基于故障树理论对薄板型烘丝机故障诊断的研究

熊磊

摘要：通过对CEVJ型薄板式烘丝机故障诊断系统的研究，建立起烘丝机故障诊断树和模糊故障诊断分析方法。在很大程度上，提高设备机械故障的排除效率，降低因故障造成的经济损失。

关键词：故障树理论；烘丝机；故障诊断；维修

烘丝对于烟草工业来说是一道极其重要的工序，它可使经过烘干的烟丝含有所需要求的水分值，并完成对烟丝的快速烘干定型，从而提高烟丝的填充率。本文的研究将对烟草工业烘丝机的设备故障检测、判断和维修具有较强的工程指导价值。

1.研究技术路线

1.1结合薄板式烘丝机的故障维修记录，以烘丝机的出口烟丝水分超出标准为顶故障事件，建造出CEVJ型薄板式烘丝机的正确、合理的故障树。

1.2将模糊理论与故障树诊断方法相结合，通过分析烘丝机故障树结构，提取出CEVJ型薄板式烘丝机的征兆集和故障集，利用权矩阵得出故障隶属度输出。并根据判断法确定烘丝机烟丝水分、温度超标故障的原因和发生故障的部件位置。

2.CEVJ型烘丝机故障诊断方法

2.1CEVJ型烘丝机故障记录

CEVJ型烘丝机经过近一年的调试和试生产，已正式投入使用一段时间。本文依据车间现场的维修记录，对设备使用两年多出现的各种故障进行统计、分类，并通过分析，排除部分特殊因素和偶然情况，汇总出比较完整有效的故障记录。

2.2CEVJ型烘丝机故障树的建立

结合CEVJ型薄板式烘丝机的故障维修记录，以烘丝机的出口烟丝水分超出标准为顶故障事件，建造出CEVJ型薄板式烘丝机的正确、合理的故障树。

2.3设备故障的模糊诊断过程

2.3.1设备故障模糊诊断过程框图

2.3.2征兆集、故障集的提取

在构建的故障树中，常见的故障征兆有8种，模糊向量为 ， 是对象具有症状 的隶属度。其症状论域为：U={筒体回汽不通畅；筒体温度偏低；出现水渍烟；散热器回汽不通畅；热风温度偏低；热风温度波动大；排潮滤网护死；烟丝水分偏高}。

在构建的故障树中，常见的故障原因有8种，故障原因模糊向量 ， 是对象具有故障 的隶属度。其故障论域为：V={筒体回汽疏水系统失效；旋转接头内部磨损；筒体漏汽；散热器回汽系统失效；风门20开启不到位；风门19开启不到位；吹网电磁阀故障；除尘器不运作}。

2.3.3确定模糊诊断矩阵，求出故障隶属度输出，确定故障点

（1）确定模糊诊断矩阵。

依据维修记录，采用矩阵叠加的方法，得模糊诊断矩阵：

经模糊推导，并进行归一化处理，得到诊断权矩阵：

（2）求出故障隶属度输出。

取某次诊断症状的隶属度向量为

诊断模型采用模糊算子 ，这样，可得到故障隶属度输出为：

根据数据分析，取阈值向量：

阈值向量的取值三原则：

A、单个故障原因的概率因大于0.5；

B、根据模糊诊断权矩阵向量反映，所对应的征兆概率越高，其故障原因的概率越高；

C、根据各故障的发生所造成的经济损失来衡量，损失越大，取值越低。

（3）确定故障点。

基于上述理论及数据，通过与阈值向量Λ的比较，得出

0.418 ， 0.387 ， 0.289 ， 0.515

0.458 ， 0.563 ， 0.530 ， 0.450

即此控制過程中，出现一种故障：风门19开启不到位。

3.总结与展望

本文立足国内烟草行业烘丝机设备的工作特点，针对CEVJ型薄板式烘丝机运行过程中出现的各种故障，将理论研究与工程实践相结合，对烘丝机机械故障的诊断理论和技术方法进行研究。

3.1通过对CEVJ型薄板式烘丝机故障检测、诊断和维修实际记录数据的分析汇总，建立了烘丝机的故障诊断树；

3.2将模糊理论与故障树诊断方法相结合，提出了基于故障树的模糊故障诊断方法。该方法利用合理、有效的故障隶属度，提高了烘丝机故障检测、诊断的科学性和可靠性；

3.3根据研究分析的结果，建立了CEVJ型薄板式烘丝机出口烟丝质量控制和设备故障诊断、维修方法的技术手册，从而可有效指导工程实践，提高产品内质量和设备故障检测、判断和维修的效率。