茶叶机电一体化压缩设备的故障诊断技术分析

毛胜辉，戴明宏

（郑州铁路职业技术学院，河南郑州 451460）

茶叶品质不仅受到种植产地环境、茶叶品种的影响，还同茶叶加工、茶叶生产工艺有至关重要的联系。为了推动茶业自动化、智能化、产业化的机构转型，茶叶产品一般都会采用机械化加工工艺进行生产，实现茶叶加工节能化与标准化。然而，在利用机械化生产过程中，茶叶的品质往往会受到机械加工条件严重影响，特别是当机械出现故障的时候，由于维修周期比较长，严重耽误茶叶生产的交货周期，影响茶叶加工的品质，使得茶叶加工的质量，无法满足现代茶叶产品的要求。因此，把握茶叶机电一体化压缩设备运行过程中的故障死机常常出现，避免因为故障导致的生产事故发生，需要对茶叶机电一体化压缩设备及工艺深入研究。

1 茶叶机电一体化压缩设备概述

茶叶机械化加工已经趋于成熟化。将各个生产工艺的控制要求连接到关键生产设备上，就能够实现茶园加工机械的一体化。在茶叶的生产加工过程中，不但有良好稳定性，还有多功能性。

1.1 茶叶机械加工工艺及优越性

茶叶机电一体化压缩设备，集合了茶叶生产过程中的多个生产环节。主要包括茶叶杀青、茶叶理条、茶叶烘干。每个工艺过程都实现了多种机械加工设备的结合，很好的实现了茶叶生产加工过程中一机多用的功能，这不仅减少了加工设备的占地面积，还缩短了机械加工过程中人为因素而导致的茶叶品质下降问题。例如，微波茶叶杀青烘干一体机是利用微波辐射，一方面降低茶叶表面与内部的水分实现茶叶杀青；另一方面，还能通过微波辐射时间控制茶叶的烘干效果，较好实现了茶叶多功能机械化生产。

1.2 茶叶机械加工工艺要求

茶叶的机械加工，主要是从传统的纯手工加工演变成自动化生产技术。所以，茶叶生产过程中对于加工工艺控制的要求比较高，特别是对茶叶加工的时间、温度、通风以及频率有着严格的控制指标。因此，茶叶机电一体化压缩设备的加工条件控制，一般是利用继电器、PLC与单片机进行控制。例如，PLC智能数字化处理技术，能够将茶叶生产设备上的温度、频率等参数进行数制转换，以保障数据的有效传输，从而实现人机交流与远程控制。

2 茶叶机电一体化压缩设备的故障诊断技术

不可避免的是茶叶生产设备在生产过程中，因为内部零件磨损或操作不当等原因，很容易导致设备存在异常运行。故而设备故障诊断技术，加速了这些问题的解决，也推动茶叶生产有序、可持续发展。

2.1 茶叶机电一体化压缩设备诊断技术

2.1.1 振动诊断技术

其中，茶叶机电一体化压缩设备诊断技术主要包括振动诊断技术。其目的在于通过精密的诊断系统，准确查寻设备出现故障的位置与原因，机械的振动频率就是非常敏感而有效的诊断信号。例如，一体化压缩设备中，不可避免使用到电动机遇皮带轮的运转结构，单运转的皮带出现卡顿的振动时，表明皮带已经拉伸过度，应该尽快进行皮带的更换。现在的振动诊断技术，一般是采用信号放大仪进行振动信号的采集，对比信号汇总的图谱，从而实现故障的尽快发现。

2.1.2 温度诊断技术

温度信号查寻也是茶叶机电一体化压缩设备故障诊断的有效方式。设备运转过程出现故障的时候，一般很容易导致局部温度不正常化，表面这个部位的元件出现温度信号异常。所以，温度信号对于铁质机械故障检测具有良好的效果。从初始利用温度计进行温度测量，发展成红外扫描器进行温度图谱收集，加快了故障元件发现的可能性。尤其是通过收集到设备的各个元件与区域的温度图谱，基于此，结合时间间隔的温度测量结果，就能够非常容易发现出现故障的区域。

2.1.3 铁谱剖析技术

此外，铁谱剖析技术也是非常重要的故障诊断技术，其一般是运用到冶金以及机械制造领域的机电一体化设备的故障诊断。尽管该技术还没有正式运用在茶叶机电一体化压缩设备的故障诊断，但是其在茶叶的生产加工有良好发展前景。因为茶叶生产受到外界因素影响非常敏感，利用铁谱剖析技术可以通过检测机械元件表面的磨损颗粒物，准确判断设备的受损情况。

2.2 茶叶机电一体化压缩设备诊断技术局限性

2.2.1 确定性信息故障检测局限性

在茶叶机电一体化压缩设备的故障诊断过程，一般会通过检测具体的信号来实现故障出现位置、时间、种类等。通过信号的处理可以转化成故障诊断的判断依据。但是，对于确定性信息故障诊断的技术，主要分为信号处理方法、数学建模以及人工智能。目前，采用的方法一般是信号处理方法，这种方法在实际运用过程中，存在偶然性是无法控制的。例如，对于烘烤温度的信号检测，仅仅是针对于烘烤箱中空气的温度，而不是茶叶水分的检测，无法真正做到茶叶质地的实际情况反映。而数学建模与人工智能还处于研究阶段，并未真正运用于茶叶机电设备。

2.2.2 不确定信息故障检测局限性

对于无法通过信号检测的故障，则统称为不确定信息故障检测。这一类故障存在很大的随机性与偶然性。例如，生产过程中发动机会不定期出现故障，包括电机过热、转速异常、噪音过大等等。不确定信息故障检测与解决是不可避免的，其中存在很大的局限性的。所以，在茶叶生产过程中应该建立高效的预测系统与机制。

3 茶叶机电一体化压缩设备的故障诊断技术优化

根据现阶段茶叶机电一体化压缩设备信息故障诊断的局限性，我们应该积极响应及时检查、数据统计、智能化检测的诊断技术发展号召，推动诊断技术水平的不断提高。

3.1 降低人为操作故障的发生概率

首先，应该降低人为操作故障的发生概率。茶叶生产尽管已经实现了自动化、机械化的加工生产。在各个生产环节中，大部分会存在许多来自于人为因素干扰而导致故障出现。一体化设备操作人员，应该进行严格的技能培训与考核，只有通过专业化训练的技术人员才能上岗，有效的遏制因为人为操作而导致的故障出现，降低今后机电一体化压缩设备故障诊断的工作开展难度。

3.2 提高机电一体化设备故障诊断技术的准确度

其次，需要不断提高茶叶机电一体化压缩涉及故障诊断技术的准确度。只有高效化的诊断检测技术与设备，才能够尽可能的缩短检修的时间，降低因为设备故障导致生产损失。所以，设备检修过程主要包括了机电制造技术、设备维护与安装等环节。除此之外，对于故障诊断的设备要求非常高，无论是设备功能、质量还是灵敏度上都有不同需求。因此，只有不断提高检测设备的质量标准，才能够快速实现故障的检修工作的完成。

3.3 构建基于云网络传感器实时检测系统

不可确定信息故障的检查需要进行实时监测，才能够保障设备的正常运转。其中，通过构建基于云网络传感器，实时检测系统就能够实现一体化压缩设备故障诊断。尤其是云网络技术与传感器的结合，能够将监测数据与数据恢复两个方面同时进行，定性与定量技术对设备主要元件进行实时监测，能够第一时间预测出一体化压缩设备出现故障的位置与时间，极大减少了因为设备故障对茶叶生产经济效益的影响。

4 结论

茶叶机电一体化压缩设备是综合性能非常高的设备，对于生产过程中各个环节的参数精度要求较高，只有通过积累丰富的茶叶加工经验与长时间的研究实验，才能够进行一体化设备故障的诊断。为了保证设备的有序化、正常化运行，应该不断开发具有较高准确度的诊断技术，尽可能降低生产风险。与此同时，为了不断完善一体化压缩设备的诊断技术，还需要在人员、设备以及技术上，都进行优化与完善，结合现有的计算机技术、微电子技术、传感设备技术等，保证故障诊断能够快速的进行，实现茶叶机电一体化压缩设备的可持续发展。

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