烟草机械设备寿命周期监测实践分析

王福臣

摘要：烟草包装设备的维修管理质量直接影响到了烟草的质量，对行业的经济效益也有十分重要的影响。近年来，随着科学技术的发展和互联网的普及，我国烟草机械设备也迎来了新的发展机遇和挑战。本文就烟草机械全设备寿命周期监测展开探讨。

关键词：烟草；机械；设备；寿命

引言

设备全寿命周期监测系统能够将设备的运行状况通过数据传输的方式送达全寿命周期管理云平台，并对数据进行信号处理和评估，以此来判断设备是否处于正常或非正常状态，可以远程统筹管理设备状态，发现设备早期潜在故障，为设备的长期平稳运行提供了可靠的技术保障。

1 设备故障预测与健康管理

故障预测与健康管理是对复杂系统传统使用的机内测试和状态健能力的进一步扩展，它是从状态监控向健康管理的转变。这种转变引入了对系统未来可靠性的预测能力，能够显著降低使用与保障费用，提高系统安全性、完好性和任务成功性，实现故障的监测和自主式保障。现代烟草生产设备正在向大型化和智能化方向发展，但精度高、传动机构复杂相应也导致烟草设备故障表现出很大的随机性，一旦出现故障就会导致整条生产线停产，造成巨大的经济损失。智能在线监测系统通过将烟草设备的运行状态信息进行综合分析，能够在不停机的情况下对设备的异常情况及时报警。

2 烟草机械在线监测展示平台

通过振动数据采集模块将烟草机械不同测点的振动数据上传到FTP服务器，再经FTP服务器分发到本地的MySQL数据库，在线监测系统通过调用数据库，展示到在线平台。如图1为在线展示平台逻辑组成。

图 1 在线展示平台逻辑组成图

2.1烟草机械生产设备

烟草机械生产设备包括卷烟机和包装机，根据设备维修供应链备货情况，在易耗件、关键件部位设置相关监测点。如在包装机上选取联轴器、烟支第一推进器、烟支第二推进器、左右车身拼接处、一号轮后端、五号轮前端、五号轮后端、减速机输入端、商标吸附轮、油液监测等部位设置；在ZJ112型卷烟机上选取VE大风机、VE硫化床风机、刀头、切纸轮、机械手、接烟轮、Max第二传动箱、Max大风机等部位设置。通过在线监测系统，可以直观地获取到实时振动情况，当振动超过某阈值或达到预先配置的预警策略时，触发振动预警信号。当油液清洁度信号超过报警值，触发油液清洁报警信号。通过实时监测平台，可以使包装机和卷烟机得到及时的检修保养，掌握设备的运行情况，延长各部件的寿命周期。

2.2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位模数转换器。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。如图２所示，传感器布置安装在设备上，用于测量设备各部件的振动或温度信号。传感器连接设备和振动采集模块。振动采集模块放置在独立的控制柜内，并就近配置在烟机设备的附近，烟机设备给控制柜提供２２０Ｖ电源以及网络接口。所有采集模块同步采集，采集到的原始数据通过ＰＯＷＥＲＬＩＮＫ通信协议传输到ＰＬＣ系统。

2.3云端分析系统

故障预警需要提前在软件中制定策略，当软件中的信息触发了策略中的报警信号，系统会自动报警。这些策略是由分析师根据长期积累的分析经验做出的，设备的故障振动信号往往存在一定的误差，因此分析师需要将故障诊断与预测技术深入地与烟草设备结合，对设备故障演化机理理解不断深入，不断微调策略，以提高其预测精度。在每次更新时将最新的报警策略配置到在线监测展示平台。

图2 云端分析系统的逻辑组成图

如图2为云端分析系统的逻辑组成图。通过FTP服务器将振动数据分发到云端MySQL数据库，云端分析系统读取MySQL数据库中的数据，供分析师查看分析。

2.4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。

3 提升烟草企业经济效益的有效策略

加强烟草企业精细化管理。为能够有效提升烟草企业的经济效益，首先要加强企业内部的精细化管理，这样可使企业发展的目标与方式更加明确。精细化管理理念首先是以企业长期发展的目标作为导向，并且将将低成本增加企业的效益，以及各种理念都落实到管理过程当中。针对精细化管理的一些方案与计划，必须要进行有效的落实，同时针对结果进行及时跟进，一旦发现不符合方案的部分要能够及时纠正，或者商讨出更好的解决措施。其次应该帮助烟草企业针对设备、原材料，以及人力、专利等方面的成本进行有效控制，保证既不会由于过分削弱成本而造成产品质量下降，也不会由于忽视成本压缩产生烟草整体价格提升等状况。最后应做到统筹兼顾，促进企业能够获得更加稳定的发展，协调好各方的能力与资源。（2）重视产品营销。在媒体发展越来越迅速的当下，为了能够保证烟草企业的经济效益，必须要做好宣传营销工作。国内的很多传统媒体、自媒体都能够承接产品营销的工作，以此增强产品的知名度，在宣传产品时也可为企业树立起良好的形象。产品的营销必须要从市场化取向的改革入手，保证在坚持降本增效的理念时，兼顾货源、品牌和消费等多方面内容，促进对市场总量的把控。其次应在掌握烟草行业的市场状况，了解供需变化的情况下，防止出现产品过剩或供应不足的现象。

4 制丝设备的发展趋势

我国烟草机械在制丝设备方面将侧重研究制丝工序对产品质量、加工原理和加工方式的影响，以及影响工艺质量的控制技术、控制参数和再造技术。在此基础上根据叶组配方模块的加工特性，研发先进的烘丝、回潮、膨胀、切丝设备与技术，并开发均匀性好、针对性强、精确度高的加料设备。同时还要探索新型的膨胀烟丝技术，完善二氧化碳膨胀烟丝工艺。并根据国内现有的卷烟制丝技术，研究制丝线专用检测、低强度松散回潮、隧道式多喷嘴加香加料等工序的相关设备。优化制丝线柔性制造系统。

结语

通过在线监测平台和云端分析系统对烟草机械的监测和预警，构建了烟草机械的全设备寿命周期的监测，使得烟草机械的设备寿命周期迅速地展现。在线智能预警与有丰富经验的故障预测与健康管理分析师分析归纳结合，不断提高对烟草机械故障的预警能力，降低生产过程中的设备风险，为安全生产提供了强力保障。

参考文献

[1]景博,杨洲,张劼等.故障预测与健康管理系统验证与确认方法综述[J].计算机工程与应用,2017,47(21):23-27.

[2]杨根成．现代烟草工业设备点检现代化管理[J].设备管理与维修，2015（01）：11-12.