自動吊掛流水線系統(tǒng)是將服裝、家用紡織品等行業(yè)與計算機科學,信息技術,電力電子科學,控制理論等相融合的智能化設備,是提升服裝生產(chǎn)效率和企業(yè)生產(chǎn)管理水平的有效工具�？刂葡到y(tǒng)是整個系統(tǒng)的核心,是將運動控制與生產(chǎn)管理智能融合的關鍵�？刂葡到y(tǒng)的優(yōu)良直接決定了自動吊掛流水線的好壞。國外自動吊掛流水線的控制系統(tǒng)發(fā)展較為成熟,穩(wěn)定性強、智能化程度高。國內該產(chǎn)品的研究尚處于初級階段。中國是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)國,加強對服裝吊掛流水線控制系統(tǒng)的研究,提高服裝生產(chǎn)效率對國內服裝制造業(yè)有著重要的社會意義和市場前景。本課題基于自主研發(fā)的自動吊掛流水線設備,開發(fā)了一套功能完備的控制系統(tǒng),對其關鍵技術進行了研究,并投入到實際生產(chǎn)中應用。本文對自動吊掛流水線控制系統(tǒng)進行了全面的研究與闡述。1、實地觀察,現(xiàn)場調研并且查閱了相關國內外文獻,深入了解自動吊掛流水線設備的發(fā)展現(xiàn)狀,并對其運行原理,流程工藝進行了研究。2、闡述了自動吊掛流水線的基本運動原理和進出站流程;并從實際應用角度對其市場需求,功能與非功能需求進行分析。并對部分要滿足的功能提出了基本的理論依據(jù)。3、在分析現(xiàn)今市面上的控制系統(tǒng)架構的基礎上,提出了本課題的控制系統(tǒng)架構。并在基于此列出了其所需具有的功能以及需要研究的控制原理及策略。最終提出控制系統(tǒng)總體開發(fā)方案。4、根據(jù)總體方案與架構,提出上位機軟件的設計原則,架構以及功能結構。并基于此以Visual Studio 2008和SQL Sever 2012為平臺,C++為編譯語言,從人際交互層,業(yè)務邏輯層,數(shù)據(jù)訪問層三大部分詳細闡述了具體解決方案,并對衣架準確進出站,軟件的安全性等問題進行了研究。5、根據(jù)功能結構和下位機系統(tǒng)的特點,以PIC18芯片為主芯片,C語言為下位機驅動開發(fā)語言,對下位機硬件和下位機軟件兩大部分的開發(fā)與設計進行闡述。并且對下位機系統(tǒng)的核心提升臂電機的控制方法進行了研究。6、對開發(fā)完成的控制系統(tǒng)進行模擬仿真測試和整合現(xiàn)場測試,并得出各階段的實驗數(shù)據(jù)與分析結果。本課題研究開發(fā)的自動吊掛流水線控制系統(tǒng)已通過測試并投入實際生產(chǎn)中,能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)管理需要,并且控制系統(tǒng)準確性較之之前有所提高。通過實際應用證明了本課題研究的可行性和市場價值。

1、緒論

1.1 課題的來源及意義

我國是世界上最大的紡織品服裝生產(chǎn)國、出口國和消費國[1]。2002 年，紡織服裝業(yè)的影響力系數(shù)為 1.22，在全部 41 個行業(yè)門類中位居第六位，感應度系數(shù)為 1.16，在全部 41 個行業(yè)每類中位居第十二位，均高于平均水平[2]。2008 年紡織品服裝出口達到 1896 億美元，約占全球市場的 30%；2014 年中國服裝出口全年累計出口 1863.1 億美元，占全年貨物貿易出口額的 8.03%，，但增速較上年度下降 6%。目前，我國服裝出口占全球貿易比重約 36%[3]，印度占 4%，越南占 2%。從以上數(shù)據(jù)不難看出，我國服裝產(chǎn)業(yè)的市場占有率仍在提升，出口量及貿易額也較大，并且紡織服裝業(yè)所帶來的經(jīng)濟影響在國民經(jīng)濟中也扮演這重要的角色，在我國仍有旺盛的生命力。因此在數(shù)字化信息化智能化的今天，如何能讓服裝業(yè)從人工轉向自動化乃至智能化是提升紡織服裝行業(yè)競爭力乃至未來發(fā)展的關鍵。

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1.2 自動吊掛流水線系統(tǒng)概要

服裝吊掛傳輸系統(tǒng)是一種服裝快速反映生產(chǎn)技術，是機電一體化技術在服裝業(yè)的集中應用[7]。自動吊掛流水線系統(tǒng)是在原有機械控制吊掛系統(tǒng)的基礎上衍生出來的，它增加了能將每道工序的生產(chǎn)時間最小化、多方面提高生產(chǎn)效率的軟件處理系統(tǒng)。其由一套離地的傳輸系統(tǒng)組成,這種傳輸系統(tǒng)改變了服裝行業(yè)傳統(tǒng)的捆扎式生產(chǎn)方式, 有效地解決了制作過程中輔助作業(yè)時間比例大、生產(chǎn)周期長、成衣產(chǎn)量和質量難以有序控制等問題, 對服裝企業(yè)小批量、多品種、短周期的市場需求, 形成快速反應能力具有十分重要的作用[8]。自動吊掛流水線設備如圖 1.1 所示。

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2、自動吊掛流水線系統(tǒng)的需求分析

2.1 自動吊掛流水線設備機構和控制系統(tǒng)的介紹

自動吊掛流水線設備從整體上可分為機構和控制系統(tǒng)兩部分�？刂撇糠钟绍浖陀布䞍刹糠纸M成；機構部分包括主傳動模塊與各個工位模塊。主傳動模塊由主導軌（主傳動部分）及主導軌上的執(zhí)行、檢測元件等組成；各工位模塊由工作站、進站傳輸裝置和出站傳輸裝置組成。其機構自動吊掛流水線示意圖如圖 2.1 所示。從機構部分的角度，目前市面上的自動吊掛流水線設備可按各個關鍵部件的不同分別進行分類。從整體的外觀上可分為兩種：落地式和高吊懸空式。這兩種劃分的區(qū)別是主導軌部分的支撐力是否由地面提供。落地式是用立柱支撐主導軌，其優(yōu)點是穩(wěn)定牢固；高吊懸空式是將主導軌懸掛在天花板上，其優(yōu)勢是增大了地面的空間。

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2.2 自動吊掛流水線系統(tǒng)市場需求分析

市場需求指的是一定的顧客在一定的地理區(qū)域、一定的時間、一定的市場營銷環(huán)境和一定的市場營銷方案下購買商品的總量[19]。隨著時代環(huán)境的不同，市場需求也在不斷的變化，影響商品價格銷量等多方面因素的同時也受商品的質量性能等因素制約。對自動吊掛流水線設備市場需求的分析，主要包涵兩方面，一方面是清晰用戶對整個設備的各個部分的要求，另一方面是使設備突破原有的制約以適應當今環(huán)境，時代等因素的要求。只有有效的對市場需求進行分析才能研發(fā)出更好的設備。

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【學位級別】：碩士

3、自動吊掛流水線控制系統(tǒng)總體設計..............13

3.1 自動吊掛流水線控制系統(tǒng)的架構設計..................13

3.2 自動吊掛流水線控制系統(tǒng)主要功能............15

4、上位機軟件設計.................20

4.1 上位機軟件設計原則..............20

4.2 上位機軟件系統(tǒng)架構.............21

5、下位機系統(tǒng)設計...............52

5.1 下位機系統(tǒng)硬件設計............52

5.2 下位機系統(tǒng)軟件設計..............54

6、控制系統(tǒng)的測試與仿真

6.1 控制系統(tǒng)測試原則

控制系統(tǒng)測試是整個系統(tǒng)在運行前至關重要的一步。系統(tǒng)測試中，性能指標的選取，以及對各部分測試結果細節(jié)的處理都會影響到整個自動吊掛流水線的后期使用。因此控制系統(tǒng)測試必須要滿足下述原則。(1) 測試時必須分階段進行，不同測試階段采取不同測試方法，盡早開展測試，發(fā)現(xiàn)錯誤、驗證其正確性[60]。(2) 測試方案的設計必須考慮先后順序，在每個階段先測試基礎性能，再對功能進行測試，否則會加大排錯的難度，降低測試的效率。(3) 測試方案的設計應該從用戶的角度考慮，分清主次，對用戶認為的性能重要性進行排序，按照順序依次測試，這樣才能在有限的時間內完成滿足用戶需求的設備。

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6.2 控制系統(tǒng)模擬測試

實際工廠中使用的自動吊掛流水線系統(tǒng)，至少會有 30 個工位，占地面積也較大，若直接在一條實際的流水線中進行測試，那會加大任務量并且各項指標難以調適。因此在初步測試階段將硬件連接圖簡化為一個模擬測試環(huán)境，在進行測試。如圖所示，按照控制系統(tǒng)的硬件連接圖取主控制節(jié)點和一個工作位節(jié)點進行連接，進出站狀態(tài)通過看電磁閥的狀態(tài)便可得知。這樣就可完成模擬系統(tǒng)的搭建。然后將測試部分為硬件，軟件，電機控制三部分依次進行。

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結論

在現(xiàn)代工業(yè)化服裝生產(chǎn)中，自動吊掛流水線系統(tǒng)實現(xiàn)了成衣制作工序銜接的自動化。本課題與企業(yè)合作，以自主研發(fā)的吊掛機構設備為基礎，對自動吊掛流水線的控制系統(tǒng)進行了研究和設計。完成了吊掛流水線控制系統(tǒng)的設計及其中關鍵技術的研究，并最終投入使用。本論文在了解自動吊掛流水線產(chǎn)品國內外現(xiàn)狀的基礎上，進行各方面的需求分析，并以此為據(jù)對自動吊掛流水線控制系統(tǒng)進行總體設計；緊接著分為上位機和下位機系統(tǒng)兩部分分別進行設計與研究，最終對其進行測試并得出結果。在上位機設計的過程中，依據(jù)軟件的設計原則，提出了軟件的系統(tǒng)架構和功能結構，再依據(jù)此分人機交互層，業(yè)務邏輯層，數(shù)據(jù)訪問層，三個模塊對各部分功能進行實現(xiàn)。對每個模塊的功能都從設計方法，使用方法，界面實現(xiàn)等方面進行了詳細闡述。并且對業(yè)務邏輯層中衣架進出站控制進行了深入的研究，提出了新的控制方法與控制策略并且得以實現(xiàn)。

參考文獻（略）