烟草机械全设备寿命周期监测实践

烟草机械全设备寿命周期监测实践

武联庆娄琦康华

河南中烟工业有限责任公司漯河卷烟厂   河南漯河   462003

摘要：在现代烟草制造业中，烟草机械设备的稳定运行和高效生产至关重要。本文通过对烟草机械全设备寿命周期监测实践进行详细探讨，旨在提升设备管理水平，延长设备使用寿命，降低运营成本。总结了实际应用中的挑战与对策。通过科学的设备寿命周期监测，可以显著提高设备的可靠性和生产效率，为企业带来显著的经济效益。

关键词：烟草机械；设备寿命周期；监测实践

引言：

随着技术的不断进步和市场竞争的加剧，烟草企业对设备管理提出了更高的要求。设备寿命周期管理作为现代企业管理的重要组成部分，已经成为提升设备利用率和降低运营成本的关键手段。本文旨在通过对烟草机械全设备寿命周期监测实践的探讨，为烟草企业提供科学有效的管理策略。

一、烟草机械设备的监测方法

（一）振动监测

振动监测是一种常用且有效的设备监测方法，通过监测设备在运行过程中产生的振动信号，分析其频谱特征，可以判断设备的运行状态。振动监测系统通常包括加速度传感器、信号处理器和数据分析软件等部分。加速度传感器安装在设备的关键部位，用于采集振动信号；信号处理器对采集到的信号进行滤波、放大和数字化处理；数据分析软件则用于对处理后的信号进行频谱分析和故障诊断。振动监测可以有效地发现设备的机械故障，如轴承磨损、不平衡、松动等。例如，当设备轴承出现磨损时，其振动信号的频谱中会出现特定的频率成分，通过分析这些频率成分，可以判断轴承的磨损程度和位置，如图（1）所示：可以检测到微小的故障信号，及时发现问题，防止故障进一步恶化。

图（1）

（二）温度监测

温度监测是通过监测设备关键部位的温度变化来判断设备的运行状态。温度异常往往是设备故障的早期信号，通过温度监测可以及时发现设备的过热问题，防止设备因过热而损坏。温度监测系统通常包括温度传感器、数据采集器和监控软件等部分。温度传感器安装在设备的关键部位，如轴承、电机、润滑系统等，实时监测这些部位的温度变化。数据采集器用于采集传感器的温度数据，并将其传输到监控软件。监控软件对温度数据进行实时监测和分析，当发现温度异常时，会及时发出报警信号，提醒维护人员进行检查和处理。

二、数据采集与分析

（一）数据采集

数据采集是设备监测的第一步，是指通过传感器、监测仪器等设备，对设备的运行参数进行实时采集。传感器是数据采集系统的核心部件，其性能和安装位置直接影响到数据的质量。在选择传感器时，需要根据被测量参数的特点和测量要求，选择合适的传感器类型。例如，振动监测需要选择加速度传感器，温度监测需要选择温度传感器，油液监测需要选择油液传感器等。此外，传感器的安装位置和方式也非常重要，应选择在能够反映设备运行状态的关键部位进行安装，并确保安装牢固、可靠。数据采集设备用于接收和处理传感器采集到的信号，并将其转换为数字信号。常用的数据采集设备包括数据采集卡、数据采集模块和便携式数据采集仪等。这些设备通常具有多通道数据采集功能，可以同时接收多个传感器的信号，并对信号进行放大、滤波和数字化处理。此外，数据采集系统还包括数据存储和传输部分，用于将处理后的数据存储在本地或通过网络传输到远程监控中心。

（二）数据处理

数据处理是指对采集到的原始数据进行预处理和格式转换，为后续的数据分析提供高质量的数据。数据清洗是指对原始数据进行筛选和去噪，去除数据中的异常值和噪声信号。数据清洗的方法主要包括滤波、插值和平滑等。滤波是通过滤波器对数据进行处理，去除高频噪声或低频漂移信号；插值是通过插值算法对数据中的缺失值进行补全；平滑是通过平滑算法对数据进行处理，减少数据中的随机波动。数据转换是指将处理后的数据进行格式转换和标准化处理，使其符合后续分析的要求。常用的数据转换方法包括归一化、标准化和特征提取等。归一化是通过将数据转换到0到1的范围内，提高数据的比较性；标准化是通过将数据转换到均值为0、方差为1的标准正态分布，提高数据的分布一致性；特征提取是通过对数据进行特征分析，提取出能够反映设备状态的关键特征参数。

三、实践中的挑战

（一）数据质量与完整性

在烟草机械设备全设备寿命周期监测的实践过程中，尽管现代技术提供了大量的工具和方法，但仍然面临许多挑战。解决这些挑战需要在技术、管理和人员等多个方面共同努力。传感器和数据采集设备的可靠性对数据质量有着直接影响。如果传感器安装位置不当、连接不牢固或设备老化损坏，都会导致数据采集不准确。此外，环境因素如温度、湿度、振动和电磁干扰等，也可能影响传感器的性能和数据的准确性。为了保证数据质量，需要定期检查和维护传感器和数据采集设备，确保其处于良好状态。无线传输方式虽然方便，但容易受到电磁干扰和信号阻塞的影响，而有线传输则可能面临线路损坏或连接问题。为了提高数据传输的可靠性，可以采用抗干扰能力强的传输技术，优化传输路径，并设置冗余数据传输通道，以防止数据丢失。在设备监测过程中，数据量巨大，存储和管理不当可能导致数据丢失或损坏。为此，需要采用可靠的数据存储设备和技术，如云存储、分布式存储等，并定期进行数据备份和恢复测试，确保数据的安全性和完整性。此外，数据管理系统需要具备强大的数据处理和查询能力，能够高效地管理和利用数据。

（二）设备复杂性与多样性

不同类型的设备有着不同的运行特性和故障模式，对监测方法的要求也不同。例如，振动监测适用于旋转机械，如电机和泵；温度监测适用于发热设备，如电机和轴承；油液监测适用于润滑系统，如齿轮和轴承。为了有效地进行设备监测，需要根据设备的具体类型和运行特性，选择合适的监测方法和技术，并综合应用多种监测手段，实现对设备运行状态的全面监测。在大型烟草生产线上，设备种类繁多、数量庞大，各设备之间相互关联，故障可能在多个设备间传递和扩散。因此，需要进行多设备协同监测，通过综合分析各设备的监测数据，判断故障的传递路径和影响范围，及时采取预防措施，防止故障扩散。实现多设备协同监测需要建立设备之间的数据共享和协同分析机制，构建统一的监测平台，实现各设备监测数据的集成和协同分析。

（三）系统集成与互操作性

为了实现系统的兼容性和互操作性，需要采用统一的技术标准和接口规范，确保不同设备和系统之间的数据交换和协同工作。系统兼容性包括硬件兼容性和软件兼容性，硬件兼容性是指不同传感器和数据采集设备之间的连接和通信；软件兼容性是指不同监测软件和数据分析系统之间的数据共享和协同分析。标准化是实现系统兼容性的重要手段，需要制定统一的设备监测技术标准和接口规范，确保不同设备和系统之间的无缝集成和互操作。系统集成是指将多种监测设备和系统集成到一个统一的监测平台，实现对设备运行状态的全面监测和综合分析。系统集成的目的是提高设备监测的效果和效率，减少系统的复杂性和维护成本。在系统集成过程中，需要进行系统优化和性能调优，通过优化系统架构和数据处理流程，提高系统的运行效率和稳定性。此外，还需要进行系统测试和评估，确保系统集成后的功能和性能符合要求，实现设备监测的最佳效果。

结论

设备寿命周期监测在烟草机械设备管理中具有重要的应用价值。通过科学的监测方法和技术手段，可以及时发现设备的潜在故障，采取预防性措施，延长设备的使用寿命，提高设备的可靠性和生产效率。尽管在实际应用中面临诸多挑战，但随着技术的不断进步和管理水平的提高，设备寿命周期监测必将为烟草企业带来显著的经济效益。

参考文献

[1]章军,舒梦,钟放鸿,等.烟草机械全设备寿命周期监测实践[J].中国设备工程,2019,(05):98-99..

[2]林泉.我国烟草机械设备的发展现状和趋势[J].河南机电高等专科学校学报,2015,23(06):7-10.