[摘要]烟草生产需要机械的运转，烟草设备的状态监测系统可以分为四层，依次是采集层、网络传输层、实时监测层以及在线分析层。为了从根本上提升烟草企业设备运行效率以及生产的稳定性，帮助烟草公司降低设备维修成本对烟草机械智能在线系统在烟草机械故障诊断中的应用效果进行分析探讨。
[关键词]智能在线监测系统；烟台机械；故障诊断；
现阶段，在烟草生产中对设备故障的诊断技术受到了高度重视，因此机械诊断技术在新时期也作为新学科，在进入新世纪后不仅得到了快速发展，尤其是互联网技术的应用已经迈入了智能化阶段。
就目前为止，在科学技术飞速发展的今天，机械诊断技术在烟草生产中给予了高度重视，特别是互联网技术的运用已经向智能化的阶段迈进。
一、故障诊断的发展概况
十八世纪六十年代从工厂手工向工业阶段过渡，工业革命是以机器设备取代人工，通过大规模工厂化生产取代个体工厂手工生产，有了机械后就会出现各种故障，随着我国经济技术与诊断技术的不断发展，机械故障都是通过触摸或者声音的形式进行判断，通常情况下还是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，美国创建了机械故障预防小组，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。
二、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。故障预测与健康管理（Prognostics Health Management，PHM）主要是提升设备管理的状态感知，监控机械的运行情况、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，缩小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。当前我国烟草生产设备开始向智能化方向发展，可是，机械传动机机构复杂和精度高的原因也使得机械故障的提升，如果出现故障就会停产、停工，为企业造成严重的损失。现在智能在线监测系统在烟草设备的云心状态信息进行分析，可以在不停产、停工的状态下对异常情况进行报警。
三、烟草机械智能在线监测系统
卷烟包装设备需要智能在线监测系统的实时监测，是对系统数据库中的设备振动数据进行分析，烟草机械会出现不对称、皮带磨损、对平衡、松动、电机定转子故障等典型故障，振动分析软件内安装了故障模型[1]。倘若设备有潜在故障，系统就会报警，让工作人员上报维修人员解决潜在问题。
3.1智能在线监测系统之系统架构
采集层、PLC硬件处理层、数据存储层、智能分析层是智能在线监测系统的四个构成部分。
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图１ 烟草机械智能在线监测架构图
3.2智能在线监测系统之数据采集层
传感器接收和传感器是数据采集层的两个组成部分。智能在线监测系统的振动传感器运用工业加速振动传感器——T101A，传感器接收模块则是运用24为模数转换器构成[2]。为了获得全通道数据采集功能，将传感器采集到的所有信息进行模拟信号，然后通过24为模数转换器把模拟信号转换成数字信号。将传感器安装到检测设备中，主要是对测量设备的不同部件的震动和温度进行测量。传感器连接到震动采集模块和设备上。将震动采集模块安装到控制柜中，然后安装在烟草设备旁边，控制柜需要进行网络连接，电源为220V。全部采集模块同步采集，采集到的原始数据通过POWERLINK通信协议传输到PLC系统。如图2所示。
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图２ 震动采集模块
3.3智能在线监测系统之PLC硬件处理层
将采集层的全部数据上传到PCL系统中进行处理，然后获得波形数据。波形数据时长为五分钟每组[3]。如果需要进行波形数据的采集，就需要通过PLC的IP地址进行，直接触发临时采集程序，采集层可直接上传所采集的信号。
3.4智能在线监测系统之数据存储层
通过图3可以看出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[4]。
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图３ 数据存储示意图
3.5智能在线监测系统之智能分析层
振动数据进行采集和预处理后需要通过分析软件进行分析。因为分析软件可以对振动数据进行专业、形象的功能分析，然后可以把振动数据制作成实时趋势图、频谱瀑布图、振动时域图、历史趋势图、FFT频谱图、轴心轨迹图、拓扑图和棒形图、加速度包络时域图和频谱图、轴中心位置图、伯德图、奎斯特图、极坐标图、层叠图等[5]。分析软件可以将振动数据结果进行轴承缺陷频率报警、总值报警、颜色报警、频段报警等，清楚的诊断出烟草设备的共振、叶片损坏、不平衡、轴承损坏、转子定子问题、齿轮啮合故障、不对中、汽蚀、基础松动、皮带磨损等故障。智能在线监测系统软件就会自动进行频谱分析，帮助维修人员确定设备故障类型。
四、结论
综上所述，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构成智能在线监测系统，智能在线监测系统可以把传感器、PLC、工控机及分析软件进行有机结合，在一定程度上可以自动诊断烟草设备的机械故障，通过设备振动情况进行报警，智能在线监测系统在烟草行业以及其他设备检测的应用效果显著。
[参考文献]
[1]胡伟,孟建明,尹志良.故障诊断在烟草机械领域中的应用研究[J].内燃机与配件,2020(05):129-130.
[2]简金领.烟草设备的故障诊断技术应用与展望[J].科技创新导报,2019,16(24):65+67.
[3]王凯雄.机械状态监测及智能诊断系统探讨[J].内蒙古煤炭经济,2018(14):34+92.
[4]萨仁朝格图. 智能装备机械故障物联网监测诊断服务平台[D].大连理工大学,2018.
[5]杨兰.机械状态监测及智能诊断系统的研究[J].化学工程与装备,2013(01):36-38.