现代化造纸机械设备的应用，一方面大大促进了造纸生产的发展，另一方面也潜伏着一个很大的危机，即一旦发生故障所造成的直接和间接的损失将是十分严重的。

现代造纸机械监诊学的宗旨就是运用当代科技的新成就发现设备的隐患, 以期对设备事故防患于未然，具体说它是通过获得造纸机械设备在静止或运行中的状态信息，并参考设备过去的运行经历，来获得设备的实时状况，并推断未来的趋势，从而确定必要的维修策略。

国内发展经历了4个阶段：

— 引进消化阶段(80年代中后期)；

— 自行开发、应用在线监测与故障诊断技术装置阶段(90年代初中期)；

— 研制出与国际接轨的大型设备状态监测与故障诊断系统(90年代中后期)；

— 具有智能化特征的远程通讯及网络化监测诊断系统(当前)

目前，国内检测技术的研究主要集中在以下几个方面：

1）传感器技术研究：传感技术是反应设备状态参数的仪表技术。国内先后开发了各种类型的传感器，如电涡流传感器、速度传感器、加速度传感器和温度传感器等；最近开发的传感技术有光导纤维、激光、声发射等。

2）关于信号分析与处理技术的研究：从传统的谱分析、时序分析和是与分析，开始引入了一些先进的信号分析手段，如快速傅立叶变换器，Winger谱分析和小波变换等。这类方法的引入弥补了传统分析方法的不足。

3）关于人工智能和专家系统的研究：这方面的研究已成为诊断技术的发展主流，目前已有“日程机械故障诊断专家系统”，但这一技术在工程方面的研究尚未达到人们所期望的水平。

4）关于神经网络的研究：比如旋转机械神经网络分类系统等的研究已经得到了应用，取得了满意的效果。

5）关于诊断系统的开发与研究：从单机巡检与诊断到上下位机式的主从机结构，直至以网络为基础的分布式系统的结构越来越复杂，实时性越来越高。

6）专门化与便携式诊断仪器和设备的研制与开发。

现代造纸装备的连续、高速、复杂、大型、自动化程度高等特点决定了状态监测与故障诊断技术系统具有重大价值，使得故障诊断技术越来越重要。

为了切实保障造纸设备的可靠性、安全性和有效性，迫切需要建立一个监控系统来监督设备的运行状态，实时检测系统变化和故障信息，采取有效的措施，以防止重大事故的发生，最大限度的提高机械的使用效率。

造纸机械故障诊断技术对确保机械设备的安全、提高产品质量、节约维修费用以及防止环境污染均起到重要作用。 

造纸设备状态监测，是指用人工或专用的仪器工具，按照规定的监测点(设备及部位)进行间断或连续的(周期)监测，掌握设备运行所处于的状态(状态识别)，有压力、流量、温度、振动与噪声等等。

造纸设备诊断，是指在设备运行中或基本不拆卸的情况下，根据设备的运行技术状态，判断故障的部位和原因，并预测设备今后的技术状态变化。

现代造纸机械监诊的根本目的就是要保证造纸设备的安全、稳定、长周期、满负荷、优良运行，主要为：

— 对造纸设备运行中各种异常状态做出及时、正确、有效的判断，预防和消除故障，或者将故障的危害性降低到最低程度；

— 对设备运行进行必要的指导，确保运行的安全性、稳定性和经济性；

— 通过状态监测，为提高设备性能而进行的技术改造及优化运行参数提供数据和信息。 

现代造纸机械监诊学研究的内容主要包括以下三个环节：

1）特征信号的采集：这一过程属于准备阶段，主要用一些仪器测取被测仪器的有关特征值，如速度、湿度、噪音、压力、流量等。

现在信号的采集主要用传感器，在这一阶段的主要研究基于各种原理的传感技术，目标是能在各种环境中得到高可靠、高稳定的传感测试信号。国内传感器类型：电涡流传感器、速度传感器、加速度传感器和湿度传感器等；

2）信号的提取与处理：从采集到的信号中提取与设备故障有关的特征信息，与正常信息只进行对比，这一步就可以称之为状态检测。

目前，小波分析在这方面得到广泛应用，尤其是在旋转机械的轴承故障诊断中。

基于相空间重构的GMD数据处理方法也刚刚开始研究，此方法对处理一些复杂机械的非线性振动，从而进一步预测故障的发展趋势非常有效。

3）判断故障种类：从上一步的结果中运用各种经验和知识，对设备的状态进行识别，进而做出维修决策。

这一步关键是研究系统参数识别和诊断中相关的实用技术，探讨多传感器优化配置问题，发展信息融合技术、模糊诊断、神经网络、小波变换、专家系统等在设备故障诊断中的应用。

造纸机械设备在劣化进程中, 基本遵循以下规律。

Ⅰ期：称为磨合期：指的是新设备设计、装配后的跑合阶段, 这个阶段故障率较高。故障率与零部件的设计、制造、装配质量关系密切。一般设备的劣化曲线不包括这一期。

Ⅱ期：正常使用期：指的是机器在经过第Ⅰ期后, 已经处于稳定状态, 进入正常使用阶段。这个阶段故障率显然较低。

Ⅲ期：耗损期：指机器由于磨损疲劳等原因已处于生命中的老年阶段，其故障率逐渐升高。 

通过对机器进行必要的测量和诊断，可以及时发现设备在某一阶段处在哪一期, 避免设备提前进入耗损期或发生故障。

诊断一词来源于中医学中的望、闻、问、切, 辨证施治八字诀，而这几个字也充分体现了设备故障诊断的全过程。

机械故障诊断基本过程和原理：

在机械设备运行的劣化进程中，会产生大量的有用的诊断信息，我们把这些诊断信息所产生的信号用适当的传感器转化为电信号，再对所采集来的电信号进行处理、提取其特征，从而进行故障诊断。

故障诊断技术的实质工作和核心目标是：

1) 掌握设备的运行状态；

2) 确定设备运行正常与否；

3) 预测设备的可靠性；

4) 预测设备能安全运行的时间；

5) 发现早期故障；

6) 预测故障的发生、发展趋势。

现代造纸机械监诊学的工作原理：

在设备监测和故障诊断技术中，异常及故障的表现叫做征兆，征兆的特点叫模式。

要将故障征兆进行分类（如振动、噪声、变形、殘留物、松动、斑点、坑、断裂等），弄清故障类别（磨损、裂纹、腐蚀、不平衡、不对中、泄漏等），性质（渐发生、扩展性），程度（局部故障、整机故障等）。

在掌握了具体类别后，可根据故障机理预测其发展情况，提出相应对策。

它包括四方面的工作内容：

1、信号检测：正确选择测试仪器和测试方法，准确地测量出反映设备实际状态的各种信号——温度、应力、振动等）。建立起来的状态信号属于初始模式。

2、特征提取：将初始模式的状态信号通过放大或压缩、形式变换、去除噪声干扰等处理，提取故障特征，形成待检模式

3、状态识别：根据理论分析结合故障案例，采用数据库技术所建立起来的故障档案库为基准模式，把待检模式与基准模式进行比较和分类，即可区别设备的正常与异常。

4、预报决策：经过判别，对属于正常状态的设备可继续监视；对属于异常状态的设备则要查明故障情况，做出趋势分析，估计其发展和可继续运行的时间及提出控制措施和维修决策。

几种常规检测诊断技术：

1）振动监测诊断技术

造纸机械状态的振动检测与故障诊断是对设备所产生的机械振动进行信号采集、数据处理后，根据振幅、频率、相位及相关图形所进行的故障分析。

它利用正常设备与故障设备振动特性(位移、速度、加速度、声响等)的差异来判断故障，根据对振动信号的测量、处理、分析及识别来判断设备运行是否存在问题，进而判断故障部位、原因以及故障恶化程度，最后对故障采取相应的措施。

振动监测用于监测转轴组件的平衡性能和滚动轴承、传动齿轮的冲击和噪声，具有方便、准确、灵敏的特点，是比较有效的监测手段。

2）油样分析技术

油样分析监测技术是是对机器在用润滑油的油液本身及油中微小颗粒所进行的理化分析。

通过对润滑油的粘度、闪点、酸值、破乳化度、水分、机械杂质、液相锈蚀试验、抗氧化安全性等各种主要性能指标的检验分析，掌握润滑油本身的性能信息的同时了解到机组轴承、密封的工作状态和磨损程度。

3）机械性能测试技术

应用各种仪器测量机械运转时的性能参数，从而判断机械性能降低程度以及机械性能是否满足使用要求。

一般通过机械设备性能参数下降程度来决定它何时修理。此项监测系统通过对波形的诊断比较，可以较准确地判别液压系统中液压泵吸空，溢流阀卡滞等故障，结合压力表、流量计和辅助诊断可以判断液压泵输出功率，液压系统的泄漏等故障。

4）无损检测技术

无损检验是一种从材料和产品的无损检验技术中发展起来的方法，它是在不破坏材料表面及内部结构的情况下检验机械零部件缺陷的方法。

它使用的手段包括超声、红外、x射线、γ射线、声发射、掺透染色等。这一套方法目前已发展成一个独立的分支，在检验由裂纹、砂眼、缩孔等缺陷造成的设备故障时比较有效。

5）一些现代监测诊断技术

— 计算机辅助监测诊断技术

— 机械专家诊断系统

— 远程网络控制系统的故障诊断

— 混合故障诊断技术

现代造纸机械监诊学技术发展趋势：

现代造纸设备故障诊断技术与当代前沿科学的融合是设备故障诊断技术的发展方向。

当今故障诊断技术的发展趋势是传感器的精密化、多维化，诊断理论、诊断模型的多元化，诊断技术的智能化。

具体来说表现在如下方面：

1) 与当代最新传感技术尤其是激光测试技术的融合

近年来，激光技术已深入发展到振动测量和设备故障诊断中，并且己经成功应用于旋转机械对中等方面。

2) 与最新信号处理方法 相融合

随着新的信号处理方法在设各故障诊断领域中的应用，传统的基于快速傅里叶变换的信号分析技术有了新的突破性进展。

3) 与非线性原理和方法的融合

机械设备在发生故障时，其行为往往表现为非线性特征。如旋转机械的转于在不平衡外力的作用下表现出的非线性振动。

随着混沌与分型几何方法的日趋完善，这类问题毕将得到进一步解决。

4) 与多元传感技术的融合

现代化大生产要求对设备进行全方位、多角度的监测与维护，以便对设备的运行状态有整体的、全方面的了解。

因此，在进行设备故障诊断时，可采用多个传感器同时对设备的各个位置进行监测，然后按照一定的方法对这些信息进行处理，如人工神经网络方法。

5) 与现代智能方法的融合

现代智能技术包括专家系统、模糊逻辑、神经网络、进化计算等。

现代智能方法在设备故障诊断技术中己得到了广泛的应用，随着智能科技的不断发展，设备状态的智能监测和故障诊断将是故障诊断技术的最终目标。

随着微电子、计算机、智能技术和网络技术的发展，造纸机械故障诊断技术也得到了不断的发展和进步，故障诊断方法呈现向复合式、综合化方向发展的趋势，且设备故障检测诊断技术的准确性会越来越高，操作使用越来越方便，在设备维修中会起着越来越重要的作用，它可以直接提高企业设备管理和维护水平，提高企业效益和国际竞争力。

来源：纸引未来网

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