全自动硬币包卷机总控制系统及硬币清分系统的研究与开发

发布时间：2017-03-31 21:05

  本文关键词：全自动硬币包卷机总控制系统及硬币清分系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：硬币在公交和金融机构中被广泛使用，但大量硬币仅依靠手工清点、包卷已难于满足其高速流通的要求，因此，高可靠性、高速、低成本的全自动硬币包卷机的研制成为亟待解决的问题。针对此问题，本课题主要完成了硬币包卷机的机械系统和总控制系统设计。其中机械系统的主要任务是完成硬币清分、输送功能；总控制系统实现对硬币包卷机的清分系统、堆码系统、包卷系统三大功能模块中各机构动作的控制以及硬币计数和鉴伪等功能。 1）机械系统设计 为实现硬币包卷机中硬币的清分功能，以Pro/E5.0三维建模软件为设计平台，对硬币包卷机的清分机构进行三维模型的机械结构设计。主要包括：电动机的选型、传动机构设计（包括减速器、换向器的设计选型）、执行机构设计（包括硬币转盘和压币带的结构设计）。 2）总控制系统设计 该系统设计包括硬件设计和软件设计。该系统的主要硬件包括PLC、检伪传感器、光电传感器、交流电机、步进电机及驱动器、电磁铁和文本显示器等。总控制系统通过应用PLC控制器控制上述组件完成硬币包卷机的六个功能单元：硬币排列输送单元、硬币检伪单元、硬币计数堆码单元、硬币夹紧移送单元、包卷纸进给单元、硬币包卷钩边单元的运动与动作。软件设计主要应用STEP7-Micro/WIN编程软件在个人计算机（PC）上，对硬币包卷机主程序、包卷子程序进行编译与监测，然后下载到PLC中，由PLC完成对各执行机构运动的控制。 3）机械系统和控制系统的联合仿真 在Pro/E中建立了硬币清分系统的的机械系统三维模型后，利用接口软件MECH/Pro将其导入动力学仿真软件ADAMS中，进行运动学及动力学的动态仿真与分析；然后，使用MATLAB/Simulink对控制系统进行建模与仿真分析；最后，将ADAMS中的机械系统模型作为一个子系统，，导入MATLAB/Simulink中，实现ADAMS与MATLAB的联合，完成对硬币清分部分的机械系统和控制系统的联合仿真。
【关键词】：硬币包卷机 控制系统 PLC 清分系统
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH693;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-14
• 1.1 课题的目的和意义10
• 1.2 国内外研究水平和发展趋势10-12
• 1.3 课题的技术难点12
• 1.4 本课题研究的主要内容12-14
• 2 硬币包卷机总体方案设计14-18
• 2.1 硬币包卷机的性能要求14
• 2.2 硬币包卷机的工作流程分析14-15
• 2.3 硬币包卷机的系统组成15-16
• 2.4 控制系统方案设计16-17
• 2.5 本章小结17-18
• 3 硬币包卷机清分系统的设计18-34
• 3.1 清分系统概述18-20
• 3.2 清分系统各机构设计20-24
• 3.2.1 驱动机构设计20
• 3.2.2 传动机构设计20-21
• 3.2.3 执行机构设计21-24
• 3.3 清分系统总体结构24
• 3.4 硬币包卷机清分系统的仿真24-34
• 3.4.1 概述24-25
• 3.4.2 机械系统仿真25-28
• 3.4.3 控制系统仿真28-32
• 3.4.4 机械系统和控制系统的联合仿真32-34
• 4 硬币包卷机控制系统硬件设计34-54
• 4.1 PLC 控制系统的应用34-35
• 4.1.1 概述34
• 4.1.2 PLC 的基本结构34-35
• 4.2 控制系统硬件选型35-49
• 4.2.1 控制系统硬件组成35-36
• 4.2.2 PLC 选型36-41
• 4.2.3 输入组件41-43
• 4.2.4 输出组件43-49
• 4.3 控制系统硬件设计49-53
• 4.3.1 PLC 的 I/O 配置49-52
• 4.3.2 PLC 硬件接线52-53
• 4.4 本章小结53-54
• 5 控制系统软件设计54-64
• 5.1 STEP7- MICRO/WIN 编程软件54-57
• 5.1.1 编程软件概述54
• 5.1.2 编程软件的通讯54-55
• 5.1.3 编程软件的使用55-57
• 5.2 主程序设计57-60
• 5.2.1 硬币包卷机程序结构分析57
• 5.2.2 硬币包卷机控制要求57-58
• 5.2.3 主程序设计58-60
• 5.3 包卷过程程序设计60-62
• 5.3.1 包卷过程分析60
• 5.3.2 包卷子程序结构60-61
• 5.3.3 步进电机控制程序61-62
• 5.4 本章小结62-64
• 6 结论与展望64-66
• 6.1 结论64
• 6.2 展望64-66
• 致谢66-68
• 参考文献68-72
• 附录 A：硬币包卷机主程序梯形图72-74
• 攻读学位期间发表的学术论文目录74-75

【参考文献】

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本文编号：280084