Электронные системы программного управление (ЭСПУ) (стр. 2 )

2.2. РАССЧЁТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ (ЗАГРУЖЕННОСТИ) ЭСПУ 2Р22

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 (2.2.1.)

Для расчета коэффициента использования рассчитаем время нахождения ЭСПУ во включенном состоянии исходя из графика работы предприятия,

В августе двадцать два рабочих дня по две смены по 8 часов

Tвкл=2*8*22=352 часов.

Вычислим календарное время

Tмес =26*24= 624 часов

Рассчитаем коэффициент использования

Kи=352/624=0,56

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 Tвкл. вкл

K ти = Т вкл -( Т о + Т у + Т сб + Т пот + Т проф )/ Т вкл= Т пр/ Т вкл (2.2.2.)

где Т о, Т у - время обнаружения и устранения неисправностей;

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

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

Т проф - время, за­траченное на профилактические работы.

Т о = 20 часов; Т у = 88 часа; Т сб = 8 часов; Т пот = 4 часа;

Т проф = 4 часа;

Тпр=352-(20+88+8+4+4)=352-124=228 ч;

Kти= 228/352=0,64

Коэффициент технического использования отражает качество технического об­служивания ЭСПУ.

2.3. РАСЧЁТ ГОТОВНОСТИ И ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОФИЛАКТИКИ ЭСПУ 2Р22

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 = Т о /( Т о + Т в) (2.3.1.)

где, Т о - время безотказной работы ЭСПУ за рассматриваемый период;

Т в -суммарное время восстановления работоспособности ЭСПУ за рассматриваемый период.

Т о =228 часов

Т в=20 часов

Рассчитаем коэффициент готовности:

Kт = 228/(228+20)=0,91

Коэффициент эффективности профилактики определяется формулой:

Kпроф = Nпроф / (Nпроф+No) (2.3.2)

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

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

Nпроф=19 отказов No=9 отказов

Рассчитаем эффективности профилактики

Kпроф=19/(19+9)=0,68

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

2.4.РАССЧИТАТЬ СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ БЕЗОТКАЗНОЙ РАБОТЫ И СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭСПУ

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

Среднее время безотказной работы ЭСПУ.

Т о. ср. - среднее значение наработки в часах между двумя отказами – вычисляется по формуле

Т о. ср. = Т вкл -( Т о + Т у + Т сб + Т пот + Т проф )/ N о (2.4.1.)

Рассчитаем среднее время безотказной работы ЭСПУ

Т о. ср. =228/9=25 часов

Данный показатель характеризует общую надёжность работы ЭСПУ.

Среднее время восстановления ЭСПУ.

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

Т в. ср. = (2.4.2.)

Рассчитаем среднее время восстановления ЭСПУ

где, Твi - время устранения i-го отказа.

Общее время на устранение и обнаружение отказов Твi составило 0,5 часов

Т в. ср.=35/9=4 часа

Показатель Т в. ср. 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.

2.5. РАСЧЁТ НАДЁЖНОСТИ МОДУЛЯ УЗЛА ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ СТАНКА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИКЛОДНОЙ ПРОГРАММЫ НА ПЭВМ

Для расчета надежности узла электроавтоматики станка сначала необходимо определить интенсивность отказов по формуле:

(2.5.1)

где - заданный отрезок времени, мин;

– число отказов;

- среднее число.

Рассматриваемый блок представляет собой совокупность взаимосвязанных электронных, электрических и механических устройств, каждое из которых имеет свой показатель надежности. Надежность устройства как системы характеризуется потоком отказов Λ численно равных сумме интенсивности отказов его отдельных устройств:

(2.5.2.)

По данной формуле рассчитывается поток отказов устройства и отдельных узлов, состоящих, в свою очередь, из различных элементов, характеризующихся своей интенсивностью отказов. Кроме того формула 2.8.2 справедлива для расчета 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. Кроме того, существует логически параллельное соединение элементов (узлов, блоков, устройств), когда выход из стоя одного из них не приводит к отказу системы в целом.

Средняя наработка до отказа Т0 – это математическое ожидание наработки устройства до первого отказа (может быть определена по потоку отказов):

(2.5.3.)

Данные формулы позволяют выполнить расчет надежности устройства, если известны исходные данные – состав устройства, режим и условия его работы и интенсивности отказов его компонентов. При практических расчетах надежности возникают трудности из-за отсутствия достоверных данных о для большой номенклатуры элементов, узлов и элементов устройства. Выход из этого положения дает применение так называемого коэффициентного метода, который используется при расчете надежности устройства.

Коэффициент надёжности рассчитывается по формуле:

(2.5.4.)

где - интенсивность отказов;

– интенсивность отказов какого-либо базового элемента.

Коэффициенты надежности практически не зависят от условий эксплуатации и для данного элемента являются константой, а различие условий эксплуатации учитывается соответствующим изменением . Обычно в качестве базового элемента выбирается металлопленочный резистор.

Устройство работает в закрытом помещении при температуре окружающей среды в непродолжительном режиме.

Для расчета принимаем интенсивность отказов базового элемента равной б = 0.5∙ . Учёт нормальной запылённости помещения учтём коэффициентом К=1.

Таким образом, интенсивность отказов базового элемента составит:

(2.5.5.)

При расчете принимаем логически последовательную (основную) схему.

Расчет показателей надежности проводим, используя все необходимые коэффициенты по надежности компонентов устройства.

Рассчитываем наработку до отказа и вероятность безотказной работы за время ТЭ = 5000 ч.

(2.5.6.)

Используя приведенные выше формулы и исходные данные, подставим все значения в ранее составленную таблицу прикладной программы Microsoft Excel©. Результаты вычислений приведены в таблице.

Таблица 2.5.1. - Реальная интенсивность отказов одиночного базового радиоэлектронного элемента

Интенсивность отказов (табличная)			0,
Условия эксплуатации элемента	Стационарные
Результирующий поправочный коэффициент		-	2,7
Поправочный коэффициент, учитывающий влияние электрического режима и температуры внутри радиоустройств		-	1,4
Реальная интенсивность отказов			0,

Таблица 2.5.2. - Расчет надежности модуля электроавтоматики станка, состоящего из 32 элементов (с различной интенсивностью отказов)

Тип элемента	Количество элементов в устройстве, n	Интенсивность отказов элементов этого типа,	Произведение
Микропереключатель	2
Релейный модуль	8
Электромагнит постоянного тока	5
Диод разрядный	13
Датчик	4
Итоговая интенсивность отказов изделия
Период, для которого необходимо рассчитать вероятность безотказной работы
Вероятность безотказной работы в течение указанного периода		0,96
Средняя наработка до первого отказа		11492 ч

3.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1.РАЗРАБОТКА ТЕСТ - ПРОГРАММЫ ДЛЯ ПРОВЕРКИ РАБОТЫ СУББЛОКА SB-781

Надежность ЭСПУ в значительной мере зависит от системы диагностирования, а также от системы контроля и исправления ошибок в памяти.

Входной контроль ЭСПУ выполняется с помощью специального теста проверки исправности функционирования системы. Этот тест, реализуемый программно-аппаратными средствами завода-изготовителя ЭСПУ, предусматривает временную установку пла­ты контроля. Помимо входного контроля в процессе работы ЭСПУ предусматривается выполнение тестов самодиагностирования двух видов:

- до начала рабочих режимов (резидентный тест);

- во время функционирования в фоновом режиме.

Резидентный проверяющий тест (РПТ) автоматически выполняет подробную диагностику узлов непосредственно после включения ЭСПУ. Особенностью резидентного теста является полная его ав­тономность по отношению к контролируемым функциональным узлам устройства ЭСПУ, что позволяет обеспечить детальную про­верку всех узлов устройства ЭСПУ на функционирование. Обнару­женные неисправности в функционировании узла индицируются на экране дисплея пульта оператора. По окончании полного диагности­ческого контроля устройства ЭСПУ с помощью резидентного теста оператор получает возможность выбрать соответствующий режим работы.

Диагностический контроль в рабочих режимах выполняется во время, свободное от выполнения основных операций. При этом ЭСПУ автоматически переводится в фоновый режим выполнения диагностических тестов. В процессе проведения каж­дого теста последовательно решается ряд элементарных ариф­метико-логических задач. Полученные в процессе выполнения теста результаты сравниваются с константами, представляющими полученные ранее ответы и хранящиеся в памяти устройства ЭСПУ.

Несовпадение результатов выполнения тестов с соответствую­щими константами рассматривается диагностической системой как ошибка функционирования (сбой, отказ) узла устройства ЭСПУ. При этом на экран дисплея в зону комментариев выводится ин­формация о ходе ошибки, которая позволяет локализовать неис­правный узел или место в устройстве ЭСПУ. Ниже приведен текст тест-программы на языке assembler. Данная тест-программа проверяет соответствие входных и выходных сигналов всей платы программы в каком-либо разряде будет несоответствие, следует проверить исправность приёмопередатчиков или сигналов, которые поступают или выходят из них. Но если во всех разрядах будет соответствие, то это не говорит о том, что плата субблока SB-781 исправна.

Тест – прграмма:

3.2. ОРГАНИЗАЦИЯ РЕМОНТНОЙ СЛУЖБЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ

Под ремонтной службой завода подразумевается комплекс подразделений, занимающихся ремонтом и техническим обслуживанием оборудования.

Основными задачами ремонтн6ой службы являются:

- обеспечение постоянной, нормальной работоспособности оборудования;

- сокращение простоев оборудования в ремонте;

- уменьшение времени и затрат проведение ремонтных работ;

- модернизация устаревших станков и машин.

Под ремонтом основных фондов понимается возобновление в первоначальной натуральной форме отдельных частей и деталей машин, зданий и сооружений, физически износившихся в про­цессе работы, т. е. потерявших работоспособность, точность и др. свойства.

В практике работы предприятий могут использоваться следу­ющие методы организации ремонта:

- по потребности, то есть при остановке-поломке станка;

- по дефектным ведомостям, составляемым обслуживающи­ми слесарями-ремонтниками в ходе проводимых осмотров;

- система планово-предупредительного ремонта, предусмат­ривающая проведение ремонтных работ по заранее составлен­ному графику.

В последнее время на промышленных предприятиях более ши­рокое распространение получил второй метод организации ремон­та — по дефектным ведомостям. Для сложного и лимитирующего оборудования целесообразно использовать систему планово-пре­дупредительного ремонта (ППР), представляющую собой совокуп­ность предусмотренных во времени организационно-технических мероприятий по уходу, надзору и ремонту оборудования.

Система планово-предупредительного ремонта включает в себя межремонтное обслуживание (уход за оборудованием, кон­троль за соблюдением правил эксплуатации, периодические ос­мотры, промывка, смена масла и пр.) и ремонтные работы (ма­лый текущий, средний и капитальный). Критерием отнесения к тому или иному виду ремонта является объем работ и степень разбор­ки оборудования.

В основе системы ППР лежат следующие нормативы: длитель­ность и структура ремонтного цикла; продолжительность межре­монтного периода; нормы трудоемкости и расхода материалов, нормативы обслуживания, время простоя оборудования в ремон­те. Они приводятся в отраслевых справочниках, инструкциях сис­темы ППР.

Ремонтный цикл представляет собой период времени между двумя капитальными ремонтами или началом эксплуатации до первого капитального ремонта. Его длительность определяется сроком службы наиболее важных узлов и механизмов. Структура ремонтного цикла — это порядок чередования осмотров и ре­монтных работ в течение ремонтного цикла.

Межремонтный период характеризует промежуток времени между двумя смежными ремонтами.

Современный уровень организации ремонтного производства характеризуется большой номенклатурой и малыми масштабами выполняемых работ, слабой технической оснащенностью труда, низким уровнем специализации и кооперирования, непрерывнос­ти, параллельности производственного процесса. Все это приво­дит к увеличению затрат на содержание ремонтного хозяйства, к ухудшению финансовых показателей предприятия.

Необходимо больше внимания уделять и повышению уровня механизации ремонтных работ, технической оснащенности труда рабочих, внедрению прогрессивных методов организации: поточ­но-узлового, стендового, секционного.

Существует три формы управления ремонтной службой (ремонтным производством): централизованная, децентрализованная и смешанная. Признаком, отличающим их, служит административная подчиненность цеховых ремонтных служб. При централизованной форме все цеховые ремонтные службы находятся в административном подчинении главного механика завода непосредственно или через начальника ремонтно-механического цеха; при децентрализованной форме цеховые ремонт­ные службы административно подчинены начальникам соответ­ствующих цехов и лишь функционально — главному механику завода. Смешанной называют такую форму управления ремонт­ной службой завода, когда наряду с цеховыми ремонтными служ­бами, находящимися в административном подчинении начальни­ков цехов, имеются обслуживающие некоторые цехи ремонтные подразделения, административно подчиняющиеся главному механику.

Наиболее эффективной системой ремонта явля­ется централизованная, позволяющая снижать стоимость капи­тального ремонта в зависимости от типа оборудования на 30-50% по сравнению с децентрализованной.

Основные задачи службы технического обслуживания и ремонта:

- обеспечивать стабильную техническую готовность оборудования с ЧПУ, путем выполнения плановых профилактических мероприятий и внепланового ремонта;

- осуществлять технический надзор за выполнением правил эксплуатации программного оборудования;

- участвовать в разработке плановых профилактических мероприятий и внеплановых ремонтов систем закрепленного оборудования, в совершенствовании методик контроля параметров устройств и станков, внедрение прогрессивных методов ремонта; Контролировать правильность монтажа, участвовать в отладке оборудования с ЭСПУ;

- совместно с группой планирования и подготовки производства оформлять заявки на приборы, запчасти, инструмент и материал, необходимый для выполнения ремонтных работ и модернизации систем ЭСПУ.

Исключение обычно составляют мелкие цеха, где из-за большого количества оборудование оказывается не целесообразна создавать свою ремонтную службу. К таким цехам на средних заводах относятся: сборочные, сварочные, дерево обрабатывающие и некоторые другие. Такие цеха чаще всего обслуживает одна ремонтная группа, возглавляемая механикам, находящемся в подчинении главного механика завода или начальника ремонтно-механического цеха (РМЦ).

Рисунок 5Схема отдела главного механика

4.МЕРОПРИЯТИЯ ПО РЕСУРСО - И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЮ

4.1. ОСНОВНЫЕ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕСУРСО - И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ

Необходимым условием развития совре­менного государства является его способ­ность обеспечить высокий уровень эффек­тивности производства. Сфера хозяйство­вания - вот что в основном обеспечивает удовлетворение потребностей страны. Республика Беларусь, не располагая доста­точными природными топливно-энерге­тическими ресурсами (ТЭР), вынуждена закупать около 85% потребляемых ТЭР. Это делает экономику зависимой от внешних поставщиков и уязвимой по отношению к резким колебаниям цен на энергоресурсы.

В то же время затраты на топливно-энергетические ресурсы при производстве валового внутреннего продукта в респуб­лике заметно выше, чем в развитых стра­нах Европы, Америки, Азии.

В этих условиях проблема эконом­ного потребления энергоресурсов (или более точно - эффективного использования закупаемого, произво­димого и добываемого в республике топлива), т. е. проблема энергоэффек­тивности или энергосбережения яв­ляется одной из первоочередных. Это важный приоритет государственной политики и, понятно, направление в развитии экономики, дающее замет­ные финансовые выгоды для обще­ства в целом и для каждого жителя Беларуси.

Энергосбережение - не самоцель, это один из путей повышения эффективности нашего народнохозяйствен­ного комплекса, это, по сути, еще один «источник энергии» для страны, не бес­платный, но на данном этапе один из самых дешевых.

Суть энергосбережения - не в огра­ничении потребления ТЭР, а в эффективном использовании энергоресурсов (за счет внедрения новых современных технологий, оборудования и материа­лов; исключения потерь и т. п.) при од­новременном улучшении условий жиз­ни человека и условий хозяйствования предприятия.

Закон Республики Беларусь "Об энергосбе­режении" определяет следующие основные по­нятия:

Энергосбережение - организационная, на­учная, практическая, 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;

Топливно-энергетические ресурсы (ТЭР) - совокупность всех природных и преобразован­ных видов топлива и энергии, используемых в республике;

Эффективное использование топливно-энер­гетических ресурсов - использование всех ви­дов энергии экономически оправданными, прогрессивными способами при существующем уровне развития техники и технологий и соблю­дении законодательства;

Нетрадиционные и возобновляемые источни­ки энергии - источники электрической и тепло­вой энергии, использующие энергетические ре­сурсы рек, водохранилищ и промышленных во­достоков, энергию ветра, солнца, редуцируемо­го природного газа, биомассы (включая древес­ные отходы), сточных вод и твердых бытовых отходов;

Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР) - энергия, получаемая в ходе любого технологи­ческого процесса в результате недоиспользова­ния первичной энергии или в виде побочного продукта основного производства и не приме­няемая в этом энергетическом процессе.

Энергетика - область человеческой деятель­ности, связанная с производством, передачей потребителям и использованием энергии.

В мире наиболее развито производство элек­троэнергии, что обусловлено совершенством и сравнительной простотой преобразователей этой энергии в механическую, тепловую и дру­гие виды энергии, управляющей ее мощностью аппаратуры, возможностью транспортировки и дробления для использования многими разно­родными потребителями, а также экологичес­кой чистотой использования электроэнергии в подавляющем большинстве производств. Пожалуй, к недостаткам электроэнергии следует отнести несовершенство и громоздкость ус­тройств для хранения и накопления электро­энергии, а также серьезную опасность для чело­века, обусловленную тем, что человек не имеет органолептического восприятия электрическо­го напряжения.

Поскольку большая часть электроэнергии вы­рабатывается на теплоэлектростанциях, к энерге­тике относят и топливодобывающие предприя­тия. Обычно рассматривают топливно-энергетический комплекс страны. Энергосбережение нап­равлено на экономное расходование топливно-энергетических ресурсов, запасы которых на земле ограничены.

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:

Hi = (4.2.1)

где Pltj – номинальная мощность электродвигателей станка-группы, кВт;