基于物聯網的紡織廠除塵系統
2018-12-21 22:49:28??????點擊：
摘 要：為了降低紡織廠維護成本和工人患職業病的概率，構建一套基于視頻識別、異質傳感器融合和無線通信等物聯網技術的智能除塵系統。將紡織廠進行立體網格劃分，采用“地車-空飛”模式，空中選擇三架四軸飛行器依次完成空中雜塵檢測，靜電除塵和反饋驗收等任務；地面用智能小車協助飛行器進行定位，全方位的對廠區進行除塵作業。同時，根據廠區雜塵程度和除塵需要，可以切換定位模式，便于人工精確除塵。該系統成本低，維護便捷，除塵效果良好。
1 引言
紡織工業是我國的傳統工業，我國是世界最大的紡織品、服裝生產國，又是最大的出口國，擁有近1300萬噸纖維資源和占世界1/4的纖維加工體系。進入21世紀以來，我國紡織工業發展很快，主要技術經濟指標連年以兩位數增長。我國紡織工纖維加工量達2000萬噸，占世界纖維加工總量的30%。中國紡織服裝業己成為全球紡織服裝供應鏈中的重要環節。
紡織工藝是將紡織纖維加工成紗、線和紡織品的過程。棉紡在紡織工業中占有重要地位。紡紗過程的流程為：開清―梳棉―并條―粗紗―細紗―后加工工程，根據紗線產品的要求不同可能還要增加條卷、精梳等工藝過程。其中生產中的細紗車間是紡紗過程的成品車間，此處紗線的物理特性及結構不再發生根本性的變化，對整個紡織生產和產品的質量起著承前啟后的作用。
隨著工業和城市建設的快速發展，我國大氣污染嚴重，空氣中分布著很多微細的油煙和碳黑顆粒。當這些微細顆粒物在細紗車間的空氣中達到一定濃度時，就會使細紗表面呈現灰黑色，出現了不同程度的“煤灰紗”現象。其中尤以細支紗、化纖紗比較嚴重。嚴重困擾著紡織企業的生產，給紡織企業造成了很大的經濟損失，成為困繞紡織廠產品質量的一人生產難題。
國內紡織行業多年來對此進行了大量研究，采取了相應的治理措施，但都不能同時滿足高效、經濟，又使用維護方便的要求，故仍未得到徹底解決。
基于上述背景，設計了“紡織廠物聯網格智能除塵系統”，旨在降低紡織廠維護成本和工人患職業病的概率。
2 總體設計
如圖1所示，為紡織廠物聯網格智能除塵系統工作原理圖：
除塵系統采用“地車-空飛”模式。采用三個四軸飛行器對空中單位空間濃度超標的地方進行定位工作，具體實施是將整個生產車間進行立體網格劃分，等分成若干個小空間，建立空間坐標系，而三個飛行器則通過相應傳感器進行空間坐標系中X、Y、Z三軸定位，如果判斷出該空間雜塵濃度超標，則確定該單位網格的具體空間位置，如果未超標則繼續確定一下個網格。確定位置后將數據傳輸到地面智能小車，小車依據坐標數據，確定優化路線，而后達到指定位置展開吸塵工作，當被處理的網格雜塵濃度合格后，則停止并等待一個待處理坐標數據。
3 基本功能
紡織廠物聯網格智能除塵系統的基本功能在于定向清除紡織廠中由于生產作業而產生的雜塵。該系統主要由空中四軸飛行器和地面智能小車構成。形成“地車-空飛”模式下的“定位-清理”雜塵處理系統。
空中選用三個四軸飛行器，飛行于紡織廠機器設備上部空間，從而形成立體空間網格下三點定位格局，通過飛行器上攜帶的異質傳感器來分析判斷三個飛行器所定位的網格中雜塵的濃度是否超過所設定的閾值，如果所定位的空間網格中雜塵的濃度超標，則通過三個飛行器的定位功能，將網格的坐標數據發送至地面智能小車，從而引導小車定向清理空中雜塵。飛行器及吸塵小車示意圖如圖2所示。
4.總結
“煤灰紗”的產生嚴重影響產品的質量，在織造工藝中使用“煤灰紗”會在自坯布表面形成很多不規則的密集性、連續性黑色條紋，較難洗凈。因此坯布不能用于漂白或進行淺色加工，給棉紡廠和后加工企業造成很大的經濟損失。經粗略統計，有廠家每年由此造成的損失近百萬元之多。由于“煤灰紗”對坯布的質量產生嚴重影響，在空氣污染嚴重時，落半紗甚至更少，有的紡紗廠被迫停產，以避免“煤灰紗”造成更大的損失。“煤灰紗”限制了企業的生產能力，降低了產品的市場競爭力。
隨著紡織工業的發展，人們對紡織紡織品的質量要求越來越來高。紡織廠對車間環境空氣質量提出了更高的要求，本創作從系統角度探索了解決細紗車間“煤灰紗”的控制問題，對改進車間的工作環境和提高產品質量有著很大的指導意義。
1 引言
紡織工業是我國的傳統工業，我國是世界最大的紡織品、服裝生產國，又是最大的出口國，擁有近1300萬噸纖維資源和占世界1/4的纖維加工體系。進入21世紀以來，我國紡織工業發展很快，主要技術經濟指標連年以兩位數增長。我國紡織工纖維加工量達2000萬噸，占世界纖維加工總量的30%。中國紡織服裝業己成為全球紡織服裝供應鏈中的重要環節。
紡織工藝是將紡織纖維加工成紗、線和紡織品的過程。棉紡在紡織工業中占有重要地位。紡紗過程的流程為：開清―梳棉―并條―粗紗―細紗―后加工工程，根據紗線產品的要求不同可能還要增加條卷、精梳等工藝過程。其中生產中的細紗車間是紡紗過程的成品車間，此處紗線的物理特性及結構不再發生根本性的變化，對整個紡織生產和產品的質量起著承前啟后的作用。
隨著工業和城市建設的快速發展，我國大氣污染嚴重，空氣中分布著很多微細的油煙和碳黑顆粒。當這些微細顆粒物在細紗車間的空氣中達到一定濃度時，就會使細紗表面呈現灰黑色，出現了不同程度的“煤灰紗”現象。其中尤以細支紗、化纖紗比較嚴重。嚴重困擾著紡織企業的生產，給紡織企業造成了很大的經濟損失，成為困繞紡織廠產品質量的一人生產難題。
國內紡織行業多年來對此進行了大量研究，采取了相應的治理措施，但都不能同時滿足高效、經濟，又使用維護方便的要求，故仍未得到徹底解決。
基于上述背景，設計了“紡織廠物聯網格智能除塵系統”，旨在降低紡織廠維護成本和工人患職業病的概率。
2 總體設計
如圖1所示，為紡織廠物聯網格智能除塵系統工作原理圖：
除塵系統采用“地車-空飛”模式。采用三個四軸飛行器對空中單位空間濃度超標的地方進行定位工作，具體實施是將整個生產車間進行立體網格劃分，等分成若干個小空間，建立空間坐標系，而三個飛行器則通過相應傳感器進行空間坐標系中X、Y、Z三軸定位，如果判斷出該空間雜塵濃度超標，則確定該單位網格的具體空間位置，如果未超標則繼續確定一下個網格。確定位置后將數據傳輸到地面智能小車，小車依據坐標數據，確定優化路線，而后達到指定位置展開吸塵工作，當被處理的網格雜塵濃度合格后，則停止并等待一個待處理坐標數據。
3 基本功能
紡織廠物聯網格智能除塵系統的基本功能在于定向清除紡織廠中由于生產作業而產生的雜塵。該系統主要由空中四軸飛行器和地面智能小車構成。形成“地車-空飛”模式下的“定位-清理”雜塵處理系統。
空中選用三個四軸飛行器，飛行于紡織廠機器設備上部空間，從而形成立體空間網格下三點定位格局，通過飛行器上攜帶的異質傳感器來分析判斷三個飛行器所定位的網格中雜塵的濃度是否超過所設定的閾值，如果所定位的空間網格中雜塵的濃度超標，則通過三個飛行器的定位功能，將網格的坐標數據發送至地面智能小車，從而引導小車定向清理空中雜塵。飛行器及吸塵小車示意圖如圖2所示。
4.總結
“煤灰紗”的產生嚴重影響產品的質量，在織造工藝中使用“煤灰紗”會在自坯布表面形成很多不規則的密集性、連續性黑色條紋，較難洗凈。因此坯布不能用于漂白或進行淺色加工，給棉紡廠和后加工企業造成很大的經濟損失。經粗略統計，有廠家每年由此造成的損失近百萬元之多。由于“煤灰紗”對坯布的質量產生嚴重影響，在空氣污染嚴重時，落半紗甚至更少，有的紡紗廠被迫停產，以避免“煤灰紗”造成更大的損失。“煤灰紗”限制了企業的生產能力，降低了產品的市場競爭力。
隨著紡織工業的發展，人們對紡織紡織品的質量要求越來越來高。紡織廠對車間環境空氣質量提出了更高的要求，本創作從系統角度探索了解決細紗車間“煤灰紗”的控制問題，對改進車間的工作環境和提高產品質量有著很大的指導意義。
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