基于PLC控制的全自动硬币包装线系统设计与实现

钟 伟，张建国，李金山 ，陈金源

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

（1. 北京机械工业自动化研究所，北京 100120； 2. 北京华夏聚龙自动化设备有限公司，北京 100070）

0 引言

随着我国经济的发展，硬币的投放量和流通量的增加。硬币的流通出现了许多社会问题：硬币的供应量不足，如在超市，火车站等单位经常发生无法找零的问题；在公交公司，地铁等单位又存在散币太多不好清理，整点等问题。中转单位银行的硬币整点工作量又不断增加。市场急需要一套全功能硬币包装流水线。可编程控制器PLC已经广泛地应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中。基于PLC控制的全自动硬币包装流水线势必成为现代化经济市场急需的产品。

1 流水线硬件系统

整条流水线由硬币清分系统、散币提升系统、卷币包装传输系统、卷币塑封、卷币热缩、签章喷印系统、自动装箱系统、箱币捆扎系统和箱币码放系统组成。

流水线上各设备各自分散独立工作，并统一集中管理，流水作业。该流水线日处理硬币200万枚以上，可以实现对1元，5角，新1角，旧1角四种硬币的精准清分及全自动包装，如图1所示。

2 流水线软件系统

2.1 系统设计

图1 流水线设备组成

银行的硬币整点费时，费力。基于PLC控制的全自动硬币包装线，可以解决这一难题。可编程序控制器PLC，内置存储器可执行逻辑运算、顺序控制定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。设计的硬币包装生产线可以满足硬币清分，包装，塑封，喷码，装箱，捆扎，码放等整点过程的全自动处理。完善的流水线控制和管理系统，能够方便地对所有设备控制和管理，整条流水线的工作状态清晰直观。流水线还配备了智能化的统计管理软件，对每天的现金处理数据进行记录、核对、保存，生成各种统计报表，使日中结算，帐幕核查轻松完成。减少了现金处理的差错，提高了现金管理的安全性。该条流水线具有自动化水平高，使用简单，节省人力，工作效率高，可连续工作等特点，适合大量集中处理硬币的需要。

2.2 设计选型

根据单位长期从事工业自动化工程安装、调试及选型的经验总结。此项目：下位控制器选用西门子公司SMATIC S7-300可编程控制器，扩展开关量，模拟量，以太网模块。配以最新的下位STEP7 V5.4编程软件。上位机选用工作稳定时尚的戴尔原装多媒体计算机。配以先进的杰控FameView监控软件。搭建的控制系统兼容性好，扩展性强，抗干扰强，工作稳定，易于维护等优点。可以胜任硬币包装线监控系统的各项功能，能满足银行系统大量集中自动整理硬币的控制要求。

2.3 系统结构

图2 硬币线网络系统图

本系统是一个基于PROFIBUS现场总线的分布式控制系统，系统由三层网络结构组成，如图2所示。系统最低层是设备控制层，主要完成清分，包装，塑封，码放的现场控制与监测。第二层是监控层，主要完成硬币包装线的在线监测，并向设备控制层下达控制指令。第二层向上可连接到公司级管理层MIS系统，接受其下达的任务，同时也可向MIS系统提供硬币包装线的生产数据，统计报表。系统特点是各PLC控制站既能独立工作，又能在统一指挥下协调工作互不干扰。

3 结束语

由北京华夏聚龙自动化设备有限公司自主研发的全自动硬币包装流水线，已在工行上海分行现金营运（北区）中心成功投入使用。该流水线运行良好，降低了硬币处理的人工成本，大幅提高了工作效率。集众多优势于一身的硬币清分包装流水线，顺应了我国硬币流通不断增加的需要，为节约化，规模化处理硬币提供了全新的解决模式，他必将为货币流通和周转速度，降低现金处理成本，实现减员增效发挥重要作用。

[1] 崔坚,李佳.西门子工业网络通信指南[M].机械工业出版社,2006.

[2] 谬常初.S7-300/400 PLC应用技术[M].机械工业出版社,2007.

[3] 王卫兵. PLC系统通信扩展与网络互连技术[M].机械工业出版社,2005.