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ICS在有轨巷道堆垛起重机上的应用
发表时间:2016-1-16 15:15:31[ 阅读次数: ]

有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机,通常简称为堆垛机,是代表立体仓库特征的标志。堆垛机是立体仓库中最重要的起重运输设备,其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行,将位于巷道口的货物存入货格;或者相反,取出货格内的货物运送到巷道口,完成出入库作业。20世纪70年代初期,我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库,据不完全统汁,到目前已建成三百余座。堆垛机作为立体仓库中最重要的起重运输设备,也得到了较快的发定位精度是衡量堆垛机性能的重要指标之一。导引方式不同,所得的定位精度有很大的差异,开发高精度的定位系统是不断提高堆垛机性能的手段之一。  2    1CS介绍IndustrialControlSystem(丨CS)是美国Trimble公司的高精度,智能光学定位系统,可以独立完成被控运动对象的定位。  该系统已在许多行业得到应用,在立体仓库中也有成功应用的先例。20131212160446274627.jpg  2.1   系统构成ICS控制系统由一个复杂的控制器和红外测距仪组成。红外测距仪可发出红外光,该红外光通过发射透镜射到固定在需控制运动对象的反光板上,光束经反光板反射后回到1CS并经接收透镜接收,通过计算光束的行程便可实现测距。  该仪器的测量采样频率分9.35,58,49.32,W.50HZ共4种。距离读数是绝对量,Ikni以内的精度是lnun.M3控制器有以下功能:处理所有与红外测距仪的通讯(或其它类型上位控制器)的通讯。处理用于控制的模拟量输出以及安全,刹车,同步继电器。保证安装时设置的特殊控制参数存入带掉电保护的存储器。  ICS通过串口或现场总线与上位机或PLC通讯,通过模拟电压输出速度值,以及DC24V继电器信号用于控制电机。    2.2    工作原理ICS有三种工作方式,分别为一种闭环控制,一种开环控制,一种直接用于测距。堆垛机使用闭环控制。闭环控制算法在ICS的安装程序中选择。安装程序中有一个被控运动对象自学习软件。在设置ICS的过程中,安装程序会命令ICS中的控制器向电机发出速度激励信号。被控运动对象的反应由红外测距仪测量。安装程序用收集到的数据建立系统的数学模型(被控对象,电机以及驱动装置组成的系统)。利用系统的数学模型,安装程序可以优化闭环控制的PID参数。  安装完毕后,ICS就以设置好的参数运行。当ICS上的控制器收到上位机或PLC传来的"到新位置"的指令,红外测距仪便不断地测量被控运动对象的实际位置,这时PID控制器就会探测到实际位置与新目的位置之间的误差。P1D控制器根据误差值向电机发校正信号,校正信号通过给电机发速度信号来实现,被控运动对象的运动便得到了控制。控制运动的参数,诸如速度值,加速度甚至指定位置可以很容易的改变。  3   1CS应用ICS用于控制运动对象一般按所示构成控制系统。PLC负责完成系统的主要控制功能,ICS在PLC的控制下独立地完成运动对象的定位控制。该系统的好处在于1CS完成高精度的定位,大大降低了PLC的负荷,并使系统稳定性加强,便于维护。  3.1    ICS硬件安装4将ICS安装在某一固定位置,将反光板安装在被控对象上。注意保证两者的光学中心位置应具有同样的X.Y坐标。将ICS与一上位机相连(可以通过串U,注意设好通m年第雨技术交流RS232/422或现场总线m!4BBI刹车输出ICS典型应用系统协议)并在上位机上安装随机的1CS安装程序。  在上位机上运行"直接控制"程序,向ICS发RON指令,这时ICS会不断的返回红外光的反射强度。移动被控对象到行程的最远处,使用红外光显示器观察反光板上的红外光斑点,调整ICS使光斑位于反光板的中央。移动被控对象到行程的最近处,在移动过程中反射光斑将不断向反射板中央收缩。如果不是这样,检ICS与反光板的X,Y坐标,并从行程的最远处重新调整ICS.参数设置中几类比较重要的是:控制参数,位置参数,通讯参数。ICS随机带有一DOS下的设置程序。在该程序的配合下,使用者可以很方便的完成诸如:通讯协议,工作点位置以及控制参数的设定。  参数设置是使用ICS的必要步骤,不进行正确的参数设置ICS不能正常工作。进行参数设置需要一台计算机,并通过串口与ICS相连,并在上位机上运行随机的安装程序。在进行参数设置之前,最好按照厂家的推荐先在上位机上建立一个工作目录。该工作目录的作用是用来存储ICS设置参数。  对于一台新的ICS所需的设置步骤一般为:议作为默认通讯协议。如果在这5秒内没有建立通讯连接,系统就转到用户协议。如果没有设置用户协议,系统仍使用默认协议。默认协议是:波特率9600,无奇偶校验,8位数据位和1位停止位。  设置位置参数。ICS可以存储1 319或2000个位置。这些位置可从选定的地方开始按加1的方式顺序排列。在对ICS的编程控制中,ICS可以直接指令控制被控制运动对象到指定序号的位置。这些位置的输入可以在安装程序的提示下方便的输入,位置还可以方便的增加和删除。  设置控制参数。首先选择控制算法,堆垛机应选择TCS闭环算法。在TCS闭环控制算法下又有三种工作方式,主要区别在于ICS输出的控制信号不一样,如方式A的输出信号为:用于速度的模拟量电压输出(-W到+WV),继电器信号(同步,刹车和安全)。用户可根据实际情况选择合适的工作方式。  ICS可以设置的控制参数很多,主要有:干扰的P增益,干扰的I增益,干扰的D增益,系统警告标准,故障标准等。其中P,D设置要十分注意,如果设置不好,CS的控制功能会大大降低,甚至不起作用。其它的参数可以使用厂家的推荐值,注意在重新设置参数前,最好将原参数备份。所有参数设置完毕后,可通过串口直接下载到ICS上。  ICS编程ICS为用户提供了一个操作指令集。只需使用部分指令就可完成许多功能,如控制被控对象运动,接收系统故信息等。  比较常用的指令有E,D,S.E指令可以从ICS读回错误码,语法为发大写的字母E,ICS的回应为:E,其中代表错误代码。用户根据错误码可以很快定位系统错误原因。如错误码代表无效的指令或语法错误,"1"代表由H指令(停止指令)产生的停止。D指令可命令ICS控制被控运动对象移动到给定距离的位置。语法为:D,其中代表要到的目的地的距离,单位为胃,ICS的回应为ACK,并始控制被控对象运动。S指令可命令ICS控制被控运动对象移动到给定序号的位置,这些位置必须在ICS工作前已经设置好。语法为:S,其中代表所要到的目的位置号,ICS的回应为ACK,并开始控制被控对象运动。  ICS在堆琢机上的应用1W8年美国戈登食品服务公司(GordonFoodService)新开了一个可容纳59000个托盘的立体仓库。堆垛机的定位在该系统中的作用是不容忽视的:堆垛机必须能高速移动托盘到指定位置,由托盘定位不准造成的托盘偏离中心的后果是相当严重的。最终,该公司选择了Tnmble的1CS.该仓库有三个不同的存储区:冷冻区(美国最大),冷藏区,常温区。每个存储区有9个堆垛机,每个堆垛机上均安装了1CS.该立体仓库中,堆垛机每小时移动60次,托盘每小时移动560次。托盘存储的最大高度为35m,1CS完全忽略了堆垛机的摇晃。机体摇晃通常会对运动产生不利的影响并延长定位时间。摇晃的克服应归功于〖CS运用的先进控制技术。ICS运用的与移动距离无关的最优速度肘间以及闭环控制,使得即使在很短的距离内移动,堆垛机也不会产生爬行现象,完全满足了生产的要求。  4   结论经实践检验,1CS定位精度高,控制功能强,操作简单,对于运行在直线巷道内的有轨堆垛起重机,只需加少量的元件及很少的编程便可实现理想的定位。该系统在轨巷道堆垛起重机中的应用是完全可行的。

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