Входящим в технологическое оборудование

ЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЗАДАННОГО

ЭСПУ С ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ОБОРУДОВАНИЕМ

ЭСПУ получает информацию о текущем положении рабочих органов станка от датчиков обратной связи S2500-C (преобразователь угловых перемещений), MX-925, MX-725 и MX-625 (преобразователи линейных перемещений).

Информация о положении манипулятора смены инструмента приходит от концевых выключателей расположенных на основных точках траектории его движения. Информация о выходе инструмента и поворотного стола за пределы рабочей зоны также поступает от концевых выключателей.

Модуль CPU связывается с приводами через интерфейс Sercos, через который посредством выдачи управляющих сигналов он управляет движением рабочих органов станка (SPD 3.100-S0.0 – привод главного движения, AXD 1.35-S0.0, AXD 2.50-S0.0 – привода подач).

ТРЕБОВАНИЯ ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ

ВХОДЯЩИМ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

При всем многообразии станков требования, предъявляемые к их приводам, обусловливаются главным образом не тем, к какой группе относится станок, а для какого движения предназначен привод: главного движения, подачи или вспомогательного перемещения, так как именно от этого фактора зависит мощность и момент, способ регулирования скорости, диапазоны регулирования, необходимая плавность регулирования, динамические и механические характеристики их приводов.

Требования к электроприводам определяются технологией обработки, конструктивными возможностями станка и режущего инструмента. Основными технологическими требованиями являются обеспечение:

1. самого широкого круга технологических режимов обработки с использованием современного режущего инструмента;

2. максимальной производительности;

3. наибольшей точности обработки;

4. высокой чистоты обрабатываемой поверхности (снижение шероховатости);

5. повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии (стабильности).

В современных станках с ЭСПУ функции, выполняемые электроприводом главного движения, значительно усложнены. Помимо стабилизации частоты вращения, при силовых режимах резания требуются обеспечение режимов позиционирования шпинделя при автоматической смене инструмента, что неизбежно ведет к увеличению требуемого диапазона регулирования частоты вращения.

Стабильность работы привода характеризуется перепадом частоты вращения при изменении нагрузки, напряжении питающей сети, температуры окружающего воздуха и тому подобных факторов.

В современных станках динамические характеристики приводов главного движения по управлению прямым образом определяют производительность. При этом время пуска и торможения не должно превышать 2,0 —4,0 с. При наличии зазоров в кинематической цепи главного привода перерегулирование приводит к дополнительным затратам времени на позиционирование, поэтому появляется необходимость обеспечения монотонного апериодического характера изменения скорости.

Динамические характеристики электропривода по нагрузке практически определяют точность и чистоту обработки изделия, а также стойкость инструмента. Устойчивый процесс резания при необходимой точности и чистоте поверхности возможен, если параметры настройки привода обеспечивают при набросе номинального момента нагрузки максимальный провал скорости не более 40% при времени восстановления, не превышающем 0,25с.

Отличительной особенностью главного привода станков с ЭСПУ является необходимость применения реверсивного провода даже в тех случаях, когда по технологии обработки не требуется реверс. Требование обеспечения эффективного торможения и подтормаживания при снижении частоты вращения и режимов поддержания постоянной скорости резания приводит к необходимости применения реверсивного привода с целью получения нужного качества переходных процессов.

Расширение технологических возможностей станков и в первую очередь многоцелевых (обрабатывающих центров) позволяет проводить на одном станке различные технологические операции: фрезерование, сверление и растачивание или точение, сверление и растачивание и т.д., а освоение нового твердосплавного и керамического инструмента существенно повысило режимы обработки.

Однако в связи с этими усовершенствованиями станков усложняется конструкция их электроприводов. Для повышения производительности станков потребовалось увеличить мощность, скорости привода главного движения и приводов подач, максимальные рабочие подачи, снизить время разгона и торможения, время позиционирования приводов подач и вспомогательных перемещений и время ориентации шпинделя.

Требование повышения производительности также привело к увеличению мощности и максимальной скорости привода главного движения; к увеличению скорости быстрого хода приводов подач; увеличению максимальных рабочих подач; снижению времен разгона и торможения, позиционирования приводов подач и вспомогательных перемещений и ориентации шпинделя.

Удовлетворение требованиям снижения шероховатости и повышения точности при обработке и позиционировании ужесточило требования к электроприводам по значению погрешностей в установившихся и переходных режимах при различных возмущающих воздействиях, по расширению диапазона регулирования и увеличению чувствительности электроприводов по входному воздействию и нагрузке, по повышению равномерности движения, особенно при малых скоростях, по увеличению быстродействия при возмущении по нагрузке и при реверсе под нагрузкой на малой скорости.

Для обеспечения повторяемости размеров деталей в обрабатываемой партии и высокой точности позиционирования необходимо иметь высокостабильный привод с высокой равномерностью перемещения и апериодическим переходным процессом при изменении скорости.

Очень важным требованием к электроприводам станков с ЭСПУ, особенно при их работе в автоматизированном производстве, является обеспечение их высокой надежности как относительно сохранения параметров, так и безаварийности и ремонтопригодности. Повышению надежности работы электроприводов в значительной степени способствуют наличие технологических запасов по параметрам отдельных электронных элементов и схемным решениям, корректный монтаж электрооборудования, своевременное проведение профилактических мероприятий и установка необходимой системы диагностики, позволяющей быстро определять и устранять неисправности.

Появление низкоскоростных высокомоментных двигателей умеренных габаритов позволило существенно сократить механическую часть коробки подач, а в ряде случаев полностью ее исключить, установив исполнительный двигатель непосредственно на ходовой винт.

Исключение коробки подач привело к повышению мощности механической передачи, повышению КПД и снижению момента инерции электромеханического привода. В станках возросла составляющая от резания в общей нагрузке приводов подач. В большинстве современных станков нагрузка на двигатель при рабочих подачах без резания составляет не более 20—30 % номинальной.

Рост составляющей от сил резания в общей нагрузке на привод подачи увеличил колебание нагрузки на электроприводе подачи при резании, что ужесточило требования к статической и динамической жесткости привода подачи.

Увеличение скорости быстрых перемещений и снижение скорости установочных перемещений привели к значительному увеличению диапазона регулирования. Максимальная рабочая подача современных многоцелевых станков составляет 30—50 % скорости быстрых перемещений.

Полный диапазон регулирования подач в станках фрезерной, расточной и токарной групп составляет 100 – 10000, а в карусельных расширяется до 30000—40000. Теоретически диапазон регулирования привода подачи каждой оси в станках с ЭСПУ при контурном фрезеровании бесконечен (например, при обработке окружности). Реально минимальная подача ограничена чувствительностью электропривода.

Скорость быстрых перемещений зависит от характеристик механической части привода, возможностей ЭСПУ (в частности, от максимальной частоты сигнала управления приводом от ЭСПУ), дискретности управления, максимальной угловой скорости приводного электродвигателя, коэффициента редукции передачи от двигателя к механизму и других ограничений, вносимых ЭСПУ.

Минимальная скорость привода определяется технологическими требованиями, дискретностью управления и чувствительностью электропривода. Особо высокие требования предъявляются к динамическим характеристикам привода по управляющему и возмущающему воздействиям. Неудовлетворительные динамические свойства регулируемого электропривода, особенно при возмущении по нагрузке, являются причиной повышенной шероховатости поверхности, поэтому весьма важно обеспечить высокое быстродействие привода при сбросе и набросе нагрузки, а также реверсе двигателя под нагрузкой на самых малых скоростях.

Стабильность позиционирования и обработки в значительной степени зависит от стабильности электромеханической системы приводов подач, которая определяется стабильностью ее звеньев, и в первую очередь электропривода, датчика положения и ЭСПУ. Стабильность характеристик электропривода при достаточно большом коэффициенте усиления определяется стабильностью нуля входного усилителя регулятора и стабильностью датчика скорости — тахогенератора. Наибольшая относительная нестабильность имеет место при малых скоростях, когда полезный сигнал соизмерим с дрейфом нуля усилителя и падением напряжения в щеточном контакте тахогенератора.

Другим фактором, влияющим на стабильность, а следовательно, и на идентичность параметров при обработке партии деталей, является характер переходного процесса по управляющему воздействию в замкнутых системах следящего и регулируемого электроприводов. При апериодическом переходном процессе при движении в одну сторону не происходит раскрытия люфтов в механических узлах, а также отсутствует влияние гистерезиса, что приводит к существенному повышению стабильности и точности позиционирования и обработки.

Установка во всех станках сверхточных, сверхбыстродействующих и сверхстабильных электроприводов сопряжена со значительными техническими трудностями и необоснованно высокими экономическими затратами.

В механизмах главного движения в большинстве станков установлены регулируемые электроприводы без обратной связи по положению, в отдельных станках применяются специальные системы ориентации шпинделя либо от мощного двигателя главного привода, либо от специального маломощного двигателя со следящим приводом, аналогичным приводам подач. Очень небольшое количество станков имеет следящий электропривод главного движения от основного электродвигателя.

2.4 ПРОАНАЛИЗИРОВАТЬ И ОПИСАТЬ ЭЛЕМЕНТНУЮ БАЗУ

ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ И ДАТЧИКОВ ВХОДЯЩИХ В

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Автоматический выключатель АЕ2066М1-320 125 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. Характеристики:

- номинальный ток автомата – 125А;

- число полюсов – 3р;

- номинальная коммутационная способность – 12кА;

- назначение – защита кабелей и проводов, защита электродвигателей.

Рисунок 4 – Автоматический выключатель АЕ2066М1

Микровыключатели серии МП 1000 Л 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.

Технические характеристики:

- номинальное рабочее напряжение при переменном токе частотой 50 и

60Гц – 24, 40, 110, 220, 380, 660V; при постоянном токе – 24, 27, 110,

220, 440V;

- номинальный рабочий ток, А – переменный 2,5; 2; 1,6; 1; 0,4;

постоянный 1; 0,4; 0,25; 0,1;

- вид привода – толкатель с увеличенным дополнительным ходом;

- способ крепления на поверхности – базовый, фронтальный винтами;

- коммутационная износостойкость – не менее 1,6 млн. циклов;

- механическая износостойкость – не менее 20 млн. циклов;

- габаритные размеры, мм – 70х24х55;

- масса, кг – 0,072.

Рисунок 5 – Микровыключатель МП 1105

Контакторы DILM 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.

Таблица 1 - Характеристики контакторов DILM

Мощность AC-3 380-400V, кВт	Ток, AC-3 380-400V, А	Наличие дополнительного контакта	Серия
		1 НО	DILM9-10
		1 НЗ	DILM9-01
5,5		1 НО	DILM12-10
18,5		-	DILM40
		-	DILM150

Рисунок 6 – Контакторы DILM фирмы Moeller

Автоматические выключатели ВА 47-29 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

пуско-регулирующими 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. Преимущества:

- два типа защиты – от перегрузки и короткого замыкания;

- широкий диапазон рабочих температур – от –40°С до +50°С;

- усовершенствованная более широкая рукоятка включения с

увеличенной площадью контакта;

- насечки на контактных зажимах снижают тепловые потери и

увеличивают механическую устойчивость соединения;

- соответствуют стандартам ГОСТ Р 50345-99,

ТУ 2000 АГИЕ.641.235.003;

- номинальное напряжение частотой 50 Гц – 230/400V;

- номинальный ток In, А – 0,5; 1; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 8; 10, 13; 16; 20;

25; 32; 40; 50; 63;

- номинальная отключающая способность, А – 4 500;

- напряжение постоянного тока, В/полюс – 48;

- характеристики срабатывания электромагнитного расцепителя В, С,

D;

- число полюсов 1, 2, 3, 4;

- условия эксплуатации – УХЛ4;

- степень защиты выключателя – IP 20;

- электрическая износостойкость (циклов В-О) – не менее 6 000;

- механическая износостойкость (циклов В-О) – не менее 20 000;

- максимальное сечение присоединяемых проводов, мм2 – 25;

- диапазон рабочих температур, °С – от -40 до +50.

Рисунок 7 – Автоматические выключатели ВА 47-29

Преобразователи линейного перемещения серии М разработаны для стандартных станков с измеряемой длинной до 1540 мм и ограниченного пространства, с референтными маркерами через каждые 50 мм, или дистанционно кодированными с соединителем на считывающей головке.

Характеристики MX-925, MX-725, MX-625:

- максимальная скорость 60м/мин;

- максимальная вибрация 3g;

- усилие перемещения <5N;

- рабочая температура 0°…50° С;

- температура хранения 20°…70° С;

- вес 0,58 кг + 0,6 кг/м;

- влажность 20…80%;

- защита IP58 (стандарт), IP64 (DIN40050) с заборником избыточного

воздуха;

- движение на роликовых подшипниках;

- источник света IRED;

- электропитание 5V ± 5%, 100 mA;

- считывающая головка со встроенным соединителем;

- метод измерения – хромированная стеклянная шкала с шагом 20µm

(0.0008 дюйма);

- точность – 5 µm (±0,0002inch);

- разрешение - 1 µm (±0,00004inch);

- референтные маркеры каждые 50мм с середины к обоим концам;

- выходные сигналы – Дифф. TTL;

- период T выходных сигналов – 4 µm;

- максимальная длина кабеля – 50m.

Рисунок 8 – Преобразователи линейного перемещения серии М

В качестве преобразователя углового перемещения 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 9 – Преобразователя углового перемещения

2.5 РАССЧИТАТЬ МОЩНОСТЬ, ПОТРЕБЛЯЕМУЮ ЗАДАННЫМ

УЗЛОМ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ

Электрическая мощность — физическая величина, характеризующая скорость передачи или преобразования электрической энергии.

Для расчёта мощности потребляемой схемой управления сменой столов спутников, необходимо сложить мощности, потребляемые на каждом из элементов, входящих в состав донного технологического узла.

Таблица 2 – Мощность, потребляемая элементами схемы

Наименование элемента	Количество	Мощность, потребляемая одним элементом, Pпот. Вт.
Реле 40.52.9.24.0000		1,2
Электромагнит постоянного тока
Аварийная кнопка в сборе		0,5
Выключатель бесконтактный ДКП-01; АЯЦ.М5.430.048.ТУ107-88		0.6

Таким образом общая потребляемая мощность будет равна:

Р= Р₁+ Р₂+ Р₃+ Р₄ (1)

Где:

Р – полная мощность;

Р₁ – мощность потребляемая реле;

Р₂ – мощность потребляемая электромагнитами;

Р₃ – мощность потребляемая аварийной кнопкой;

Р₄ – мощность потребляемая бесконтактным выключателем.

Р=1,2*4+36*4+0,5+0,6*6=152,9 (Вт.)

Мощность потребляемая схемой управления сменой столов спутников равна 152,9 Ватт.

2.6 РАССЧИТАТЬ НАДЁЖНОСТЬ ЗАДАННОГО УЗЛА

ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИКЛАДНОЙ

ПРОГРАММЫ НА ПЭВМ

Станки с программным управлением в связи сих значительной стоимостью экономичны только при интенсивном использовании во времени (двухсменном, а иногда и трехсменном) и при эксплуатации без простоев. Станки работают в напряженном режиме, так как на них выполняют разнородные работы как чистовые, так и черновые. Возрастают требования к сохранению станками требуемой точности в течение всего периода эксплуатации.

Надежностью называют свойство объекта выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования. В свою очередь, надежность характеризуется безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

Расчёт надёжности — это процедура определения значений показателей надежности объекта с использованием методов, основанных на их вычислении по справочным данным о надежности элементов объекта, по данным о надежности объектов-аналогов, данным о свойствах материалов и другой информации, имеющейся к моменту расчета.

Безотказность — свойство объекта непрерывно сохранять работоспособность в течение некоторого времени или некоторой наработки, Долговечность — свойство объекта сохранять работо­способность до наступления предельного состояния при установ­ленной системе технического обслуживания и ремонтов.

Безотказность и долговечность — свойства изделия сохранять работоспособность, различие между ними заключается в том, что безотказность охватывает ограниченное время, а долговечность распространяется на ресурс работы объекта с возможными пере­рывами на ремонт.

Сначала необходимо определить интенсивность отказов λ(t), которое определяет число отказов n(t) устройства в единицу времени, отнесённое к среднему числу N устройств, работоспособных к моменту времени

(2)

где - заданный отрезок времени.

Надёжность устройства как системы характеризуется потоком отказов , численно равным сумме интенсивности отказов его отдельных устройств

(3)

По данной формуле рассчитывается поток отказов устройства и отдельных узлов, состоящих. В свою очередь, из различных элементов, характеризующихся своей интенсивностью отказов. Формула (3) справедлива для расчёта потока отказов системы из n элементов в случае, когда отказ любого из них приводит к отказу всей системы в целом. Такое соединение элементов получило название логически последовательного или основного.

Влияние на надежность элементов основных дестабилизирующих факторов - электрических нагрузок, температуры окружающей среды - учитывается введением в расчет поправочных коэффициентов. В таблице 3 приведены коэффициенты условий работы для некоторых типов элементов. Учет влияния других факторов - запыленности, влажности и т.д. - выполняется коррекцией интенсивности отказов базового элемента с помощью поправочных коэффициентов.

Таблица 3 – Коэффициенты надёжности условий работы

№	Условия эксплуатации	Коэффициент условий
	Лабораторные условия
	Аппаратура стационарная:
	- в помещениях	2…8
	- вне помещений	10…15
	Подвижная аппаратура:
	- корабельная	40…60
	- автомобильная	50…70
	- поездная	60…80

С помощь прикладной программы на ПЭВМ мною была рассчитана надёжность схемы смены столов спутников.

Таблица 4 – Интенсивность отказов элементов
Тип элемента	Кол-во элементов в устройстве, n	Интенсивность оказов элементов этого типа, lэ, 1/ч	Произведение n · lэ (интенсивность отказа всех (содержащихся в устройстве) элементов этого типа
Бесконтактные и автоматические выключатели		0,000007	0,000042
Кнопки		0,0000005	0,000005
Реле с двумя переключающими контактами		0,0000005	0,000002
Электромагнит постоянного тока		0,0000005	0,000002
Итоговая интенсивность отказов изделия	l	1/ч	0,000051
Период, для которого необходимо рассчитать вероятность безотказной работы	t	ч
Вероятность безотказной работы в течение			0,774916
указанного периода
Средняя наработка до первого отказа			19607,84ч.

2.7 РАЗРАБОТАТЬ АЛГОРИТМЫ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ В

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ОБОРУДОВАНИИ

Под алгоритмом понимают последовательность выполнения логических операций необходимых для совершения некоторых действий или решения задачи.

Алгоритм может иметь словесное описание или реализован в виде структурной схемы. Схема алгоритма состоит из геометрических фигур и линий. Геометрические фигуры (блоки) соответствуют тем или иным шагам алгоритмического процесса, а направление линий определяет порядок выполнения блоков.

Для составления блок-схемы алгоритма, поиска неисправности применяются следующие блок схемы:

- блок выполнения операций (действий) по обработке данных, текст внутри блока является кратким описанием этого.

- блок проверки выполнения условия с целью принятия решения о направлении последующего кода вычислений. Внутри блока описывается условие, подлежащее проверке в той точке схемы алгоритма, где размещается данный блок. Возможные результаты проверки указываются на линиях выходящих из блоков.

- блок печати и конца алгоритма.

Алгоритм, состоящий из блок-схем, дает полное представление о работе той или иной системы. Опираясь на технологическую документацию, можно составить алгоритм по нахождению заданных неисправностей.

Рассмотрим неисправность 1 (нет ориентации шпинделя).

Для начала определим возможные причины возникновения данной неисправности:

1) Причиной мог послужить случайно возникший программный сбой. Он устраняется путём перезапуска системы;

2) Произошёл обрыв линий связи или питания;

3) В результате износа или плохого крепления отошла муфта вращающая датчик положения шпинделя;

4) Поломка датчика положения шпинделя;

5) Поломка модуля входных сигналов.

Опираясь на возможные причины возникновения данной неисправности составляем алгоритм её устранения:

1. Проверить возможность возникновения программного сбоя;

2. Проверить отсутствие обрывов линий связи;

3. Проверить крепление муфты к датчику;

4. Проверить исправность датчика;

5. Проверить исправность модуля входных сигналов.

При обнаружении неисправности в выше указанных пунктах и проведении ремонтных и наладочных работ, данная неисправность будет устранена.

Алгоритм устранения неисправности 1 приведён на рисунке 10.

Рисунок 10- Алгоритм устранения неисправности 1 (нет ориентации

шпинделя)

Рассмотрим неисправность 2 (ошибка датчиков ступени).

Для начала определим возможные причины возникновения данной неисправности:

1) Причиной мог послужить случайно возникший программный сбой. Он устраняется путём перезапуска системы;

2) Произошёл обрыв линий связи или питания;

3) Поломка датчика положения;

4) Поломка модуля входных сигналов;

5) Поломка электрической части коробки скоростей;

6) Поломка механической части коробки скоростей.

Опираясь на возможные причины возникновения данной неисправности составляем алгоритм её устранения:

1. Проверить возможность возникновения программного сбоя;

2. Проверить целостность линий связи;

3. Проверить исправность датчиков;

4. Проверить исправность модуля входных сигналов;

5. Проверить исправность электрической части коробки скоростей;

6. Проверить исправность механической части коробки скоростей.

При обнаружении неисправности в выше указанных пунктах и проведении ремонтных и наладочных работ, данная неисправность будет устранена.

Рисунок 11 - Алгоритм устранения неисправности 2 (ошибка датчиков

ступени)

3 ОРГАНИЗАЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 РАЗРАБОТАТЬ И ОПИСАТЬ МЕТОДЫ ПОИСКА

НЕИСПРАВНОСТИ И ВОССТАНОВЛЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ И

ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Немаловажное значение при эксплуатации станков с ЭСПУ имеет надёжная работа электронной схемы станка и взаимозаменяемость электронных блоков, а также и других узлов и блоков станка. Поэтому при обслуживании таких станков необходимо иметь достаточное количество резервных блоков и узлов, чтобы устранить наладочные работы на станке и тем самым сократить потери времени при восстановлении ЭСПУ. Но при этом необходимо иметь или целиком повторенную ЭСПУ, или специализированные наладочные и испытательные стенды, позволяющие производить наладку и регулировку узлов и блоков вне системы станка.

Наладка и испытания элементов, узлов и блоков ЭСПУ содержат в себе операции подрегулировки или настройки. Нельзя изменить данные, например, полупроводникового устройства, так как все элементы, влияющие на характеристику, например, полупроводникового транзистора, закрыты герметическим корпусом. Но, очевидно, можно изменить характеристику такого элемента системы, как электромеханический преобразователь, у которого изменением натяга пружин или мембран можно изменить тяговую характеристику.

К общим вопросам подготовки и проведения наладочных и испытательных работ по узлам и блокам аппаратуры ЭСПУ можно отнести подбор измерительных приборов, внешний осмотр, проверку работоспособности, контрольные измерения и снятие характеристик.

Для испытания элементов, узлов и блоков ЭСПУ в лабораториях исследовательских институтов и крупных заводов обычно применяют специальные контрольные устройства и стенды. Разрабатываются компактные переносные устройства для испытания и настройки узлов и блоков ЭСПУ вне станков. По мере появления таких устройств на предприятиях, эксплуатирующих станки с ЭСПУ, наладчики должны их осваивать и применять в своей практической работе. В ходе испытаний элементов, узлов и блоков аппаратуры ЭСПУ необходимо понимание ее основных свойств, без чего нельзя обеспечить качественную режимную наладку этих устройств. Освоение методики испытаний поможет также обеспечить квалифицированное профилактическое обслуживание новых видов оборудования и облегчить отыскание возможных повреждений в ЭСПУ. При введении в действие ЭСПУ с электронными блоками проверяетсяих пригодность и подвергаются контролю общие характеристики блоков и отдельных элементов. Однако контроль отдельных элементовво многих случаях недостаточен для настройки рабочих режимов ЭСПУ, отыскания повреждений, подбора резервных элементов и проверки заводских технических данных. Необходимы также знания приёмов испытания и снятия характеристик с электронной аппаратуры.

В большинстве электронных схем ЭСПУ применяются полупроводниковые приборы. Схемы с полупроводниковыми элементами собираются путем пайки, и отключение отдельных элементов при проверке можно считать нецелесообразным. Сопротивления и ёмкости, не отсоединенные от схемы, измеряют обычными методами, однако наличие общих цепей с полупроводниковыми приборами (транзисторами, диодами), вносит существенные затруднения. Во время измерения сопротивлений подключение прибора должно производиться таким образом, чтобы полярность источника питания была встречной по отношению к проводящим цепям транзистора или диода и чтобы величина напряжения была значительно ниже допустимого для них обратного напряжения. Если параллельно сопротивлению подключена емкость, то отсчет должен производиться после того, как закончится процесс зарядки конденсатора. Измерение емкости, включенной параллельно сопротивлению, можно производить методом вольтметра-амперметра с последующим учетом активной составляющей тока, проходящего через сопротивление. Более простым является измерение с помощью моста, у которого параллельно варьируемой емкости подключено сопротивление. Без разрыва цепей величины токов могут быть определены только расчетным путем по данным измерения напряжений на известных установочных сопротивлениях. В тех случаях, когда для измерения тока приходится включать амперметр, распаивать схему рекомендуется не непосредственно у полупроводникового прибора, а в цепях, удаленных от него, во избежание излишнего нагрева полупроводникового элемента.

Проверку исправности интегральной микросхемы начинают с измерения постоянных и импульсных напряжений на их выводах. Чтобы избежать случайных замыканий близко расположенных выводов микросхемы, рекомендуется подсоединять щупы измерительных приборов не к этим выводам, а к связанным с ними печатным проводникам или к радиоэлементу. Если результаты измерений отличаются от требуемых, то следует установить причину: дефекты в подсоединённых к интегральной микросхеме радиоэлементах, отклонение их значений от номинальных, источник, откуда поступают необходимые импульсные и постоянные напряжения, или неисправность самой интегральной микросхемы.

Нельзя проверить исправность интегральной микросхемы методом замены, если для этой цели она должна быть выпаяна из печатной платы. Выпаянную интегральную микросхему не рекомендуется устанавливать вновь, даже если проведенная проверка показала её исправность. Такое требование объясняется тем, что из-за повторного перегрева выводов не гарантируется её безотказная работа.

Для облегчения демонтажа установку интегральной микросхемы на плату рекомендуется производить с зазором не менее 3мм между корпусами, а также между интегральной микросхемой и платой. При выполнении электрического монтажа интегральной микросхемы необходимо соблюдать меры предосторожности.

Монтаж интегральной микросхемы следует выполнять на столе, поверхность которого покрыта хлопчатобумажным материалом или антистатическим линолеумом. Рабочий инструмент (стержень) паяльника и корпус (общую шину) радиоаппарата следует заземлять или электропаяльник включать в сеть через трансформатор, так как во время пайки возникновение токов утечки между стержнем паяльника, включенного в сеть, и выводами интегральной микросхемы может привести к выходу её из строя.

Пайку интегральной микросхемы целесообразно производить специальным групповым электропаяльником для одновременного прогрева всех её выводов. Время пайки должно быть не более 3с. Допускается поочередная пайка выводов. При этом интервал между пайками соседних выводов должен быть не менее 10с. Для пайки выводов интегральной микросхемы используют припои марки ПОСК-50-18 или ПОС-61.

В общем случае программа наладки и испытания электронных систем станков с ЭСПУ включает в себя следующие элементы работ.

1. Внешний осмотр.

2. Проверку правильности включения в схеме элементов и проверку их монтажа.

3. Испытание изоляции на электрическую прочность и измерение сопротивления изоляции.

4. Измерение величин и формы напряжений и токов в элементах электронной схемы.

5. Снятие рабочих характеристик (коэффициента усиления, искажения сигнала, фронта сигналов др.).

6. Контрольную нагрузку схемы на исполнительный элемент или его эквивалент.

7. Запись результатов измерений и проведенного испытания в специальную карту.

Если в процессе контроля выявлены неисправности или отклонения от требуемых параметров, превышающих допустимые зна­чения, то необходимо выявить причину возникшего откло­нения и устранить неисправность или заменить неисправный элемент.

Наиболее эффективным методом наладки электронных блоков ЭСПУ является их испытание на диагностических стендах.

4. МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ.

4.1 ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСО- И

ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

В настоящее время энергетические ресурсы играют определяющую роль не только в мировой экономике, но и в мировой политике. Растущий спрос на нефть и газ инициирует в последние годы стабильный рост цен на эти виды ресурсов. В этих условиях на первый план выходит проблема энергосбережения.

Директива Президента Республики Беларусь от 14 июня 2007 г. № 3 «Экономия и бережливость – главные факторы экономической безопасности государства» призвана превратить экономию и бережливость в фактор экономического развития страны, привлечь внимание общества к решению этой проблемы и обеспечить экономическую безопасность республики.

В рамках реализации требований Директивы №3 областным исполнительным комитетом была проведена следующая работа:

- создана областная межведомственная комиссия по контролю за экономией и рациональным использованием топливно-энергетических и материальных ресурсов и утверждено положение о ней,

- утверждены областные мероприятия по экономии и рациональному использованию топливно-энергетических и материальных ресурсов, а также денежных средств,

-доведено задание городам, районам и областным организациям по увеличению использования местных видов топлива,

- доведены задания по экономии ресурсов городским и районным исполнительным комитетам,

- разработана система поощрения подведомственных организаций за экономию и бережливость и учреждена премия Брестского областного исполнительного комитета за лучшие результаты, достигнутые в данном направлении в разрезе основных отраслей народнохозяйственного комплекса области.

Основным показателем, характеризующим уровень работы регионов, отраслей, предприятий и организаций по энергосбережению, является разность между темпами роста суммарного потребления топливно-энергетических ресурсов и темпами роста промышленного производства, так называемый показатель по энергосбережению.

За 2007 год в области обеспечено выполнение показателя по энергосбережению в сопоставимых условиях минус 12,7 % при установленном области задании минус 11,5 %, сэкономлено 82,8 тыс. т у.т.

В области реализуются такие основные направления по энергосбережению как перекладка тепловых сетей предварительно изолированными трубами, установка энергоэффективных теплоисточников, тепловая реабилитация зданий, установка систем регулирования и приборов учета тепловой энергии, установка эффективных теплообменников, замена светильников на энергосберегающие и ряд других направлений.

На предприятиях жилищно-коммунального хозяйства области переведено 7 котельных с топочного мазута на другие виды топлива, в том числе 3 котельных переведены на использование местных видов топлива и 4 котельных на природный газ.

Установлено 6 котлов, работающих на местных видах топлива, для обеспечения горячего водоснабжения потребителей.

Оснащено 115,18 тыс. квартир и жилых домов приборами учета расхода холодной и горячей воды.

Заменено 121,95 км трубопроводов теплоснабжения с использованием предварительно изолированных труб.

Активизировались работы по внедрению нетрадиционных и альтернативных источников энергии.

В Пружанском районе построена и функционирует мини гидроэлектростанция на водохранилище Паперня. Аналогичные мини ГЭС строятся на реке Щара в Ляховичском районе и шлюзах Днепровско-Бугского канала.

На водозаборе № 3 г. Бреста для отопления здания водозабора и служебного жилья установлены тепловые насосы, использующие температуру поднимаемой водопроводной воды. В результате чего ликвидирована угольная котельная.

В 2007 году введены в эксплуатацию на котельной областной больницы в г. Бресте и котельной ЖКХ в г. Дрогичине газопоршневые когенерационные установки, вырабатывающие не только электрическую но и тепловую энергию, что почти в два раза эффективнее чем выработка электроэнергии на электростанциях.

Закончено строительство и ведутся пусконаладочные работы по вводу в эксплуатацию биогазовой установки на СГЦ «Западный», что позволит предприятию получать тепловую и электрическую энергию, используя отходы животноводства.

Впервые в республике на территории тепличного комбината «Берестье» начата реализация проекта по строительству геотермальной станции для теплоснабжения парниково-тепличного хозяйства.

Предприятиями и организациями области используются ветроустановки для выработки электроэнергии и солнечная энергия для нагрева воды.

На ОАО «Березастройматериалы» за последнее время внедрены энергосберегающие мероприятия с общим годовым эффектом 9,4 тысяч тонн условного топлива. Только реконструкция линии по производству керамической плитки позволила сэкономить 4,3 тысячи тонн условного топлива. При увеличении производства продукции в 2,5 раза в 2007 году по сравнению с 2003 годом энергопотребление увеличилось только на 50 %. Энергоемкость продукции за этот период снижена на 40 %. В настоящее время на предприятии котельная преобразована в мини-ТЭЦ с установкой газопоршневой когенерационной установки мощностью 1 МВт, что позволит еще более снизить энергоемкость продукции.

ОАО «Домановский производственно-торговый комбинат» установив котлы-утилизаторы на одной печи и реконструировав вторую печь с рекуперацией тепла уходящих газов, увеличил производство продукции более чем в два раза при этом энергопотребление увеличилось только на 60%, энергоемкость продукции по предприятию снижена на 21 %.

В организациях агропромышленного комплекса модернизировано 23 зерносушилки с внедрением топочных агрегатов работающих на местных видах топлива. В животноводческих помещениях вместо электроводонагревателей установлено 180 водонагревателей, работающих на местных видах топлива.

В результате реализации областных мероприятий по экономии и рациональному использованию топливно-энергетических и материальных ресурсов, а также денежных средств по итогам года сэкономлено ресурсов и денежных средств в размере 32,1 млрд. руб., что позволило снизить затраты на тысячу рублей продукции по предприятиям и организациям областного подчинения в целом на 2,5%, в том числе материальные затраты на 2,6%.

Для реализации поставленных задач на последующие годы по энергосбережению, увеличению использования местных видов топлива и экономии материальных ресурсов, а также денежных средств особое внимание необходимо уделить следующим приоритетным направлениям.

Необходимо продолжить работу по установке генерирующего оборудования, модернизации и повышению эффективности работы котельных, оптимизации схем теплоснабжения, внедрению регулируемых электроприводов и энергоэффективных пластинчатых водонагревателей.

Максимально сократить использование в качестве котельно-печного топлива мазута и каменного угля, сохранив их в качестве резервных видов топлива.

С учетом технологической и экономической целесообразности ликвидировать электрокотельные и элекроводонагреватели, заменив их на котлоагрегаты и водонагреватели, работающие преимущественно на местных видах топлива.

На промышленных предприятиях особое внимание следует уделить внедрению новых технологий, снижающих энергоемкость выпускаемой продукции, модернизации технологического оборудования с заменой его на менее энергоемкое.

В агропромышленном комплексе необходимо сократить использование жидких видов топлива, особенно печного бытового топлива на зерносушильных комплексах.