基于PLC控制的全自動硬幣包裝線系統設計與實現

鐘 偉，張建國，李金山 ，陳金源

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

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

0 引言

隨著我國經濟的發展，硬幣的投放量和流通量的增加。硬幣的流通出現了許多社會問題：硬幣的供應量不足，如在超市，火車站等單位經常發生無法找零的問題；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已經廣泛地應用在各種機械設備和生產過程的自動控制系統中。基于PLC控制的全自動硬幣包裝流水線勢必成為現代化經濟市場急需的產品。

1 流水線硬件系統

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

流水線上各設備各自分散獨立工作，并統一集中管理，流水作業。該流水線日處理硬幣200萬枚以上，可以實現對1元，5角，新1角，舊1角四種硬幣的精準清分及全自動包裝，如圖1所示。

2 流水線軟件系統

2.1 系統設計

圖1 流水線設備組成

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，內置存儲器可執行邏輯運算、順序控制定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。設計的硬幣包裝生產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，能夠方便地對所有設備控制和管理，整條流水線的工作狀態清晰直觀。流水線還配備了智能化的統計管理軟件，對每天的現金處理數據進行記錄、核對、保存，生成各種統計報表，使日中結算，帳幕核查輕松完成。減少了現金處理的差錯，提高了現金管理的安全性。該條流水線具有自動化水平高，使用簡單，節省人力，工作效率高，可連續工作等特點，適合大量集中處理硬幣的需要。

2.2 設計選型

根據單位長期從事工業自動化工程安裝、調試及選型的經驗總結。此項目：下位控制器選用西門子公司SMATIC S7-300可編程控制器，擴展開關量，模擬量，以太網模塊。配以最新的下位STEP7 V5.4編程軟件。上位機選用工作穩定時尚的戴爾原裝多媒體計算機。配以先進的杰控FameView監控軟件。搭建的控制系統兼容性好，擴展性強，抗干擾強，工作穩定，易于維護等優點。可以勝任硬幣包裝線監控系統的各項功能，能滿足銀行系統大量集中自動整理硬幣的控制要求。

2.3 系統結構

圖2 硬幣線網絡系統圖

本系統是一個基于PROFIBUS現場總線的分布式控制系統，系統由三層網絡結構組成，如圖2所示。系統最低層是設備控制層，主要完成清分，包裝，塑封，碼放的現場控制與監測。第二層是監控層，主要完成硬幣包裝線的在線監測，并向設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，接受其下達的任務，同時也可向MIS系統提供硬幣包裝線的生產數據，統計報表。系統特點是各PLC控制站既能獨立工作，又能在統一指揮下協調工作互不干擾。

3 結束語

由北京華夏聚龍自動化設備有限公司自主研發的全自動硬幣包裝流水線，已在工行上海分行現金營運（北區）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。集眾多優勢于一身的硬幣清分包裝流水線，順應了我國硬幣流通不斷增加的需要，為節約化，規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速度，降低現金處理成本，實現減員增效發揮重要作用。

[1] 崔堅,李佳.西門子工業網絡通信指南[M].機械工業出版社,2006.

[2] 謬常初.S7-300/400 PLC應用技術[M].機械工業出版社,2007.

[3] 王衛兵. PLC系統通信擴展與網絡互連技術[M].機械工業出版社,2005.