三种数控系统在染整生产中的应用

　　□中国纺织工业联合会环资委 陈立秋
　　
　　
　　通过印染数控系统使印染工业走上清洁生产之路，应将重点放在产品质量提高上。印染过程中的修色、剥色、重染都会增加耗水、耗能、加大排污量。通过数控技术，可以有效地提高印染产品质量，减少操作失误，不仅直接增加企业的效益，提升劳动生产率，还能帮助企业节能减排，实现清洁生产。

　　智能控制是一种引入人工智能的控制，也就是通过计算机模拟人类思想的过程，并将其应用于自动控制之中的一项技术。人工智能的内容很广泛，如知识表示、问题求解、机器学习、模式识别、机器视觉、逻辑推理、人工神经网络、专家系统、机器人学等都是人工智能的研究和应用领域。人工智能中有不少内容可用于控制，当前最主要有：专家系统、模糊控制、人工神经网络控制三种形式。

　　目前，染整行业已经开发了印染数控专家管理系统，基于机器视觉的图像识别自动对花系统及蜡染拉幅机自动整花控制系统，工艺温度模糊控制系统，还包括汪南方等学者进行的神经网络优化棉织物染色工艺的研究等相关智能控制系统。

　　圆网印花机

　　图像识别自动对花系统

　　基于机器视觉的圆网印花质量在线监测系统，采用图像传感器，在线以一定间隔摄取印花图像，再通过图像处理单元进行相关图像处理及模式识别，将各个单色图案之间的相对位置与标准印花图案套色位置进行对比，并输出处理信号，判断印花布匹是否“跑花”、“错花”，以及是否需要相应的网头调整，最后将检测结果发送到电气控制系统，调节各印花网筒，实现自动对花。圆网印花在线监测系统方框示意见图1所示。

　　圆网印花在线智能检测控制系统需要实时检测多个圆网的相对位置是否产生偏差，并根据偏差在线调整圆网位置。采用图像处理和分析，必须实现判断圆网之间是否存在相对位置偏差，判断出哪个圆网走偏，并根据走偏量自动调整两个目标。

　　当圆网个数较多（6套色以上）时，互相之间的套色很复杂，直接根据特征点或者轮廓来判断十分困难。常州宏大科技（集团）在开发此项目时，采用粗细结合的定位算法。首先采用粗定位算法，利用光流法获取当前图像与模板图像之间的运动向量，判断是否存在走偏，以及在哪个区域产生了走偏。当存在较大光流向量（存在走偏）时，在走片区域采用相位相关法得到走偏量，从而控制走偏圆网的位置，实现自动对花。圆网印花机图像识别自动对花系统系国家科技部支撑项目，深受印花企业的欢迎。

　　蜡染拉幅机

　　自动整花控制系统

　　蜡染印花布经过蜡染工艺后，在进行渗透印花（正反花样无色差）时，半制品是带底色图案的布，这样就要求在圆网印花之前的工序落布卷装，必须保证图案不发生纬斜或纬弯。传统生产过程始终通过人工检测，手动调节满足对花要求，劳动强度很大。

　　常州宏大科技（集团）采用机器视觉图像处理技术，在拉幅机整纬处实时在线连续检测蜡染图像，通过图像分析，计算图案纬向偏差数据，实时调节整纬机构，保证图案纬向的一致性。图2是蜡染拉幅机自动整花控制系统的方框示意。

　　通过蜡染拉幅机自动整花控制系统的方框示意图可以看出，相机系统获取的半制品底色图案数据，经以太网络总线将信号输送进入工控机，经图像处理得出蜡染布图案的尾箱数据，通过程序运算，输出图像偏差调整信号给整纬机构，整纬执行指令整花。整个测控过程为实时智能控制，较少人工干预。

　　印染数控专家管理系统

　　专家系统是一个智能计算机程序系统。专家控制是使知识基于控制对象和控制规律，并以智能方式应用这些知识，是使控制系统受控尽可能优化的过程。

　　专家系统具有以下特点：善于解决那些不确定性的、非结构化的、没有算法解决或虽有算法解决但在现有的机器上无法实施的困难问题；一个专家系统汇集了某个领域多位专家的知识和经验及他们协作解决重大问题的能力，而且能够高效率、准确、迅速和不知疲倦地工作；使人类专家的领域知识突破了时间和空间的限制，专家系统的程序可永久保存，并复制任意多的副本，以在不同地区和企业使用；专家系统一般还具有解释功能，即在运行过程中，一方面能回答用户提出的问题，另一方面还能对最后的结论或处理问题的过程作出解释；专家系统能够不断获取知识，增加新的知识。专家系统在染整生产过程中，可用于控制、工况监测、计划和调度。根据染整不同工艺将专家系统制成软件供用，这对染整行业是极大的幸事。

　　常州宏大科技（集团）经过多年的研究，成功开发了印染数控专家管理系统，结合网络技术，实现印染生产过程中各种工艺参数智能连续检测控制和网络数字化管理；对生产过程的水、电、蒸汽能耗、产量、成品率进行有效的管理；直接造作工艺下单至机台终端功能，极大地提高染整一次成功率。通过实现印染的数字化控制，提升印染产业自动化、信息化、网络化水平。

　　据悉，常州宏大科技（集团）正在开发染整设备远程网络故障服务系统，该系统通过对染整生产联合机中各单元机的执行器设置故障信息传感、变送装置，实时将设备运行工况预警、故障报警、排除故障意见提供给设备操作者，是一种服务创新项目。随着染整装备向智能化控制发展，机械单元的优化组合，对操作者、设备管理人员的要求更高，设备上提供远程网络故障服务，可大幅度降低设备运行中的停台率，是故障排除的智能助手。