Помощь студентам в учебе
Разработка диагностического стенда электромеханического и электротехнического оборудования для ПАО «АВТОВАЗ»
|
Аннотация 2
Введение 4
1. Структура ремонтной службы и методы проверки электротехнических устройств и приборов 9
1.1 Обзор ремонтных подразделений предприятия 9
1.2 Анализ номенклатуры обслуживаемых электротехнических устройств 13
1.3 Обзор существующих стендов и методов проверки технического состояния электротехнических устройств 18
1.4 Особенности демонтажа электрических машин на оборудовании. 24
2 Основные виды электротехнического оборудования и разработка конструкции стенда 27
2.1 Виды диагностических стендов и существующие схемные решения 27
2.2 Требования, предъявляемые к диагностическому стенду 31
2.3 Виды электроаппаратуры проверяемой на диагностическом стенде и основные типы их неисправностей. 33
2.4 Разработка структурной и электрической принципиальной схемы стенда 50
3 Разработка инструкции по эксплуатации стенда и методики проверки электроаппаратуры на стенде. 71
3.1 Правила безопасности при работе со стендом 71
3.2 Включение стенда 71
3.3 Включение режима обкатки двигателей 72
3.4 Подключение и проверка блоков питания 24 VDC 73
3.5 Подключение и проверка рабочего тока электромагнитов 73
3.6 Методика проверки электротехнических устройств на стенде 74
Заключение 85
Список используемых источников 87
Введение 4
1. Структура ремонтной службы и методы проверки электротехнических устройств и приборов 9
1.1 Обзор ремонтных подразделений предприятия 9
1.2 Анализ номенклатуры обслуживаемых электротехнических устройств 13
1.3 Обзор существующих стендов и методов проверки технического состояния электротехнических устройств 18
1.4 Особенности демонтажа электрических машин на оборудовании. 24
2 Основные виды электротехнического оборудования и разработка конструкции стенда 27
2.1 Виды диагностических стендов и существующие схемные решения 27
2.2 Требования, предъявляемые к диагностическому стенду 31
2.3 Виды электроаппаратуры проверяемой на диагностическом стенде и основные типы их неисправностей. 33
2.4 Разработка структурной и электрической принципиальной схемы стенда 50
3 Разработка инструкции по эксплуатации стенда и методики проверки электроаппаратуры на стенде. 71
3.1 Правила безопасности при работе со стендом 71
3.2 Включение стенда 71
3.3 Включение режима обкатки двигателей 72
3.4 Подключение и проверка блоков питания 24 VDC 73
3.5 Подключение и проверка рабочего тока электромагнитов 73
3.6 Методика проверки электротехнических устройств на стенде 74
Заключение 85
Список используемых источников 87
ПАО "АВТОВАЗ" российская автомобилестроительная компания, крупнейший производитель легковых автомобилей в России и Восточной Европе.
Повышение требований к качеству выпускаемой продукции является причиной того, что к современному металлорежущему оборудованию непрерывно ужесточаются требования надежности и безотказности. Однако их реализация в полном объёме сдерживается следующими факторами: современные системы диагностики, встроенные в оборудование на сегодняшний день не могут полностью заменить систему планово-предупредительного ремонта (ППР), так как позволяют диагностировать лишь отдельные узлы оборудования.
Диагностика оборудования, а особенно его электрической части во всех сферах деятельности человека (производство, быт, автомобиль), это необходимость и также мера безопасности. От исправности электрооборудования в работе устройств и механизмов зависят производственные процессы, но в основном, это безопасность для жизни человека. Например, высоковольтные подстанции, КТП, электрооборудование производственных цехов подвергаются периодической диагностике, главным параметром безопасности является состоянии изоляции приборов и кабелей. Сопротивление изоляции может на момент диагностики показать, насколько состарилось электрооборудование и какие меры надо своевременно принимать, для обеспечения бесперебойной работы.
Особо следует выделить автоматические линии и робототехнические комплексы и обрабатывающие центра, которые наиболее чувствительны к отказу оборудования, так как это приводит к большим издержкам. На больших промышленных предприятиях, построенных более 20 лет назад работает достаточно много оборудования, с системами управления и электрооборудованием разных производителей. Если для диагностики электронных компонентов систем управления (электропривода, системы ЧПУ, программируемые логические контроллеры) диагностическая аппаратура выпускается производителями данных систем, то для диагностики электрических машин, пускорегулирующей и контрольной аппаратуры различных производителей приходится или заказывать или самостоятельно изготавливать универсальные контрольные приборы и стенды.
Проблема диагностики и ремонта электрической части после профилактического и капитального ремонта до конца не решена и представляют интерес в плане предупреждения развития дефектов и снижения потерь производства, как временных, так и финансовых.
Например, для получения запасных частей для ремонта, требуется в начале подписать накладную на получение запасных частей в бюро специализированных или нормализованных запасных частей, которые находятся западной части корпуса 15.3.
Ремонтные же участки и бригады, разбросаны по территории всего завода и для того что бы добраться с территории участка до инженеров бюро запасных частей в среднем приходиться проделать путь около 2500 метров. Далее необходимо поехать на склад (электрики, пневматики, гидравлики), которые также находятся в разных местах завода. Среднее расстояние от бюро запасных частей до склада также в среднем равно 4000 метров, а далее со склада до участка в среднем еще около 2000 метров. Итого для получения любой запасной части со склада требуется преодолеть расстояние около 10 километров и потратить значительные людские и материальные ресурсы. Примерная траектория передвижения при получении запасных частей обозначена на рисунке 1.
А в случае получения не исправной или не штатно функционирующей запасной части, после ремонта необходимо демонтировать ее и сдать на склад, получив новую, тем самым повторив выше описанный путь, что означает что временные и финансовые затраты возрастут практически в 2 раза. А отсутствие 100% входного контроля электромеханического и электротехнического оборудования из фонда нормализованных запасных частей приводит к длительным простоям промышленного оборудования и срыву программы производства.
Рисунок 1 Траектория передвижения ремонтного персонала по территории предприятия для получения запасных частей
Диагностические стенды позволяет проверить качество и работоспособность как ремонтных так и новых нормализованных запасных частей и гарантирует работоспособность узла перед его установкой.
Актуальность: Сокращение времени простоев оборудования за счет 100% тестирования и входного контроля получаемой с внутренних бригад централизованного ремонта электроаппаратуры и электродвигателей и от внешних поставщиков. Разрабатываемый стенд позволит оценить технические характеристики и фактическую работоспособность, отремонтированных запасных частей перед установкой их на оборудование.
Целью магистерской работы является: уменьшение времени ремонта и снижение затрат на обслуживание механосборочного и металлорежущего оборудования на производстве двигателей ПАО АВТОВАЗ.
Новизна работы заключается в разработке конструкции универсального диагностического стенда, с управлением от ПЛК и возможностью гибкого программирования интервалов подачи тестовых напряжений для имитации работы на оборудовании, проверяемых устройств и элементов, а также разработанных методик испытания для различных устройств и элементов.
Задачи исследования:
1) разработать конструкцию, электросхему и программное обеспечение для универсального диагностического стенда проверки электротехнических устройств и элементов, применяемых в системах управления после их централизованного ремонта, как на территории АВТОВАЗа, так и пришедших с после ремонта от внешних поставщиков;
2) разработать методики проверки работоспособности и технического состояния отремонтированных электротехнических элементов, электрических машин и устройств системы управления.
Практическая значимость.
Практическая значимость работы заключается в разработке и создании действующего диагностического стенда для проверки электротехнического оборудования и устройств.
Основные положения, выносимые на защиту.
Структура и конструкция стенда, с управлением от программируемого логического контроллера с возможностью функции имитации работы механизмов по времени.
Апробация работы
Результаты работы проверены в Производстве двигателей ПАО “АВТОВАЗ”. По теме диссертации опубликованы3 научные статьи [21-23].
1. Рузанов А.Н., Ромасюков В.В., Контрольный стенд для электроаппаратуры Материалы Всероссийской научно-технической конференции Наука. Технология. Производство 2016. Современные методы исредства диагностики электроэнергетического и электротехнического оборудования, средств и систем автоматики: Уфа, 2016г: - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016. - С 225-228.
2. РомасюковВ.В., РузановА.Н., СеверинА.А., Испытательный стенд для электрических машин и электроаппаратуры.//: V Всероссийская научно-техническая конференция (к 50-летнему юбилею кафедры «Электроснабжение и электротехника» института энергетики и электротехники) Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: Тольятти, 1 -2 ноября 2017 года: сборник трудов Тольятти: Изд-во ТГУ, 2017. С 414-419
3. РомасюковВ.В., ДемьяненкоА,В., Стенд диагностики электротехнического оборудования для промышленного предприятия. Сборник статей Международной научно - практической конференции “Современные условия взаимодействия науки и техники”: Челябинск 29 марта 2018 г: - Уфа: ОМЕГА САЙНС, 2018.- 227с.
Структура и объём работы.
Структура: введение, 3 раздела, заключение, список использованной литературы и приложение. Основное содержание работы изложено на 91 странице, содержит 44 рисунка и 1 таблицу.
Повышение требований к качеству выпускаемой продукции является причиной того, что к современному металлорежущему оборудованию непрерывно ужесточаются требования надежности и безотказности. Однако их реализация в полном объёме сдерживается следующими факторами: современные системы диагностики, встроенные в оборудование на сегодняшний день не могут полностью заменить систему планово-предупредительного ремонта (ППР), так как позволяют диагностировать лишь отдельные узлы оборудования.
Диагностика оборудования, а особенно его электрической части во всех сферах деятельности человека (производство, быт, автомобиль), это необходимость и также мера безопасности. От исправности электрооборудования в работе устройств и механизмов зависят производственные процессы, но в основном, это безопасность для жизни человека. Например, высоковольтные подстанции, КТП, электрооборудование производственных цехов подвергаются периодической диагностике, главным параметром безопасности является состоянии изоляции приборов и кабелей. Сопротивление изоляции может на момент диагностики показать, насколько состарилось электрооборудование и какие меры надо своевременно принимать, для обеспечения бесперебойной работы.
Особо следует выделить автоматические линии и робототехнические комплексы и обрабатывающие центра, которые наиболее чувствительны к отказу оборудования, так как это приводит к большим издержкам. На больших промышленных предприятиях, построенных более 20 лет назад работает достаточно много оборудования, с системами управления и электрооборудованием разных производителей. Если для диагностики электронных компонентов систем управления (электропривода, системы ЧПУ, программируемые логические контроллеры) диагностическая аппаратура выпускается производителями данных систем, то для диагностики электрических машин, пускорегулирующей и контрольной аппаратуры различных производителей приходится или заказывать или самостоятельно изготавливать универсальные контрольные приборы и стенды.
Проблема диагностики и ремонта электрической части после профилактического и капитального ремонта до конца не решена и представляют интерес в плане предупреждения развития дефектов и снижения потерь производства, как временных, так и финансовых.
Например, для получения запасных частей для ремонта, требуется в начале подписать накладную на получение запасных частей в бюро специализированных или нормализованных запасных частей, которые находятся западной части корпуса 15.3.
Ремонтные же участки и бригады, разбросаны по территории всего завода и для того что бы добраться с территории участка до инженеров бюро запасных частей в среднем приходиться проделать путь около 2500 метров. Далее необходимо поехать на склад (электрики, пневматики, гидравлики), которые также находятся в разных местах завода. Среднее расстояние от бюро запасных частей до склада также в среднем равно 4000 метров, а далее со склада до участка в среднем еще около 2000 метров. Итого для получения любой запасной части со склада требуется преодолеть расстояние около 10 километров и потратить значительные людские и материальные ресурсы. Примерная траектория передвижения при получении запасных частей обозначена на рисунке 1.
А в случае получения не исправной или не штатно функционирующей запасной части, после ремонта необходимо демонтировать ее и сдать на склад, получив новую, тем самым повторив выше описанный путь, что означает что временные и финансовые затраты возрастут практически в 2 раза. А отсутствие 100% входного контроля электромеханического и электротехнического оборудования из фонда нормализованных запасных частей приводит к длительным простоям промышленного оборудования и срыву программы производства.
Рисунок 1 Траектория передвижения ремонтного персонала по территории предприятия для получения запасных частей
Диагностические стенды позволяет проверить качество и работоспособность как ремонтных так и новых нормализованных запасных частей и гарантирует работоспособность узла перед его установкой.
Актуальность: Сокращение времени простоев оборудования за счет 100% тестирования и входного контроля получаемой с внутренних бригад централизованного ремонта электроаппаратуры и электродвигателей и от внешних поставщиков. Разрабатываемый стенд позволит оценить технические характеристики и фактическую работоспособность, отремонтированных запасных частей перед установкой их на оборудование.
Целью магистерской работы является: уменьшение времени ремонта и снижение затрат на обслуживание механосборочного и металлорежущего оборудования на производстве двигателей ПАО АВТОВАЗ.
Новизна работы заключается в разработке конструкции универсального диагностического стенда, с управлением от ПЛК и возможностью гибкого программирования интервалов подачи тестовых напряжений для имитации работы на оборудовании, проверяемых устройств и элементов, а также разработанных методик испытания для различных устройств и элементов.
Задачи исследования:
1) разработать конструкцию, электросхему и программное обеспечение для универсального диагностического стенда проверки электротехнических устройств и элементов, применяемых в системах управления после их централизованного ремонта, как на территории АВТОВАЗа, так и пришедших с после ремонта от внешних поставщиков;
2) разработать методики проверки работоспособности и технического состояния отремонтированных электротехнических элементов, электрических машин и устройств системы управления.
Практическая значимость.
Практическая значимость работы заключается в разработке и создании действующего диагностического стенда для проверки электротехнического оборудования и устройств.
Основные положения, выносимые на защиту.
Структура и конструкция стенда, с управлением от программируемого логического контроллера с возможностью функции имитации работы механизмов по времени.
Апробация работы
Результаты работы проверены в Производстве двигателей ПАО “АВТОВАЗ”. По теме диссертации опубликованы3 научные статьи [21-23].
1. Рузанов А.Н., Ромасюков В.В., Контрольный стенд для электроаппаратуры Материалы Всероссийской научно-технической конференции Наука. Технология. Производство 2016. Современные методы исредства диагностики электроэнергетического и электротехнического оборудования, средств и систем автоматики: Уфа, 2016г: - Уфа: Изд-во УГНТУ, 2016. - С 225-228.
2. РомасюковВ.В., РузановА.Н., СеверинА.А., Испытательный стенд для электрических машин и электроаппаратуры.//: V Всероссийская научно-техническая конференция (к 50-летнему юбилею кафедры «Электроснабжение и электротехника» института энергетики и электротехники) Проблемы электротехники, электроэнергетики и электротехнологии: Тольятти, 1 -2 ноября 2017 года: сборник трудов Тольятти: Изд-во ТГУ, 2017. С 414-419
3. РомасюковВ.В., ДемьяненкоА,В., Стенд диагностики электротехнического оборудования для промышленного предприятия. Сборник статей Международной научно - практической конференции “Современные условия взаимодействия науки и техники”: Челябинск 29 марта 2018 г: - Уфа: ОМЕГА САЙНС, 2018.- 227с.
Структура и объём работы.
Структура: введение, 3 раздела, заключение, список использованной литературы и приложение. Основное содержание работы изложено на 91 странице, содержит 44 рисунка и 1 таблицу.
В работе проведен анализ существующих стендов для проверки как определенных видов электротехнических устройств систем автоматики, пускорегулирующей аппаратуры и электрических машин так и универсальных стендов в целом. Были проанализированы особенности компоновочных и схемных решений, как покупных так и собственного изготовления, используемых при производстве стендов.
Были сформулированы требования к разрабатываемому стенду по построению системы управления им и требуемые от него функциональные возможности.
В качестве системы управления стендом был выбран промышленный контроллер фирмы Siemens, серии Simatic S5 (CP 941), применяемый на оборудовании Механосборочных производств, так как данная система управления стендом имеет возможность гибкого программирования и дает возможность имитации работы пускорегулирующей аппаратуры и исполнительных элементов с различным времени и частотой их включения.
В работе приведено описание промышленного контроллера серии Simatic S5 и дано краткое описание языка его программирования STEP 5.
В главе 2 по требованиям к функциональным возможностям стенда была разработана его структурная схема. На основании структурной схемы разработана конструкция стенда.
Его силовая и управляющая часть электросхемы были выполнены в программе SplanV 7.0, а управляющая программа электроавтоматики разрабатываемого стенда написана на языке STEP 5, электросхема и компоновка его элементов в шкафу управления представлена в приложении 1.
С целью имитации работы устройств с различными тактами по времени был дополнительно написан программный блок, имитирующий включение пускорегулирующей аппаратуры и исполнительных элементов с заданными по времени интервалами и частотой, с целью выявления неисправной аппаратуры и исполнительных механизмов и соответственно сокращения времени ремонта и наладочных работ.
В третьей главе была разработана инструкция по безопасной работе на стенде, также разработаны методики проверки и испытания основного объема запасных частей, получаемых со склада для ремонта технологического оборудования, основных видов электротехнического оборудования, применяемого в Механосборочных производствах ПАО “АВТОВАЗ” с целью его тестирования на предмет выявления не качественно проведенного ремонта, что бы уменьшить затраты из-за возможного простоя оборудования.
Методики проверки были апробированы в условиях ремонтных подразделений Производства Двигателей ПАО “АВТОВАЗ”.
Были сформулированы требования к разрабатываемому стенду по построению системы управления им и требуемые от него функциональные возможности.
В качестве системы управления стендом был выбран промышленный контроллер фирмы Siemens, серии Simatic S5 (CP 941), применяемый на оборудовании Механосборочных производств, так как данная система управления стендом имеет возможность гибкого программирования и дает возможность имитации работы пускорегулирующей аппаратуры и исполнительных элементов с различным времени и частотой их включения.
В работе приведено описание промышленного контроллера серии Simatic S5 и дано краткое описание языка его программирования STEP 5.
В главе 2 по требованиям к функциональным возможностям стенда была разработана его структурная схема. На основании структурной схемы разработана конструкция стенда.
Его силовая и управляющая часть электросхемы были выполнены в программе SplanV 7.0, а управляющая программа электроавтоматики разрабатываемого стенда написана на языке STEP 5, электросхема и компоновка его элементов в шкафу управления представлена в приложении 1.
С целью имитации работы устройств с различными тактами по времени был дополнительно написан программный блок, имитирующий включение пускорегулирующей аппаратуры и исполнительных элементов с заданными по времени интервалами и частотой, с целью выявления неисправной аппаратуры и исполнительных механизмов и соответственно сокращения времени ремонта и наладочных работ.
В третьей главе была разработана инструкция по безопасной работе на стенде, также разработаны методики проверки и испытания основного объема запасных частей, получаемых со склада для ремонта технологического оборудования, основных видов электротехнического оборудования, применяемого в Механосборочных производствах ПАО “АВТОВАЗ” с целью его тестирования на предмет выявления не качественно проведенного ремонта, что бы уменьшить затраты из-за возможного простоя оборудования.
Методики проверки были апробированы в условиях ремонтных подразделений Производства Двигателей ПАО “АВТОВАЗ”.
