基于PLC控制的全自動硬幣包裝線系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

鐘 偉，張建國，李金山 ，陳金源

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

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

0 引言

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，硬幣的投放量和流通量的增加。硬幣的流通出現(xiàn)了許多社會問題：硬幣的供應(yīng)量不足，如在超市，火車站等單位經(jīng)常發(fā)生無法找零的問題；在公交公司，地鐵等單位又存在散幣太多不好清理，整點等問題。中轉(zhuǎn)單位銀行的硬幣整點工作量又不斷增加。市場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)用在各種機械設(shè)備和生產(chǎn)過程的自動控制系統(tǒng)中。基于PLC控制的全自動硬幣包裝流水線勢必成為現(xiàn)代化經(jīng)濟市場急需的產(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200萬枚以上，可以實現(xiàn)對1元，5角，新1角，舊1角四種硬幣的精準(zhǔn)清分及全自動包裝，如圖1所示。

2 流水線軟件系統(tǒng)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計

圖1 流水線設(shè)備組成

銀行的硬幣整點費時，費力。基于PLC控制的全自動硬幣包裝線，可以解決這一難題。可編程序控制器PLC，內(nèi)置存儲器可執(zhí)行邏輯運算、順序控制定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。設(shè)計的硬幣包裝生產(chǎn)線可以滿足硬幣清分，包裝，塑封，噴碼，裝箱，捆扎，碼放等整點過程的全自動處理。完善的流水線控制和管理系統(tǒng)，能夠方便地對所有設(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)計管理軟件，對每天的現(xiàn)金處理數(shù)據(jù)進行記錄、核對、保存，生成各種統(tǒng)計報表，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，提高了現(xiàn)金管理的安全性。該條流水線具有自動化水平高，使用簡單，節(jié)省人力，工作效率高，可連續(xù)工作等特點，適合大量集中處理硬幣的需要。

2.2 設(shè)計選型

根據(jù)單位長期從事工業(yè)自動化工程安裝、調(diào)試及選型的經(jīng)驗總結(jié)。此項目：下位控制器選用西門子公司SMATIC S7-300可編程控制器，擴展開關(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。上位機選用工作穩(wěn)定時尚的戴爾原裝多媒體計算機。配以先進的杰控FameView監(jiān)控軟件。搭建的控制系統(tǒng)兼容性好，擴展性強，抗干擾強，工作穩(wěn)定，易于維護等優(yōu)點。可以勝任硬幣包裝線監(jiān)控系統(tǒng)的各項功能，能滿足銀行系統(tǒng)大量集中自動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)是一個基于PROFIBUS現(xiàn)場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)場控制與監(jiān)測。第二層是監(jiān)控層，主要完成硬幣包裝線的在線監(jiān)測，并向設(shè)備控制層下達控制指令。第二層向上可連接到公司級管理層MIS系統(tǒng)，接受其下達的任務(wù)，同時也可向MIS系統(tǒng)提供硬幣包裝線的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，統(tǒng)計報表。系統(tǒng)特點是各PLC控制站既能獨立工作，又能在統(tǒng)一指揮下協(xié)調(diào)工作互不干擾。

3 結(jié)束語

由北京華夏聚龍自動化設(shè)備有限公司自主研發(fā)的全自動硬幣包裝流水線，已在工行上海分行現(xiàn)金營運（北區(qū)）中心成功投入使用。該流水線運行良好，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)勢于一身的硬幣清分包裝流水線，順應(yīng)了我國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，實現(xiàn)減員增效發(fā)揮重要作用。

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

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

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