随着国家关于棉花产业政策的改革和国际棉花产业格局变化的不断发展,棉花产业作为传统产业,面临着巨大的挑战和创新机遇。从2008年开始,随着棉花机械化采摘的推广应用和棉检体制改革,棉花加工行业整体在加工质量、加工工艺、在线监测、智能控制等方面有了大幅度的提高,形成了一定的技术积累。近年随着工业4.0、中国制造2025、智能制造等概念政策的提出,以及互联网的发展,物联网技术的应用正迅速渗透着各行各业。传统制造企业都在积极的在生产的各个环节对数据化、智能化等进行探索。棉花加工行业粗放型加工产业的特点,也逐步向注重节能高效、智能控制的方向发展。当前国内外棉花价格的市场化竞争剧烈,国内棉花加工市场一直在饱和状态,棉花加工企业经济效益压力大。致使棉花加工企业去探索对棉花加工过程中下脚料的有效纤维回收利用,以达到延长棉花产业链层次,提升棉花行业整体效益的目的。但由于下脚料中含杂量高,对其相关加工设备和工艺的研究远远落后于皮棉加工。加工设备和工艺技术落后,造成效益不稳定,安全事故频发。生产成本控制与经济效益矛盾突出。为此,本课题根据当前棉花加工行业现状,围绕清理回收棉花加工过程中排出下脚料中有效纤维,对棉花不孕纤维的清理回收设备与工艺进行分析,根据不孕籽纤维回收工艺特点及生产管理需求,利用当前物联网技术自动化与信息化深度融合突破口的优势,结合云生态基础,设计一套轻量级、实用性强的监测管理系统。主要进行了以下研究:1、分析了当前国内外棉花加工情况以及当前国内大环境下,对下脚料的有效纤维回收利用存在的问题,包括对近年棉花加工技术理论和发展趋势的相关研究,根据相应技术理论,研究了下脚料的有效纤维的清理原理;对产出的有效纤维,结合棉花加工上下游行业,进行了需求分析。为后续关键设备性能参数确定及工艺需求的确定提供理论依据。2、设计了一套循环式不孕籽清理回收工艺。分析了现有不孕籽加工生产存在的问题,根据原料、产品的供需特点以及标准化生产的需求,对加工工艺进行了优化设计,优化了配套设备的选型。使用CFD模拟方法对关键设备的结构进行了优化;结合云平台特点,对各设备控制方案进行了优化设计,从工艺控制的角度选择控制点,进行了自动化控制设计,探索了针对不孕籽原料特点的工艺参数设置,以提升加工质量。3、结合云平台数据聚合功能,重点就不孕籽加工进行了基于M2M框架的工艺监测管理系统设计。监测采用单机单控的模式,通过数据采集终端把设备运转情况进行采集,直接上传到云平台,完成了对信号采集及上传云平台硬件设计,包括选型、数据采集系统设计等。设计硬件、软件的工作流程。初步完成云端监控系统设计及云平台搭建。4、结合云端数据库优势,设计了一套不孕籽工艺监测、工艺参数优化和工艺策略推荐的机制。通过优化工艺,以达到提高经济效益的目的。通过以上分析和设计工作,本文最终完成了基于云平台互联网技术在棉花不孕籽纤维回收工艺上的应用设计。结合不孕籽纤维特点和云平台功能优势,对回收式清理工艺进行了设计优化及监测系统设计,探索了一套轻量级、有效实用、数据化、智能化的应用方法。探索了通过对设备电机运转状态(电流、转速)的检测,实现远程以报警及诊断的机制,同时设计了基于物料信息、工艺参数、价格预测的加工工艺策略的推荐机制。基于云平台对不孕籽清理加工工艺的自动化、数据化、监控、评估、设备管理进行的应用,有利于提升棉花产业层次,延伸产业链,提高棉花产业的整体经济效益有非常积极意义。