时间：2023-03-06 16:04:40
序论：在您撰写设备故障诊断系统时，参考他人的优秀作品可以开阔视野，小编为您整理的7篇范文，希望这些建议能够激发您的创作热情，引导您走向新的创作高度。
中图分类号：F407文献标识码： A
一、电气设备故障诊断系统的设计理念
电气设备故障诊断系统的设计，主要将分类型专家系统理论当作基础，采集电气设备故障现场中的信息数据，结合电气设备技术人员的实际操作经验，编制设计方案，然后按照电气设备故障区域对其进行合理的分类，建立电气设备系统故障指示库与推理机，利用计算机采集电气设备故障现场中的信息数据，并且通过知识库、推理机进行逻辑分析，以此寻找电气设备故障原因。电气设备故障诊断系统能够通过推理结果，对知识库进行修改，以此完善自身的各项性能，更好的诊断出电气设备故障。
二、诊断系统工作原理
作为新型的专家诊断系统，与以往传统的诊断系统最主要的区别就是增加了人机互动，利用计算机的程序性与人脑的创新性想结合，可以大大减少诊断、修理的工作时间，从而提高整个系统的工作效率，提高劳动生产率。
这种新型的系统将各个专家、名著的理论统统收集进存储器里，操作人员再根据事故的种类进行划分，建立相应的应急反应预案，当每次出现一种新的事故的时候，操作人员就会命令电脑进行记录，并更新原有的数据库。从而保证专家系统的实时性，更好的解决一切有可能发生的问题。
三、电气设备故障诊断系统的构成
1、人机互动装置
这个装置主要是方便操作人员随时录入信息，并与计算机进行及时有效的交流信息，保证信息的准确性和时效性。
2、电气设备故障诊断系统中的数据库
数据库，是电气设备故障诊断系统在诊断故障方面的主要依据，可以为故障分析、查找提供相应的信息数据支撑。一般情况下，数据库主要分为两种，即动态数据库与静态数据库，根据信息数据在获取途径上的区别对其进行划分。动态数据库，主要是在电气设备故障诊断系统运行过程中对信息数据进行储存、处理；静态数据库，主要是依据产生式的规则获取相应的信息数据；虽然两种数据库在信息数据获取方面的方式存在一定差异，但是均能够应用于电气设备故障分析、诊断的支持。
3、推理机
数据库在系统进行故障诊断的过程中所起到的作用是对故障分析的支持，而推理机在故障诊断中的作用则是具体的故障分析执行，通过系统在数据支持上的准确推理，来找出电气设备故障的部位与产生原因，从而让电气设备能够保持正常的工作运行。推理机和数据库的地位一样，都是故障诊断系统中最为核心的一部分。
4、知识获取设备
在电气设备故障诊断系统当中，知识获取设备的好坏决定着系统的性能高低。知识获取的内容通常十分多样，包括了对以往电气设备故障诊断的经验总结，对最新故障知识资料的收集与分析，以及对故障诊断系统运行模式的改进等等。对这类信息进行整理，得到较为系统的知识内容，为系统的故障诊断工作提供支持。
四、电气设备故障诊断系统的主要作用
利用电气设备故障诊断系统，能够对不同类型的电气设备故障作出合理的诊断，能够及时的找出并解决故障问题。电气设备故障诊断系统的作用，主要体现在以下几个方面：
1、电气设备诊断方面
电气设备故障诊断系统在诊断电气设备故障的时候，能够找出电气设备发生故障的位置。首先，初期对电气设备进行诊断的过程中，在系统选择页面上选取需要诊断的机械设备；其次，按照选取的电气设备，将与其相应的数据库中的信息数据调取出来，然后根据数据库信息数据找出电气设备发生故障的位置；最后，根据数据库中的信息数据对电气设备出现故障问题的原因进行分析，为电气设备故障诊断提供合理的依据。电气设备故障诊断完成之后，应当标记经常发生故障的电气设备，采取针对性处理，以此提升电气设备的运行效率与质量，确保电气设备在运行过程中的安全性、稳定性。
2、对精密部件的诊断作用
在找出发生故障的设备以及故障存在的准确部位之后，还需要分析出故障发生的机理以及细节，才能够更好地为故障的处理提供前提条件。而对故障发生的机理进行分析，其实也就是对设备内的精密部件进行诊断。在电气设备故障诊断系统中，进行精密部件的诊断主要是通过人机交互来进行。诊断人员在系统中调出发生故障的设备数据，并由系统提出一系列的问题由诊断人员来完成回答，系统根据诊断人员的回答结果来进行推理，并最终得出诊断答案。如果系统出现了数据库知识储量不足，无法进行准确的精密部件诊断，以及无法进行故障原因的分析，那么则需要对数据库进行更新补充，满足系统对电气设备故障诊断的需求。
3、电气设备维护方面
为了确保电气设备在运行过程中处于一个长期稳定的状态，需要定期维护电气设备。通常情况下，在对电气设备进行维护的过程中，能够应用到电气设备诊断系统，主要在于能够通过电气设备故障诊断系统对电气设备的运行情况作出判断，对于电气设备可能出现的故障进行预防。除此之外，电气设备故障诊断系统也需要维护，以此确保电气设备故障诊断系统在故障诊断方面的实时性。对于电气设备故障诊断系统的维护，主要采取在数据库中加入新的知识储备方式，保证电气设备故障诊断系统处于一个稳定的运行状态。
4、对电气设备故障的处理作用
通常电气设备故障诊断系统在提供了对设备的故障诊断功能的同时，也具有故障处理的指导功能，可以指出解决故障的主要方法。特别是对于一些设备故障来说，即使知道了故障发生的原因，也很难得出一个最佳的故障处理方案。通过计算机系统，则可以较为科学地给出一个比较合理的处理方法，杜绝电气设备故障难以处理的情况出现。
五、电气设备故障诊断系统常用的检查方法
1、电压检查法
这种检查方法需要将被测试仪器的电极接到诊断系统中，仔细观察电还的指数，是不是与平时正常工作时的电压一样，当仪表盘没有显示时分段检查各个部分，诊断出现短路故障的部分，并根据出现的问题找到适应的解决方案。
2、电阻测量法
这种方法与电压测试法相似，通过系统中的安培检测装置，察看电阻数值，如果检查到某一部分的电阻数无限大，说明这里出现断开的故障；如果电阻数为零说明这里运行正常；不存在任何毛病。
六、电气设备故障诊断系统的功能
1、对设备的检查
当设备出现问题的时候，我们不仅要知道是哪个设备发生了问题，更应该细致的诊断出具体的位置，这样才能准确及时的解决问题。在对设备的初步检查中，可以利用故障诊断系统对设备进行“全身体检”，在根据发生问题的大概方位，缩小范围判断发生问题的原因。一旦确定数据库中的问题症状与现场的设备发生的情况一致就可以断定事故的原因，并针对出现的的问题找出相应的解决方法，这样在该机器上就会有相应的记录。当下次发生问题时就会优先选择这类故障，缩短排查故障浪费的时间，提高工作效率。
2、元件的诊断
当找到出现故障的设备之后，接下来就是检查设备中某个元件的具体问题，这种精细的工作需要针对问题设备每一部分进行排查，系统会根据当前元件可能出现的问题列出候选情况，操作人员根据现实情况选择选项，系统在经过分析之后得到相应的解决方案；当没有找到相应的解决方法时，系统会提示操作人员进行联网搜索，并与工作人员尝试着解决问题，并将正确的结果储存到数据库作为补充，以保证数据库中的资料能够满足当前所有电器设备问题的需要。
结束语
我国经济的快速发展，在一定程度上促进了电气行业的发展，电气设备的应用范围进一步扩展，在日常工作、生活中的作用也越来越重要；同时，电气设备故障发生率呈现逐渐上升的趋势，严重影响了生产生活。因此，人们开始关注电气设备故障的诊断、处理，以此确保电气设备的正常运行。
参考文献
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[2]肖鹏波,李森.电气设备故障诊断系统的分析与设计[J].科技致富向导,2013(09):227+263.
[关键词]电气设备；故障分析；诊断系统；研究分析
中图分类号：TM507 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2014）13-0027-01
促进经济发展的根本动力是生产力的发展，只有提高了生产力，生产技术才会得以提高，经济效益才能发生质的改变。社会是不断向前发展的，生产力发展就是其中一个重要的体现，在社会、经济快速进步的这个过程中，电气设备发挥了无比大的价值。在欢庆之余，也应该看到电气设备的不足之处。如果电气设备一旦发生问题，由于网络、电气等科技产品具有很强的整体性和连带性，那么发生的后果将是无法挽回的，严重的话整个系统将会发生瘫痪。因此在使用电气设备的基础上，也要注重电气设备的故障检测，及时修复电气设备故障，掌握电气设备的相关应用知识，利用电气设备故障诊断系统排除因为设备故障而发生任何后果的情况，避免企业的生产受到损失和延退，更好地促进社会的发展和经济效益的提高。
1.电气设备故障诊断的必要性
进行电气设备故障诊断主要有两个方面的原因，一方面是随着全球经济政治一体化的趋势日益显著，整个世界已经连成一个整体，各国经济贸易日益密切，这些都说明了在以后经济的发展中，电气设备更加发挥着重要的作用。经济交易是连接生产和消费的桥梁，只有保障企业进行安全的生产才能保证经济交易的成功。而企业安全生产的保证就必须依靠电气设备的安全应用。古往今来，每一家企业都明白生产产品质量的好坏直接关系着企业的信誉和前景，并希望自己的产品能够达到工业品的质量要求，在此基础上，企业也希望所付出的成本代价较低，为企业后续的资金运作提供一个良好的平台。电气设备不仅能够保证企业产品的安全，还可以避免企业因为设备不善而不断投入资金造成巨大的成本损失。因此，企业必须采取科学的手段对企业电气设备进行科学准确地检测，对电气设备的故障进行精确可靠的分析，运用科学的技术方法的监测和故障诊断措施对生产装置的电气设备进行及时的检修维护的工作。这样就可以预先知道电气设备存在的安全隐患，并根据故障分析结果，进行相应的措施和防范，及时改善电气设备的不足和问题之源，在最短的时间里解决隐患问题和出现的故障问题。
另一方面是工业所应用的电气设备稍微不注意，一般都比较容易受到磨损。当设备受到磨损后，就会阻碍企业产品的生产。导致电气设备发生磨损主要有以下两大原因。第一个原因主要是设备的外部表面的原因，由于员工在工作的时候没有多加注意造成机器外部的摩擦、电线的熔断以及短路电线磨出火花等等问题。第二个原因主要是设备内部的原因，比如设备内在的零件轴承不咬合，部分零件的损坏和部分元件不能像正常那样发挥本具有的价值，这些问题都是当时选取设备的时候采购方面出现问题造成的，例如无意间采购了不合格的产品等等。所以为了避免电气设备发生损坏而造成无法弥补的过错，必须对电气设备的故障进行日常检查和维修，利用电气设备故障诊断系统来进行处理。
2.电气设备故障诊断系统的构成
电气设备故障诊断系统主要由人机接口、数据库、推理机、知识获取设备这几部分组成。
2.1人机接口
人机接口主要是连接用户和故障诊断系统的桥梁，用户可以通过人机接口将受到的信息进行更加准确、更加科学的处理，最后整理出实效信息，在一定程度上保证了信息的可靠性和精准性。
2.2数据库
数据库主要有静态数据库和动态数据库两种表现形式，不同的形式有着不同的作用途径。静态数据库是通过产生式的规则来获取数据，而动态数据库则是在系统运行过程中进行数据的存储处理。虽然数据库的表现形式不同，产生作用的途径不同，但是这两种方式都可以对故障进行检测和研究，其重要地位不可小觑。
2.3推理机
推理机和数据库有相同点，但是也有不同点。相同点是他们都可以有效地对电气设备提供相应的技术支持，进而更好地为电气设备提供一个有效的故障诊断系统。两者的不同点在于推理机要比数据库更加具体，处理故障比较细微的地方。根据故障诊断系统反馈的数据来对电气设备的故障进行推理，从而可以确定电气设备的部位，找出电气设备发生故障的根本原因，针对下药，采取正确的措施来使得电气设备更好的工作和发挥作用。缺少了推理机，则无法完成故障分析和故障修复，因此，推理机在整个故障诊断系统中占有重要的位置。
2.4知识获取设备
知识获取设备主要和故障诊断系统性能的高低有着重要的联系。通过知识获取设备可以掌握有关故障的一切知识，也可以借鉴前期的经验总结。总之，在知识获取设备的基础上，将经验和知识两者相结合，使得诊断系统日益完善，其功能也不断提高。
3.电气设备故障诊断系统的作用
3.1保护作用
电气设备故障诊断系统可以对电气设备进行强有力的保护，通过对电气设备进行故障诊断和故障分析，保证电气设备的更新程度和更新频率，可以使电气设备更好地投入到工作中。也可以提前了解电气设备的质量，根据数据反馈来进行故障预防，这样可以降低修复故障的成本。
3.2能够有效地处理设备故障
电气设备诊断系统不仅可以为设备进行诊断，还可以对设备的故障处理进行指导。在找出故障的基础上，进一步地分析故障产生的原因，条件，从而有针对性地提供一个故障解决的计划，而且这个计划具有最优性。当遇到其他问题时，也可以为人们提供一个比较好的处理规划。
3.3诊断作用
通过电气设备故障诊断系统，人们可以找到发生故障的位置，明白哪里出现了问题。首先，在最开始进行设备的诊断时，在系统的选择页面选择需要进行故障诊断的设备；其次，根据所选择的的设备来调取相应的数据库，以数据库为基础找出准确的故障发生点；最后，根据数据库来进行故障原因的分析，为故障的诊断提供依据。
参考文献
[1]肖方勇.浅议电气设备故障诊断系统的分析与设计[J].科技创新导报，2013，20：238.
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关键词：云平台；远程；故障诊断；专家系统；煤炭设备
经济发展趋势表明煤炭仍将是我国未来30a发展的主要能源，智慧矿山、绿色发展等理念对于矿山设备的开采提出了更高的要求，无人化是煤矿作业发展的必然趋势。煤炭设备工作环境恶劣，发生故障的次数较多，不仅影响企业的经济效益，对于员工的安全也是一大威胁，因此在线远程故障诊断系统的研发是一种必然趋势。目前采煤机、带式输送机等设备的单机故障检测系统在工业生产中都有相应的应用，然而采用云平台技术对设备群故障进行远程故障诊断的系统鲜少有人开发，本文利用云平台设计煤炭设备远程故障诊断系统，对采煤机、带式输送机、矿用提升机进行远程故障诊断与维护，提高煤炭开采效率。
1煤炭设备故障类型分析
煤炭设备包含提升设备、通风设备、运输设备、排水设备、挖掘设备、支护设备、供电设备等，其中采煤机、带式输送机、矿用提升机是发生故障次数较高的设备，本文主要对这3类设备进行远程故障诊断与维护。（1）采煤机故障采煤机故障常见的部位为液压泵、截割部、牵引部和变频器，为分析液压泵的状态，需对泵工作状态下的冷却水压、调高水压以及其工作转速进行监测，当这些数据超过其临界值时应引起重视。截割部故障通常是电机发生故障，需采集电机的电流以及温度作为判断依据。牵引部故障一般也是电气部分发生故障引起的，将牵引速度、电机电流、变压器温度作为判断依据。变频器故障需监测变频器电压以及电流。（2）带式输送机故障带式输送机常见的故障部位为驱动装置、托辊和输送带，其中输送带故障最为频繁，因此需定期对输送带进行检查与维护。驱动装置故障发生后可根据轴承是否存在异响、电机的电压电流转速是否正常等对其故障具置进行定位。托辊故障主要是托辊支撑处发生相对滑动，只需监测其位移即可。输送带故障分为输送带跑偏、输送带撕裂、输送带打滑，需对输送带压力、位移、磨损情况等进行监测。（3）矿用提升机故障矿用提升机常见的故障部位为主轴装置、减速器、电动机和制动系统。主轴装置发生故障时轴承温度会高于50℃，闸盘的位移也会大于0.3mm，其振动速度也会变大。减速器故障时轴承温度和振动速度也会变大。制动系统的故障可通过监测闸瓦温度以及油温等判断。煤矿用设备故障类型如图1所示。
2基于云平台的煤炭设备远程故障诊断系统架构设计
基于云平台的煤矿用设备远程故障诊断系统的架构主要分为3层：数据采集层、网络通信层和系统应用层。在数据采集层采用温度、压力、速度等传感器对采煤机、矿用提升机和带式输送机的各项参数进行数据采集，将采集数据传输至无线采集分站，然后通过本地环网、5G网络等通信方式传输至故障诊断中心，故障诊断中心对收到的信号进行处理，转换为可被监控系统识别的数据，并采用防火墙隔离病毒，完成处理后将数据存储在本地服务器中。为了保障系统的稳定运转，本文设置了本地主服务器以及备服务器，当主服务器瘫痪后备服务器工作，保障系统的可靠运行。煤炭设备远程故障诊断系统架构如图2所示。数据采集层将温度、电流传感器等通过螺栓联接的方式安装在采煤机、矿用提升机以及带式输送机上，对设备运转状态进行监测。网络传输层备有无线连接和有线连接2种方式，通过以太网或5G网络将数据信息传输至故障诊断中心，交换机对本地网络进行分段管理。系统应用层分为硬件部分和软件部分，硬件部分主要指的是服务器，完成数据的存储与读取，增加了云服务器，由分布式云平台组成，减少了本地服务器的存储压力；软件部分包含数据处理算法、数据库以及远程客户端，对采集数据预处理指的是处理包含数据的备份、检索等，并通过神经网络等智能算法分析故障类型，诊断完成后将处理结果在客户端上呈现，及时地推送设备的运转状态，提醒工作人员检查设备。
3基于云平台的远程故障诊断关键技术
远程故障诊断最重要的信息传输，煤矿开采环境复杂，有些地方无线无法覆盖，因此本文采用无线和有线结合的方式。云服务器通过MQTT协议与客户端实现交互，该协议在不稳定的网络系统中可提供可靠的服务，而且结构简单，保障了信息传输的稳定性。数据的信息存储也是云平台很关键的技术，本文将采集得到的数据单独存储在服务器中，采用Hadoop数据仓库Hive对分布式文件系统（HDFS）内的数据进行分类，分类的原则是来自不同设备的数据分别分开存储，数据经过数据迁移工具（Sqoop）处理后按照设备、数据类型、时间节点进行分类，并将这些数据存储在HDFS中。该存储技术不仅可实现快速数据查询，还能对数据库在线扩容，保障数据库的空间足够。基于Hive的数据分类存储技术原理如图3所示。故障诊断的依据是传感器采集的数据，数据处理的依据是专家多年的经验，应用层的客户端将专家远程故障诊断经验通过逻辑分类的形式编辑为相应的程序，在线对煤炭设备故障进行预判断。专家诊断中心先根据现场工人的描述判断设备故障类型，当设备故障难以通过这些现象判断时，再专家诊断中心根据现场采集的数据进行判断。专家故障诊断中心根据现场描述对故障类型进行初步预判后将其分配给专家智能决策系统。
4基于云平台的远程实时故障诊断流程
远程实时故障诊断功能的构建需要实时数据参数的获取以及实时数据的查看、分析与存储，专家故障诊断中心先根据现场工人的描述进行判断，当专家诊断中心不能根据描述对故障类型进行诊断时，专家需与现场工人交流。然后以现场设备的运行数据为依据对设备状态进行判断，专家诊断中心根据传输至云诊断中心的数据对煤矿用设备的故障进行分析与判断。故障诊断中心的判断有时需要依赖设备历史状态数据，一般通过列表或图表等方式获取设备历史数据，有时需要远程发送命令指令进行调试从而更好地判断设备的故障类型。完成故障诊断后，将诊断结果保存在设备的故障案例库中，形成典型故障库，为之后的故障诊断提供依据，当其他用户遇到相似问题时可以通过索引的方式更快速地定位故障。基于云平台的远程在线实时故障诊断流程图如图4所示。
5结语
（1）对煤矿用故障率较高的设备采煤机、矿用提升机以及带式输送机的故障类型进行总结，分析为诊断相应故障需要监测的参数。（2）对基于云平台的煤炭设备远程故障诊断系统的架构进行设计，将系统分为数据采集层、网络通信层和系统应用层，分析不同层的功能以及层与层之间的关系。（3）分析基于云平台的远程故障系统通信技术、存储技术以及专家诊断中心的工作原理，并对专家故障诊断的具体工作流程进行研究。
参考文献：
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由于电力设备在各行各业中应用广泛，它所承担的角色也越来越重要，因此，对电力设备本身运行状况进行一定监控与故障诊断是很重要的。对电力设备实现监控与故障自动诊断是提升设备可维护性的关键，这是因为它不仅可以对电力设备实行动态监测，及时了解电力设备的运行状态；一旦出现故障，自动监测系统还可以及时诊断故障的位置，对故障部位进行隔离，为设备维修提供良好支持。
2电力设备的远程监控与故障诊断系统的设计研究
2.1远程监控与故障诊断系统的设计思路
电力设备的远程监控与故障诊断系统(RMFDS)是建立在PC—PLC上的，它包括各电力设备车间的现场监测与诊断子系统、通信网络和远程诊断中心。其中，现场监测诊断子系统包括信息采集系统、工控PC机、软件系统等部分，它不仅可以与现场控制设备进行通信连接，实时监测与诊断电力设备的运行状况，对设备现场数据进行实时统计分析，并对数据信息进行存储处理，实现互联网、远程诊断中心之间的数据交换。
2.2RMFDS系统的硬件组成与原理
电力设备的RMFDS系统的组成包括计算机主体及其设备、互联网通信设备、控制器、执行器、传感器，下面将对各部分进行详细分析。2.2.1现场监控与数据采集的硬件配置为实现PLC与PC之间的数据交换，我们必须要了解PC的通信机制，科学选择通信硬件模块和通信协议，以求实现PLC与PC间的接线连接，为软件的编制提供良好基础。电力设备中RMFDS系统有两种硬件连接方案，分别是：2.2.2将PC当作工业以太网的站点这种硬件连接方式内部结构复杂，电力设备现场监控PC与全部PLC都以工业以太网为站点，通过工业双绞线、光纤等于PLC实现连接，进一步实现数据传输。2.2.3PC与PLC网络串行通信方式该种连接方式较为简单便捷，能通过串行通信方式真正实现电力设备现场监控PC与一台PLC的数据交换，此时，该PLC能通过MPI网或总线技术与其他的PLC实现通信连接，最终实现PC与所有PLC的通信连接。2.2.4企业局域网或互联网的硬件配置就目前而言，局域网和互联网的硬件配置较为普遍，电力设备中RMFDS系统的网络硬件设备选择较多。2.3电力设备中RMFDS系统的软件组成为更好地实现RMFDS系统的功能，必须构建一个具有强大用户界面、多功能、性能好、扩展大的软件系统，并要求它包括现场监控与故障诊断、Web服务器与应用程序服务器的软件设计、远程故障诊断实现等三个内容。2.3.1现场监控与故障诊断为了能够顺利完成PC端和PLC的数据信息交换工作，必须要对PC端的通信机制进行深入、全面的了解，才能够为后期的系统软件编制工作做好准备。首先，要根据系统的实际情况合理选择通信硬件模块和通信协议类型，当完成了PC端和PLC的连线连接工作后，就可以开始选择两者之间的硬件连接。目前我国常用的硬件连接方式有两种，一种是以PC作为工业以太网的其中一个站点，通过选用工业双绞线、光纤、以及交换机等设备和PLC相互传输数据。而另一种连接方式就是两者网络串行通信。这种连接方式比较简单，当PLC和现场监控PC进行串行通信后，那么这一台PLC和其他的PLC将会连接到MPI网络或者总线进行通信，从而实现PC和所有的PLC进行通信的目的。虽然这种连接方式比较简单，但是由于一般情况下PC和PLC的实际距离较远，所受到的干扰也比较多，这种连接方式的准确性也较低。2.3.2远程故障诊断传统的监控模式和故障诊断系统已经无法满足电力系统高科技发展要求，鉴于电力设备技术水平的不断提高，网络技术的广泛应用，可充分应用远程故障诊断系统对电力设备进行监控，不仅能够帮助新建大型关键电力设备更加完善，还可以时刻密切跟踪电力设备的运行情况，降低其故障率。目前我国常用的远程故障针对是专家会诊网络群建。这个软件能够对电力系统的数据信息进行实时的检测和分析，并根据分析的实际情况对电力设备的运行情况提出优化建议。当电力设备的技术不断提高的时候，只需要完善和更新专家知识库的内容即可，减少大量的人力资源和时间花费。下图是远程维护系统网络的结构示意图：2.3.3Web服务器与应用程序服务器的软件设计根据电力设备的运行情况设计专门的Web服务器与应用程序服务器软件，能够为数据的传输提供可靠、安全的网络环境，令PLC的底层控制系统安全性得到有效的保障，提高诊断系统的安全性和准确性。一般的Web服务器与应用程序服务器的软件设计主要包括了Web服务器的软件和应用程度服务器的设计，前者主要适用于B/S结构的客户机，而后者大多适用于基于IIS的ASP动态网站。当设计工作完成后，可以提高电力设备故障诊断系统的灵活性，进行采集和缓存数据工作的时候，使其能够变得更加方便和简单，令浏览器界面的美观性也能够达到要求。此外，在客户机和服务器数据库查询的专用区域中设置数据交互，能够令查询标准和查询结果更容易被使用者理解。
3结束语
关键词 烟草行业 物流系统 设备维护管理 故障诊断
中图分类号：TP202 文献标识码：A
0引言
烟草物流系统作为一种复杂的综合性生产物流系统，涉及打叶复烤、制丝、卷接包生产过程以及物料处理、搬运作业、仓库管理、信息系统等方面，担负着卷烟原辅材料的入库、存储、供应及卷烟成品的入库、存储、分拣发货、废料回收等多项工作，是连接企业生产、营销、采购供应及回收的枢纽。烟草物流系统自动化已成为提高烟草企业自动化水平和管理水平的重要手段。
伴随烟草工业朝着大规模化、连续化和自动化方向发展的进程，一些技术含量高的物流设备如穿梭车、立体高架仓库、工业机器人、自动导引车（AGV）等在烟草物流系统中得到了广泛应用。生产技术的飞速发展，使得设备工作强度不断增大，生产效率、自动化程度越来越高，同时设备更加复杂、各部分的关联愈加密切，从而往往某处微小故障便可引发链锁反应，导致整个设备乃至与设备有关的环境遭受灾难性的毁坏，这不仅会造成巨大的经济损失，而且会危及人身安全，后果极为严重。目前许多中小型卷烟厂设备构成复杂：一方面是老、旧设备大量存在并要继续使用，另一方面是新技术、新设备不断引进，而且型号繁杂，技术等级高低不一。烟草物流系统自动化程度的提高，迫使卷烟生产制造更加依赖于物流设备的正常运行，然而国内物流设备进口居多，价格昂贵，更新维护难度大。为进一步推进设备管理现代化，保证设备安全可靠运行，减少设备故障时间，提高企业生产效率，实现烟草物流设备维护诊断智能化势在必行。
本文分析了设备维护管理及故障诊断技术在烟草行业的发展与应用，以绵阳卷烟厂成品物流系统为研究对象，设计开发了一套集设备监控管理、故障诊断分析于一体的物流系统设备维护管理及故障诊断系统。
1面向烟草行业的设备维护与诊断
目前应用于烟草行业的现代物流控制系统更多的偏重于对所管理的物品进行跟踪、统计和分析，对设备运行情况却缺乏卓有成效的故障监控、及预警功能，缺乏对设备可靠的运行统计，无法提供完善的运行分析数据；并且无法为维护人员提供必要的故障诊断辅助功能，从而导致维护人员在进行设备维护保养时常处于被动，维修及保养效率低下。随着计算机技术的普遍应用，以及现代测量技术和信号处理技术的迅速发展，设备维护与诊断技术不断发展完善，并在采矿、冶金、航空、航天、军事装备等领域得到了广泛应用。先进的物流设备需要先进的管理方法和先进的维修技术，近年来先进设备的不断引用，也使得设备维护与诊断技术在烟草行业得到了充分应用与发展。
高强等人针对烟草流企业设备管理的特点，通过将以往分散的设备管理部分集合在一起，在Visual Studio 2008 环境下运用C#语言采用.NET技术开发了一款设备管理系统。该系统的应用实现了对设备管理过程的信息化，通过将设备相关的运行数据记录到设备管理系统中，使得对设备运行状况的管理从原来的人工记录，依靠经验维护，上升到计算机集成信息化的预防性维护管理，切实提高了设备管理实际应用水平。
山东大学何印洲等人以卷烟设备为背景，通过对现有设备维护管理的业务流程进行分析总结、并在此基础上进行优化设计，使用VisualC++6.0和C/C++语言以及SQL Sever数据库，开发了一套卷烟设备维护管理系统，研究实现了设备分类、编码、点检周期和手册电子化等关键技术，针对设备的故障检测提出了一种基于曲线拟合的故障检测方法，但该方法的实用性缺乏进一步的实际应用验证。
于康康等人针对有轨巷道堆垛机，运用传感器对其进行实时监控，然后利用OPC-XML技术和web技术实现采集所得信息的远程传输，最后运用故障诊断专家系统对信息进行分析、研究，测试结果表明上述方法有利于远程技术支持人员及早发现问题，解决问题，及时排除故障，可为用户提高了工作效率，减少了维护时间和成本，具有一定的参考价值。章品等人通过分析堆垛机故障发生的机理，建立了系统的堆垛机故障树，结合故障树分析法，进一步建立了堆垛机工作中可能发生的各种异常状态的知识库，为堆垛机故障诊断专家系统的实现奠定了基础。
湖南大学汪祥等人根据卷接机组故障特点，设计开发了高速香烟卷接机组故障诊断专家系统。在获取了大量故障知识的基础上，分析了卷接机组故障的特点，提出了利用数据结构中树的概念来对故障进行分类的观点，并对卷接机组的故障进行了分类。结合各推理方法的特点，提出了 RBR、CBR 和ANN 相结合的集成故障诊断策略，设计了集成故障诊断专家系统的结构和推理方案，研究了系统综合知识库和集成推理机制的设计和实现技术。用 VB6.0 和Microsoft Access 数据库管理工具完成了卷接机组集成故障诊断专家系统的开发，并通过故障实例对系统进行了验证。
2烟草物流系统设备维护管理及故障诊断系统
物流设备是烟草企业进行生产的重要物质基础，在很大程度上决定了企业的生产力，因此建立设备维护管理系统，辅助管理决策，才能适应企业设备维护管理的发展要求，推进企业信息化建设的进程。目前企业对设备的维护管理往往停留在静态信息的管理上，无法做到对设备的整个生命周期的动态管理，因此开发一套功能完善的设备维护管理及故障诊断系统是十分必要的。
2.1系统总体概述
整个系统通过现场PLC实时收集、汇总设备运行数据；以Intouch组态软件为平台，实现对现场设备的维护管理任务，包括设备台帐管理、设备运行管理、设备维护管理、设备点检管理、设备管理等任务；引入Petri网实现对成品库物流系统进行建模分析，并通过仿真验证所建模型的可行性与可靠性；采用C#语言与SQL数据库开发一款故障诊断软件，基于故障树规则匹配与专家系统实现设备故障诊断的智能化，并以GSM无线模块为辅助实现远程故障报警功能；运用基于Petri网的系统模型仿真实现故障重构功能；采用基于多方法融合的故障预测技术实现物流设备的故障预测功能。系统整体结构如图1所示：
2.2基于OPC技术的数据采集子系统
成品物流控制系统以PLC为核心，采用集中―分散控制，主PLC通过工业以太网连接现场控制设备。由于主PLC选用罗克韦尔（AB）ControlLogix系统，运用件烟输送链路的控制；堆垛机、码垛机器人、穿梭车、升降机等单台智能设备分别采用不同系列的西门子PLC进行控制。因此，采用OPC技术确立统一规范的数据接口，可以灵活、快捷地以现有PLC控制器为基础，通过工业以太网采集得到底层不同设备的状态信息，以供Intouch组态软件及C#编写的故障诊断软件使用，实现不同软件模块间的信息交互。
2.3设备状态远程监控优化
以Intouch组态软件为平台，组态实现现场物流设备状态的远程实时监控。针对Intouch组态软件在可视化程度方面的不足之处，在普通组态监控界面基础上进行了优化设计，采用将三维制图软件（3DMax、Solidworks）绘制渲染的位图导入组态软件的方法，以增强 Intouch组态可视化效果，同时利用脚本语音设计实现组态元件任意曲线的运动控制，弥补组态软件中不能进行曲线运动的不足，增强组态动画的实效性，从而更加真实地反映设备的运行状态。
2.4设备维护管理子系统
采用C#开发实现烟草物流系统的设备维护管理，完成设备管理过程信息化和智能化，实现常规设备维护管理的各项功能。设备管理系统具体功能设计及电子记录表格样式如图：2、3所示。
2.5故障诊断专家系统
综合故障树便于对事件分析、规则匹配推理的直观性和速度快的优点，建立一种以故障树来获取和分析知识，以规则匹配来进行推理的故障诊断专家系统结构。采用C#语音与SQL server编写故障诊断软件，利用人工智能技术及专家系统对电气设备运行中出现的故障进行推理分析，第一时间报警故障节点、故障类型及故障原因等信息，同时给出故障处理意见与操作流程。图4所示为故障诊断流程示意图，图5所示为专家系统设计示意图。
利用Petri网图形演绎方法，通过将系统所不希望发生的事件作为顶库所，逐步找出导致这一事件的所有可能因素作为中间库所和底库所，分析系统故障，建立Petri 网故障模型，仿真计算各类潜在故障发生的概率，以达到故障预测作用和故障重构功能。基于系统大量的历史运行数据与仿真实验数据，利用数理统计与数据驱动技术，融合多种故障预测方法，形成科学完善的故障预测机制。通过分类分机型对设备故障时间、故障频率的进行统计分析和机理分析，确定设备故障发生周期，在故障预测基础上重点维护保养，尽可能减少生产过程中突发的设备事故。
2.6基于GSM的远程故障报警
烟草物流系统中堆垛机、穿梭车、码垛机机器人属于全自动化运行设备，大部分时间都工作在无人值守状态，当设备出现故障时如何让维护人员及时察觉，第一时间掌握故障信息，并能对设备实施远程重启故障恢复等控制手段非常重要。目前借助Internet 网络进行远程故障维护是解决上述问题的手段之一，但是用这种方法解决问题，仍然需要有人员在网络终端职守，实现多点分布式报警技术方案复杂、成本高，并且受到网络覆盖范围上网手段等条件的限制，很难做到随时随地无缝地监控远程设备。GSM移动通信网是目前覆盖范围最广泛的网络，组网简单容易，利用GSM网络通过短信的方式对远程设备进行故障检测和监控经济实用。
3结论
搞好设备管理和运行维护是烟草企业提高投资效益的重要保障，是固定资产保值、增值的有效途径，是提高生产效率，提升经济效益，降低设备使用费用的重要途径，也是增强烟草企业竞争能力的迫切需要。应用故障诊断技术对烟草物流设备进行监测和诊断，能及时地、正确地对各种异常状态或故障状态做出诊断，预防或消除故障，对物流设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，以期把故障损失降低到最低水平。
参考文献
[1] 伍金成.烟草工业设备管理工作探析[J].科技风，2013（13）：225.
关键词：配电设备；状态监测；故障诊断
中图分类号：TM845 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）30-0101-02
配电设备的在线监测技术，主要是针对设备实际工作状态，通过现代化的监测手段以及科学有效的评价手段，来判断设备的运行状态和使用寿命。通过配电设备状态监测与故障诊断系统，可以自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等功能，同时，具备支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能，提高配电设备的运行稳定性和安全性。因此，在线监测和状态检修时，配电设备状态监测与故障诊断系统是智能变电站自动化水平的体现，是未来电网发展的主要方向。本文就对配电设备状态监测与故障诊断系统进行详细分析。
1 配电设备状态监测系统的功能架构设计
配电设备状态监测与故障诊断系统是智能电网的重要组成部分，主要针对变电站内的变压器、电压互感器、电流互感器、电容器、断路器以避雷器等设备进行在线监测。配电设备状态监测与故障诊断系统功能结构，如图1所示。
1.1 系统构成
由上图可知，配电设备状态监测与故障诊断系统主要通过在线诊断的方式，通过对历史数据、在线实时数据来判断配电设备的运行状态，为后期设备的检修和保养提供必要的理论依据。具体包括变电站内的变压器状态监测与故障诊断装置；电压互感器状态监测与故障诊断装置；电流互感器状态监测与故障诊断装置；电容器状态监测与故障诊断装置；断路器状态监测与故障诊断装置以及避雷器状态监测与故障诊断装置。
1.2 系统功能
配电设备状态监测与故障诊断系统主要功能包括提供配电设备在线或者非在线监测信息的浏览；智能诊断；故障分析、预测和评估等。配电设备状态监测与故障诊断系统主要采用现代互联网技术，用户可以通过浏览器查询配电设备的相关数据和运行状态信息，同时可以借助主机对配电设备的实时监测数据进行分析计算，并将最终结果反馈给用户。智能诊断主要涉及到变电站内的变压器、电压互感器、电流互感器、电容器、断路器以避雷器等设备，状态监测装置具有数据信息事实录入功能、数据修改、查询以及显示和打印功能，故障诊断采用了人工智能理论，能够准确有效的指出设备的实时状态，并且根据设备的历史数据和工作状况，预测设备未来的云翔状态，能够对潜在故障隐患进行有效预判。当设备发生故障或者灾害时，系统可以帮助分析该设备发生故障的具体原因，并且计算损失，便于对故障采取进行及时有效的维护处理，并且将损失降到最低。
2 在线监测系统的软/硬件设计
本文主要从触头温度及行程监测两个方面，分析断路器的状态监测与故障诊断。断路器触头温度及行程监测系统，采用分布式结构，由一个上位机监测模块和多个温度、行程测量模块构成，彼此间通过无线传输方式进行通信，具体设计如下。
2.1 断路器在线监测系统的硬件设计
温度、行程测量模块的硬件设计主要包括单片机、传感器、可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）、无线射频芯片以及数据转换芯片构成。通过传感器对断路器的触头温度以及行程数据进行实时采集，然后再利用无线通信的方式传输到上位机模块进行深入分析和处理。温度、行程测量模块结构，如图2所示。
从图2中可以看出，断路器触头温度、行程测量模块主要可以分为温度测量单元、行程测量单元以及无线通信单元三个部分。其中温度测量单元主要由远红外温度传感器和数据转换芯片组成，通过远红外温度传感器对触头温度进行实时监测，然后在利用数据转换芯片将传感器监测到的电压信号转换成可供单片机利用的数字模拟信号；行程测量单元主要由光电编码器、信号处理电路、数据转换芯片以及数据存储器组成；无线通信单元主要通过无线射频芯片完成对数据信息的无线传输。无线通信测量模块对应的地址是唯一的，当测量模块接收到上位机发送的数据包后，与相应的地址进行比对分析，如果相同则立刻向上位机恢复应答信号，如果不同，则不做任何回复。这三个单元主要由单片机微处理器对其进行控制，从而实现数据信息的收集与传输。
2.2 断路器在线监测系统的软件设计
断路器触头温度、行程测量模块软件设计包括主程序设计、温度测量软件设计以及行程测量软件设计三个部分。
①主程序是接收数据，发送指令的核心环节，具体包括接收上位机发送的触头温度测量指令、行程数据传输指令等。主程序的工作流程，如图3所示。
从图中可以看出，主程序接收到指令后，根据不同类别将指令分别传输到温度测量传输和行程测量传输单元中并完成相应的操作，当数据传输完成后，主程序进行初始化，并进入查询状态等待下一次指令的发送。
②温度测量软件由I/O CLOCK和CS共同定义串行接口的6种时序模式。其工作过程主要有模拟量采样、模拟量转换和数字量传输三个阶段。模拟量采样过程中，CS需要保持高电平，当电平变低时，在第三个I/O CLOCK下降沿，开始对输入模拟量进行采样，采样周期维持7个I/O CLOCK，并且在第10个I/O CLOCK下进行降沿锁存；在模拟量转换过程中，CS由低电平转换成高电平，I/O CLOCK禁止模拟数据转换结果的输出，此时DATA OUT处于高阻状态，单元内的CMOS门限检测器通过检测一系列电容的充电电压决定模拟转换后的数字量的每一位，转换过程不超过21μs；在数字量传输阶段，CS由高电平变为低电平，允许I/O CLOCK正常工作，并使DATA OUT脱离高阻状态，接收上次的转换结果。期间需要移出上次转换结果数据量对应的最高位，下一个I/O CLOCK的下降沿驱动DATA OUT输出上一次转换结果数据量对应的次高位，依次第9个I/O CLOCK的下降，沿驱动DATA OUT输出上一次转换结果数据量的最低位，第10个I/O CLOCK的下降沿驱动DATA OUT输出一个低电平，以便串行接口的传输大于10个时钟。
在CS的下降沿，上一次转换的最高位MSB，出现在DATA OUT端，10位数字量通过DATA OUT发送到微处理器。为了开始传输，将需要10个时钟脉冲，在第10个时钟脉冲的下降沿，内部逻辑把DATA OUT拉至低电平，确保其余位清零。在正常转换内，CS端由高电平至低电平的跳变，可以终止该周期，器件将返回到初始状态，输出数据寄存器的内容保持为上一次转换结果。由于可能破坏输出结果数字量，所以在接近转换完成时，需要将CS拉至低电平。
3 结 语
综上所述，伴随着我国智能电网建设的快速发展，配电设备在线监测系统的实际应用越来越普遍，其发挥的作用也越来越重要。配电设备状态监测与故障诊断系统，可以对运行状态下的变压器、电压互感器、电流互感器、电容器、断路器以避雷器进行在线监测，并且通过相应的软件系统，对这些设备的状态检测数据进行分析和诊断，从而便于技术的发现配电设备的潜在故障，同时，根据分析结果对该设备进行检修和保养，从而提升了配电设备运行的可靠性和稳定性，使其运行质量得到改善，有效地延长使用寿命，降低电力部门的运维成本。
参考文献：
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【关键词】 热轧设备 监测 故障诊断
1 前言
在钢铁厂中热轧机械是非常关键的设备之一，不过在日常生产中，热轧设备机械常常会发生受到冲击或者重荷等情况，久而久之这对于设备来说就会容易出现大量问题，比如结构强度减弱、振动增加、可靠性降低及噪声增加等。由此，如果我们在生产过程中及时地掌握热轧设备机械的工作状态，根据实际情况做出合理判断，并实施相应的应对方案，可以有效避免故障的发生，还能够让热轧设备工作的可靠性得到提高和保障，进而提高整个钢铁厂的生产工作效率。不过，对于现代化钢铁厂的管理者和经营者来说，如何有效保证设备的良好工作状态同时对发生的故障进行有效的预防、排查和修理是一项非常严峻的问题。如今伴随着科技的高速发展，故障诊断和排查技术日臻完善，计算机和应用电子技术的成熟运用，让通过网络实时地监测车间内热轧设备工作状态成为了可能。
2 系统功能和系统结构
针对变负荷、低转速或者变转速的减速机，那么热轧机械振动信号就会进行监测。针对那些故障信号是反映齿轮、转轴或者滚动轴承的则一般而言会更多地选择加速度传感器。不过加速度传感器也有缺点，钢铁厂内的轧钢机械如若发生故障，则它的振动频率范围会十分宽，而加速度传感器对于转速低的低频振动并不敏感，所以，就非常有需要一如位移传感器，即涡流传感器来测量轴的振动。比如，对于轴承来说，磨损是最常见的一种现象，而轴承的振动却无法被加速度传感器清晰捕捉并分辨出来，而涡流传感器能够对旋转轴和探头体之间的相对的间隙变化进行不间断地测量，从而有利于及时地发现磨损给轴承带来的径向间隙的变化，有利于钢铁厂管理人员对故障进行最早的诊断。在对系统进行配置时，可以设置多个参数以保证整套系统正常稳定地工作，并且还能够避免对软件的修改却又能够实现对监测设备参数的修改。这一点对于一些时常需要调整系统参数的大型监测诊断系统来说是非常有意义的。
系统具有非常晚上的故障诊断信号判别方法，这套方法适用于滚动轴承和齿轮的各章诊断，主要包括：频域分析，包括细化谱、倒频谱、瀑布图、频谱及其数据特征、包络分析；时频分析，包括小波变换；时域分析，包括趋势分析、波形及其数据特征；除此以外还有对比分析。
系统为了能够更好地排查和诊断滚动轴承和齿轮的故障，对于传递回来的某些传统信号根据需要进行特殊化处理。比如，在波形图中显示除了峰值以外的波峰因子、均方根值、峭度、歪度和绝对均值，或者针对波形图进行滤波和通频再显示。而在频谱图中，在显示传统的功率谱和幅值谱基础上，可以额外地计算振动的频率方差、均方频率、均方根频率和中心频率以及选择分析频率范围。
3 故障诊断专家系统
利用计算机对设备进行故障诊断便是故障诊断专家系统。影响故障诊断专家系统准确性有三个重要因素，分别是否拥有强力的先兆收集能力、丰富的诊断资料以及科学合理的诊断排查方法。故障诊断专家系统依据发生故障的充分条件和必要条件，结合原有故障的案例分析，在专家故障张原理的研究和咨询基础之上，建立了非常丰富的故障诊断资料数据库，比如先兆库、决策库、诊断原则库和故障库，这些不仅仅适用于轴承和齿轮，也适用于风机的故障。在运用系统的过程中，在实践经验的基础上，对原有的数据库进行适当地修改、删除、新增等，保证诊断知识能够适应时代的发展和需求。
案例、模型和原则相互结合是该系统采取的主要推理模式，通过正反向的混合推理方法，当发生异常或者人工进行干预之后都能够及时启动在线的诊断，甚至也可以进行离线诊断。现在，由于拥有强大的故障先兆自动收集获取能力，系统能够对多种情况进行自动诊断，比如轴承间隙增大、螺栓松动、滚动体故障、偏心、点蚀、轴承外圈故障、轴承内圈故障、局部断齿、不平衡、不对中、齿轮磨损等。除此以外，该系统还有很多其他功能，例如打印诊断报告、事故追忆、存储诊断结果、对故障处理提出建议、对话诊断、对诊断结果进行解释等。
4 结语
钢铁厂的热轧设备机械振动在线监测和故障诊断系统有非常先进的设计，并且还对监测和故障诊断提供了一些新的参考方法。该系统还具有非常多有点，稳定的运行状态，准确可靠的数据收集，强大的先兆收集能力。能够让工作人员及时掌握设备工作状态，有效预防故障的发生给生产带来的影响。
参考文献：
[1]梅宏斌.滚动轴承振动监测与诊断.北京：机械工业出版社，1995.
