Модернизация токарного станка HOESCH D1000

На основании общих требований, следует проанализировать входные и выходные сигналы проектированного привода. Дискретные входные сигналы управления поступают из панели оператора при выборе режима работы, при остановке технологического процесса, из пульта управления и т.д. Выходные дискретные сигналы управления: сигнал для задачи скорости двигателя привода подачи и сигнал для включения/выключение привода стола.

Основные функциональные задачи, которые должна обеспечивать система управления:

1 Регулирование скорости двигателя привода подачи.

2 Восприятие информации, которая поступает из датчиков и переключателей.

3 Восприятие информации, которая поступает из клавиатуры и ее соответствующая обработка.

4 Оперативное оповещение аварийной ситуации.

Входные дискретные сигналы поступают на блоки ввода дискретных сигналов, а аналоговые - на блоки ввода аналоговых сигналов.

Для исходящих дискретных и аналоговых сигналов применяются соответственно дискретные и аналоговые блоки вывода. Значит, микропроцессорный модуль должен содержать: количество дискретных входов, количество исходных сигналов для управления электроавтоматикой.

Исходя из требований для микропроцессорной СУ обеспечивая количество входных и исходных сигналов, возможность блокирования и защиту используется микропроцессорный модуль SIMATIC S7-300 с процессором CPU 317-2DP. Это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности.

Модульная конструкция, работа с внешним встроенным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживание обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в разных областях промышленного производства. С помощью модулей ввода дискретных сигналов к контроллеру подключаются дискретные датчики, поводы.

Модули вывода дискретных сигналов выполняют преобразование внутренних логических сигналов контроллера в его исходящие дискретные сигналы. С помощью модулей вывода дискретных сигналов к контроллеру SIMATIC S7-300 подключаются вентили, контакторы, небольшие двигатели, лампы, разного рода преобразователи.

3.2 Конфигурирование системы управления станка

При модернизации системы управления используется программа NCDKonfigurator рисунок 3.1, которая формирует заказ всех необходимых модулей и составных частей для комплектной поставки[3].

Рисунок 3.1 - Структура формирования заказа

В данной программе имеется возможность, полностью сконфигурированы заказ на следующие модули:

1 Система управления SINUMERIK.

2 Панель оператора.

3 Пульт дистанционного управления.

4 Контроллер SIMATIC S7-300.

5 Двигателя.

6 SIMODRIVE 611D.

3.2.1 Выбор системы управления SINUMERIK

С технологической точки зрения область применения SINUMERIK 840D очень распространена в машиностроении. На сегодняшний день заводы, использующие продукцию фирмы SIEMENS, пытаются обновить оборудование на техники автоматического управления. SINUMERIK 840D имеет множество преимуществ для использования огромной базы систем:

- можно сконцентрироваться на основных технологических проблемах, не упуская из виду всей производственной сферы;

- уменьшение затрат на логистику для РС-техники (получение, квалификация);

- открытость позволяет осуществлять внедрение технологии с минимумом дополнительных собственных инженерных затрат (время, расходы);

- преимущества известности и распространенности техники Siemens.

Обладая такими преимуществами, которые очень важны для современных систем автоматизации, целесообразно использовать систему SINUMERIK 840D для модернизации токарного станка HOESCH D1000 рисунок 3.3. В комплекте используется интегрированный процессор CPU 317-2 DP, так он удовлетворяет поставленным задачам модернизации и полностью совместим с SINUMERIK 840D.

Аппаратной базой для SINUMERIK 840D является промышленный РС SIEMENS вместе с одной из разработанных Siemens плат PCI, т.н. платой MCI (Motion Control Interface) представленной на рисунке 3.2. В зависимости от варианта используемого промышленного РС может быть установлено различное количество плат ОЕМ-РС (PCI или ISA). Через PROFIBUS-DP с функциональностью Motion-Control (тактсинхронная или эквидистантная) модули привода и периферия I/O могут подключаться к SINUMERIK 840D как централизованно, так и децентрализовано.

Программной базой является стандартная операционная система WINDOWS NT 4.0. Разработанный Siemens программный метод позволяет, параллельно с WINDOWS NT, использовать ПО ЧПУ в режиме реального времени. В системное ПО интегрировано ПО NC и PLC, а также ввод в эксплуатацию и управление.

Плата MCI вместе с PCU образуют аппаратную базу для SINUMERIK 840D. В плату MCI интегрированы следующие важные компоненты:

- PLC: SIMATIC S7-300;

- память SRAM для остаточных данных NC и PLC;

- MPI-интерфейс (Multi-Point-Interface) (1,5Мбод);

- PROFIBUS-DP-интерфейс (12Мбод, электрический);

- интерфейс MCI-Board-Extension;

Рисунок 3.2 - Плата MCI

Через PROFIBUS-DP-интерфейс платы MCI SINUMERIK 840D соединяется с приводами и периферией I/O (Системы приводов).

В качестве приводной системы для цифровых приводов имеется модульная линейка приводов SIMODRIVE 611 (Периферия I/O).

В качестве периферии I/O имеется спектр модулей SIMATIC S7-300. Через интерфейс MPI платы MCI SINUMERIK 840D может быть соединен с опционными компонентами:

- станочный пульт;

- программатор (к примеру, PG 740);

- кнопочная панель PP 031-MC;

- Ручной терминал (Handheld Terminal) HT6;

Скорость передачи данных на шине MPI у SINUMERIK 840D стандартно установлена на 1,5 Мбод. Интерфейс MPI выполнен как 9-ти полюсное гнездо SUB D.

Современные программируемые контроллеры способны решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, скоростного счета и логического управления.

С этой целью созданы интеллектуальные модули ввода - вывода. Эти модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять критичные быстродействию задачи, поддерживать связь с процессором с помощью собственных входов - выходов.

Рисунок 3.3 - Выбор системы управления SINUMERIK 840D и NCU

NCU 561.5 подходит для формирования простых задач позиционирования. Две оси могут выполнять простые задачи позиционирования или обработки максимум в двух каналах обработки и в двух группах режимов работы. Система управления приводом подачи токарного станка требует 2-х осевого позиционирования. В базовой версии ЧПУ память пользователя составляет 3 Мб и может быть расширена до 6 Мб. NCU 561.5 имеет большой жизненный цикл, даже при эксплуатации в очень жестких условиях:

- перепадах температуры от -20?С до +60?С;

- влажностью < 95% за 1 ч, среднегодовой < 65%.

В NCU 561.5 имеется процессор Celeron с тактовой частотой 400 МГц, который полностью справляется с анализом системы.

Выбор данного аппаратного модуля обусловлен простотой выполнения токарных операций и только 2-х осевой задачей управления приводом подачи, таким образом, система автоматизации имеет не значительную дороговизну по сравнения с много осевыми сложными системами управления.

3.2.2 Выбор панели оператора, кнопочной панели и ручного пульта

Через интерфейс PCU для дисплеев TFT и STN могут подключаться новые опционные панели операторов представленные на рисунке 3.4:

а) панель оператора SINUMERIK OP 010S.

б) панель оператора SINUMERIK OP 010.

в) панель оператора SINUMERIK OP 012.

г) панель оператора SINUMERIK OP 015.

д) панель оператора SINUMERIK OP 015А.

е) Панель оператора SINUMERIK OP 015AT.



Рисунок 3.4 - Панели оператора SINUMERIK

Рассмотрим особенности панелей оператора.

SINUMERIK OP 010S содержит компактные органы управления и наблюдения эргономическое и надежное управление благодаря клавиатуре KB 310C полной клавиатуре ЧПУ.

SINUMERIK OP 010 содержит недорогие органы управления и наблюдения благодаря дисплею 10" с оптимизированной клавиатурой.

SINUMERIK OP 012 содержит очень хорошее наблюдение и управление благодаря дисплею 12" простое управление через встроенную клавиатуру и мышь.

SINUMERIK OP 015 содержит очень хорошее наблюдение и управление благодаря дисплею 15" эргономичное и надежное управление благодаря дополнительной клавиатуре KB 483C полной клавиатуре ЧПУ.

SINUMERIK OP 015A содержит очень хорошее наблюдение и управление благодаря дисплею 15" простое управление через встроенную клавиатуру и мышь.

SINUMERIK OP 015AT содержит плоская панель оператора благодаря небольшой монтажной глубине и низкой мощности рассеяния. Эффективная работа больших станков с использованием макс. 4 дополнительных, распределенных панелей оператора.

Для системы управления оптимально подойдет панель оператора SINUMERIK OP 015А, т.к. полностью удовлетворяет требованиям к заданию сигнала управления, представлена на рисунке 3.5.

Рисунок 3.5 - Выбор панели оператора, ручного пульта и кнопочной панели

В качестве управления доступны следующие компоненты:

- кнопочная панель SINUMERIK MPP 483;

- кнопочная панель PP 012H;

- кнопочная панель MPP 483A;

- Interface MPI (интерфейс для клиентских станочных пультов).

На рисунке 3.6 и 3.7 изображены кнопочные панели SINUMERIK.

кнопочная панель MPP 483 кнопочная панель PP 012H

Рисунок 3.6 - Кнопочные панели SINUMERIK

кнопочная панель MPP 483A

Рисунок 3.7 - Кнопочные панели SINUMERIK

Рассмотрим особенности станочных пультов.

Кнопочная панель SINUMERIK MPP 483 оформленная в новом дизайне позволяет удобно управлять функциями станка. Он подходит для непосредственного управления токарными станками. Имеется согласование все клавиш, сменные колпачки на клавиши. На колпачки с помощью лазера могут наноситься любые надписи. Крепеж станочного пульта осуществляется с задней стороны с помощью специальных крепежных элементов.

Кнопочная панель PP 012H позволяет осуществлять удобное и обзорное управление функциями станка. Он подходит для непосредственного управления токарными станками. Согласованы 6 горячих клавиш, имеются сменные колпачки на клавиши. Крепеж станочного пульта осуществляется винтами.

Кнопочная панель MPP 483A, выступает как расширение станков с управлением SINUMERIK и SPS, позволяет осуществлять удобное и простое управление благодаря модульности и эргономично расположенным элементам управления. Крепеж с помощью натяжного устройства упрощает монтаж.

Подключение станочного пульта к SINUMERIK 840D осуществляется через интерфейс MPI платы MCI. В комплекте поставки станочный пульт MPP 483, полностью удовлетворяющий требованиям для задания сигнала управления рисунок 3.5. Подключение ручного пульта управления и программирования к SINUMERIK 840D осуществляется через интерфейс MPI платы MCI. В качестве опций здесь доступны следующие компоненты:

- ручной пульт программирования BHG, тип B-MPI;

- ручной пульт Handheld Terminal HT6;

- ручной мини пульт управления.

На рисунке 3.8, 3.9 и 3.10 представлены ручные устройства управления.

Рисунок 3.8 - Ручной пульт Handheld Terminal SINUMERIK HT6

Рисунок 3.9 - Ручной пульт управления BHG-MPI

Рисунок 3.10 - ручной мини пульт управления

Рассмотрим особенности ручных пультов управления.

Handheld Terminal SINUMERIK HT6 объединяет функции панели оператора и станочного пульта в одном устройстве. Таким образом, он предлагает возможность, управлять всеми функциями станка, наблюдать и через Teachen и программирование создавать программы пользователя.

РПУ типа BHG-MPI подходит для ручного управления, к примеру, движениями подачи осей станков. Всем клавишам могут присваиваться любые функции и на клавиатуру могут наноситься надписи.

Концепция управления благодаря простой и удобной градации грубой, средней и точной подачи обеспечивает быстрое, точное по инкрементам позиционирование. Сигналы направляются на ЧПУ параллельно (без MPI).

Для дистанционного управления будет использовано ручное устройство программирования BHG, тип B-MPI, т.к. наиболее оптимально подходит для дистанционного управления станком HOESCH D1000.

3.2.3 Выбор SINUMERIK PCU

Новые мощные SINUMERIK PCU имеют встроенный интерфейс для коммуникации (Ethernet и PROFIBUS-DP/MPI) - свободные встроенные гнезда могут использоваться для других задач. Интерфейс USB, расположенный на задней стороне, обеспечивает концепцию "hot Plug & Play" посредством стандартной клавиатуры ПК и мышки. SINUMERIK PCU оснащен операционной системой Windows NT и программным обеспечением сохранения данных Ghost 6 для дублирования/восстановления данных.

Для систем с низкой и средней степенью сложности подходит SINUMERIK PCU50 имеющие следующие свойства: процессор Intel Pentium III, 566 МГц, оперативная память 256 МБт SDRAM, сменный жесткий диск со средствами защиты при транспортировке 10 ГБт (1 ГБт для данных пользователя), максимальное расширение памяти 512 МБт, операционная система Windows XP Pro EmbSys, дублирование/восстановление данных посредством программного обеспечения Ghost 6. Выбор конфигурации PCU представлен на рисунке 3.11.

Рисунок 3.11 - SINUMERIK PCU

3.2.4 Описание контроллера SIMATIC S7

При проектировании структурной схемы системы управления, которая должны обеспечиваться требования, приведенные ниже. Обеспечения установленной работы системы управления, снижение вероятности поломки, упрощение программирования, а также повышение показателей качества проектированной МПСУ, необходимо придерживаться требований к минимальной и достаточной конфигурации системы и единому внутреннему интерфейсу связи с информационными каналами.

Минимальная конфигурация системы сводится к наличию информационных каналов, центрального процессора, памяти команд и памяти данных. Центральный процессор должен удовлетворять требованию быстродействия, разрядности данных и адреса.

Для простоты проектирования системы управления в программе представлено подключение панели оператора, станочного пульта, контроллера SIMATIC S7-300 и стойки SINUMERIK 840D. На рисунке 3.12 приведены реальные размеры всех блоков необходимых для управления приводами подач.

Рисунок 3.12 - Подключение модулей управления

Внутренний интерфейс системы должен быть построен таким образом, чтобы связь с информационными каналами не требовал применения схем преобразования интерфейса. Это позволит упростить структуру системы, а значит повысить ее надежность, облегчить программирование, и снизить затраты на разработку конструктивных плат и элементную базу.

Главным звеном системы управления выступает контроллер. В качестве главного контроллера используется контроллер SIMATIC S7-300 фирмы SIEMENS. В системе управления используется процессор CPU 317-2DP - центральный процессор для построения модульных систем автоматизации с высокой скоростью обработки данных, до 32 модулей на систему.

Модульная конструкция контроллера, работающая с принудительным охлаждением, возможностью применения локального структурного и распределенного ввода/вывода, широкие коммуникационные возможности, удобство эксплуатации и обслуживание обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления поводом подачи. Данный контроллер объединяет в себе высокую мощность, благодаря большому количеству вмонтированных функций.

Конструкция контроллера SIMATIC S7-300:

1 В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, быстродействием, объемом загружаемой памяти емкостью до 8 Мб, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов.

2 Модули блоков питания (PS), которые обеспечивают возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120 В или от источника постоянного тока напряжением 24/60/110 В.

3 Сигнальные модули (SM), которые предназначены для ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов с разнообразными электрическими и временными параметрами.

4 Функциональные модули (FM), которые способны самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирование, обработки сигналов. Функциональные модули, оснащенные вмонтированным микропроцессором и способны выполнять положенные на них функции даже при отказе центрального процессора.

5 Интерфейсные модули (ІМ), которые обеспечивают возможность подключения к базовому блоку стоек расширение ввода/вывода. Контроллер SIMATIC S7-300 разрешает использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров.

Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания. Общие технические параметры контроллера SIMATIC S7-300 представлены в таблицы 3.1.

Таблица 3.1 - Общие технические характеристики микроконтроллера SIMATIC S7-300

Название характеристики	Значение параметра
1	2
CPU	317-2 DP
Загружаемая память (MMC)	64КБ - 8 МБ
Встроенные интерфейсы	MPI/DP + DP
Кол-во активных коммуникационных соединений, не более	32
Степень защиты	ІР 20 в соответствии с ІЕС 529
Диапазон рабочих температур: - при горизонтальном установлении - при вертикальном установлении	0…600 С 0…400 С
Диапазон температур при хранении и транспортировке	- 40… +700 С
Относительная влажность	5...95…95%,без конденсата (RH уровень сложности 2)
Атмосферное давление	795...…1080 ГПа
Изоляция: - звена = 24 В - звена ? 230 В	Исследованное напряжение = 500 В Исследованное напряжение ? 1460 В
Электромагнитное соединение - стойкость к шумам - наводки	Согласно EN50082-2, исследованное за ІЕС 801-2, ІЕС 801-4 За ЕN 50081-2, исследование за ЕN 55011, класс А, группа 1
Механические действия - вибрация - ударные нагрузки	ІЕС 68, часть 2-6: 10...58 Гц постоянная амплитуда 0,075 мм; 58...150 Гц постоянное ускорение 1g ІЕС 68, часть 2-27: синусоидальные ударные действия с ускорением 15g

3.2.5 Выбор преобразователя SIMODRIVE 611

SIMODRIVE 611D это гибко проектируемая система приводов, отвечающая как экономически, так и экологически техническим требованиям современных станков.

Для управления приводом подачи необходимо использовать наиболее современные системы управления, поэтому для управления двигателями используем SIMODRIVE 611D отвечающую наивысшим требованиям в динамике, установленном диапазоне оборотов и точности управления.

Регуляторы привода SIMODRIVE 611D могут использоваться универсально в качестве привода подачи или привода главного движения. Они используются вместе с СЧПУ SINUMERIK 840D в комбинации с синхронными двигателями 1FT6 для приводов подачи или главного движения, линейными двигателями 1FN для приводов подачи, встраиваемыми шпинделями 1FE/2SP1 и асинхронными двигателями 1PM/1PH для приводов главного движения. Обмен данными между приводом и ЧПУ осуществляется по цифровой шине.

Централизованные системы приводов предлагают широкий выбор услуг в модульной технике. С помощью различных модулей управления могут быть реализованы различные соединения приводов с вышестоящей СЧПУ 2-х осевые модули позволяют осуществлять компактную установку модульной структуры.

С помощью предложенной модульной системы могут быть реализованы любые конфигурации приводов. Таким образом, возможно проектирование для любой установки, от компактного станка до комплексной установки.

Следующие интерфейсные платы имеются на различных платах управления:

1 Резольвер.

2 Переключаемое разрешение 14 / 12 бит.

3 Количество пар полюсов 1 до 6; рабочая частота fG макс. до 108 Гц / 432 Гц 1).

4 Увеличение импульсов внутреннее 4096 / 16348 x количество пар полюсов.

5 Инкрементальный датчик с сигналами sin/cos 1 Vpp до 65535 импульсов, fG макс. до 350 кГц, увеличение импульсов внутренне 2048 x импульсов.

6 Абсолютный датчик с интерфейсом EnDat идентично датчику sin/cos 1 Vpp, плюс абсолютное положение через протокол EnDat.

Функции, которые используются для управления 1-й осью:

2 аналоговых входа (14 бит)/выхода (8 бит) ± 10 В

4 цифровых входа/выхода, свободно параметрируемые.

Переключаемый интерфейс датчика углового шага (WSG):

вывод:

- инкрементальные прямоугольные, шаговые сигналы;

- имитация датчика двигателя через дифференциальные квадратурные сигналы A, B, R согласно RS 485, RS 422 (TTL);

- у датчиков sin/cos-1VPP: импульсы = sin/cos;

- у резольвера: 1024 / 4096 импульсов/пара полюсов;

- количество импульсов у резольвера и абсолютного датчика с EnDat;

- умножаемое число импульсов: 2:1, 1:1, 1:2, 1:4, 1:8;

ввод:

- инкрементальное шаговое заданное значение X зад;

- квадратурные сигналы, дорожки A, B; до 2,5 МГц;

- импульсный сигнал/сигнал направления; до 5 МГц;

- сигнал вперед-назад; до 5 МГц;

Прямая вторая измерительная система, подключение у 2-х осевого модуля для оси А через ось В (в этом случае модуль может эксплуатироваться только как 1-о осевой модуль). Резольвер, любое количество пар полюсов. Инкрементальный датчик sin/cos 1 VPP, 0 до 8388607 импульсов. Абсолютный датчик с интерфейсом EnDat. Интерфейс RS 232 / RS 485 (TTL) для подключения PC/PG для ввода в эксплуатацию с помощью вспомогательного ПО SimoCom U. 4 Блока данных двигателя на ось с возможностью сохранения. Все блоки могут вызываться и изменяться через опцию PROFIBUS DP. На рисунке 3.13 изображен преобразователь SIMODRIVE 611D с реальными размерами. В таблице 3.2 представлены технические параметры преобразователя SIMODRIVE 611D.

Рисунок 3.13 - Преобразователь SIMODRIVE 611D

Таблица 3.2 - Технические параметры преобразователя SIMODRIVE 611D

Модули SIMODRIVE 611D	Технические параметры
Вибрационная нагрузка по EN 60068?2?6 (IEC 68?2?6)	макс. 9,81 м/с2
Ударная нагрузка по EN 60068?2?27 (IEC 68?часть 2?27)	Ускорение 49,05 м/с2 на11 мс
Класс защиты по DIN EN 60529 (IEC 60529)	P20
Допуст. внешняя температура:
* хранение и транспортировка	?40 ... +70 °C
* эксплуатация	0 ... +40 °C
* с уменьшением мощности	до +55 °C
Класс влагостойкости согласно DIN EN 60721?3?3	Кл. 3K5 Образование конденсата и Кл. 3K5 Образование конденсата и льда недопустимы. Мин. температура воздуха 0 °C.
Воздушные участки и пути скользящего заряда по EN 50178	рассчитано на степень загрязнения 2
Контрольное напряжение изоляции	2,5 кВ
Положение при эксплуатации	вертикальное
Высота установки	? 2000 над уровнем моря 1000 м ухудшение характеристик > 2000 м с базовой изоляцией через разделительный трансформатор

Через модуль питания системная структура SIMODRIVE 611D подключается к сети низкого напряжения с заземленной нейтралью (сеть TN).

Все модули системы приводов SIMODRIVE 611D имеют унифицированную конструкцию. Интерфейсы для питания и коммуникации друг с другом, а также стандартизированные интерфейсы между платами управления и силовыми модулями.

Система приводов SIMODRIVE 611D состоит из функциональных модулей:

- сетевой фильтр;

- коммутирующие дроссели;

- модули питания;

- силовые модули;

- платы управления, предназначенные для определенных типов двигателей;

- специальные модули и прочие принадлежности.

Через модули питания структура приводов подключается к сети питания. Из сетевого напряжения 480В 50Гц модули питания вырабатывают постоянное напряжение для промежуточного контура. Дополнительно напряжения питания электроники ±24В, ±15В, +5В и т.д, подаются централизованно через шину устройств на модули приводов и расположенные в структуре системы SINUMERIK 840D. Для проводки с экранированными силовыми кабелями, соответствующей требованиям ЭМС, имеются пластины для подключения экрана. Модуль питания представлен на рисунке 3.14. Технические параметры модуля питания приведены в приложении Б

Рисунок 3.14 Модули питания преобразователя SIMODRIVE 611D

Функции сетевых модулей питания:

1 Встроенная защита сети, управляемая через входную клемму (24 В).

2 Через внешний блокирующий вход может прерываться подача энергии на катушку сетевого контактора, таким образом, через аппаратные контакты достигается гальваническое разделение силовых контактов сетевой защиты.

3 Автоматическая предзагрузка промежуточного контура при подключении сети.

4 Возможен режим отладки с двигателями 1FT6 в самотормозящих осях (условие: напряжение промежуточного контура должно понижаться за счет уменьшения сетевого напряжения).

5 Сохранение питания электроники из промежуточного контура для управляемой остановки подключенных осей приводов при отключении питания (активация этой функции через соответствующую внешнюю проводку). Для возможности торможения в этом рабочем состоянии необходим модуль импульсного сопротивления.

6 Централизованный контроль сетевого напряжения, напряжения промежуточного контура и напряжений электроники ±24В, ±15В, +5В.

При установке блока управления в силовой модуль получается модуль привода, для использования в качестве привода подачи или привода главного движения.

Приводные и силовые модули преобразователя SIMODRIVE 611D.

При конструировании модулей преобразователей особые усилия были направлены на требования легкости управления, простоты монтажа и проводки. Здесь, к примеру, благодаря постоянной кратной ширине модулей в 50 мм и хорошо зарекомендовавшим себя на практике соединениям силовых, сигнальных и шинных кабелей были реализованы подходящие решения, при этом проводка кабеля проверена на электромагнитную совместимость (ЭМС):

- ширина всех модулей в кратна 50 мм;

- высота всех модулей стандартно ? 480 мм;

- глубина модулей без штекера и опционных модулей относительно монтажной поверхности составляет при внутреннем охлаждении или воздуховодным охлаждении стандартно 288 мм, внешнем охлаждении стандартно 231 мм.

Силовые модули подходят для работы с синхронными двигателями 1FT6. Широкий спектр силовых модулей с градацией по току и подразделенный на три различных вида теплоотвода поставляется в 1-о и 2-х осевом исполнении.

Параметры тока относятся к серийной установке. При более высоких частотах первичных вибраций или увеличенной тактовой частоте учитывать уменьшения. В таблице 3.3 представлены технические параметры солового модуля преобразователя SIMODRIVE 611D.

Цифровые платы управления SIMODRIVE 611D используются в комбинации с синхронными двигателями SIMODRIVE 1FT6 для приводов подачи и двигателями 1PM/1PH/1FE1 для приводов главного движения.

Платы управления обрабатывают встроенный в двигатели 1FT6/1FK или 1PM/1PH датчик с sin/cos 1 VPP. Таким образом, может быть получено до 4,2 миллионов инкрементов/оборот двигателя в качестве разрешения контура измерения. Сгенерированные сигналы для скорости и фактического значения положения обрабатываются через цифровую шину привода в сервообласти SINUMERIK. У плат управления с функцией "Прямая регистрация положения" дополнительно может быть подключена прямая измерительная система (DMS).

Платы управления с цифровым интерфейсом заданного значения по аппаратным свойствам в комбинации с управлением Performance могут использоваться универсально как привод подачи или главного движения. ПО с алгоритмами управления имеется в SINUMERIK 810D/840D/840C. При включении СЧПУ и приводов ПО загружается в цифровые платы управления. При вводе в эксплуатацию через конфигурацию привода определяется, идет ли речь о приводе подачи или приводе главного движения.

У плат управления с цифровым интерфейсом можно выбирать между стандартным и высокопроизводительным управлением Performance.

Оба варианта используют идентичный интерфейс приводов и одно микропрограммное обеспечение с идентичными алгоритмами управления. Технические параметры платы управления приводами подачи представлены в таблице 3.4.

В зависимости от типа охлаждения выбираются дополнительные, согласованные с системой блоки вентиляторов и компоненты воздуховодов.

Благодаря модульной конструкции приводных модулей, с помощью небольшого количества отдельных компонентов можно обеспечить решения широкого спектра задач пользователя.

Для успешной и надежной работы системы приводов использовать только оригинальные компоненты системы SIMODRIVE в комбинации с оригинальными принадлежностями Siemens.

Пользователь должен учитывать параметры проектирования.

Силовые модули подходят для работы с синхронными электродвигателями 1FT6/1FK/1FN/1FW6/1FE1/2SP1;

Широкий спектр силовых модулей имеет деление по току и деление на три различных типа охлаждения и поставляется в 1?о и 2?х осевом исполнении.

Параметры тока относятся к серийной предустановке. При более высоких тактовых частотах учитывать коэффициенты уменьшения тока. Для монтажа экранированных силовых кабелей, соответствующих требованиям ЭМС, имеются пластины подключения экрана для монтажа на модуль.

Кабель приборной шины (питание электроники) входит в объем поставки силового модуля. Для системы ЧПУ SINUMERIK 840D powerline с цифровой шиной задания кабели приводной шины заказываются отдельно.

Таблица 3.3 - Технические параметры солового модуля преобразователя SIMODRIVE 611D

Входное напряжение	DC 600/625/680 В
Выходное напряжение	3-х фазное AC 0 ... 430 В
Выходная частота, макс.	1,4 кГц
кпд з	0,98

Таблица 3.4 - Технические параметры платы управления привода подачи преобразователя SIMODRIVE 611D

Входное напряжение	DC 600/625/680 В
Выходное напряжение	3-х фазное AC 0 ... 430 В
Выходная частота, макс.	1,4 кГц
кпд з	0,98

Для питания SIMODRIVE 611D используется модуль питания 6SN1124-1AA00-0AA1 в одно осевом исполнении рисунок 3.15 с внутренним теплоотводом, который полностью удовлетворяет требованиям управления приводом подачи токарного станка HOESCH D1000.

Рисунок 3.15 - Модули питания для SIMODRIVE 611D

Структурная схема модернизированной системы управления представлена на рисунке 3.16.

Структурная схема содержит в себе все функциональные части системы управления и взаимосвязь между ними.

Рисунок 3.16 - Структурна схема системы управления приводами подач

3.2.6 Разработка интерфейса системы управления приводом подачи

Обмен данными между всеми элементами системы управления приводом подачи происходит через интерфейс PROFIBUS-DP. Сеть PROFIBUS может быть использована для организации обмена данными между интеллектуальными сетевыми устройствами. Сеансы связи могут устанавливаться между двумя системами автоматизации, системой автоматизации и компьютером и т.д. PROFIBUS - это мощная открытая сетевая система с коротким часом цикла, который отвечает требованиям международных стандартов. Для связи с полевым уровнем она разрешает использовать два протокола: PROFIBUS-DP и PROFIBUS-PA. Как пассивные устройства используются станции распределенного ввода-вывода SIMATIC ET 200, а также аппаратуры полевого уровня со встроенными интерфейсами PROFIBUS-DP (датчики, регуляторы, преобразователе частоты, пристрою плавного пуска, коммутационные аппаратурам и т.д.). Кроме циклического (синхронного) обмена между активными и интеллектуальными пассивными устройствами поддерживается асинхронный обмен данными, используемый для передачи параметров настраивания, диагностической информации и т. д.

Типы устройств PROFIBUS-DP

1 Проводящие сетевые устройства класса 1 осуществляют управление циклическим обменом данными с ведомыми сетевыми устройствами. Кроме скоростного циклического обмена данными проводящего устройства класса 1 способны поддерживать асинхронный обмен.

Асинхронный обмен используется для передачи параметров настройки или результатов измерений ведомыми устройствами и имеет более низкий приоритет по сравнению с циклическим обменом. Функции проводящих сетевых устройств класса 1 могут выполнять программируемые контроллеры SIMATIC S7-300/S7-400, системы автоматизации SIMATIC S7, промышленные компьютеры и т.д.

2 Проводящие сетевые устройства класса 2 (программаторы, компьютеры и т.д.) употребятся для программирования, конфигурирование, настраивание параметров и диагностирование сетевых станций.

Проводящие устройства этого класса способны считывать содержимое областей ввода-вывода, диагностическую информацию, параметры настраивания и другие данные сетевых станций. Проводящие устройства класса 2 способны поддерживать циклический и асинхронный обмен данными с ведомыми устройствами.

3 Ведомые устройства, предназначенные для организации связи с объектом управления. С их помощью вырабатывается сбор информации о текущем состоянии объекта управления, а также формируются необходимые управляющие влияния.

В каждом цикле обмена данными с проводящим сетевым устройством ведомые устройства способны передавать или принимать до 244 байт.

3.3 Разработка программного обеспечения для управления приводом подач токарного станка HOESCH D1000

Проведя все необходимые расчеты и выбрав все базовые элементы необходимые для модернизации токарного станка, следует произвести программирование, которое наглядно продемонстрирует работоспособность системы управления приводом подачи. Для тестирования и отладки работы программы используем приложение S7-PLCSIM, имитирующее работу реального программируемого логического контроллера (ПЛК). После запуска приложения загружаем программные блоки OB1 и FC1 в контроллер представленные на рисунке 3.17, затем, используя таблицу символов (рисунок 3.18) и разделы объявления переменных в блоках, создаем в PLCSIM необходимые для тестирования видимые объекты. Окно программы S7-PLCSIM представлено на рисунке 3.19 [8].



Рисунок 3.17 - Отображение командных блоков

Рисунок 3.18 - Таблица символьных переменных

Для контроля значений переменных, которые используются в программе, добавляем в окне S7-PLCSIM дополнительные объекты, которые предназначены для:

IB 0, IB 1 - установка значений на входах, адреса которых соответствуют номерам битов (0-й бит - устанавливает значение входа I0.0, 1-й - I0.1и т.д.);

QB 4 - отображение состояния выходов с адресами Q4.0, Q4.1 и Q4.2 - сигналы Ready_load, Ready_rem и Belt_mot1_on соответственно.

C1 - отображение текущего значения положения линейного датчика Counter1 до остановки перемещения резца;



Рисунок 3.19 - Окно программы S7-PLCSIM

Для запуска контроллера устанавливаем в окне CPU флаг RUN-P. Для тестирования функции FC1 открываем ее в редакторе LAD/STL/FBD и устанавливаем режим Online. В окне симулятора S7-PLCSIM устанавливаем необходимые для работы программы значения входных сигналов. Окно редактора LAD/STL/FBD в режиме Online представлено на рисунке 3.20.

Рисунок 3.20 - Окно редактора LAD/STL/FBD в режиме Online



Рисунок 3.20 - Лист 2



Рисунок 3.20 - лист 3

3.4 Разработка алгоритмического проектирования задач управления приводом подач

3.4.1 Разработка алгоритма управления

Программное обеспечение станка является типичной задачей управления в масштабе реального времени. Это требует правильного объединения аппаратных и программных ресурсов системы с внешними устройствами. В общем случае управления оборудованием сводится к обмену информацией между управляющей системой и внешними устройствами, которые входят в его состав.

В разработанной микропроцессорной системе управления приводом подачи станка используется микроконтроллер фирмы SIEMENS серии SIMATIC S7-300. Блок-схема разрабатывается для микроконтроллера, который управляет работой электродвигателя привода подач.

Специфика разрабатываемой системы управления состоит в повышенных требованиях к быстродействию программного обеспечения и, в некоторых случаях, в необходимости получения программы минимального размера.

В задачу представленного микроконтроллера входят: прием сигналов от датчика положения и анализ, формирование и передача управляющих сигналов на исполнительные блоки и исполнительные механизмы.

Блок - схема главного модуля программы управления станком представлена на рисунке 3.21.

Исполнительные механизмы считаются включенными, если их значение в блок-схеме алгоритма равняют 1, если они равняют 0, то в этой ситуации данный исполнительный механизм отключен. Если в блоке не указано положения исполнительного механизма (включен/отключен), это означает, что положение данного механизма не имеет значения в данной ситуации.

Блок-схема представляет собой ряд проверок действий, который координируют роботу системы по автоматическому режиму (АВТОМ.) и ручному управлению (РУЧНОЙ). В начале происходит инициализация системы управления. При инициализации происходит подготовка силовой части приводов и електроавтоматики, установление рабочих органов в исходное положение.

Режим автоматической обработки начинается из подпрограммы ЗАГРУЗКА ПРОГРАММЫ, которая разрешает вводить программу обработки по клавиатуре или считывать из готового диска. Для преобразования входной программы во внутренний формат данных системы используется подпрограмма - ТРАНСЛЯТОР.



Рисунок 3.21 - Алгоритм главной программы

После преобразования данных следует запрос на начало обработки - СТАРТ. В случае утвердительного ответа на данный запрос, начинается циклическое выполнение программы обработки.

После каждого кадра производиться проверка ВЫПОЛНИЕ, которая проверяет наличие выполнения программы и ее окончание. Во время выполнения управляющей программы производиться считывание кадра подпрограммой ЧТЕНИЕ КАДРА и его анализ. Перед обрабатыванием кадра выполняется анализ состояния станка на наличие аварийных ситуаций - ТЕСТ СТАНКА и выводиться результат теста блоком проверки РЕЗУЛЛЬТАТ. В случае наличия аварийной ситуации выполняется анализ неисправности и анализируется возможность ее устранения, которое выполняет подпрограмма АНАЛИЗ, в случае успешного завершения которой управление передается подпрограмме выполнения кадра управляющей программы СЛЕДУЮЩИЙ КАДР. Данная подпрограмма включает у себя программы интерполяции (линейной и круговой), программы считывания и вычисление положения и скорости исполнительных органов, программы регуляторов и другие программы нижнего уровня.

Ручной режим начинается из подпрограммы ВВОД ПРОГРАММЫ, которая выполняет необходимая отладка параметров системы. Дальше следует сам рабочий цикл, который начинается считыванием состояния пульта оператора - СОСТОЯНИЕ ПУЛЬТА. Тестирование состояния выполняется подпрограммой ТЕСТ СТАНКА, которая выполняет проверку на наличие аварийной ситуации. Следующий этап чтение кадра программы ЧТЕНИЕ КАДРА и проверка окончания введенной программы.

3.4.2 Разработка алгоритма функционирования системы управления приводом подачи станка

Программа управления приводом подачи в автоматическом режиме должна выполнять функции, которые перечислены ниже:

1 Прием информации от датчика положения.

2 Вычисление скорости методом числового дифференцирования.

3 Цифровое регулирование скорости и положение суппорта.

4 Интерполяционные расчеты.

Блок - схема процедуры управления приводом подачи представлено на рисунке 3.22.

Процедура СЛЕДУЮЩИЙ КАДР является подпрограммой главного модуля программы управления станком. Процедура начинается обнулением счетчика и записью начальных значений скорости и сигнала управления, которые необходимые для процедуры регулирования скорости.

Отслеживание положения рабочего органа выполняется путем сравнения текущего значения положения и установленным значением в кадре управляющей программы. Если N1 < N3, т.е. необходимое положение еще не достигнуто, то в действие вступает подпрограмма интерполяционных расчетов РАСЧЕТ.

Если N1 > N3, т.е. произошел переход рабочего органа на конечное положение, подается сигнал реверса на двигатель и выполняются процедуры интерполяции и регулирование скорости, после завершения которых, определяется состояние счетчика. Если время, которое прошло с момента начала цикла меньший за период дискретности Т0, то реализуется цикл ожидания пока t<Т0.

Блок - схема процедуры обмена данными с информационной системой представлена на рисунке 3.23. Для приема информации о перемещении по двум координатами организованно цикл, который начинается анализом состояния. Одиночное состояние разряда СЧИТЫВАНИЕ разрешает считывание перемещения в ЦПВМ. Процедура СКОРОСТЬ выполняет вычисление значения скорости вращения двигателя методом числового дифференцирования и представлена на рисунке 3.24.



Рисунок 3.22 - - Блок - схема алгоритма управления приводом подачи



Рисунок 3.23 - Блок - схема алгоритма обмена данными с информационной системой

Рисунок 3.24 - Блок - схема алгоритма вычисления скорости вращения двигателя

При выполнении специальной части было спроектировано программное обеспечение для управления приводом подачи в автоматическом режиме, что повысит производительность системы, а также сведет аварии до минимума.

4. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ

4.1 Сущность и актуальность проведения модернизации токарного станка

Модернизация станка HOESCH D1000 состоит в том, что будет полностью заменена устаревшая система управления SINUMERIK 520K на современную высокопроизводительную систему SINUMERIK 840D. Привод подачи станка будут заменены приводами фирмы SIEMENS. Замена системы управления станка вызванная необходимостью повышение точности, производительности и обеспечения более качественной обработки детали.

Исходные данные к экономической части дипломного проекта приведены в таблице 4.1

При технологической подготовке производства одним из важных моментов, обеспечивающих надежность работы станка, является испытание его в искусственно созданных условиях, близких к условиям эксплуатации.

Применение модернизированной системы управления токарного станка модели HOESCH D1000 дает ряд преимуществ:

1 Станок позволяет оперативно перенастраиваться на различные режимы работ.

2 Система управления позволяет управлять системой обработки в автоматическом режиме, создать ряд программных блокировок и защит, а также следить за параметрами датчиков и системой станка в целом, предупреждая аварийные ситуаций и блокируя работу приводов в случае их возникновения неполадок.

3 Производительность станка HOESCH D1000 значительно возросла, что объясняется снятием с человека функций управления процессом.

4 Следствием повышения производительности является снижение себестоимости испытания единицы изделия.

4.2 Анализ базовой и новой системы электропривода станка

Проектируемый электропривод в сравнении с базовым вариантом имеет следующие преимущества:

- двигатель устарел морально и физически и соединяется к механизму через редуктор;

- двигатель 1FT6 имеет мощность 6,9 кВт и используется без редуктора;

- система управления SINUMERIC 520K устарела и не удовлетворяет условиям точности и быстродействия, кроме того, давно снята с производства;

- современная система SINUMERIC 840D оптимально подходит для управления и полностью удовлетворяет критериям точности и быстродействия.

- возможно уменьшение разряда выполняемых работ;

- позволяет уменьшить затраты времени на осуществление основной операции на 0,03 ч;

- будут снижены затраты на ремонт, эксплуатацию и обслуживание используемого оборудования с 205 до 167 нормо-ч (на 29%);

- уменьшение времени на осуществление операции позволит рабочим получать премиальные надбавки (до 25%);

- стоимость нового приобретенного оборудования увеличится, однако будет окуплена до установленного нормативного срока.

4.3 Исходные данные для экономических расчетов к дипломному проекту

Таблица 4.1- Исходные данные к экономической части дипломного проекта

1	2	3
Наименование данных, обозначение, размерность	Базовый вариант	Новый вариант
Число обрабатываемых на станке деталей, Аг, шт.	3000	3000
Затраты времени на осуществление операций, t, чел.-ч.	2	1,97
Часовая тарифная ставка станочника, Счас, грн.	12	9,5
Часовая тарифная ставка ремонтника, Счас.рем, грн.	8,0	8,0
Стоимость оборудования электропривода и системы ЧПУ, Ко, грн.	500400	495000
Затраты на площадь, занимаемую этим оборудованием, S, грн.	2500	2250
Мощность и тип электродвигателя, P, кВт	8	6,9
Коэффициент полезного действия, , %	85	95
Коэффициент использования оборудования по времени, Ки.о.	0,8	0,8
Трудоемкость ремонтных работ каждого из видов оборудования, Ті, чел.-ч: - преобразователь - трансформатор - кабельная сеть - блок ввода - блок вентилятора	20 15 10 6 4	15 10 7 5 3
Количество за год текущих ремонтов	5	5
Количество за год средних ремонтов	2	2
Количество за год капитальных ремонтов	1	1
Масса каждого типа оборудования: - электродвигателя - преобразователя	25 300	40 120
Цена единицы продукции, Ці, грн.	15000	15000
Коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, Кд	1,3	1,3
Коэффициент, учитывающий отчисления на соцстрах, Кстрах.	1,375	1,375
Коэффициент, учитывающий премиальную доплату, Кпрем	-	1,25
Коэффициент, учитывающий амортизационные отчисления, Ка	8,7	8,7
Коэффициент, учитывающий затраты на ремонт, Крем	0,45	0,35
Стоимость 1 кВт электроэнергии, Sэ, грн.	0,45	0,45

4.4 Определение направлений и расчет экономии затрат от модернизации электропривода станка

Рассчитаем изменение затрат от модернизации электропривода станка в натуральном выражении [9].

Модернизация электропривода станка позволяет сократить затраты времени на выпуск годовой программы валов. Для расчетов используем данные таблицы 4.1.

Затраты времени на выпуск годовой программы по базовому варианту:

Т_баз =А_{г. баз} t_баз=3000•2=6000 чел ч. (4.1)

По новому варианту:

Т_нов =А_{г. нов} t_нов=3000•1,97=5910 чел ч.

Экономия по времени составит:

Э_вр =Т_баз-Т_нов=6000-5910=90чел ч.(вследствие повышения качества резания).

Рассчитаем изменение затрат в стоимостном выражении. Имеет место изменение затрат на зарплату.

По базовому варианту затраты на зарплату станочникам составили:

З_баз =Т_баз•С_{час баз}•К_д•К_страх=6000•12•1,3•1,375=128700 грн. (4.2)

По новому варианту

З_нов=Т_нов•С_{час нов}•К_днов•К_{страх.нов}•К_{прем.нов}=5910•9.5•1,3•1,375•1,25=125400 грн.

Экономия по зарплате станочников будет равна

Э_зар =З_баз-З_нов =128700-125400=13000 грн. (4.3)

По базовому варианту затраты на зарплату ремонтников:

З_{баз рем}=205•8•1,3•1,375•1,55=4544 грн. (4.4)

По новому варианту:

З_{нов рем}=167•1,0•1,15•1,375•1,15•1,25=3037 грн.

Если учесть, что в связи с модернизацией количество текущих ремонтов может быть уменьшено, экономия по зарплате ремонтников составит:

Э_{зар рем} =З_{баз рем}-З_{нов рем}=4544-3037=1507 грн. (4.5)

Затраты на установку, ремонт т обслуживание оборудования системы электропривода по базовому варианту составит:

Р_баз =К_{о баз}+К_{о баз}К_абаз +К_{о баз} К_брем=

=500400+500400•0,087+500400•0,45=769100 грн. (4.6)

По новому варианту:

Р_нов =К_{о нов}+К_{о нов}К_{а нов} +К_{о нов}К_брем=

=495000+495000•0,087+495000•0,45=760800 грн.

Экономия по затратам на ремонт, установку и обслуживания оборудования

Э_рем =Р_баз-Р_нов=769100-760800=8300 грн. (4.7)

Годовая экономия затрат в стоимостном выражении составит:

Э_год =Э_вр•(Э_зарп +Э_{зарп рем}-Э_рем)=90•(13000+1507-8300)=558600 грн. (4.8)

Следовательно, максимальное капитальное допустимое вложение в модернизацию системы электропривода станка составят:

К_{д макс} =Э_год•Т_н=558600•6,6=3687000 грн. (4.9)

Эти затраты окупятся в результате более эффективной работы станка

Рассчитаем частные показатели, характеризующие целесообразность осуществления модернизации станка.

По базовому варианту:

Фондоотдача:

f_о =А_г/ К_о=3000/500400=0,006 шт./грн.; (4.10)

Фондоемкость:

f_о =К_о/ А_г=500400/3000=166.8 грн./шт.; (4.11)

Трудоемкость:

Т_челч =Т/ К_в.н=6000/1=6000 чел ч.; (4.12)

По новому варианту:

Фондоотдача:

f_о =А_г/ К_о=3000/495000=0,0067 шт./грн.;

Фондоемкость:

f_о =К_о/ А_г=495000/3000=158 грн./шт.;

Трудоемкость:

Т_челч =Т/ К_в.н=5910/1.15=5139 чел ч.;

Индекс фондоотдачи и фондоемкости соответственно будет ровняться:

I_fо =f_o/ f_о=0.006/0.0067=1.117 (увеличение на 11.7%); (4.13)

I_fte=f_e/ f_e=158/166.8=0.94 (снижение на 5.5%). (4.14)

Из проведенных расчетов следует сделать вывод, что частные показатели целесообразности осуществления модернизации имеют тенденцию к улучшению: увеличение фондоотдачи на 11.7% и снижение фондоемкости на 5.5%. Это говорит о том, что станок будет функционировать эффективней.

4.4 Расчет и сопоставление капитальных затрат

Рассчитаем капитальные затраты на электрооборудование базового варианта.

К основному оборудованию относят двигатель 4ПБМ132LТ04 мощностью 8 кВт и стоимостью 50400 грн., система SINUMERIK 520K стоимостью 450000 грн. Общая сумма электрооборудования - Ц_об =500400. Тогда затраты на строительно-монтажные работы электрооборудования составят:

S_с.м.р = Ц_об•0,1=500400•0,1=50040 грн. (4.15)

Зарплата строительно-монтажных рабочих:

З_с.м=0,5•(Ц_об•0,1)=0,5•(255000•0,1)=25020 грн. (4.16)

Из них 10020 грн. - зарплата монтажников при установке электродвигателя, 15000 грн.- при установке преобразователя.

Итого по оборудованию имеем:

S_об = Ц_об+S_с.м.р.=500400 +50040=550440 грн. (4.17)

Транспортные расходы по доставке оборудования:

S_тр = Ц_об•0,04=500400•0,04=20020 грн. (4.18)

Заготовительно-складские расходы:

S_з.с = Ц_об•0,012=500400•0,012=6005 грн. (4.20)

Итого общая сумма капитальных затрат по базовому варианту:

К_баз =S_об+S_рез+S_пл+S_тр+S_з.с=550440+6005+20020=576500 грн. (4.21)

Рассчитаем капитальные затраты на электрооборудование нового варианта.

Двигатель 1FT6-084-8SF7 мощностью 6,9 кВт имеет стоимость 60000 грн. Система управления SINUMERIK 840D стоит 435000 грн.

Общая сумма электрооборудования Ц_об = 495000 грн.

Затраты на строительно-монтажные работы составят:

S_с.м.р = Ц_об•0,1=495000•0,1=49500 грн.

Зарплата строительно-монтажных рабочих:

З_с.м=0,5•(Ц_об•0,1)=0,5•49500=24750 грн.

Из них 11750 грн. - зарплата монтажников при установке электродвигателя, 13000 грн - при установке преобразователя.

Итого по оборудованию имеем:

S_об=Ц_об+S_с.м.р.=495000+49500=544500 грн.

Транспортные расходы по доставке оборудования:

S_тр=Ц_об•0,04=495000•0,04=19800 грн.

Заготовительно-складские расходы:

S_з.с=Ц_об•0,012=495000•0,012=5940 грн.

Итого общая сумма капитальных затрат по новому варианту:

К_нов=S_об+S_рез+S_пл+S_тр+S_з.с=544500+5940+19800=570200 грн.

Различие в суммах капитальных вложений объясняется разницей в стоимости оборудования. Чтобы не усложнять расчеты, производительность станка для обоих вариантов взята одинаковы.

4.5 Расчет и сопоставление эксплуатационных затрат