1引言

目前我国有180余家卷烟厂，它们大多 数使用了国外八十年代中期和九十年代初的 进口卷烟设备,这些设备具有较高的自动化 程度和机电一俺化技术.然而，在实际使用中 发现,现代卷烟&备虽然采用了先进技术，但 在我国使用的效率并不高。究其原因，除操作 维修人员素质及管理水平等因素的影响外， 主要是设备故障发生率较高以及排除故障时 间较长等原故，尤其是当代卷烟设备，集机 城、电子、气动、液压等技术于一体，当它发生 故障时，往往很难在短时间内凭其个人经验 或简单仪器査找出故障源，这必然导致排除 故障时间延裕，降低了设备有效作业率。卷烟包装机是从意大利某公司引进的具有八十年代中期国际先进水平 的卷烟设备，它是l种从结构到功能都十分 复杂的大型设备，有上万个零部件，系统各部 分在结构上相互联系，在功能上相互作用，在 故障上相互传递,致使某局部微小的变化都 将会导致系统故障而且这种故障的发生、发 展及传播都十分复杂，对其诊断也是很困應、 的,特别对一些不具备丰富维修经验的人员 来说，往往是束手无策。为帮飢维修人员能在实际生产中及时诊断和排除故障，我们进行了包装机故障智能诊断系统 的研究,该系统以计算机为核心，以传感器和 接口电路为基础，综合利用各专家知识和经 验，采用数据与知识相结合的智能诊断方法 对包装机故障进行诊断。

2系统硬件结构

包装机故障智能诊断专 家系统硬件由下位机和上位机两级CPU构 成，下位机以8031单片机为核心，上位机为 80386工业控制计算机，其结构框图如图1 所示，它可分为传感器子系统.信号釆集处理 子系统，典型故障报警子系藐,计算机子系统 等部分•

传感器子系统是包装机与智能故 障诊断专家系统的接口 .它由多个传惑器组 成，实现对包装机运行状态信号的检测与转 换，它是智能诊断系统获取设备状态信号的 主要装置。它本身工作的可靠性和所提供的 状态信息正确与否，关系到诊断系统对故障 诊断结果的准确性与可靠性.因此，在设计恃 感器子系统时，首先应该考虑尽可能全面地 获取反映包裝机实际运行状态的特 征信号;其次使传感器子系统具有较高的可
靠性.确保对设备运行状态信号的转换不失 真;另外还需考虑信号检测和传感器安装的 难易程度。由于60脆包装机机电一体化程度 校高，自身已装有一些传感器.设计时可充分 利用其自身已有传感器所检测的设备运行信 号，同时根据实际需要，増设了 一些传感器, 以便获取其自身不能检测而智能诊断专家系 统所必须的状态信号，以确保诊断专家系统 能获取足够的反映包装机故 障特征的信息

入通道是对其信号进行放大、滤波和A/D转的读取和处理，并根据处理的结果，把一些典换’对数字式或开关式传感器，输入通道是对 其信号进行整形、隔离和抗干扰。8031单片 机在外围电路配合下，完成对输入通道数据
型故障送到输出通道进行声光报警。输出通 道将6031送出的典型故矇信号进行隔离和功率放大.驱动声光报警器。串行通讯接口将8031串行通道输出的信号进行电平转换,，使 其满足串行通讯要求，与STD电平相匹配， 保证其可靠通讯。

典型故障指示报警子系统是对包 装机十余种典型故障进行声光报警指示。，硬 件上主要由蜂鸣器和24V指示灯，固态继电 器等组成，通过不同指示灯表示不同类型故 障,通过蜂鸣器以声音信号提醒操作者应该 釆取的相应措施。

计算机子系统是智能故障诊断专家系统 的核心，它既要完成对设备状态信号的分析、 处理,又要对专家知识进行存储，完成对设备 故障进行推理、诊断、解释等工作•在破件上 以80386 CFU为主机，配有4兆内存，一个 软盘驱动器和100兆硬盘以及健盘、打印机 和显示器。其中健盘和显示器是人机接口不 可缺少的硬件设备.可通过对键盘的操作实现人机对话,将专家知识輸入到系统,或将诊 断结果及其解释和对故雎处理的方法由 CRT进行显示或由打印机进行打印输出.

3系统软件结构

包装机故障诊断专家 系统的软件结构如图3所示，它由数据采样 模块、集成知识库、故障诊断模块和故障分析 与处理模块构成.

数据釆集处理模块在下位机硬件的配合 下首先，以包装机为诊断目标进行诊 断信号的选择和设置，并对相应的状态信号进行采样、数字滤波和分析运算，从中提取特 证信息，一方面将处理的信息数值传输给上 位枷进行故障诊断，另一方面若该特征信息 包含典型故障信号则将它同时输岀到典型故障监测报警子系统，给予指示报警.

集成知识库是诊断专家系统的重要组成 部分，它由静态知识库、动态知识岸和元知识 库组成.静态知识库存放由领域专家对设备 故障进行总结、归类而获得的故障知识1动悉 知识岸一方面包含包装机运行状态特征数据，另一方面接收知识诊断系统在诊 断过程中由专家从人机接口输入诊断知识 （专家干預知识）】元知识库存放控制推理的 策略知识，用于控制推理机工作方式J动态黑 板用于记录故障推理诊断的中间结果和诊断