Стендовое оборудование

Ремонт промышленной электроники начинается с правильной диагностики. Сервисный центр любого производителя рекомендует не искать причины и сразу заменить предположительно сломанный блок на новый. При таком подходе ремонт может стать перманентным и значительно растянуться по времени, так как причина может быть не в этом узле. Быстрее вернуть в строй и продлить срок службы техники может только ремонт оборудования на компонентном уровне.

Для этого в процессе диагностики сначала проверяется предполагаемая причина поломки и работоспособность блоков, затем делается профилактика всех слабых звеньев системы и точечно устраняются поврежденные компоненты. В ситуации, когда невозможно полноценно включить сам блок и посмотреть все необходимые сигналы внутри на плате в процессе ремонта, условия, близкие к производственным, воспроизводятся в лаборатории. 

Для проверки работоспособности блоков в ремонтных лабораториях создаются проверочные стенды. Наличие в лаборатории стендов оптимизирует процесс на всех этапах. Это сложное технологичное оборудование позволяет протестировать устройство в различных режимах работы во время ремонта и тестирования блока после ремонта. Для этого применяется ряд испытаний, показывающих корректность работы техники. В процессе проверки определяются нарушения работы прибора или его полное соответствие требуемым параметрам. 

Таким образом решается сразу несколько вопросов, что предотвращает ошибки в выборе стратегии ремонта и значительно экономит время заказчика. Это особенно актуально при значительной удаленности ремонтного цеха от места эксплуатации оборудования. 

Стенды позволяют решить 3 проблемы:

• Во время первичной диагностики наш инженер определяет, что доставленный в лабораторию блок демонстрирует абсолютно бездефектную работу при подключении к стенду. Соответственно, изначальная причина поломки была установлена на месте неверно, и нужно оценить состояние других компонентов системы 
• Масштабная авария привела к выходу из строя сразу нескольких единиц оборудования, и первопричина не ясна. Для полноценного ремонта нужно проверить состояние каждого блока по отдельности, исключив из ремонта сгоревшие окончательно, выявив ремонтопригодные и не разбирая полностью исправные. Без этой процедуры продолжать поиск истинной причины поломки техники и намечать последовательность ремонтных работ невозможно
• Во избежание удлинения сроков ремонта перед отправкой из ремонтного цеха блоки проверяются на стенде. Это позволяет избежать как отказа в работе оборудования после установки на место, так и недоработок в процессе ремонта. Многократная проверка в нескольких режимах позволяет передать заказчику окончательно восстановленный блок.

Испытательные стенды: принцип работы и специфика

Элементы стенда моделируют систему того или иного агрегата и дают возможность проверить в лабораторных условиях все гипотезы до ремонта и правильность выбранного алгоритма после ремонта. Фактически в лаборатории проектируется тренажер для проверяемого устройства. Благодаря этому на стенде имитируется стандартный рабочий процесс, но с предельными нагрузками. Только таким образом можно качественно провести диагностику и оценить качество ремонта.

Как правило, стенд представляет собой конструкцию из определенного набора электронных блоков. Например, это могут быть контроллер, сервоусилитель, серводвигатель, блок питания, преобразователь интерфейсов. При написании программного обеспечения все блоки работают совместно. Процесс проверки выглядит таким образом. Из построенной системы вынимается элемент, и на его место устанавливается проверяемая единица. Если блок исправен, то ошибок в работе не возникает.  В таком режиме ремонтируемый блок проверяется продолжительное время, чтобы исключить ситуации, когда оборудование может перестать работать после нескольких часов. 

Оборудование испытательного стенда: проект и комплектация

Испытательные стенды создаются на базе ремонтных мастерских, обладающих серьезным материальным и интеллектуальным ресурсом. Наличие такого оборудования говорит об уровне не только ремонтной базы, но и о квалификации инженерного персонала. Для создания стендов необходимы не только опыт и знания инженера-электронщика, но и навыки программирования разнообразных систем. Такой специалист есть далеко не в каждой лаборатории, как и возможность приобрести все комплектующие и блоки: их стоимость сопоставима со стоимостью промышленных станков и достигает шестизначных значений. 

Сложность работы с таким инструментарием заключается в том, что техника разных брендов требует разработки стендов именно с оригинальными блоками данного производителя. Специфичность и высокотехнологичность промышленной электроники не дает возможность их взаимозаменять. Начиная с простого типа, размера и форм-фактора и заканчивая специализированными интерфейсами типа Drive-Cliq или Sercos. Каждый производитель пытается унифицировать свое оборудование и задать свой тренд в этой области. Стандартизация в этой сфере не предвидится в ближайшем будущем. Разница протоколов разных производителей не позволяет создавать универсальные стенды для проверки блоков одного типа.

Трудности возникают и при проверке на стенде агрегатов прошлых поколений или техники брендов, прекративших свое существование. Невозможность взаимозаменить элементы стенда на идентичные другого производителя диктует дооснащение стендов всеми возможными модификациями оригинальных блоков под кастомные задачи. 

Лаборатории, обладающие целым набором оригинальных модулей, обеспечивают самое высокое качество проверки и максимальную глубину и эффективность ремонта. Например, на данный момент в лаборатории Первый ампер есть целая коллекция панелей оператора, датчиков обратной связи и усилителей разных брендов, что значительно ускоряет ремонт: нет необходимости запрашивать у заказчика эти элементы оборудования.

Нашими инженерами созданы испытательные стенды таких производителей:

• Sinamics S120
• Siemens Simodrive 611
• Schneider Electric, Elau
• B&R Acopos
• Yaskawa Sigma
• Mitsubishi
• Control Techniques
• Fanuc
• Heidenhain
• APC Symmetra
• Bosch Rexroth

Особенности испытательных стендов: база и дооснащение

Для диагностики различных типов устройств наша компания сконструировала стенды для проверки сервоусилителей, стенды для проверки частотного преобразователя, стенды для проверки сервомоторов, стенды для проверки блоков питания, частотных преобразователей, стенды для проверки ПЛК и контроллеров. 

Стандартный стенд для ремонта сервоусилителя нередко требует допоснащения. Часто сервоусилитель представляет собой только исполнительную силовую часть, как, например, силовые модули Siemens Sinamics s120 или другого поколения Simodrive 611, или остановившего производство Elau MC-4. Для того чтобы снять характеристики и узнать об ошибках в работе усилителя, необходимо запустить его в работу. А для этого обязательно нужен серводвигатель, включающий в себя датчик обратной связи, и контроллер, управляющий через этот привод серводвигателем.  

Некоторые ошибки в приборах проявляются только при основательной нагрузке. Для этого создается нагрузочный стенд, состоящий из нагрузочной приводной системы с регулируемой нагрузкой. 

Стенды для проверки контроллеров комплектуются RACK: шиной, которая соединяет блок питания, главный процессорный модуль и модули расширения. При этом у каждого производителя свой форм-фактор, что не позволяет их взаимозаменять.

Есть и специальные стенды для проверки только серводвигателей. Сложность такой проверки в том, что зачастую для определенного вида сервомотора требуется аналогичный по мощности сервоусилитель того же производителя. В процессе проверяются нагрузочные характеристики при различных скоростных режимах, наблюдается потребление токов согласно паспортным данным, определяется наличие ошибок по датчикам обратной связи. При присутствии в серводвигателе электромагнитного тормоза, производится замер скорости срабатывания тормоза и момента удержания.

Для единичных устройств, например, произведенных на заказ или значительно морально устаревших, стенды собираются индивидуально. Часто различные мастерские проверяют частотный преобразователь в холостую с асинхронным двигателем, что не всегда достаточно для их проверки.