鐘東懷

（四川中煙工業(yè)有限責任公司成都卷煙廠，四川 成都 610000）

隨著經(jīng)濟持續(xù)下滑的壓力和各方面的控制措施的落實，以及人們對煙草的健康保護意識的提高，使煙草工業(yè)的發(fā)展陷入了一個更大的困境。為了提高煙葉行業(yè)的質(zhì)量和效益，卷煙機的功能起著重要的作用，必須加強對設(shè)備的管理，確保卷煙機的正常運轉(zhuǎn)。在使用卷煙設(shè)備時，要有專門的人員進行設(shè)備的維修。

1 故障診斷的發(fā)展概述

1.1 國內(nèi)外故障診斷技術(shù)發(fā)展狀況

美國、日本、歐洲等20 個20 世紀60 年代初期的富裕國家對設(shè)備診斷技術(shù)進行了大量的探索，其中在航天、核電、電力系統(tǒng)等行業(yè)得到了廣泛應用。80 年代早期，在國內(nèi)，裝備故障檢測技術(shù)在石化、冶金、電力等行業(yè)得到了廣泛的應用，90 年代后，設(shè)備故障診斷技術(shù)已廣泛應用于國民經(jīng)濟的各大行業(yè)，如交通、礦山、化工、能源、航空、核工業(yè)等行業(yè)。尤其是在石化、電力、冶金等行業(yè)，它的應用越來越廣泛。目前，我國冶金工業(yè)中采用的故障診斷技術(shù)，可以對潛在的故障進行預測，并在故障出現(xiàn)前進行預警，避免了原材料的大量浪費和產(chǎn)品不符合標準。車輛的故障檢測技術(shù)在家用汽車上得到了廣泛的應用，通過對故障代碼的分析，該系統(tǒng)能方便地判斷出失效的部位、類型、原因。

1.2 煙草工業(yè)中的故障檢測技術(shù)進展

在卷煙設(shè)備的故障診斷方面，目前還處在初級階段。PROTOS-M5/M8 等國外先進型號已經(jīng)裝備了部分在線狀態(tài)監(jiān)控裝置，但是只能反映出裝置的操作動向，技術(shù)人員依據(jù)儀器上的資料，根據(jù)自己的經(jīng)驗來進行判定，無法進行智能判定，也無法進行遠程診斷。上海某煙草CNC科技有限公司研制的健康診斷系統(tǒng)，僅能對設(shè)備進行整體故障診斷，而不能進行故障預警，無法準確地判定出故障的部位和種類，也不能進行智能化的維修?；诮】翟\斷系統(tǒng)，開發(fā)了一種智能化的故障診斷和維護功能，能夠?qū)煓C設(shè)備的故障和類型進行實時、精確的診斷，同時，利用遠程傳送報警信號，仿真實際情況，解決問題，實現(xiàn)準確維護，是煙草工業(yè)中一種新技術(shù)。在不斷變化的市場環(huán)境下，科技水平不斷提高，使煙草設(shè)備智能化、大型化、高速化。提高了準確率和速度，并出現(xiàn)了更多的故障。如果不能及時、有效地處理，將會引起連鎖效應，造成生產(chǎn)線的停產(chǎn)，嚴重地危及員工的生命。機械設(shè)備的故障診斷技術(shù)必須跟上時代的步伐，改變過去依靠經(jīng)驗判斷的老式故障診斷技術(shù)，已不能滿足現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)需求。煙草工業(yè)要按計劃進行定期維修。

2 智能診斷和維修煙草機械設(shè)備的必要性

2.1 智能的煙機設(shè)備的檢測與維修，降低故障和生產(chǎn)損耗

針對卷煙機械的故障進行智能化的測試與維修，以適應卷煙行業(yè)向柔性化、智能化、精細化發(fā)展的需求。實施“智慧煙草廠”戰(zhàn)略的一個主要目的是要建設(shè)好“智能工廠”。傳統(tǒng)的卷煙生產(chǎn)模式已不能滿足當前形勢，而隨著煙草公司的信息化，對其進行全面的生產(chǎn)和經(jīng)營工作的要求也越來越高。煙草工業(yè)向柔性、智能、精細轉(zhuǎn)變是煙草工業(yè)發(fā)展的必然方向。為推動煙廠的精益制造，對煙機的故障進行正確的判定與維修，能有效地降低維修和設(shè)備事故，提高卷煙生產(chǎn)的各項經(jīng)濟指標。在我國煙草企業(yè)向現(xiàn)代化、智能化、信息化管理轉(zhuǎn)型過程中，在生產(chǎn)和管理方面都有了新的需求，新要求促進整個煙草行業(yè)發(fā)展更加穩(wěn)定持久，這也是社會發(fā)展進程中，煙草行業(yè)緊隨時代發(fā)展的印記。在推動煙廠精益化經(jīng)營的同時，必須注重準確判斷、準確維修和精準的保養(yǎng)。這三項措施能大大提高維護設(shè)備的經(jīng)濟性，在設(shè)備發(fā)生故障時，也能夠在較短的時間內(nèi)解決故障問題，減少生產(chǎn)的經(jīng)濟損失，為煙草企業(yè)的各項經(jīng)濟目標創(chuàng)造了有利條件。

2.2 卷煙設(shè)備故障診斷及維修的智能化分析

在智能化設(shè)備的故障診斷中，需要對各種設(shè)備進行細致的檢查和篩選，并對其工作狀況進行各種指標的收集，并對其進行參數(shù)建模。這樣做的目的是能夠及時對各項參數(shù)進行分析、比對，一旦卷煙設(shè)備出現(xiàn)故障，可以第一時間把參數(shù)結(jié)果與存儲的故障模型進行一一對比，快速有效地發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題。此外，還可以建立預警機制，最后，將智能裝備的潛在故障、類型、故障排除等信息，通過通訊終端，組織有關(guān)主管、技術(shù)人才進行例行的檢修和保養(yǎng)。在卷煙機械設(shè)備的智能化維修中，要根據(jù)各種設(shè)備研制出一套完整的設(shè)備失效記錄，把故障維修與設(shè)備維護或者是模擬故障排查方案提前做好，那么，在日常的智能診斷與維修時，就可以提前提供一整套維修故障和排查故障方案，這給維修技術(shù)人員的工作帶來了極大的便利，大大縮短了維修護理的工作時間，以期達到智能維護設(shè)備的重要目標。

3 卷煙機械設(shè)備維護中存在的問題

3.1 缺乏健全的維護機制

根據(jù)目前國內(nèi)卷煙機設(shè)備維修工作的現(xiàn)狀，許多卷煙機設(shè)備的運行狀況不能從生產(chǎn)實際出發(fā)，建立健全的管理體系，造成了許多矛盾和問題。如監(jiān)督機制不健全，設(shè)備的日常維護管理工作不夠重視，日常巡查工作加強，但形式上和表面上的問題比較嚴重，不能真正地完成設(shè)備檢修和清掃工作。一些設(shè)備經(jīng)理在維修過程中，由于技術(shù)和技術(shù)水平有待提高，致使設(shè)備在使用過程中發(fā)生的一些小問題不能及時發(fā)現(xiàn)，在長期的操作中，這些小問題不僅會影響卷煙機的工作，還會對卷煙機的質(zhì)量造成一定的影響。

3.2 工作人員水平亟待提高

為了保證卷煙機設(shè)備的正常運行，要求員工的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)都要符合要求，如果員工的技術(shù)水平不高，不具備良好的職業(yè)道德，在使用卷煙機械設(shè)備時，不能按照程序和程序來進行操作，勢必會影響產(chǎn)品的質(zhì)量和效率，如果出現(xiàn)問題，就會引起一系列的安全事故，給公司帶來巨大的經(jīng)濟損失。一些新入職的工人由于對設(shè)備的使用不熟悉，加之管理部門沒有對其進行及時的培訓和指導，導致許多工作人員的工作失誤。有的公司在經(jīng)營過程中沒有形成良好的獎勵與懲罰機制，有的員工工作態(tài)度不端正，對自己的工作不夠重視，經(jīng)常出現(xiàn)不規(guī)范的操作，往往會蒙混過關(guān)，而公司卻沒有對此進行相應的處罰。在沒有建立健全的評價體系的情況下，無法充分發(fā)揮職工的主動性和主動性，難以有效地指導職工的自主學習，提高他們的綜合素質(zhì)和能力，這就成為卷煙機設(shè)備維修工作的瓶頸。

4 設(shè)備故障主要特點及原因

4.1 設(shè)備故障特點

與其他工業(yè)機械相比，煙草工業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備體積較小，因此部件更加精致。由于設(shè)備的精密，所以很難找到故障的根源，而且檢測設(shè)備的精度也不夠，不能及時檢修。另外，因為這些設(shè)備都是精密的，每個元件都是緊密連接在一起的，一旦有一個零件發(fā)生故障，就會引起連鎖效應，從而造成整個系統(tǒng)的癱瘓。

4.2 PROTOS 70 卷煙機常見電氣故障

PROTOS 70 型卷煙機是目前國內(nèi)卷煙生產(chǎn)中應用比較廣泛的一種，具有生產(chǎn)能力穩(wěn)定、維護簡單等特點。但作為一種典型的產(chǎn)品，它的電氣控制系統(tǒng)因為早期的設(shè)計而落后，并且由于不能準確地顯示出一些故障，所以必須針對這些問題進行針對性的維護。常見的問題有機組故障顯示沒有異常，但機組無法啟動，打印位置無法調(diào)節(jié)等。

4.3 GDX1、GDX2 包裝機電氣故障

在包裝機停機時，停機較慢，其產(chǎn)生的原因如下：（1）電動機零轉(zhuǎn)速2K3、轉(zhuǎn)速基準繼電器2K14 等與主機馬達操作的繼電器接觸不良；（2）電動機抱閘制動失效；（3）變頻調(diào)速系統(tǒng)的參數(shù)發(fā)生改變。

目前，GD 系列包裝機是我廠的主力機型，其電氣故障有以下幾種原因：（1）設(shè)備布線太松，接觸不良；（2）設(shè)備在使用過程中經(jīng)常受到外力作用，造成了內(nèi)部銅絲的老化和斷裂；（3）當采用PLC 對包裝機械進行控制時，由于網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的失效，或是由于網(wǎng)絡(luò)連接部位的接觸不當而造成的。

4.4 設(shè)備運行參數(shù)錯誤

通常，在采購完產(chǎn)品后，公司會針對企業(yè)的工作和制造需求，對其進行專門的設(shè)定。然而，在實際應用中，經(jīng)常會出現(xiàn)一些參數(shù)不正確的現(xiàn)象，這種故障通常是因為當電池的電量用完或者重啟后，會把參數(shù)調(diào)回到缺省狀態(tài)，從而造成電器不能正常工作；或在一些不必要的功能打開后，使裝置自身在工作中產(chǎn)生沖突，最后引起各種情況的出現(xiàn)；還有一些設(shè)備在設(shè)計初期與企業(yè)的實際應用需求存在差異，從而造成了設(shè)計錯誤等。這些參數(shù)誤差問題將直接影響卷煙機組的正常工作。

5 煙機設(shè)備故障智能診斷與維護分析

5.1 故障智能診斷

（1）一種轉(zhuǎn)動（周向轉(zhuǎn)動）部件的故障診斷（transfer）。在卷煙設(shè)備中，常見的故障是由軸、軸承、齒輪、帶輪等部件構(gòu)成的傳動裝置和旋轉(zhuǎn)輪體。當工程結(jié)束時，可以清晰地看到哪些零件有故障、什么故障（如磨損、損壞、斷裂等）和故障的嚴重性。故障診斷原則：當齒輪轉(zhuǎn)速達到某一轉(zhuǎn)速時，或使輪體轉(zhuǎn)動時，就會發(fā)生振動；采用振動檢測元件對振動速度和加速度進行檢測，并及時進行記錄，各部件在正常狀態(tài)下的振動值均處于某個區(qū)間，當該值發(fā)生變化或超過一定范圍時，則表示該系統(tǒng)或部件出現(xiàn)了故障或潛在的故障。

（2）可移動部件不轉(zhuǎn)動的故障診斷。排除轉(zhuǎn)動部件以外的故障，剩下的基本不能轉(zhuǎn)動的可動件，是包裝機械的主要失效形式。在工程完成后，可以清楚地了解到部件是否有磨損或不適當?shù)牡胤健９收显\斷原則：在正常情況下，無轉(zhuǎn)動的可移動部件在運行周期內(nèi)均按一定的軌道進行運動，當其偏離預定軌道時，則表示部件的磨損或位置設(shè)置不當；利用位移傳感器對工件的運動進行測量，從而判斷出零部件有無故障或潛在的故障。

（3）其他的故障檢測，如流體和溫度。這種故障具有瞬時現(xiàn)象，即瞬息萬變，但由于當前的設(shè)備中的顯示元素大多是按平均法進行的，而且沒有任何的記載，所以很難在維護中被檢測出來。診斷原理：目前的卷裝機使用的流體有正負壓、膠水、潤滑油等，通過改變溫度來完成熱密封。如果不發(fā)生變化，儀器就會檢測到，但如果出現(xiàn)波動，很可能會影響設(shè)備的操作和質(zhì)量，而且很難判斷。采用電子儀器對其進行監(jiān)測和采集，超過一定的范圍，能有效地預防這種故障。

（4）搜集一些數(shù)據(jù)，以便進行裝備的維護管理。通過對設(shè)備速度、不合格品的清除等數(shù)據(jù)的采集與監(jiān)控，能夠有效地對設(shè)備進行監(jiān)控。比如，通過裝置旋轉(zhuǎn)速度的改變，可以判定裝置的工作狀況，以及不合格產(chǎn)品在特定時間或區(qū)域的情況。可以對設(shè)備和人員狀態(tài)進行分析，并能用管理方法消除異常。

5.2 設(shè)備智能維護

（1）對維護計劃的通知。通過對故障的發(fā)展趨勢、維持狀態(tài)和結(jié)果的分析，以判斷是否應該馬上停止維修，或者在合適的時間重新進行檢修。

（2）提供一種最優(yōu)的維修計劃。根據(jù)故障的情況和嚴重程度，以及不同的故障階段，給出了相應的維修計劃。該方案是目前最優(yōu)的方案，當技術(shù)人員對裝置的理解和經(jīng)驗的積累，可以用更好的方案來代替。

（3）實時的維護作業(yè)指南。該指南是全程的，其中包含維護準備工作的準備、維護程序的標準化操作流程、維護技術(shù)要點、規(guī)范和標準、后期維護的需求和要求。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)了現(xiàn)場技術(shù)人員的實地教學，搭建了維護指導模式的預演和維護場景。

（4）測試維護效果。盡管可以全程指導維修，但由于安裝調(diào)試經(jīng)驗的差異，維修效果也會有差異，該系統(tǒng)能夠?qū)υO(shè)備的維護情況進行檢測，并出具維護結(jié)果的報表，使維護工作取得最好的結(jié)果，保證維護工作的連續(xù)性。

該工程實施后，除了維護計劃和維護人員的維護外，整個系統(tǒng)都是智能化的。

6 結(jié)語

目前，煙機設(shè)備的故障維護與故障排查主要依靠的是技術(shù)人員自身的專業(yè)技能，且在處理故障問題方面仍存在不足，隨著智能化項目不斷覆蓋整個煙草領(lǐng)域，相關(guān)技術(shù)人員隊伍不斷在壯大，專業(yè)技能更是處于提升階段。煙葉機械的故障檢測技術(shù)已成為當前煙葉行業(yè)研究的熱點，而隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，其故障檢測技術(shù)已逐步朝著智能化方向發(fā)展?？萍歼M步也是推動煙草產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。對煙草機械設(shè)備進行智能化診斷和維修的主要技術(shù)進行了深入的研究，并對其進行了智能化的診斷和維修，以保證其在外部環(huán)境的影響下仍能正常工作。