本文主要介紹在自助圖書借還終端機的應用架構中，永宏PLC作為下位機，在整個系統中發揮的作用。突出了永宏PLC在與上位機通訊、NC定位控制等方面的便捷與強大。
一、系統概述
自助圖書借還終端機系統，如同銀行ATM自動柜員機一樣，是24小時服務的智能化終端設備，讓讀者既方便又快捷地辦理圖書借還手續，同時也讓圖書管理員更準確高效地進行圖書管理工作。
該種設備主要由門口機、機械手、書架、上位機業務管理軟件和下位機設備控制軟件構成，上位機業務管理軟件主要通過通信接口控制整個系統的運行，下位機設備控制軟件主要控制機械手和門口機的動作，程序在PLC上實現。
圖書借還采用RFID技術，RFID讀寫器讀取用戶信息以及圖書上的電子標簽信息，把獲得的信息傳送給上位機，上位機則通過網絡向遠程圖書館登記圖書借還記錄。
圖書自動上下架分3部分完成，第一部分是機械手把圖書送到指定架位或從指定架位抓取圖書送到門口；第二部分是門口機獲得圖書后（圖書獲取包括機械手把圖書放入門口機內和讀者把圖書放入門口機內），根據獲取圖書的狀態重新擺放圖書；第三部分是門口機開關門，如果是借閱圖書，打開自動門，讓用戶提取借閱圖書，如果是圖書歸還，則打開自動門讓讀者放入歸還圖書，操作完成后由PLC控制自動關門。
二、操作流程
1.借書
借書是指讀者從自助圖書館系統中借閱圖書。
1.1 借書流程
讀者借閱圖書的主流程簡略描述如下：讀者選擇借書——>上位機向下位機發送借書就緒指令——>門口機書盒豎立——>讀者輸入圖書架位號——>上位機向PLC發送圖書下架指令——>PLC控制機械手根據圖書架位號去書架抓取圖書——>機械手把圖書放到門口機書盒中——>上位機讀取圖書標簽——>讀取圖書標簽成功，圖書借閱登記——>上位機向門口機發送出書指令——>PLC控制門口機把圖書送到門口——>打開自動門——>用戶提取圖書——>關自動門——>打印借書憑條。
2. 還書
還書是指讀者把貼有電子標簽的在借圖書歸還到自助圖書館系統中。系統不僅支持自動還書，而且支持自動上架，當自助圖書館系統書架上有空架位時，圖書歸還后系統會自動對圖書進行上架操作。當自助圖書館系統書架滿，但是自助圖書館備用書箱中還有空位是，圖書歸還后機械手將圖書送入書箱中。
2.1 還書上架
本操作流程是圖書歸還上架流程，讀者歸還圖書的主流程簡略描述如下：上位機向下位機發送開門指令——>讀者放入圖書——>門口機傳感器檢測圖書是否到位、條碼掃描槍獲取圖書正反信息——>關閉自動門——>讀圖書標簽——>讀標簽成功，進行圖書歸還登記——>根據圖書正反翻轉圖書——>圖書翻轉完成、獲取圖書大小信息——>根據圖書大小信息分配圖書架位號——>上位機向下位機發送圖書上架指令——>下位機控制機械手執行圖書上架操作——>打印還書憑條。
2.2 還書入箱
書架滿，但是書箱中還有空間放置圖書時，系統執行還書入箱操作流程，還書入箱操作主流程描述如下：讀者歸還圖書讀取操作上位機向PLC發送開門指令——>自動門打開——>讀者放入圖書——>門口機傳感器獲得圖書檢測信號、條碼掃描槍獲取圖書正反信息——>關閉自動門——>讀取圖書標簽——>根據圖書正反翻轉圖書——>圖書翻轉完成、獲取圖書大小信息——>根據圖書大小信息分配圖書架位號——>如果書架滿則向機械手發送圖書入箱指令——>機械手把圖書放入回收箱中。
3. 新書上架
新書上架指圖書管理員對新到圖書或從圖書館中心庫中提取到得新圖書進行上架，通過機械手把圖書擺放到自助圖書館系統書架上。
3.1 新書上架流程
自助圖書館圖書管理員新書上架主流程簡略描述如下：上位機向PLC發送開門指令——>圖書管理員放入圖書——>門口機傳感器獲得圖書檢測信號、條碼掃描槍獲取圖書正反信息——>關閉自動門——>讀取圖書標簽——>根據圖書正反翻轉圖書——>圖書翻轉完成、獲取圖書大小信息——>根據圖書大小信息分配圖書架位號——>上位機向PLC發送圖書上架指令——>PLC控制機械手進行圖書上架。
4. 舊書下架
圖書下架流程是圖書管理員對破損圖書和長時間沒有被借閱的圖書進行下架，以便對這些圖書進行相應的處理。舊書下架有兩種方式，一種方式是圖書下架后從門口機出書口中送出，一般情況下一次下架一本，這種方式適合于小批量的圖書下架；另一種方式是圖書下架后機械手直接把圖書放入備用書箱中，特別適合大批量的圖書下架，如破損標簽圖書下架。下面對這兩種方式管理員圖書下架分別介紹。
4.1 單本圖書下架流程
自助圖書館圖書管理員對單本舊書或破損圖書下架主流程簡略描述如下：選中待下架的圖書——>上位機向PLC發送下架指令——>機械手從指定位置抓取圖書放到門口機書盒中——>門口機把圖書送到出書口——>打開自動門——>管理員提取下架圖書——>關閉自動門——>修改圖書架位信息狀態。
4.2 舊書下架入箱
當圖書損壞或圖書長時間沒人借閱，這樣的圖書需要進行下架處理，但是管理員不能從架位上了解那些圖書需要下架，此時，采用查詢數據庫技術獲得圖書架位信息對圖書進行下架入箱操作。如標簽破損不能讀取標簽信息時，需要下架圖書進行標簽修復處理就采用此方式。
圖書管理員對舊書下架入箱主流程簡略描述如下：圖書管理員輸入圖書架位號——>上位機向PLC發送圖書下架入箱指令——>PLC控制機械手根據圖書架位號抓取圖書——>機械手把圖書放到圖書回收箱中。
三、 上位機與下位機的通訊
1. 通訊方式
上位機與下位機之間以OPC服務器為媒介進行串口通信。
OPC全稱是OLE for Process Control，它的出現為基于bbbbbbs的應用程序和現場過程控制應用建立了橋梁。在過去，為了存取現場設備的數據信息，每一個應用軟件開發商都需要編寫專用的接口函數。由于現場設備的種類繁多，且產品的不斷升級，往往給用戶和軟件開發商帶來了巨大的工作負擔。通常這樣也不能滿足工作的實際需要，系統集成商和開發商急切需要一種具有高效性、可靠性、開放性、可互操作性的即插即用的設備驅動程序。在這種情況下，OPC標準應運而生。OPC標準以微軟公司的OLE技術為基礎，它的制定是通過提供一套標準的OLE/COM接口完成的，在OPC技術中使用的是OLE 2技術，OLE標準允許多臺微機之間交換文檔、圖形等對象。
系統硬件采用永宏PLC，相應的OPC服務器采用永宏FaSvr1.10版本軟件。
通信機制為串口通信，串口標準為RS232C，默認情況下，OPC服務器串口參數如下：數據位7位，奇偶校驗位為偶校驗，1位停止位，具體的通信參數根據設備類型和下位機的實際需要確定。
2. PLC接口寄存器變量
下面對在OPC服務器中上位機與下位機共享的相關寄存器進行說明。
首先對寄存器變量說明：“R”開頭的表示字變量，占2個字節、16位，如：R0、R1、R2等；“DR”開頭的表示雙字變量，占4個字節、32位，如：DR2、DR4、DR6等。
：鞏經理
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：南京塞姆泵業有限公司
