茶葉機電一體化壓縮設備的故障診斷技術分析

毛勝輝，戴明宏

（鄭州鐵路職業技術學院，河南鄭州 451460）

茶葉品質不僅受到種植產地環境、茶葉品種的影響，還同茶葉加工、茶葉生產工藝有至關重要的聯系。為了推動茶業自動化、智能化、產業化的機構轉型，茶葉產品一般都會采用機械化加工工藝進行生產，實現茶葉加工節能化與標準化。然而，在利用機械化生產過程中，茶葉的品質往往會受到機械加工條件嚴重影響，特別是當機械出現故障的時候，由于維修周期比較長，嚴重耽誤茶葉生產的交貨周期，影響茶葉加工的品質，使得茶葉加工的質量，無法滿足現代茶葉產品的要求。因此，把握茶葉機電一體化壓縮設備運行過程中的故障死機常常出現，避免因為故障導致的生產事故發生，需要對茶葉機電一體化壓縮設備及工藝深入研究。

1 茶葉機電一體化壓縮設備概述

茶葉機械化加工已經趨于成熟化。將各個生產工藝的控制要求連接到關鍵生產設備上，就能夠實現茶園加工機械的一體化。在茶葉的生產加工過程中，不但有良好穩定性，還有多功能性。

1.1 茶葉機械加工工藝及優越性

茶葉機電一體化壓縮設備，集合了茶葉生產過程中的多個生產環節。主要包括茶葉殺青、茶葉理條、茶葉烘干。每個工藝過程都實現了多種機械加工設備的結合，很好的實現了茶葉生產加工過程中一機多用的功能，這不僅減少了加工設備的占地面積，還縮短了機械加工過程中人為因素而導致的茶葉品質下降問題。例如，微波茶葉殺青烘干一體機是利用微波輻射，一方面降低茶葉表面與內部的水分實現茶葉殺青；另一方面，還能通過微波輻射時間控制茶葉的烘干效果，較好實現了茶葉多功能機械化生產。

1.2 茶葉機械加工工藝要求

茶葉的機械加工，主要是從傳統的純手工加工演變成自動化生產技術。所以，茶葉生產過程中對于加工工藝控制的要求比較高，特別是對茶葉加工的時間、溫度、通風以及頻率有著嚴格的控制指標。因此，茶葉機電一體化壓縮設備的加工條件控制，一般是利用繼電器、PLC與單片機進行控制。例如，PLC智能數字化處理技術，能夠將茶葉生產設備上的溫度、頻率等參數進行數制轉換，以保障數據的有效傳輸，從而實現人機交流與遠程控制。

2 茶葉機電一體化壓縮設備的故障診斷技術

不可避免的是茶葉生產設備在生產過程中，因為內部零件磨損或操作不當等原因，很容易導致設備存在異常運行。故而設備故障診斷技術，加速了這些問題的解決，也推動茶葉生產有序、可持續發展。

2.1 茶葉機電一體化壓縮設備診斷技術

2.1.1 振動診斷技術

其中，茶葉機電一體化壓縮設備診斷技術主要包括振動診斷技術。其目的在于通過精密的診斷系統，準確查尋設備出現故障的位置與原因，機械的振動頻率就是非常敏感而有效的診斷信號。例如，一體化壓縮設備中，不可避免使用到電動機遇皮帶輪的運轉結構，單運轉的皮帶出現卡頓的振動時，表明皮帶已經拉伸過度，應該盡快進行皮帶的更換。現在的振動診斷技術，一般是采用信號放大儀進行振動信號的采集，對比信號匯總的圖譜，從而實現故障的盡快發現。

2.1.2 溫度診斷技術

溫度信號查尋也是茶葉機電一體化壓縮設備故障診斷的有效方式。設備運轉過程出現故障的時候，一般很容易導致局部溫度不正常化，表面這個部位的元件出現溫度信號異常。所以，溫度信號對于鐵質機械故障檢測具有良好的效果。從初始利用溫度計進行溫度測量，發展成紅外掃描器進行溫度圖譜收集，加快了故障元件發現的可能性。尤其是通過收集到設備的各個元件與區域的溫度圖譜，基于此，結合時間間隔的溫度測量結果，就能夠非常容易發現出現故障的區域。

2.1.3 鐵譜剖析技術

此外，鐵譜剖析技術也是非常重要的故障診斷技術，其一般是運用到冶金以及機械制造領域的機電一體化設備的故障診斷。盡管該技術還沒有正式運用在茶葉機電一體化壓縮設備的故障診斷，但是其在茶葉的生產加工有良好發展前景。因為茶葉生產受到外界因素影響非常敏感，利用鐵譜剖析技術可以通過檢測機械元件表面的磨損顆粒物，準確判斷設備的受損情況。

2.2 茶葉機電一體化壓縮設備診斷技術局限性

2.2.1 確定性信息故障檢測局限性

在茶葉機電一體化壓縮設備的故障診斷過程，一般會通過檢測具體的信號來實現故障出現位置、時間、種類等。通過信號的處理可以轉化成故障診斷的判斷依據。但是，對于確定性信息故障診斷的技術，主要分為信號處理方法、數學建模以及人工智能。目前，采用的方法一般是信號處理方法，這種方法在實際運用過程中，存在偶然性是無法控制的。例如，對于烘烤溫度的信號檢測，僅僅是針對于烘烤箱中空氣的溫度，而不是茶葉水分的檢測，無法真正做到茶葉質地的實際情況反映。而數學建模與人工智能還處于研究階段，并未真正運用于茶葉機電設備。

2.2.2 不確定信息故障檢測局限性

對于無法通過信號檢測的故障，則統稱為不確定信息故障檢測。這一類故障存在很大的隨機性與偶然性。例如，生產過程中發動機會不定期出現故障，包括電機過熱、轉速異常、噪音過大等等。不確定信息故障檢測與解決是不可避免的，其中存在很大的局限性的。所以，在茶葉生產過程中應該建立高效的預測系統與機制。

3 茶葉機電一體化壓縮設備的故障診斷技術優化

根據現階段茶葉機電一體化壓縮設備信息故障診斷的局限性，我們應該積極響應及時檢查、數據統計、智能化檢測的診斷技術發展號召，推動診斷技術水平的不斷提高。

3.1 降低人為操作故障的發生概率

首先，應該降低人為操作故障的發生概率。茶葉生產盡管已經實現了自動化、機械化的加工生產。在各個生產環節中，大部分會存在許多來自于人為因素干擾而導致故障出現。一體化設備操作人員，應該進行嚴格的技能培訓與考核，只有通過專業化訓練的技術人員才能上崗，有效的遏制因為人為操作而導致的故障出現，降低今后機電一體化壓縮設備故障診斷的工作開展難度。

3.2 提高機電一體化設備故障診斷技術的準確度

其次，需要不斷提高茶葉機電一體化壓縮涉及故障診斷技術的準確度。只有高效化的診斷檢測技術與設備，才能夠盡可能的縮短檢修的時間，降低因為設備故障導致生產損失。所以，設備檢修過程主要包括了機電制造技術、設備維護與安裝等環節。除此之外，對于故障診斷的設備要求非常高，無論是設備功能、質量還是靈敏度上都有不同需求。因此，只有不斷提高檢測設備的質量標準，才能夠快速實現故障的檢修工作的完成。

3.3 構建基于云網絡傳感器實時檢測系統

不可確定信息故障的檢查需要進行實時監測，才能夠保障設備的正常運轉。其中，通過構建基于云網絡傳感器，實時檢測系統就能夠實現一體化壓縮設備故障診斷。尤其是云網絡技術與傳感器的結合，能夠將監測數據與數據恢復兩個方面同時進行，定性與定量技術對設備主要元件進行實時監測，能夠第一時間預測出一體化壓縮設備出現故障的位置與時間，極大減少了因為設備故障對茶葉生產經濟效益的影響。

4 結論

茶葉機電一體化壓縮設備是綜合性能非常高的設備，對于生產過程中各個環節的參數精度要求較高，只有通過積累豐富的茶葉加工經驗與長時間的研究實驗，才能夠進行一體化設備故障的診斷。為了保證設備的有序化、正常化運行，應該不斷開發具有較高準確度的診斷技術，盡可能降低生產風險。與此同時，為了不斷完善一體化壓縮設備的診斷技術，還需要在人員、設備以及技術上，都進行優化與完善，結合現有的計算機技術、微電子技術、傳感設備技術等，保證故障診斷能夠快速的進行，實現茶葉機電一體化壓縮設備的可持續發展。

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