[发明专利]烟草加工过程加料回路在线状态检测系统及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烟草加工过程加料回路在线状态检测系统及检测方法。

背景技术

随着工业的快速发展，各企业已经开始运用全面规范化生产维护（TnPM）来保障设备正常运行，以达到最高的设备综合效率（OEE）。预防性维修是开展全面规范化生产维护的前提和保障。预防性维修为是指从预防医学的立场出发，对设备的异状进行早期发现和早期治疗，力求从设备本身降低故障率，缩短修理时间、延长使用寿命，从而提高设备使用性能，降低维修运行费用。所以，在车间现有技术平台上亟需建立一套设备在线预警机制，为全面规范化生产维护系统（TnPM）提供数据支持。

本领域技术人员急需解决的技术问题是：目前烟草行业加料设备，只是按照加料前秤的物料重量与加料比例计算出瞬时加料量进行施加香料，而没有对加料系统进行长期运行的故障进行分析，并对有规律性故障进行早期的预警提示。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种烟草加工过程加料回路在线状态检测系统及检测方法，本发明主要针对设备加料回路健康性进行研究，是基于统计学原理、利用加料泵频率与流量强相关性的特点，以PLC技术和Intouch信息为平台，对加料回路的健康性的趋势进行分析预测，根据其加料回路健康系数进行设备状态早期预警，以便来调整设备保养清洁、定期维护的频次，以增加设备平均故障间隔时间（mean time between failures;MTBF）。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

烟草加工过程加料回路在线状态检测系统，包括：

加料管道压力检测传感器，安装在加料管路中，用于采集加料管道的压力值；

加料回路流量计，安装在加料管路中，用于测量瞬时加料流量；

加料前皮带秤，安装在加料机前，用于采集加料泵输出值；

PLC控制器，接收加料管道压力检测传感器、加料回路流量计和加料前皮带秤采集的数据，所述PLC控制器的输出端与报警输出装置连接；所述PLC控制器对于加料系统可能出现的故障进行设定时间的短期预警、设定时间的长期预警以及管道压力预警；

报警输出装置，用于输出报警信号。

上述系统所采用的检测方法，包括以下步骤：

步骤（1）：利用往年加料系统的设备故障记录，推断加料系统的设备故障记录的分布函数；所述设备故障记录包括加料精度超差情况下的加料泵输出值、管道内或加料喷嘴结垢情况下的加料平均流量和管道压力异常情况下的加料管道的压力值；

步骤（2）：计算平均故障间隔时间；

步骤（3）：根据加料系统实际监测的加料泵输出值、加料平均流量和加料管道的压力值进行多元回归实验，利用minitab进行最佳子集回归，得到加料回路的数据模型；

步骤（4）：将瞬时加料流量分别与加料回路的数据模型进行运算分析，得到相应的短期加料回路健康系数、长期加料回路健康系数，

步骤（4-1）：如果短期加料回路健康系数超过设定时间的短期预警标准范围，就输出短期预警信号；

步骤（4-2）：如果长期加料回路健康系数超过设定时间的长期预警标准范围，就输出长期预警信号；

步骤（4-3）：如果管道压力超过管道压力预警标准范围，就输出管道压力预警信号。

所述步骤（1）的具体步骤为：

利用设备故障记录对设备故障记录的分布进行估计和推断，然后对确定分布的设备故障记录进行估计，从而对可靠性特征量作出估计，所述设备故障记录包括设备故障记录名称、设备运行时间、加料回路故障次数、每次故障间隔的时间；所述设备故障记录包括加料精度超差情况下的加料泵输出值、管道内或加料喷嘴结垢情况下的加料平均流量和管道压力异常情况下的加料管道的压力值；

所述步骤（1）的具体步骤为：

利用开展可靠性试验获得的数据，采用最小一乘法，对指数分布、威布尔分布和正态分布三种分布进行拟合，找出拟合度最佳的分布函数，对拟合度最佳的分布函数进行假设检验，确定指数分布函数为拟合度最佳的分布函数。

所述步骤（1）的具体步骤为：

分别将指数分布、威布尔分布、正态分布函数线性化，采用最小一乘估计出相关参数值，则得到相应的失效时间T(i)的函数值Fj(T(i))，再利用中位秩求的对应于T(i)的分布函数累计失效概率的估计值Fi，记：

Aj＝∑|Fj(T(i))-Fi|

式中，T(i)为第i个失效时间；i=1，2，…，n；j为分布函数类别；