摘 要：為了降低紡織廠維護成本和工人患職業(yè)病的概率，構(gòu)建一套基于視頻識別、異質(zhì)傳感器融合和無線通信等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能除塵系統(tǒng)。將紡織廠進行立體網(wǎng)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(wù)；地面用智能小車協(xié)助飛行器進行定位，全方位的對廠區(qū)進行除塵作業(yè)。同時，根據(jù)廠區(qū)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(tǒng)成本低，維護便捷，除塵效果良好。 
　　
　　1 引言 
　　紡織工業(yè)是我國的傳統(tǒng)工業(yè)，我國是世界最大的紡織品、服裝生產(chǎn)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(yè)發(fā)展很快，主要技術(shù)經(jīng)濟指標連年以兩位數(shù)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(yè)己成為全球紡織服裝供應(yīng)鏈中的重要環(huán)節(jié)。 
　　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(yè)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(jù)紗線產(chǎn)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(chǎn)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(jié)構(gòu)不再發(fā)生根本性的變化，對整個紡織生產(chǎn)和產(chǎn)品的質(zhì)量起著承前啟后的作用。 
　　隨著工業(yè)和城市建設(shè)的快速發(fā)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(xiàn)灰黑色，出現(xiàn)了不同程度的“煤灰紗”現(xiàn)象。其中尤以細支紗、化纖紗比較嚴重。嚴重困擾著紡織企業(yè)的生產(chǎn)，給紡織企業(yè)造成了很大的經(jīng)濟損失，成為困繞紡織廠產(chǎn)品質(zhì)量的一人生產(chǎn)難題。 
　　國內(nèi)紡織行業(yè)多年來對此進行了大量研究，采取了相應(yīng)的治理措施，但都不能同時滿足高效、經(jīng)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(shè)計了“紡織廠物聯(lián)網(wǎng)格智能除塵系統(tǒng)”，旨在降低紡織廠維護成本和工人患職業(yè)病的概率。 
　　2 總體設(shè)計 
　　如圖1所示，為紡織廠物聯(lián)網(wǎng)格智能除塵系統(tǒng)工作原理圖： 
　　除塵系統(tǒng)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(chǎn)車間進行立體網(wǎng)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(yīng)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(wǎng)格的具體空間位置，如果未超標則繼續(xù)確定一下個網(wǎng)格。確定位置后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬷悄苄≤嚕≤囈罁?jù)坐標數(shù)據(jù)，確定優(yōu)化路線，而后達到指定位置展開吸塵工作，當被處理的網(wǎng)格雜塵濃度合格后，則停止并等待一個待處理坐標數(shù)據(jù)。 
　　3 基本功能 
　　紡織廠物聯(lián)網(wǎng)格智能除塵系統(tǒng)的基本功能在于定向清除紡織廠中由于生產(chǎn)作業(yè)而產(chǎn)生的雜塵。該系統(tǒng)主要由空中四軸飛行器和地面智能小車構(gòu)成。形成“地車-空飛”模式下的“定位-清理”雜塵處理系統(tǒng)。 
　　空中選用三個四軸飛行器，飛行于紡織廠機器設(shè)備上部空間，從而形成立體空間網(wǎng)格下三點定位格局，通過飛行器上攜帶的異質(zhì)傳感器來分析判斷三個飛行器所定位的網(wǎng)格中雜塵的濃度是否超過所設(shè)定的閾值，如果所定位的空間網(wǎng)格中雜塵的濃度超標，則通過三個飛行器的定位功能，將網(wǎng)格的坐標數(shù)據(jù)發(fā)送至地面智能小車，從而引導(dǎo)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(jié) 
　　“煤灰紗”的產(chǎn)生嚴重影響產(chǎn)品的質(zhì)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(guī)則的密集性、連續(xù)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(yè)造成很大的經(jīng)濟損失。經(jīng)粗略統(tǒng)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(zhì)量產(chǎn)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(chǎn)，以避免“煤灰紗”造成更大的損失。“煤灰紗”限制了企業(yè)的生產(chǎn)能力，降低了產(chǎn)品的市場競爭力。 
　　隨著紡織工業(yè)的發(fā)展，人們對紡織紡織品的質(zhì)量要求越來越來高。紡織廠對車間環(huán)境空氣質(zhì)量提出了更高的要求，本創(chuàng)作從系統(tǒng)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(huán)境和提高產(chǎn)品質(zhì)量有著很大的指導(dǎo)意義。