21CS介紹IndustrialControlSystem(丨CS)是美國Trimble公司的高精度,智能光學定位係統,可以獨立完成被控運動對象的定位。
該係統已在許多行業得到應用,在立體倉庫中也有成功應用的先例。〖CS外形如所示。
2.1係統構成ICS控製係統由一個複雜的K)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)紅(hong)外(wai)測(ce)距(ju)儀(yi)組(zu)成(cheng)。紅(hong)外(wai)測(ce)距(ju)儀(yi)可(ke)發(fa)出(chu)紅(hong)外(wai)光(guang),該(gai)紅(hong)外(wai)光(guang)通(tong)過(guo)發(fa)射(she)透(tou)鏡(jing)射(she)到(dao)固(gu)定(ding)在(zai)需(xu)控(kong)製(zhi)運(yun)動(dong)對(dui)象(xiang)的(de)反(fan)光(guang)板(ban)上(shang),光(guang)束(shu)經(jing)反(fan)光(guang)板(ban)反(fan)射(she)後(hou)回(hui)到(dao)1CS並經接收透鏡接收,通過計算光束的行程便可實現測距。
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以內的精度是lnun.M3控製器有以下功能:處理所有與紅外測距儀的通訊。
(或其它類型上位控製器)的通訊。
處理用於控製的模擬量輸出以及安全,刹車,同步繼電器。
保證安裝時設置的特殊控製參數存入帶掉電保護的存儲器。
ICS通過串口或現場總線與上位機或PLC通訊,通過模擬電壓輸出速度值,以及DC24V繼電器信號用於控製電機。2.2工作原理ICS有三種工作方式,分別為一種閉環控製,一種開環控製,一種直接用於測距。堆垛機使用閉環控製。閉環控製算法在ICS的安裝程序中選擇。安裝程序中有一個被控運動對象自學習軟件。在設置ICS的過程中,安裝程序會命令ICS中的控製器向電機發出速度激勵信號。被控運動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係統的數學模型(被控對象,電機以及驅動裝置組成的係統)。利用係統的數學模型,安裝程序可以優化閉環控製的PID參數。
安裝完畢後,ICS就以設置好的參數運行。當丨CS上的控製器收到上位機或PLC傳來的"到新位置"的指令,紅外測距儀便不斷地測量被控運動對象的實際位置,這時PID控製器就會探測到實際位置與新目的位置之間的誤差。P1Dkongzhiqigenjuwuchazhixiangdianjifaxiaozhengxinhao,xiaozhengxinhaotongguogeidianjifasuduxinhaolaishixian,beikongyundongduixiangdeyundongbiandedaolekongzhi。kongzhiyundongdecanshu,zhurusuduzhi,jiasudushenzhizhidingweizhikeyihenrongyidegaibian。
31CS應用ICS用於控製運動對象一般按所示構成控製係統。PLC負責完成係統的主要控製功能,ICS在PLC的控製下獨立地完成運動對象的定位控製。該係統的好處在於1CS完成高精度的定位,大大降低了PLC的負荷,並使係統穩定性加強,便於維護。
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(可以通過串U,注意設好通m年第雨技術交流RS232/422或現場總線m!4BBI刹車輸出ICS典型應用係統協議)並在上位機上安裝隨機的1CS安裝程序。
在上位機上運行"直接控製"程序,向ICS發RON指令,這時ICS會不斷的返回紅外光的反射強度。
移動被控對象到行程的*遠處,使用紅外光顯示器觀察反光板上的紅外光斑點,調整ICS使光斑位於反光板的中央。
e>移動被控對象到行程的*近處,在移動過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,並從行程的*遠處重新調整ICS.參數設置中幾類比較重要的是:控製參數,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:通訊協議,工作點位置以及控製參數的設定。
參數設置是使用ICS的必要步驟,不進行正確的參數設置ICS不能正常工作。進行參數設置需要一台計算機,並通過串口與ICS相連,並在上位機上運行隨機的安裝程序。在進行參數設置之前,*好按照廠家的推薦先在上位機上建立一個工作目錄。該工作目錄的作用是用來存儲ICS設置參數。
對於一台新的ICS所需的設置步驟一般為:議作為默認通訊協議。如果在這5秒內沒有建立通訊連接,係統就轉到用戶協議。如果沒有設置用戶協議,係統仍使用默認協議。默認協議是:波特率9600,無奇偶校驗,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個位置。這些位置可從選定的地方開始按加1的方式順序排列。在對ICS的編程控製中,ICS可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)指(zhi)令(ling)控(kong)製(zhi)被(bei)控(kong)製(zhi)運(yun)動(dong)對(dui)象(xiang)到(dao)指(zhi)定(ding)序(xu)號(hao)的(de)位(wei)置(zhi)。這(zhe)些(xie)位(wei)置(zhi)的(de)輸(shu)入(ru)可(ke)以(yi)在(zai)安(an)裝(zhuang)程(cheng)序(xu)的(de)提(ti)示(shi)下(xia)方(fang)便(bian)的(de)輸(shu)入(ru),位(wei)置(zhi)還(hai)可(ke)以(yi)方(fang)便(bian)的(de)增(zeng)加(jia)和(he)刪(shan)除(chu)。
設置控製參數。首先選擇控製算法,堆垛機應選擇TCS閉環算法。在TCS閉環控製算法下又有三種工作方式,主要區別在於ICS輸出的控製信號不一樣,如方式A的輸出信號為:用於速度的模擬量電壓輸出(-W到+WV),繼電器信號(同步,刹車和安全)。用戶可根據實際情況選擇合適的工作方式。
ICS可以設置的控製參數很多,主要有:幹擾的P增益,幹擾的I增益,幹擾的D增益,係統警告標準,故障標準等。其中P,〖,D設置要十分注意,如果設置不好,CS的控製功能會大大降低,甚至不起作用。其它的參數可以使用廠家的推薦值,注意在重新設置參數前,*好將原參數備份。
所有參數設置完畢後,可通過串口直接下載到ICS上。
ICS編程ICS為用戶提供了一個操作指令集。隻需使用部分指令就可完成許多功能,如控製被控對象運動,接收係統故信息等。
比較常用的指令有E,D,S.E指令可以從ICS讀回錯誤碼,語法為發大寫的字母E,ICS的回應為:E,其中代表錯誤代碼。用戶根據錯誤碼可以很快定位係統錯誤原因。如錯誤碼代表無效的指令或語法錯誤,"1"代表由H指令(停止指令)產生的停止。D指令可命令ICS控製被控運動對象移動到給定距離的位置。語法為:D,其中代表要到的目的地的距離,單位為胃,ICS的回應為ACK,並始控製被控對象運動。S指令可命令ICS控製被控運動對象移動到給定序號的位置,這些位置必須在ICS工作前已經設置好。語法為:S,其中代表所要到的目的位置號,ICS的回應為ACK,並開始控製被控對象運動。
ICS在堆琢機上的應用1W8年美國戈登食品服務公司(GordonFoodService)新開了一個可容納59000個托盤的立體倉庫。堆垛機的定位在該係統中的作用是不容忽視的:堆垛機必須能高速移動托盤到指定位置,由托盤定位不準造成的托盤偏離中心的後果是相當嚴重的。*終,該公司選擇了Tnmble的1CS.該倉庫有三個不同的存儲區:冷凍區(美國*大),冷藏區,常溫區。每個存儲區有9個堆垛機,每個堆垛機上均安裝了1CS.該立體倉庫中,堆垛機每小時移動60次,托盤每小時移動560次。托盤存儲的*大高度為35m,1CS完全忽略了堆垛機的搖晃。機體搖晃通常會對運動產生不利的影響並延長定位時間。搖晃的克服應歸功於〖CS運用的先進控製技術。ICS運用的與移動距離無關的*優速度肘間以及閉環控製,使得即使在很短的距離內移動,堆垛機也不會產生爬行現象,完全滿足了生產的要求。
4結論經實踐檢驗,1CSdingweijingdugao,kongzhigongnengqiang,caozuojiandan,duiyuyunxingzaizhixianxiangdaoneideyouguiduiduoqizhongji,zhixujiashaoliangdeyuanjianjihenshaodebianchengbiankeshixianlixiangdedingwei。gaixitongzaiguixiangdaoduiduoqizhongjizhongdeyingyongshiwanquankexingde。
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