CN102707683A - 一种料架进出站的分布式控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种料架进出站的分布式控制方法，其中主电脑根据编制任务时安排的加工工艺流程和站点平衡规则分配主轨上运行的料架所将要进入的工作站，并将料架信息下传给料架所对应的特定工作站的通讯数据控制器中进行存储；料架被推至所对应的特定工作站时，该特定工作站的进站读卡器将读到的该料架信息发送给该特定工作站的通讯数据控制器，由该特定工作站的通讯数据控制器根据所述特定工作站的工作条件，决定是否控制进站执行机构来执行该料架的进站操作，同时将决定结果和/或执行结果发送给所述主电脑。从而实现了系统数据集中管理，动作分散控制的分布式控制方法，避免了主电脑在极短时间内完成大量的信息接收、处理、下传的可能性。

Description

一种料架进出站的分布式控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，尤其涉及一种料架进出站的分布式控制方法，主要用于服装或家纺等缝制加工企业的智能生产吊挂系。

背景技术

近年来服装和家纺加工生产线的出现，彻底改变了传统的生产模式，实现了加工过程从捆包流向单件流的转变，提高了生产效率，方便了生产管理。但是目前的吊挂生产线料架进出站都是采用的集中式控制方法，中科院软件所申请的发明专利200610011949.7是用于服装吊挂系统实现单条流水线集中式控制的典型代表。使用此方法的最大缺陷是该方法采用的是上位机集中式控制方式，各站执行机构的控制均需要由上位机完成，特别是衣架进站的判断流程，由于受到系统结构的限制，进站读卡器和进站口最短只有100mm的距离，期间的衣架运行时间大约在0.7秒左右，因此必须在这么短的时间内完成进站读卡器数据采集、数据上传终端设备、数据上传上位机、上位机判断、上位机下传进站指令给PLC、PLC控制电磁阀工作、气缸控制进站开关闭合等一系列动作，这中间还不包含有可能同时出现的马达提升控制、出站判断控制等一系列信号的数据传输，如果有多个工作站需要同时完成上述一系列动作，则容易引起通讯阻塞，数据丢失，甚至导致系统瘫痪。因此采用此技术的吊挂生产线上所能分布的工作站数量将受到很大限制，如工作站数量过多将引起吊挂生产线的运行可靠性下降。

发明内容

为了克服上述不足，本发明提供一种料架进出站的分布式控制方法，用于智能缝制生产吊挂系统；

所述智能缝制生产吊挂系统包括多个吊挂生产线，每个所述吊挂生产线均包括主轨、至少二个以上的工作站、驱动机构、和多个料架，多个所述吊挂生产线接入同一个主电脑，所述主电脑集中管理所述智能缝制生产吊挂系统的配置数据；

每个所述工作站均包括通讯数据控制器、进站读卡器、出站读卡器、进站执行机构、出站执行机构、和支轨，支轨上设置加工位，每个所述吊挂生产线内的各个所述工作站的通讯数据控制器通过工业控制总线进行并联，各个所述吊挂生产线并联连接到所述主电脑；

其特征在于：

所述主电脑根据编制任务时安排的加工工艺流程和站点平衡规则分配主轨上运行的料架所将要进入的工作站，并将所述料架信息下传给料架所对应的特定工作站的通讯数据控制器进行存储；

料架被推至所对应的特定工作站时，该特定工作站的进站读卡器将读到的该料架信息发送给该特定工作站的通讯数据控制器，由该特定工作站的通讯数据控制器根据所述特定工作站的工作条件，决定是否控制进站执行机构来执行该料架的进站操作，同时将决定结果和/或执行结果发送给所述主电脑。

在上述技术方案中，当加工好的料架需要出站时，该特定工作站的进站读卡器将经过该特定工作站的推杆及推杆上的料架信息提供给该特定工作站的通讯数据控制器，所述通讯数据控制器根据上述信息判断经过该特定工作站后出站处的推杆是否为空，当推杆为空时，所述通讯数据控制器控制该特定工作站的出站执行机构将加工好的料架送出站，同时将执行结果发送给所述主电脑。

在上述技术方案中，所述通讯数据控制器判断推杆在经过该工作站后出站处是否为空的方法为：

如果推杆到达该工作站的进站读卡器的指定时间内未读取到所述推杆对应料架的内部信息，则判定该推杆为空闲状态；或者

如果该工作站的进站读卡器虽在指定时间内读到所述推杆对应料架的内部信息，但所述通讯数据控制器根据该工作站的工作条件，决定对料架执行进站操作，并且进站操作执行成功，则也判定该推杆为空闲状态。

在上述技术方案中，所述进站读卡器读取推杆的指定时间采用下述方法确定：如理论计算推杆到达进站读卡器的时刻为T，则上述指定时间为T-a到T+a这段时间间隔，a的数值根据推杆运行速度、信号传输速率参数来确定。

在上述技术方案中，所述通讯数据控制器控制该工作站的出站执行机构在进站读卡器读取推杆信息时延迟设定时间后将加工好的料架送出站。

在上述技术方案中，所述工作站支轨的进站端与所述工作站的加工位之间进一步包括待加工料架储存区，所述工作站的通讯数据控制器决定对料架执行进站操作的特定条件为：所述工作站为主电脑分配该料架应进入的工作站，并且所述工作站的待加工料架储存区未满；当料架进站时，主电脑和通讯数据控制器同时将所述特定工作站的待加工料架储存区内的衣架数加1，以待下一个料架分配至所述特定工作站时判断待加工料架储存区是否已满。

在上述技术方案中，所述工作站内的加工位上设有控制按钮，控制按钮将加工完成信号发送到通讯数据控制器，并通过通讯数据控制器控制提升机构工作将加工好的料架送入出站执行机构等待出站，同时放行一个待加工的料架进入加工位进行加工，主电脑和通讯数据控制器同时将所述工作站的待加工料架储存区内的衣架数减1，进入出站执行机构的料架信息被出站读卡器所读取并上传到通讯数据控制器，如料架合法，通讯数据控制器向主电脑发送分配请求，由主电脑分配该加工好的料架的去向，主电脑和通讯数据控制器同时将该工作站加工完成数加1，通讯数据控制器控制出站执行机构工作，料架出站进入主轨；如料架不合法，通讯数据控制器不向主电脑发送分配请求，工作站和通讯数据控制器不增加该站加工完成数，通讯数据控制器控制出站执行机构工作，料架出站进入主轨。

在上述技术方案中，判断料架是否合法的方法为通讯数据控制器将收到出站读卡器所读取的料架信息与存储器中存储的待加工料架储存区存储过的料架信息相比对，如能找到相同信息为合法，否则为不合法。

在上述技术方案中，在部分工作站的进站读卡器上设置流量检测点，对未能按通讯数据控制器要求进入所分配的特定工作站料架进行检测。

在上述技术方案中，所述主电脑通过CAN总线接入1到63条吊挂生产线，每条吊挂生产线上设置有2-255个工作站。

本发明取得了以下技术效果：

1、系统工作站节点承载能力强。从理论上讲一台主电脑最多可控制63条线，一条吊挂线最多可分布255个工作站，当吊挂线为一条时也可以方便地实现了目前单条吊挂线的控制功能。

2、各站执行机构的控制由对应站点的通讯数据控制器完成，采用的是分布式控制方法。料架分配采用的是集中式控制，而料架从出站到下一工序进站所需的时间最少在10秒以上，一般的在40秒左右，因此在如此长的时间内完成数据采集、上传、处理、下传不会引起通讯阻塞和数据丢失，使系统运行更可靠。

3、系统容错性强。在部分进站读卡器上设置流量检测点，对未能按通讯数据控制器要求进入所分配的特定工作站的料架进行检测，使其重新进入目标工作站。对由于双料架等意外原因造成的进错站的料架，可从工作站直接送出站进入主轨，当经过有流量检测的读卡器时，使其重新进入目标工作站。

附图说明

图1为分布式控制吊架系统的一种整体方案图；

图2为分布式控制吊架系统中单个工作站结构示意图。

图中标记：主电脑-1；主轨-2；工作站-3；进站读卡器3-1；出站读卡器3-2；终端数据交换器3-3；通讯数据控制器3-4；进站执行机构3-5；出站执行机构3-6；控制按钮3-7；支轨3-8；放行机构3-9；提升机构3-10；驱动机构-4；料架-5。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

本发明主要涉及用于服装或家纺等缝制加工企业智能生产吊挂系统的一种料架进出站的分布式控制方法，如图1所示，该智能生产吊挂系统包括主电脑1、主轨2、至少二个以上的工作站3、驱动机构4、料架5；

如图2所示，所述工作站3包括进站读卡器3-1、出站读卡器3-2、终端数据交互器3-3、通讯数据控制器3-4、进站执行机构3-5、出站执行机构3-6、控制按钮3-7、支轨3-8、放行机构3-9、提升机构3-10。

所述主轨2的上方设置有按一定间距分布的推杆，推杆在驱动机构4的带动下驱动主轨上的料架5按照指定方向运行；

一台主电脑1可以通过工业控制总线接入1到63条吊挂生产线，其间优选通过CAN总线进行通讯连接，1条吊挂线上可根据工序的需要分布设置多个工作站3，每个工作站3可根据需要完成相同或不同的操作，1条吊挂线上的工作站3的总数一般最多不超过255个。

各工作站3的数据采集元件、执行机构、控制元件均与该站点的通讯数据控制器3-4相连，一条吊挂生产线内的各个工作站3的通讯数据控制器3-4通过CAN总线并联在一起，并与其他吊挂生产线的CAN总线并联后连接到主电脑1。

主电脑1在料架5出站时接收到出站读卡器3-2上传的信息，根据编制任务时安排的加工工艺流程和站点平衡规则分配此料架将要进入的特定工作站D，并将此料架5的相关信息下传给对应特定工作站D的通讯数据控制器3-4存储；而料架从出站到下一工序进站所需的时间最少在10秒以上，一般的在40秒左右，因此在如此长的时间内完成数据采集、上传、处理、下传不会引起通讯阻塞和数据丢失，与集中式控制相比大大提高了通讯可靠性，提高了各工作节电承载能力。

下面以图2为例说明料架进出站的控制方法：

料架5在上一工作站完成加工处理操作并出站后，推杆将该料架5推至分配处理此料架的特定工作站D之前时，该特定工作站D的进站读卡器3-1将读到的料架5的信息上传到该特定工作站D的通讯数据控制器3-4，由通讯数据控制器3-4根据该特定工作站D的当前工作条件，决定是否执行料架5的进站操作；

当料架5进入工作站D并完成加工处理操作需要出站时，工作站D的进站读卡器3-1将经过该处的推杆和料架信息提供给通讯数据控制器3-4，通讯数据控制器3-4根据上述信息判断经过该工作站D后出站处(即该工作站D后支轨并入主轨处)的推杆是否为空，当推杆为空时，该工作站D的出站执行机构3-6将加工好的料架送出站。

优选的，通讯数据控制器3-4判断推杆在经过该工作站后的支轨3-8并入主轨2处为空的判断方法为：如果推杆到达进站读卡器3-1的指定时间内未读取到所述推杆对应料架5的内部信息，则判定该推杆为空闲状态；或者进站读卡器3-1虽在指定时间内读到所述推杆对应料架5的内部信息，但通讯数据控制器3-4根据所述特定工作站D的条件，决定对料架5执行进站操作，并且进站操作执行成功，则也判定该推杆为空闲状态；进站读卡器3-1读取推杆的指定时间可采用下述方法确定：如理论计算推杆到达进站读卡器的时刻为T，则上述指定时间为T-a到T+a这段时间间隔，a的数值可根据推杆运行速度、信号传输速率等参数或者实际需要而定。

优选地，该工作站的出站执行机构3-6在进站读卡器3-1读取推杆信息后的设定时间延迟时将加工好的料架送出站，所述设定时间延迟的方法与专利201110023592.5中的方式相同。

优选地，所述支轨3-8进站端与加工位之间为待加工料架的储存区，通讯数据控制器3-4决定对料架5执行进站操作的特定条件为：主电脑1分配该料架应进的工作站3为所述特定工作站D，并且所述特定工作站D的料架储存区未满；当料架进站时，主电脑和通讯数据控制器同时将所述特定工作站D的储存区内的衣架数加1，以待下一个料架分配至所述特定工作站D时判断储存区是否已满。

优选地，在部分进站读卡器3-1上设置流量检测点，对未能按通讯数据控制器要求进入所分配的特定工作站D的料架进行检测。上述设置有流量检测点的部分进站读卡器3-1至少能解决两种料架未能按通讯数据控制器要求进入所分配的特定工作站的情况：一是料架该进站而没有进站，如进站读卡器出现漏读则会产生此情况，此时料架会继续在主轨上运行；二是料架不该进站却错误地进站了，如在出现双料架的情况下，后面的一个料架错误地跟着前面的料架被进站，当工人加工时发现不是该工序的料架可直接按按钮开关送出站。

根据流水线的长度，将部分工作站点的进站读卡器附加流量检测点功能，若全部工作站点都附加流量检测点，会造成总线上通信数据量过大。当有料架经过有流量检测功能的进站读卡器时，读卡器读取料架信息，系统会判断该料架是否是当前工作站点的料架，若不是当前工作站点的料架，会把该料架信息通过CAN总线提交到主电脑，主电脑检索数据库，根据该料架工序完成情况重新分配工作站，同时取消原来的分配信息，并将重新分配信息下传到目标工作站的通讯数据控制器存储。因此通过此方法，可以直接把进错站的料架直接从工作站送出，对意外掉下的料架、对未能按通讯数据控制器要求进入所分配的特定工作站D的料架直接放入主轨，所有这些料架都可根据上述过程重新获得分配，而不会出现料架进出站紊乱，大大增强了系统的容错性。

优选地，所述的工作站3内的加工位上设有控制按钮3-7，用以将加工完成信号发送到通讯数据控制器3-4，并通过通讯数据控制器3-4控制提升机构3-10将加工好的料架送入出站执行机构3-6等待出站，同时放行一个待加工的料架进入加工位进行加工，主电脑和通讯数据控制器同时将工作站储存区内的衣架数减1。进入出站执行机构3-6的料架信息被出站读卡器3-2所读取并上传到通讯数据控制器3-4，如料架合法，通讯数据控制器3-4向主电脑1发送分配请求，由主电脑1分配该加工完成料架的去向，控制中心和通讯数据控制器3-4同时将该工作站的加工完成数加1，通讯数据控制器3-4控制出站执行机构3-6工作，料架5出站进入主轨2；如料架5不合法，通讯数据控制器3-4不向主电脑1发送分配请求，控制中心和通讯数据控制器3-4不增加该工作站的加工完成数，通讯数据控制器3-4控制出站执行机构3-6工作，料架5出站进入主轨2；

优选地，判断料架5是否合法的方法为通讯数据控制器3-4将收到的出站读卡器3-2所读取的料架信息与存储器中存储的加工料架储存区存储过的料架信息相比对，如能找到相同信息为合法，否则为不合法。存储器中存储的加工料架储存区存储过的料架信息不宜过多，比加工料架储存区所能存储的料架数稍大一点即可。

当将本发明用于智能服装吊架系统时，其料架5可采用专利号为200920118889.8的专利产品；当将本发明用于智能家纺吊架系统时，其料架5可采用专利号为201120286650.9的产品。

以上实施例仅为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。其具体结构和尺寸可根据实际需要进行相应的调整。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种料架进出站的分布式控制方法，用于智能缝制生产吊挂系统；

所述智能缝制生产吊挂系统包括多个吊挂生产线，每个所述吊挂生产线均包括主轨、至少二个以上的工作站、驱动机构、和多个料架，多个所述吊挂生产线接入同一个主电脑，所述主电脑集中管理所述智能缝制生产吊挂系统的配置数据；

每个所述工作站均包括通讯数据控制器、进站读卡器、出站读卡器、进站执行机构、出站执行机构、和支轨，支轨上设置加工位，每个所述吊挂生产线内的各个所述工作站的通讯数据控制器通过工业控制总线进行并联，各个所述吊挂生产线并联连接到所述主电脑；

其特征在于：

所述主电脑根据编制任务时安排的加工工艺流程和站点平衡规则分配主轨上运行的料架所将要进入的工作站，并将所述料架信息下传给料架所对应的特定工作站的通讯数据控制器进行存储；

料架被推至所对应的特定工作站时，该特定工作站的进站读卡器将读到的该料架信息发送给该特定工作站的通讯数据控制器，由该特定工作站的通讯数据控制器根据所述特定工作站的工作条件，决定是否控制进站执行机构来执行该料架的进站操作，同时将决定结果和/或执行结果发送给所述主电脑。

2.根据权利要求1所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：当加工好的料架需要出站时，该特定工作站的进站读卡器将经过该特定工作站的推杆及推杆上的料架信息提供给该特定工作站的通讯数据控制器，所述通讯数据控制器根据上述信息判断经过该特定工作站后出站处的推杆是否为空，当推杆为空时，所述通讯数据控制器控制该特定工作站的出站执行机构将加工好的料架送出站，同时将执行结果发送给所述主电脑。

3.根据权利要求2所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：所述通讯数据控制器判断推杆在经过该工作站后出站处是否为空的方法为：

如果推杆到达该工作站的进站读卡器的指定时间内未读取到所述推杆对应料架的内部信息，则判定该推杆为空闲状态；或者

如果该工作站的进站读卡器虽在指定时间内读到所述推杆对应料架的内部信息，但所述通讯数据控制器根据该工作站的工作条件，决定对料架执行进站操作，并且进站操作执行成功，则也判定该推杆为空闲状态。

4.根据权利要求3所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：所述进站读卡器读取推杆的指定时间采用下述方法确定：如理论计算推杆到达进站读卡器的时刻为T，则上述指定时间为T-a到T+a这段时间间隔，a的数值根据推杆运行速度、信号传输速率参数来确定。

5.根据权利要求2、4所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：所述通讯数据控制器控制该工作站的出站执行机构在进站读卡器读取推杆信息时延迟设定时间后将加工好的料架送出站。

6.根据权利要求1所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：所述工作站支轨的进站端与所述工作站的加工位之间进一步包括待加工料架储存区，所述工作站的通讯数据控制器决定对料架执行进站操作的特定条件为：所述工作站为主电脑分配该料架应进入的工作站，并且所述工作站的待加工料架储存区未满；当料架进站时，主电脑和通讯数据控制器同时将所述特定工作站的待加工料架储存区内的衣架数加1，以待下一个料架分配至所述特定工作站时判断待加工料架储存区是否已满。

7.根据权利要求6所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：所述工作站内的加工位上设有控制按钮，控制按钮将加工完成信号发送到通讯数据控制器，并通过通讯数据控制器控制提升机构工作将加工好的料架送入出站执行机构等待出站，同时放行一个待加工的料架进入加工位进行加工，主电脑和通讯数据控制器同时将所述工作站的待加工料架储存区内的衣架数减1，进入出站执行机构的料架信息被出站读卡器所读取并上传到通讯数据控制器，如料架合法，通讯数据控制器向主电脑发送分配请求，由主电脑分配该加工好的料架的去向，主电脑和通讯数据控制器同时将该工作站加工完成数加1，通讯数据控制器控制出站执行机构工作，料架出站进入主轨；如料架不合法，通讯数据控制器不向主电脑发送分配请求，工作站和通讯数据控制器不增加该站加工完成数，通讯数据控制器控制出站执行机构工作，料架出站进入主轨。

8.根据权利要求7所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：判断料架是否合法的方法为通讯数据控制器将收到出站读卡器所读取的料架信息与存储器中存储的待加工料架储存区存储过的料架信息相比对，如能找到相同信息为合法，否则为不合法。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：在部分工作站的进站读卡器上设置流量检测点，对未能按通讯数据控制器要求进入所分配的特定工作站料架进行检测。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的一种料架进出站的分布式控制方法，其特征在于：所述主电脑通过CAN总线接入1到63条吊挂生产线，每条吊挂生产线上设置有2-255个工作站。

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