永宏PLC在智能档案柜上的应用_智能装备_机械设备_行业资讯

摘要：本文主要介绍了永宏PLC在智能档案柜上的应用。智能档案柜主要实现的档案的存取调用智能化，可以更高效的管理档案。智能档案柜的技术日趋成熟，应用是一种趋势。项目充分体现出了永宏PLC的通讯方面的便利；

关键词：永宏PLC；档案柜；智能；通讯

1 行业介绍

智能档案柜由硬件和软件两大部分组成，可以实现从档案的生产，入盒，上架，下架，借阅，归还，销毁等环节的一个闭环管理，同时这些过程完整的记录在系统数据库中，实现档案全生命周期的管理。方便，快捷，提高工作效率。

智能档案柜具有走动防挤压检测功能,当打开列之间有人或物时,系统禁止柜体电动移动。同时电机控制系统中还加入过流保护，当柜子在行进过程中受到一定的阻挡时也会立即停止，这样的两级防护，最大限度的保护操作人员的人身安全；

图1-1智能档案柜设备图

2 系统设计方案

2.1方案背景

早期的档案柜就是普通的固定层架，档案多，查找比较费时间，费事费力，而且效率不高，尤其是档案批次调阅劳动强度比较大。智能档案柜的引入不但可以节省人工，而且可以快速高效的找到需要的档案。客户看重了我们产品优异的稳定性和较高的性价比，选择了我们的方案。

从综合性价比分析，智能档案柜采用永宏PLC控制器。本文主要以永宏PLC在智能档案柜上的应用为背景，对该方案的硬件设计、软件设计和实施结果（应用效果）等方面进行了详细的阐述和说明。智能档案柜的控制系统解决方案如表2-1；

表2-1智能档案柜系统解决方案

2.2客户需求

根据机械结构和工艺要求，用户在上位机上输入所需检索的档案信息，档案柜上位机系统会检索档案库中的信息，定位到对应的柜子的对应层，上位机将命令下发给PLC，对应柜子的PLC更具目标层号自动规划出最快的路径，然后迅速定位到目标层，到达之后打开档案柜柜门。

总而言之，智能档案柜既需要很好的实现自动控制流程要求，同时也需要很好的实现操作便利化的要求。智能档案柜的具体工艺及功能要求如表2-2。

2.3解决方案

根据控制及工艺要求，智能档案柜控制方案主要包括系统硬件设计和系统软件设计；其中系统硬件设计包括硬件（产品）配置、机械（设备）结构和电气（原理）控制等三部分；系统软件设计包括流程控制、I/O配置和程序设计等三部分；智能档案柜的设计参数如表2-3；智能档案柜的实物图如图2-5。

表2-3智能档案设计参数图2-5智能档案柜实物效果图

基于上述各项技术指标，智能档案柜系统方案架构如图2-6；本方案控制系统采用性价比较高的永宏B1z系列PLC控制器，自带两个通讯口，一个用于与HMI的通讯，另一个与上位机PC通讯。

图2-6智能档案系统方案架构图

3 系统硬件设计

智能档案柜的系统硬件设计主要包括三部分：硬件（产品）配置、机械（设备）结构和电气（原理）控制；其中硬件配置主要对电气产品的配置进行了阐述说明，机械结构主要对结构的组成和结构的解析进行了阐述说明，电气控制主要对主电路控制和控制电路控制等进行了阐述说明。智能档案柜的系统硬件设计架构图如图3-1。

图3-1智能档案柜系统硬件设计架构图

3.1硬件（产品）配置

智能档案柜的控制单元选用永宏B1z-14MR2-DCPLC，同时操作单元选用10寸HMI；执行单元选用继电器,电机等；检测单元光幕和接近开关等。整套方案能够帮助客户节约系统成本，提高生产效能。智能档案柜系统硬件清单如表3-1；硬件配置如图3-2。

表3-1智能档案柜硬件明细表

3.2机械（设备）结构

智能档案柜的机械（设备）结构主要由办公桌面，档案柜体组成，柜体里面包含了柜门控制部分，层控制移动部分。整体（设备）结构（主要控制部件）解析如图3-4。

图3-4智能档案柜主体结构图

3.3电气（原理）控制

智能档案柜的电气控制主要分为电气控制柜分布图和电气控制原理接线图两部分；其中电气控制原理接线图包括PLC控制电路接线图。智能档案柜的电气（原理）控制组成如图3-15，主电路接线如图3-16，PLC接线如图3-17，I/O接线如图3-18。

图3-17智能档案柜电路原理PLC主机接线图

智能档案柜电气控制中的电气控制柜分布图主要是对PLC、电源，继电器等电子元器件的布局以及分布安装位置进行了详细的规划。电气控制柜实际接线图如图3-19。

图3-19智能档案柜电气控制柜元器件实际接线图

4 系统软件设计

智能档案柜的系统软件设计主要包括三部分：流程（工艺&控制）控制、I/O点配置和程序设计；其中流程控制主要对工艺流程和控制流程进行了阐述说明，I/O点配置主要对PLC输入输出点配置进行了阐述说明，程序设计主要对PLC程序和HMI程序进行了阐述说明。智能档案柜的系统软件设计架构图如图4-1。

图4-1智能档案柜系统软件设计架构图

4.1流程控制

4.1.1工艺流程

根据生产需要和工艺要求，智能档案柜的主要工艺分为：

手动模式：可以点动控制开门，关门，上行，下行动作；

自动模式：可以根据设定的目标层，规划出最近的移动方式，迅速进行定位，定位之后，自动打开柜门；

智能档案柜的工艺流程如图4-2。

图4-2智能档案柜流程工艺图

4.2I/O点配置

4.2.1PLCI/O点配置

智能档案柜的工艺流程和控制流程的具体要求，进行了永宏PLC程序I/O点配置。输入点配置如表4-2，输出点配置表如表4-3。

表4-2智能档案柜PLC输入点配置表

4.3程序设计

4.3.1PLC程序设计

4.3.1.1程序区块划分

采用简单的功能指令就可以将PLC整体程序进行程序区块化处理，既可以方便实现程序编辑和检查，需要执行时调用，可以节省扫描周期，又可以更快捷的实现程序调试；为程序编辑和调试者提供了极大的方便。智能档案柜的PLC呼叫指令和标记指令程序如图4-4。

图4-4智能档案柜PLC呼叫和标记指令程序

4.3.1.2通讯控制程序

PLC与上位机开发的软件通讯采用的自由口通讯方式通讯，在进行智能档案柜的PLC整体程序设计和规划时，通讯程序采用的是永宏PLC【FUN151（通讯指令）】指令来进行通讯控制；【FUN151（Clink）】指令支持4种通讯模式：

MOD0:永宏PLC之间的一般连机通讯；

MOD1:作为主动方式的自由口通讯；

MOD2:作为被动方式的自由口通讯；

MOD3:永宏独有特色的高速连机通讯；

在与上位机的通讯是属于MOD2被动方式的自由口通讯方式，选择相应的模式之后就是通讯表的定义，定义好通讯表格的地址，通讯时，对于相应的通讯地址内容进行读取，写入操作；

采用永宏PLC的通讯指令既可以完成程序的编辑，为程序编辑和调试者提供了极大的方便。智能档案柜的PLC通讯程序&设置表格如图4-5。

图4-5智能档案柜PLC通讯设置程序&设置表格

4.3.1.3通讯效验计算

与上位机电脑的通讯采用了自由口通讯方式，需要计算和效验(将数值以16进制格式进行相加，舍去高字节的进位，最后取低字节的两位)。采用了程序计算转换来实现，先将参与和效验计算的数据除以16分离出高位和低位，然后将高位和低位分别求和，求和之后对低位结果进行判断有进位进到高位，然后高位进位溢出。最后取出低字节的高位和地位，如图4-6；