21CS介紹IndustrialControlSystem（丨CS）是美國Trimble公司的高精度，智能光學定位系統(tǒng)，可以獨立完成被控運動對象的定位。

 

    該系統(tǒng)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?！糃S外形如所示。

 

    2.1系統(tǒng)構成ICS控制系統(tǒng)由一個復雜的K）控制器和紅外測距儀組成。紅外測距儀可發(fā)出紅外光，該紅外光通過發(fā)射透鏡射到固定在需控制運動對象的反光板上，光束經(jīng)反光板反射后回到1CS并經(jīng)接收透鏡接收，通過計算光束的行程便可實現(xiàn)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(shù)是絕對量，Ikni以內(nèi)的精度是lnun.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，同步繼電器。

 

    保證安裝時設置的特殊控制參數(shù)存入帶掉電保護的存儲器。

 

    ICS通過串口或現(xiàn)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中的控制器向電機發(fā)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(shù)據(jù)建立系統(tǒng)的數(shù)學模型（被控對象，電機以及驅動裝置組成的系統(tǒng)）。利用系統(tǒng)的數(shù)學模型，安裝程序可以優(yōu)化閉環(huán)控制的PID參數(shù)。

 

    安裝完畢后，ICS就以設置好的參數(shù)運行。當丨CS上的控制器收到上位機或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控制器就會探測到實際位置與新目的位置之間的誤差。P1D控制器根據(jù)誤差值向電機發(fā)校正信號，校正信號通過給電機發(fā)速度信號來實現(xiàn)，被控運動對象的運動便得到了控制?？刂七\動的參數(shù)，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用于控制運動對象一般按所示構成控制系統(tǒng)。PLC負責完成系統(tǒng)的主要控制功能，ICS在PLC的控制下獨立地完成運動對象的定位控制。該系統(tǒng)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(tǒng)穩(wěn)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(xiàn)場總線m！4BBI剎車輸出ICS典型應用系統(tǒng)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(diào)整ICS使光斑位于反光板的中央。

 

    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，并從行程的*遠處重新調(diào)整ICS.參數(shù)設置中幾類比較重要的是：控制參數(shù)，位置參數(shù)，通訊參數(shù)。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，工作點位置以及控制參數(shù)的設定。

 

    參數(shù)設置是使用ICS的必要步驟，不進行正確的參數(shù)設置ICS不能正常工作。進行參數(shù)設置需要一臺計算機，并通過串口與ICS相連，并在上位機上運行隨機的安裝程序。在進行參數(shù)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(shù)。

 

    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(nèi)沒有建立通訊連接，系統(tǒng)就轉到用戶協(xié)議。如果沒有設置用戶協(xié)議，系統(tǒng)仍使用默認協(xié)議。默認協(xié)議是：波特率9600，無奇偶校驗，8位數(shù)據(jù)位和1位停止位。

 

    設置位置參數(shù)。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的編程控制中，ICS可以直接指令控制被控制運動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(shù)。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(qū)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，剎車和安全）。用戶可根據(jù)實際情況選擇合適的工作方式。

 

    ICS可以設置的控制參數(shù)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(tǒng)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的控制功能會大大降低，甚至不起作用。其它的參數(shù)可以使用廠家的推薦值，注意在重新設置參數(shù)前，*好將原參數(shù)備份。

 

    所有參數(shù)設置完畢后，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。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，接收系統(tǒng)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(fā)大寫的字母E，ICS的回應為：E，其中代表錯誤代碼。用戶根據(jù)錯誤碼可以很快定位系統(tǒng)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(chǎn)生的停止。D指令可命令ICS控制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，并始控制被控對象運動。S指令可命令ICS控制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(jīng)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，并開始控制被控對象運動。

 

    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。堆垛機的定位在該系統(tǒng)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后果是相當嚴重的。*終，該公司選擇了Tnmble的1CS.該倉庫有三個不同的存儲區(qū)：冷凍區(qū)（美國*大），冷藏區(qū)，常溫區(qū)。每個存儲區(qū)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(chǎn)生不利的影響并延長定位時間。搖晃的克服應歸功于〖CS運用的先進控制技術。ICS運用的與移動距離無關的*優(yōu)速度肘間以及閉環(huán)控制，使得即使在很短的距離內(nèi)移動，堆垛機也不會產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，完全滿足了生產(chǎn)的要求。

 

    4結論經(jīng)實踐檢驗，1CS定位精度高，控制功能強，操作簡單，對于運行在直線巷道內(nèi)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現(xiàn)理想的定位。該系統(tǒng)在軌巷道堆垛起重機中的應用是完全可行的。