CN111676682A - 一种智能化洗涤工厂及其控制系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能化洗涤工厂及其控制系统和控制方法。本发明采用双层布局结构，将洗涤过程分为分拣单元、洗涤单元、烘干单元、后整理单元和仓储单元，其中分拣单元、烘干单元和仓储单元设置在工厂二层，洗涤单元和后整理单元设置在工厂一层，该布局根据布草洗涤全流程的运转与布草进出库的实际需求设置，不仅可以极大减少洗涤工厂所需占地面积，还能够防止布草洗涤各单元的交叉污染。

Description

一种智能化洗涤工厂及其控制系统和控制方法

技术领域

本发明属于工业洗涤领域，特别涉及了一种智能化洗涤工厂。

背景技术

智能绿色工业洗涤是我国要求要求发展和突破的重点技术领域。通过实施智能化发展推进工程，实现中央控制和远程监控的大型环保智能化洗涤工厂关键装备，重点开发高效智能化洗涤成套设备和洗涤工厂控制系统、服务于大型中央洗涤工厂的智能分拣物流系统、智能洗涤烘干系统、自动后整理系统等。

在论文《现代洗涤工厂关键设备及布局规划研究》中指出，一般中大型洗衣房即洗涤工厂布草日处理量一般可达10吨以上，配置1-2条隧道式洗衣龙、洗脱机、烘干机、槽式熨平机、折叠机、布草分拣及分配流水线，有的还配置有制服折叠机、整形机等后期整理设备。而现有的洗涤工厂基本采用平面布局的方式，由于洗涤工厂所需设备多而杂、布草自身面积也较大，因此所需占地面积相对较大。并且由于洗涤行业需紧贴用户，多在经济发达的城市周边，因此土地资源成为限制洗涤行业发展的一个重要因素。

随着我国旅游、服务产业的快速发展，经济、生活水平的不断提高，人们对于洗涤要求也不断提高，促使着洗涤设备迅速进行更新换代，并逐渐向高效、节能方向发展。据统计，近年来仅酒店、医院、铁路、航空、社会餐饮、社会洗浴等行业的布草洗涤总量已达到2000万吨，且持续不断增长。但目前我国布草洗涤行业大部分还是进行高能耗、低效率、高污染的分散式洗涤模式，有少量集成化的洗涤工厂，还主要专注于洗涤过程的自动化。例如中国专利CN207435738U、CN103820971B、CN105297333B等，均聚焦于布草洗涤本身的智能、高效化，缺少对布草洗涤情况的实时监管与调控。而在中国专利CN206557849U中设计了一种布草洗涤的管理监测系统，采用移动设备与洗涤设备之间进行无线通讯，粗略掌握单个布草的洗涤进度，但该系统仅对布草进行检测，无法根据布草实时洗涤情况控制相应洗涤设备做出调整，无法提高布草洗涤质量。此外，现有洗涤工厂在布草洗涤的前处理与洗涤的后整理方面还存在很大不足，还主要依靠人工进行分拣、搬运、后整理等，使得洗涤工厂的整体智能化、自动化、高效化、绿色化程度低，洗涤成本较高。中国专利申请CN109821770A提出了一种缺陷毛巾检出机，能够通过视觉识别将缺陷毛巾分拣出去，有效提高分拣效率，但是没有针对其他的布草问题，包括布草类型、布草缠结、布草污渍的问题进行处理，存在一定的不足。

此外，随着人民生活水平的提高，大众对于布草的卫生问题，也就是布草洗涤后的洁净度要求越来越高。现有洗涤工厂大多采用人工分拣待清洗布草、人工反复多次搬运洗涤后布草的方式，在严重危害工作人员的身体健康同时，还极容易对布草造成二次污染。而且，目前多数洗涤工厂主要通过调整洗涤剂配比与洗涤具体方式，保证布草洗涤质量，例如中国专利或专利申请CN104047145B、CN109137391A、CN105297333B等，洗涤工厂缺少对洗涤后布草的洁净度检测，如果发生意外可能造成公共卫生安全问题，严重危害人民生命安全，亟需对其进行改进。

发明内容

为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了一种智能化洗涤工厂及其控制系统和控制方法。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：

一种智能化洗涤工厂，包括分拣单元、洗涤单元、烘干单元、后整理单元、仓储单元、第一吊带机构、第二吊带机构、第一升降机、第二升降机和运输线；所述洗涤工厂为双层布局结构，所述分拣单元、烘干单元和仓储单元位于洗涤工厂的二层；所述洗涤单元和后整理单元设置在洗涤工厂的一层；分拣单元通过所述第一吊带机构与洗涤单元连通，洗涤单元通过所述第一升降机与烘干单元连通，烘干单元通过所述运输线与仓储单元连通，烘干单元通过所述第二吊带机构与后整理单元连通，后整理单元通过所述第二升降机与仓储单元连通。

进一步地，所述分拣单元包括待洗涤布草卸货区、上料装置、上料箱、传送带和分拣系统，所述上料装置位于所述待洗涤布草卸货区的出口，所述上料箱均匀分布在所述传送带上，所述分拣系统与传送带的出料口相连，上料装置将待洗涤布草搬运至上料箱中，上料箱跟随传送带同步运动至分拣系统，分拣系统根据设定的条件将搬运来的待洗涤布草进行分拣；

在分拣单元完成分拣的待洗涤布草通过所述第一吊带机构运送至洗涤单元，洗涤单元包括多条洗涤线，所述多条洗涤线分别负责洗涤不同类型的布草，所有洗涤线的出口处设置穿梭机将洗涤后的布草转运至第一升降机；

在洗涤单元完成洗涤的布草通过第一升降机运送至烘干单元，所述烘干单元包括脱水布草暂存区，所述脱水布草暂存区的两侧设置两组穿梭机，在两组穿梭机的后方设置两组烘干机，两组穿梭机将待烘干布草送入两组烘干机中，两组烘干机的出口处设置消毒杀菌系统，用于对烘干后的布草进行消杀处理，完成消杀处理的布草若无需后整理，则直接通过所述运输线运送至所述仓储单元进行存储，若需要后整理，则通过所述第二吊带机构转运至所述后整理单元；

所述后整理单元包括烘干布草暂存区，所述烘布草暂存区出口处设置展布机，用于将布草展开，所述展布机的出口处设置洁净度检测系统，用于检测布草的洁净度，所述洁净度检测系统的后方设置多条整理线，用于整理不同类型的布草，所有整理线的出口处设置洗涤信息写入装置，用于将布草洗涤和检测的信息写入布草上的RFID标签中，完成信息写入的布草通过第二升降机转运至所述仓储单元进行存储；

每件布草上均设有RFID标签和二维码，所述RFID标签存储有该件布草的各种洗涤信息和检测信息，并能够被读取或写入信息，通过扫描布草上的二维码能够获取存储在RFID标签内的信息。

进一步地，所述洗涤单元包括三条洗涤线，其中第一条洗涤线负责洗涤大批量常规污渍的布草，依次包括洗涤龙和压干机；第二条洗涤线负责洗涤小批量特殊污渍的布草，依次包括单机洗衣机、传送带和离心脱水机；第三条洗涤线负责洗涤检测不合格而需要回洗的布草，包括全自动洗涤脱水机。

进一步地，所述后整理单元包括三条整理线，其中第一条整理线负责整理工衣类布草，包括工衣折叠机；第二条整理线负责整理毛巾类布草，包括毛巾折叠机；第三条整理线负责整理被单和床单类布草，依次包括熨平机、折布机和堆码机。

进一步地，所述分拣单元中的分拣系统包括缠结扫描装置、标签扫描装置、破损识别装置和污渍识别装置。

进一步地，所述第一吊带机构和第二吊带机构包括运输物和运输路径；所述运输物用于装载布草；所述运输路径包括被动运输段和主动运输段；所述被动运输段包括启动装置、重力运输轨道和标签扫描装置；所述重力运输轨道为S形结构，与水平面存在夹角，且沿布草运行方向呈下斜坡形式，所述启动装置设置在重力运输轨道的起点，用于将位于吊带机构上料区的布草放行进入重力运输轨道，所述标签扫描装置位于重力运输轨道某一中间位置，读取重力运输轨道上布草的RFID标签内的信息；所述主动运输段包括水平运输机构和复位机构；所述水平运输机构包括截止装置、水平轨道和水平驱动装置；所述水平轨道与水平面平行，所述水平驱动装置为水平轨道的运行提供动力，所述截止装置位于水平轨道与重力运输轨道的交界处，用于控制布草有序进入水平轨道，吊带机构的卸料区位于水平轨道的终点；所述复位机构包括复位轨道和复位提升装置，所述复位轨道的起点与水平轨道的终点相接，复位轨道的终点到达吊带机构的上料区，复位轨道呈上斜坡的直线形式，所述复位提升装置为复位轨道的运行提供动力，所述运输物在吊带机构的卸料区卸下布草，然后跟随复位轨道回到吊带机构的上料区；所述运输物包括连接机构、气动系统、吊带包和绑绳；所述连接机构用于连接吊带包与运输轨道，所述绑绳位于吊带包的底部，用于控制吊带包的开合，所述气动系统设置在吊带包与连接机构之间，它作用于吊带包底部的绑绳，使绑绳在到达吊带机构的卸料区时自动松开，使布草自动落入吊带机构的卸料区。

进一步地，通过控制所述水平驱动装置实现相邻单元之间作业的顺畅衔接，对于第一吊带机构，所述相邻单元是指分拣单元和洗涤单元，对于第二吊带机构，所述相邻单元是指烘干单元和后整理单元。控制方法如下：

首先，计算相邻单元中前一个单元末尾工序的作业时间T_x以及后一个单元起始工序的作业时间T_y，并计算相邻单元头尾工序的作业时间差ΔT＝T_y-T_x；

其次，计算布草在所述重力运输轨道上的时间T_g：

上式中，D_g为重力运输轨道的长度，g为重力加速度，α为重力运输轨道与水平面的夹角，μ为连接机构与重力运输轨道之间的摩擦系数；

最后，计算布草在水平轨道上的运行速度V：

上式中，D_u为吊带机构上料区至卸料区之间的轨道长度；

根据求得的运行速度V控制水平驱动装置。

基于上述智能化洗涤工厂的中央控制系统，所述中央控制系统包括洗涤系统、状态评估系统、智能决策系统和智能调度系统；所述洗涤系统包括前述分拣单元、洗涤单元、烘干单元、后整理单元和仓储单元；所述状态评估系统实时对所述洗涤系统各单元的运行进行监控和评估，并将问题反馈给所述智能决策系统，智能决策系统根据状态评估系统反馈的信息做出决策并发送给所述智能调度系统，智能调度系统根据决策控制洗涤系统的运行。

进一步地，所述状态评估系统包括物联网系统、数据存储中心、状态监测系统、故障报警系统和维修系统，所述物联网系统实时监测洗涤系统中各单元的情况，并将监测数据传送给所述数据存储中心，所述状态监测系统调取数据存储中心的数据并对洗涤系统的工作状态进行评估，若评估不符合预设的标准则向所述故障报警系统和维修系统发送故障信号，故障报警系统接收到故障信号后发出声光报警以提醒工作人员，并及时停止故障工位的工作，维修系统根据接收到的故障信号自动制定维修计划以提供给维修人员参考；所述智能决策系统包括云计算平台、方案决策系统和专家系统，在云计算平台的支持下，所述专家系统对状态评估系统反馈的问题进行分析，所述方案决策系统以专家系统的分析结果为依据生成决策并发送给智能调度系统；所述智能调度系统包括监控系统、集群控制台和调度终端，所述集群控制台根据智能决策系统发送的决策生成相应的操作指令并传送给所述调度终端，调度终端根据操作指令控制洗涤系统中的相应设备，所述监控系统实时监控洗涤系统的全部布草洗涤环节的运转和衔接情况，并将发现的问题通过前述物联网系统传送给状态评估系统。

进一步地，该控制方法依次包括分拣控制、洗涤控制、烘干控制和后整理控制；

所述分拣控制过程如下：

(1-1)布草上料：所述监控系统检测到有分拣单元中的待洗涤布草卸货区有待洗涤的布草，通过所述集群控制台控制分拣单元中的上料装置将混杂的待洗涤布草搬运至上料箱中，并通过传送带将布草运送至分拣系统中；

(1-2)打散缠结布草：所述缠结扫描装置识别布草中的布草团体积，所述状态监测系统根据数据存储中心预先设定的布草团体积阈值判断是否为缠结布草，当判断为缠结布草后，通过所述智能决策系统向所述智能调度系统发送指令，控制分拣系统的机械手将缠结布草打散；

(1-3)确定布草类型：所述标签扫描装置扫描所有布草的RFID标签，并将读取的信息存储于数据存储中心；根据数据存储中心预先设定的参数确定布草的具体种类，并通过分拣系统的机械手将不同种类的布草分开；根据数据存储中心预先设定的各布草类型的标准洗涤寿命，将超过标准洗涤寿命的布草进行回收处理；

(1-4)去除破损布草：所述破损识别装置对布草表面进行识别，若所述状态监测系统发现布草有明显破损痕迹，则通过所述调度终端将破损布草进行回收，数据存储中心记录破损布草的种类与数量，确保布草总体数量正确；

(1-5)污渍识别：所述污渍识别装置扫描布草表面的污渍痕迹并将污渍信息上传至状态评估系统，通过对比预设污渍信息，智能决策系统按特种污渍与常规污渍两种类型，同时联动调度终端将各种不同类型的布草的再按不同的污渍类型分拣开，便于后续进行不同的洗涤操作；

所述洗涤控制过程如下：

(2-1)选择洗涤线：所述智能决策系统根据分拣系统上传至数据存储中心中的分拣信息，联合智能调度系统为每一批经第一吊带机构运来的不同种类、不同污渍类型、不同数量的布草选取合适的洗涤线，并采用不同的洗涤方案；

(2-2)将布草送入对应的洗涤线中洗涤，洗涤完成后通过洗涤单元中的穿梭机将布草送至第一升降机中，最终到达烘干单元；

所述烘干控制过程如下：

(3-1)布草分类：首先将第一升降机送来的布草暂存于烘干单元中的脱水布草暂存区；然后所述智能调度系统将需要后整理的布草和不需要后整理的布草分开送入烘干单元的两组穿梭机中；

(3-2)布草烘干：当两类布草分别通过两组穿梭机送入两组烘干机，所述方案决策系统根据两类布草的特性确定相应的烘干参数；

(3-3)布草消杀：烘干后的布草经由所述消毒杀菌系统进行消毒杀菌，然后将不需要后整理的布草直接通过所述运输线运往仓储单元进行存储，而将需要后整理的布草通过第二吊带机构运往后整理单元；

所述后整理控制如下：

(4-1)布草展平：所述监控系统检测到后整理单元中的烘干布草暂存区有待整理的布草后，由所述集群控制台驱动后整理单元中的展布机将布草完全展平；

(4-2)布草洁净度检测：所述集群控制台驱动后整理单元中的洁净度检测系统对布草进行洁净度检测，洁净度检测包括污渍检测、PH值检测和病菌检测；检测不合格的布草通过调度终端送回洗涤单元进行重新洗涤；

(4-3)布草熨烫折叠：所述方案决策系统调取数据存储中心中存储的该批次布草的RFID标签信息，确定布草类型，根据布草类型将布草送入不同的整理线进行整理；

(4-4)写入洗涤信息：通过后整理单元中的洗涤信息写入装置将布草的洗涤信息和检测信息写入布草上的RFID标签中，并将这些信息上传至数据存储中心；信息写入完成后将布草通过第二升降机送至仓储单元进行仓储。

采用上述技术方案带来的有益效果：

(1)本发明采用双层布局的方式，将洗涤过程分为五个单元，其中分拣单元、烘干单元与仓储单元设置在工厂二层、洗涤单元与后整理单元设置在工厂一层，该布局根据布草洗涤全流程的运转与布草进出库的实际需求设置，不仅可以极大减少洗涤工厂所需占地面积，还能够防止布草洗涤各单元的交叉污染；

(2)本发明洗涤工厂的各个单元内洗涤设备布置紧凑，各个设备的进出口连接协调，无需额外运输机构对布草进行中间转运，避免了因运输造成的二次污染，提高了整个洗涤工厂的运转效率；

(3)本发明在设计吊带机构时，通过倾斜布置轨道，使得布草自身重力作为布草主动运输的驱动力，能够有效减少工厂能耗，并且考虑到洗涤单元中洗涤设备比较高大，通过设置在二楼的吊带机构无需人工反复搬运布草进行上料，可直接将布草投放至洗涤设备中，方便快捷；

(4)本发明根据各单元之间转运距离与设备工作节拍，控制吊带运输水平阶段的速度，使得吊带运输的布草能够满足各单元设备的工作需求时间，减少洗涤各单元的空闲时间，提高洗涤工厂的运转效率；

(5)本发明设计的中央控制系统能够实时监测洗涤过程的各项参数，对洗涤过程中各种问题实时进行处理，保障洗涤各单元与各个环节的高效运转，提高布草洗涤的智能化与洗涤效率；

(6)本发明在布草中植入RFID标签，通过中央控制系统实时读取、存写布草洗涤相关信息，并在布草上设置二维码，通过物联网客户可以扫描二维码获取布草洗涤的各项实时信息，并且可对布草在工厂洗涤的状况进行查询，监督布草洗涤质量、防止布草丢失，实现布草洗涤全过程的透明化；

(7)本发明采用布草洗涤相关标准作为评判，针对布草洗涤后的污渍情况、PH值与病菌进行检测，将不合格的布草全部重新处理，确保布草洗涤后的洁净度，保障消费者的身体健康，有效预防公共卫生安全事故。

附图说明

图1是本发明洗涤工厂的布局图；

图2是本发明洗涤工厂中各单元的布局图；

图3是本发明洗涤工厂中吊带结构的结构图；

图4是本发明洗涤工厂的中央控制系统框图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1所示，本发明设计了一种智能化洗涤工厂，该洗涤工厂为双层布局结构，包括分拣单元101、洗涤单元102、烘干单元103、后整理单元104、仓储单元105、第一吊带机构106、第二吊带机构108、第一升降机107、第二升降机110和运输线109。

所述分拣单元101、烘干单元103和仓储单元105位于洗涤工厂的二层。所述洗涤单元102和后整理单元104设置在洗涤工厂的一层。分拣单元101通过所述第一吊带机构106与洗涤单元102连通，洗涤单元102通过所述第一升降机107与烘干单元103连通，烘干单元103通过所述运输线与仓储单元105连通，烘干单元103通过所述第二吊带机构108与后整理单元104连通，后整理单元104通过所述第二升降机110与仓储单元105连通。

如图2所示，所述分拣单元101包括待洗涤布草卸货区1011、上料装置1012、上料箱1013、传送带1014和分拣系统1015，所述上料装置1012位于所述待洗涤布草卸货区1011的出口，所述上料箱103均匀分布在所述传送带1014上，所述分拣系统1015与传送带1014的出料口相连，上料装置1012将待洗涤布草搬运至上料箱1013中，上料箱1013跟随传送带1014同步运动至分拣系统1015，分拣系统1015根据设定的条件将搬运来的待洗涤布草进行分拣。

在分拣单元101拣的待洗涤布草通过所述第一吊带机构106运送至洗涤单元102，洗涤单元102包括多条洗涤线，所述多条洗涤线分别负责洗涤不同类型的布草，所有洗涤线的出口处设置穿梭机1027将洗涤后的布草转运至第一升降机107。

在洗涤单元102完成洗涤的布草通过第一升降机107运送至烘干单元103，所述烘干单元103包括脱水布草暂存区1032，所述脱水布草暂存区1032的两侧设置两组穿梭机1031、1033，在两组穿梭机1031、1033的后方设置两组烘干机1034、1035，两组穿梭机将待烘干布草送入两组烘干机中，两组烘干机的出口处设置消毒杀菌系统1036，用于对烘干后的布草进行消杀处理，完成消杀处理的布草若无需后整理，则直接通过所述运输线109运送至所述仓储单元105进行存储，若需要后整理，则通过所述第二吊带机构108转运至所述后整理单元104。

所述后整理单元104包括烘干布草暂存区1041，所述烘布草暂存区1041出口处设置展布机1042，用于将布草展开，所述展布机1042的出口处设置洁净度检测系统1043，用于检测布草的洁净度，所述洁净度检测系统1043的后方设置多条整理线，用于整理不同类型的布草，所有整理线的出口处设置洗涤信息写入装置1049，用于将布草洗涤和检测的信息写入布草上的RFID标签中，完成信息写入的布草通过第二升降机110转运至所述仓储单元105进行存储。

每件布草上均设有RFID标签和二维码，所述RFID标签存储有该件布草的各种洗涤信息和检测信息，并能够被读取或写入信息，通过扫描布草上的二维码能够获取存储在RFID标签内的信息。

在本实施例中，如图2所示，洗涤单元102包括三条洗涤线，其中第一条洗涤线负责洗涤大批量常规污渍的布草，依次包括洗涤龙1021和压干机1022。第二条洗涤线负责洗涤小批量特殊污渍的布草，依次包括单机洗衣机1023、传送带1024和离心脱水机1025。第三条洗涤线负责洗涤检测不合格而需要回洗的布草，包括全自动洗涤脱水机1026。

在本实施例中，如图2所示，后整理单元104包括三条整理线，其中第一条整理线负责整理工衣类布草，包括工衣折叠机1044。第二条整理线负责整理毛巾类布草，包括毛巾折叠机1045。第三条整理线负责整理被单和床单类布草，依次包括熨平机1046、折布机1047和堆码机1048。

本发明将设备最大、最重要的洗涤单元102设置在洗涤工厂的一层，可以方便大型洗涤设备的运输与安装，并且待洗涤布草从洗涤工厂二层的第一吊带机构106直接投放至洗涤设备内，无需人工反复搬运或者安装额外运输线为洗涤龙201上料。后整理单元104需要为各种类型的布草进行整理，有毛巾、枕套类的小型布草，还有床单、被单类的较大型的布草，其在进行后整理时需要进行洁净度检测、熨烫、折叠、堆码等步骤，需要多种类型的布草后整理设备，因此后整理单元104所需的占地面积也很大，因此将布草后整理单元104设置在工厂的一层。而分拣单元101、烘干单元103和仓储单元105均是针对成堆的布草进行处理，布草的体积较为集中，所需占地面积均较小，并且无需大型与众多的设备，因此都规划设置在洗涤工厂的二层。该布局既能节省近一半的洗涤工厂的占地面积、充分利用了立体空间，而且各个单元相互独立、互不连接、位于不同楼层，仅通过中间物流设备进行转运，能够有效避免发生交叉污染。

在本发明中，五个独立的单元位于工厂不同的楼层，彼此之间需要“两上两下”的物流运转机构进行连通，其中两上为两组升降机107、110，而两下为两组吊带机构106、108。由于各个单元作业时间的不同，需要中间转运的物流设备，特别是吊带机构，能够保证双层洗涤工厂的正常运转。

如图3所示，所述第一吊带机构106和第二吊带机构108包括运输物和运输路径。所述运输物用于装载布草。所述运输路径包括被动运输段和主动运输段。所述被动运输段包括启动装置10602、重力运输轨道10601和标签扫描装置10603。所述重力运输轨道10601为S形结构，与水平面存在夹角，且沿布草运行方向呈下斜坡形式，所述启动装置10602设置在重力运输轨道10601的起点，用于将位于吊带机构上料区10613的布草放行进入重力运输轨道10601，所述标签扫描装置10603位于重力运输轨道10601某一中间位置，读取重力运输轨道10601上布草的RFID标签内的信息。所述主动运输段包括水平运输机构和复位机构。所述水平运输机构包括截止装置10604、水平轨道10605和水平驱动装置10606。所述水平轨道10605与水平面平行，所述水平驱动装置10606为水平轨道10605的运行提供动力，所述截止装置10604位于水平轨道10605与重力运输轨道10601的交界处，用于控制布草有序进入水平轨道10605，吊带机构的卸料区10615位于水平轨道10605的终点。述复位机构包括复位轨道10607和复位提升装置10608，所述复位轨道10607的起点与水平轨道10605的终点相接，复位轨道10607的终点到达吊带机构的上料区10613，复位轨道10607呈上斜坡的直线形式，所述复位提升装置10608为复位轨道10607的运行提供动力，所述运输物在吊带机构的卸料区卸下布草，然后跟随复位轨道回到吊带机构的上料区。所述运输物包括连接机构10609、气动系统10612、吊带包10610和绑绳10611。所述连接机构10609用于连接吊带包10610与运输轨道，所述绑绳10611位于吊带包10610的底部，用于控制吊带包10610的开合，所述气动系统10612设置在吊带包10610与连接机构10609之间，它作用于吊带包底部的绑绳10611，使绑绳10611在到达吊带机构的卸料区10615时自动松开，使布草自动落入吊带机构的卸料区10615。

通过控制所述水平驱动装置10606实现相邻单元之间作业的顺畅衔接，对于第一吊带结构106，所述相邻单元是指分拣单元101和洗涤单元102，对于第二吊带单元108，所述相邻单元是指烘干单元103和后整理单元104。控制方法如下：

首先，计算相邻单元中前一个单元末尾工序的作业时间T_x以及后一个单元起始工序的作业时间T_y，并计算相邻单元头尾工序的作业时间差ΔT＝T_y-T_x。

其次，计算布草在所述重力运输轨道上的时间T_g：

上式中，D_g为重力运输轨道的长度，g为重力加速度，α为重力运输轨道与水平面的夹角，μ为连接机构与重力运输轨道之间的摩擦系数。

最后，计算布草在水平轨道上的运行速度V：

上式中，D_u为吊带机构上料区至卸料区之间的轨道长度。

根据求得的运行速度V控制水平驱动装置。

如图4所示，本发明还设计了基于上述智能化洗涤工厂的双层布局结构的中央控制系统。所述中央控制系统包括洗涤系统1、状态评估系统2、智能决策系统3和智能调度系统4。所述洗涤系统1包括前述分拣单元101、洗涤单元102、烘干单元103、后整理单元104和仓储单元105。所述状态评估系统2实时对所述洗涤系统1各单元的运行进行监控和评估，并将问题反馈给所述智能决策系统3，智能决策系统3根据状态评估系统2反馈的信息做出决策并发送给所述智能调度系统4，智能调度系统根4据决策控制洗涤系统1的运行。

如图4所示，所述状态评估系统2包括物联网系统201、数据存储中心202、状态监测系统203、故障报警系统204和维修系统205，所述物联网系统201实时监测洗涤系统1中各单元的情况，并将监测数据传送给所述数据存储中心202，所述状态监测系统203调取数据存储中心202的数据并对洗涤系统1的工作状态进行评估，若评估不符合预设的标准则向所述故障报警系统204和维修系统205发送故障信号，故障报警系统204接收到故障信号后发出声光报警以提醒工作人员，并及时停止故障工位的工作，维修系统205根据接收到的故障信号自动制定维修计划以提供给维修人员参考。所述智能决策系统3包括云计算平台301、方案决策系统302和专家系统303，在云计算平台301的支持下，所述专家系统303对状态评估系统2反馈的问题进行分析，所述方案决策系统302以专家系统303的分析结果为依据生成决策并发送给智能调度系统4。所述智能调度系统4包括监控系统401、集群控制台402和调度终端403，所述集群控制台402根据智能决策系统3发送的决策生成相应的操作指令并传送给所述调度终端403，调度终端403根据操作指令控制洗涤系统1中的相应设备，所述监控系统401实时监控洗涤系统1的全部布草洗涤环节的运转和衔接情况，并将发现的问题通过前述物联网系统201传送给状态评估系统2。

本发明还设计了基于上述中央控制系统的控制方法，该控制方法依次包括分拣控制、洗涤控制、烘干控制和后整理控制。

所述分拣控制过程如下：

(1-1)布草上料：所述监控系统401检测到有分拣单元101中的待洗涤布草卸货区1011有待洗涤的布草，通过所述集群控制台402控制分拣单元101中的上料装置1012将混杂的待洗涤布草搬运至上料箱1013中，并通过传送带1014将布草运送至分拣系统1015中；

(1-2)打散缠结布草：所述缠结扫描装置1016识别布草中的布草团体积，所述状态监测系统203根据数据存储中心202预先设定的布草团体积阈值判断是否为缠结布草，当判断为缠结布草后，通过所述智能决策系统3向所述智能调度系统4发送指令，控制分拣系统1015的机械手将缠结布草打散；

(1-3)确定布草类型：所述标签扫描装置1017扫描所有布草的RFID标签，并将读取的信息存储于数据存储中心202；根据数据存储中心202预先设定的参数确定布草的具体种类，并通过分拣系统1015的机械手将不同种类的布草分开；根据数据存储中心202预先设定的各布草类型的标准洗涤寿命，将超过标准洗涤寿命的布草进行回收处理；

(1-4)去除破损布草：所述破损识别装置1018对布草表面进行识别，若所述状态监测系统203发现布草有明显破损痕迹，则通过所述调度终端403将破损布草进行回收，数据存储中心202记录破损布草的种类与数量，确保布草总体数量正确；

(1-5)污渍识别：所述污渍识别装置1019扫描布草表面的污渍痕迹并将污渍信息上传至状态评估系统2，通过对比预设污渍信息，智能决策系统301按特种污渍与常规污渍两种类型，同时联动调度终端403将各种不同类型的布草的再按不同的污渍类型分拣开，便于后续进行不同的洗涤操作。

所述洗涤控制过程如下：

(2-1)选择洗涤线：所述智能决策系统3根据分拣系统1015上传至数据存储中心202中的分拣信息，联合智能调度系统4为每一批经第一吊带机构106运来的不同种类、不同污渍类型、不同数量的布草选取合适的洗涤线，并采用不同的洗涤方案；

(2-2)将布草送入对应的洗涤线中洗涤，洗涤完成后通过洗涤单元102中的穿梭机1027将布草送至第一升降机107中，最终到达烘干单元103。

所述烘干控制过程如下：

(3-1)布草分类：首先将第一升降机107送来的布草暂存于烘干单元103中的脱水布草暂存区1032；然后所述智能调度系统4将需要后整理的布草和不需要后整理的布草分开送入烘干单元103的两组穿梭机1031、1033中；

(3-2)布草烘干：当两类布草分别通过两组穿梭机1031、1033送入两组烘干机1034、1035，所述方案决策系统302根据两类布草的特性确定相应的烘干参数；

(3-3)布草消杀：烘干后的布草经由所述消毒杀菌系统1036进行消毒杀菌，然后将不需要后整理的布草直接通过所述运输线109运往仓储单元105进行存储，而将需要后整理的布草通过第二吊带机构108运往后整理单元104。

所述后整理控制如下：

(4-1)布草展平：所述监控系统401检测到后整理单元104中的烘干布草暂存区1041有待整理的布草后，由所述集群控制台402驱动后整理单元104中的展布机1042将布草完全展平；

(4-2)布草洁净度检测：所述集群控制台402驱动后整理单元104中的洁净度检测系统1043对布草进行洁净度检测，洁净度检测包括污渍检测、PH值检测和病菌检测；检测不合格的布草通过调度终端403送回洗涤单元102进行重新洗涤；

(4-3)布草熨烫折叠：所述方案决策系统302调取数据存储中心202中存储的该批次布草的RFID标签信息，确定布草类型，根据布草类型将布草送入不同的整理线进行整理；

(4-4)写入洗涤信息：通过后整理单元104中的洗涤信息写入装置1049将布草的洗涤信息和检测信息写入布草上的RFID标签中，并将这些信息上传至数据存储中心202；信息写入完成后将布草通过第二升降机110送至仓储单元105进行仓储。

实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能化洗涤工厂，其特征在于：包括分拣单元、洗涤单元、烘干单元、后整理单元、仓储单元、第一吊带机构、第二吊带机构、第一升降机、第二升降机和运输线；所述洗涤工厂为双层布局结构，所述分拣单元、烘干单元和仓储单元位于洗涤工厂的二层；所述洗涤单元和后整理单元设置在洗涤工厂的一层；分拣单元通过所述第一吊带机构与洗涤单元连通，洗涤单元通过所述第一升降机与烘干单元连通，烘干单元通过所述运输线与仓储单元连通，烘干单元通过所述第二吊带机构与后整理单元连通，后整理单元通过所述第二升降机与仓储单元连通。

2.根据权利要求1所述智能化洗涤工厂，其特征在于：所述分拣单元包括待洗涤布草卸货区、上料装置、上料箱、传送带和分拣系统，所述上料装置位于所述待洗涤布草卸货区的出口，所述上料箱均匀分布在所述传送带上，所述分拣系统与传送带的出料口相连，上料装置将待洗涤布草搬运至上料箱中，上料箱跟随传送带同步运动至分拣系统，分拣系统根据设定的条件将搬运来的待洗涤布草进行分拣；

在分拣单元完成分拣的待洗涤布草通过所述第一吊带机构运送至洗涤单元，洗涤单元包括多条洗涤线，所述多条洗涤线分别负责洗涤不同类型的布草，所有洗涤线的出口处设置穿梭机将洗涤后的布草转运至第一升降机；

在洗涤单元完成洗涤的布草通过第一升降机运送至烘干单元，所述烘干单元包括脱水布草暂存区，所述脱水布草暂存区的两侧设置两组穿梭机，在两组穿梭机的后方设置两组烘干机，两组穿梭机将待烘干布草送入两组烘干机中，两组烘干机的出口处设置消毒杀菌系统，用于对烘干后的布草进行消杀处理，完成消杀处理的布草若无需后整理，则直接通过所述运输线运送至所述仓储单元进行存储，若需要后整理，则通过所述第二吊带机构转运至所述后整理单元；

所述后整理单元包括烘干布草暂存区，所述烘布草暂存区出口处设置展布机，用于将布草展开，所述展布机的出口处设置洁净度检测系统，用于检测布草的洁净度，所述洁净度检测系统的后方设置多条整理线，用于整理不同类型的布草，所有整理线的出口处设置洗涤信息写入装置，用于将布草洗涤和检测的信息写入布草上的RFID标签中，完成信息写入的布草通过第二升降机转运至所述仓储单元进行存储；

每件布草上均设有RFID标签和二维码，所述RFID标签存储有该件布草的各种洗涤信息和检测信息，并能够被读取或写入信息，通过扫描布草上的二维码能够获取存储在RFID标签内的信息。

3.根据权利要求2所述智能化洗涤工厂，其特征在于：所述洗涤单元包括三条洗涤线，其中第一条洗涤线负责洗涤大批量常规污渍的布草，依次包括洗涤龙和压干机；第二条洗涤线负责洗涤小批量特殊污渍的布草，依次包括单机洗衣机、传送带和离心脱水机；第三条洗涤线负责洗涤检测不合格而需要回洗的布草，包括全自动洗涤脱水机。

4.根据权利要求2所述智能化洗涤工厂，其特征在于：所述后整理单元包括三条整理线，其中第一条整理线负责整理工衣类布草，包括工衣折叠机；第二条整理线负责整理毛巾类布草，包括毛巾折叠机；第三条整理线负责整理被单和床单类布草，依次包括熨平机、折布机和堆码机。

5.根据权利要求2所述智能化洗涤工厂，其特征在于：所述分拣单元中的分拣系统包括缠结扫描装置、标签扫描装置、破损识别装置和污渍识别装置。

6.根据权利要求2所述智能化洗涤工厂，其特征在于：所述第一吊带机构和第二吊带机构包括运输物和运输路径；所述运输物用于装载布草；所述运输路径包括被动运输段和主动运输段；所述被动运输段包括启动装置、重力运输轨道和标签扫描装置；所述重力运输轨道为S形结构，与水平面存在夹角，且沿布草运行方向呈下斜坡形式，所述启动装置设置在重力运输轨道的起点，用于将位于吊带机构上料区的布草放行进入重力运输轨道，所述标签扫描装置位于重力运输轨道某一中间位置，读取重力运输轨道上布草的RFID标签内的信息；所述主动运输段包括水平运输机构和复位机构；所述水平运输机构包括截止装置、水平轨道和水平驱动装置；所述水平轨道与水平面平行，所述水平驱动装置为水平轨道的运行提供动力，所述截止装置位于水平轨道与重力运输轨道的交界处，用于控制布草有序进入水平轨道，吊带机构的卸料区位于水平轨道的终点；所述复位机构包括复位轨道和复位提升装置，所述复位轨道的起点与水平轨道的终点相接，复位轨道的终点到达吊带机构的上料区，复位轨道呈上斜坡的直线形式，所述复位提升装置为复位轨道的运行提供动力，所述运输物在吊带机构的卸料区卸下布草，然后跟随复位轨道回到吊带机构的上料区；所述运输物包括连接机构、气动系统、吊带包和绑绳；所述连接机构用于连接吊带包与运输轨道，所述绑绳位于吊带包的底部，用于控制吊带包的开合，所述气动系统设置在吊带包与连接机构之间，它作用于吊带包底部的绑绳，使绑绳在到达吊带机构的卸料区时自动松开，使布草自动落入吊带机构的卸料区。

7.根据权利要求6所述智能化洗涤工厂，其特征在于：通过控制所述水平驱动装置实现相邻单元之间作业的顺畅衔接，对于第一吊带机构，所述相邻单元是指分拣单元和洗涤单元，对于第二吊带机构，所述相邻单元是指烘干单元和后整理单元。控制方法如下：

首先，计算相邻单元中前一个单元末尾工序的作业时间T_x以及后一个单元起始工序的作业时间T_y，并计算相邻单元头尾工序的作业时间差ΔT＝T_y-T_x；

其次，计算布草在所述重力运输轨道上的时间T_g：

上式中，D_g为重力运输轨道的长度，g为重力加速度，α为重力运输轨道与水平面的夹角，μ为连接机构与重力运输轨道之间的摩擦系数；

最后，计算布草在水平轨道上的运行速度V：

上式中，D_u为吊带机构上料区至卸料区之间的轨道长度；

根据求得的运行速度V控制水平驱动装置。

8.基于权利要求5所述智能化洗涤工厂的中央控制系统，其特征在于：所述中央控制系统包括洗涤系统、状态评估系统、智能决策系统和智能调度系统；所述洗涤系统包括前述分拣单元、洗涤单元、烘干单元、后整理单元和仓储单元；所述状态评估系统实时对所述洗涤系统各单元的运行进行监控和评估，并将问题反馈给所述智能决策系统，智能决策系统根据状态评估系统反馈的信息做出决策并发送给所述智能调度系统，智能调度系统根据决策控制洗涤系统的运行。

9.根据权利要求8所述中央控制系统，其特征在于：所述状态评估系统包括物联网系统、数据存储中心、状态监测系统、故障报警系统和维修系统，所述物联网系统实时监测洗涤系统中各单元的情况，并将监测数据传送给所述数据存储中心，所述状态监测系统调取数据存储中心的数据并对洗涤系统的工作状态进行评估，若评估不符合预设的标准则向所述故障报警系统和维修系统发送故障信号，故障报警系统接收到故障信号后发出声光报警以提醒工作人员，并及时停止故障工位的工作，维修系统根据接收到的故障信号自动制定维修计划以提供给维修人员参考；所述智能决策系统包括云计算平台、方案决策系统和专家系统，在云计算平台的支持下，所述专家系统对状态评估系统反馈的问题进行分析，所述方案决策系统以专家系统的分析结果为依据生成决策并发送给智能调度系统；所述智能调度系统包括监控系统、集群控制台和调度终端，所述集群控制台根据智能决策系统发送的决策生成相应的操作指令并传送给所述调度终端，调度终端根据操作指令控制洗涤系统中的相应设备，所述监控系统实时监控洗涤系统的全部布草洗涤环节的运转和衔接情况，并将发现的问题通过前述物联网系统传送给状态评估系统。

10.基于权利要求9所述中央控制系统的控制方法，其特征在于：该控制方法依次包括分拣控制、洗涤控制、烘干控制和后整理控制；

所述分拣控制过程如下：

(1-1)布草上料：所述监控系统检测到有分拣单元中的待洗涤布草卸货区有待洗涤的布草，通过所述集群控制台控制分拣单元中的上料装置将混杂的待洗涤布草搬运至上料箱中，并通过传送带将布草运送至分拣系统中；

(1-2)打散缠结布草：所述缠结扫描装置识别布草中的布草团体积，所述状态监测系统根据数据存储中心预先设定的布草团体积阈值判断是否为缠结布草，当判断为缠结布草后，通过所述智能决策系统向所述智能调度系统发送指令，控制分拣系统的机械手将缠结布草打散；

(1-3)确定布草类型：所述标签扫描装置扫描所有布草的RFID标签，并将读取的信息存储于数据存储中心；根据数据存储中心预先设定的参数确定布草的具体种类，并通过分拣系统的机械手将不同种类的布草分开；根据数据存储中心预先设定的各布草类型的标准洗涤寿命，将超过标准洗涤寿命的布草进行回收处理；

(1-4)去除破损布草：所述破损识别装置对布草表面进行识别，若所述状态监测系统发现布草有明显破损痕迹，则通过所述调度终端将破损布草进行回收，数据存储中心记录破损布草的种类与数量，确保布草总体数量正确；

(1-5)污渍识别：所述污渍识别装置扫描布草表面的污渍痕迹并将污渍信息上传至状态评估系统，通过对比预设污渍信息，智能决策系统按特种污渍与常规污渍两种类型，同时联动调度终端将各种不同类型的布草的再按不同的污渍类型分拣开，便于后续进行不同的洗涤操作；

所述洗涤控制过程如下：

(2-1)选择洗涤线：所述智能决策系统根据分拣系统上传至数据存储中心中的分拣信息，联合智能调度系统为每一批经第一吊带机构运来的不同种类、不同污渍类型、不同数量的布草选取合适的洗涤线，并采用不同的洗涤方案；

(2-2)将布草送入对应的洗涤线中洗涤，洗涤完成后通过洗涤单元中的穿梭机将布草送至第一升降机中，最终到达烘干单元；

所述烘干控制过程如下：

(3-1)布草分类：首先将第一升降机送来的布草暂存于烘干单元中的脱水布草暂存区；然后所述智能调度系统将需要后整理的布草和不需要后整理的布草分开送入烘干单元的两组穿梭机中；

(3-2)布草烘干：当两类布草分别通过两组穿梭机送入两组烘干机，所述方案决策系统根据两类布草的特性确定相应的烘干参数；

(3-3)布草消杀：烘干后的布草经由所述消毒杀菌系统进行消毒杀菌，然后将不需要后整理的布草直接通过所述运输线运往仓储单元进行存储，而将需要后整理的布草通过第二吊带机构运往后整理单元；

所述后整理控制如下：

(4-1)布草展平：所述监控系统检测到后整理单元中的烘干布草暂存区有待整理的布草后，由所述集群控制台驱动后整理单元中的展布机将布草完全展平；

(4-2)布草洁净度检测：所述集群控制台驱动后整理单元中的洁净度检测系统对布草进行洁净度检测，洁净度检测包括污渍检测、PH值检测和病菌检测；检测不合格的布草通过调度终端送回洗涤单元进行重新洗涤；

(4-3)布草熨烫折叠：所述方案决策系统调取数据存储中心中存储的该批次布草的RFID标签信息，确定布草类型，根据布草类型将布草送入不同的整理线进行整理；

(4-4)写入洗涤信息：通过后整理单元中的洗涤信息写入装置将布草的洗涤信息和检测信息写入布草上的RFID标签中，并将这些信息上传至数据存储中心；信息写入完成后将布草通过第二升降机送至仓储单元进行仓储。

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