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。
3. 永宏OPC Server的應用
一般廠牌的小型PLC都沒有 OPC服務器軟件，或者都是價格高昂的。這使得技術工程師相當頭疼，一方面成本預算不夠，另一方面如果完全由自己編寫驅動，難度和工作量都大大提高了。而永宏的OPC Server軟件是免費的，極大的方便了上位機進行集中監控。
FaSvr1.10軟件運行界面如下：
使用方法：
步驟一：規劃——利用FaSvr1.10軟件，將PLC接口寄存器變量定義好；
步驟二：聯機——在通訊硬件狀態就緒的情況下，在FaSvr1.10界面進行聯機操作；
步驟三：運行——聯機成功后，PC機與PLC都可以對這些接口寄存器變量進行讀寫操作。
PLC通過梯形圖程序來讀寫變量的數值，而PC機則可通過高級語言編程來讀寫變量的數值。
以VB 6.0為例：
If LIAN Then a =server.SetItem("Channel0.Station0.Group0", "DR2", &H66021A00) '將變量DR2寫入數值66021A00；
If LIAN Then Label1.Caption=Hex(server.GetItem("Channel0.Station0.Group0", "DR4")) '讀取變量 DR4 的數值；
If LIAN Then Label1.Caption=Hex(server.GetItem("Channel0.Station0.Group0", "R6")) '讀取變量 R6 的數值；
從上面可以看出，有了FaSvr軟件充當服務器角色，通訊的數據變得一目了然了，程序的編寫變得一步到位了，調試的過程變得暢通無阻了。
4. 通訊指令
用戶通過人機交互界面對上位PC機進行操作，而PC機則通過向下位的PLC發送命令，告知PLC何時做何種動作。通訊命令存取的地址，也是在PLC的接口寄存器；而通訊命令的內容，則需要人為定義。以“開門指令”為例，可作如下定義：
命令字：0x11
指令描述：打開自動門，讓用戶放入圖書。
指令功能：打開自動門，準備進行還書或管理員圖書上架。
指令格式：第4字節為開門指令命令字，第1字節至第3字節暫時沒用，預留，默認值為0x00
第4字節 第3字節 第2字節 第1字節
命令字0x11
預留00
預留00
預留 00
指令寄存器：DR20
指令碼：11000000
相似的，還可以制定“入書指令”、“出書指令”、“上架指令”、“下架指令”等等，作為PC機向PLC下達命令，以及PLC向PC機反饋工作狀態的協議。
四、下位機與執行機構
1. 硬件配置與架構
控制器：永宏FBs-MC型PLC主機，有4軸頻率高達200kHz的脈沖輸出。該系統中，FBs-32MCT主站控制3軸高速脈沖輸出，FBs-32MCT從站控制4軸高速脈沖輸出，而兩臺主機之間通過RS-485高速CPU bbbb進行數據交換，使得7個執行電機協調工作；
X軸伺服：驅動機械手沿水平方向移動，配合限位開關，要求快速、準確定位；
Y軸伺服：驅動機械手沿鉛直方向移動，配合限位開關，要求快速、準確定位；
Z軸步進：驅動機械手沿垂直于XY平面方向移動，完成圖書入架、出架動作；
夾書伺服：控制書夾的夾緊、放松，要求有轉矩信號反饋；
門口步進：控制入書口的門開關，如接收到還書指令，則開門等待放書進來，配合光電開關；
平書步進：還書時將斜著放入的書放成水平狀態，借書時將平著的書放回原點；
翻書步進：還書時緊接著平書的步驟，將書翻轉成豎直；借書時，將下架的豎直的書翻轉成水平；
2. 永宏NC定位功能
該系統中，下位PLC承擔的最主要任務就是驅動電機，完成定位控制。
永宏PLC在這方面正好有著卓越的表現——單機支持4軸頻率高達200kHz的高速脈沖輸出，表格向導式的編程風格，詳盡而人性化的參數設定界面，支持直線插補、原點回歸的便利指令。
4軸高速脈沖輸出組態
區塊化的功能指令
表格向導式的伺服命令編輯
深入淺出的參數設定表格
原點復歸----可供3種模式
原點復歸----運行示意圖
永宏PLC的NC定位功能一直備受業界稱贊，由上述可窺一斑。
3. 永宏高速CPU bbbb
系統需要控制7軸電機，而一般廠牌的小型PLC，最多可控4軸，需要控制4軸以上，一般需要增加NC模塊，對于電控部分的成本來說，分量不小。
永宏PLC通過RS-485通訊，結合專用的高速CPU bbbb指令，以原始二進制碼作為傳輸碼，最高數據傳輸率達921.6kbps，且采用“立即處理”的命令處理方式，更可靠的CRC16校驗方式，最大程度的保證了通訊的速度與性能。
高速CPU bbbb的數據傳輸理念是以 COMMON DATA MEMORY 觀念來設計；例如主站將 R0～R31的內容送出，則所有從站 PLC的R0～R31的內容都會與主站相同； 2號PLC從站將R32～R47 中內容送出，則主站及其它PLC從站的 R32～R47 的內容都會與2號站相同，依次類推。
利用該特長，永宏PLC可輕易控制7軸電機的工作，很多場合下，甚至可以控制十幾軸，體現出很高的實用性與性價比。
五、總結
隨著城市建設進程的加速，自助圖書借還終端機將像銀行ATM，自助售票機，自助飲料售賣機一樣，遍布在我們生活的周圍。小型PLC憑借著性能穩定可靠，編程調試簡易，接口標準齊全等優點，擔當下位機的角色。而永宏PLC在NC定位、通訊方面顯現出來的突出性能與性價比優勢，一定會在此種設備中得到廣泛的應用。
：鞏經理
：13915946763
：南京塞姆泵業有限公司
