Капитальный ремонт станка модели HAAS ST 20 с ЭСПУ типа "SINUMERIK 840D"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Функциональное назначение заданного комплекса технологического оборудования: ЭСПУ-электропривод-станок (без технических данных)

Система числового программного управления (СЭСПУ) «Sinumerik 840D» --является компьютерным числовым программным управлением (Computerized Numerical Control) для станков (к примеру, инструментальных станков).

Рисунок 1.1 - Внешний вид ЭСПУ SINUMERIK 840D

С помощью СЭСПУ, среди прочего, могут быть реализованы следующие базовые функции станка:

- создание и согласование программ обработки детали,

- выполнение программ обработки детали,

- ручное управление,

- загрузка и выгрузка программ обработки детали и данных,

- редактирование данных для программ,

- индикация и целенаправленное устранение ошибок,

- редактирование машинных данных,

- создание коммуникационных связей между одним или несколькими устройствами управления (т) и одним или несколькими ЭСПУ (п) (т.п, т-устройств управления и п- устройств NCK/PLC).

Рисунок 1.2 - Внешний вид привода SIMODRIVE 611

SIMODRIVE 611 это гибко проектируемая система приводов, отвечающая как экономически, так и экологически техническим требованиям современных станков. SIMODRIVE 611 предлагает систему приводов с аналоговым (Simodrive 611A) или цифровым (Simodrive 611U/Simodrive 611D) управлением, отвечающую наивысшим требованиям в динамике, установленном диапазоне оборотов и точности вращения.

Благодаря модульной конструкции системы приводов, могут быть реализованы конфигурации приводов с практически любым количеством осей или главных шпинделей. Осевые модули предназначены для двигателей подачи 1FT/1FK/1FW/1FN, а также двигателей главного движения 1PH/1FE/2SP/1LA. Мощность двигателя определяет необходимый силовой модуль. Требуемая для этого силового модуля мощность промежуточного контура определяет выбор необходимого модуля питания. Через модуль питания системная структура SIMODRIVE 611 подключается к сети напряжения с заземленной нейтралью (сеть TN).

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

Цифровые приводы. В системах ЭСПУ SINUMERIK 840D используются приводы (D -- digital), в которых сигнал от ЭСПУ передается по специальной цифровой шине. В каждом модуле привода имеется процессор, который выполняет задачи по управлению приводом и разгружает центральный процессор ЭСПУ для других целей. Основными достоинствами цифровых приводов являются:

- минимальное приводное время (время, через которое производится контроль положения) -- 0,125 мс;

- высокая разрешающая способность -- 4,2 млн. импульсов на один оборот двигателя;

- большой диапазон регулирования скорости (примерно в 50 раз больше по сравнению с аналоговыми приводами)

- высокие динамические характеристики.

- Цифровое управление приводами позволяет повысить производительность станка и улучшить качество детали.

- Кроме того, улучшаются сервисные возможности:

- настройка привода через параметры, вводимые через ММС-процессор (без традиционных вольтметров и осциллографов, необходимых для настройки аналоговых приводов);

- автоматическая оптимизация приводов, позволяющая более точно и быстро адаптировать приводы к механике станка;

представление информации о состоянии привода (температура, нагрузка и т.д).

Рисунок 1.3 - Внешний вид обрабатывающего центра HAAS ST 20

Обрабатывающий центр HAAS ST - 20 предназначен для финишной обработки деталей типа тел вращения в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Станина -- массивное чугунное основание, где смонтированы основные механизмы станка. Верхняя часть станины состоит из двух призматических и двух плоских направляющих, по которым передвигаются задняя бабка и суппорт. Станина закреплена на двух тумбах. Передняя бабка -- чугунная коробка, в которой находится главный рабочий орган станка -- коробка скоростей и шпиндель.

Шпиндель - имеет вид полого вала. Справа на шпинделе крепятся приспособления, зажимающие заготовку. Шпиндель получает вращение от расположенного в левой тумбе электродвигателя через систему зубчатых колес, клиноременную передачу и муфты, которые размещены внутри передней бабки. Этот механизм называется коробкой скоростей и позволяет изменять частоту вращения (число оборотов в минуту) шпинделя.

Суппорт -- механизм для обеспечения движения подачи и установки резца, т. е. передвижения резца в разные стороны. Движение подачи может производится механически или вручную. Механическое движение подачи к суппорту поступает от ходового винта или ходового вала (во время нарезании резьбы). Суппорт состоит из каретки, которая перемещается по направляющим станины, фартука, в котором расположен механизм преобразования вращательного движения ходового вала и ходового винта в прямолинейное движение суппорта, механизма поперечных салазок, механизма резцовых (верхних) салазок, механизма резцедержателя.

Коробка подач - это механизм, которые передает вращение от шпинделя к ходовому винту или ходовому валу. Она позволяет изменять скорость движения подачи суппорта (величину подачи). Вращательное движение в коробке подач передается от шпинделя через реверсивный механизм и гитару со сменными зубчатыми колесами.

Гитара предназначена для настройки станка на требуемую величину подачи или шаг нарезаемой резьбы путем установки соответствующих сменных зубчатых колес.

Задняя бабка предназначается для поддержания конца длинных заготовок в процессе обработки, а также для закрепления и подачи стержневых инструментов (сверл, зенкеров, разверток).

Электрооборудование станка размещено в шкафу. Включение и выключение электродвигателя, пуск и остановка станка, управление коробкой скоростей и коробкой подач, управление механизмом фартука и т. д. производится соответствующими органами управления (рукоятками, кнопками, маховичками).

1.2 Анализ и описание работы электропривода и его взаимодействие с ЭСПУ

Приводная система SIMODRIVE 611 выполнена в единой конструкции по модульному принципу. Благодаря стандартным интерфейсам и соединениям пользователь может построить конфигурацию с любым сочетанием координатных осей и шпинделей.

Приводная система состоит из следующих компонентов:

1) Трансформатор (при необходимости согласования напряжений).

2) Сетевой фильтр и коммутирующий дроссель для снижения уровня радиопомех, генерируемых преобразователями частоты.

3) Модуль питания (нерегулируемый UE-модуль или регулируемый модуль питания/рекуперации E/R).

4) Силовые модули (преобразователи частоты для двигателей).

5) Платы управления (аналоговые, цифровые и универсальные), настроенные на определенные типы и технологии использования двигателей.

Приводная система подключаются к сети с глухозаземленной нейтралью (TN-сеть) напряжениями 400В, 415В или 480В частотой 50/60 Гц в такой последовательности: трансформатор (при необходимости), фильтр, коммутирующий дроссель, модуль питания.

Модуль питания вырабатывает постоянное напряжение 490В или 680В для промежуточного контура, а также напряжения для электроники.

Напряжение промежуточного контура может быть нерегулированным или регулированным. Нерегулированное напряжение применяется для приводов мощностью 5, 10 и 28 кВт с незначительными динамическими нагрузками. Регулированное напряжение от модулей E/R применяется для приводов мощностью от 16 до 120 кВт в следующих случаях:

- высокие динамические требования к приводам станков;

- частые циклы торможения и высокая энергия торможения;

- выдвигаются требования оптимизации эксплуатационных затрат.

С помощью регулируемых модулей питания/рекуперации избыточная энергия промежуточного контура, которая возникает, например, в режиме торможения, возвращается в сеть.

Таким образом, получаются оптимизированные параметры для охлаждения распределительного шкафа и рентабельный баланс энергии для пользователя.

Кодовым переключателем можно выбрать разные рабочие функции модулей E/R:

1) Регулированный режим на напряжении промежуточного контура 600 В DC или 625 В DC с нагрузкой синусоидальным током.

2) Нерегулированный режим на напряжении промежуточного контура 490 В DC (при 3 AC 400 У) с или без сетевой рекуперации

3) Прямое использование сети TN 3 AC 480 В +6 % -10 %; 50 Гц/60Гц на нерегулированное напряжение промежуточного контура 680 В DC с сетевой рекуперацией.

Рисунок 1.4 - Структурная схема электропривода «SimoDrive 611»

1.3 Принцип работы датчиков, входящих в станок с ЭСПУ

Автоматический выключатель АЕ2066М1-320 125, представленный на рисунке 1.5, предназначен для защиты электрических цепей от токов перегрузки и токов КЗ, а также для оперативных включений и отключений цепей (с частотой до 30 включений в час) напряжением до 660 В переменного тока частотой 50, 60 Гц, напряжением до 380 В частотой 400 Гц.



Рисунок 1.5 - Автоматический выключатель АЕ2066М1

Микровыключатели серии МП 1000 Л, показанные на рисунке 1.6, предназначены для коммутации электрических цепей управления под воздействием управляющих упоров в определённых точках пути контролируемого объекта. Микровыключатели устанавливаются на подвижных и неподвижных частях стационарных установок.

МП 1105 У4 выпускается с толкателями с поперечным или продольным расположением ролика.

Рисунок 1.6 - Микро-выключатель МП 1105

Контакторы DILM (рисунок 1.7) выпускаются компанией Moeller и предназначены для пуска двигателей до 170А. Эта серия контакторов имеет меньшие габариты, надежное соединение монтируемых проводов под винт или пружинные зажимы.

Преимущества серии DILM:

- только 4 основных типа вместо 7;

- только 3 типоразмера по ширине от 45 мм (до 32А) до 90 мм (до 170A);

- интегрированные в контактор дополнительные контакты;

- все контакторы до 170А оснащены двойными зажимами;

- пониженное энергопотребление контакторов;

- встроенный супрессор в контакторах с постоянным током управления;

- AC супрессор легко устанавливается в специальный фронтальный разъем;

- все контакторы данной серии имеют лицензию UL и CSA;

- одинаковые габариты для контакторов с переменным и постоянным током управления.

Рисунок 1.7 - Контакторы DILM фирмы Moeller

Автоматические выключатели ВА 47-29 (рисунок 1.8) предназначены для защиты от перегрузки и токов короткого замыкания электрических цепей с единичными и групповыми потребителями электрической энергии. Выключатели имеют три типа характеристики срабатывания от тока короткого замыкания и различные области применения:

- бытовые цепи, выполненные алюминиевыми проводами - выключатели с характеристикой В;

- бытовые цепи, выполненные медными проводами - выключатели с характеристикой В или C;

- нагрузки производственного характера с электродвигателями и пускорегулирующими аппаратами люминисцентных ламп - выключатели с характеристикой С или D.

Автоматические выключатели ВА47-29 рекомендуются к применению в вводно-распределительных устройствах для жилых и общественных зданий. Существует 200 типоисполнений на 18 номинальных токов от 0,5 до 63 А.

Рисунок 1.8 - Автоматические выключатели ВА 47-29

В качестве преобразователя углового перемещения (рисунок 1.9) используется угловой энкодер общего применения S2500-C. Характеристики S2500-C:

- 2500 линии/оборот;

- тип вала - выступающий;

- точность - ±1/10 шага;

- выходной сигнал - TTL 5V;

Рисунок 1.9 - Преобразователя углового перемещения



2. ИССЛЕДОВАНИЕ СХЕМОТЕХНИКИ ЭСПУ

2.1 Разработать структурную схему ЭСПУ

ЭСПУ SINUMERIK 840D объединяет на одном модуле NCU задачи ЭСПУ (геометрическая и технологическая), PLC (управление электроавтоматикой станка, т.е. логическая задача) и коммуникации (диагностика и терминальная задачи). Высокопроизводительный многопроцессорный модуль NCU после установки в NCU-Box напрямую интегрируется в цифровую линейку приводов SIMODRIVE 611. Все NCU имеют подключение 4-х быстрых цифровых входов/выходов ЭСПУ. Другие скоростные входы/выходы могут быть подключены через терминальные блоки NCU на приводной шине. В объем поставки всех NCU включен кабель приборной шины и конечный штекер приводной шины.

Исходное исполнение аппаратного обеспечения представлено на рисунке 2.1.

Аппаратное обеспечение SINUMERIK 840D в исходном исполнении состоит из компактного промышленного РС SIEMENS и разработанной Siemens платы PCI, так называемой платы MCI (Motion Control Interface). PCU (промышленный PC)

Исходя из различных случаев использования, предусмотрены варианты РС с различным спектром производительности и различными возможностями расширения. На первой производственной ступени для SINUMERIK 840D имеется PCU 50/70 (PC Unit), встраиваемый промышленный РС со свободным гнездом (гнездами) ISA/PCI для аппаратных расширений в двух версиях.

Плата MCI:

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

- PLC: SIMATIC S7 CPU 315-2DP

- память SRAM для остаточных данных NC и PLC

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

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

-интерфейс MCI-Board-Extension

PROFIBUS-DP

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 или децентрализованная система приводов POSMO A, SI, CD/CA. Приводы с аналоговым интерфейсом заданного значения через модуль интерфейсов ADI4 (Analog Drive Interface for 4 Axis) также могут подключаться к PROFIBUS-DP.

- периферия I/O

В качестве периферии I/O имеется спектр модулей SIMATIC DP ET 200 (условия подключения см. документацию по SIMATIC), а также периферийный модуль PP 72/48 (3x24 цифровых входов, 3x16 цифровых выходов).

MPI:

Интерфейс MPI платы MCI служит для оптимального подключения дополнительных компонентов управления, к примеру, станочного пульта, ручного прибора (ручного программатора) или внешнего программатора (PG) для программирования или диагностики PLC.

MCI-Board-Extension:

Как опция предлагается плата MCI-Board-Extension. С помощью этого модуля расширения к плате MCI через кабельный распределитель могут подключаться измерительные щупы, маховички и быстрые цифровые I/O.

Компоненты управления:

В качестве компонентов управления как опции имеются новые фронтальные части панелей оператора из спектра SINUMERIK (OP 010, OP 010C, OP 010S, OP 012, OP 015). Другими опционными подключаемыми компонентами являются мышь PS/2, полная клавиатура PS/2-стандарт или полная клавиатура ЭСПУ. Через интерфейс VGA может быть подключен стандартный PC-монитор.

Рисунок 2.1 - Структурная схема ЭСПУ

2.2 Разработать функциональную схему заданного субблока (модуля) с описанием назначения каждого узла

Программируемый логический контроллер (рисунок 2.7) - устройство, которое было изобретено для замены релейно-контактных схем. PLC опрашивает входы (выключатели, датчики и т.д.) и в зависимости от их состояния (Включено - 1, Выключено - 0), включает - выключает выходы (исполнительные механизмы). Используя программное обеспечение, рабочий имеет возможность программировать ПЛК или вносить изменения в уже существующую программу.

Интерфейс PLC - программный интерфейс, предназначенный для реализации логики взаимодействия между ЭСПУ и управляемым оборудованием. Интерфейс PLC имеет свой язык STEP 7, на котором составляется программа логики управляемого оборудования (ПЛ), представляющая собой часть.

На одном контроллере можно реализовать схему, эквивалентную тысячам элементов жёсткой логики. При этом надёжность работы схемы не зависит от её сложности.

Контроллер может использоваться везде там, где есть производство - любая задача, которая требует использования электрических устройств управления, имеет потребность в PLC: механическая обработка, упаковка, транспортеры, конвейеры, автоматизированные линии и т.д.

Современный контроллер может обрабатывать дискретные и аналоговые сигналы, управлять клапанами, шаговыми двигателями, сервоприводами, преобразователями частоты, осуществлять регулирование (PID регулятор).

Высокие эксплуатационные характеристики делают целесообразным применение PLC везде, где требуется логическая обработка сигналов от датчиков

Применение контроллера обеспечивает:

- высокую надёжность;

- простое тиражирование и обслуживание устройств управления;

- ускоряет монтаж и наладку оборудования;

- обеспечивает быстрое обновление алгоритмов управления (в том числе и на работающем оборудовании)

PLC включает в себя:

Контроллер MCU PIC18F4431 TQFR (рисунок 2.3) -- микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает на одном кристалле функции процессора и периферийных устройств, содержит ОЗУ или ПЗУ. Это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи.



Рисунок 2.2 - Регистр данных RG74AC595D

Рисунок 2.3 - Контроллер MCU PIC18F4431 TQFR

Два регистра RG74AC595D (рисунок 2.3) - последовательные или параллельные логическое устройство, используемое для хранения n-разрядных двоичных чисел и выполнения преобразований над ними. Регистр представляет собой упорядоченную последовательность триггеров D, число которых соответствует числу разрядов в слове. С каждым регистром обычно связано комбинационное цифровое устройство, с помощью которого обеспечивается выполнение некоторых операций над словами.

Диодно-транзистерные оптопары (рисунок 2.4) состоящие из излучающего диода на основе соединения мышьяк - галлий - алюминий и составного кремниевого фототранзистора. Предназначены для использования в качестве переключателя в гальванически развязанных электрических цепях радиоэлектронной аппаратуры. Выпускаются - в металлическом корпусе.



Рисунок 2.4 - Диодно-транзисторная оптопара

Светодиоды (рисунок 2.5) - полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока

Рисунок 2.5 - SMD Светодиод

Семисегментные индикаторы (рисунок 2.6) - устройство отображения цифровой информации. Это -- наиболее простая реализация индикатора, который может отображать арабские цифры. В данном случае это четырех разрядный семисегментный индикатор с общим анодом.

Рисунок 2.6 - Семисегментный индикаторов используемые для индикации информации



Рисунок 2.7 - Функциональная схема модуля PLC

2.3 Исследовать интерфейсы связи (схемный анализ)

RS-232 (Recommended Standard 232) - стандарт описывающий интерфейс для последовательной двунаправленной передачи данных между терминалом (DTE, Data Terminal Equipment) и конечным устройством (DCE,Data Circuit-Terminating Equipment ). Это легендарный стандарт, который появился в 60-х годах 20 века, и стал основой для всех последующих интерфейсов последовательного обмена данными. Интерфейс RS-232C был применен в первых персональных компьютерах фирмы IBM и до сегодняшнего дня входит в структуру любого персонального компьютера в аппаратном или программном виде.

На рисунке показана электрическая схема при обмене последовательными данными по стандарту RS-232. Эта схема независима от того, где расположен генератор в DTE или DCE. Характеристики сигнала обмена данными по стандарту RS-232 включены в международный стандарт ITU-T v.28.



Рисунок 2.8 - Электрическая схема RS-232

Стыком интерфейса RS-232 считается линия соединения DTE плюс кабель с DCE. То есть, соединительный кабель интерфейса входит в состав DTE.

Рисунок 2.9 - Схема стыка интерфейса RS-232

Электрические характеристики приёмника сигналов:

- RL - общее сопротивление приёмника должно находиться в пределах 3000...7000 Ом;

- V1 - напряжение на входе приёмника должно быть в пределах ±3...±15В;

- EL - ЭДС приёмника при разомкнутой схеме должно быть не более ±2В;

- CL - общая ёмкость цепей приёмника должна быть не более 2500 пФ;

- входной импеданс приёмника не должен быть индуктивным.

Электрические характеристики генератора сигналов:

- допускается короткое замыкание сигналов;

- допускается оставлять выход генератора без нагрузки;

- V0 - напряжение генератора при разомкнутой схеме должно быть не более ±25В/±15В (RS-232/ITU-T v.28);

- R0 и C0 для генератора не нормируются;

- короткое замыкание цепей генератора не должно вызывать токи величиной более 0,5А;

- если EL=0, то напряжение на входе приёмника должно быть V1=±5...±15В, для любого диапазона нагрузки генератора RL=3000...7000 Ом;

- генератор должен быть способен работать на ёмкостную нагрузку C0 плюс 2500 пФ.

Уровни сигналов для стандарта RS-232:

- логической "1" считается информационный сигнал с напряжением V1 менее -3В;

- логическим "0" считается информационный сигнал с напряжением V1 более +3В;

- сервисный или синхронизирующий сигнал считается включенным "ON"("MARK") если V1 более +3В;

- сервисный или синхронизирующий сигнал считается выключенным "OFF"("SPACE") если V1 менее -3В.

- напряжение в диапазоне V1=-3В...+3В считается переходной областью.

Характеристики сигналов:

- все сигналы, вошедшие в область перехода V1=-3В...+3В, должны выйти в противоположный сигнал без повторного захода в эту область (т.е. монотонно);

- не допускается колебания сигнала в области перехода;

- сервисные и синхронизирующие сигналы должны проходить область перехода за время не более 1 мс;

- сигналы данных должны проходить область перехода за время не более 3% от времени одиночного элемента, но не более чем за 1 мс;

- скорость нарастания фронта сигнала не должна превышать величины 30В за миллисекунду;

- ограничения первых двух пунктов не относятся к электромеханическим устройствам размыкания и замыкания цепи.

Работа коммуникационных портов реализована на универсальных асинхронных приемопередатчиках UART. UART- это микросхемы, которые работают по стандарту RS-232C в конфигурации D с опцией коммутируемых служб. Для СОМ порта компьютера используется 25-ти штырьковый разъем DB25p согласно стандарта RS-232 или 9-ти штырьковый разъем DE9p согласно стандарта TIA-574. В этом разъеме используется шесть сервисных сигналов и один дуплексный канал связи.

Основные свойства СОМ портов:

1) Полнодуплексный обмен данными. Означает, что можно одновременно передавать и принимать поток данных. Существуют два аппаратно и программно независимых канала передачи данных. Один канал для передачи данных, другой канал для приема данных. Причем COM-портам безразлично, чем занят процессор в это время, у них присутствуют собственные буферы приема и передачи данных. В этих буферах данные выстраиваться в очередь на передачу и очередь на прочтение данных процессором. Любая программа может обратиться к СОМ-порту и получить данные из его буфера, тем самым очистив его. Естественно буферы не безграничны, их размер задается при конфигурировании портов. Интерфейсы RS-485, Modbus, USB и др. (за исключением сетевых протоколов) являются полудуплексными и физически не способны вести обмен данными в обоих направлениях одновременно.

2) Набор сервисных сигналов. Сервисные сигналы, предусмотренные стандартом RS-232c, позволяют организовать обмен данными между двумя устройствами одновременно в обоих направлениях. Сервисные сигналы представлены отдельными цифровыми входами и выходами с памятью. Например, кода по телефону на модем поступал звонок со станции, модем по 9-му контакту (RI) сообщал РС, что ему позвонили, и начиналась процедура обмена данных. Причем с помощью сервисных сигналов РС и модем могли приостановить обмен данных или заставить повторить их. Вариантов использования сервисных сигналов большое множество. Разработчик может использовать их по своему усмотрению. Например, с помощью этих сигналов удобно опрашивать контакты концевых выключателей или фотодатчиков, а также можно включать/выключать различные устройства или запитывать слаботочное устройство.

3) Программная независимость. UART полностью реализован аппаратно и не зависит от программного обеспечения и ОС.

4) Асинхронная передача данных по каналу связи. Означает, что РС может послать данные на конечное устройство, не заботясь о синхронности их поступления. Конечное устройство само подстраивается под полученные данные. В синхронных протоколах для этого служит специальный сигнал, передающийся по отдельному проводу. В коммуникационных портах синхросигнал встроен в каждый передаваемый символ, в виде стартового и стопового бита. Метод, которым синхронизируются данные по стандарту RS-232С, стал общеупотребительным для всех асинхронных протоколов обмена данными.

Аппаратная реализация СОМ портов. Для аппаратной реализации СОМ портов по стандарту RS-232 используется специализированная микросхема UART. UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) - универсальный асинхронный приёмо-передатчик. Микросхема i8250 установленная в IBM XT послужила началом целой серии микросхем UART, которые устанавливались на материнские платы PC.

Микросхема представляет собой управляемую логическую схему с буферными регистрами для приёма и передачи последовательных данных. Буферные регистры позволяют вести передачу и приём данных без участия CPU. Соответственно чем больше ёмкость буферных регистров, тем реже микросхема прерывает работу CPU. Буферные регистры устроены по принципу «очереди» (FIFO) - первым пришел, первым вышел. Получив порцию данных в передающий буферный регистр, UART начинает передавать её в сеть RS-232, одновременно он может принимать данные из сети RS-232 в приёмный буферный регистр. Программное обеспечение в любой момент может обратиться к приёмному буферу UART, тем самым освободив его для приёма следующих данных. При заполнении приёмного буфера UART может прервать работу CPU, сообщив ему о заполнении буфера. Заполнение приёмного буфера вызовет остановку приёма данных из сети RS-232, до тех пор пока он не будет прочитан.

2.4 Разработать схему подключения субблока (модуля)

Схема подключения состоит из следующих функциональных блоков:

1) Физические входы и выходы - разъемы для подключения интерфейсных модулей.

2) Логические входы и выходы - реализованные программно выходы и входы

3) Реальная память - блок памяти (кристалл кремния). Состоит из:

- Реальные входы

- Реальные выходы

- Реальная М (реальная (-) масса)

4) Память образа - программная память. Состоит из:

- Образа входа

- Образа выхода

- Образа М (программная (-) масса)

Рисунок 2.10 - Схема подключения субблока (модуля)

2.5 Описание алгоритма поиска заданной неисправности

В дипломном проекте рассматривается неисправность «Отсутствие движения по координатам X, Z».

Поиск неисправности (отсутствует движение по координатам X, Z) можно произвести в следующей последовательности:

Сначала проверяется, зафиксированы ли были контакты или же окислены, если эта неисправность, то необходимо произвести зачистку или фиксацию контактов. Затем, если неисправность не была устранена, нужно проверить исправлены ли механические части станка. Если они неисправны, то производим ремонт либо их замену. Если неисправность не устранена, то дальше проверяется исправность привода. Если привод неисправен, то проверяем присутствие задающего сигнала. Допустим, сигнала нет, необходимо восстановить его и проверить устранена ли неисправность. Если же нет, производим замены электропривода. В случае, если задающий сигнал присутствует, начинаем проверять исправно ли ЭСПУ. ЭСПУ будет неисправно в том случае, если нет его задающего сигнала. В случае отсутствия сигнала необходимо восстановить его либо произвести замену датчика или платы, которые подают это сигнал.

Рисунок 2.11 - Блок - схема поиска неисправности в ЭСПУ



3. РАССЧЕТНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Рассчитать параметры двигателей, применяемых в заданном технологическом оборудовании (станке)

Выбор электродвигателя предполагает:

- выбор номинальной частоты вращения,

- выбор конструктивного исполнения двигателя выполняют, учитывая три фактора: защиту его от воздействия окружающей среды, способ и обеспечение охлаждения и способ монтажа.

Расчет мощности двигателей для длительного режима работы

При постоянной нагрузке (рисунок 3.1. а) определяется мощность РС или момент МС механизма, приведенные к валу двигателя, и по каталогу выбирается двигатель, имеющий ближайшую не меньшую номинальную мощность РН:РН ? РС .

Для тяжелых условий пуска осуществляется проверка величины пускового момента двигателя так, чтобы он превышал момент сопротивления механизма. Пусковой момент:

МН = МН л, а МН = РН щН, (3.1)

где л - кратность пускового момента двигателя, выбираемый по каталогу.

При длительной переменной нагрузке (рисунок 3.1 б) определение номинальной мощности двигателя производят по методу средних потерь, либо методу эквивалентных величин (мощности, момента или тока).

Расчет мощности двигателя по методу средних потерь. Метод основан на предположении, что при равенстве номинальных потерь двигателя ?РН и средних потерь, определяемых по диаграмме нагрузки, температура двигателя не будет превышать допустимую:

фН = ?РН /А = ?РCР /А, °С. (3.2)

1) Определяется средняя мощность нагрузки:

РСР = (Р1t1 + Р2t2 + … Рntn)/(t1 + t2 + … + tn) (3.3)

2) Предварительно подбирается двигатель с номинальной мощностью РH. При этом:

РН = (1,2 - 1,3)РСР, кВт(3.4)

3) Определяются номинальные потери подобранного двигателя:

? РН = РН (1 - зН) / зН, кВт (3.5)

4) Определяются по диаграмме потери ?Р1, ?Р2, … ?Рn :

? РН = Рn( 1 - зn) / зn , кВт(3.6)

где зn -КПД, соответствующий мощности РН и зависящий от загрузки двигателя, т. е. К=Рn / РН

зn = 1 /{1 + (1 / зn - 1 ) [a / К + К ) / (а + 1)(3.7)

где а - ношение постоянных потерь в двигателе к номинальным.

5) Определяются по диаграмме средние потери

?РРС = ( ?Р1t1 + ?P2t2 + … + ?Pntn ) / ( t1 + t2 + … + tn ) ,кВт (3.8)



6) Проверяется условие равенства средних и номинальных потерь. При их расхождении более чем на 10% подбирают другой двигатель и повторяют расчет.

Расчет мощности двигателя по методу эквивалентных величин. Метод основан на понятии среднеквадратичного или эквивалентного тока (мощности, момента). Переменные потери в двигателе пропорциональны квадрату тока нагрузки. Эквивалентным, неизменным по величине током называют ток, создающий в двигателе такие же потери, как и изменяющийся во времени фактический ток нагрузки.

1) Определяют величину эквивалентного тока

IЭ = v ( I12t1 + I22t2 + … + In2tn ) / ( t1 + t2 + … + tn ), А(3.9)

2) По каталогу выбирают двигатель, номинальный ток которого равен или несколько больше IЭ.

3) Двигатель проверяют по перегрузочной способности: отношение Наибольшего момента сопротивления к номинальному не должно превышать допустимого значения, приводимого в каталогах. Если мощность и вращающий момент двигателя пропорциональны величине тока, то для расчета можно воспользоваться выражениями для эквивалентной мощности

РЭ = ( ?Р12t1 + ?Р22t2 + … + ?Рn2tn ) / ( t1 + t2 + … + tn ), кВт (3.10)

или эквивалентного момента

MЭ = v (M12tl+M22t2+..+ Mn2tn) / (t1 + t2+ ... + tn), Нм. (3.11)

Расчет мощности двигателей для повторно-кратковременного и кратковременного режимов работы

Повторно-кратковременный режим работы

1) По нагрузочной диаграмме определяют среднюю мощность РСР

2) Выбирают двигатель, номинальная мощность которого не меньше средней мощности.

3) Определяют эквивалентную мощность РЭ (или МЭ).

4) Эквивалентную мощность (момент, ток) пересчитывают для ближайшего стандартного значения ПВном:

Р = РЭ vПВ/ПВном, кВт, (3.12)

М= МЭ vПВ/ПВном, Нм, (3.13)

I= IЭ v ПВ/ПВном, А. (3.14)

5) По каталогу выбирают двигатель с номинальной мощностью Рн при ПВном так, чтобы РН ? Р

6) Выбранный двигатель проверяют по перегрузочной способности.

Для этого режима используются двигатели кранового типа с продолжительностью 15, 30, 60 и 90 мин, для которых указываются соответствующие номинальные мощности. Мощность двигателя определяется по методу эквивалентных величин.

В этом режиме могут использоваться и двигатели, рассчитанные на длительный режим работы. Двигатель выбирают заниженной мощности. Следовательно, ток двигателя в период работы в этом режиме может существенно превышать номинальный, однако превышение температуры при этом не должно быть больше допустимого:

фУСТ = ?РКР / А = ( К + IКР2R ), °С (3.15)

Ток двигателя в кратковременном режиме работы, допустимый в течение времени tКР:

IКР = IHv( 1 + b ) / ( 1 - b ), А, (3.16)

где b=е-tR/Tн, ТН -- постоянная времени нагрева двигателя, с.

Коэффициент тепловой перегрузки двигателя:

РТ = ?РКР / ?РН = ( К + IКР2R ) / ( К + IН2R ) или (3.17)

РТ = 1 / ( 1 - е-tR/Tн ). (3.18)

Если постоянные потери неизвестны, то номинального режима их ориентировочно принимают равными переменным потерям в двигателе:

К = IН2R, Вт. (3.19)

Если постоянные потери ?РКР и ?РН , то постоянная времени определяется из соотношения:

ТН = tКР / йn [РТ / (РТ + 1)], с. (3.20)

Рисунок 3.1 - Нагрузочные диаграммы для длительного режима:

а - с постоянной нагрузкой, б - с переменной нагрузкой

Рисунок 3.2 - Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева:

а) - для кратковременного режима работы, б) для повторно-кратковременного режима работы

Таблица 3.1 - Характеристики двигателей, входящих в привод

Типовое обозначение	Момент Нм	Ном.част. Вращ.	Макс.част. вращ.	Макс.част. вращ.
1P.ar-b5	3.5	750	1500	3000
1P.ar-b6	4.7	750	1500	3000
1P.ar-b7	7	750	1500	3000
1P.ar-1	10	500	1500	2000
1P.ar-2	13	500	1500	2000
1P.ar-3	17	500	1500	2000
1P.ar-4	23	500	1500	2000

3.2 Рассчитать загруженность ЭСПУ

Важной характеристикой ЭСПУ является надежность работы. Надежность устройства - это свойство функционировать при заданных условиях обслуживания и эксплуатации ЭСПУ. Для оценки надежности служат ее количественные характеристики, рассчитываемые на базе статистической информации об обслуживании и эксплуатации ЭСПУ.

Количественные характеристики надежности позволяют изучить закономерности возникновения неисправностей, разработать меры их предупреждения, что в свою очередь дает возможность активно влиять на качество услуг, предоставляемых системой обслуживания ЭСПУ. Она практике используется большое количество показателей надежности, характеризующих свойства ЭСПУ.

Коэффициент использования КИ - это отношение времени, в течение которого ЭСПУ находится во включенном состоянии Tвкл, к календарному времени за выбранный интервал функционирования (например, за месяц)

Kи=Tвкл/ Tмес (3.21)



Для расчета коэффициента использования рассчитаем время нахождения ЭСПУ во включенном состоянии исходя из графика работы предприятия. В марте двадцать два рабочих дня по две смены по 8 часов:

Tвкл=2821=336 часов.

Вычислим календарное время

Tмес =2624= 624

Рассчитаем коэффициент использования

Kи=336/624=0,53

Коэффициент использования показывает степень загруженности ЭСПУ.

Коэффициент технического использования Kти - это отношение времени полезной работы ЭСПУ за определенный период Tпр ко времени нахождения ЭСПУ во включенном состоянии:

(3.22)

где: Ту - время обнаружения и устранения неисправностей;

Тсб - время, потерянное на сбои (кратковременное нарушение работы ЭСПУ) и устранение их последствий;

Тпот - время потерь исправной ЭСПУ по организационным причинам (ошибки оператора, некачественные носители информации и т.п.);

То - время, затраченное на профилактические работы.

То=5 часа; Ту=30 часа; Тсб=2 часа; Тпот=6 часа; Тпроф=4 часа;

ТПР = 336- (5+30+2+6+4) = 289 ч;

Kти==0,86

Коэффициент технического использования отражает качество технического обслуживания ЭСПУ.



3.3 Рассчитать готовность к работе и эффективность профилактики ЭСПУ

Коэффициент готовности КГ дает оценку готовности ЭСПУ обеспечивать свою работоспособность в любые промежутки времени между выполнениями планового технического обслуживания при непрерывной работе. Коэффициент готовности также характеризует долю времени правильного функционирования ЭСПУ и не включает время, израсходованное на проведение профилактических мероприятий. Коэффициент готовности определяют по формуле:

KГ= Т0/ (Т0 +ТвТ0 +Тв) (3.23)

Где Т0 -время безотказной работы ЭСПУ за рассматриваемый период;

Тв -суммарное время восстановления работоспособности ЭСПУ за рассматриваемый период.

Т0=305 часа

Тв=12 часов

Рассчитаем коэффициент готовности:

Kт=305/ (305+12) =0,96

Коэффициент эффективности профилактики определяется формулой:

Kпроф=Nпроф/ (Nпроф+No) (3.24)

где Nпроф - количество неисправностей (отказов), выявленных при профилактике;

No - количество отказов за рассматриваемый период, происшедших за полезное время работы ЭСПУ,

Nпроф=20 отказов No=6 отказа

Рассчитаем эффективности профилактики

Kпроф=20/ (20+6) =0,71

Данный показатель определяет вероятность отказа при проведении профилактик и характеризует существующую систему профилактического обслуживания ЭСПУ в процессе эксплуатации.

3.4 Рассчитать среднее время безотказной работы ЭСПУ

электропривод программный управление станок

Тоср - среднее значение наработки в часах между двумя отказами - вычисляется по формуле

(3.25)

Рассчитаем среднее время безотказной работы ЭСПУ

Тср• Тср=305/6=51 час

Данный показатель характеризует общую надежность работы ЭСПУ.

Среднее время восстановления ЭСПУ

Твср- среднее время вынужденного и нерегламентированного простоя, вызванного обнаружением и устранением отказа:

(3.26)

Рассчитаем среднее время восстановления ЭСПУ

где: Твi - время устранения i-го отказа.

Общее время на устранение и обнаружение отказов Твi составило 24 часа

Твср=35/6=6 часов

Показатель Твср характеризует:

степень ремонтопригодности ЭСПУ;

уровень культуры и организации работ в системе технического обслуживания;

соответствие производственных условий и норм требованиям ТУ (благоприятные условия для производства работ: освещенность, уровень шумов, температура, и т.д.);

квалификацию специалистов, обслуживающих ЭСПУ.

3.5 Разработать тест-программу для проверки работы технологического оборудования после устранения заданных неисправностей

Проверка программы PLC. Для проверки программы ПЛК достаточно в режиме on-line остановить программу (режим стоп) и изменить значение выхода. Большинство контроллеров поддерживают работу со встроенным конфигуратором ПЛК. С его помощью в режиме on-line можно наблюдать значения входов и изменять значения выходов. Это позволяет проверить исправность контроллера и внешних цепей системы даже без написания какой-либо программы.

Утилиты конфигурации позволяют осуществлять диагностику оборудования, обнаруживать аппаратные ошибки или неправильный монтаж.

Программирование ПЛК производится с помощью Simatic Manager, обеспечивающий написание программ в трех редакторах:

LAD (Ladder Diagram) -- релейные диаграммы. Редактор отображает программу в графическом представлении, похожем на электрическую монтажную схему. Логические схемы позволяют программе имитировать протекание электрического тока от источника напряжения через ряд логических условий на входах, которые активизируют условия на выходах. Источником напряжения выступает шина.

Основными элементами являются нормально замкнутые и нормально разомкнутые контакты.

Соответственно, замкнутые контакты позволяют потоку сигнала протекать через них к следующему элементу, разомкнутые контакты -- препятствуют протеканию потока сигнала.

Программа исполняется слева направо и сверху вниз.

Особенностями редактора LAD является простота в использовании и понимании для начинающих программистов.

FBD (Function Block Diagram) -- функциональные блочные диаграммы. Этот редактор отображает программу в виде обычных логических схем. Контактов нет, но есть эквивалентные функциональные блоки. В данном редакторе не используется понятие «поток сигнала», как в LAD, его выражает аналогичное понятие потока управления через логические блоки FBD.

Потоком сигнала называется пусть состояния «1» через элементы FBD. Логика программы вытекает из связей между функциональными блоками, обозначающими команды.

Графическое представление функционального плана хорошо отражает процесс выполнения программы. Также существуют ещё редактор под названием Statement List-список инструкций В этом редакторе можно создавать программы, которые невозможно создать в редакторах LAD и FBD. Программирование в STL очень похоже на программирование на Ассемблере. ПЛК выполняет команды в порядке, определяемом программой, сверху вниз, затем начинает сначала. С помощью редактора STL всегда можно посмотреть или отредактировать программы, созданные на LAD или FBD, обратное не всегда возможно.



Рисунок 3.3 - Редактор программы PLC с помощью функциональных блочных диаграмм



4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ

4.1 Основные определения ресурсо- и энергосбережения

Энергосбережение - организационная, научная, информационная деятельность государственных органов, юридических и физических лиц, направленная на снижение расхода (потерь) топливно-энергетических ресурсов в процессе их добычи, переработки, транспортировки, хранения, производства, использования и утилизации.

В РБ действует Директива № 3 «Об энергосбережении и рациональном использовании ресурсов», а также мероприятия по ее реализации, которые позволяют комплексно решать задачи энергетической независимости и безопасности страны.

Важнейшими резервами снижения себестоимости промышленной продукции при высоком ее качестве является рациональное и экономное использование сырья, материалов, топлива, энергии и высокопроизводительной техники. Совершенствование техники и технологии должно способствовать снижению себестоимости и увеличению выпуска высококачественной экологически чистой продукции.

Научно-техническая революция характеризуется крупнейшими скачками в совершенствовании орудий труда, переходом к автоматам, автоматизированным поточным линиям, промышленным работам, автоматизированным системам управления с использованием микропроцессоров и микро ЭВМ, переналаживаемым автоматическим участкам и гибким производственным системам (ГПС).

Широко используются поточные и автоматические линии, МРС с ЭСПУ, ЭВМ, робототехника и др. Все это дает возможность увеличить производительность труда, механизировать и автоматизировать труд работников многих категорий, значит, повысить культуру производства в промышленности.

4.2 Определение технологической нормы расхода электроэнергии на 1 нормо-час по механическому цеху

В механических сборочных цехах нормы расхода устанавливаются на единицу производимой цехом работы, измеряемой в нормо-часах.

Для автоматизированных участков, на которых расход электроэнергии не связан прямо с затратами живого труда - в качестве единицы измерения продукции принимается 1 станко-час.

При расчёте норм расхода все оборудование цеха разбивается на технологические группы. При разбивке оборудования на группы учитываются не только общее назначение оборудования по видам обработки (токарные, фрезерные и т.д).

Норма расхода электроэнергии по группе станков в общем виде определяется в кВт•ч на единицу продукции:

(4.1)

где: Pнi- номинальная мощность электродвигателей станка i - группы, кВт;

n - кол-во станков в группе;

Ки - коэффициент использования мощности;

П - годовой выпуск продукции;

зср - средневзвешенный к.п.д. электродвигателей станков(0,6);

ф - число часов работы оборудования за учитываемый период (3120ч);

П=Tн\чЧК ; (4.2)

где: Тн-ч - трудоёмкость изготовления единицы изделий, н\ч;

K - колличество изготовленных изделий, шт.

Норма расхода электроэнергии на производство единицы продукции при механической обработке складываются из норм расхода электроэнергии по токарной, сверлильной, фрезерной, шлифовальной и др. группы оборудования и рассчитываются в кВтЧч\ед. продукции по формуле:

Нмех= ; (4.3)

где: Нi- норма расхода электроэнергии на производство продукции по i-ой группе оборудования;

Пi - объём выпускаемой продукции на i-ой группе оборудования;

k - колличество групп;

Расход электроэнергии на всю производственную продукцию (кВтЧч):

W=HмехЧП; (4.4)

Преобразовав данные формулы мы получаем, что расход электроэнергии на всю производственную продукцию, за один норма-час равен:

(4.5)

Находим расход электроэнергии за один нормо-час:

зср=0,6;

(4.6)

Таблица 4.1- Исходные данные

Выпуск продукции, шт	1500	500	450	2000	800	650	500	3000	750	4500
Трудоемкость единицы, нормо-час	2,6	1,2	1,5	2,4	2,1	1,8	1,5	2,2	2,6	2,3
Кисп	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12	0,12
Руст группы, кВт	361,8	145,6	75	671,3	180,8	240,4	250,4	447,5	114,5	1172,8
Кол-во, шт	10	2	1	10	3	4	3	12	2	16
Вид оборудования	Токарно-винторезный станок	Токарно-винторезный станок	Круглошлифовальный станок	Токарно-винторезный станок	Токарно-винторезный станок	Станок типа центр обрабатывающий	Вертикально-сверлильный станок	Горизонтально-фрезерный станок	Токарно-винторезный станок	Токарно-винторезный станок
Наименование станка	16А20Ф3	16ГС25Ф3С2	3К152ВФ20	1П426ДФ3	1П756ДФ3	2627ПМФ4	2С132ПМФ3	ГФ2175С5	ТС600	СМ1757Ф3
№ п/п	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10

4.3 Расчет тепловой энергии на отопление и вентиляцию цеха

Расход теплоэнергии на отопление и вентиляцию зданий и сооружений определяется исходя из индивидуальных отраслевых норм расхода тепловой энергии на отопление и вентиляцию зданий, работы обогрева каждого отдельного здания, а также средней температуры наружного воздуха за отопительный период и продолжительности работы отопления за год.

Расход тепловой энергии на отопление зданий определяется по формуле:

(4.7)

где: q - удельная тепловая характеристика зданий (0.64);

W- работа на обогрев здания, мЧсутЧ0С;

Работа обогрева здания определяется по формуле:

(4.8)

где: V- наружный строительный объем здания (180Ч70Ч8м3);

- нормируемая температура воздуха внутри помещения (200С);

- средняя температура наружного воздуха за отопительный период (-1.6 0С);

n - Продолжительность работы отопления (для Гомеля 194 дня);

Индивидуальная норма расхода тепловой энергии на обогрев здания равна:

(4.9)

Исходя из исходных данных, находим расход тепловой энергии:

А также индивидуальную норму расхода тепловой энергии на обогрев здания:

Рассчитаем годовой выпуск продукции:

П=(2,6•1000•25)+(1,2•2000•41)+(2,6•1500•27)+(1,2•2500•15)+

+(2,6•3000•19)+(1,5•1000•22)+(1,8•2000•44)+(1,5•1500•43)+(1,8•2500•21)+

+(1,6•3000•19)+(2,1•1000•20)+(2,6•2000•25)+(2,1•1500•30)+(2,6•2500•35)+

+(1,2•3000•32)+(4,2•1000•18)+(5,1•2000•20)+(4,6•1500•25)+(3,9•2500•22)+

+(4,5•3000•24)=2535550 ед. в год.

Таблица 4.2 - Технологическое оборудование

Номер	Вид оборудования	Кол-во, шт	Руст группы, кВт	Кисп	Трудоёмкость единицы, нормо-час	Выпуск продукции, шт
1	Горизонтально-фрезерной станок	25	247,5	0,12	2,6	1000
2	Шлице-фрезерный станок	41	467,4	0.12	1,2	2000
3	Вертикально-фрезерный станок	27	332,1	0,12	2,6	1500
4	Продольно-фрезерный станок	15	367,5	0,12	1,2	2500
5	Продольно-фрезерный станок	19	589	0,12	2,6	3000
6	Токарно-винторезный станок	22	261.8	0,14	1.5	1000
7	Токарно-винторезный станок	44	871,2	0,14	1,8	2000
8	Токарно-револьверный станок	43	395,6	0,14	1,5	1500
9	Токарно-револьверный станок	21	518,7	0,14	1,8	2500
10	Токарно-вертикальный станок	19	1170,4	0,14	1,6	3000
11	Радикально-сверлильный станок	20	116	0,14	2,1	1000
12	Радикально-сверлильный станок	25	307,5	0,14	2,6	2000
13	Вертикально-сверлильный станок	30	123	0,14	2,1	1500
14	Вертикально-сверлильный станок	35	595	0,14	2,6	2500
15	Вертикально-сверлильный станок	32	236,8	0,14	1,2	3000
16	Кругло-шлифовальный станок	18	234	0,17	4,2	1000
17	Кругло-шлифовальный станок	20	648	0,17	5,1	2000
18	Горизонтально-проточной автомат	25	1070	0,17	4,6	1500
19	Зубодолбежный полуавтомат	22	244,2	0,17	3,9	2500
20	Зубодолбежный полуавтомат	24	110,4	0,17	4,5	3000

Найдём норму расхода электроэнергии на производство одной единицы изделия на все группы станков в общем виде:

Hi=((0.12•247.5•25)+(467.4•0.12•41)+(332.1•0.12•27)+(367.5•0.12•15)+

+(589•0.12•19)+(261.8•0.14•22)+(871.2•0.14•44)+(395.6•0.14•43)+

+(518.7•0.14•21)+(1170.4•0.14•19)+(116•0.14•20)+(307,5•0.14•25)+

+(123•0.14•30)+(595•0.14•35)+(236,8•0.14•32)+(234•0.17•18)+

+(648•0.17•20)+(1070•0.17•25)+(244,2•0.17•22)+(110,4•0.17•24))•8ч

ч0.3•2535550=0,358 кВт/ед.

Расход электроэнергии на всю производственную продукцию:

W=0,358•2535550 = 907725,8 кВт\ч.



5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

5.1 Расчет трудоёмкости капитального ремонта станка с ЭСПУ

Трудоемкость - время необходимое для выполнения капитального ремонта. Трудоемкость капитального ремонта рассчитывается по формуле:

Т = Тмех. + Тэлектр. + Тэлектрон. (5.1)

где: Тмех. - трудоёмкость выполнения капитального ремонта механической части;

Тэлектр. - трудоёмкость выполнения капитального ремонта электрической части;

Тэлектрон. - трудоёмкость выполнения капитального ремонта электронной части.

В свою очередь Тмех.,Тэлектр., Тэлектрон. рассчитываются следующим образом:

Тмех. = ЕРСмех. • Н1; (5.2)

Тэлектр. = ЕРСэлектр. • Н2; (5.3)

Тэлектрон. = ЕРСэлектрон. • Н3. (5.4)

где: ЕРСмех. - единица ремонтной сложности механической части ;

ЕРСэлектр. - единица ремонтной сложности электрической части ;

ЕРСэлектрон. - единица ремонтной сложности электронной части;

Н1, Н2, Н3 - нормы времени на 1 ЕРС капремонта механической, электрической и электронной частей соответственно.

Каждой единице оборудования присваивается категория ремонтной сложности (КРС), которая определяется трудоемкостью ремонтных работ. КРС устанавливается отдельно для механической и электрической частей оборудования. В качестве ремонтной единицы принята 1/11 трудоемкости капитального ремонта обрабатывающего центра HAAS ST 20, относящегося к одиннадцатой группе сложности. Для единицы ремонтной сложности рассчитан норматив в часах по видам ремонтных работ: слесарные, станочные, прочие.

ЕРС механической части - это ремонтная сложность некоторой условной машины, трудоёмкость капитального ремонта механической части которой отвечает по объёму и качеству требованиям ТУ на ремонт равна 35н-ч. в неизменных организационно-технических условиях среднего ремонтного цеха машиностроительного предприятия.

ЕРС электрической части - это ремонтная сложность некоторой условной машины, трудоёмкость капитального ремонта электрической части которой отвечает по объёму и качеству требованиям ТУ на ремонт равна 8,6 н-ч. в неизменных организационно-технических условиях среднего ремонтного цеха машиностроительного предприятия.

ЕРС электронной части - это ремонтная сложность некоторой условной машины, трудоёмкость капитального ремонта электронной части которой отвечает по объёму и качеству требованиям ТУ на ремонт равна 5,3 н-ч. в неизменных организационно-технических условиях среднего ремонтного цеха машиностроительного предприятия.

Тмех=35•21= 735 н-ч

Тэлектр.=8,6•50= 430 н-ч

Тэлектрон.= 5,3•100= 530 н-ч

На основании полученных данных определяем трудоемкость капитального ремонта станка модели: HAAS ST 20:

T=735+430+530=1695 н-ч



5.2 Расчет численности рабочих, занятых капитальным ремонтом станка с ЭСПУ

Важнейшим элементом использования рабочей силы является определение нормативной численности, необходимой для обеспечения бесперебойного производственного процесса. В основе ее расчета лежит определение баланса рабочего времени, который составляется по предприятию в целом и по его структурным подразделениям. Баланс рабочего времени включает определение: среднего фактического числа рабочих дней в предстоящем году; средней продолжительности рабочего дня и полезного фонда рабочего времени. На основании планируемого фонда рабочего времени рассчитывается нормативная численность