基于PLC控制的全自動(dòng)硬幣包裝線系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

鐘 偉，張建國(guó)，李金山 ，陳金源

ZHONG Wei1,ZHANG Jian-guo2,LI Jin-shan1,CHEN Jin-yuan1

（1. 北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，北京 100120； 2. 北京華夏聚龍自動(dòng)化設(shè)備有限公司，北京 100070）

0 引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，硬幣的投放量和流通量的增加。硬幣的流通出現(xiàn)了許多社會(huì)問(wèn)題：硬幣的供應(yīng)量不足，如在超市，火車站等單位經(jīng)常發(fā)生無(wú)法找零的問(wèn)題；在公交公司，地鐵等單位又存在散幣太多不好清理，整點(diǎn)等問(wèn)題。中轉(zhuǎn)單位銀行的硬幣整點(diǎn)工作量又不斷增加。市場(chǎng)急需要一套全功能硬幣包裝流水線。可編程控制器PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。基于PLC控制的全自動(dòng)硬幣包裝流水線勢(shì)必成為現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)急需的產(chǎn)品。

1 流水線硬件系統(tǒng)

整條流水線由硬幣清分系統(tǒng)、散幣提升系統(tǒng)、卷幣包裝傳輸系統(tǒng)、卷幣塑封、卷幣熱縮、簽章噴印系統(tǒng)、自動(dòng)裝箱系統(tǒng)、箱幣捆扎系統(tǒng)和箱幣碼放系統(tǒng)組成。

流水線上各設(shè)備各自分散獨(dú)立工作，并統(tǒng)一集中管理，流水作業(yè)。該流水線日處理硬幣200萬(wàn)枚以上，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)1元，5角，新1角，舊1角四種硬幣的精準(zhǔn)清分及全自動(dòng)包裝，如圖1所示。

2 流水線軟件系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

圖1 流水線設(shè)備組成

銀行的硬幣整點(diǎn)費(fèi)時(shí)，費(fèi)力。基于PLC控制的全自動(dòng)硬幣包裝線，可以解決這一難題。可編程序控制器PLC，內(nèi)置存儲(chǔ)器可執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。設(shè)計(jì)的硬幣包裝生產(chǎn)線可以滿足硬幣清分，包裝，塑封，噴碼，裝箱，捆扎，碼放等整點(diǎn)過(guò)程的全自動(dòng)處理。完善的流水線控制和管理系統(tǒng)，能夠方便地對(duì)所有設(shè)備控制和管理，整條流水線的工作狀態(tài)清晰直觀。流水線還配備了智能化的統(tǒng)計(jì)管理軟件，對(duì)每天的現(xiàn)金處理數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、核對(duì)、保存，生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，使日中結(jié)算，帳幕核查輕松完成。減少了現(xiàn)金處理的差錯(cuò)，提高了現(xiàn)金管理的安全性。該條流水線具有自動(dòng)化水平高，使用簡(jiǎn)單，節(jié)省人力，工作效率高，可連續(xù)工作等特點(diǎn)，適合大量集中處理硬幣的需要。

2.2 設(shè)計(jì)選型

根據(jù)單位長(zhǎng)期從事工業(yè)自動(dòng)化工程安裝、調(diào)試及選型的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。此項(xiàng)目：下位控制器選用西門子公司SMATIC S7-300可編程控制器，擴(kuò)展開(kāi)關(guān)量，模擬量，以太網(wǎng)模塊。配以最新的下位STEP7 V5.4編程軟件。上位機(jī)選用工作穩(wěn)定時(shí)尚的戴爾原裝多媒體計(jì)算機(jī)。配以先進(jìn)的杰控FameView監(jiān)控軟件。搭建的控制系統(tǒng)兼容性好，擴(kuò)展性強(qiáng)，抗干擾強(qiáng)，工作穩(wěn)定，易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。可以勝任硬幣包裝線監(jiān)控系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，能滿足銀行系統(tǒng)大量集中自動(dòng)整理硬幣的控制要求。

2.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖2 硬幣線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)圖

本系統(tǒng)是一個(gè)基于PROFIBUS現(xiàn)場(chǎng)總線的分布式控制系統(tǒng)，系統(tǒng)由三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成，如圖2所示。系統(tǒng)最低層是設(shè)備控制層，主要完成清分，包裝，塑封，碼放的現(xiàn)場(chǎng)控制與監(jiān)測(cè)。第二層是監(jiān)控層，主要完成硬幣包裝線的在線監(jiān)測(cè)，并向設(shè)備控制層下達(dá)控制指令。第二層向上可連接到公司級(jí)管理層MIS系統(tǒng)，接受其下達(dá)的任務(wù)，同時(shí)也可向MIS系統(tǒng)提供硬幣包裝線的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)報(bào)表。系統(tǒng)特點(diǎn)是各PLC控制站既能獨(dú)立工作，又能在統(tǒng)一指揮下協(xié)調(diào)工作互不干擾。

3 結(jié)束語(yǔ)

由北京華夏聚龍自動(dòng)化設(shè)備有限公司自主研發(fā)的全自動(dòng)硬幣包裝流水線，已在工行上海分行現(xiàn)金營(yíng)運(yùn)（北區(qū)）中心成功投入使用。該流水線運(yùn)行良好，降低了硬幣處理的人工成本，大幅提高了工作效率。集眾多優(yōu)勢(shì)于一身的硬幣清分包裝流水線，順應(yīng)了我國(guó)硬幣流通不斷增加的需要，為節(jié)約化，規(guī)模化處理硬幣提供了全新的解決模式，他必將為貨幣流通和周轉(zhuǎn)速度，降低現(xiàn)金處理成本，實(shí)現(xiàn)減員增效發(fā)揮重要作用。

[1] 崔堅(jiān),李佳.西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2006.

[2] 謬常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[3] 王衛(wèi)兵. PLC系統(tǒng)通信擴(kuò)展與網(wǎng)絡(luò)互連技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005.