張琪，趙忠?guī)?，趙新，何召明，郭倩玉

山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青州卷煙，山東濰坊，262500

0 引言

煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)主要是由電路模塊、低壓直流電和低壓交流單向回路共同組成。某煙草包裝系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。確保該系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)做好系統(tǒng)維護(hù)工作，定期診斷設(shè)備是否存在故障問題，充分借助智能決策技術(shù)全面收集煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)維修檢測(cè)信息，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，準(zhǔn)確實(shí)施定量分析，做好邏輯推理工作，根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行智能決策，以便于將最精確的故障信息發(fā)送給維修技術(shù)人員。同時(shí)，要注意確保設(shè)備通信暢通，融合通信技術(shù)，不斷提高設(shè)備安全自動(dòng)化運(yùn)行效果。

1 健全煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)維護(hù)體系

1.1 做好該設(shè)備電氣接地系統(tǒng)安全維護(hù)管理工作

進(jìn)入21世紀(jì)后，煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)不斷加強(qiáng)，煙廠基礎(chǔ)設(shè)施得以完善，煙葉生產(chǎn)水平得到了大幅提升，將傳統(tǒng)的粗放化經(jīng)營轉(zhuǎn)變?yōu)榧s規(guī)范化經(jīng)營模式，基本構(gòu)建了“種植在戶、服務(wù)在社、專業(yè)合作”的生產(chǎn)組織形式，制定了“兩頭工廠化、中間機(jī)械化、服務(wù)專業(yè)化”的生產(chǎn)方式，有效推動(dòng)了煙葉生產(chǎn)的發(fā)展轉(zhuǎn)型升級(jí)。在此背景下，當(dāng)代煙草企業(yè)非常重視煙草的精益化管理，通過啟用先進(jìn)的煙草包裝設(shè)備來做好煙草包裝工作。必須注意的是，發(fā)揮煙草包裝設(shè)備的功能，應(yīng)做好該設(shè)備電氣接地系統(tǒng)安全維護(hù)管理工作，健全煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)維護(hù)體系，定期對(duì)該設(shè)備進(jìn)行檢修，尤其要注意檢查電路模塊、低壓直流電和低壓交流單向回路是否正常。

在檢修煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)的過程中，應(yīng)正確運(yùn)用電子測(cè)試技術(shù)實(shí)施設(shè)備故障檢測(cè)，充分發(fā)揮智能決策技術(shù)的功能。智能決策技術(shù)應(yīng)用全面收集煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)維修檢測(cè)信息，構(gòu)建數(shù)據(jù)模型，并準(zhǔn)確實(shí)施定量分析，應(yīng)用專業(yè)技術(shù)知識(shí)，做好邏輯推理工作，根據(jù)相關(guān)信息進(jìn)行智能決策，以便于將最精確的故障信息發(fā)送給維修技術(shù)人員，幫助維修人員全面掌握與了解設(shè)備零件性能的具體情況，不斷提高精密零件檢修工作的安全性與可靠性。

1.2 發(fā)揮虛擬維修技術(shù)的作用

在煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)檢修過程中，應(yīng)發(fā)揮虛擬維修技術(shù)的作用，該技術(shù)建模主要分為以下五項(xiàng)：

（1）對(duì)虛擬人體與虛擬工具實(shí)施建模。

（2）為虛擬化維修環(huán)境建立精確的模型。

（3）針對(duì)虛擬化維修過程實(shí)施建模工作。

（4）針對(duì)虛擬化維修過程展開全面的仿真分析。

（5）針對(duì)設(shè)備系統(tǒng)虛擬維修仿真的維修性分析實(shí)施建模，并建立精確的評(píng)估模型。

目前，在虛擬維修技術(shù)支撐下，虛擬性建模主要包括虛擬化人體建模以及針對(duì)煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)零件和工具的三維化數(shù)字建模，建模軟件有CAD和CATIA。在煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)零件維修工作中，虛擬維修技術(shù)能夠?qū)ξ锢硎澜邕M(jìn)行形象、直觀的表述，在計(jì)算機(jī)所生成的虛擬環(huán)境中完成一系列維修工作，輔助維修技術(shù)人員規(guī)范操作[1]。另外，應(yīng)注意為煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)維修工作搭建虛擬機(jī)，通常在創(chuàng)建虛擬機(jī)的過程中，要按照網(wǎng)絡(luò)命令下載并安裝VMware Workstation虛擬軟件工具，該工具下載安裝非常簡(jiǎn)單，成功安裝后，則需要打開VMware Workstation工具。接著，執(zhí)行下一步網(wǎng)絡(luò)命令，即單擊“創(chuàng)建新的虛擬機(jī)”這一選項(xiàng)，這樣能夠進(jìn)入新建的虛擬機(jī)向?qū)?，按照虛擬機(jī)安裝向?qū)У牟僮髁鞒陶_采用默認(rèn)安裝方式，依次按照“下一步”指令實(shí)施安裝，會(huì)進(jìn)入“選擇客戶機(jī)操作系統(tǒng)”界面，選擇本次要安裝的客戶機(jī)操作系統(tǒng)為L(zhǎng)inux，以及版本為CentOS 64位。選擇好客戶機(jī)操作系統(tǒng)后，單擊指令“下一步”，網(wǎng)頁跳轉(zhuǎn)到了“命名虛擬機(jī)”界面，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)命令的自定義對(duì)虛擬機(jī)的名稱與安裝位置進(jìn)行合理配置。

對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行命名之后，單擊指令“下一步”，這樣就到了界面“處理器配置”，結(jié)合個(gè)人PC端的硬件質(zhì)量和使用需求，自定義設(shè)置“處理器數(shù)量”和“每個(gè)處理器的核心數(shù)量”。完成處理器配置后，單擊“下一步”，進(jìn)入“此虛擬機(jī)的內(nèi)存”設(shè)置界面，同樣根據(jù)個(gè)人PC端的物理內(nèi)存進(jìn)行合理分配，這里搭建的Hadoop虛擬機(jī)后續(xù)將作為Hadoop集群主節(jié)點(diǎn)，所以通常會(huì)分配較多的內(nèi)存。完成內(nèi)存設(shè)置后，根據(jù)向?qū)Э梢允褂媚J(rèn)安裝方式連續(xù)單擊“下一步”按鈕。當(dāng)進(jìn)入到“指定磁盤容量”界面后，可以根據(jù)實(shí)際需要并結(jié)合PC端硬件情況合理選擇“最大磁盤大小”，例如默認(rèn)磁盤內(nèi)存20.0GB。完成磁盤容量設(shè)置后，則需要按照網(wǎng)絡(luò)命令，使用默認(rèn)安裝方式連續(xù)單擊“下一步”指令。當(dāng)進(jìn)入到“已準(zhǔn)備好創(chuàng)建虛擬機(jī)”界面，就可以查看當(dāng)前設(shè)置的要?jiǎng)?chuàng)建的虛擬機(jī)參數(shù)，在確認(rèn)無誤后單擊“完成”指令，就完成了虛擬機(jī)的設(shè)置。完成新建虛擬機(jī)設(shè)置工作后，接著就要對(duì)虛擬機(jī)進(jìn)行啟動(dòng)和初始化。首先，要選中創(chuàng)建成功的Hadop()1虛擬機(jī)，右擊打開“設(shè)置”中的CD/DVD（IDE）選項(xiàng)，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)命令“使用ISO鏡像文件（M）”，單擊“瀏覽（B）”按鈕來設(shè)置ISO鏡像文件的具體地址。設(shè)置完ISO鏡像文件后，單擊“確定”指令，然后，選擇當(dāng)前Hadop()1主界面的“開啟此虛擬機(jī)”選項(xiàng)，以此啟動(dòng)Hadop()1虛擬機(jī)。接著，選擇第一條“Install or upgrade an existing system”選項(xiàng)，引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)加載完畢進(jìn)入Disc Found界面，按下Tab健換至SKip選項(xiàng)，并按下Enter鍵進(jìn)入到Cent（S）操作系統(tǒng)的初始化過程。先單擊網(wǎng)絡(luò)命令Next，進(jìn)入到系統(tǒng)語言設(shè)置界面，為了后續(xù)軟件及系統(tǒng)兼容性，通常會(huì)使用默認(rèn)的English選項(xiàng)作為系統(tǒng)語言。為了方便查看，也可以選擇Chinese（Simplified）系統(tǒng)語言。設(shè)置好系統(tǒng)語言之后，就要用系統(tǒng)默認(rèn)配置連續(xù)單擊界面的Next指令。當(dāng)進(jìn)入到Storage Device Warning（存儲(chǔ)設(shè)備警告）界面時(shí)，選擇網(wǎng)絡(luò)命令“Yes,discard any data”（是，忽略所有數(shù)據(jù)）。接著，要執(zhí)行磁盤格式，這樣會(huì)立刻跳轉(zhuǎn)到主機(jī)名hostname設(shè)置界面，自定義該虛擬機(jī)的主機(jī)名hostname（此處設(shè)置該臺(tái)虛擬機(jī)主機(jī)名hostname為hadoop（1））。

2 維持設(shè)備供電穩(wěn)定性

2.1 做好電源的安全設(shè)計(jì)工作

對(duì)于煙草包裝設(shè)備來說，其電源電路屬于單一型電路，主要是借助變壓器來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)回路電流的安全控制。因此，確保設(shè)備控制系統(tǒng)安全質(zhì)量與運(yùn)行效率頗為重要，一旦控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，所造成的損失無法彌補(bǔ)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝工作中，應(yīng)精心設(shè)計(jì)符合流程的電路系統(tǒng)，確?？刂撇僮鞯囊?guī)范性，這樣方能為整個(gè)接地系統(tǒng)的安全提供完善的保障[2]。

實(shí)現(xiàn)煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，必須維持設(shè)備供電的安全性與穩(wěn)定性，這就需要做好電源的安全設(shè)計(jì)工作，借助BIM技術(shù)構(gòu)建三維模型。三維模型是一項(xiàng)重要的作業(yè)。在構(gòu)建三維模型的過程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)準(zhǔn)確獲取設(shè)備參數(shù)和結(jié)構(gòu)圖，認(rèn)真瀏覽細(xì)致的圖紙，對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與全面分析。在煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)過程中，構(gòu)建模型的主要目標(biāo)是對(duì)接地系統(tǒng)與電源開關(guān)構(gòu)造形態(tài)、結(jié)構(gòu)構(gòu)造關(guān)系和內(nèi)部所有相關(guān)屬性的變化狀況展開可視化分析，了解設(shè)備工作環(huán)境，以此設(shè)計(jì)更科學(xué)的電源組合系統(tǒng)[3]。

2.2 運(yùn)用BIM技術(shù)分析模型數(shù)據(jù)

運(yùn)用BIM 技術(shù)對(duì)煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，結(jié)合分析結(jié)果將二維剖面圖轉(zhuǎn)化成三維立體化結(jié)構(gòu)模型，這樣方能直觀化展示復(fù)雜的電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過三維模型分析，設(shè)計(jì)師能夠和設(shè)備安裝技術(shù)人員進(jìn)行深度交流，全面理解復(fù)雜的電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組合，規(guī)避設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。在建立三維模型時(shí)，需要謹(jǐn)遵建模標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)用BIM技術(shù)在二維橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)上，適當(dāng)增加空間坐標(biāo)系，然后，正確運(yùn)用插值法預(yù)估復(fù)雜的空間坐標(biāo)。在Bentley平臺(tái)上，運(yùn)用BIM 建模軟件開展三維建模工作時(shí)，應(yīng)發(fā)揮克里金方法的作用，準(zhǔn)確模擬大量的空間數(shù)據(jù)，這樣能夠設(shè)計(jì)好復(fù)雜的電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型。因?yàn)樗袇?shù)信息和獲取的數(shù)據(jù)處于統(tǒng)一管理工作狀態(tài)，所以在構(gòu)建三維模型時(shí)會(huì)自動(dòng)生成完整的系統(tǒng)組合結(jié)構(gòu)。

3 改善煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)置

3.1 做好通信配網(wǎng)差保護(hù)工作

目前，煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)置和通信網(wǎng)絡(luò)緊密相連，從而使設(shè)備自動(dòng)化得以有效提升。確保設(shè)備的安全運(yùn)行，改善煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)置，理應(yīng)重視做好通信配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)工作，緊密融合5G通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在21世紀(jì)的信息時(shí)代，5G通信網(wǎng)有三大優(yōu)勢(shì)：第一，運(yùn)行速率更高；第二，網(wǎng)絡(luò)容量更大；第三，時(shí)間延遲率更低。

在21世紀(jì)，5G通信技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)良好，技術(shù)應(yīng)用日益成熟，為各行業(yè)工作與發(fā)展提供了諸多便利，在不少垂直業(yè)務(wù)領(lǐng)域，5G通信技術(shù)的應(yīng)用正更加深入。為了確保5G通信網(wǎng)絡(luò)的順利運(yùn)行，國家非常重視做好電流縱差保護(hù)工作。目前，在通信配網(wǎng)差保護(hù)工作中，5G通信的高可靠性與低延時(shí)性能夠代替光纖滿足應(yīng)用場(chǎng)景需要。在電流縱差保護(hù)工作中，5G通信技術(shù)能夠?qū)€路兩端電流的數(shù)據(jù)進(jìn)行正確交換，從而準(zhǔn)確識(shí)別區(qū)內(nèi)外的故障類型。需要注意的是，在配電網(wǎng)應(yīng)用與保護(hù)過程中，首先要重視解決通道問題，其次，要嚴(yán)格按照輸電網(wǎng)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與有源配電網(wǎng)的具體情況[4]。

3.2 謹(jǐn)遵標(biāo)準(zhǔn)要求

從標(biāo)準(zhǔn)視角來看，配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)通道設(shè)置有以下四條標(biāo)準(zhǔn)要求：第一，帶寬必須達(dá)到2Mbps以上；第二，時(shí)延不得超過15ms；第三，其可靠性必須能達(dá)到99.999%；第四，安全等級(jí)達(dá)到I區(qū)。

改善5G通信網(wǎng)絡(luò)在煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)中的安全應(yīng)用效果，則需要啟用故障時(shí)刻自同步技術(shù)。配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)的原理是基爾霍夫電流定律，在保護(hù)工作中，需要對(duì)兩端電流數(shù)據(jù)實(shí)施同步啟動(dòng)。配網(wǎng)差動(dòng)保護(hù)通道不同于輸電系統(tǒng)的專用光纖通道，這種差異表現(xiàn)為5G通信的來回時(shí)延并不相同，這樣就不能再使用傳統(tǒng)模式下的乒乓算法。

4 做好接地電阻安裝工作

從氣象角度來看，雷雨天氣對(duì)煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)的影響不可忽視，如果接地系統(tǒng)安全設(shè)施不完善，就很容易導(dǎo)致煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)受到雷電的危害。因此，應(yīng)注意做好接地電阻安裝工作。在具體安裝過程中，應(yīng)盡可能地降低接地電阻的數(shù)值。通常，降低接地電阻數(shù)值的措施有以下四種：

第一，使用接地電阻降阻劑。使用接地電阻降阻劑能夠進(jìn)一步增加接地極的尺寸，使接地極與所接觸的土壤之間的接觸電阻數(shù)值得以降低。由此可見，降阻劑能夠有效降低接地電阻數(shù)值。據(jù)調(diào)查了解，當(dāng)前常用的降阻劑普遍偏堿性，其pH值在7.5到8.6之間，可以對(duì)接地體進(jìn)行有效保護(hù)。其次，加入適量的降阻劑之后，設(shè)備的接地電阻數(shù)值會(huì)持續(xù)降低，時(shí)間越長(zhǎng)電阻數(shù)值越小。必須注意的是，不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)使用降阻劑，否則，降阻劑會(huì)腐蝕接地電阻裝置，腐蝕狀況也會(huì)隨著時(shí)間的推移越來越嚴(yán)重，因此，要合理控制降阻劑的使用量，及時(shí)處理接地電阻腐蝕問題。

第二，運(yùn)用爆破接地技術(shù)降低接地電阻。該技術(shù)使用范圍較為廣泛，效果良好，操作次序是先對(duì)土壤進(jìn)行爆破，這樣土壤會(huì)產(chǎn)生裂隙，然后，運(yùn)用壓力機(jī)在裂隙中填入降低電阻率的材料，控制好填入量，這樣可以降低土壤電阻率和接地電阻數(shù)值，進(jìn)一步改善煙草包裝設(shè)備接地線路防雷效果。

第三，適當(dāng)增加接地網(wǎng)的面積。煙草包裝設(shè)備電氣接地網(wǎng)的接地面積與其接地電阻兩者的關(guān)系為負(fù)相關(guān)，接地網(wǎng)的接地面積越大，所對(duì)應(yīng)的接地電阻值會(huì)越小。在安裝接地電阻的工作中，理應(yīng)根據(jù)地理環(huán)境，對(duì)接地網(wǎng)的面積予以適當(dāng)增加，以便于降低接地電阻值，改善防雷效果。需要注意的是，這種方法雖然有一定的效果，成本卻很高，因此，要控制好成本問題，不能無限增加接地網(wǎng)的面積[5]。

第四，做好外引接地工作。在接地電阻安裝工作中，時(shí)常會(huì)采取接地極干線連接法，也就是促進(jìn)電氣設(shè)備主接地網(wǎng)與周邊土壤電阻率較低區(qū)域的有機(jī)連接，從而降低主接地網(wǎng)的接地電阻數(shù)值。

5 結(jié)語

綜上所述，確保煙草包裝設(shè)備電氣系統(tǒng)接地安全，應(yīng)注意健全設(shè)備系統(tǒng)維護(hù)管理體系，做好設(shè)備維修作業(yè)，提高設(shè)備自動(dòng)化水平，正確使用BIM 技術(shù)對(duì)煙草包裝設(shè)備電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行分析，結(jié)合分析結(jié)果將二維剖面圖轉(zhuǎn)化成三維立體化結(jié)構(gòu)模型，這樣方能直觀化展示復(fù)雜的電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。通過全面分析三維模型，設(shè)計(jì)師能夠和設(shè)備安裝技術(shù)人員進(jìn)行深度交流，全面理解復(fù)雜的電氣接地系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組合，規(guī)避設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。另外，要注意做好設(shè)備接地電阻安裝工作。