1系統架構
ＣＰＡＣ和其中一個客戶端構成的銀行自動化存取控制系統總體結構。控制系統由上位機和下位機兩部分組成。上位機是計算機系統，包含控制中心計算機、客服端計算機及打印機、磁卡閱讀器與密碼鍵盤等配套設備；下位機是ＣＰＡＣ、端子板及存取機械手與取箱口所用的６個伺服電機及驅動器。由于ＣＰＡＣ只能控制８個伺服電機，控制存取機械手與取箱口１已經占用了６個接口，而一個取箱口遠遠不能滿足客戶的需求。當取箱口數量超過一個后，用ＰＬＣ控制其余出箱口，ＰＬＣ與ＣＰＡＣ之間通過ＲＳ４８５總線通訊，由ＣＰＡＣ作為主控制器協調ＰＬＣ實現存取保管箱操作。整個系統工作在由交換機組建的星形局域網中，各部分之間基于ＴＣＰ／ＩＰ協議進行通訊。
2控制系統設計
2.1控制過程安全機制
2.1.1限位
為避免因軟件錯誤或硬件故障導致的執行機構上的運行失控，保護硬件設備與操作人員的安全，在存取機械手與取箱口的每個控制軸上除了在導軌的'兩端安裝有硬件限位塊外，還必須使用限位開關來限制各軸的運動范圍。軟限位與硬限位配合使用，可以有效地防止運動部件跑出導軌。
2.1.2報警
當檢測到驅動器報警信號以后，ＣＰＡＣ將關閉該軸的伺服使能，急停該軸的伺服電機，同時該軸報警觸發標志位置。程序中檢測到報警觸發標志位以后，將故障狀態報告控制中心，同時點亮報警燈并開啟蜂鳴器，等待人工處理。
2.2運行速度的規劃
在本控制系統中，ＣＰＡＣ工作采用點位運動模式。在運動控制中，梯形速度曲線以耗能低、速度快、容易實現等優點成為常用的速度控制曲線。其速度與加速度的變化曲線如圖３所示。然而由于梯形速度曲線采用線性加速方式，其對應的加速度曲線不連續，因此存在柔性沖擊，導致執行機構在運動過程中的平穩性能差。為了既獲得平滑的加速度，又不失去梯形速度曲線的優勢，將梯形速度曲線加以改進得到Ｓ型速度曲線。Ｓ型速度曲線的運動過程由加加速段、勻加速段、減加速段、勻速段、加減速段、勻減速段、減減速段組成。本控制系統采用該速度曲線作為存取機械手各軸的速度控制曲線，避免了柔性沖擊因素。Ｓ型速度曲線由ＣＰＡＣ通過設置各軸運動參數中的平滑時間來實現。
2.3控制系統作業方式
在銀行保管箱自動存取系統中，存取機械手執行任務時可以選擇單一作業方式或復合作業方式。單一作業方式是：存取機械手從原點位置出發運行到任務指定的保管箱位置，將保管箱取出并送到取箱口，客戶操作完成后從取箱口處把保管箱送回箱架，然后返回原點位置。復合作業方式是：存取機械手接收到一批存／取保管箱任務后，從原點位置出發運行到第一個任務指定的保管箱位置，將保管箱取出并送到取箱口，客戶操作完成后從取箱口處把保管箱送回箱架，之后存取機械手不返回原點，而是直接執行下一個任務，不斷循環直到完成所有任務。
2.4ＣＰＡＣ運動控制
ＣＰＡＣ的運動控制部分是整個軟件系統設計的核心部分。ＣＰＡＣ運動控制軟件主要由系統初始化模塊、用戶界面模塊、運動控制模塊、數據讀寫模塊和網絡通信模塊組成。運動控制程序首先調用系統初始化模塊，然后檢查有無故障，如果系統運行正常，則通過網絡連接控制中心，查詢ＣＰＡＣ的控制方式，如果為手動模式，則進入手動模式運動控制子程序，否則進入自動模式運動控制子程序。用戶界面模塊為客戶提供登錄界面、圖形化的存／取保管箱命令，并顯示系統執行結果。運動控制模塊通過在ＯｔｏＳｔｕｄｉｏ軟件中調用ＣＰＡＣ運動控制庫ＧＵＣ－Ｘ００－ＴＰＸ．ｌｉｂ中的運動控制函數執行以下功能：設置伺服電機的速度、加速度、移動距離（脈沖數）；讀取光電開關對應的數字輸入口獲取光電開關的觸發狀態；往數字輸出口寫“１”、“０”來打開、關閉電磁開關。通過控制存取機械手、取箱口的執行機構、拉板以及拉勾的動作，實現保管箱的自動存取操作。數據讀寫模塊通過ＲＳ４８５總線控制激光條形碼閱讀器，讀取條形碼掃描結果。網絡通信模塊使ＣＰＡＣ通過以太連接控制中心，接收控制中心的命令與保管箱在箱架中的位置數據，并返回運行結果與報警信息。
3結束語
基于ＣＰＡＣ設計的銀行全自動保管箱控制系統，實現了保管箱的自動存取與信息化管理，降低了銀行的管理與維護成本，為客戶提供了使用方便的保管箱業務，具有廣闊的應用前景。
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