人工智能在线监测技术在烟草机械故障诊断中的应用

黄俊

摘要：卷烟机组是卷烟生产中的一种十分关键的机械设备，在卷烟制造过程中，一旦因为机器的某个零部件或者设备发生了故障而没有及时发现，其后果便会使机器设备受损，更严重的情形下甚至还会出现安全事故。但是对于当前的工业生产系统，如果机器设备发生了问题而无法操作时，不但影响整个生产流程，同时也会给企业造成很大的损失。本章就智能在线监控管理系统在烟草机械设备故障诊断中的运用进行研究。

关键词：故障诊断;在线监测;烟草机械;卷接机组

引言

伴随着国家经济水平的不断提高，机械制造技术也有了较大程度提升。所以，在制造过程中机械设备的使用也越来越广泛了，但由于机械设备在工作过程中往往也会产生各种各样的质量问题，所以进行各个环节的质量监测工作也变得尤为重要了。

1.故障诊断的发展概况

十八世纪六十年代由个体生产手工业向制造业阶段的转变，由于工业革命以前是由机器设备代替人工，后来通过大型工厂化制造机器代替个体生产手工制造，有了机器之后就会产生各类故障。但随着我国经济科技和诊断科学技术的进一步发展，机械故障都是通过触摸或者声音的形式进行判断，通常情况下还得根据工作经验来判断故障并且进行修复。现如今，科学技术和新型技术的运用，设备故障诊断开始走向了新的阶段。在二十世纪六十年代，美国建立了机械故障防范组织，并提升了机械故障的研发，至于此人们对故障技术的研究逐渐呈现在人们眼前并且被广大学者重视。随着科技的发展和自动化的运用，机械诊断技术已经向人工智能化方向发展，它可以更快速的解决机械故障。

2.设备故障预测与健康管理

通过数据监控和分析来预测烟草机械故障的发生，从根本上提升机械的运作效率。故障预警和设备健康管理主要功能是提供对设备管理的状态感知，以监测机器的工作状况、故障发生情况以及使用周期，是从监控状态向健康管理方向的转变。这种改变提升了系统今后的预测能力，减少烟草机械的使用和保障费用，保证机械系统的安全性和使用率，保证了烟草机械故障检测和自主式保障。当前中国的烟草生产设备已经开始朝高度自动化方面发展，但是，由于机械传动机机构复杂和精度高，将会导致机械故障率的提升，各大烟厂一旦发生卷烟设备机械故障就会停产、停工，为企业造成严重的损失。现在智能在线监控系统可以在烟草设备对状态信息进行大数据分析，可以在不停产、停工的状态下对异常情况进行报警。

3.在中国烟草行业中，故障诊断技术的发展

3.1智能化诊断

因为卷烟机械复杂且精度高，在发生故障的时候要想正确且全面的知道故障的成因是相当困难的，再加上由于机械技术还不能发展到一定的阶段，也就严重制约着智能机器故障诊断技术的进展，这不仅仅是卷烟机械方面所必须面临的问题，同样也是在整个行业机器检测领域当中需要克服的问题。在当前，故障诊断技术人员一定要注意对基础知识的掌握，也就只有在继续学习的过程中丰富已有的方法，并且还要发展新型的方法，才能完善智能故障诊断系统。

3.2专家系统的發展

专家系统也是现代计算机科学的重要发展方面，它能够为一些现实的应用领域提出比较贴切的咨询服务。专家诊断系统与一般烟草机械的故障诊断技术融合，是现代发展的必然趋势。而专家诊断系统与一般计算机最不相同的地方就是，它能够按照一般故障诊断系统的要求设计相应的业务接口，而这些接口都是更专业、更方便的。

3.3计算机的远程故障诊断技术

随着技术的发展特别是移动网络时代的来临，在烟草设备行业当中也实现了远程故障诊断等新型技术，他们能够在相关装置上创建监测点，通过把收集出来的数据通过网络传送到有关检测企业甚至是检测人员的计算机上，这不但能够减少发生故障的几率，同时也大大提高了检测水平。但想要能够进行远程故障诊断，此时就一定需要建设完备的信息收集体系，内容包含了信号处理、采集技术等，在故障诊断后可以利用互联网实现远程数据传输。

3.4智能在线监测系统之数据存储层

采集层的所有数据都是通过POWERLINK通信协议上传至PLC中的CF缓存内，数据可以存放7天。不仅如此，PLC通过FTP协议把波形数据上传至工控机的FTP服务器中，然后将数据上传至FTP客户端。把波形数据文件上传到数据库中，通过工控机FTP服务器及远端FTP客户端对波形数据进行永久保存。

3.5烟草行业智能化诊断的发展方向

而当前随着科学技术的日益发达，对烟草行业也产生了重要推动作用，特别是智能机械的产生不但提高了工作效率同时也减少了生产成本，但智能机器大多是有机器本身、感应器、以及相关的装置所构成。除此之外，有些设备还可以在遭受外部的影响下仍然可以保持正常工作，这就实现了对故障的智能化检测效果。但是假如能够在整个烟草机械产业中完全做到自动化，故障的自我检测能力还必须进一步加强对智能与机械动力学科的投入和研发，另外还有涉及智能材料的研究以及人工智能算法的研发等一系列课题。

4.结语

烟机智能在线检测系统的数据收集层、PLC硬件管理层、数据储存层、智慧数据分析层共四层的结构系统，与感应器、PLC、工控机和数据分析软件系统的紧密联系，能够精确地自动检测所有的常见机械故障，并可以迅速地针对机械设备振动状况适时给出警示，因此对于烟草产业的PHM控制系统快速发展，及其余产业机械设备检测应用均具有相当的借鉴价值。

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