Как производится расчет автоматического выключателя

Те времена, когда на электрических щитках квартир или частных домов можно было встретить традиционные керамические пробки, уже давно прошли. Сейчас повсеместно применяются автоматические выключатели новой конструкции – так называемые автоматы защиты.

Для чего предназначены эти устройства? Как правильно произвести расчет автоматического выключателя в каждом конкретном случае? Конечно, основная функция этих устройств заключается в защите электросети от коротких замыканий и перегрузок.

Автомат должен отключаться, когда нагрузка существенно превышает допустимую норму или при возникновении короткого замыкания, когда значительно возрастает электрический ток. Однако он должен пропускать ток и работать в нормальном режиме, если вы, например, одновременно включили стиральную машинку и электроутюг.

Что защищает автоматический выключатель

Прежде чем подбирать автомат, стоит разобраться, как он работает и что он защищает. Многие люди считают, что автомат защищает бытовые приборы. Однако это абсолютно не так. Автомату нет никакого дела до приборов, которые вы подключаете к сети – он защищает электропроводку от перегрузки.

Ведь при перегрузке кабеля или возникновении короткого замыкания возрастает сила тока, что приводит к перегреву кабеля и даже возгоранию проводки.

Особенно сильно возрастает сила тока при коротком замыкании. Величина силы тока может возрасти до нескольких тысяч ампер. Конечно, никакой кабель не способен долго продержаться при такой нагрузке. Тем более, кабель сечением 2,5 кв. мм, который часто используют для прокладки электропроводки в частных домовладениях и квартирах. Он попросту загорится, как бенгальский огонь. А открытый огонь в помещении может привести к пожару.

Поэтому правильный расчет автоматического выключателя играет очень большую роль. Аналогичная ситуация возникает при перегрузках — автоматический выключатель защищает именно электропроводку.

Когда нагрузка превышает допустимое значение, сила тока резко возрастает, что приводит к нагреванию провода и оплавлению изоляции. В свою очередь, это может привести к возникновению короткого замыкания. А последствия такой ситуации предсказуемы – открытый огонь и пожар!

По каким токам производят расчет автоматов

Функция автоматического выключателя состоит в защите электропроводки, подключенной после него. Основным параметром, по которому производят расчет автоматов, является номинальный ток. Но номинальный ток чего, нагрузки или провода?

Исходя из требований ПУЭ 3.1.4, токи уставок автоматических выключателей которые служат для защиты отдельных участков сети, выбираются по возможности меньше расчетных токов этих участков или по номинальному току приемника.

Расчет автомата по мощности (по номинальному току электроприемника) производят, если провода по всей длине на всех участках электропроводки рассчитаны на такую нагрузку. То есть допустимый ток электропроводки больше номинала автомата.

Также учитывается время токовая характеристика автомата, но про нее мы поговорим позже.

Например, на участке, где используется провод сечением 1 кв. мм, величина нагрузки составляет 10 кВт. Выбираем автомат по номинальному току нагрузки — устанавливаем автомат на 40 А. Что произойдет в этом случае? Провод начнет греться и плавиться, поскольку он рассчитан на номинальный ток 10-12 ампер, а сквозь него проходит ток в 40 ампер. Автомат отключится лишь тогда, когда произойдет короткое замыкание. В результате может выйти из строя проводка и даже случиться пожар.

Поэтому определяющей величиной для выбора номинального тока автомата является сечение токопроводящего провода. Величина нагрузки учитывается лишь после выбора сечения провода. Номинальный ток, указанный на автомате, должен быть меньше максимального тока, допустимого для провода данного сечения.

Таким образом, выбор автомата производят по минимальному сечению провода, который используется в проводке.

Например, допустимый ток для медного провода сечением 1,5 кв. мм, составляет 19 ампер. Значит, для данного провода выбираем ближайшее значение номинального тока автомата в меньшую сторону, составляющее 16 ампер. Если выбрать автомат со значением 25 ампер, то проводка будет греться, так как провод данного сечения не предназначен для такого тока. Чтобы правильно произвести расчет автоматического выключателя, необходимо, в первую очередь, учитывать сечение провода.

Расчет вводного автоматического выключателя

Система электропроводки делится на группы. Каждая группа имеет свой кабель с определенным сечением и автоматические выключатели с номинальным током удовлетворяющему этому сечению.

Чтобы выбрать сечение кабеля и номинальный ток автомата, нужно произвести расчет предполагаемой нагрузки. Этот расчет производят, суммируя мощности приборов, которые будут подключены к участку. Суммарная мощность позволит определить ток, протекающий через проводку.

Определить величину тока можно по следующей формуле:

1. Р — суммарная мощность всех электроприборов, Вт;
2. U — напряжение сети, В (U=220 В).

Несмотря на то, что формула применяется для активных нагрузок, которые создают обычные лампочки или приборы с нагревательным элементом (электрочайники, обогреватели), она все же поможет приблизительно определить величину тока на данном участке. Теперь нам нужно выбрать токопроводящий кабель. Зная величину тока, мы по таблице сможем выбрать сечение кабеля для данного тока.

После этого можно производить расчет автоматического выключателя для электропроводки данной группы. Помните, что автомат должен отключиться раньше, чем произойдет перегрев кабеля, поэтому номинал автомата выбираем ближайшее меньшее значение от расчетного тока.

Смотрим на величину номинального тока на автомате и сравниваем ее с максимально допустимой величиной тока для провода с данным сечением. Если допустимый ток для кабеля меньше, чем номинальный ток, указанный на автомате, выбираем кабель с большим сечением.

Похожие материалы на сайте:

Понравилась статья — поделись с друзьями!

Расчет мощности автомата

При установке автомата необходимо знать, что назначение автоматических выключателей является защита линии от разрушения электрическим током, значения которого превышают расчетные значения для данной проводки.

Например электромонтаж розеток кухни выполнен кабелем ВВГ 3-2,5 предельное значение тока для которого является 25А. Теперь давайте подсчитаем какую сумарную мощность имеют электроприборы подключенные к этой линии и не будет ли ее превышения.

Расчет общей мощности электроприборов на кухне:

микроволновка 1.6 kW + чайник 2.0 kW + холодильник 0.5 kW +телевизор 0.4 kW = 4.5 kW

Получившиеся киловатты переводим в Ватты:

4.5 kW * 1000 = 4500 W

Ваты переводим в Амперы:

P (мощность) / U(Напряжение) = I(сила тока)

4500 / 220 = 20.45А

Устанавливая автомат для кухни необходимо принять во внимание коэффициент спроса, который принимается от количества потребителей.

• количество потребителей 2 — коэффициент 0,8
• количество потребителей 3 — коэффициент 0,75
• количество потребителей 5-200 — коэффициент 0,7

С учетом коэффициента рабочий ток составит 15,33 А

После определения рабочего тока проводки, подбираем автомат, который эту проводку будет защищать. Так как номинал автомата выбирается либо равным либо меньшим номинального тока проводки. Иногда используют автомат с номиналом немного превышающим рабочий ток проводки в нашем случае 16А.

Номинал автоматов по току: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Уточняем сечение жил провода и сверяемся с таблицей, нет ли превышения максимально допустимого тока для данного проводника.

Материалы, близкие по теме:

Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя?

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В предыдущей серии статей мы подробно изучили назначение, конструкцию и принцип действия автоматического выключателя, разобрали его основные характеристики и схемы подключения, теперь, используя эти знания, вплотную приступим к вопросу выбора автоматических выключателей. В этой публикации мы рассмотрим, как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя.

Эта статья продолжает цикл публикаций Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство. В следующих публикациях планирую подробно разобрать, как выбрать сечение кабеля, рассмотреть расчет электропроводки квартиры на конкретном примере с расчетом сечения кабеля, выбором номиналов и типов автоматов, разбивкой проводки на группы. В завершении серии статей по автоматическим выключателям будет подробный пошаговый комплексный алгоритм их выбора.

Хотите не пропустить выхода этих материалов? Тогда подписывайтесь на новости сайта, форма подписки справа и в конце этой статьи.

Итак, приступим.

Электропроводка в квартире или доме обычно разделена на несколько групп.

Групповая линия питает несколько однотипных потребителей и имеет общий аппарат защиты. Другими словами — это несколько потребителей, которые подключены параллельно к одному питающему кабелю от электрощита и для этих потребителей установлен общий автоматический выключатель.

Проводка каждой группы выполняется электрическим кабелем определенного сечения и защищается отдельным автоматическим выключателем.

Для расчета номинального тока автомата необходимо знать максимальный рабочий ток линии, который допускается для ее нормальной и безопасной работы.

Максимальный ток, который кабель может выдержать не перегреваясь, зависит от площади сечения и материала токопроводящей жилы кабеля (медь или алюминий), а так же от способа прокладки проводки (открытая или скрытая).

Также необходимо помнить, что автоматический выключатель служит для защиты от сверхтоков электропроводки, а не электрических приборов. То есть автомат защищает кабель, который проложен в стене от автомата в электрическом щите к розетке, а не телевизор, электроплиту, утюг или стиральную машину, которые подключены к этой розетке.

Поэтому номинальный ток автоматического выключателя выбирается, прежде всего, исходя из сечения применяемго кабеля, а затем уже берется в расчет подключаемая электрическая нагрузка. Номинальный ток автомата должен быть меньше максимально допустимого тока для кабеля данного сечения и материала.

Расчет для группы потребителей отличается от расчета сети одиночного потребителя.

Начнем с расчета для одиночного потребителя.

1.А. Расчет токовой нагрузки для одиночного потребителя

В паспорте на прибор (или на табличке на корпусе) смотрим его потребляемую мощность и определяем расчетный ток:

В цепи переменного тока существует два разных типа сопротивления – активное и реактивное. Поэтому мощность нагрузки характеризуется двумя параметрами: активной мощностью и реактивной мощностью.

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1.

Холодильники, кондиционеры, электродвигатели (например, погружной насос), люминисцентные лампы и др. вместе с активной составляющей имеют также и реактивную, поэтому для них необходимо учитывать cos φ.

1.Б. Расчет токовой нагрузки для группы потребителей

Общая мощность нагрузки групповой линии определяется как сумма мощностей всех потребителей данной группы.

То есть для расчета мощности групповой линии необходимо сложить мощности всех приборов данной группы (все приборы, которые Вы планируете включать в этой группе).

Берем лист бумаги и выписываем все приборы, которые планируем подключать к этой группе (т.е. к этому проводу): утюг, фен, телевизор, DVD-проигрыватель, настольную лампу и т.д.):

При расчете группы потребителей вводится так называемый коэффициент спроса Кс, который определяет вероятность одновременного включения всех потребителей в группе в течение длительного промежутка времени. Если все электроприборы группы работают одновременно, то Кс=1.

На практике обычно все приборы одновременно не включаются. В общих расчетах для жилых помещений коэффициент спроса принимается в зависимости от количества потребителей из таблицы, приведенной на рисунке.

Мощности потребителей указываются на табличках электроприборов, в паспортах к ним, при отсутствии данных можно принимать согласно таблицы (РМ-2696-01, Приложение 7.2), или посмотреть на похожие потребители в интернете:

По расчетной мощности определяем полную расчетную мощность: Определяем  расчетный ток нагрузки для группы потребителей:

Ток, рассчитанный по приведенным формулам, получаем в амперах.

2. Выбираем номинал автоматического выключателя.

Для внутреннего электроснабжения жилых квартир и домов в основном применяют модульные автоматические выключатели.

Номинальный ток автомата выбираем равным расчетному току или ближайший больший из стандартного ряда:

6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А.

Если выбрать автомат меньшего номинала, то возможно срабатывание автоматического выключателя при полной нагрузке в линии.

Если выбранный номинальный ток автомата больше величины максимально возможного тока автомата для данного сечения кабеля, то необходимо выбрать кабель большего сечения, что не всегда возможно, или такую линию необходимо разделить на две (если понадобится, то  и более) части, и провести весь приведенный выше расчёт сначала.

Необходимо помнить, что для осветительной цепи домашней электропроводки используются кабели 3×1.5 мм², а розеточной цепи — сечением 3×2.5 мм². Это автоматически означает ограничение потребляемой мощности для нагрузки, питаемой через такие кабели.

Из этого также следует, что для линий освещения нельзя применять автоматы с номинальным током более 10А, а для розеточных линии — более 16А. Выключатели освещения выпускаются на максимальный ток 10А, а розетки на максимальный ток 16А.

Смотрите подробное видео Как рассчитать номинальный ток автоматического выключателя

Рекомендую материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.

Номинал токовые характеристики автоматических выключателей.

Автоматические выключатели технические характеристики.

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Выбор автомата по мощности нагрузки, сечению кабеля и по току: как рассчитать автоматический выключатель

Для организации безотказно действующего внутридомового электроснабжения необходимо выделить отдельные ветки.  Каждую линию нужно оснастить собственным прибором защиты, оберегающим изоляцию кабеля от оплавления. Однако не все знают, какое устройство приобрести. Согласны?

Все про выбор автоматов по мощности нагрузки вы узнаете из представленной нами статьи. Мы расскажем, как определить номинал для поиска выключателя необходимого класса. Учет наших рекомендаций гарантирует покупку требующихся устройств, способных исключить угрожающие ситуации при эксплуатации проводки.

Содержание статьи:

Автоматические выключатели для бытовых сетей

Электроснабжающие организации осуществляют подключение домов и квартир, выполняя работы по подведению кабеля к распредщиту. Все мероприятия по монтажу разводки в помещении выполняют его владельцы, либо нанятые специалисты.

Чтобы подобрать автомат для защиты каждой отдельной цепи необходимо знать его номинал, класс и некоторые другие характеристики.

Основные параметры и классификация

Бытовые автоматы устанавливают на входе в низковольтную электрическую цепь и предназначены они для решения следующих задач:

• ручное или электронное включение или обесточивание электрической цепи;
• защита цепи: отключение тока при незначительной длительной перегрузке;
• защита цепи: мгновенное отключение тока при коротком замыкании.

Каждый выключатель имеет характеристику, выраженную в амперах, которую называют (I_n) или “номинал”.

Суть этого значения проще понять, используя коэффициент превышения номинала:

K = I / I_n,

где I – реальная сила тока.

• K < 1.13: отключение (расцепление) не произойдет в течение 1 часа;
• K > 1.45: отключение произойдет в течение 1 часа.

Эти параметры зафиксированы в п. 8.6.2. ГОСТ Р 50345-2010. Чтобы узнать за какое время произойдет отключение при K>1.45 нужно воспользоваться графиком, отражающим времятоковую характеристику конкретной модели автомата.

При длительном превышении током значения номинала выключателя в 2 раза, размыкание произойдет за период от 8 секунд до 4-х минут. Скорость срабатывания зависит от настройки модели и температуры среды

Также у каждого типа автоматического выключателя определен диапазон тока (I_a), при котором срабатывает механизм мгновенного расцепления:

• класс “B”: I_a = (3 * I_n .. 5 * I_n];
• класс “C”: I_a = (5 * I_n .. 10 * I_n];
• класс “D”: I_a = (10 * I_n .. 20 * I_n].

Устройства типа “B” применяют в основном для линий, которые имеют значительную длину. В жилых и офисных помещениях используют автоматы класса “С”, а приборы с маркировкой “D” защищают цепи, где есть оборудование с большим пусковым коэффициентом тока.

Стандартная линейка бытовых автоматов включает в себя устройства с номиналами в 6, 8, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 A.

Конструктивное устройство расцепителей

В современном присутствуют два вида расцепителей: тепловой и электромагнитный.

Биметаллический расцепитель имеет форму пластины, созданной из двух токопроводящих металлов с различным тепловым расширением. Такая конструкция при длительном превышении номинала приводит к нагреву детали, ее изгибу и срабатыванию механизма размыкания цепи.

У некоторых автоматов с помощью регулировочного винта можно изменить параметры тока, при котором происходит отключение. Раньше этот прием часто применяли для “точной” настройки устройства, однако эта процедура требует углубленных специализированных знаний и проведения нескольких тестов.

Вращением регулировочного винта (выделен красным прямоугольником) против часовой стрелки можно добиться большего времени срабатывания теплового расцепителя

Сейчас на рынке можно найти множество моделей стандартных номиналов от разных производителей, у которых времятоковые характеристики немного отличаются (но при этом соответствуют нормативным требованиям). Поэтому есть возможность подобрать автомат с нужными “заводскими” настройками, что исключает риск неправильной калибровки.

Электромагнитный расцепитель предотвращает перегрев линии в результате короткого замыкания. Он реагирует практически мгновенно, но при этом значение силы тока должно в разы превышать номинал. Конструктивно эта деталь представляет собой соленоид. Сверхток генерирует магнитное поле, которое сдвигает сердечник, размыкающий цепь.

Соблюдение принципов селективности

При наличии разветвленной электрической цепи можно организовать защиту таким образом, чтобы при коротком замыкании произошло отключение только той ветви, на которой возникла аварийная ситуация. Для этого применяют принцип селективности выключателей.

Наглядная схема, показывающая принцип работы системы автоматических выключателей с реализованной функцией селективности (выборочности) срабатывания при возникновении короткого замыкания

Для обеспечения выборочного отключения на нижних ступенях устанавливают автоматы с мгновенной отсечкой, размыкающие цепь за 0.02 – 0.2 секунды. Выключатель, размещенный на вышестоящей ступени, или имеет выдержку по срабатыванию в 0.25 – 0.6 с или выполнен по специальной “селективной” схеме в соответствии со стандартом DIN VDE 0641-21.

Для гарантированного обеспечения лучше использовать автоматы от одного производителя. Для выключателей единого модельного ряда существуют таблицы селективности, которые указывают возможные комбинации.

Простейшие правила установки

Участок цепи, который необходимо защитить выключателем может быть одно- или трехфазным, иметь нейтраль, а также провод PE (“земля”). Поэтому автоматы имеют от 1 до 4 полюсов, к которым подводят токопроводящую жилу. При создании условий для расцепления происходит одновременное отключение всех контактов.

Автоматы в щитке крепят на специально отведенную для этого DIN-рейку. Она обеспечивает компактность и безопасность подключения, а также удобный доступ к выключателю

Автоматы устанавливают следующим образом:

• однополюсные на фазу;
• двухполюсные на фазу и нейтраль;
• трехполюсные на 3 фазы;
• четырехполюсные на 3 фазы и нейтраль.

При этом запрещено делать следующее:

• устанавливать однополюсные автоматы на нейтраль;
• заводить в автомат провод PE;
• устанавливать вместо одного трехполюсного автомата три однополюсных, если в цепь подключен хотя бы один трехфазный потребитель.

Все эти требования прописаны в ПУЭ и их необходимо соблюдать.

В каждом доме или помещении, к которому подведено электричество, устанавливают вводной автомат. Его номинал определяет поставщик и это значение прописано в договоре на подключение электроэнергии. Предназначение такого выключателя – защита участка от трансформатора до потребителя.

После вводного автомата к линии подключают счетчик (одно- или трехфазный) и , функции которого отличаются от работы автоматического и дифференциального выключателя.

Если в помещении выполнена разводка на несколько контуров, то каждый из них защищают отдельным автоматом, мощность которого . Их номиналы и классы определяет владелец помещения с учетом существующей проводки или мощности подключаемых приборов.

Счетчик электроэнергии и автоматические выключатели устанавливают в распределительном щите, который отвечает всем требованиям безопасности и легко может быть вписан в интерьер помещения

При выборе места для размещения необходимо помнить, что на свойства теплового расцепителя влияет температура воздуха. Поэтому желательно располагать рейку с автоматами внутри самого помещения.

Расчет необходимого номинала

Основная защитная функция автоматического выключателя распространяется на проводку, поэтому подбор номинала осуществляют по сечению кабеля. При этом вся цепь должна обеспечить штатную работу подключенных к ней приборов. Расчет параметров системы несложен, но надо учесть много нюансов, чтобы избежать ошибок и возникновения проблем.

Определение суммарной мощности потребителей

Один из главных параметров электрического контура – максимально возможная мощность подключенных к ней потребителей электроэнергии. При расчете этого показателя нельзя просто суммировать паспортные данные устройств.

Активная и номинальная компонента

Для любого прибора, работающего от электричества, производитель обязан указать активную мощность (P). Эта величина определяет количество энергии, которая будет безвозвратно преобразована в результате работы аппарата и за которую пользователь будет платить по счетчику.

Но для приборов с наличием конденсаторов или катушки индуктивности есть еще одна мощность с ненулевым значением, которую называют реактивной (Q). Она доходит до устройства и практически мгновенно возвращается обратно.

Реактивная компонента не участвует при подсчете использованной электроэнергии, но совместно с активной формирует так называемую “полную” или “номинальную” мощность (S), которая дает нагрузку на цепь.

cos(f) – параметр, с помощью которого можно определить полную (номинальную мощность) по активной (потребляемой). Если он не равен единице, то его указывают в технической документации к электроприбору

Считать вклад отдельного устройства в общую нагрузку на токопроводящие жилы и автомат необходимо по его полной мощности: S = P / cos(f).

Повышенные стартовые токи

Следующей особенностью некоторых типов бытовой техники является наличие трансформаторов, электродвигателей или компрессоров. Такие устройства при начале работы потребляют пусковой (стартовый) ток.

Его значение может в несколько раз превышать стандартные показатели, но время работы на повышенной мощности невелико и обычно составляет от 0.1 до 3 секунд. Такой кратковременный всплеск не приведет к срабатыванию теплового расцепителя, но вот электромагнитный компонент выключателя, отвечающий за сверхток КЗ, может среагировать.

Особенно эта ситуация актуальна для выделенных линий, к которым подключают оборудование типа деревообрабатывающих станков. В этом случае нужно посчитать ампераж и, возможно, имеет смысл использовать автомат класса “D”.

Учет коэффициента спроса

Для цепей, к которым подключено большое количество оборудования и отсутствует устройство, которое потребляет наибольшую часть тока, используют коэффициент спроса (ks). Смысл его применения заключается в том, что все приборы не будут работать одновременно, поэтому суммирование номинальных мощностей приведет к завышенному показателю.

Коэффициент спроса на группы электропотребителей установлен в п. 7 СП 256.1325800.2016. На эти показатели можно опираться и при самостоятельном расчете максимальной мощности

Этот коэффициент может принимать значение равное или меньшее единице. Вычисления расчетной мощности (P_r) каждого прибора происходит по формуле:

P_r = ks * S

Суммарную расчетную мощность всех приборов применяют для вычисления параметров цепи. Использование коэффициента спроса целесообразно для офисных и небольших торговых помещений с большим числом компьютеров, оргтехники и другой аппаратуры, запитанной от одного контура.

Для линий с незначительным количеством потребителей этот коэффициент не применяют в чистом виде. Из подсчета мощности убирают те устройства, чье включение одновременно с более энергозатратными приборами маловероятно.

Так, например, мало шансов на единовременную работу в жилой комнате с утюгом и пылесосом. А для мастерских с небольшим числом персонала в расчет берут только 2-4 наиболее мощных электроинструмента.

Вычисление силы тока

Выбор автомата производят по максимальному значению силы тока, допустимому на участке цепи. Необходимо получить этот показатель, зная суммарную мощность электропотребителей и напряжение в сети.

Согласно ГОСТ 29322-2014 с октября 2015 года значение напряжения должно быть равным 230 В для обыкновенной сети и 400 В – для трехфазной. Однако в большинстве случаев, до сих пор действуют старые параметры: 220 и 380 В соответственно. Поэтому для точности расчетов необходимо провести замеры с применением вольтметра.

Измерить напряжение в домашней сети можно с помощью вольтметра или мультиметра. Для этого достаточно воткнуть его контакты в розетку

Еще одной проблемой, особенно актуальной для , является предоставление электроснабжения с недостаточным напряжением. Замеры на таких проблемных объектах могут показывать значения, выходящие за определенный ГОСТом диапазон.

Более того, в зависимости от уровня потребления соседями электричества, значение напряжения может сильно меняться в течение короткого времени.

Это создает проблему не только для функционирования приборов, но и для . При падении напряжения некоторые устройства просто теряют в мощности, а некоторые, у которых присутствует входной стабилизатор, увеличивают потребление электричества.

Качественно провести расчеты необходимых параметров цепи в таких условиях сложно. Поэтому либо придется прокладывать кабели с заведомо большим сечением (что дорого), либо решать проблему через установку входного стабилизатора или подключение дома к другой линии.

Стабилизатор устанавливают рядом с распределительным щитом. Часто бывает, что это единственный способ получить нормативные значения напряжения в доме

После того как была найдена общая мощность электроприборов (S) и выяснено значение напряжения (U), расчет силы тока (I) проводят по формулам, являющихся следствием закона Ома:

I_f = S / U_f  для однофазной сети

I_l = S / (1.73 * U_l) для трехфазной сети

Здесь индекс “f” означает фазные параметры, а “l” – линейные.

Большинство трехфазных устройств используют тип подключения “звезда”, а также именно по этой схеме функционирует трансформатор, выдающий ток для потребителя. При симметричной нагрузке линейная и фазная сила будут идентичны (I_l = I_f), а напряжение рассчитывают по формуле:

U_l = 1.73 * U_f

Нюансы подбора сечения кабеля

Качество и параметры проводов и кабелей регулирует ГОСТ 31996-2012. По этому документу для выпускаемой продукции разрабатывают ТУ, где допускается некоторый диапазон значений базовых характеристик. Изготовитель обязан предоставить таблицу соответствия сечения жил и максимальной безопасной силы тока.

Максимально допустимая сила тока зависит от сечения жил проводов и способа монтажа. Они могут быть проложены скрытым (в стене) или открытым (в трубе или коробе) способом

Выбирать кабель необходимо так, чтобы обеспечить безопасное протекание тока, соответствующего расчетной суммарной мощности электроприборов. Согласно ПУЭ (правила устройства электроустановок) минимальное , используемых в жилых помещениях, должно быть не менее 1,5 мм².

Стандартные размеры имеют следующие значения: 1,5; 2,5; 4; 6 и 10 мм².

Иногда есть резон использовать провода с сечением на шаг больше, чем минимально допустимое. В этом случае существует возможность подключения дополнительных приборов или замена уже существующих на более мощные без дорогостоящих и длительных работ по прокладке новых кабелей.

Расчет параметров автомата

Для любой цепи должно быть выполнено следующее неравенство:

I_n <= I_p / 1.45

Здесь I_n – номинальный ток автомата, а I_p – допустимый ток для проводки. Это правило обеспечивает гарантированное расцепление при длительном превышении допустимой нагрузки.

Неравенство “In <= Ip / 1.45” является основным условием при комплектовании пары “автомат – кабель”. Пренебрежение этим правилом может привести к возгоранию проводки

Рассчитать номинал автомата можно как по суммарной нагрузке, так и по сечению жил уже проложенной проводки. Допустим, что существует схема подключения электроприборов, но проводка еще не проложена.

В этом случае последовательность действий следующая:

1. Вычисление суммарной силы тока подключенных к сети электроприборов.
2. Выбор автомата с номиналом не меньше, чем вычисленная величина.
3. Подбор сечения кабеля по номиналу автомата.

Пример:

1. S = 4 кВт; I = 4000 / 220 = 18 A;
2. I_n = 20 A;
3. I_p >= I_n * 1.45 = 29 A; D = 4 мм².

Если проводка уже проложена, то последовательность действий другая:

1. Определение допустимого тока при известном сечении и способе прокладки проводки по предоставленной производителем таблице.
2. Подбор автоматического выключателя.
3. Вычисление мощности подключаемых устройств. Комплектование группы приборов таким образом, чтобы суммарная нагрузка на цепь была меньше номинала.

Пример. Пусть проложены два одножильных кабеля открытым способом, D = 6 мм², тогда:

1. I_p = 46 A;
2. I_n <= I_p / 1.45 = 32 A;
3. S = I_n * 220 = 7.0 кВт.

В пункте 2 последнего примера есть незначительное допустимое приближение. Точное значение I_n = I_p / 1.45 = 31.7 A округлено до значения 32 A.

Выбор между несколькими номиналами

Иногда возникает ситуация, когда можно выбрать несколько автоматов с разными номиналами для защиты контура. Например, при суммарной мощности электроприборов 4 кВт (18 A) была с запасом выбрана проводка с сечением медных жил 4 мм². Для такой комбинации можно поставить выключатели на 20 и 25 A.

Если схема разводки электрики предполагает наличие многоярусной защиты, то нужно выбирать автоматы так, чтобы значение номинала вышестоящего (на рисунке он справа – 25 A) было больше, чем у выключателей более низких уровней

Плюсом выбора выключателя с наивысшим номиналом является возможность подключения дополнительных приборов без изменения элементов контура. Чаще всего так и поступают.

В пользу выбора автомата с меньшим номиналом говорит тот факт, что его тепловой расцепитель быстрее среагирует на повышенный показатель силы тока. Дело в том, что у некоторых приборов может возникнуть неисправность, которая приведет к росту потребления энергии, но не до значения короткого замыкания.

Например, поломка подшипника двигателя стиральной машины приведет к резкому увеличению тока в обмотке. Если автомат быстро среагирует на превышение разрешенных показателей и произведет отключение, то мотор не сгорит.

Выводы и полезное видео по теме

Конструкция автоматического выключателя и его классификация. Понятие времятоковой характеристики и подбор номинала по сечению кабеля:

Расчет мощности приборов и выбор автомата с использованием положений ПУЭ:

К выбору автоматического выключателя нужно отнестись ответственно, так как от этого зависит безопасность работы электросистемы дома. При всем множестве входных параметров и нюансов расчета необходимо помнить, что основная защитная функция автомата распространяется на проводку.

Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, размещайте фото по теме статьи в расположенном ниже блоке. Делитесь полезной информацией, которая может пригодиться посетителям сайта. Расскажите о собственном опыте в выборе автоматических выключателей для защиты дачной или домашней электропроводки.

Как правильно подобрать и рассчитать автоматический выключатель (простой расчет автомата).

Автоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.

У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность.

Разберем их по порядку.

Номинальный ток In — это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.

Класс автомата — это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит? Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А. Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов.

Существуют 3 класса автоматических выключателей:

1. класс B (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
   
2. класс C (превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
3. класс D (превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)

Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.

Отключающая способность — это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.

Расчет автоматического выключателя.

Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.

Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети

Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А. 

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.

Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)

Допустим, у нас двухжильный медный провод с сечением 4 мм.кв. уложенный в стену, смотрим по первой таблице силу тока, она равна 32 А. Но при выборе автоматического выключателя эту силу тока нужно уменьшать до ближайшего нижнего значения, для того чтобы провод не работал на пределе. Получается, что нам нужен автомат на 25 А.

Так же нужно помнить, если нужен автомат на розеточную группу, то брать выше 16 А нет смысла, так как розетки больше 16 А выдержать не могут, они просто начинают гореть. На освещение самый оптимальный на 10 А.

​

Выбор и расчет мощности автоматического выключателя

В данной статье мы расскажем, как подобрать и рассчитать мощность автоматического выключателя, а так же опишем принцип его назначения.

Автоматический выключатель или проще в народе — автомат «пробка», по назначению, должен защищать линию от разрушения электрическим током, значения которого могут превышать расчетное значение для этой проводной сети. Говоря более простым языком, автоматы служат для защиты электро-сетей и электрического оборудования от перегрузок и токов короткого замыкания, а так же отключений электрических цепей и оперативных нечастых включений.

Для примера, возьмем частый случай, а именно кухонную комнату, где электромонтаж розеток выполнен кабелем ВВГ 3-2,5 предельное значение тока для такого кабеля будет равняться 25А. После нам нужно подсчитать суммарную мощность электроприборов подключенных к этой линии сети и узнать, не будет ли превышено значение этого показателя.

Расчет мощности электроприборов на кухне:

• холодильник 0.5 kW+ микроволновка 1.6 kW+ телевизор 0.4 kW + чайник 2.0 kW + блендер 0.1 kW = 4.6 kW

Получившиеся от электроприборов киловатты переводим в Ватты 4.5 kW * 1000 = 4500 W

Далее, Ваты (W) переводим в Амперы, для этого приводим простейшую формулу P (мощность) / U (Напряжение) = I (сила тока)

Зачастую устанавливая автомат для кухни, принимают во внимание коэффициент спроса, который рассчитывается от количества потребителей, т.е.:

• количество потребителей 2 коэффициент 0,8
• количество потребителей 3 коэффициент 0,75
• количество потребителей 5-200 коэффициент 0,7

Для нашего случая, выберем число потребителей в количестве 3-х, с учетом коэффициента рабочий ток составит 15,33 А.

После определения рабочего тока нашей проводки, подбираем автомат «пробку», который эту проводку будет защищать. Номинал автомата выбирается либо равным номинальному току проводки, либо меньшим. Иногда используют автомат с номиналом, немного превышающим рабочий ток проводки, в нашем случае подойдет автомат на 16А.

Стандартно номинал автоматов по току, составляет: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63.

Сечение и материал кабеля проводки

При выборе автомата, помимо подключенной нагрузке (рабочему току) весомую роль играет сечение кабеля сети. Обязательно уточните тип, сечение и марку отходящего кабеля (если нет возможности уточнить все показатели, то необходимо знать хотя бы сечение) и только после этого устанавливайте нужный Вам автомат.

И так, уточняем сечение жил провода и сверяемся с таблицей, нет ли превышения максимально допустимого тока для данного проводника.

Подобный расчет и выбор автоматического выключателя применим к гаражу или рабочему месту, где могут использоваться разные виды сварочного оборудования и прочих инструментов. Но, чаще в гараже проложена разводка освещения, выполненная под нагрузку 16А на одну точку и то, только на освещение. Значит и автоматы защиты по стандарту стоят 16А из-за этого и бывают проблемы с напряжением в гараже приводящие к поломке оборудования. Берегите свой силовой аппарат!

Как рассчитать мощность автомата? • Energy-Systems

Автомат

Прежде чем мы начнем выяснять, какрассчитать мощность автомата при проектировании электропроводки в квартире, давайте разберемся с определением, что такое автоматический выключатель и для чего он нужен?

Автоматический выключатель, или попросту автомат, – это механическое коммутационное устройство, основной функцией которого является  проводка и отключение токов при нормальном состоянии электрической цепи. Также в функции автомата входит в автоматическом режиме отключать электрические токи при возникшем нестандартном состоянии электрической цепи, то есть при коротком замыкании.

Простыми словами, основное предназначение автомата выключателя есть защита вашей электрической сети от коротких замыканий и скачков напряжения.

В советские времена повсеместно при проектирование электропроводки в квартире устанавливались керамические пробки с одноразовым сердечником, который перегорал, в случае скачка напряжения. Технологический прогресс не стоит на месте, и на смену старым технологиям защиты электрической сети, то есть одноразовым предохранителям, пришли новые – автоматические выключатели.

Пример проекта электропроводки в квартире

Назад

1из14

Вперед

Как мы уже определились, автомат разъединяет сеть, когда нагрузка значительно увеличивается или происходит замыкание цепи, но принцип работы автоматического выключателя таков, что он должен пропустить ток и не отключаться, когда вы, скажем, включили сразу утюг, электрический чайник и стиральную машину.

Принцип работы автомата

Перед тем как выбрать автомат при подключении электричества, необходимо разобраться в принципе его работы. Некоторые ошибочно полагают, что автоматический выключатель защищает электрические бытовые приборы. Но это не совсем так. Автоматический выключатель защищает электрическую сеть от перегруза и к бытовым электроприборам не имеет никакого отношения.

Если возникает короткое замыкания или перегруз кабеля, то увеличивается и сила тока, это в конечном итоге приводит к нагреву кабеля и возгоранию обмотки провода.

При коротком замыкании сила тока увеличивается особенно сильно, в критический момент ее сила может равняется нескольким тысячам ампер. Стандартный кабель, который прокладывают в домах и квартирах с сечением 2,5мм², попадая под такую нагрузку, может запросто загореться, а это уже чревато пожаром в помещении.

При перегрузках возможность возгорания также велика. Хоть сила тока и не достигает таких величин, как при замыкании, но все же этой нагрузки хватает, чтобы расплавить изоляцию, а это уже приведет к короткому замыканию, создаст пожароопасную ситуацию.

Расчет мощности автомата

Исходя из выше перечисленного, можно заключить, что расчет мощности автомата является очень важным моментом при выборе необходимого именно для вас агрегата.

Автомат защищает электропроводку, которая подключена после него. Расчет необходимой мощности происходит благодаря параметру номинального тока.

В частности, в требованиях правил устройств электроустановок значится, что токи установок автоматов выбираются по номинальному току приемника или меньше расчетных токов защищаемого участка цепи.

Расчет мощности автомата, то есть расчет по номинальному току приемника, производят в том случае, если кабель на всех участках по всей длине электропроводки рассчитан на такую нагрузку. Другими словами, номинал автомата меньше допустимого тока электропроводки.

Для наглядности представьте ситуацию: провод сечением 1мм², величина нагрузки на участке 10 кВт. Автомат берем по номинальному току нагрузки (40 А). В данном случае провод расплавится, так как расчетный номинальный ток провода 10-12 А, а через него подают 40 А. Автомат произведет отключение в момент короткого замыкания. По сути, это пример самой, что ни на есть пожароопасной ситуации. Именно поэтому номинальный ток автомата определяется сечением провода, по которому проходит ток. Уровень нагрузки нужно учитывать  после  выбора сечения провода. Номинальный ток автоматического выключателя должен быть меньше, такой же или немного выше максимально допустимого тока для провода данного сечения.

Отсюда следует, что выбор автомата напрямую зависит от минимального сечения провода используемого в проводке.

К примеру, медный провод сечением 1,5мм², допустимый ток 19 ампер. Для данного провода необходимо выбрать автомат значение номинального тока, которого является меньше, например 16 ампер. Выбрав автомат на 25ампер,  подвергаем себя реальному риску устроить пожар, так как сечение провода не позволяет выдерживать подобные нагрузки. Для правильного расчета автоматического выключателя необходимо учитывать сечение провода.

Расчет мощности автомата с учетом использования бытовых электроприборов

С проводами все более или менее понятно. Постараемся теперь пояснить, как рассчитывать мощность автомата учетом использования бытовых электроприборов.

Представим, что у нас кухонные розетки питает кабель ВВГ 3-2,5, для которого предельное значение тока равняется 25 ампер. При этом мы на своей кухне имеем:

• чайник 2,0 кВ
• телевизор 0,4 кВ
• микроволновку 1,6 кВ
• холодильник 0,5 кВ

2,0 + 0,4 + 1,6 + 0,5 = 4,5 кВ

Общая мощность потребления на кухне составила 4,5 кВ

Переводим в ватты:  4,5 кВ * 1000 = 4500 В

Получившиеся ватты переведем в амперы: P (мощность) / U (напряжение) = I (сила тока)

4500 / 250 = 20,45 А

Также необходимо учесть коэффициент спроса, учитывается по количеству потребителей:

2 потребителя  –  коэффициент 0,8

3 потребителя  –  коэффициент 0,75

5 — 200 потребителя  –  коэффициент 0,7

После учета коэффициента рабочий ток составил 15,33 А

Теперь, когда мы просчитали рабочий ток проводки, попробуем выбрать под нее автомат. Так как мы уже знаем, что номинальная мощность автомата должна быть немного меньше или равной номинальному току проводки, нам подойдет автомат с номинальным током 16 А

После этого делаем проверку по сечению провода, не превышает ли номинальный ток нашего автомата максимально допустимый для нашего провода. Сравнить можно по следующей таблице:

Ниже вы можете воспользоваться онлайн-калькулятором для расчёта стоимости проектирования сетей электроснабжения:

Онлайн расчет стоимости проектирования

Пример проекта электрики дома

Назад

1из20

Вперед

Счетная машина — Wikiquote

Аналитическая машина Бэббиджа в Лондоне.

Вычислительная машина была механическим устройством, используемым для автоматического выполнения основных операций арифметики. Большинство механических калькуляторов были сопоставимы по размеру с небольшими настольными компьютерами и устарели с появлением электронных калькуляторов.

СОДЕРЖАНИЕ : A — F, G — L, M — R, S — Z, см. Также, Внешние ссылки

Цитаты расположены в алфавитном порядке по авторам

A — F [править]

• Желание сэкономить шоколад и умственные усилия при арифметических вычислениях, а также исключить человеческую склонность к ошибкам, вероятно, так же стара, как и сама арифметика.

• Некоторые из моих друзей, не занимающихся математикой, по неосторожности убеждали меня не обращать внимания на заметку о происхождении современных вычислительных машин. Это подходящее место для этого, поскольку королева королев поработила несколько из этих адских вещей, чтобы выполнять некоторые из своих более отвратительных нудных дел. То, что я скажу об этих чудесных средствах помощи слабому человеческому разуму, будет действительно мало по двум причинам: Я всегда ненавидел машины, и единственная машина, которую я когда-либо понимал, была тачка, и это было несовершенно.

• Если переменные непрерывны, это определение [фундаментальная концепция машины Эшби] соответствует описанию динамической системы с помощью набора обыкновенных дифференциальных уравнений со временем в качестве независимой переменной. Однако такое представление с помощью дифференциальных уравнений слишком ограничено, чтобы теория включала биологические системы и вычислительные машины, в которых неоднородности встречаются повсеместно.

• Я знаю, что правильный лидер для лейбористской партии — это своего рода иссушенная вычислительная машина, которая ни в коем случае не должна позволять себе поддаваться возмущению.Если он видит страдание, лишения или несправедливость, он не должен позволять этому волновать его, поскольку это будет свидетельством отсутствия надлежащего образования или отсутствия самоконтроля. Он должен говорить со спокойным и объективным акцентом и говорить об умирающем ребенке так же, как если бы он говорил о деталях внутри двигателя внутреннего сгорания.
  • Aneurin Bevan Tribune Rally, 29 сентября 1954 года, в ответ на желание Клемента Эттли неэмоциональной реакции на перевооружение Германии. Замечание «иссушенная вычислительная машина» часто воспринимается как насмешка Бевана против Хью Гейтскелла, который на следующий год стал лидером Лейбористской партии.

• Два столетия назад Лейбниц изобрел вычислительную машину, которая воплотила в себе большинство основных функций новейших клавиатурных устройств, но не могла тогда использоваться. Экономика ситуации была против: труд, затраченный на его строительство, до начала массового производства, превышал труд, который можно было сэкономить при его использовании, поскольку все, что он мог сделать, можно было продублировать, используя достаточное количество карандаша и бумаги. Более того, он часто выходил из строя, так что на него нельзя было положиться; поскольку в то время и намного позже сложность и ненадежность были синонимами.

• Бэббидж, даже имея чрезвычайно щедрую для своего времени поддержку, не смог создать свою великую арифметическую машину. Его идея была достаточно здравой, но затраты на строительство и обслуживание были тогда слишком высоки. Если бы фараону были даны подробные и ясные чертежи автомобиля, и если бы он понял их полностью, это потребовало бы ресурсов его королевства, чтобы изготовить тысячи деталей для одной машины, и эта машина сломалась бы. первая поездка в Гизу.

• Усовершенствованные арифметические машины будущего будут электрическими по своей природе, и они будут работать со скоростью, в 100 раз превышающей настоящую, или даже больше.
  Более того, они будут гораздо более универсальными, чем существующие коммерческие машины, так что их можно будет легко адаптировать для самых разных операций. Они будут управляться с помощью контрольной карты или пленки, они будут выбирать свои собственные данные и манипулировать ими в соответствии с вставленными таким образом инструкциями, они будут выполнять сложные арифметические вычисления на чрезвычайно высоких скоростях и будут записывать результаты в такой форме, чтобы легко доступны для распространения или для дальнейшего использования.

• Потребности бизнеса и очевидный ожидающий обширный рынок обеспечили появление серийных арифметических машин сразу после того, как методы производства были достаточно развиты.
  С машинами для расширенного анализа такой ситуации не существовало; поскольку обширного рынка не было и нет; Пользователи передовых методов манипулирования данными составляют очень небольшую часть населения.

• Закон — это не серия вычислительных машин, где ответы вываливаются из строя, когда нажимаются правые рычаги.
  • Уильям О. Дуглас «Несогласие: гарантия демократии» 32 Журнал Американского судебного общества 104, 105 (1948).

G — L [редактировать]

• Давайте на мгновение посмотрим на общее значение того факта, что вычислительные машины действительно существуют, которые освобождают математиков от чисто механической части численных вычислений и которые выполняют работу быстрее и с большей степенью точности; поскольку машина не подвержена ошибкам человеческого калькулятора.Существование такой машины доказывает, что вычисления не имеют отношения к значению чисел, а имеют дело, по существу, только с формальными законами работы; ибо только им машина может подчиняться — будучи сконструированной таким образом — интуитивным восприятием значения чисел, о котором не может быть и речи.
  • Felix Klein, Elementarmathematik vom höheren Standpunkte aus. (Лейпциг, 1908 г.), Bd. 1, стр. 53.

• Пройдет более десяти лет, прежде чем персональные компьютеры выйдут из гаражей Кремниевой долины, и еще целых тридцать лет до Интернет-бума 1990-х годов.Слово компьютер по-прежнему имеет зловещий тон, вызывая в воображении образ огромного устрашающего устройства, спрятанного в освещенном, кондиционированном подвале, безжалостно обрабатывающем перфокарты для какого-то крупного учреждения: вместо .
  Тем не менее, сидя в невзрачном офисе в Пентагоне Макнамара, тихий 47-летний гражданский человек уже планирует революцию, которая навсегда изменит представление о компьютерах. Каким-то образом обитатель этого офиса — бывший психолог Массачусетского технологического института по имени Дж.К. Р. Ликлидер — увидел будущее, в котором компьютеры будут расширять возможности людей, вместо того, чтобы заставлять их строго подчиняться. Он почти одинок в своем убеждении, что компьютеры могут стать не просто сверхбыстрыми вычислительными машинами, но и веселыми машинами: инструментами, которые будут служить новым средством выражения, вдохновением для творчества и воротами в огромный мир онлайн-информации. И теперь он полон решимости использовать деньги Пентагона, чтобы воплотить это видение в жизнь …
  • Дж. К. Р. Ликлайдер. Уолдроп, М. Митчелл (2001). Машина мечты: Дж. К. Р. Ликлайдер и революция, сделавшая вычисления персональными . Нью-Йорк: Пингвин-викинг. ISBN 0-670-89976-3. (клапан суперобложки)

M — R [редактировать]

• Арифметическая машина производит эффекты, которые ближе к мысли, чем все действия животных. Но он не делает ничего, что позволило бы нам приписать ему волю, как животным.

• Таким образом, нет никакой аналогии между действиями шахматиста и вычислительной машиной мистера Ф.Бэббиджа, и если мы решим называть первую машину чистой машиной , мы должны быть готовы признать, что это, вне всякого сравнения, самое замечательное изобретение человечества.

S — Z [редактировать]

• На заре компьютерной революции разработчики компьютеров и численные аналитики работали в тесном сотрудничестве и зачастую были одними и теми же людьми. Теперь у численных аналитиков есть прискорбная тенденция отказываться от какой-либо ответственности за разработку арифметических средств и неспособность влиять на более основные функции программного обеспечения.Часто говорят, что использование компьютеров для научной работы представляет собой небольшую часть рынка, и что численные аналитики смирились с принятием средств, «предназначенных» для других целей, и извлекли из них максимум пользы. […] Одно из главных достоинств электронного компьютера с точки зрения численного аналитика — это его способность «быстро выполнять арифметические операции». Нужна арифметика так плохо!

• Все, что требовало для его понимания, кроме чистого интеллекта, или требовало упражнения фантазии, воображения, привязанности или веры, было неприятно Кавендишу.Интеллектуальное мышление, пара замечательно проницательных глаз, наблюдающих, и пара очень умелых рук, экспериментирующих или записывающих, — вот все, что я осознаю, читая его мемориалы. Его мозг, кажется, был всего лишь вычислительной машиной; его глаза впускные отверстия видения, а не фонтаны слез; его руки — инструменты манипуляции, которые никогда не дрожали от эмоций, или были сложены вместе в обожании, благодарении или отчаянии; его сердце — всего лишь анатомический орган, необходимый для кровообращения.
  • Джордж Уилсон, Жизнь благородного Генри Кавендиша (1851) стр. 185

См. Также [править]

Внешние ссылки [править]

Двигатели | Двигатель Бэббиджа

Двигатели

Чарльз Бэббидж (1791–1871), пионер компьютеров, разработал два класса двигателей: разностные двигатели и аналитические двигатели.Разностные машины называются так из-за математического принципа, на котором они основаны, а именно метода конечных разностей. Прелесть метода в том, что он использует только арифметическое сложение и устраняет необходимость умножения и деления, которые сложнее реализовать механически.

Разностные двигатели — это строго калькуляторы. Они вычисляют числа единственным способом, которым умеют — путем многократного сложения по методу конечных разностей. Их нельзя использовать для общих арифметических расчетов.Аналитическая машина — это гораздо больше, чем просто калькулятор, и она отмечает прогресс от механизированной арифметики вычислений к полноценным вычислениям общего назначения. На разных этапах развития его идей было как минимум три дизайна. Так что говорить об Аналитических машинах во множественном числе строго правильно.

Обнаружение двоичных, десятичных чисел и ошибок

Вычислительные машины

Бэббиджа — десятичные цифровые машины. Они являются десятичными в том смысле, что используют знакомые десять чисел от «0» до «9», и они являются цифровыми в том смысле, что только целые числа распознаются как действительные.Числовые значения представлены шестеренками, и каждая цифра числа имеет свое собственное колесо. Если колесо останавливается в положении, промежуточном между целочисленными значениями, значение считается неопределенным, и двигатель спроектирован так, чтобы заклинивать, чтобы указать, что целостность расчета была нарушена. Замедление — это форма обнаружения ошибок.

Бэббидж рассматривал возможность использования других систем счисления, кроме десятичной, включая двоичную, а также систему счисления с основанием 3, 4, 5, 12, 16 и 100. Он остановился на десятичной системе из соображений технической эффективности — чтобы уменьшить количество движущихся частей — а также для их повседневное знакомство.

Разница Двигатель № 1

Бэббидж начал в 1821 году с разностной машины № 1, предназначенной для вычисления и табулирования полиномиальных функций. Конструкция описывает машину, которая автоматически вычисляет ряд значений и выводит результаты в таблицу. Неотъемлемой частью концепции дизайна является печатающее устройство, механически связанное с вычислительной секцией и являющееся неотъемлемой частью ее. Разностная машина № 1 — это первая законченная разработка для автоматической вычислительной машины.

Время от времени Бэббидж менял мощность двигателя.На схеме 1830 года изображена машина, рассчитывающая с шестнадцатью цифрами и шестью порядками разницы. Для Engine потребовалось около 25 000 деталей, поровну разделенных между вычислительной секцией и принтером. Если бы он был построен, он весил бы приблизительно четыре тонны и был около восьми футов в высоту. Строительство двигателя было остановлено в 1832 году из-за спора с инженером Джозефом Клементом. Государственное финансирование было окончательно прекращено в 1842 году.

Аналитическая машина

Когда строительный проект застопорился и освободился от гаек и болтов детальной конструкции, Бэббидж в 1834 году задумал более амбициозную машину, позже названную Analytical Engine, универсальную программируемую вычислительную машину.

Аналитическая машина обладает многими важными функциями, присущими современным цифровым компьютерам. Его можно было программировать с помощью перфокарт, идея заимствована из жаккардового ткацкого станка, используемого для ткачества сложных узоров на текстиле. Механизм имел «Хранилище», где можно было хранить числа и промежуточные результаты, и отдельную «Мельницу», где выполнялась арифметическая обработка. Он имел внутренний репертуар из четырех арифметических функций и мог выполнять прямое умножение и деление. Он также был способен выполнять функции, для которых у нас есть современные названия: условное ветвление, цикл (итерация), микропрограммирование, параллельная обработка, итерация, фиксация, опрос и формирование импульсов, среди прочего, хотя Бэббидж нигде не использовал эти термины.Он имел множество выходных документов, включая распечатку на бумаге, перфокарты, построение графиков и автоматическое создание стереотипов — лотки из мягкого материала, в которые впечатывались результаты, которые можно было использовать в качестве форм для изготовления печатных форм.

Логическая структура аналитической машины была по существу такой же, как и та, которая доминировала в компьютерном дизайне в электронную эпоху — отделение памяти («Магазин») от центрального процессора («Мельница»), последовательная работа с использованием «цикл выборки-выполнения», а также средства для ввода и вывода данных и инструкций.Назвать Бэббиджа «первым компьютерным пионером» — не просто дань уважения.

Новый двигатель отличия

Когда новаторская работа над аналитической машиной была в основном завершена к 1840 году, Бэббидж начал рассматривать новую разностную машину. Между 1847 и 1849 годами он завершил разработку разностной машины № 2, улучшенной версии оригинала. Этот механизм вычисляет числа длиной в тридцать одну цифру и может табулировать любой многочлен до седьмого порядка. Конструкция была элегантно простой и требовала только около трети деталей, требуемых в разностном двигателе No.1, обеспечивая при этом аналогичную вычислительную мощность.

Модель

Difference Engine № 2 и аналитическая машина имеют одинаковую конструкцию для принтера — устройства вывода с замечательными характеристиками. Он не только производит распечатку печатных копий на бумаге в качестве контрольной копии, но также автоматически стереотипирует результаты, то есть впечатляет результаты на мягком материале, например, на гипсе, который может использоваться в качестве формы, из которой может быть изготовлена ​​печатная форма. сделал. Аппарат автоматически набирает результаты и допускает программируемое форматирование i.е. позволяет оператору предварительно настроить расположение результатов на странице. Изменяемые пользователем функции включают переменную высоту строки, переменное количество столбцов, переменные поля столбцов, автоматический перенос строк или перенос столбцов и оставление пустых строк через каждые несколько строк для удобства чтения.

Физическое наследие

За исключением нескольких частично завершенных механических сборок и тестовых моделей малых рабочих секций, ни один из проектов Бэббиджа не был полностью реализован физически при его жизни.Основная сборка, которую он выполнил, была одна седьмая разностного двигателя № 1, демонстрационного образца, состоящего из примерно 2000 деталей, собранных в 1832 году. Он работает безупречно по сей день и является первым успешным автоматическим вычислительным устройством, воплощающим математические правила в механизме. Небольшая экспериментальная часть аналитической машины строилась во время смерти Бэббиджа в 1871 году. Многие из небольших экспериментальных сборок уцелели, как и исчерпывающий архив его чертежей и записных книжек.

Проекты огромных механических вычислительных машин Бэббиджа считаются одним из поразительных интеллектуальных достижений 19, ^-го, -го века. Лишь в последние десятилетия его работы были подробно изучены, и масштабы того, чего он достиг, становится все более очевидным.

Энергопотребление стиральной машины (мощность), советы по энергосбережению

Стиральная машина Калькулятор энергопотребления:

Введите мощность стиральной машины в ваттах, часы работы и удельную стоимость.Затем нажмите кнопку «Рассчитать», чтобы получить Потребляемую мощность стиральной машины и счет за электроэнергию за час, день, месяц и год.

По умолчанию мы добавили стиральную машину LG 7KG 2100 Вт, работающую @ 30 минут.

Стиральная машина Формула потребления энергии:

Стиральная машина — это еще одно электрическое оборудование, используемое для стирки одежды. Энергопотребление стиральной машины в киловатт-часах равно произведению мощности и количества часов работы, разделенных на 1000.Формулу можно записать как,

кВтч = мощность x час работы / 1000.

Для расчета ежемесячного потребления равняется 30-кратному дневному потреблению.

кВтч в месяц = ​​30 x мощность x час работы / 1000.

Для годового потребления равно 365-кратному дневному потреблению.

кВтч в месяц = ​​365 x мощность x час работы / 1000.

В случае, если вы используете стиральную машину на основе минутных средств, формула потребления энергии будет изменена,

кВтч = мощность x рабочие минуты / 60,000

Потребляемая мощность стиральной машины равна произведению мощности в минутах на 60000.

Расчет энергопотребления стиральной машины:

Мощность стиральной машины

Рассчитаем энергопотребление полностью автоматической стиральной машины с фронтальной загрузкой Bosch 7 кг (WAK24168IN, серебро, встроенный нагреватель) Amazon, и она проработала 45 минут в день.

Согласно даташиту стиральная машина потребляет 2400 Вт в час. посмотрите таблицу энергопотребления за день, за месяц и за год.

Следовательно, наше общее потребление электроэнергии в год составит 648 кВтч или 648 единиц.

Для расчета счета за электроэнергию нам нужно умножить общее количество единиц на удельные расценки.

Энергопотребление стиральной машины LG:

Стиральная машина LG

доступна до 10 кг как для полуавтоматических, так и для полностью автоматических машин.Давайте посчитаем потребление электроэнергии как полуавтоматической, так и полностью автоматической стиральной машиной.

Стиральная машина LG Полуавтоматическая:

Полуавтоматика — это не что иное, как все работы нужно выполнять вручную, то есть заливать воду и сушить. Основным преимуществом является то, что машина поставляется с низкой стоимостью, обычно от 8000 до 20000, и она намного дешевле, чем машина с полной автоматизацией, на 50%.

Возьмите полуавтоматическую стиральную машину с вертикальной загрузкой LG 8 кг 5 звезд (P8035SGMZ, серый цвет, скребок с воротником), работающую 30 минут в день, и рассчитайте потребление электроэнергии.

Согласно даташиту, стиральная машина потребляет 2900 Вт в час.

Посмотрите на таблицу, стиральная машина потребляет 261 единицу в год при использовании стиральной машины.

LG Полностью автоматизированная стиральная машина Потребление энергии:

LG Полностью автоматическая машина мощностью

Полностью автоматическая машина оснащена автоматической функцией наполнения водой, сушки ткани, возможностью возобновления подачи энергии и т. Д.

Для расчета потребления электроэнергии возьмем LG 8.Полностью автоматическая стиральная машина с верхней загрузкой 0 кг (F12U1TCN4, Middle Free Silver), которая работает 30 минут в день.

Согласно спецификации, стиральная машина LG потребляет 2100 Вт в час. Но мы работаем с машиной 30 минут, следовательно, дневная потребляемая мощность будет 1050 ватт-час, преобразовав ее в единицу, получается 1,05 единицы.

Следовательно, ваше чистое потребление энергии будет 378 единиц в год.

Стиральная машина

IFB Энергопотребление:

Давайте посчитаем еще один пример потребления электроэнергии стиральной машиной IFB 6.5 кг в день, в месяц и в год и счета за электроэнергию в день, в месяц и в год.Аппарат работает 45 минут в день и считает тариф за единицу как 4,5 / -.

Согласно техническому паспорту стиральная машина потребляет 2200 Вт в час.

Посмотрите на приведенную выше таблицу потребления, машина потребляет 594 единицы в год при работе 45 минут в день.

Звездный рейтинг стиральной машины:

Советы по энергосбережению стиральной машины:

Стиральная машина — это технология, используемая для стирки одежды, на которую приходится почти 10% вашего потребления электроэнергии.Однако вы можете сэкономить на потреблении электроэнергии, следуя нижеприведенным инструкциям.

1. Избегайте откачивания воды стиральной машиной: таким образом вы можете сократить потребление электроэнергии почти на 50%. После завершения стирки просто выньте одежду из машины, отожмите ее самостоятельно и поставьте на солнце.
2. Никогда не используйте горячую воду для стирки одежды, так как цикл стирки горячей воды занимает гораздо больше времени. Согласно BEE, чем больше время стирки, тем выше потребление электроэнергии.
3. Купите стиральную машину с рейтингом 5 звезд, например, LG 7 кг с фронтальной загрузкой 5 звезд потребляет 0,09 кВтч за цикл, но та же стиральная машина LG 7 кг 4 звезды потребляет 0,105 кВтч за цикл. Практически вы получите 15% экономии энергии, купив 5-звездочную стиральную машину.
4. Количество циклов увеличивает потребляемую мощность, следовательно, избегайте большего количества циклов.
5. Не запускайте машину под нагрузкой, дождитесь полной загрузки машины. (Запустите машину по кратчайшему циклу).
6. Выключите машину: машина потребляет от 5 до 10 Вт в автономном режиме, поэтому отключите машину от сети после завершения стирки ткани.

Если у вас есть другие советы по энергосбережению, дайте мне знать.

Энергопотребление стиральной машины

В этой статье мы увидим, как рассчитать ежемесячное энергопотребление вашей стиральной машины и итоговый счет за электроэнергию, который вы получите за ее использование. Также мы проведем сравнение между стиральной машиной с фронтальной загрузкой и стиральной машиной с верхней загрузкой.

Энергопотребление стиральной машины зависит от двух основных компонентов: один — это электродвигатель, который вращает барабан, а второй — нагревательное оборудование, которое подает горячую воду для очистки.
Из них нагревательное оборудование потребляет значительную часть энергии (70%), а остальные двигатель, насос, дисплей потребляют значительно меньше энергии (30%).

Для обычной стиральной машины массой 7 кг требуется максимальная мощность 2000 Вт — 2500 Вт при использовании на полной мощности со смесью горячей воды для стирки одежды. Но если вы не нагреваете воду, основное потребление электроэнергии приходится на электродвигатель, который обычно составляет 500 Вт.

Следовательно, если вы нагреете воду в стиральной машине для стирки одежды, то потребление энергии за один час работы составит 2 кВтч или 2 единицы электроэнергии.

Но если вы не нагреваете воду, то потребление электроэнергии за один час работы составит всего 0,5 кВтч или единицу электроэнергии.

Номинальная мощность стиральной машины:

Прежде чем мы начнем с расчета энергопотребления вашей стиральной машины, сначала нам нужно узнать общую номинальную мощность всей вашей стиральной машины и электродвигателя, и то, и другое можно найти в серебре. наклейка, скорее всего, на задней стороне стиральной машины.

Если вы не можете найти его, посетите веб-сайт производителя стиральной машины, там вы найдете технические характеристики своей стиральной машины или перейдите на сайт Amazon, найдите свою стиральную машину или аналогичную вам и проверьте ее номинальную мощность в описании продукта.

Хотя, если вы в настоящее время хотите обновить свою старую машину, я думаю, что в этом списке перечислены самые энергоэффективные стиральные машины в Индии на сегодняшний день. Тем не менее, я по-прежнему призываю вас научиться рассчитывать общее количество единиц, потребляемых вашей стиральной машиной, в зависимости от ее номинальной мощности, чтобы иметь возможность рассчитать эксплуатационные расходы этого важного устройства в долгосрочной перспективе. Мой BOSCH WAK2468IN / 07 Rated Мощность 2200 Вт

Как рассчитать энергопотребление стиральной машины:

Теперь, когда вы знаете номинальную мощность стиральной машины, давайте посмотрим, как рассчитать ее энергопотребление.

Энергопотребление стиральной машины определяется двумя основными устройствами: первое — это нагревательное оборудование, которое обеспечивает подачу горячей воды в машину, а второе — электродвигатель, который вращает барабан, который очищает одежду, другие вспомогательные электрические компоненты, такие как насосы, автоматические клапаны и цифровые устройства. панели управления потребляют лишь небольшую часть энергии.

В среднем стиральная машина массой 7 кг имеет номинальную мощность 2000 Вт , включая мощность для работы стиральной машины с полной нагрузкой и использования смеси горячей воды для стирки одежды. (использовать горячую воду)

Стиральная машина массой 7 кг при работе с холодной водой (обычная) имеет номинальную мощность 500 Вт , включая мощность для работы всего в машине, кроме нагревательного оборудования. (используйте обычную холодную воду)

Прежде чем мы начнем с расчетов, вот простое уравнение для расчета энергопотребления любого устройства.

Потребляемая мощность (кВтч) = Номинальная мощность (кВт) x Время работы (часы)

• Случай 1: Стиральная машина массой 7 кг, которая обеспечивает горячей воды для очистки, имеет номинальную мощность 2000 Вт ( 2 кВт), и если он используется в течение 1 часа, он будет потреблять 2 кВт X 1 час = 2 кВт-ч (2 единицы) электроэнергии.

• Случай 2: Стиральная машина массой 7 кг, используемая с обычной водой (без нагрева) имеет номинальную мощность 500 Вт (0,5 кВт), и если она используется в течение 1 часа, она потребляет 0,5 кВт X 1 час = 0,5 кВтч (0,5 Единицы) электроэнергии.

Из приведенного выше расчета видно, что , если мы используем стиральную машину для нагрева воды перед стиркой, тогда она потребляет 2 единицы электроэнергии в час, тогда как та же стиральная машина работает только с обычной холодной водой (без нагрева). потребляет 0.5 единиц электроэнергии в час.

Если вы не понимаете, что такое ватт, киловатт, киловатт-час, прочтите эту статью.

У General Electric есть отличная статья о том, почему следует использовать холодную воду для стиральной машины. проверьте здесь

Счет за электроэнергию за пользование стиральной машиной:

Чтобы рассчитать сумму счета за электроэнергию, которую вы получите за
используя свою стиральную машину, вы можете использовать это простое уравнение:

Сумма счета за электроэнергию (Rs, $) = потребляемая мощность (KWH) (единицы) x тариф на электроэнергию (Rs, $ / единица)

Итак, если ваша стиральная машина использует 2 единицы электроэнергии в час, и ваш тариф на электроэнергию составляет 10 рупий за единицу, тогда

Сумма счета за электроэнергию (Rs) = 2 X 10 = 20 рупий.

Вы можете использовать приведенный ниже калькулятор для расчета энергопотребления вашей стиральной машины.

Влияние нагрева воды на расход электроэнергии стиральной машины:

Каждый производитель перечисляет энергопотребление своей стиральной машины с разной тканью, скоростью, температурой воды, нагрузкой на машину, вы можете проверить это на веб-сайте производителя. Ниже вы можете увидеть технические характеристики моей стиральной машины BOSCH. Предоставлено BOSCH: Энергопотребление моей стиральной машины BOSCH

с фронтальной загрузкой 7 кг. Из этих данных очевидно, что использование вашей стиральной машины с горячей водой значительно увеличивает ее энергопотребление.Следовательно, лучше всего избегать использования функции нагрева для максимального нагрева воды, эта стена наверняка сэкономит вам много денег.

Если вы одержимы точными цифрами и хотите точно знать, сколько энергии потребляет ваша стиральная машина, то для этого тоже есть способ, однако это будет стоить вам денег.

Расчет энергопотребления стиральной машины с помощью Kill A Watt Meter :

Kill A Watt Meter — это простое устройство, используемое для расчета энергопотребления любого устройства.

Вы можете купить его на Amazon по этой ссылке. Монитор потребления электроэнергии Kill A Watt

Для использования счетчика Kill A ватт сначала необходимо подключить вилку стиральной машины к счетчику Kill A, а затем подключить счетчик Kill A ваттную розетку.

Затем начните пользоваться стиральной машиной, и вы сможете в реальном времени увидеть, сколько кВтч (единиц) электроэнергии потребляет ваша стиральная машина.

Рекомендуется снимать показания в течение 3-7 дней, чтобы получить точное значение энергопотребления.

Посмотрите это обучающее видео с сайта altE, чтобы понять, как использовать счетчик киловатт для отслеживания энергопотребления вашего устройства. Любезность — канал AltE на YouTube

Советы по снижению энергопотребления стиральной машины:

После расчета мощности стиральной машины Если вы обнаружили, что оно очень высокое, следуйте советам, чтобы снизить энергопотребление стиральной машины и сэкономить на счетах за электроэнергию.

1. Как можно чаще стирайте одежду в прохладной воде .
2. Пятна для предварительного замачивания.
3. Дождитесь полной загрузки (стирка три раза в неделю).
4. Запустите машину по кратчайшему циклу (экономичный или быстрый режим) .
5. Отключить питание на стене (без режима ожидания).

Вы можете ознакомиться с этой статьей, чтобы узнать больше — Советы по снижению энергопотребления стиральной машины.

Стиральная машина с верхней загрузкой и стиральной машиной с фронтальной загрузкой:

При покупке стиральной машины каждый из нас сталкивается с дилеммой, покупать ли стиральную машину с верхней или фронтальной загрузкой. Что касается энергопотребления, то стиральная машина с фронтальной загрузкой потребляет гораздо меньше электроэнергии и воды для стирки того же количества одежды, чем стиральная машина с верхней загрузкой, но первоначальная стоимость машины с фронтальной загрузкой довольно высока по сравнению с верхней загрузкой.

Вот небольшое сравнение между стиральной машиной с верхней и фронтальной загрузкой

Характеристики стиральной машины с верхней загрузкой:

• дешевле
• меньше функций
• более высокое обслуживание
• жестче для одежды

фронтальная загрузка характеристики стиральной машины:

• дороже
• больше роскошных функций
• больше энерго- и водосберегающих
• бережнее относится к одежде
• лучше очищает
• меньше вибраций и шума.

Прочтите эту статью, чтобы узнать больше о различиях между стиральной машиной с верхней и фронтальной загрузкой, а также о том, когда использовать какую из них.

Заключение по потребляемой мощности стиральной машины:

В стиральной машине основное потребление электроэнергии поступает от нагревательного устройства, которое нагревает воду (70%), а остальное — от электродвигателя, насосов, регулирующих клапанов, цифрового дисплея (30%). .

Чтобы рассчитать энергопотребление стиральной машины, сначала необходимо узнать номинальную мощность всей стиральной машины и электродвигателя.

Потребляемая мощность стиральной машины = номинальная мощность всей стиральной машины x часы работы.

Использование горячей воды в стиральной машине увеличивает потребление энергии почти в 3 раза, поэтому всегда рекомендуется использовать обычный слив и по возможности избегать нагрева воды.

Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в Facebook, WhatsApp, Pinterest, Reddit.

Свои предложения или вопросы пишите в разделе комментариев.

Спасибо 🙂

Каталожные номера:

3. РАСЧЕТ НОРМ МАШИНЫ

3. РАСЧЕТ НОРМ МАШИНЫ

3.1 Введение
3.2 Классификация затрат
3.3 Определения
3.4 Постоянные затраты
3.5 Эксплуатационные расходы
3.6 Затраты на рабочую силу
3.7 Циклы переменных усилий
3.8 Ставки для животных
3.9 Примеры

Себестоимость единицы лесозаготовок или дорожного строительства в основном определяется путем деления затрат на производство.В простейшем случае, если вы арендовали трактор с оператором за 60 долларов в час, включая все расходы на топливо и другие расходы, и выкапывали 100 кубометров в час, ваши удельные затраты на земляные работы составили бы 0,60 доллара за кубический метр. Почасовая стоимость трактора с оператором называется машинной ставкой. В тех случаях, когда машина и элементы производства не сдаются в аренду, необходимо рассчитать стоимость владения и эксплуатационные расходы, чтобы получить ставку машины. Цель разработки машинной ставки должна состоять в том, чтобы получить цифру, которая, насколько это возможно, отражает стоимость работы, выполненной в существующих рабочих условиях и используемой системе учета.Большинство производителей оборудования предоставляют данные о стоимости владения и эксплуатации своего оборудования, которые будут служить основой для ставок на машины. Однако такие данные обычно требуют модификации для соответствия конкретным условиям эксплуатации, и многие владельцы оборудования предпочитают составлять свои собственные расценки.

Ставка станка обычно, но не всегда, делится на постоянные затраты, эксплуатационные расходы и затраты на рабочую силу. Для некоторых анализов денежных потоков включаются только те статьи, которые представляют собой денежные потоки.Определенные постоянные затраты, включая амортизацию и иногда процентные платежи, не включаются, если они не представляют собой денежный платеж. В это руководство включены все фиксированные затраты, описанные ниже. Для некоторых анализов затраты на рабочую силу не включаются в стоимость станка. Вместо этого рассчитываются постоянные и эксплуатационные расходы. Затраты на рабочую силу затем добавляются отдельно. Иногда это делается в ситуациях, когда рабочий, связанный с оборудованием, работает в разное количество часов по сравнению с оборудованием. В этой статье труд включен в расчет машинной ставки.

3.2.1 Фиксированные затраты

Постоянные затраты — это те, которые могут быть заранее определены как накапливающиеся с течением времени, а не со скоростью работы (рис. 3.1). Они не прекращаются, когда работа прекращается, и должны распределяться на часы работы в течение года. В постоянные затраты обычно включаются амортизация оборудования, проценты по инвестициям, налоги, хранение и страхование.

3.2.2 Операционные расходы

Операционные расходы напрямую зависят от скорости работы (Рисунок 3.1). Эти расходы включают в себя расходы на топливо, смазочные материалы, шины, техническое обслуживание и ремонт оборудования.

Рисунок 3.1 Модель затрат на оборудование.

3.2.3 Затраты на оплату труда

Затраты на рабочую силу — это затраты, связанные с наймом рабочей силы, включая прямую заработную плату, отчисления на питание, транспорт и социальные расходы, включая выплаты на здоровье и пенсию. Стоимость надзора также может быть разделена на затраты на рабочую силу.

Ставка станка — это сумма фиксированных плюс эксплуатационные расходы плюс затраты на оплату труда.Разделение затрат в этих классификациях произвольно, хотя правила бухгалтерского учета предполагают жесткую классификацию. Ключевым моментом является разделение затрат таким образом, чтобы иметь наибольший смысл в объяснении стоимости эксплуатации людей и оборудования. Например, если основным фактором, определяющим стоимость утилизации оборудования, является скорость его морального износа, как, например, в компьютерной индустрии, амортизационные расходы в значительной степени зависят от времени, а не количества отработанных часов. Для грузовика, трактора или пилы основным фактором может быть фактическое время использования оборудования.Жизнь трактора можно рассматривать как песок в песочных часах, который может течь только в часы работы оборудования.

3.3.1 Закупочная цена (P)

Это фактическая стоимость приобретения оборудования, включая стандартные и дополнительные насадки, налоги с продаж и стоимость доставки. Цены обычно указываются на заводе или доставляются на месте. Заводская цена применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование на заводе и несет ответственность за отгрузку.С другой стороны, цена с доставкой применяется, если покупатель получает право собственности на оборудование после его доставки. Цена с доставкой обычно включает фрахт, упаковку и страховку. Другие затраты, например, на установку, должны быть включены в первоначальные инвестиционные затраты. Специальное навесное оборудование иногда может иметь отдельную машинную ставку, если срок их службы отличается от срока службы основного оборудования и составляет важную часть стоимости оборудования.

3.3.2 Экономическая жизнь (N)

Это период, в течение которого оборудование может работать с приемлемыми эксплуатационными затратами и производительностью.Экономический срок службы обычно измеряется годами, часами или, в случае грузовиков и прицепов, километрами. Это зависит от множества факторов, включая физический износ, технологическое устаревание или изменение экономических условий. Физический износ может возникнуть из-за таких факторов, как коррозия, химическое разложение или износ в результате истирания, ударов и ударов. Это может быть следствием нормального и надлежащего использования, неправильного и неправильного использования, возраста, несоответствующего или недостаточного обслуживания или суровых условий окружающей среды.Изменяющиеся экономические условия, такие как цены на топливо, налоговые инвестиционные стимулы и процентная ставка, также могут повлиять на экономический срок службы оборудования. Примеры сроков владения некоторыми типами трелевочной и дорожно-строительной техники в зависимости от области применения и условий эксплуатации приведены в таблице 3.1. Поскольку срок службы выражается в часах работы, срок службы в годах получается путем обратной работы путем определения количества рабочих дней в году и расчетного количества рабочих часов в день.Для оборудования, которое работает очень мало часов в день, расчетный срок службы оборудования может быть очень большим, и необходимо проверить местные условия на предмет обоснованности оценки.

3.3.3 Остаточная стоимость (S)

Это определяется как цена, по которой оборудование может быть продано на момент его утилизации. Тарифы на бывшее в употреблении оборудование сильно различаются во всем мире. Однако на любом конкретном рынке подержанного оборудования факторами, которые имеют наибольшее влияние на стоимость при перепродаже или обмене, являются количество часов наработки машины во время перепродажи или обмена, тип работы и условия эксплуатации, в которых она работал, и физическое состояние машины.Какими бы ни были переменные, падение стоимости больше в первый год, чем во второй, больше во второй год, чем в третий и т. Д. Чем короче срок службы машины, тем выше процент потери стоимости за год. Например, в сельскохозяйственных тракторах, как правило, от 40 до 50 процентов стоимости машины теряется в первой четверти срока службы машины, а к середине срока службы теряется от 70 до 75 процентов стоимости. . Стоимость утилизации часто оценивается от 10 до 20 процентов от начальной покупной цены.

3.4.1 Амортизация

Целью начисления амортизационных отчислений является признание снижения стоимости машины по мере того, как она работает над определенной задачей. Он может отличаться от графика амортизации бухгалтера, который выбран для максимизации прибыли за счет преимуществ различных типов налогового законодательства и соответствует правилам бухгалтерского учета. Типичный пример такой разницы наблюдается, когда оборудование все еще работает много лет после того, как оно было «списано» или имеет нулевую «балансовую стоимость».

Графики амортизации варьируются от простейшего подхода, который представляет собой прямолинейное снижение стоимости, до более сложных методов, которые распознают изменяющуюся скорость потери стоимости с течением времени. Формула для годовых амортизационных отчислений с использованием предположения о прямолинейном снижении стоимости:

D = (P ‘- S) / N

, где P ‘- начальная закупочная цена за вычетом стоимости шин, троса или других деталей, которые подвергаются наибольшему износу и могут быть легко заменены без влияния на общее механическое состояние машины.

Таблица 3.1.a — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. ^1/

^1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.b — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. ^1/

^1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

Таблица 3.1.c — Руководство по выбору периода владения в зависимости от области применения и условий эксплуатации. ^1/

^1/ Взято из Caterpillar Performance Handbook, Caterpillar Inc.

3.4.2 Проценты

Проценты — это стоимость использования денежных средств в течение определенного периода времени. Инвестиционные фонды могут быть взяты в долг или взяты из сбережений или капитала. В случае займа процентная ставка устанавливается кредитором и варьируется в зависимости от местности и кредитного учреждения.Если деньги поступают от сбережений, то в качестве процентной ставки используются альтернативные издержки или ставка, которую эти деньги могли бы заработать, если бы их вложили в другое место. В практике бухгалтерского учета частных фирм могут игнорироваться проценты по оборудованию на том основании, что проценты являются частью прибыли и, следовательно, не являются надлежащим начислением с действующего оборудования. Хотя это разумно с точки зрения бизнеса в целом, исключение таких сборов может привести к развитию нереалистичных сравнительных показателей между машинами с низкой и высокой начальной стоимостью.Это может привести к ошибочным решениям при выборе оборудования.

Проценты можно рассчитать одним из двух методов. Первый способ — умножить процентную ставку на фактическую стоимость оставшегося срока службы оборудования. Второй более простой метод — умножить процентную ставку на среднегодовые инвестиции.

Для линейной амортизации среднегодовые инвестиции AAI рассчитываются как

AAI = (P — S) (N + 1) / (2N) + S

Иногда коэффициент 0.6-кратная стоимость доставки используется как приблизительное значение среднегодовых инвестиций.

3.4.3 Налоги

Многие владельцы оборудования должны платить налоги на имущество или некоторые виды налога на использование оборудования. Налоги, как и проценты, могут быть рассчитаны либо путем умножения расчетной ставки налога на фактическую стоимость оборудования, либо путем умножения ставки налога на среднегодовые инвестиции.

3.4.4 Страхование

Большинство владельцев частного оборудования имеют один или несколько страховых полисов от повреждений, пожаров и других разрушительных событий.Государственные собственники и некоторые крупные собственники могут быть застрахованы самостоятельно. Можно утверждать, что стоимость страхования — это реальная стоимость, отражающая риск для всех владельцев, и что следует допускать некоторую поправку на разрушительные события. Непредвидение риска разрушительных событий аналогично непризнанию риска пожара или повреждения насекомыми при планировании доходов от управления лесом. Страховые расчеты производятся так же, как проценты и налоги.

3.4.5 Хранение и защита

Затраты на хранение оборудования и защиту в нерабочее время являются фиксированными расходами, в значительной степени не зависящими от часов использования.Затраты на хранение и защиту должны распределяться на общее время использования оборудования.

Эксплуатационные расходы, в отличие от постоянных затрат, меняются пропорционально часам работы или использования. Они зависят от множества факторов, многие из которых в некоторой степени находятся под контролем оператора или владельца оборудования.

3.5.1 Техническое обслуживание и ремонт

Эта категория включает в себя все, от простого обслуживания до периодического ремонта двигателя, трансмиссии, сцепления, тормозов и других компонентов основного оборудования, износ которых в основном происходит пропорционально использованию.Использование оператором оборудования или злоупотребление им, суровые условия труда, политика технического обслуживания и ремонта, а также основной дизайн и качество оборудования — все это влияет на затраты на техническое обслуживание и ремонт.

Стоимость периодического ремонта основных компонентов может быть оценена из руководства пользователя и местных затрат на детали и труд, или путем консультации с производителем. Ценный источник — опыт другого владельца с аналогичным оборудованием и учет затрат в типичных условиях работы.Если опытные владельцы или записи о расходах недоступны, почасовые затраты на техническое обслуживание и ремонт можно оценить как процент от почасовой амортизации (Таблица 3.2).

ТАБЛИЦА 3.2. Ставки технического обслуживания и ремонта в процентах от почасовой амортизации выбранного оборудования.

3.5.2 Топливо

Норма расхода топлива для единицы оборудования зависит от объема двигателя, коэффициента нагрузки, состояния оборудования, привычек оператора, условий окружающей среды и базовой конструкции оборудования.

Для определения почасовой стоимости топлива общая стоимость топлива делится на время работы оборудования. Если записи о расходе топлива недоступны, можно использовать следующую формулу для оценки литров топлива, израсходованного на машинный час:

где LMPH — это литры, израсходованные на машинно-час, K — килограмм топлива, израсходованный на тормоз, л.с. / час, GHP — полная мощность двигателя при регулируемых оборотах двигателя, LF — коэффициент нагрузки в процентах, а KPL — вес топлива в кг / литр.Типичные значения приведены в таблице 3.3. Коэффициент нагрузки — это отношение средней используемой мощности к полной мощности на маховике.

ТАБЛИЦА 3.3. Вес, нормы расхода топлива и коэффициенты нагрузки для дизельных и бензиновых двигателей.

3.5.3 Смазочные материалы

Сюда входят моторное масло, трансмиссионное масло, масло главной передачи, консистентная смазка и фильтры. Норма расхода зависит от типа оборудования, рабочих условий (температуры), конструкции оборудования и уровня обслуживания. При отсутствии местных данных расход смазочного материала в литрах в час для трелевочных тракторов, тракторов и фронтальных погрузчиков можно оценить как

Q =.0006 × GHP (картерное масло)
Q = .0003 × GHP (трансмиссионное масло)
Q = .0002 × GHP (бортовые передачи)
Q = .0001 × GHP (гидравлическое управление)

Эти формулы включают нормальную замену масла и отсутствие утечек. Их следует увеличить на 25 процентов при работе в сильной пыли, глубокой грязи или воде. В машинах со сложной гидравлической системой высокого давления, такой как форвардеры, процессоры и харвестеры, расход гидравлических жидкостей может быть намного больше. Еще одно практическое правило: смазочные материалы и консистентная смазка стоят от 5 до 10 процентов стоимости топлива.

3.5.4 Шины

Из-за более короткого срока службы шины считаются эксплуатационными расходами. На стоимость шин влияют привычки оператора, скорость транспортного средства, состояние поверхности, положение колес, нагрузки, относительное время, затрачиваемое на повороты, и уклоны. Для внедорожного оборудования, если местный опыт недоступен, следующие категории срока службы шин, основанные на режиме отказа шины, могут быть использованы в качестве рекомендаций со сроком службы шин, указанным в Таблице 3.4.

В зоне А почти все шины изнашиваются до протектора от истирания до выхода из строя.В зоне B изнашивается большинство шин, но некоторые из них выходят из строя преждевременно из-за порезов, разрывов и не подлежащих ремонту проколов. В зоне C очень немногие шины изнашиваются, если вообще не проходят через протектор до выхода из строя из-за порезов.

ТАБЛИЦА 3.4. Указания по ресурсу шин внедорожной техники

Затраты на рабочую силу включают прямые и косвенные платежи, такие как налоги, страховые выплаты, питание, жилищные субсидии и т. Д.Затраты на рабочую силу необходимо тщательно учитывать при расчете расценок на машины, поскольку часы работы рабочей силы часто отличаются от часов работы соответствующего оборудования. Важно, чтобы пользователь определил свое соглашение, а затем использовал его последовательно. Например, при валке леса пила редко работает более 4 часов в день, даже если резак может работать 6 или более часов, а оплата за 8 часов, включая дорогу, может быть оплачена. Если производительность валки основана на шестичасовом рабочем дне с двухчасовым перемещением, то при расчете производительности машины для оператора с электропилой следует учитывать 4 часа использования механической пилы и восемь часов рабочего времени для шестичасового производства.

Представление о том, что люди или оборудование работают с постоянной скоростью, является абстракцией, которая облегчает измерения, ведение записей, оплату и анализ. Однако есть некоторые рабочие циклы, которые требуют таких переменных усилий, что более полезно построить машинные скорости для частей цикла. Одним из важных случаев является расчет машинной нормы для грузовика. Когда лесовоз ожидает загрузки, загружается и выгружается, расход топлива, износ шин и другие эксплуатационные расходы не возникают.Или, если эти расходы понесены, они будут значительно снижены. Для стоячего грузовика часто строится другая ставка машины с использованием только фиксированных затрат и затрат на рабочую силу для этой части цикла. Амортизация грузовика может быть включена частично или полностью.

Если для оценки удельной стоимости грузового транспорта использовалась одна машинная ставка, и это значение было преобразовано в стоимость тонно-км или $ / м ³ -км стоимости без удаления «фиксированных» затрат на погрузку и разгрузку, тогда «переменная» стоимость транспорта была бы завышена.Это может привести к ошибочным результатам при выборе между дорожными стандартами или маршрутами перевозки.

Расчет нормы содержания животных аналогичен машинной норме, но виды затрат различаются и заслуживают дополнительного обсуждения.

3.8.1 Фиксированная стоимость

Фиксированная стоимость включает в себя инвестиционные затраты на животное или упряжку, упряжь, ярмо, тележку, лесозаготовительные цепи и любые другие инвестиции со сроком службы более одного года. Другие постоянные расходы включают содержание животных.

Закупочная цена животного может включать запасных животных, если условия работы требуют, чтобы животное отдыхало дольше ночи, например, через день. Чтобы исключить возможность необратимой травмы, покупная цена животного может быть увеличена, чтобы включить дополнительных животных. В остальных случаях несчастные случаи могут быть учтены в страховой премии. Стоимость утилизации животного имеет то же определение, что и машинная ставка, но в случае животного стоимость утилизации часто определяется его продажной стоимостью мяса.Среднегодовые инвестиции, проценты по инвестициям, а также любые налоги или лицензии рассматриваются так же, как и для оборудования. Чтобы найти общие постоянные затраты на животных, постоянные затраты на животное, тележку, шлейку и прочие инвестиции можно рассчитать отдельно, поскольку они обычно имеют разную продолжительность жизни и почасовые затраты складываются.

Расходы на содержание животных, которые не зависят напрямую от отработанного времени, включают аренду пастбищ, пищевые добавки, лекарства, вакцинацию, ветеринарные услуги, обувь, услуги переправы и любой уход в нерабочее время, такой как кормление, стирка или охрана.Можно утверждать, что потребности в питании и уходе связаны с отработанными часами, и некоторая часть этих затрат может быть включена в операционные расходы. Площадь пастбищ (га / животное) можно оценить, разделив норму потребления животных (кг / животное / месяц) на норму производства кормов (кг / га / месяц). Пищевые добавки, лекарства, вакцинацию и расписание ветеринаров можно получить из местных источников, таких как агенты по распространению сельскохозяйственных знаний.

3.8.2 Операционные расходы

Эксплуатационные расходы включают затраты на ремонт и техническое обслуживание подвесных систем, тележек и прочего оборудования.

3.8.3 Затраты на оплату труда

Стоимость рабочей силы в ставке для животных указана для погонщика животных (и любых помощников). Для работы в течение всего года он рассчитывается как годовые затраты на рабочую силу, включая социальные расходы, деленные на среднее количество рабочих дней или часов для водителя (и любых помощников).

Примеры расценок на мотопилу, трактор, упряжку волов и грузовик приведены в следующих таблицах. Хотя показатели машин в таблицах с 3.5 по 3.8 используют один и тот же общий формат, существует возможность гибкого представления затрат, зависящих от типа машины, особенно при расчете эксплуатационных затрат. Для мотопилы (таблица 3.5) основные эксплуатационные расходы связаны с цепью, шиной и звездочкой, поэтому они были разбиты отдельно. Для волов (таблица 3.7) постоянные затраты были разделены на основные компоненты затрат, относящиеся к содержанию животных, в дополнение к амортизации. Для грузовика (таблица 3.8) затраты были разделены на затраты на стояние и путевые расходы, чтобы различать затраты, когда грузовик стоит, загружается или выгружается, по сравнению с путевыми расходами.

ТАБЛИЦА 3.5 Расчет производительности станка для пилы ¹

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² Работа из расчета 240 дней в году.
³ Добавьте 0,04, если приобретена резервная пила.

ТАБЛИЦА 3.6 Расчет нормы машины для трактора ¹

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² С отвалом, ROPS, лебедкой, встроенной аркой.
³ Работа из расчета 240 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.7 Расчет скорости машины для бригады волов ¹

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² Бычки продаются на мясо через 5 лет.
³ Погонщик работает с двумя парами волов, 250 дней в году.

ТАБЛИЦА 3.8 Расчет скорости машины для грузовика ¹

¹ Все расходы указаны в долларах США.
² Работа составляет 240 дней плюс 20% сверхурочных

Как рассчитать общую эффективность оборудования: практическое руководство

Обзор OEE и эффективность в сравнении с эффективностью

Существует много путаницы в отношении OEE (эффективности рабочего оборудования) и в отношении слов «эффективность» и «эффективность».Давайте посмотрим на эти вещи объективно и ясно.

OEE — это просто подарок? Нет, это простая, но действенная дорожная карта, которая помогает людям и руководству производственных цехов визуализировать и устранять потери и отходы оборудования.

OEE — это не прихоть. Прежде всего, OEE существует уже несколько десятилетий в своей элементарной форме. Слова «эффективность» и «действенность» существуют дольше, но в последнее десятилетие или около того использовались нечетко. Для начала мы должны провести четкое различие между эффективностью и эффективностью , прежде чем мы сможем обсуждать OEE.

Эффективность — это соотношение между тем, что теоретически могло быть произведено в конце процесса, и тем, что фактически получилось или было произведено в конце процесса.

Если ваша машина или система способна производить 100 качественных продуктов в час, а она производит только 70, то это на 70% эффективный , но мы не знаем, насколько эффективен , потому что ничего не говорится о том, что мы пришлось вложить (сколько операторов, энергии, материалов и т. д.), чтобы получить 70% эффективности.

Таким образом, если машина или система работают с 50% эффективностью с 1 оператором и становятся эффективными на 65% с 2 операторами, эффективность возрастает на 30% (да, 65 на 30% больше, чем 50…), но ее эффективность упала до 50%, по труду!

То же самое касается , выход или более известный как качество (в основном товарный продукт). Если вы разливаете напиток в бутылки, все бутылки с наполнением, этикетками и крышками теоретически могут быть идеальными, поэтому качество будет 100%. Но если вы выбросите половину заполненных бутылок из-за дефектов упаковки или материала, ваш выход или качество составит всего 50%.В этом примере вы будете эффективны на 100%, но только на 50%.

Простой пример

По сути, OEE — это (как следует из названия) эффективность: это соотношение между тем, что машина теоретически может производить, и тем, что она действительно делала. Таким образом, самый быстрый способ вычисления прост: если вы возьмете теоретическую максимальную скорость (например, 60 продуктов в минуту), вы знаете, что в конце 480-минутной смены должно быть 28 800 единиц.

1 смена = 8 часов = 480 минут

Максимальная скорость производства = 60 продуктов в минуту

480 x 60 = 28 800 единиц

Затем нам нужно подсчитать, что мы произвели в конечной точке производственного процесса, например, что находится на поддоне, идущем на склад.Если на поддоне всего 14 400 хороших товаров, эффективность составит 50%, верно?

Пока не ракетостроение.

A-P-Qs OEE

Почему формула OEE на рисунке 1 включает доступность (A), производительность (P) и качество (Q)? Что означают эти слова и какую ценность они несут? Они помогут нам найти, куда пропали те другие 14 400 товаров, которые должны были быть на поддоне.

OEE поднял планку и отвлек нас от традиционного расчета эффективности как показателя производительности производственной линии, которым легко манипулировать, чтобы показать посредственные линии, работающие с эффективностью до 150%.

Вот сила OEE. OEE, если разбить его на три основных компонента, отследит, где мы его потеряли. Каждый день, когда мы используем 50% OEE, мы можем терять единицы по-разному, и каждая потеря имеет свою собственную структуру затрат.

Если мы потеряем 14 400 продуктов из-за того, что машина работала безупречно, без потери качества, но на половине максимальной скорости, это полностью отличается от производства 28 800 продуктов на полной скорости, а затем выброса 14 400 нестандартных продуктов на свалку.

Эффективность:

Делать то, что нужно — нужный продукт или артикул с нужной скоростью (производительность)

Делаем все правильно — без переделок, без дефектов, без отходов (Качество)

Делаем это в нужное время — производство в соответствии с планом, поддержание машины в рабочем состоянии, минимизация потерь времени (доступность)

Итак, как нам узнать, что мы потеряли и где? И как предотвратить это в будущем?

Наличие

Возвращаясь к примеру с бутылкой, давайте проследим обычный день.Стандартная смена длится 480 минут. Наши операторы берут перерывы на 10 + 30 + 10 минут, а также выполняют 2 переналадки по 35 минут каждая и теряют 60 минут простоя машин во время смены. Все остальное время машина находится в рабочем режиме.

Перерывы = 10 минут утром + 30 минут в обед + 10 минут после обеда = 50 минут

Переналадки = 2 x 35 минут = 70 минут

Время простоя станка = 60 минут в смену

Итого = 180 минут потерянного времени

Это означает, что мы потеряли 180 минут, и осталось только 300 минут, чтобы действовать.Даже если в остальное время мы будем работать на полной скорости без потери качества, мы никогда не сможем достичь эффективности более 62,5% в течение этой смены. Это соотношение мы называем «доступностью» или тем, как используется время.

480 минут — 180 минут = 300 минут

300 ÷ 480 = 62,5% Готовность

Давайте посмотрим, как мы потратили 62,5% доступного времени…

Производительность

Давайте также предположим, что наша упаковочная система имеет идеальное время цикла или время такта, равное 1 секунде на бутылку, что составляет 60 бутылок в минуту.(Время такта, производное от немецкого слова Taktzeit, которое переводится как время цикла, задает темп для промышленных производственных линий.)

Это означает, что за оставшиеся 300 минут машина или система могут произвести 300 x 60 бутылок = 18 000. Таким образом, если в конце этой смены машина произвела бы 18 000 бутылок за время работы, она работала со 100% скоростью. Если бы производство было на более медленной скорости, допустим, время цикла было бы 1,5 секунды, это снизило бы максимальную скорость на 2/3, и, таким образом, его производительность стала бы 66.7%. Фактический объем производства при производительности 66,7% составляет 12 000 бутылок.

300 минут @ 1 секунда на бутылку = 300 x 60 бутылок = 18000 единиц

1,5 секунды на бутылку = 1 ÷ 1,5 = 2/3 = 66,7% Производительность

66,7% x 18 000 бутылок = 12 000 единиц

Работа с производительностью 66,7% в этом случае приравнивается к потере еще 300 x 33,3% = 100 минут или линия работает в среднем 2/3 x 60 = 40 бутылок в минуту.

Если на этом этапе вся продукция будет соответствовать спецификации или продаваться, какова будет эффективность?

Из 480 минут мы потеряли 180 минут из-за «бездействия» и 100 минут из-за «слишком большого времени цикла»; поэтому (480- (180 + 100)) / 480 = 41.7% пока что.

(480 минут — (180 минут + 100 минут)) ÷ 480 — 41,7% КПД

Качество

Фактическая эффективность зависит от того, сколько бутылок соответствует спецификации. Если из 12000 бутылок было 3000, не соответствующих спецификации, то показатель качества этих бутылок был (12000-3000) / 12000 = 75%, или при пересчете в минуты было бы 3000 бутылок / 60 бутылок в минуту = 50 минут, потерянных из-за качественный.

(12000 — 3000 дефектов) ÷ 12000 = 75% качества

3000 бутылок ÷ 60 бутылок в минуту = потеря 50 минут Качество

Другими словами, мы потеряли 180 минут из-за того, что не бегали; из оставшихся 300 минут мы потеряли 100 минут из-за медленного бега; из оставшихся 200 минут мы потеряли 50 минут на лом.В результате линия проработала 150 минут безупречной работы с высоким качеством и скоростью.

Теоретически мы могли бы сделать 480 х 60 = 28 800 бутылок. В конце концов, было продано 9000 бутылок, поэтому общая эффективность оборудования составила 31,25%.

9000 ÷ 28800 = 31,25% OEE

Доступность (62,5%) x производительность (66,7%) x качество (75%) = 31,25%

Время равняется деньгам

OEE основывается исключительно на времени (преобразовано во время), но поскольку 1 время такта равно 1 бутылке, OEE может быть рассчитано в бутылках для простоты использования.Большинство операторов не скажут: «Сегодня я запускал время такта 1,5 секунды, а вместо этого« сегодня я запускал 40 продуктов в минуту », что одно и то же. Точно так же «Я остановился на 5 минут» — это то же самое, что «Я потерял 200 потенциальных бутылок, которые должен был сделать».

OEE помогает создать такую ​​осведомленность; с операторами, инженерами, логистическими отделами и всеми, кто участвует в процессе создания добавленной стоимости. Это дает общий язык всем, кто участвует в производстве, и ведет к эффективным и действенным улучшениям.

Простой подход к OEE

OEE и его базовый подход уже несколько десятилетий используются в других отраслях промышленности и недавно перешли в сферу упаковки. Хотя концепции довольно просты, их определения и применение значительно различались, что не позволяет использовать их в качестве тестов и инструментов для оценки производительности внутри и между заводами, не говоря уже о компаниях. Идея состоит в том, чтобы представить общее определение и простой формат электронной таблицы, чтобы обеспечить ясный общий подход.

Практическое определение OEE

OEE — это общая эффективность оборудования определенного производственного процесса в течение определенного рабочего периода или режима, в котором все действия, связанные с производством, персоналом и затратами, учитываются во время всех производственных или зависимых действий в течение определенного запланированного времени или времени рабочего режима. Определенный производственный процесс — это начальная и конечная граница, на которой проводится анализ, например депалетизация на паллетирование или прохождение до складирования.

OEE определяется как продукт или функция затрат или взаимодействие всей доступности или времени безотказной работы рабочего режима, умноженные на производительность или фактическую результирующую скорость производства (от фактической скорости набора и скорости линейного изменения), разделенные на скорость нормального или устойчивого состояния, а затем умноженные на качество или выпуск качественной продукции, деленное на вход критического компонента или совокупность всех входов (компоненты, потребленные, утерянные, переработанные, уничтоженные или неучтенные в процессе производства).Чтобы увидеть схему, вернитесь к Рис. 1, стр. 30.

Качество — это доля, равная 1 минус отходы (отходы и переработка). Доработка обычно рассматривается как качество, но ее труднее всего отделить. Качество обычно не относится к дефектным компонентам, не поставленным на производственную линию, но, когда они поставлены на производственную линию, их необходимо учитывать. Это исключает предварительные проверки, потому что, как только они попадают на производственную линию, есть время и влияние на текущий производственный процесс, такие как удаление и замена поэтапно дефектных продуктов, материалов и расходных материалов.

Объем анализа

Несмотря на то, что OEE может проводиться на основе машины за машиной, продукта за продуктом или посменно, это обычно объединение производства за одну неделю или за один месяц заданного размера и продукта (на машине или на линии). ), потому что просмотр меньших срезов может не дать статистически значимых данных для принятия решений. Можно проводить тенденции или конкретные сравнения, а также анализировать месячный объем производства одного и того же продукта, семейства продуктов или крайних размеров продуктов и составов.

Время работы менее 10 080 минут (одна неделя) само по себе не имеет значения для принятия решения, но может быть адекватным для тенденций и проверок ранее принятого решения для обеспечения положительных направлений или обеспечения ожидаемых результатов. достигнуто.

Причина такого определения рабочего режима состоит в том, чтобы охватить все действия, необходимые для обеспечения возможности выполнения производственного процесса. Некоторые компании в прошлом скрывали свой переход, PM, отпуск, обучение и уборку, выполняя это в так называемое внеплановое производственное время или сбрасывая его в определенное время отдыха, но на самом деле это является частью природы производственного процесса.

Плановое время производства — это период времени, в течение которого должны быть произведены выделенные определенные продукты, но зависящие от процесса действия или ситуации должны быть выполнены или рассмотрены заранее (например, праздники), чтобы обеспечить соблюдение графика или его разумность.

Календарные часы или календарное время представляют собой сумму действий в рабочем режиме и действий в потенциальном режиме, которые составляют неделю (10 080 минут) или месяц (в среднем 43 800 минут) или определенный период, в течение которого актив как функционирующий производственный элемент существует на предприятии. .

Если какой-либо актив удаляется из процесса таким образом, что процесс для данного продукта становится нежизнеспособным, то ожидаемое число OEE считается нулевым.

Это также относится к отозванному с рынка продукту, который подвергается переработке или списанию. В действительности полный отзыв дает ноль OEE за период, в течение которого был произведен отозванный продукт. Частичный отзыв будет иметь дело только с потерей определенной партии или партии в пределах общей суммы, но значительно снизит OEE за этот период.

Любые вопросы планирования и трудозатрат считаются интегрированными в OEE. Можно выйти за пределы OEE с помощью других соотношений, таких как возможность расписания, в котором оцениваются трудозатраты и время планирования, а их взаимодействие рассчитывается как отношения или затраты к операциям, но OEE сохраняет вид выручки, который подходит для подавляющего большинства отраслей и условий простым, но действенным способом.

Высокие показатели OEE указывают на точное выполнение графика и оптимизированный труд.Выполнение графика и оптимизация труда — побочные продукты оптимизированного процесса. OEE — это дорожная карта для понимания, направления и проверки всех других действий, таких как непрерывное совершенствование, бережливое производство, шесть сигм и учетная информация верхнего уровня. Это дает правильное окно при просмотре стоимости качества.

OEE и стоимость качества

«Стоимость качества» — это не цена создания качественного продукта или услуги. Это цена отсутствия качественного продукта или услуги (подробности можно узнать на сайте ASQ — Американского общества качества).

Каждый раз, когда работа тратится впустую, возникает убыток, который приводит к возрастанию «стоимости качества». Говоря об отходах, мы можем дать определение или посмотреть на множество определений, вариаций или типов потерь, таких как: отходы ожидания, перепроизводства, запасов или незавершенного производства, транспортировка, движение, входные дефекты, производство дефектных продуктов, ненужные этапы процесса, с задержкой

При рассмотрении операций OEE просто дает ясное и мощное представление о возможности поддерживать качественное производство или о том, как взаимодействуют доступность (время), качество (хороший продукт) и производительность (скорость).Часть потерь — это часть времени, которая теряется из-за неспособности производственного процесса быть последовательным и контролируемым. Эти потери связаны с простоями или простоями, потерями производительности в процессе, а также с браком и переделками, возникающими в рабочем режиме.

Оперативный режим — это не только запланированное запланированное время производства, но и то время, которое охватывает характер производственного процесса и поддерживающие его действия, которые связаны, зависят или требуются для обеспечения своевременного производства запланированного продукта.Это означает, что пропорциональное профилактическое обслуживание, переналадка, очистка и / или дезинфекция включены.

Понятие простоя в понимании доступности

Для простоты и порядка, простои любой машины или системы можно разделить на две части — запланированных простоев, событий и незапланированных простоев, событий.

Запланированные события могут быть определены как те события, при которых не выводятся результаты продаваемой продукции, и руководство которых контролирует сроки и масштабы деятельности; предписывает их или правила страны определяют их часть или все.

Праздники — это всегда обязательные мероприятия, продиктованные руководством, правительством или обоими. Кто-то может возразить, что праздники следует исключить, но это неверно, поскольку руководство принимает решение не использовать это время в нормальном рабочем режиме, и неправильно переводить его в потенциальный режим.

Планируемые мероприятия можно разбить на любое количество категорий. Остерегайтесь, когда в анализ включены праздники, некоторые дни, недели или месяцы будут показывать заниженные числа и должны быть выделены.Из-за этого их часто не включают. Но нужно включать их по мере их появления.

Можно разбить незапланированных событий на любое количество категорий, но наиболее распространенными являются операции подразделения или машины. Операции блока могут быть далее подразделены на основные и второстепенные машины, зоны, неисправности и т. Д.

Первичные машины (PM) — это единичные операции, которые представляют собой основное оборудование, которое принимает непосредственное участие в сборке упаковки, например устройства для расшифровки, ополаскиватели, наполнители, укупорочные машины, этикетировщики, картонажные машины, упаковщики ящиков, паллетайзеры и т. Д.

Вторичные машины (SM) — это второстепенные подразделения, которые передают, манипулируют, сопоставляют, проверяют, кодируют или маркируют упаковку, такие как конвейеры, комбайнеры, делители (когда они отделены от основного устройства), кодеры (лазерные, струйные, оттискные и т. д.), контрольные весы, рентген, гамма-контроль, независимое заполнение, обнаружение крышки или этикеток, блоки отбраковки (независимо от основной единицы работы и т. д.

Большинству компаний, особенно компаний, не имеющих или не имеющих возможности выявлять незапланированные простои или убытки, следует использовать макроанализ OEE и использовать сосредоточенные или агрегированные оценочные числа до тех пор, пока улучшенный сбор данных не приблизится к оценочному количеству.Все время следует указывать в минутах, а не в часах, с точностью до десятых десятичных долей, чтобы получить более детальное представление о проблеме.

Можно также рассматривать единичные операции как VE (создание ценности), VA (создание ценности или добавленная стоимость) и NVA (без добавленной стоимости, например конвейер, которому просто нужно доставить продукт из точки A в точку B, не влияя на качество. дефекты).

Проверенная технология производства доходит до упаковки

Обычно OEE ограничивается производственным процессом или процессом упаковки, но это не обязательно.Производство, распространение и т. Д. Можно включать или рассматривать отдельно, но границы должны быть четко определены, а подход стандартизирован для всех линий и заводов. Соблюдайте осторожность при использовании и / или сравнении значений OEE внутри компании, потому что они могут оказаться бесполезными, если границы другие.

Фактически, OEE была принята обрабатывающей промышленностью, от автомобилестроения до электроники, задолго до того, как она перешла в упаковку. Это проверенный метод с обширными ресурсами, доступными на рынке, и полезной методологией, которая может быть применена к самым мелким операциям с ручным сбором данных в крупнейшей организации со сложными программными инструментами OEE и автоматизированными системами сбора данных.И OEE — одно из основных приложений, оправдывающих вложения во внедрение PackML (глава 5).

Понравилась статья? Загрузите всю инструкцию здесь.

История вычислительной машины Леонардо Торреса

Леонардо Торрес и Кеведо

В 1893 году Леонардо Торрес и Кеведо (см. Биографию Леонардо Торреса) представил свою первую работу в Испанской Королевской академии наук. Он был посвящен алгебраической машине, способной вычислять корни уравнения любого уровня.К статье прилагался рабочий прототип устройства (см. Нижнее изображение). Это был первый автоматический калькулятор, разработанный Торресом и Кеведо в длинном списке их (он разработал множество передовых машин, включая первую машину для практической игры в шахматы).

Алгебраическая машина Торреса была аналоговым вычислительным устройством с механизмом, основанным на шкиве конической формы со спиральной канавкой вокруг него. Машина использовалась для решения уравнений типа:
^{+ Ax = B}
или
^{+ Ax = B}

Алгебраическая машина Торреса из 1893 года

Основная мотивация Кеведо во всей его работе в области автоматов (помимо вычислительных машин и шахматной автоматизации, он построил также автомат для взвешивания и машину для игры, подобную Ниму), похоже, в полной мере использовал новые возможности электромеханической техники. предложил и бросить вызов общепринятому мнению об ограничениях машин, но не о создании работоспособного электромеханического компьютера общего назначения или чего-то еще.Торрес, безусловно, обладал знаниями и потенциалом для производства такой машины, но это было слишком рано, потребность в крупномасштабных полностью автоматических вычислительных машинах появилась только в 1940-х годах.

Главной письменной работой Торреса по теме автоматики была его увлекательная книга Essays on Automatics , опубликованная в 1913 году, в которой он придумал термин Automatics . Бумага дает нам основную связь между Торресом и Бэббиджем. Торрес кратко рассказывает об усилиях Бэббиджа по созданию механической разностной машины и аналитической машины.Он описывает аналитическую машину как иллюстрацию его теорий о потенциальной мощности машин и рассматривает проблему разработки такого двигателя как вызов своим навыкам как изобретателя электромеханических устройств. На самом деле в документе содержится полный проект (хотя Торрес считал его теоретическим, а не практическим) машины, способной полностью автоматически вычислять значение формулы α = ax (y – z) ^{для последовательности наборов значений задействованных переменных (см. нижний рисунок).Он демонстрирует хитрые электромеханические приспособления (переключатели, электромагниты…) для хранения десятичных цифр, для выполнения арифметических операций с использованием встроенных таблиц функций и для сравнения значений двух величин. Вся машина должна была управляться с помощью программы только для чтения (в комплекте с условиями для условного ветвления), представленной шаблоном проводящих областей, установленных вокруг поверхности вращающегося барабана. Между прочим, статья также почти случайно содержит то, что считается первым предложением идеи арифметики с плавающей запятой!}

Сборочный чертеж машины из «Очерков по автоматике» (щелкните, чтобы увидеть увеличенное изображение)

Позже Торрес создал серию рабочих прототипов вышеупомянутой машины.Возможно, первой была демонстрационная машина, способная оценить p x q – b (см. Нижнюю фотографию). Насколько успешно это было на практике, мы не знаем.

Прототип аналитической машины 1914 года (Colegio 1978)

В 1920 году Торрес, должно быть, устранил любую неуверенность в своем потенциале и знаниях, чтобы построить работоспособную электромеханическую вычислительную машину, потому что он поразил участников парижской конференции, отметив важность 100-летие изобретения Томасом Кольмаром первой действительно практичной вычислительной машины с демонстрацией его электромеханического арифмометра (см. нижнее фото).Эта машина состояла из арифметического устройства, подключенного к пишущей машинке (возможно, удаленной), на которой можно было набирать команды и автоматически распечатывать результаты. Торрес, очевидно, не думал о создании такой машины в коммерческих целях, вместо этого рассматривая ее как средство демонстрации своих идей и методов.

Электромеханический арифмометр Торреса с 1920 года (Santesmases 1980)

Для использования системы оператор набирает на пишущей машинке обычным образом описание операции, которую он желает выполнить.Таким образом, если он хочет умножить 532 на 257, он последовательно нажимает клавиши, представляющие цифры 5, 3, 2, затем клавишу пробела, клавишу, представляющую знак умножения, снова клавишу пробела и, наконец, клавиши. для цифр 2, 5, 7: машина набирает оператор 532 × 257. Это все!
Когда расчет закончен, машина подает команду пишущей машинке, которая печатает после данных, введенных калькулятором, знак равенства и результат операции. Наконец, пишущая машинка продвигается на строку, и каретка возвращается влево, готовая к печати и выполнению новой операции.
Счетная машина и пишущая машинка соединены электрическим кабелем, поэтому с помощью длинного кабеля их можно разделить на большое расстояние.
Согласно Торресу метод выполнения деления является основной характеристикой моей машины. Он автоматически сравнивает делитель и остаток, а затем, если делитель меньше, вычитает его из делимого; в противном случае он делит его на 10, смещая каретку на одно место вправо.
Давайте посмотрим на принцип деления, используя рисунок из презентации Торреса 1920 года (Bulletin de la Société d’Encouragement pour l’Industrie Nationale) , описывающий машину (см. нижний рисунок):

Механизм деления арифмометра Торреса от 1920

Пять барабанов D _{, D , D , D и D представляют собой дивиденды.Три кривошипа M , M и M представляют собой делитель.}