人工智能在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在煙草機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用

黃俊

摘要：卷煙機(jī)組是卷煙生產(chǎn)中的一種十分關(guān)鍵的機(jī)械設(shè)備，在卷煙制造過程中，一旦因?yàn)闄C(jī)器的某個(gè)零部件或者設(shè)備發(fā)生了故障而沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，其后果便會(huì)使機(jī)器設(shè)備受損，更嚴(yán)重的情形下甚至還會(huì)出現(xiàn)安全事故。但是對(duì)于當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)，如果機(jī)器設(shè)備發(fā)生了問題而無法操作時(shí)，不但影響整個(gè)生產(chǎn)流程，同時(shí)也會(huì)給企業(yè)造成很大的損失。本章就智能在線監(jiān)控管理系統(tǒng)在煙草機(jī)械設(shè)備故障診斷中的運(yùn)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：故障診斷;在線監(jiān)測(cè);煙草機(jī)械;卷接機(jī)組

引言

伴隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，機(jī)械制造技術(shù)也有了較大程度提升。所以，在制造過程中機(jī)械設(shè)備的使用也越來越廣泛了，但由于機(jī)械設(shè)備在工作過程中往往也會(huì)產(chǎn)生各種各樣的質(zhì)量問題，所以進(jìn)行各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量監(jiān)測(cè)工作也變得尤為重要了。

1.故障診斷的發(fā)展概況

十八世紀(jì)六十年代由個(gè)體生產(chǎn)手工業(yè)向制造業(yè)階段的轉(zhuǎn)變，由于工業(yè)革命以前是由機(jī)器設(shè)備代替人工，后來通過大型工廠化制造機(jī)器代替?zhèn)€體生產(chǎn)手工制造，有了機(jī)器之后就會(huì)產(chǎn)生各類故障。但隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)科技和診斷科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械故障都是通過觸摸或者聲音的形式進(jìn)行判斷，通常情況下還得根據(jù)工作經(jīng)驗(yàn)來判斷故障并且進(jìn)行修復(fù)?，F(xiàn)如今，科學(xué)技術(shù)和新型技術(shù)的運(yùn)用，設(shè)備故障診斷開始走向了新的階段。在二十世紀(jì)六十年代，美國(guó)建立了機(jī)械故障防范組織，并提升了機(jī)械故障的研發(fā)，至于此人們對(duì)故障技術(shù)的研究逐漸呈現(xiàn)在人們眼前并且被廣大學(xué)者重視。隨著科技的發(fā)展和自動(dòng)化的運(yùn)用，機(jī)械診斷技術(shù)已經(jīng)向人工智能化方向發(fā)展，它可以更快速的解決機(jī)械故障。

2.設(shè)備故障預(yù)測(cè)與健康管理

通過數(shù)據(jù)監(jiān)控和分析來預(yù)測(cè)煙草機(jī)械故障的發(fā)生，從根本上提升機(jī)械的運(yùn)作效率。故障預(yù)警和設(shè)備健康管理主要功能是提供對(duì)設(shè)備管理的狀態(tài)感知，以監(jiān)測(cè)機(jī)器的工作狀況、故障發(fā)生情況以及使用周期，是從監(jiān)控狀態(tài)向健康管理方向的轉(zhuǎn)變。這種改變提升了系統(tǒng)今后的預(yù)測(cè)能力，減少煙草機(jī)械的使用和保障費(fèi)用，保證機(jī)械系統(tǒng)的安全性和使用率，保證了煙草機(jī)械故障檢測(cè)和自主式保障。當(dāng)前中國(guó)的煙草生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)開始朝高度自動(dòng)化方面發(fā)展，但是，由于機(jī)械傳動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)復(fù)雜和精度高，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)械故障率的提升，各大煙廠一旦發(fā)生卷煙設(shè)備機(jī)械故障就會(huì)停產(chǎn)、停工，為企業(yè)造成嚴(yán)重的損失?，F(xiàn)在智能在線監(jiān)控系統(tǒng)可以在煙草設(shè)備對(duì)狀態(tài)信息進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析，可以在不停產(chǎn)、停工的狀態(tài)下對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警。

3.在中國(guó)煙草行業(yè)中，故障診斷技術(shù)的發(fā)展

3.1智能化診斷

因?yàn)榫頍煓C(jī)械復(fù)雜且精度高，在發(fā)生故障的時(shí)候要想正確且全面的知道故障的成因是相當(dāng)困難的，再加上由于機(jī)械技術(shù)還不能發(fā)展到一定的階段，也就嚴(yán)重制約著智能機(jī)器故障診斷技術(shù)的進(jìn)展，這不僅僅是卷煙機(jī)械方面所必須面臨的問題，同樣也是在整個(gè)行業(yè)機(jī)器檢測(cè)領(lǐng)域當(dāng)中需要克服的問題。在當(dāng)前，故障診斷技術(shù)人員一定要注意對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，也就只有在繼續(xù)學(xué)習(xí)的過程中豐富已有的方法，并且還要發(fā)展新型的方法，才能完善智能故障診斷系統(tǒng)。

3.2專家系統(tǒng)的發(fā)展

專家系統(tǒng)也是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)的重要發(fā)展方面，它能夠?yàn)橐恍┈F(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域提出比較貼切的咨詢服務(wù)。專家診斷系統(tǒng)與一般煙草機(jī)械的故障診斷技術(shù)融合，是現(xiàn)代發(fā)展的必然趨勢(shì)。而專家診斷系統(tǒng)與一般計(jì)算機(jī)最不相同的地方就是，它能夠按照一般故障診斷系統(tǒng)的要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的業(yè)務(wù)接口，而這些接口都是更專業(yè)、更方便的。

3.3計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)

隨著技術(shù)的發(fā)展特別是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來臨，在煙草設(shè)備行業(yè)當(dāng)中也實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程故障診斷等新型技術(shù)，他們能夠在相關(guān)裝置上創(chuàng)建監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過把收集出來的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳送到有關(guān)檢測(cè)企業(yè)甚至是檢測(cè)人員的計(jì)算機(jī)上，這不但能夠減少發(fā)生故障的幾率，同時(shí)也大大提高了檢測(cè)水平。但想要能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷，此時(shí)就一定需要建設(shè)完備的信息收集體系，內(nèi)容包含了信號(hào)處理、采集技術(shù)等，在故障診斷后可以利用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸。

3.4智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)之?dāng)?shù)據(jù)存儲(chǔ)層

采集層的所有數(shù)據(jù)都是通過POWERLINK通信協(xié)議上傳至PLC中的CF緩存內(nèi)，數(shù)據(jù)可以存放7天。不僅如此，PLC通過FTP協(xié)議把波形數(shù)據(jù)上傳至工控機(jī)的FTP服務(wù)器中，然后將數(shù)據(jù)上傳至FTP客戶端。把波形數(shù)據(jù)文件上傳到數(shù)據(jù)庫中，通過工控機(jī)FTP服務(wù)器及遠(yuǎn)端FTP客戶端對(duì)波形數(shù)據(jù)進(jìn)行永久保存。

3.5煙草行業(yè)智能化診斷的發(fā)展方向

而當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，對(duì)煙草行業(yè)也產(chǎn)生了重要推動(dòng)作用，特別是智能機(jī)械的產(chǎn)生不但提高了工作效率同時(shí)也減少了生產(chǎn)成本，但智能機(jī)器大多是有機(jī)器本身、感應(yīng)器、以及相關(guān)的裝置所構(gòu)成。除此之外，有些設(shè)備還可以在遭受外部的影響下仍然可以保持正常工作，這就實(shí)現(xiàn)了對(duì)故障的智能化檢測(cè)效果。但是假如能夠在整個(gè)煙草機(jī)械產(chǎn)業(yè)中完全做到自動(dòng)化，故障的自我檢測(cè)能力還必須進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)智能與機(jī)械動(dòng)力學(xué)科的投入和研發(fā)，另外還有涉及智能材料的研究以及人工智能算法的研發(fā)等一系列課題。

4.結(jié)語

煙機(jī)智能在線檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收集層、PLC硬件管理層、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存層、智慧數(shù)據(jù)分析層共四層的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，與感應(yīng)器、PLC、工控機(jī)和數(shù)據(jù)分析軟件系統(tǒng)的緊密聯(lián)系，能夠精確地自動(dòng)檢測(cè)所有的常見機(jī)械故障，并可以迅速地針對(duì)機(jī)械設(shè)備振動(dòng)狀況適時(shí)給出警示，因此對(duì)于煙草產(chǎn)業(yè)的PHM控制系統(tǒng)快速發(fā)展，及其余產(chǎn)業(yè)機(jī)械設(shè)備檢測(cè)應(yīng)用均具有相當(dāng)?shù)慕梃b價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳東、楊光露、魏新峰、索糧.人工智能在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在煙草機(jī)械故障診斷中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造，2020，58（11）：3.

[2]姚明鏡，張春良，岳夏.故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)械制造，2014，52（6）：5.

[3]王振亞，楊虹.故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械中的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì).

[4]張海烽.故障診斷技術(shù)在煙草機(jī)械中的應(yīng)用淺析[J].工程技術(shù)（引文版）.

[5]曹國(guó)慧.基于油中氣體分析的多種人工智能技術(shù)在變壓器故障診斷中的應(yīng)用[D].鄭州大學(xué)，2004.