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河南華東起重機械設備公司
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ICS在有軌巷道堆垛起重機上的應用
時(shí)間：2022-03-02來(lái)源：起重機廠(chǎng)家瀏覽次數：157
有軌巷道堆垛起重機是隨著(zhù)立體倉庫的出現而發(fā)展起來(lái)的專(zhuān)用起重機，通常簡(jiǎn)稱(chēng)為堆垛機，是代表立體倉庫特征的標志。堆垛機是立體倉庫中*重要的起重運輸設備，其主要用途是在高層貨架倉庫的巷道內沿軌道運行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反，取出貨格內的貨物運送到巷道口，完成出入庫作業(yè)。20世紀70年代初期，我國開(kāi)始研究采用巷道式堆垛機的立體倉庫，據不完全統汁，到目前已建成三百余座。堆垛機作為立體倉庫中*重要的起重運輸設備，也得到了較快的發(fā)定位精度是衡量堆垛機性能的重要指標之一。導引方式不同，所得的定位精度有很大的差異，開(kāi)發(fā)高精度的定位系統是不斷提高堆垛機性能的手段之一。
21CS介紹IndustrialControlSystem（丨CS）是美國Trimble公司的高精度，智能光學(xué)定位系統，可以獨立完成被控運動(dòng)對象的定位。
該系統已在許多行業(yè)得到應用，在立體倉庫中也有成功應用的先例。
2.1系統構成ICS控制系統由一個(gè)復雜的K）控制器和紅外測距儀組成。紅外測距儀可發(fā)出紅外光，該紅外光通過(guò)發(fā)射透鏡射到固定在需控制運動(dòng)對象的反光板上，光束經(jīng)反光板反射后回到1CS并經(jīng)接收透鏡接收，通過(guò)計算光束的行程便可實(shí)現測距。
該儀器的測量采樣頻率奮丨9.35，3（）。58，49.32，W.50HZ4種。距離讀數是絕對量，Ikni以?xún)鹊木仁莑nun.M3控制器有以下功能：處理所有與紅外測距儀的通訊。
（或其它類(lèi)型上位控制器）的通訊。
處理用于控制的模擬量輸出以及安全，剎車(chē)，同步繼電器。
保證安裝時(shí)設置的特殊控制參數存入帶掉電保護的存儲器。
ICS通過(guò)串口或現場(chǎng)總線(xiàn)與上位機或PLC通訊，通過(guò)模擬電壓輸出速度值，以及DC24V繼電器信號用于控制電機。2.2工作原理ICS有三種工作方式，分別為一種閉環(huán)控制，一種開(kāi)環(huán)控制，一種直接用于測距。堆垛機使用閉環(huán)控制。閉環(huán)控制算法在ICS的安裝程序中選擇。安裝程序中有一個(gè)被控運動(dòng)對象自學(xué)習軟件。在設置ICS的過(guò)程中，安裝程序會(huì )命令I(lǐng)CS中的控制器向電機發(fā)出速度激勵信號。被控運動(dòng)對象的反應由紅外測距儀測量。安裝程序用收集到的數據建立系統的數學(xué)模型（被控對象，電機以及驅動(dòng)裝置組成的系統）。利用系統的數學(xué)模型，安裝程序可以?xún)?yōu)化閉環(huán)控制的PID參數。
安裝完畢后，ICS就以設置好的參數運行。當丨CS上的控制器收到上位機或PLC傳來(lái)的"到新位置"的指令，紅外測距儀便不斷地測量被控運動(dòng)對象的實(shí)際位置，這時(shí)PID控制器就會(huì )探測到實(shí)際位置與新目的位置之間的誤差。P1D控制器根據誤差值向電機發(fā)校正信號，校正信號通過(guò)給電機發(fā)速度信號來(lái)實(shí)現，被控運動(dòng)對象的運動(dòng)便得到了控制?？刂七\動(dòng)的參數，諸如速度值，加速度甚至指定位置可以很容易的改變。
31CS應用ICS用于控制運動(dòng)對象一般按所示構成控制系統。PLC負責完成系統的主要控制功能，ICS在PLC的控制下獨立地完成運動(dòng)對象的定位控制。該系統的好處在于1CS完成高精度的定位，大大降低了PLC的負荷，并使系統穩定性加強，便于維護。
3.1ICS硬件安裝4將ICS安裝在某一固定位置，將反光板安裝在被控對象上。注意保證兩者的光學(xué)中心位置應具有同樣的X.Y坐標。
將ICS與一上位機相連（可以通過(guò)串U，注意設好通m年第雨技術(shù)交流RS232/422或現場(chǎng)總線(xiàn)m！4BBI剎車(chē)輸出ICS典型應用系統協(xié)議）并在上位機上安裝隨機的1CS安裝程序。
在上位機上運行"直接控制"程序，向ICS發(fā)RON指令，這時(shí)ICS會(huì )不斷的返回紅外光的反射強度。
移動(dòng)被控對象到行程的*遠處，使用紅外光顯示器觀(guān)察反光板上的紅外光斑點(diǎn)，調整ICS使光斑位于反光板的中央。
e>移動(dòng)被控對象到行程的*近處，在移動(dòng)過(guò)程中反射光斑將不斷向反射板中央收縮。如果不是這樣，檢ICS與反光板的X，Y坐標，并從行程的*遠處重新調整ICS.參數設置中幾類(lèi)比較重要的是：控制參數，位置參數，通訊參數。ICS隨機帶有一DOS下的設置程序。在該程序的配合下，使用者可以很方便的完成諸如：通訊協(xié)議，工作點(diǎn)位置以及控制參數的設定。
參數設置是使用ICS的必要步驟，不進(jìn)行正確的參數設置ICS不能正常工作。進(jìn)行參數設置需要一臺計算機，并通過(guò)串口與ICS相連，并在上位機上運行隨機的安裝程序。在進(jìn)行參數設置之前，*好按照廠(chǎng)家的推薦先在上位機上建立一個(gè)工作目錄。該工作目錄的作用是用來(lái)存儲ICS設置參數。
對于一臺新的ICS所需的設置步驟一般為：議作為默認通訊協(xié)議。如果在這5秒內沒(méi)有建立通訊連接，系統就轉到用戶(hù)協(xié)議。如果沒(méi)有設置用戶(hù)協(xié)議，系統仍使用默認協(xié)議。默認協(xié)議是：波特率9600，無(wú)奇偶校驗，8位數據位和1位停止位。
設置位置參數。ICS可以存儲1319或2000個(gè)位置。這些位置可從選定的地方開(kāi)始按加1的方式順序排列。在對ICS的編程控制中，ICS可以直接指令控制被控制運動(dòng)對象到指定序號的位置。這些位置的輸入可以在安裝程序的提示下方便的輸入，位置還可以方便的增加和刪除。
設置控制參數。首先選擇控制算法，堆垛機應選擇TCS閉環(huán)算法。在TCS閉環(huán)控制算法下又有三種工作方式，主要區別在于ICS輸出的控制信號不一樣，如方式A的輸出信號為：用于速度的模擬量電壓輸出（-W到 WV），繼電器信號（同步，剎車(chē)和安全）。用戶(hù)可根據實(shí)際情況選擇合適的工作方式。
ICS可以設置的控制參數很多，主要有：干擾的P增益，干擾的I增益，干擾的D增益，系統警告標準，故障標準等。其中P，〖，D設置要十分注意，如果設置不好，CS的控制功能會(huì )大大降低，甚至不起作用。其它的參數可以使用廠(chǎng)家的推薦值，注意在重新設置參數前，*好將原參數備份。
所有參數設置完畢后，可通過(guò)串口直接下載到ICS上。
ICS編程ICS為用戶(hù)提供了一個(gè)操作指令集。只需使用部分指令就可完成許多功能，如控制被控對象運動(dòng)，接收系統故信息等。
比較常用的指令有E，D，S.E指令可以從ICS讀回錯誤碼，語(yǔ)法為發(fā)大寫(xiě)的字母E，ICS的回應為：E，其中代表錯誤代碼。用戶(hù)根據錯誤碼可以很快定位系統錯誤原因。如錯誤碼代表無(wú)效的指令或語(yǔ)法錯誤，"1"代表由H指令（停止指令）產(chǎn)生的停止。D指令可命令I(lǐng)CS控制被控運動(dòng)對象移動(dòng)到給定距離的位置。語(yǔ)法為：D，其中代表要到的目的地的距離，單位為胃，ICS的回應為ACK，并始控制被控對象運動(dòng)。S指令可命令I(lǐng)CS控制被控運動(dòng)對象移動(dòng)到給定序號的位置，這些位置必須在ICS工作前已經(jīng)設置好。語(yǔ)法為：S，其中代表所要到的目的位置號，ICS的回應為ACK，并開(kāi)始控制被控對象運動(dòng)。
ICS在堆琢機上的應用1W8年美國戈登食品服務(wù)公司（GordonFoodService）新開(kāi)了一個(gè)可容納59000個(gè)托盤(pán)的立體倉庫。堆垛機的定位在該系統中的作用是不容忽視的：堆垛機必須能高速移動(dòng)托盤(pán)到指定位置，由托盤(pán)定位不準造成的托盤(pán)偏離中心的后果是相當嚴重的。*終，該公司選擇了Tnmble的1CS.該倉庫有三個(gè)不同的存儲區：冷凍區（美國*大），冷藏區，常溫區。每個(gè)存儲區有9個(gè)堆垛機，每個(gè)堆垛機上均安裝了1CS.該立體倉庫中，堆垛機每小時(shí)移動(dòng)60次，托盤(pán)每小時(shí)移動(dòng)560次。托盤(pán)存儲的*大高度為35m，1CS完全忽略了堆垛機的搖晃。機體搖晃通常會(huì )對運動(dòng)產(chǎn)生不利的影響并延長(cháng)定位時(shí)間。搖晃的克服應歸功于〖CS運用的先進(jìn)控制技術(shù)。ICS運用的與移動(dòng)距離無(wú)關(guān)的*優(yōu)速度肘間以及閉環(huán)控制，使得即使在很短的距離內移動(dòng)，堆垛機也不會(huì )產(chǎn)生爬行現象，完全滿(mǎn)足了生產(chǎn)的要求。
4結論經(jīng)實(shí)踐檢驗，1CS定位精度高，控制功能強，操作簡(jiǎn)單，對于運行在直線(xiàn)巷道內的有軌堆垛起重機，只需加少量的元件及很少的編程便可實(shí)現理想的定位。該系統在軌巷道堆垛起重機中的應用是完全可行的。
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