□中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)環(huán)資委 陳立秋
　　
　　
　　通過印染數(shù)控系統(tǒng)使印染工業(yè)走上清潔生產(chǎn)之路，應(yīng)將重點(diǎn)放在產(chǎn)品質(zhì)量提高上。印染過程中的修色、剝色、重染都會(huì)增加耗水、耗能、加大排污量。通過數(shù)控技術(shù)，可以有效地提高印染產(chǎn)品質(zhì)量，減少操作失誤，不僅直接增加企業(yè)的效益，提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，還能幫助企業(yè)節(jié)能減排，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。

　　智能控制是一種引入人工智能的控制，也就是通過計(jì)算機(jī)模擬人類思想的過程，并將其應(yīng)用于自動(dòng)控制之中的一項(xiàng)技術(shù)。人工智能的內(nèi)容很廣泛，如知識(shí)表示、問題求解、機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、機(jī)器視覺、邏輯推理、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、機(jī)器人學(xué)等都是人工智能的研究和應(yīng)用領(lǐng)域。人工智能中有不少內(nèi)容可用于控制，當(dāng)前最主要有：專家系統(tǒng)、模糊控制、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制三種形式。

　　目前，染整行業(yè)已經(jīng)開發(fā)了印染數(shù)控專家管理系統(tǒng)，基于機(jī)器視覺的圖像識(shí)別自動(dòng)對(duì)花系統(tǒng)及蠟染拉幅機(jī)自動(dòng)整花控制系統(tǒng)，工藝溫度模糊控制系統(tǒng)，還包括汪南方等學(xué)者進(jìn)行的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化棉織物染色工藝的研究等相關(guān)智能控制系統(tǒng)。

　　圓網(wǎng)印花機(jī)

　　圖像識(shí)別自動(dòng)對(duì)花系統(tǒng)

　　基于機(jī)器視覺的圓網(wǎng)印花質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用圖像傳感器，在線以一定間隔攝取印花圖像，再通過圖像處理單元進(jìn)行相關(guān)圖像處理及模式識(shí)別，將各個(gè)單色圖案之間的相對(duì)位置與標(biāo)準(zhǔn)印花圖案套色位置進(jìn)行對(duì)比，并輸出處理信號(hào)，判斷印花布匹是否“跑花”、“錯(cuò)花”，以及是否需要相應(yīng)的網(wǎng)頭調(diào)整，最后將檢測(cè)結(jié)果發(fā)送到電氣控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)各印花網(wǎng)筒，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)花。圓網(wǎng)印花在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方框示意見圖1所示。

　　圓網(wǎng)印花在線智能檢測(cè)控制系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)檢測(cè)多個(gè)圓網(wǎng)的相對(duì)位置是否產(chǎn)生偏差，并根據(jù)偏差在線調(diào)整圓網(wǎng)位置。采用圖像處理和分析，必須實(shí)現(xiàn)判斷圓網(wǎng)之間是否存在相對(duì)位置偏差，判斷出哪個(gè)圓網(wǎng)走偏，并根據(jù)走偏量自動(dòng)調(diào)整兩個(gè)目標(biāo)。

　　當(dāng)圓網(wǎng)個(gè)數(shù)較多（6套色以上）時(shí)，互相之間的套色很復(fù)雜，直接根據(jù)特征點(diǎn)或者輪廓來判斷十分困難。常州宏大科技（集團(tuán)）在開發(fā)此項(xiàng)目時(shí)，采用粗細(xì)結(jié)合的定位算法。首先采用粗定位算法，利用光流法獲取當(dāng)前圖像與模板圖像之間的運(yùn)動(dòng)向量，判斷是否存在走偏，以及在哪個(gè)區(qū)域產(chǎn)生了走偏。當(dāng)存在較大光流向量（存在走偏）時(shí)，在走片區(qū)域采用相位相關(guān)法得到走偏量，從而控制走偏圓網(wǎng)的位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)花。圓網(wǎng)印花機(jī)圖像識(shí)別自動(dòng)對(duì)花系統(tǒng)系國(guó)家科技部支撐項(xiàng)目，深受印花企業(yè)的歡迎。

　　蠟染拉幅機(jī)

　　自動(dòng)整花控制系統(tǒng)

　　蠟染印花布經(jīng)過蠟染工藝后，在進(jìn)行滲透印花（正反花樣無色差）時(shí)，半制品是帶底色圖案的布，這樣就要求在圓網(wǎng)印花之前的工序落布卷裝，必須保證圖案不發(fā)生緯斜或緯彎。傳統(tǒng)生產(chǎn)過程始終通過人工檢測(cè)，手動(dòng)調(diào)節(jié)滿足對(duì)花要求，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。

　　常州宏大科技（集團(tuán)）采用機(jī)器視覺圖像處理技術(shù)，在拉幅機(jī)整緯處實(shí)時(shí)在線連續(xù)檢測(cè)蠟染圖像，通過圖像分析，計(jì)算圖案緯向偏差數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)整緯機(jī)構(gòu)，保證圖案緯向的一致性。圖2是蠟染拉幅機(jī)自動(dòng)整花控制系統(tǒng)的方框示意。

　　通過蠟染拉幅機(jī)自動(dòng)整花控制系統(tǒng)的方框示意圖可以看出，相機(jī)系統(tǒng)獲取的半制品底色圖案數(shù)據(jù)，經(jīng)以太網(wǎng)絡(luò)總線將信號(hào)輸送進(jìn)入工控機(jī)，經(jīng)圖像處理得出蠟染布圖案的尾箱數(shù)據(jù)，通過程序運(yùn)算，輸出圖像偏差調(diào)整信號(hào)給整緯機(jī)構(gòu)，整緯執(zhí)行指令整花。整個(gè)測(cè)控過程為實(shí)時(shí)智能控制，較少人工干預(yù)。

　　印染數(shù)控專家管理系統(tǒng)

　　專家系統(tǒng)是一個(gè)智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。專家控制是使知識(shí)基于控制對(duì)象和控制規(guī)律，并以智能方式應(yīng)用這些知識(shí)，是使控制系統(tǒng)受控盡可能優(yōu)化的過程。

　　專家系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：善于解決那些不確定性的、非結(jié)構(gòu)化的、沒有算法解決或雖有算法解決但在現(xiàn)有的機(jī)器上無法實(shí)施的困難問題；一個(gè)專家系統(tǒng)匯集了某個(gè)領(lǐng)域多位專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)及他們協(xié)作解決重大問題的能力，而且能夠高效率、準(zhǔn)確、迅速和不知疲倦地工作；使人類專家的領(lǐng)域知識(shí)突破了時(shí)間和空間的限制，專家系統(tǒng)的程序可永久保存，并復(fù)制任意多的副本，以在不同地區(qū)和企業(yè)使用；專家系統(tǒng)一般還具有解釋功能，即在運(yùn)行過程中，一方面能回答用戶提出的問題，另一方面還能對(duì)最后的結(jié)論或處理問題的過程作出解釋；專家系統(tǒng)能夠不斷獲取知識(shí)，增加新的知識(shí)。專家系統(tǒng)在染整生產(chǎn)過程中，可用于控制、工況監(jiān)測(cè)、計(jì)劃和調(diào)度。根據(jù)染整不同工藝將專家系統(tǒng)制成軟件供用，這對(duì)染整行業(yè)是極大的幸事。

　　常州宏大科技（集團(tuán)）經(jīng)過多年的研究，成功開發(fā)了印染數(shù)控專家管理系統(tǒng)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)印染生產(chǎn)過程中各種工藝參數(shù)智能連續(xù)檢測(cè)控制和網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化管理；對(duì)生產(chǎn)過程的水、電、蒸汽能耗、產(chǎn)量、成品率進(jìn)行有效的管理；直接造作工藝下單至機(jī)臺(tái)終端功能，極大地提高染整一次成功率。通過實(shí)現(xiàn)印染的數(shù)字化控制，提升印染產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化水平。

　　據(jù)悉，常州宏大科技（集團(tuán)）正在開發(fā)染整設(shè)備遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)故障服務(wù)系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過對(duì)染整生產(chǎn)聯(lián)合機(jī)中各單元機(jī)的執(zhí)行器設(shè)置故障信息傳感、變送裝置，實(shí)時(shí)將設(shè)備運(yùn)行工況預(yù)警、故障報(bào)警、排除故障意見提供給設(shè)備操作者，是一種服務(wù)創(chuàng)新項(xiàng)目。隨著染整裝備向智能化控制發(fā)展，機(jī)械單元的優(yōu)化組合，對(duì)操作者、設(shè)備管理人員的要求更高，設(shè)備上提供遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)故障服務(wù)，可大幅度降低設(shè)備運(yùn)行中的停臺(tái)率，是故障排除的智能助手。