：占地面积大。

此外，条烟在下降过程中，虽与滑道有相对运动，但经多个卷烟厂试验得出结论，滑道对条烟透明纸不存在损伤。

(2)排包机

优点：占地面积小；条烟在下降过程中，无相对运动。

缺点：针对每一条烟，气缸都需动作一次，故障率相对较高；条烟出口采用皮带输出结构，条烟易堵塞；对条烟的适应性差，如：条烟透明纸破损、条烟连条都会引起排包机的故障，导致整机停车；由于故障点在高空，故障难处理，易引起整条输送线的连锁反应。

综上所述，建议在空间和稳定性的取舍上，选择稳定性好的结构，即采用下滑道加横向收集机的形式。

系统集成的原则

依据条盒储存输送系统设备的不同规格、参数，企业一般可以提出多个可行方案，同时还要考虑与土建、消防、采暖空调、摄像监控等多方面的配合，通过综合比较、系统仿真、分析评价，最终确定一个性价比最优的方案。

在条盒储存输送系统建设工程的系统集成中，应坚持如下原则：

1．应满足业务发展的需求，合理吸收国内外先进经验和技术，并根据实际情况进行创新。

2．选用技术性能稳定、结构简洁、经济适用、维护方便的定型产品。在选用自动化设备时应综合考虑固定成本和运营成本。

3．使设备布局合理，设备配套，流程顺畅，各工序之间应有合理的缓冲储存，与生产效率匹配。