摘要：本文主要介紹了永宏PLC在智能檔案柜上的應用。智能檔案柜主要實現的檔案的存取調用智能化，可以更高效的管理檔案。智能檔案柜的技術日趨成熟，應用是一種趨勢。項目充分體現出了永宏PLC的通訊方面的便利；

關鍵詞：永宏PLC；檔案柜；智能；通訊

1  行業介紹

智能檔案柜由硬件和軟件兩大部分組成，可以實現從檔案的生產，入盒，上架，下架，借閱，歸還，銷毀等環節的一個閉環管理，同時這些過程完整的記錄在系統數據庫中，實現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防擠壓檢測功能,當打開列之間有人或物時,系統禁止柜體電動移動。同時電機控制系統中還加入過流保護，當柜子在行進過程中受到一定的阻擋時也會立即停止，這樣的兩級防護，最大限度的保護操作人員的人身安全；

圖1-1智能檔案柜設備圖

2  系統設計方案

2.1方案背景

早期的檔案柜就是普通的固定層架，檔案多，查找比較費時間，費事費力，而且效率不高，尤其是檔案批次調閱勞動強度比較大。智能檔案柜的引入不但可以節省人工，而且可以快速高效的找到需要的檔案。客戶看重了我們產品優異的穩定性和較高的性價比，選擇了我們的方案。

從綜合性價比分析，智能檔案柜采用永宏PLC控制器。本文主要以永宏PLC在智能檔案柜上的應用為背景，對該方案的硬件設計、軟件設計和實施結果（應用效果）等方面進行了詳細的闡述和說明。智能檔案柜的控制系統解決方案如表2-1；

表2-1智能檔案柜系統解決方案

2.2客戶需求

根據機械結構和工藝要求，用戶在上位機上輸入所需檢索的檔案信息，檔案柜上位機系統會檢索檔案庫中的信息，定位到對應的柜子的對應層，上位機將命令下發給PLC，對應柜子的PLC更具目標層號自動規劃出最快的路徑，然后迅速定位到目標層，到達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現自動控制流程要求，同時也需要很好的實現操作便利化的要求。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

根據控制及工藝要求，智能檔案柜控制方案主要包括系統硬件設計和系統軟件設計；其中系統硬件設計包括硬件（產品）配置、機械（設備）結構和電氣（原理）控制等三部分；系統軟件設計包括流程控制、I/O配置和程序設計等三部分；智能檔案柜的設計參數如表2-3；智能檔案柜的實物圖如圖2-5。

表2-3智能檔案設計參數    圖2-5智能檔案柜實物效果圖

基于上述各項技術指標，智能檔案柜系統方案架構如圖2-6；本方案控制系統采用性價比較高的永宏B1z系列PLC控制器，自帶兩個通訊口，一個用于與HMI的通訊，另一個與上位機PC通訊。

圖2-6智能檔案系統方案架構圖

3  系統硬件設計

智能檔案柜的系統硬件設計主要包括三部分：硬件（產品）配置、機械（設備）結構和電氣（原理）控制；其中硬件配置主要對電氣產品的配置進行了闡述說明，機械結構主要對結構的組成和結構的解析進行了闡述說明，電氣控制主要對主電路控制和控制電路控制等進行了闡述說明。智能檔案柜的系統硬件設計架構圖如圖3-1。

圖3-1智能檔案柜系統硬件設計架構圖

3.1硬件（產品）配置

智能檔案柜的控制單元選用永宏B1z-14MR2-DCPLC，同時操作單元選用10寸HMI；執行單元選用繼電器,電機等；檢測單元光幕和接近開關等。整套方案能夠幫助客戶節約系統成本，提高生產效能。智能檔案柜系統硬件清單如表3-1；硬件配置如圖3-2。

表3-1智能檔案柜硬件明細表

3.2機械（設備）結構

智能檔案柜的機械（設備）結構主要由辦公桌面，檔案柜體組成，柜體里面包含了柜門控制部分，層控制移動部分。整體（設備）結構（主要控制部件）解析如圖3-4。

圖3-4智能檔案柜主體結構圖

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PLC、電源，繼電器等電子元器件的布局以及分布安裝位置進行了詳細的規劃。電氣控制柜實際接線圖如圖3-19。

圖3-19智能檔案柜電氣控制柜元器件實際接線圖

4  系統軟件設計

智能檔案柜的系統軟件設計主要包括三部分：流程（工藝&控制）控制、I/O點配置和程序設計；其中流程控制主要對工藝流程和控制流程進行了闡述說明，I/O點配置主要對PLC輸入輸出點配置進行了闡述說明，程序設計主要對PLC程序和HMI程序進行了闡述說明。智能檔案柜的系統軟件設計架構圖如圖4-1。

圖4-1智能檔案柜系統軟件設計架構圖

4.1流程控制

4.1.1工藝流程

根據生產需要和工藝要求，智能檔案柜的主要工藝分為：

手動模式：可以點動控制開門，關門，上行，下行動作；

自動模式：可以根據設定的目標層，規劃出最近的移動方式，迅速進行定位，定位之后，自動打開柜門；

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點配置

4.2.1PLCI/O點配置

智能檔案柜的工藝流程和控制流程的具體要求，進行了永宏PLC程序I/O點配置。輸入點配置如表4-2，輸出點配置表如表4-3。

表4-2智能檔案柜PLC輸入點配置表

4.3程序設計

4.3.1PLC程序設計

4.3.1.1程序區塊劃分

采用簡單的功能指令就可以將PLC整體程序進行程序區塊化處理，既可以方便實現程序編輯和檢查，需要執行時調用，可以節省掃描周期，又可以更快捷的實現程序調試；為程序編輯和調試者提供了極大的方便。智能檔案柜的PLC呼叫指令和標記指令程序如圖4-4。

圖4-4智能檔案柜PLC呼叫和標記指令程序

4.3.1.2通訊控制程序

PLC與上位機開發的軟件通訊采用的自由口通訊方式通訊，在進行智能檔案柜的PLC整體程序設計和規劃時，通訊程序采用的是永宏PLC【FUN151（通訊指令）】指令來進行通訊控制；【FUN151（CLINK）】指令支持4種通訊模式：

MOD0:永宏PLC之間的一般連機通訊；

MOD1:作為主動方式的自由口通訊；

MOD2:作為被動方式的自由口通訊；

MOD3:永宏獨有特色的高速連機通訊；

在與上位機的通訊是屬于MOD2被動方式的自由口通訊方式，選擇相應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，對于相應的通訊地址內容進行讀取，寫入操作；

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

圖4-5智能檔案柜PLC通訊設置程序&設置表格

4.3.1.3通訊效驗計算

與上位機電腦的通訊采用了自由口通訊方式，需要計算和效驗(將數值以16進制格式進行相加，舍去高字節的進位，最后取低字節的兩位)。采用了程序計算轉換來實現，先將參與和效驗計算的數據除以16分離出高位和低位，然后將高位和低位分別求和，求和之后對低位結果進行判斷有進位進到高位，然后高位進位溢出。最后取出低字節的高位和地位，如圖4-6；

圖4-6直線風管五線原點復歸控制時序&控制方式

5  難點重點解決

5.1上位機通訊

智能檔案柜可能由多臺PLC連機組成，客戶要求所有從站程序一致，與上位機通訊的站號在觸摸屏上設定。如果在觸摸屏上改動PLC站號，那么PLC和觸摸屏就會通訊不上。

解決：在PLC中定義一個內部斷電保持緩存器作為PLC與上位機的通訊站號，PLC與上位機通訊采用了永宏協議，以自由口通訊的形式進行。

上位機發給PLC命令有上行，下行，開門，關門，自動定位，設定目標層等動作要求，需要讀取運行狀態，包括上行，下行，以及開關門動作，光幕狀態等。和上位機軟件工程師溝通之后，將所有的命令都集中一筆命令中，將相應的動作按照約定的順序排列。

5.2通訊效驗計算

與上位機的通訊效驗是CHECKSUM(和效驗計算)，和效驗是16進制的和計算，PLC中沒有直接的計算指令，也沒有16進制的計算指令。

解決：先將參與和效驗計算的數據除以16分離出高位和低位，然后將高位和低位分別求和，求和之后對低位結果進行判斷有進位進到高位，然后高位進位溢出。最后得出的高位和低位結果。

6  結論（實施結果）

通過現場調試，達到了客戶的要求。智能檔案柜具有結構簡單、操作簡單、便于維護、實現檔案全生命周期的管理。

【參考文獻】

[1]永宏可編程控制器使用手冊I和使用手冊II.臺灣永宏電機股份有限公司

[2]永宏PLC編程軟件使用手冊.臺灣永宏電機股份有限公司