关键词：故障诊断；在线监测；烟草机械
引言
伴随着我国经济水平在不断的提升，生产技术水平也有了很大程度上的提高，因此，生产过程中机器的应用已经变得十分普遍，但是机器在运行过程中经常会出现一系列的问题，因此做好每个环节的诊断工作就显得十分重要了。
1烟草机械的特点及出现的问题原因分析
1.1烟草机械的通用设备
烟草生产过程中所使用的通用设备与其他产品的生产企业所使用的设备大致相同，包括电力设备和传动装置这种常用的设备，这些设备的主要特点就是满足生产所需的基本动力和生产流程，为其他设备提供充足的动力保障，还包括一些安全设施和装置，用于维护和检修设备的一些修理工具，能够保证烟草生产的安全性和持续性，针对这些设备出现的故障问题，因为其具有很普遍的使用规程和运行特点，所以在进行故障诊断时就较为容易，分析成因以及解决问题的方式都有比较成熟、可靠的机制和措施，形成故障的原因一般是设备的质量问题以及一些高负荷运转带来的磨损和老化等问题，只要采取相应的检测方式和排除方案就可以修复，比如用于厂房内空气流通的引风机，就可以采取振动法进行故障的诊断。
1.2烟草企业的专用设备
烟草的生产是具有专门的设备，虽然这些设备的体型相对来说都非常小，但是它所发挥的作用却是极其关键。同时这种设备也是具有一定特殊性质，在对其进行故障诊断的时候也是极其复杂的。因为烟草生产设备在工作过程中它是分为多个不同的子系统进行操作，并且每一个系统的工作都存在着不同。它们在运行时还经常对周围的机器造成信号干扰，而且它们的传输系统也不一样，所以其内部就会形成机械攻击，所产生的振动就会超出正常的范围之内。同时由于其精确度存在着问题，因此就无法将传感器进行定位。而且机械设备的材料不具有金属磁性，磁铁上也是使用固定的传感器，所以测量工作就会存在着一定的难度。同时烟草生产需要不间断的进行，很难对设备进行清除，因此也难以验证诊断的结果。
2烟草机械智能在线监测系统
（1）数据采集层。数据采集层包括传感器和传感器接收模块。振动传感器采用工业加速度振动传感器T101A，传感器接收模块采用24模数转换器。传感器采集到的信号为模拟信号，通过24位模数转换器将模拟信号转换为数字信号，实现真正意义上的全通道数据采集功能。（2）PLC硬件处理层采集层采集到的原始数据传输到PLC系统后，需要经过PLC系统中的数据采集策略处理，得到振动的波形数据。其获取波形数据响应速度可达5分钟／组。PLC与工控机采用TCP／IP协议传输数据。当需要采集实时的波形数据时，可通过PLC的IP地址，直接触发临时采集程序，采集层可直接上传所采集的信号。（3）数据存储层将采集层的原始数据通过POWERLINK通信协议传输到PLC中的ＣＦ缓存中，设置７天的数据缓存备份。同时，PLC通过FTP协议将波形数据文件发送到工控机的FTP服务器，工控机FTP服务器将波形数据分发到远端FTP客户端。波形数据文件经读取注入MySQL数据库中，工控机FTP服务器及远端FTP客户端的波形数据可长期备份保存。（4）智能分析层。振动数据经过采集和预处理后，即可由分析软件进行分析。分析软件能提供丰富的专业分析功能，生成历史趋势图、实时趋势图、振动时域图和FFT频谱图、加速度包络时域图和频谱图、频谱瀑布图、层叠图、伯德图、极坐标图、奎斯特图、拓扑图和棒形图，轴心轨迹图、轴中心位置图等。分析软件能够自动生成颜色报警、总值报警、频段报警、轴承缺陷频率报警等，可准确地自动诊断出常见的机械故障：不平衡、不对中、轴承损坏、皮带磨损、基础松动、齿轮啮合故障、转子定子问题、叶片损坏、汽蚀、共振等。软件会自动进行频谱分析，确定机器故障的类型。
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3在烟草行业当中故障诊断技术的发展趋势
3.1智能化诊断
由于烟草机械设备且精度高，当出现故障的时候要想准确全面的了解故障的原因还是比较困难，再加上由于科技没有发展到相应的阶段，也就严重制约了智能故障诊断技术的发展，这不仅是烟草机械所需要面对的问题，同时也是整个行业机械诊断领域当中必须解决的问题。在当前，故障诊断人员必须要重视知识的获取，也只有在不断学习的过程中完善现有的方法，同时还要开发出新的解决方案，才能不断完善智能故障诊断系统。
3.2专家系统的发展
专家系统是现代计算机技术的一大发展方向，其可以为某些实际的应用提供更为贴切的服务。专家诊断系统和烟草机械的故障诊断技术结合是时代发展的必然。专家诊断系统和通用计算机系统不一样的地方在于，其可以根据故障诊断系统的需求设计对应的服务接口，这种接口是更专业、更便捷的。
3.3计算机网络远程故障诊断技术
随着科技的发展尤其是移动互联网时代的到来，在烟草设备行业当中也实现了远程故障诊断等新技术，其中可以在相关设备上建立监测点，通过将采集出来的数据经过互联网传输到相关诊断公司或者是诊断人员的电脑上，这样不仅可以降低出现故障的概率，同时也提高了诊断水平。但为了能够实现远程故障诊断，此时就必须要建立完善的信号采集系统，其中包括信号处理采集等，故障诊断后通过网络进行远程传输。
3.4烟草行业智能化诊断的发展方向
在当前随着科技的不断发展，对于烟草行业也起到了巨大推动作用，尤其是智能机器的出现不仅提升了效率同时也降低了成本，而智能机械主要还是有机械本体、传感器、等相应的设备而组成。有些还能够在受到外界的干扰下依然能够保持工作，这就是达到了对故障的智能化诊断效果。假如能够在烟草机械设备行业中实现智能化，故障自我诊断还需要不断加大对智能机械动力学科的投入与研究，以及相关智能材料的开发还有人工智能算法的研究等诸多课题。
结语
烟草机械智能在线监测系统的数据采集层、ＰＬＣ硬件处理层、数据存储层、智能分析层四层架构体系，将传感器、ＰＬＣ、工控机及分析软件紧密结合，可以准确地自动诊断大部分的常见机械故障，能够快速地根据设备振动情况及时提出预警，在烟草行业ＰＨＭ系统发展及其他行业设备监测应用都有一定的参考价值。
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论文作者:赵磊
论文发表刊物:《科学与技术》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/29
标签：烟草论文; 故障诊断论文; 机械论文; 设备论文; 在线论文; 智能论文; 传感器论文; 《科学与技术》2020年第1期论文;