CN1378006A - 模糊控制工业洗衣机浑浊度的检测及控制方法 - Google Patents

模糊控制工业洗衣机浑浊度的检测及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种采用模糊控制技术进行洗涤控制的工业洗衣机中浑浊度的检测及控制方法;其主要原理是:当主洗时间达到所确定的值TJ后,洗衣机继续执行主洗程序,中央处理器每隔一定时间检测一次浑浊值HSn,计算出实时的浑浊度增长率Kn,并将浑浊度增长率Kn与模糊规则库中的基准浑浊度增长率KJ作比较,若Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N,中央处理器就发出指令结束主洗程序;否则,中央处理器将不终止主洗程序,并继续上述的检测和比较工作,直到Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N为止;上述方法的优点是:能实时地检测出浑浊度的变化情况,及时地调整主洗时间,大大地提高了衣物的洗净率,提高了工作效率。

Description

模糊控制工业洗衣机浑浊度的检测及控制方法
技术领域
本发明涉及到采用模糊控制技术进行洗涤控制的工业洗衣机，尤其涉及到该种洗衣机中浑浊度的检测及控制方法。
背景技术
模糊控制技术已在家用洗衣机行业得到成功应用，其主要工作原理是：通过若干个传感器来分别检测并推理出被洗衣物的面料性质——即布质、被洗衣物的重量——即布量、及被洗衣物的脏污程度和脏污性质等信息，中央处理器得到上述这些信息后，再根据贮存在模糊规则库中的、与上述信息有关的数据函数关系，并通过模糊推理和计算，使洗衣机采用最佳的程序——如合适的主洗时间、合适的用水量、适当的转速等来进行洗涤工作；上面所述的数据函数关系是指布质、布量、脏污程度等信息与洗衣机的主洗时间、洗涤时的用水量、滚筒的转速及洗涤剂的用量等洗涤参数之间的函数关系，这些函数关系通常可以通过大量的洗涤实验来得到，中央处理器将这些函数关系作为模糊推理的依据、并预先贮存在模糊规则库中，供其在模糊推理和计算中使用。
为了能检测到被洗衣物的布质、布量、脏污程度等信息，模糊控制洗衣机一般都将洗涤程序中的洗衣过程分为二个阶段，即：初洗阶段和主洗阶段，通常在初洗阶段检测并推理出被洗衣物的有关信息，中央处理器根据检测到的信息和贮存在模糊规则库中的有关数据函数关系，推理出主洗阶段的洗涤时间、所需的水量、滚筒的转速、洗涤剂的用量等参数，并进入主洗阶段，对被洗衣物进行洗涤工作。也就是说，设置初洗阶段的目的主要就是为了能检测到被洗衣物的布质、布量、脏污程度等信息，为中央处理器进行正确的模糊推理和计算、使洗衣机选择较佳的程序进行洗涤工作而服务。
模糊控制技术虽然已在家用洗衣机行业得到成功应用，但是，在广泛应用于宾馆、酒店、疗养院、医院、学校等场所的工业洗衣机行业，还未见使用模糊控制技术。
由上所述可知，要想使模糊控制洗衣机选择较佳的洗涤程序——如合适的主洗时间、合适的用水量、适当的转速等，以达到较好的洗涤效果——如较高的洗净率等，首先就必须较准确地检测出被洗衣物的有关信息——如其脏污程度和脏污性质等。在洗涤过程中，被洗衣物的脏污程度直接与洗涤程序主洗阶段的洗涤时间有关，一般来说，脏污程度大，所需的洗涤时间就长，脏污程度小，所需的洗涤时间就短，即：被洗衣物的脏污程度和主洗阶段的洗涤时间之间存在一定的函数关系，这种函数关系可以通过大量的洗涤实验来得到。但是，由于很难直接检测出被洗衣物的污染状况，因此，目前的模糊控制洗衣机主要通过检测洗衣桶内洗涤液的污染状况，来间接测量出被洗衣物的脏污程度和脏污性质；因为被洗衣物的脏污程度较大时，洗涤液就会较浑浊，反之，当被洗衣物的脏污程度较小时，洗涤液就不很浑浊，即洗涤液的浑浊程度与被洗衣物的脏污程度直接有关。因此，就可以通过实验找出不同的洗涤液浑浊程度与主洗阶段的洗涤时间之间的函数关系，并将这种函数关系作为模糊推理的依据贮存在模糊规则库中，供中央处理器在进行模糊推理和计算时使用。
传统的模糊控制家用洗衣机正是基于上述理论，来对洗涤液的浑浊度进行检测、并控制洗涤程序的。其主要的检测及控制方法如下：a、在洗涤程序的初洗阶段，中央处理器发出指令给浑浊度传感器，检测洗涤液的浑浊度，得到浑浊度值HC；b、中央处理器将得到的浑浊度值HC储存起来，并根据预先贮存在模糊规则库中的、该浑浊度值HC与主洗时间之间的函数关系，确定出洗衣机主洗阶段的洗涤时间TJ。
上述检测及控制方法的缺点是：中央处理器一旦得到洗涤程序初洗阶段的浑浊度值HC后，洗衣机主洗阶段的洗涤时间TJ也就一次性确定了，也就是说，不管被洗衣物的洗净程度如何、或有没有被洗净，洗衣机就只进行一次主洗的洗涤过程，当主洗的洗涤时间达到所确定的值TJ后，中央处理器就发出指令结束主洗程序，进入下一道工作程序——如漂洗等；这样的模糊控制就显得很不精确，极有可能出现衣物洗不干净的情形，操作人员还得重新翻洗，大大降低了工作效率。
发明内容
针对上述问题，本发明将提供一种新的浑浊度的检测及控制方法，该方法能在洗涤程序的主洗阶段实时地检测洗涤液的浑浊度，供中央处理器处理后及时地调整主洗时间，有效地保证了衣物的洗净率，并且大大提高了模糊控制洗衣机的工作效率。
为达到上述目的，本发明所述的浑浊度的检测及控制方法的主要原理是：当主洗阶段的洗涤时间达到所确定的值TJ后，洗衣机并不马上结束主洗程序，而是继续执行主洗程序，并且每隔一定的时间检测一次浑浊值HSn，中央处理器每隔一定时间就得到一个实时的浑浊度值HSn、并计算实时的浑浊度增长率Kn，中央处理器每得出一个实时浑浊度增长率Kn后，就与预先设定在模糊规则库中的基准浑浊度增长率KJ比较一次，并且，若Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N，中央处理器就发出指令结束主洗程序；否则，中央处理器将不终止主洗程序，并继续检测实时浑浊度值HSn，计算实时浑浊度增长率Kn，继续将Kn与KJ作比较，直到Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N时才结束主洗程序。
具体地讲，本发明所述的模糊控制工业洗衣机浑浊度的检测及控制方法，主要包括以下步骤：
a、在洗涤程序的主洗阶段，当主洗时间达到设定的时间值TJ后，中央处理器每隔一定时间发出指令给浑浊度传感器，检测洗涤液的浑浊度值HSn；
b、中央处理器得到并贮存每一次的浑浊度值HSn，同时计算浑浊度增长率Kn；计算公式为：Kn＝(HSn-HSn-1)/HSn；上式中，HSn为第n次检测到的浑浊度值，HSn-1为第(n-1)次检测到的浑浊度值；
c、中央处理器将计算出的每一个浑浊度增长率Kn都与预先设定在模糊规则库中的基准浑浊度增长率KJ作比较，若浑浊度增长率Kn小于基准浑浊度增长率KJ的次数达到设定的检验次数N，中央处理器就发出指令结束主洗程序；否则，洗衣机将继续执行主洗程序，继续检测浑浊度值HSn，计算浑浊度增长率Kn，并继续将Kn与基准浑浊度增长率KJ作比较，直到Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N时才结束主洗程序。
上面所述的主洗时间值TJ由以下方法确定：
a、在洗涤程序初洗阶段的某一时刻，中央处理器发出指令给浑浊度传感器，检测并得到洗涤液的浑浊度值HC；
b、在洗涤程序主洗阶段的某一时刻，中央处理器又发出指令给浑浊度传感器，检测并得到洗涤液的浑浊度值HS；
c、中央处理器得到上述两个浑浊度值HC和HS后，再根据贮存在模糊规则库中的、上述两个浑浊度值HC、HS与主洗时间之间的函数关系，推理出主洗时间值TJ。当然，与模糊控制家用洗衣机中应用的有关函数关系一样，上述浑浊度值HC、HS与主洗时间之间的函数关系也可以通过实验的方式来得到，并将这种函数关系作为模糊推理的依据，预先贮存在模糊规则库中，供中央处理器在模糊推理和计算时使用。
上面所述的检验次数N由以下方法确定：
a、在洗涤程序的初洗阶段的某一时刻，中央处理器发出指令给浑浊度传感器，检测并得到洗涤液的浑浊度值HC；
b、中央处理器得到浑浊度值HC后，再根据贮存在模糊规则库中的、浑浊度值HC与检验次数之间的函数关系，推理出检验次数值N。同样的，上述的浑浊度值HC与检验次数之间的函数关系也可以通过实验的方式来得到，并将这种函数关系作为模糊推理的依据，预先贮存在模糊规则库中，供中央处理器在模糊推理和计算时使用。
本发明的优点是：使用上述的检测及控制方法，能实时地检测出洗涤液浑浊度的变化情况，可以及时地调整洗衣机主洗阶段的洗涤时间，大大地提高了衣物的洗净率，提高了洗衣机的工作效率。
附图说明
图1是本发明所述的模糊控制工业洗衣机一个实施例的工作原理方框图。
实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明所述的技术方案作进一步的描述。
如图1所示，是本发明所述的模糊控制工业洗衣机的一个实施例的原理框图，图中，1是洗衣机的机壳，2是洗衣滚筒，洗衣滚筒2通过传动轴12与皮带轮3相连接，电动机4的输出力通过皮带轮3、并由传动轴12传递给洗衣滚筒2；水位传感器5用来检测洗衣滚筒2中的水位高低，水位检测电路将水位传感器5的信号传送给中央处理器；浑浊度传感器6安装在检测管道13上，用来检测洗涤液的浑浊度大小，在检测管道13上还安装有电磁阀7和排水泵8，浑浊度检测电路将浑浊度传感器6的信号传送给中央处理器，洗涤液浑浊度值的检测方法如下：当需要检测时，首先打开电磁阀7，然后再启动排水泵8，30秒后，关闭电磁阀7和排水泵8，这样，洗衣滚筒2内的洗涤液就通过检测管道13进入到浑浊度传感器6的测量槽中，由于洗涤液中往往含有大量的气泡，会严重影响浑浊度值的检测精度和检测稳定性，因此让洗涤液静止30秒后，浑浊度传感器6再开始进行检测工作，由此得到洗涤液的浑浊度值。流量传感器9安装在进水管上，用来检测进水量的多少，流量检测电路将流量传感器9的信号传送给中央处理器；电磁感应接近开关10用来检测与皮带轮3的惯性旋转次数相关的脉冲数，脉冲检测电路将接近开关10的信号传送给中央处理器；温度传感器11用来检测洗衣滚筒2内的洗涤液的温度，温度检测电路将温度传感器11的信号传送给中央处理器。中央处理器得到各传感器检测到的信号后，再根据贮存在模糊规则库中的有关数据函数关系，经过模糊推理和计算，最终去控制各路阀门的动作和电动机4的旋转，以完成模糊洗涤工作。
本实施方式所述的浑浊度的检测及控制方法如下：
a、在洗涤程序初洗阶段的第三分钟，中央处理器发出指令给浑浊度传感器6，检测此时洗涤液的浑浊度值HC；
b、中央处理器将此浑浊度值HC贮存起来，并根据贮存在模糊规则库中的、上述浑浊度值HC与检验次数之间的函数关系，推理出检验次数值N；
C、当洗涤程序进入主洗阶段后，在主洗阶段的第三分钟，中央处理器发出指令给浑浊度传感器6，检测此时洗涤液的浑浊度值HS；
d、中央处理器得到了上述两个浑浊度值HC和HS后，再根据贮存在模糊规则库中的、上述两个浑浊度值HC、HS与主洗时间之间的函数关系，推理并确定出主洗时间值TJ；
e、当主洗时间达到上面所确定的时间值TJ后，中央处理器便每隔两分钟发出一次指令给浑浊度传感器6，即每隔两分钟检测一次浑浊度值HSn，同时计算浑浊度增长率Kn，计算公式为：Kn＝(HSn-HSn-1)/HSn；上式中，HSn为第n次检测到的浑浊度值，HSn-1为第(n-1)次检测到的浑浊度值；
f、中央处理器将计算出的每一个浑浊度增长率Kn都与预先贮存在模糊规则库中的基准浑浊度增长率KJ作比较，若浑浊度增长率Kn小于基准浑浊度增长率KJ的次数达到设定的检验次数N，中央处理器就发出指令结束主洗程序；否则，洗衣机将继续执行主洗程序，继续检测浑浊度值HSn，计算浑浊度增长率Kn，并继续将Kn与基准浑浊度增长率KJ作比较，直到Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N时才结束主洗程序，并进入下一道工作程序——如漂洗程序等。
需要说明的是：一、上述浑浊度值HC与检验次数之间的函数关系、及浑浊度值HC、HS与主洗时间之间的函数关系是通过实验的方式得到的，即预先通过大量的洗涤实验，找出模糊控制技术中所需的有关数据之间的函数关系，在本实施方式中，就是浑浊度值HC与检验次数之间的函数关系、及浑浊度值HC、HS与主洗时间之间的函数关系，然后，将这些函数关系作为模糊推理的依据，贮存在模糊规则库中，供中央处理器在模糊推理和计算时使用；二、上述的基准浑浊度增长率KJ是根据国家标准GB4288-92中对洗净率的要求，即要保证洗净率大于35％，在此基础上，再通过大量的洗涤实验，所确定出的适用于模糊控制技术的一个参数，在本实施方式中，该参数定为0.04，即KJ＝0.04。三、另外，所述的检验次数N也可以由人为设定，如：检验次数N可以预先设定为三次、四次或五次等。
综上所述，本发明所述的浑浊度的检测及控制方法与传统的浑浊度的检测及控制方法相比，具有以下优点：一、能实时地检测出洗涤液浑浊度的变化情况，并根据浑浊度的变化情况及时地调整主洗时间，这样，大大提高了衣物的洗净率，提高了模糊控制洗衣机的工作效率，降低了操作工人的劳动强度。另外，本方法所确定出的主洗时间值TJ也更加准确，因为该主洗时间TJ不再简单地由初洗阶段的浑浊度值HC来确定，而是由主洗阶段某一时刻的浑浊度值HS与初洗阶段某一时刻的浑浊度值HC共同来确定的。

Claims (3)

1、模糊控制工业洗衣机浑浊度的检测及控制方法，其特征在于：主要包括以下步骤：
a、在洗涤程序的主洗阶段，当主洗时间达到设定的时间值TJ后，中央处理器每隔一定时间发出指令给浑浊度传感器，检测洗涤液的浑浊度值HSn；
b、中央处理器得到并贮存每一次的浑浊度值HSn，同时计算浑浊度增长率Kn；计算公式为：Kn＝(HSn-HSn-1)/HSn；上式中，HSn是第n次检测到的浑浊度值，HSn-1是第(n-1)次检测到的浑浊度值；
c、中央处理器将计算出的每一个浑浊度增长率Kn都与预先设定在模糊规则库中的基准浑浊度增长率KJ作比较，若浑浊度增长率Kn小于基准浑浊度增长率KJ的次数达到设定的检验次数N，中央处理器就发出指令结束主洗程序；否则，洗衣机将继续执行主洗程序，继续检测浑浊度值HSn，计算浑浊度增长率Kn，并继续将Kn与基准浑浊度增长率KJ作比较，直到Kn小于KJ的次数达到设定的检验次数N时才结束主洗程序。
2、根据权利要求1所述的检测及控制方法，其特征在于：所述的主洗时间的时间值TJ由以下方法确定：
a、在洗涤程序初洗阶段的某一时刻，中央处理器发出指令给浑浊度传感器，检测并得到洗涤液的浑浊度值HC；
b、在洗涤程序主洗阶段的某一时刻，中央处理器又发出指令给浑浊度传感器，检测并得到洗涤液的浑浊度值HS；
c、中央处理器得到上述两个浑浊度值HC和HS后，再根据贮存在模糊规则库中的、上述两个浑浊度值HC、HS与主洗时间之间的函数关系，推理出主洗时间值TJ。
3、根据权利要求1所述的检测及控制方法，其特征在于：所述的检验次数N由以下方法确定：
a、在洗涤程序初洗阶段的某一时刻，中央处理器发出指令给浑浊度传感器，检测并得到洗涤液的浑浊度值HC；
b、中央处理器得到浑浊度值HC后，再根据贮存在模糊规则库中的、上述浑浊度值HC与检验次数之间的函数关系，推理出检验次数值N。
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