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专利号: 2025100135789
申请人: 福建康臣日用品有限责任公司
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
更新日期:2025-04-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能化纺织品生产线控制方法,其特征在于,包括:实时采集纺织品生产过程中的运行数据,并进行数据预处理;

基于预处理后的数据,动态调整纺织生产线的工艺参数;

对纺织品生产过程中的质量状态进行实时检测,并基于检测结果调整生产线运行;

构建多特征融合故障预测模型,对生产线设备运行状态进行预测;

根据预测结果提前识别潜在故障,调整生产线的运行模式;

所述数据预处理包括,对生产设备的运行参数数据进行噪声过滤和时域特征提取,其中振动信号采用小波去噪方法处理,电机转速和设备负载数据通过平滑滤波消除瞬时波动;

对环境参数数据进行时间序列平滑和多维数据融合,利用滑动平均法处理温度和湿度数据,并对空气流速进行趋势分析以评估生产环境稳定性;

对产品质量数据进行特征提取和异常检测,其中纺织品张力和纬纱密度数据通过阈值判断剔除异常值,表面颜色均匀性数据采用直方图均衡化方法优化数据分布;

所述动态调整纺织生产线的工艺参数包括,基于生产设备的运行参数数据,利用滑动平均算法计算电机转速的实时变化趋势,并结合设备负载数据动态调整纺纱速度和织机张力调节参数;

基于环境参数数据,采用PID控制方法对加湿装置或空调系统的运行状态进行调节,通过实时调整输出功率维持生产区域的温湿度在目标范围内;

基于产品质量数据,结合张力与纬纱密度之间的关联关系,构建优化模型动态调整纬纱密度,并基于颜色偏差分析方法生成染液浓度和涂布速度的调整参数,用于优化染整工序;

所述实时采集纺织品生产过程中的运行数据包括,生产设备的运行参数数据、环境参数数据和产品质量数据;

所述生产设备的运行参数数据包括,电机转速、设备负载、轴承温度和振动信号;

所述环境参数数据包括,生产区域的温度、湿度和空气流速;

所述产品质量数据包括,纺织品的张力、纬纱密度和表面颜色均匀性;

所述构建多特征融合故障预测模型包括,基于生产线设备运行的振动信号,对所采集的振动时间序列数据 进行快速傅里叶变换,计算频域能量特征值,计算公式为:;

其中, 为振动信号特征值,和 分别为振动信号的频率下限和上限, 为振动信号的频域特征值;为高频信号的衰减因子,用于降低高频噪声对结果的影响;为当前积分的频率变量; 为频率的微小增量,是频域积分的基本单位,用于逐步累加频域范围内的信号特性;

基于轴承温度数据,对时间序列 进行二阶导数计算与积分趋势分析,提取温度变化特征值,所述计算公式为:;

其中, 为温度特征值, 为轴承温度的时间序列函数; 表示温度变化的二阶导数,用于评估温度的加速趋势;为偏导数; 为温度趋势的衰减积分,为温度波动抑制因子; 为时间序列 的正弦变换,反映温度变化的周期性波动特性;为时间,是时间序列数据的基础变量;

基于电机电流数据,对所采集的电流信号 进行时序分析,通过自回归移动平均模型提取电流信号的异常特征,特征值计算公式为:;

其中, 为电流特征值, 为第 次电流采样值,为非线性放大因子; 表示对个电流采样点的求和处理;

所述对生产线设备运行状态进行预测包括,综合特征值,生成设备健康评分 ,其计算公式为:;

其中, 分别为振动、温度和电流特征值的归一化结果; 为特征值的总数,表示健康评分计算中考虑的特征数量; 为第 个特征值,表示设备在某一维度上的运行状态; 为第 个特征值的参考值,用于对比实际特征值与目标状态的偏差; 为特征差异抑制因子;

归一化公式为:

其中, 为归一化后的特征值, 为原始特征值, 为特征值的最大值, 为特征值的最小值。

2.如权利要求1所述的智能化纺织品生产线控制方法,其特征在于,所述调整生产线运行包括,通过机器视觉系统获取纺织品表面图像,并利用卷积神经网络算法分析瑕疵类型和位置,生成调整信号以控制织机运行模式;

通过张力传感器获取实时张力数据,并计算张力偏差值,生成用于调整织机运行速度和纬纱输入速度的信号;

对纬纱密度数据进行实时检测,并结合动态调整模型对纺纱设备的进料速度和运行模式进行优化;

基于表面颜色均匀性检测结果,利用动态色差分析模型计算染整设备的运行参数,调整染液浓度与涂布速度;

通过上述检测和调整形成闭环反馈机制,持续更新设备运行参数以适应实时的质量状态变化。

3.如权利要求2所述的智能化纺织品生产线控制方法,其特征在于,所述根据预测结果提前识别潜在故障包括,根据设备健康评分 的不同值域,将潜在故障风险划分为多个等级,并针对不同等级的风险采取相应的生产线调整策略;

当健康评分 位于高风险区间, 时,则停止运行存在异常的设备,同时切换备用设备以确保生产线连续性;降低生产线整体运行速度,并重新分配纺纱负载至低负荷设备,调整后的负载分配公式为:;

其中, 为第 台设备的负载分配值, 为总负载, 为设备健康评分权重;

当健康评分 位于中风险区间, 时,则动态调整设备运行参数,包括降低纺纱速度、张力调节值和染整工序的涂布速度,动态调整公式为:;

其中, 为调整后的运行参数, 为当前运行参数值, 为参考健康评分;

实时监控设备运行状态,检测是否有新的健康评分下降趋势;

当健康评分 位于低风险区间, 时,则维持当前运行模式,定期生成设备健康报告,评估可能的长期隐患;

调整过程通过闭环反馈机制实现,即在调整运行模式后,重新计算设备健康评分并持续优化生产线的运行状态,直至所有设备的健康评分均高于安全阈值。

4.一种智能化纺织品生产线控制系统,用于实施如权利要求1至3任一所述的智能化纺织品生产线控制方法,其特征在于,包括:数据采集模块:实时采集纺织品生产过程中的运行数据,并进行数据预处理;

参数调整模块:基于预处理后的数据,动态调整纺织生产线的工艺参数;

运行调整模块:对纺织品生产过程中的质量状态进行实时检测,并基于检测结果调整生产线运行;

故障预测模块:构建多特征融合故障预测模型,对生产线设备运行状态进行预测;

运行模式优化模块:根据预测结果提前识别潜在故障,调整生产线的运行模式。

5.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至3中任一项所述的智能化纺织品生产线控制方法的步骤。

6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至3中任一项所述的智能化纺织品生产线控制方法的步骤。