CN105795497A - 一种提高烘丝机故障分析的数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高烘丝机故障分析的数据采集方法，包含以下步骤：1）首先建立系统的采集点，设定预警点、故障采样点；2）设定系统的预警条件和预警后故障采集的时长；3）设定系统的正常采样频率和故障采样频率，故障采样频率大于正常采样频率；4）系统开始按正常采样频率进行采样；5）当超过预警条件触发预警时，系统修改采样频率为故障采样频率；6）系统开始按故障采样频率进行采样；7）直到满足故障采样时长，系统重新改为正常采样频率，继续采样。本发明对正常状态和故障状态采用不同的采样频率采样，与现有的固定频率设备状态数据采集方法相比更精准。

Description

一种提高烘丝机故障分析的数据采集方法

技术领域

本发明涉及卷烟厂工业现场数据采集方法，特别涉及一种提高烘丝机故障分析的数据采集方法。

背景技术

烘丝机是卷烟厂的关键设备，其中出口水分是直接关系到烟丝质量，如果烘丝水分不合格，那烟丝就是废品，没有任何挽回的余地。因此，烘丝机故障分析的数据采集变得尤为重要，对于烘丝机应从事后维修转变为事前维修、预知维修。

工业现场设备状态数据采集自上世纪90年代以来得到广泛的应用。虽然技术层面上取得了长足的进步，基本实现了与设备的互联，但设备状态数据采集本身就业务需求而言没有明显的变化。由于设备管理业务长期以来手工为主，思维固化，设备状态的分析业务也基本处于技术层面能够采集什么数据，再谈管理功能的状态。同时，由于两化融合的程度不深和信息化的渗透不足，即使调研相应的管理需求，也基本停留在数据的自动采集与表单的自动形成阶段。因此，长期以来设备状态数据采集仍然是人工抄表的自动化形式的翻版，只是提高了采集频次，降低劳动强度，但并没有形成有效的管理创新。

在工业现场的设备状态数据采集中，往往是工程阶段预先设定一个固定的采集频率。这个采集频率的设定，是根据被采集的物理量的特性来决定的，其基本要点是按香农采样定律决定的（即采集频率至少应是被测量的频率的两倍）。然而，在实际工业生产中，尤其是被测量是设备的某一特性参数时，在设备运行状态不稳或故障时期，对应的状态数据将发生较为激烈的变化，其特征频率参数将激烈变化，而固定不变的采样频率，将会丢失被采集量的很多信息，对设备的故障分析及研判不能提供细节的支持。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种针对烘丝机的状态数据自动采集，自适应调整数据采集频度的提高烘丝机故障分析的数据采集方法。

为此，本发明的技术方案是：一种提高烘丝机故障分析的数据采集方法，包含以下步骤：

1）首先建立系统的采集点，设定预警点、故障采样点；该烘丝机共有采集点15个，分别为出口水分、出口温度、热风温度、加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀、供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度；

其中出口水分是直接关系到烟丝质量的关键点，烘丝机的热风温度是直接影响出口水分的关键因素，热风温度对设备运行状态敏感，具有预警作用；

采样点组包括：加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀、供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度，能够有效还原烘丝机的运行状态；

2）设定系统的预警条件和预警后故障采集的时长；预警条件为烟丝出口水分偏差值；

3）设定系统的正常采样频率和故障采样频率，故障采样频率大于正常采样频率；

4）系统开始按正常采样频率进行采样；

5）当超过预警条件触发预警时，系统修改采样频率为故障采样频率；

6）系统开始按故障采样频率进行采样；

7）直到满足故障采样时长，系统重新改为正常采样频率，继续采样；

8）当系统满足退出条件时，运行结束；

9）对上述的15个采集点都进行故障采集，事后根据热风温度的状态，与13个故障采样点进行关联分析。

本发明对正常状态和故障状态采用不同的采样频率采样，与现有的固定频率设备状态数据采集方法相比更精准，当关键工艺参数发生异常时自动提高关联指标因素的数据采集频率，综合分析，为精准地进行故障分析判断提供数据支持，避免法错判；通过故障状态的测点进行事故追溯，分析关联因素的合理设定范围，能够减少产品质量特性的波动，降低生产成本，提高生产管理水平。

附图说明

以下结合附图和本发明的实施方式来作进一步详细说明

图1为本发明的数据采集数据曲线图；

图2为本发明的算法框图。

具体实施方式

参见附图。本实施例定义正常状态与故障状态。在t时刻以前，系统为正常状态，按照预定义的正常采样频率F1进行设备状态数据采集,F1=1/T1。t时刻，系统达到了定义故障状态的预警条件，系统按照故障采样频率F2进行设备状态数据采集，F2=1/T2并维持一般预定义的采集时长。系统预定义的预警条件，可以是一个或一组采集量的特征参数（如振幅、有效值、平均值、频率分量等）的表达式，或多个特征参数表达式的逻辑组合。

如图1所示，横坐标为时间T，纵坐标为测量值，S1为预警上限，S2为预警下限，正常采样频率F1=1/T1，故障采样频率F2=1/T2，t时刻，系统达到了定义故障状态的预警条件。在t时刻以前，测量值在预警上限S1和预警下限S2之间，系统为正常状态；在t时刻以后，测量值超出预警上限S1和预警下限S2，系统为故障状态。

实际应用以卷烟厂工业现场数据采集为例，选择有典型意义的关键设备烘丝机。

1）首先建立系统的采集点，设定预警点、故障采样点；该设备共有采集点15个，分别为出口水分、出口温度、热风温度、加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀、供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度；

其中出口水分是直接关系到烟丝质量的关键数采点，如果烘丝水分不合格，那烟丝就是废品，没有任何挽回的余地。而烘丝机的热风温度是直接影响出口水分的关键因素，热风温度对设备运行状态敏感，具有预警作用；

故障采样点包括：加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀、供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度，能够有效还原烘丝机的运行状态；

2）设定系统的预警条件和预警后故障采集的时长；预先设定预警条件为烟丝出口水分正负偏差0.3%，故障采样时长为3分钟；

3）设定系统的正常采样频率F1和故障采样频率F2；正常采集频率F1为2Hz，T1为30秒，故障采样频率F2为10Hz，T2为6秒；

4）系统开始按正常采样频率2Hz进行采样；

5）当超过预警条件触发预警时，系统修改采样频率为故障采样频率F2；即当烟丝出口水分正负偏差0.3%时，系统将原来的2Hz采样频率改为故障采样的10Hz；

6）系统开始按故障采样频率10Hz进行采样；

7）直到满足故障采样时长，系统重新改为正常采样频率F1，继续采样；系统按照故障频率10Hz采样进行3分钟后，改为正常频率2Hz继续采样；

8）当系统满足退出条件时，运行结束；

9）对上述的15个采集点都进行故障采集，事后根据热风温度的状态，与其它13个故障采样点（除去出口水分和热风温度）进行关联分析。

若热风温度一直处于升不起来状态，则检查加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀；若热风温度升起来但温度值偏高或偏低，则检查供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度。根据故障采样频率获取的实时值确定检查热风汽路或热风回路的具体故障。

在一次异常发现时，应用以上方法，结合采集的数据，综合分析了汽路、气路、风路及调节控制程序，最终确定了影响烘丝机热风温度的具体问题及对策。

通过本系统的实施，我们总结出了业务采集标准及实施的规范要求。首先要对设备的结构和工作原理进行分析，总结出影响设备运行和生产质量的最关键因素，并找到影响此因素的其他关键参数组指标，这样能够当异常发生时能够尽快定位到具体原因，加快排查速度，尽可能地减少损失。有时经验也是至关重要的，可以通过数据分析，对各种可能原因进行综合判断，形成知识库，进一步指导后续数采方案的制定，同时在生产过程中加强检查和分析的力度，争取得出更为合理的参数设置及操作经验。

Claims (1)

1.一种提高烘丝机故障分析的数据采集方法，其特征在于：包含以下步骤：

1）首先建立系统的采集点，设定预警点、故障采样点；该烘丝机共有采集点15个，分别为出口水分、出口温度、热风温度、加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀、供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度；

其中出口水分是直接关系到烟丝质量的关键点，烘丝机的热风温度是直接影响出口水分的关键因素，热风温度对设备运行状态敏感，具有预警作用；

采样点组包括：加热器进口蒸汽压力、空压、热风风机运行状态、热风温度和风量风门控制比例阀、供气压力、疏水阀开度、热风风机变频器运行频率、热风温度控制比例阀、风量风门控制比例阀、负压、排潮比例阀、筒体温度，能够有效还原烘丝机的运行状态；

2）设定系统的预警条件和预警后故障采集的时长；预警条件为烟丝出口水分偏差值；

3）设定系统的正常采样频率和故障采样频率，故障采样频率大于正常采样频率；

4）系统开始按正常采样频率进行采样；

5）当超过预警条件触发预警时，系统修改采样频率为故障采样频率；

6）系统开始按故障采样频率进行采样；

7）直到满足故障采样时长，系统重新改为正常采样频率，继续采样；

8）当系统满足退出条件时，运行结束；

9）对上述的15个采集点都进行故障采集，事后根据热风温度的状态，与13个故障采样点进行关联分析。