РАЗРАБОТКА СПОСОБОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ДИНАМИКИ ПЛАТФОРМЫ СТЮАРТА
ПРИМЕНИТЕЛЬНО К ЗАДАЧАМ ЭЛЕКТРО- И ТЕПЛОТЕХНИКИ НА ОСНОВЕ
ВЕКТОРНОГО И СКАЛЯРНОГО ВИДОВ УРАВНЕНИЙ
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 8
1 ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ И РЕМОНТ ТЕПЛООБМЕННЫХ АППАРАТОВ 9
1.1 Классификация и этапы ремонта теплообменных аппаратов 9
1.2 Экономическая целесообразность ремонта теплообменных аппаратов 12
1.3 Схемы проведения ремонтов теплообменных аппаратов 13
1.4 Целевая функция для обоснования сроков замены трубных пучков
теплообменных аппаратов 15
1.5 Типовые работы по ремонту теплообменных аппаратов. Разборка аппарата.
Ремонт водяных камер и каркаса трубного пучка 18
1.6 Очистка трубных досок, трубок и межтрубного пространства 18
1.7 Замена трубок в теплообменных аппаратах 26
1.8 Испытания трубных систем 28
1.9 Испытания теплообменных аппаратов до ремонта и после него 31
2 ОБОСНОВАНИЕ И АКТУАЛЬНОСТЬ 31
3 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 35
3.1 Обзор существующего программного обеспечения для моделирования
роботов, выполняющих технологические операции по ремонту электро- и телооборудования 35
3.2. Формализм табличного описания РТК по обслуживанию оборудования ТЭС 38
3.3 Х3Э-разметка РТК по обслуживанию оборудования ТЭС 49
3.3 Web-приложения Х3Э-моделирования РТК по обслуживанию оборудования
ТЭС 54
3.4 Системы динамического моделирования 55
3.5 Динамические реакции и обобщенные движущие силы в сочленениях
роботов, обслуживающих электро- и теплотехнику 56
3.6 Математическое моделирование систем тел 61
3.7 Способы задания программных движений подвижных тел роботов,
обслуживающих электро- и теплотехнику 64
3.8 Синтез адаптивных ПИД-регуляторов программных движений 69
4 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ 71
5 ВОПРОСЫ ЭКОЛОГИИ 73
6 АВТОМАТИЗАЦИЯ 75
7 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 78
7.1 Требования к ПЭВМ 78
7.2. Требования к помещениям для работы с ПЭВМ 80
7.3 Требования к микроклимату на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ .... 81
7.4 Требования к уровням шума и вибрации на рабочих местах, оборудованных
ПЭВМ 82
7.5 Требования к освещению на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ 82
Общие требования к организации рабочих мест пользователей ПЭВМ 83
7.7 Требования к организации и оборудованию рабочих мест с ПЭВМ для
взрослых пользователей 84
7.8 Общие требования к организации режима труда и отдыха при работе с ВДТ и
ПЭВМ 85
7.9 Существующие условия работы 87
8 ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ 89
8.1 Расчет единовременных затрат на разработку 89
8.2 Расчет ожидаемого годового экономического эффекта от внедрения 93
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 98
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
В процессе эксплуатации теплообменных аппаратов большое значение имеет устранение их неисправностей, а также профилактика отказов. Для этих целей организуется система ремонта и технического обслуживания. Качество ремонта и обслуживания в течение срока эксплуатации влияет на эффективность работы оборудования.
Определим основные понятия.
Система технического обслуживания и ремонта оборудования - совокупность взаимосвязанных элементов, документации и исполнителей, необходимых для поддержания и восстановления качества оборудования станций и сетей.
Техническое обслуживание - совокупность операций по поддержанию работоспособности или исправности оборудования при его использовании, транспортировке и хранении.
Ремонт - комплекс операций по восстановлению исправности или работоспособности оборудования.
Ремонтопригодность - свойство оборудования, характеризующее его приспособленность техническому обслуживанию и ремонту.
Система технического обслуживания и ремонта оборудования в общем случае включает в себя:
• техническое обслуживание оборудования;
• накопление опыта эксплуатации и ремонта, установление периодичности проведения различного рода ремонтов;
• внедрение новых форм планирования и организации ремонта с применением вычислительной техники;
• внедрение новых методов ремонта, механизации и технологии;
• модернизация оборудования;
• внедрение специализации ремонтных работ;
• контроль качества ремонта и отремонтированного оборудования;
• обеспечение ремонтных работ материалами и запчастями;
• испытание отремонтированного оборудования и анализ его состояния.
Модернизация оборудования (модернизация) - изменение конструкции действующего оборудования с целью улучшения его работы, надежности, уменьшения затрат на эксплуатацию, техническое обслуживание.
Наиболее частыми видами работ на станциях являются очистка внутренней и наружной поверхностей теплообменных трубок; очистка и антикоррозионная обработка трубных досок и водяных камер; восстановление герметичности соединений трубок с трубными досками; заглушка вышедших из строя трубок, а также их замена при капитальных ремонтах аппаратов. Ресурс между капитальными ремонтами должен составлять не менее 40 000 ч. Автоматизация процессов ремонта позволяет повысить его эффективность, сократив время и затрачиваемые ресурсы.
Разработанное методическое и программное обеспечение предназначено для автоматизированного создания компьютерных моделей МС с целью графической и физической симуляции роботизированного производства для решения следующих задач:
- составления спецификаций на покупное оборудование РТК;
- составления технического задания на создание уникального (инновационного) оборудования РТК;
- генерации твёрдотельных моделей МС и передача (конвертирование) их в CAD-системы;
- синтеза программных движений тел МС для их использования в управлении РТК.
Описанное методическое и программное обеспечение предназначено для генерации твёрдотельных моделей МС в составе РТК и позволяет различными способами создавать XSD-модели РТК. В связи с признанием формата X3D web- связующим звеном автоматически сгенерированный X3D-код для симуляции РТК можно импортировать в программные среды, поддерживающие X3D-формат, например, MATLAB, Mathcad, Maple, Mathematica и CAD-системы.
Разработано программно-методическое обеспечение для имитационного X3D- моделирования управляемых систем тел в составе РТК и физической симуляции их движений при выполнении различных технологических операций. В созданном ПО использованы только некоммерческие (бесплатные), современные и эффективно развивающиеся информационные технологии (XML, X3D, XSLT, JavaScript, HTML, Maxima). Для построения X3D-моделей РТК и их анимации требуется заполнить несколько простых таблиц данных. Практический опыт подтвердил эффективность предложенного подхода по сравнению с известными методиками работы с множеством диалоговых окон и сложных манипуляций с трехмерными объектами. Пользователи, которые привыкли к традиционным способам 3D- моделирования, могут его использовать в среде предлагаемого ПО. Соответствующее ПО описано в статьях [3, 4].
Для физической симуляции движений систем тел используются уравнения механики, которые синтезируются на основе методов, изложенных в научных статьях [1, 2]. Эффективность этих методов продемонстрирована в научных статьях [5, 6, 7]. ПО синтеза математических моделей управляемых систем тел учитывает структурные и кинематические особенности систем тел. Для этого множество всех возможных систем тел разбито на классы. ПО для реализованных классов является простым, быстродействующим и не требовательным к объёму необходимой памяти. Ярким примером является Maxima-код вычисления динамических реакций в сочленениях манипуляторов и их обобщенных движущих сил.
В работе был рассчитан экономический эффект, полученный в результате разработки ПО для моделирования робототехнических систем в теплоэнергетике, который составил 16123,35 руб./год.
