摘要：本文主要介紹了永宏P(guān)LC在智能檔案柜上的應(yīng)用。智能檔案柜主要實(shí)現(xiàn)的檔案的存取調(diào)用智能化，可以更高效的管理檔案。智能檔案柜的技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用是一種趨勢(shì)。項(xiàng)目充分體現(xiàn)出了永宏P(guān)LC的通訊方面的便利；

關(guān)鍵詞：永宏P(guān)LC；檔案柜；智能；通訊

1  行業(yè)介紹

智能檔案柜由硬件和軟件兩大部分組成，可以實(shí)現(xiàn)從檔案的生產(chǎn)，入盒，上架，下架，借閱，歸還，銷毀等環(huán)節(jié)的一個(gè)閉環(huán)管理，同時(shí)這些過程完整的記錄在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，實(shí)現(xiàn)檔案全生命周期的管理。方便，快捷，提高工作效率。

智能檔案柜具有走動(dòng)防擠壓檢測(cè)功能,當(dāng)打開列之間有人或物時(shí),系統(tǒng)禁止柜體電動(dòng)移動(dòng)。同時(shí)電機(jī)控制系統(tǒng)中還加入過流保護(hù)，當(dāng)柜子在行進(jìn)過程中受到一定的阻擋時(shí)也會(huì)立即停止，這樣的兩級(jí)防護(hù)，最大限度的保護(hù)操作人員的人身安全；

圖1-1智能檔案柜設(shè)備圖

2  系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

2.1方案背景

早期的檔案柜就是普通的固定層架，檔案多，查找比較費(fèi)時(shí)間，費(fèi)事費(fèi)力，而且效率不高，尤其是檔案批次調(diào)閱勞動(dòng)強(qiáng)度比較大。智能檔案柜的引入不但可以節(jié)省人工，而且可以快速高效的找到需要的檔案?？蛻艨粗亓宋覀儺a(chǎn)品優(yōu)異的穩(wěn)定性和較高的性價(jià)比，選擇了我們的方案。

從綜合性價(jià)比分析，智能檔案柜采用永宏P(guān)LC控制器。本文主要以永宏P(guān)LC在智能檔案柜上的應(yīng)用為背景，對(duì)該方案的硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)和實(shí)施結(jié)果（應(yīng)用效果）等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述和說明。智能檔案柜的控制系統(tǒng)解決方案如表2-1；

表2-1智能檔案柜系統(tǒng)解決方案

2.2客戶需求

根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)和工藝要求，用戶在上位機(jī)上輸入所需檢索的檔案信息，檔案柜上位機(jī)系統(tǒng)會(huì)檢索檔案庫中的信息，定位到對(duì)應(yīng)的柜子的對(duì)應(yīng)層，上位機(jī)將命令下發(fā)給PLC，對(duì)應(yīng)柜子的PLC更具目標(biāo)層號(hào)自動(dòng)規(guī)劃出最快的路徑，然后迅速定位到目標(biāo)層，到達(dá)之后打開檔案柜柜門。

總而言之，智能檔案柜既需要很好的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制流程要求，同時(shí)也需要很好的實(shí)現(xiàn)操作便利化的要求。智能檔案柜的具體工藝及功能要求如表2-2。

2.3解決方案

根據(jù)控制及工藝要求，智能檔案柜控制方案主要包括系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；其中系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)包括硬件（產(chǎn)品）配置、機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)和電氣（原理）控制等三部分；系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)包括流程控制、I/O配置和程序設(shè)計(jì)等三部分；智能檔案柜的設(shè)計(jì)參數(shù)如表2-3；智能檔案柜的實(shí)物圖如圖2-5。

表2-3智能檔案設(shè)計(jì)參數(shù)    圖2-5智能檔案柜實(shí)物效果圖

基于上述各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，智能檔案柜系統(tǒng)方案架構(gòu)如圖2-6；本方案控制系統(tǒng)采用性價(jià)比較高的永宏B1z系列PLC控制器，自帶兩個(gè)通訊口，一個(gè)用于與HMI的通訊，另一個(gè)與上位機(jī)PC通訊。

圖2-6智能檔案系統(tǒng)方案架構(gòu)圖

3  系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

智能檔案柜的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)主要包括三部分：硬件（產(chǎn)品）配置、機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)和電氣（原理）控制；其中硬件配置主要對(duì)電氣產(chǎn)品的配置進(jìn)行了闡述說明，機(jī)械結(jié)構(gòu)主要對(duì)結(jié)構(gòu)的組成和結(jié)構(gòu)的解析進(jìn)行了闡述說明，電氣控制主要對(duì)主電路控制和控制電路控制等進(jìn)行了闡述說明。智能檔案柜的系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如圖3-1。

圖3-1智能檔案柜系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖

3.1硬件（產(chǎn)品）配置

智能檔案柜的控制單元選用永宏B1z-14MR2-DCPLC，同時(shí)操作單元選用10寸HMI；執(zhí)行單元選用繼電器,電機(jī)等；檢測(cè)單元光幕和接近開關(guān)等。整套方案能夠幫助客戶節(jié)約系統(tǒng)成本，提高生產(chǎn)效能。智能檔案柜系統(tǒng)硬件清單如表3-1；硬件配置如圖3-2。

表3-1智能檔案柜硬件明細(xì)表

3.2機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)

智能檔案柜的機(jī)械（設(shè)備）結(jié)構(gòu)主要由辦公桌面，檔案柜體組成，柜體里面包含了柜門控制部分，層控制移動(dòng)部分。整體（設(shè)備）結(jié)構(gòu)（主要控制部件）解析如圖3-4。

圖3-4智能檔案柜主體結(jié)構(gòu)圖

3.3電氣（原理）控制

智能檔案柜的電氣控制主要分為電氣控制柜分布圖和電氣控制原理接線圖兩部分；其中電氣控制原理接線圖包括PLC控制電路接線圖。智能檔案柜的電氣（原理）控制組成如圖3-15，主電路接線如圖3-16，PLC接線如圖3-17，I/O接線如圖3-18。

圖3-17智能檔案柜電路原理PLC主機(jī)接線圖

智能檔案柜電氣控制中的電氣控制柜分布圖主要是對(duì)PLC、電源，繼電器等電子元器件的布局以及分布安裝位置進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃。電氣控制柜實(shí)際接線圖如圖3-19。

圖3-19智能檔案柜電氣控制柜元器件實(shí)際接線圖

4  系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

智能檔案柜的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要包括三部分：流程（工藝&控制）控制、I/O點(diǎn)配置和程序設(shè)計(jì)；其中流程控制主要對(duì)工藝流程和控制流程進(jìn)行了闡述說明，I/O點(diǎn)配置主要對(duì)PLC輸入輸出點(diǎn)配置進(jìn)行了闡述說明，程序設(shè)計(jì)主要對(duì)PLC程序和HMI程序進(jìn)行了闡述說明。智能檔案柜的系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖如圖4-1。

圖4-1智能檔案柜系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)架構(gòu)圖

4.1流程控制

4.1.1工藝流程

根據(jù)生產(chǎn)需要和工藝要求，智能檔案柜的主要工藝分為：

手動(dòng)模式：可以點(diǎn)動(dòng)控制開門，關(guān)門，上行，下行動(dòng)作；

自動(dòng)模式：可以根據(jù)設(shè)定的目標(biāo)層，規(guī)劃出最近的移動(dòng)方式，迅速進(jìn)行定位，定位之后，自動(dòng)打開柜門；

智能檔案柜的工藝流程如圖4-2。

圖4-2智能檔案柜流程工藝圖

4.2I/O點(diǎn)配置

4.2.1PLCI/O點(diǎn)配置

智能檔案柜的工藝流程和控制流程的具體要求，進(jìn)行了永宏P(guān)LC程序I/O點(diǎn)配置。輸入點(diǎn)配置如表4-2，輸出點(diǎn)配置表如表4-3。

表4-2智能檔案柜PLC輸入點(diǎn)配置表

4.3程序設(shè)計(jì)

4.3.1PLC程序設(shè)計(jì)

4.3.1.1程序區(qū)塊劃分

采用簡單的功能指令就可以將PLC整體程序進(jìn)行程序區(qū)塊化處理，既可以方便實(shí)現(xiàn)程序編輯和檢查，需要執(zhí)行時(shí)調(diào)用，可以節(jié)省掃描周期，又可以更快捷的實(shí)現(xiàn)程序調(diào)試；為程序編輯和調(diào)試者提供了極大的方便。智能檔案柜的PLC呼叫指令和標(biāo)記指令程序如圖4-4。

圖4-4智能檔案柜PLC呼叫和標(biāo)記指令程序

4.3.1.2通訊控制程序

PLC與上位機(jī)開發(fā)的軟件通訊采用的自由口通訊方式通訊，在進(jìn)行智能檔案柜的PLC整體程序設(shè)計(jì)和規(guī)劃時(shí)，通訊程序采用的是永宏P(guān)LC【FUN151（通訊指令）】指令來進(jìn)行通訊控制；【FUN151（CLINK）】指令支持4種通訊模式：

MOD0:永宏P(guān)LC之間的一般連機(jī)通訊；

MOD1:作為主動(dòng)方式的自由口通訊；

MOD2:作為被動(dòng)方式的自由口通訊；

MOD3:永宏獨(dú)有特色的高速連機(jī)通訊；

在與上位機(jī)的通訊是屬于MOD2被動(dòng)方式的自由口通訊方式，選擇相應(yīng)的模式之后就是通訊表的定義，定義好通訊表格的地址，通訊時(shí)，對(duì)于相應(yīng)的通訊地址內(nèi)容進(jìn)行讀取，寫入操作；

采用永宏P(guān)LC的通訊指令既可以完成程序的編輯，為程序編輯和調(diào)試者提供了極大的方便。智能檔案柜的PLC通訊程序&設(shè)置表格如圖4-5。

圖4-5智能檔案柜PLC通訊設(shè)置程序&設(shè)置表格

4.3.1.3通訊效驗(yàn)計(jì)算

與上位機(jī)電腦的通訊采用了自由口通訊方式，需要計(jì)算和效驗(yàn)(將數(shù)值以16進(jìn)制格式進(jìn)行相加，舍去高字節(jié)的進(jìn)位，最后取低字節(jié)的兩位)。采用了程序計(jì)算轉(zhuǎn)換來實(shí)現(xiàn)，先將參與和效驗(yàn)計(jì)算的數(shù)據(jù)除以16分離出高位和低位，然后將高位和低位分別求和，求和之后對(duì)低位結(jié)果進(jìn)行判斷有進(jìn)位進(jìn)到高位，然后高位進(jìn)位溢出。最后取出低字節(jié)的高位和地位，如圖4-6；

圖4-6直線風(fēng)管五線原點(diǎn)復(fù)歸控制時(shí)序&控制方式

5  難點(diǎn)重點(diǎn)解決

5.1上位機(jī)通訊

智能檔案柜可能由多臺(tái)PLC連機(jī)組成，客戶要求所有從站程序一致，與上位機(jī)通訊的站號(hào)在觸摸屏上設(shè)定。如果在觸摸屏上改動(dòng)PLC站號(hào)，那么PLC和觸摸屏就會(huì)通訊不上。

解決：在PLC中定義一個(gè)內(nèi)部斷電保持緩存器作為PLC與上位機(jī)的通訊站號(hào)，PLC與上位機(jī)通訊采用了永宏協(xié)議，以自由口通訊的形式進(jìn)行。

上位機(jī)發(fā)給PLC命令有上行，下行，開門，關(guān)門，自動(dòng)定位，設(shè)定目標(biāo)層等動(dòng)作要求，需要讀取運(yùn)行狀態(tài)，包括上行，下行，以及開關(guān)門動(dòng)作，光幕狀態(tài)等。和上位機(jī)軟件工程師溝通之后，將所有的命令都集中一筆命令中，將相應(yīng)的動(dòng)作按照約定的順序排列。

5.2通訊效驗(yàn)計(jì)算

與上位機(jī)的通訊效驗(yàn)是CHECKSUM(和效驗(yàn)計(jì)算)，和效驗(yàn)是16進(jìn)制的和計(jì)算，PLC中沒有直接的計(jì)算指令，也沒有16進(jìn)制的計(jì)算指令。

解決：先將參與和效驗(yàn)計(jì)算的數(shù)據(jù)除以16分離出高位和低位，然后將高位和低位分別求和，求和之后對(duì)低位結(jié)果進(jìn)行判斷有進(jìn)位進(jìn)到高位，然后高位進(jìn)位溢出。最后得出的高位和低位結(jié)果。

6  結(jié)論（實(shí)施結(jié)果）

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，達(dá)到了客戶的要求。智能檔案柜具有結(jié)構(gòu)簡單、操作簡單、便于維護(hù)、實(shí)現(xiàn)檔案全生命周期的管理。

【參考文獻(xiàn)】

[1]永宏可編程控制器使用手冊(cè)I和使用手冊(cè)II.臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司

[2]永宏P(guān)LC編程軟件使用手冊(cè).臺(tái)灣永宏電機(jī)股份有限公司