Модернизация электропривода механизма передвижной тележки мостового крана грузоподъемностью 16 тонн, ПАО «РОССЕТИ» г. Санкт-Петербург. Часть 3

Страницы: 1 2 3

3. СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

3.1 Выбор закона регулирования электроприводов. Структурная схема электропривода

В выбранном электроприводе используется векторный закон регулирования.
Структурная схема асинхронного привода с векторным управлением со стабилизацией потокосцепления ротора, предложенная в [1], изображена на рис. 3.1.

4 ЭКОНОМИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

 

Исходные данные для расчета и капитальные затраты по вариантам Смета на приобретение нового оборудования представлена в таблице 4.1.

 

Таблица 4.1 Стоимость электрооборудования

 

Капитальные вложения состоят из затрат на приобретение оборудования, материалов, комплектующих, транспортных расходов, затрат на установку и монтаж оборудования и комплектующих, а также расходов, связанных с внедрением мероприятия — демонтаж старого оборудования, переобучение персонала и т.д.

Ликвидационная стоимость демонтированного оборудования (реализация на сторону или по цене лома) из суммы капитальных вложений вычитается. В расчётах примем, что затраты на демонтаж оборудования равны ликвидационной стоимости.

Итого затраты:

З_доп =8420608 руб.

Определение годового экономического эффекта Экономический эффект может быть достигнут в результате:

• снижения эксплуатационных издержек;
• повышения объема выпуска продукции;
• повышения качества продукции.

Для нахождения экономического эффекта от снижения эксплуатационных издержек рассчитываются наиболее существенно изменяющиеся в результате внедрения мероприятия статьи затрат на выпуск продукции. Это могут быть следующие статьи:

— затраты на энергетические ресурсы;

— амортизационные отчисления;

— затраты на ремонт.

Годовые эксплуатационные издержки определяются отдельно для каждого из двух вариантов — до внедрения мероприятия и после внедрения, затем сравниваются. Их разница и составляет годовой экономический эффект от снижения эксплуатационных издержек.

Затраты на энергетические ресурсы

1) Расчет экономии за счет уменьшения потребления электроэнергии

электрической части мостового крана.

По паспортным данным системы ПЧ-АД потребляют: Мощность двигателей после модернизации:

Итого: P_пм=241.5

Мощность двигателей до модернизации:

Итого: Р_дм=309 кВт

Затраты на потребленную электроэнергию за год составят:

Для системы АД с фазным ротором и блоком сопротивлений до модернизации

Э_ЭС1 = 309 • 2 • 2070 • 3,504 = 4482527,04 руб.,

где 2070 — годовой сменный фонд рабочего времени, час;

2 — число смен; 3,504 кВт/час — стоимость электроэнергии для предприятий. Для системы ПЧ-АД после модернизации

Э_ЭС2 = 241,5 • 2 • 2070 • 3,504 = 3503334,24 руб.

∆Э_сс = Э_ЭС1 — Э_ЭС2,

∆Э_СС = 4482527,04 — 3503334,24= 979192,8 руб.

2)      Расчет экономии за счет уменьшения потребляемой электроэнергии электрооборудования (без системы электропривода).

Суммарная потребляемая мощность электрооборудования крана: до модернизации Р1=30кВт; после модернизации Р2=22кВт. Затраты составят: до модернизации

Э_С01 = 30 • 2 • 2070 • 3,504 = 435196,8 руб.,

после модернизации

Э_С02 = 22 • 2 • 2070 • 3,504  = 319144,31 руб. ∆Э_С0 =435196,8 -319144,31= 116052,48 руб.

3)      Расчет экономии за счет повышения КПД крана.
Величина потерь составит:

до модернизации

∆Э₀₁ = Э_С01 — (Э_С01 • η1),

∆Э₀₁ =435196,8 -(435196,8 •0,69) = 134911 руб; после модернизации

∆Э₀₂ =319144,31-(319144,31•0,93) = 22340,1 руб.

Снижение потерь составит:

∆Пот = ∆Э₀₁ — ∆Э₀₂

∆Пот = 134911 -22340,1 = 112570,89 руб.

Итого:

Э_∑ = ∆Э_СC + ∆Э_со + ∆Пот,

Э_∑ = 979192,8 + 116052,48 + 112570,89 = 1207816,17 руб.

Амортизационные отчисления Амортизационные отчисления для данной системы:

Н_Э1 — среднегодовые нормативы на единицу ремонтной сложности электротехнической части до модернизации;

Н_Э2 — среднегодовые нормативы на единицу ремонтной сложности электротехнической части после модернизации;

R_Э1 — категория сложности ремонта крана электротехнической части до модернизации;

R_Э2 — категория сложности ремонта крана электротехнической части после модернизации.

Так как механическую часть мы не изменяем, то и норматив и сложность работ механической части остаётся неизменным.

∆С_РЕМ  = Н_Э1•R_Э1— Н_Э2•R_Э2

∆С_РЕМ = 6,41• 8 — 5,06 • 5 = 25,98 т.р.

Модернизация станка позволит нам изготавливать технологически более сложную и точную продукцию, что ведёт к увеличению производительности крана.

По данным специалистов предприятия рост объёма производства на данном участке, где заработал кран, составил 48%. Тогда выручка до модернизации 1560 т.р., после — 2309 т.р.

По данным специалистов предприятия, рентабельность до модернизации составляла 9%, после — 22%.

П₁ =1560•0,09 = 140 т.р. П₂ =2309•0,22 = 507 т.р.

∆П = 507 -140 = 367 т.р. где ,

П1- прибыль до модернизации,

П₂ — прибыль после модернизации, ∆П — прирост прибыли.

Снижение заработной платы основных рабочих

До модернизации работали: двое основных рабочих и один обслуживающий инженер по наладке и испытаниям.

ЗП_С = С_ч • к_дп • к_пр • к_соц •n_p•F_d ,где

ЗП_С— заработная плата рабочего до модернизации;

С_ч= 109,24. — часовая ставка рабочего 4-го разряда;

к_дп=1,2 — коэффициент дополнительных выплат;

к_пр=1,1 — премии;

к_соц=1,34 — коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды;

n_p=2 — количество рабочих;

F_d=1860 ч. — действительный годовой фонд рабочего времени (по нормативно-справочному материалу).

ЗП_С = 109,24 • 1,2 • 1,1 • 1,34 • 2 • 1860 = 718792,2 руб.

ЗПи= Сч • к_дп •  к_пр •  к_соц • к_об, где

С_ч=150 р. — часовая ставка инженера;

к_дп= 1,2 — коэффициент дополнительных выплат;

к_пр=1,1 — премии;

к_соц=1,34 — коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды; F_d=1860 ч. — действительный годовой фонд рабочего времени (по нормативно-справочному материалу);

к_об=0,2 — коэффициент обслуживания.

ЗП_И =150•1,2•1,1 • 1,34 • 1860 • 0,2 = 98699,04 руб;

ЗП₁ = ЗП_С + ЗП_И,

ЗП₁ = 718792,2 6 + 98699,04 = 817491,3 руб, где

ЗП₁ — зарплата до модернизации основных рабочих.

После модернизации будут работать только два специалиста, с более высоким разрядом, причём они одновременно могут обслуживать несколько кранов.

ЗПи= Сч • к_дп •  к_пр •  к_соц • n_р • F_d •к_об, , где

ЗП_С— заработная плата рабочего до модернизации;

С_ч=116,78 р. — часовая ставка рабочего 6-го разряда;

к_дп=1,2 — коэффициент дополнительных выплат; к_пр=1,1 — премии;

к_соц=1,34 — коэффициент, учитывающий отчисления на социальные нужды;

n_р=2 — количество рабочих;

F_d=l860 ч. — действительный годовой фонд рабочего времени (по нормативно-справочному материалу;

к_об⁼0,4 — коэффициент обслуживания.

ЗП_С =116,78 •1,2•1,1 •1,34•2•1860•0,4 = 307361,97 руб.

после модернизации основных рабочих.

∆ЗП = ЗП₁-ЗП₂

∆ЗП = 817491,3 — 307361,97 = 510129,32 руб. 5.3. Определение срока окупаемости

Итого экономический эффект:

Э_ЭФ =∆Э_СС+∆Э_СО+∆Пот+∆П+∆ЗП-З_АМОР

Э_ЭФ = 979192,8+116052,48+112570,89+367000+510129,32-323351,34 = 1761594  руб

Срок окупаемости проекта:

Полученные данные сведём в таблицу 4.2.

 

Таблица 4.2 — Экономические показатели

 

1) Внедрение частотно — регулируемого электропривода позволяет:

• Значительно на 30 — 50 % снизить энергопотребление на кранах;
• Сократить затраты на дополнительное оборудование
• Улучшить условия эксплуатации
• Исключить динамические нагрузки

2) Поскольку, при установке частотно — регулируемого электропривода капитальные вложения меньше и меньше энергопотребление по сравнению с нерегулируемым электроприводом то выбор этого варианта является очевидным.

3) Срок окупаемости составляет приблизительно 4,8 года, что ниже норматива предприятия (6лет).

Не менее важную роль в снижении издержек занимает сокращение расхода энергии, что достигается за счёт экономии электрической энергии и повышения КПД. Также значительный экономический эффект дает и снижение заработной платы основных рабочих вследствие повышения автоматизации процесса

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В ВКР выполнен проект модернизация электропривода механизма тележки мостового крана грузоподъемностью 16 т.

В первом разделе изучены современных тенденций развития систем управления технологическим процессом и требований по монтажу, наладке и испытанию электроприводов, а также изучены методов и средств контроля работоспособности электропривода и качества продукции. Проанализированы необходимость модернизации механизма крана и дальнейшего проектирования системы автоматизированного управления.

Во втором разделе рассчитаны основные статические характеристики механизма, выбран асинхронный двигатель мощностью 3.5 кВт, частотный преобразователь SinamicsG120 и разработана схема электропривода.

В третьем разделе разработана математическая модель электропривода с векторным законом регулирования и получены графики переходных процессов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Балашов В.Н. Расчёт операционных припусков и определение операционных размеров. Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплине «Технология машиностроения» для студентов специальности 151001.65. М., МГТУ «МАМИ», 2007. 16 с.
2. Ионов В.И., Таратынова Л.Е. Методические указания к выполнению организационно-экономической части дипломного проекта. М., МГТУ «МАМИ», 2007. 48 с
3. Лёвочкин Н.И. Инженерные расчёты по охране труда. М., «Машиностроение». 1994. 116с.
4. Маслов А.Р. Приспособления для металлообрабатывающего инструмента: Справочник. М., «Машиностроение», 1996. 240 с.
5. Ординарцев И.А., Филиппов Г.В., Шевченко А.Н., Онишко А.В., Сергеев А.К. Справочник инструментальщика. Л., «Машиностроение» (Ленинградское отделение), 1987 г. 846 с.
6. Поседко В.Н. «Разработка структурной схемы маршрута механической обработки деталей». Методические указания к лабораторным работам студентов. М.: МГТУ «МАМИ», 1998. 40 с.
7. Sandvik coromant. Высокопроизводительная обработка металлов резанием. М., «Полиграфия», 2003. 301 с.
8. Sandvik coromant. CoroKey. Руководство по повышению производительности. Точение, фрезерование, сверление. Изд. 8-е, М., «Полиграфия», 2005. 234 с.
9. Поседко В.Н. «Разработка технологической операции механической обработки деталей». Методические указания к практическим занятиям студентов. М.: МГТУ «МАМИ», 1996. 23 с.
10. Васильев, Б. Ю. Электропривод. Энергетика электропривода. Учебник. – Москва: СОЛОН – Пресс, 2015. – 268 с.
11. Ильинский, Н. Ф. Основы электропривода: учеб. пособие / Н. Ф. Ильинский. – Москва: МЭИ, 2003. – 224 с.
12. 12.Экономика промышленности: учеб. для вузов по экономическим специальностям под. Ред. Н .А.Савонова.-М.: Юрист, 2005.-581с.
13. 13.Шеховцов В. П. Электрическое и электромеханическое оборудование. – М.: Форум: Инфра-М. 2008. – 407 с.
14. 14.Шеховцов В. П.Справочное пособие по электрооборудованию. – М.: Форум: Инфра-М.2006. – 136 с.

 

Страницы: 1 2 3