Разработка системы автоматического контроля уровня сыпучих материалов в цилиндрическом резервуаре

Руководитель проекта:

руб.

Инженер:

руб.

Результаты расчетов дополнительной и фонда заработной платы разработчиков представлены в таблице 10.5.

Таблица 10.5 - Результаты расчетов дополнительной и фонда заработной платы

Разработчики Проекта	Основная заработная плата руб.	Дополнительная заработная плата руб.	Фонд заработной платы руб.
Руководитель проекта	1947,73	584,32	2532,1
Инженер	16166,2	4849,85	21016,05
Итого	23548,15

Таблица 10.6 - Основная заработная плата специалистов

Исполнители проекта	Трудоемкость работ, чел. /дн.	Оклады специалистов, руб.	Основная заработная плата, руб.
Руководитель проекта	5	8570 4285	1947,73 973,87
Инженер	78	4285	15192,3
Итого	18113,9

10.4.2 Начисление на заработную плату

Отчисление во внебюджетные фонды производится в процентах от фонда заработной платы и для малых предприятий с упрощенной формой налогообложения составляет 14%.

Отчисление на социальные нужды составляет 14% от фонда оплаты труда:

руб.

10.4.3 Аренда помещения

Для разработки программного продукта программистом была арендована квартира площадью 40 м2, стоимостью 8000 руб. в месяц.

Затраты за аренду помещения составляют:

Один день аренды комнаты равен:

руб.

83 дня аренды комнаты составляет: руб.

10.4.4 Коммунальные услуги

Рассчитаем затраты на электроэнергию:

Основным источником потребления электроэнергии в арендуемом помещении была ПЭВМ, потребляемая мощность, которой составляет примерно 0,5 кВт в час.

Учитывая 14 часовую работу на ПЭВМ в день и количество дней затраченных на разработку проекта связанные с эксплуатацией ПЭВМ (равное 78), найдем количество часов работы компьютера:

часов

Тариф за электроэнергию 1кВт-час составляет 1,27 руб.

Рассчитает потребляемую мощность ПЭВМ, отработавшая 1092 часов:

Вт-час.

Затраты на электроэнергию:

руб.

10.4.5 Накладные расходы

Размер накладных расходов составляет 20% от суммы всех прямых затрат на создание системы:

руб.

10.4.6 Непредвиденные расходы

Принимается в размере 25% от основной заработной платы:

руб.

Результаты расчета всех затрат приведены в таблице 10.7.

10.5 Чистый дисконтированный доход

Синонимом экономического эффекта является чистый дисконтированный доход.

Чистый дисконтированный доход определяется по формуле:

, (10.6)

где (Рt - Зt) = Эt - эффект, достигаемый на t-м шаге;

Рt - результаты, достигаемые на t-м шаге расчета;

Зt - затраты, осуществляемые на том же шаге;

1/(1 + Е)t = t - коэффициент дисконтирования;

Е - норма дисконта для приведения разновременных затрат, результатов, эффекта к начальному периоду;

t - номер шага расчета (t = 0, 1, 2, …, Т);

Т - продолжительность расчетного периода.

Рассчитаем годовые эксплуатационные затраты к которым относятся затраты связанные с обеспечением нормальной работы использования программного продукта по формуле:

, (10.7)

где - заработная плата программиста с отчислением во внебюджетные фонды, руб.;

- амортизационные отчисления, руб.;

- затраты на потребляемую электроэнергию, руб.;

- затраты на текущие ремонты, руб.;

- накладные расходы, руб.

Затраты на основную и дополнительную заработную плату с отчислением на социальные нужды рассчитывается по следующей формуле:

, (10.8)

где - время, затраченное программистом на эксплуатацию системы тестирования, час;

- среднесуточная зарплата программиста, руб.;

- коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату, в долях к основной заработной плате равен 0,3;

- коэффициент, учитывающий отчисления во внебюджетные фонды равен 0,262.

Рассчитаем, заработную плату программиста учитывая 40 часов на эксплуатацию проекта и среднедневную зарплату 24,35 руб. в час:

руб.

Амортизационные отчисления рассчитываются по формуле:

, (10.9)

где - балансовая стоимость j-го вида оборудования, руб.;

- норма годовых амортизационных отчислений составляет 25%;

- количество единиц j-го вида оборудования;

- время работы j-го вида оборудования, час;

- эффективный фонд времени работы оборудования, час.

Рассчитаем амортизационные отчисления по формуле 10.9 исходя из цены компьютера равной 15 000 руб., времени работы ПЭВМ 40 часов и эффективного фонда времени работы ПЭВМ равной 352 часа:

руб.

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

, (10.10)

где - установленная мощность, кВт в час;

- время работы ПЭВМ, час;

- тариф на электроэнергию принимается 1,27 руб.

Рассчитаем затраты на электроэнергию по формуле 10.10 исходя из потребляемой мощности ПВЭМ равной примерно 0,5 кВт в час и времени работы компьютера 40 часов:

руб.

Затраты на текущий ремонт рассчитываются по формуле:

, (10.11)

где - норма отчислений на текущий ремонт равен 5%.

Рассчитаем затраты на текущий ремонт по формуле 10.11:

 руб.

Накладные расходы составляют 20% от всех прямых затрат на эксплуатацию:

руб.

Рассчитаем по формуле 1.7 годовые эксплуатационные издержки:

руб.

Оценка экономической эффективности проводится по формуле:

, (10.12)

где - годовой экономический эффект от использования продукта;

- приведенные затраты на единицу работ, выполняемых с помощью аналога и собственного продукта;

- отношение уровня конкурентоспособности собственного продукта к уровню конкурентоспособности конкурирующего продукта и равно 1,3.

Приведенные затраты на единицу работ, выполняемых по аналогу и собственному продукту рассчитываются по формуле:

, (10.13)

где - нормативный коэффициент экономической эффективности капитальных вложений в средства вычислительной техники равен 0,33;

- удельные капитальные вложения, связанные с проектированием и внедрением программ состоит из сметной стоимости разработки и себестоимости опытного образца продукта.

Стоимость конкурирующего программного продукта составляет 200000 руб.

Рассчитаем приведенные затраты на единицу работ по формуле 10.13, выполняемых с помощью аналога и собственного продукта:

аналог:

руб.

собственный продукт:

руб.

Рассчитаем годовой экономический эффект от разработки по формуле 10.12:

руб.

Рассчитаем чистый дисконтированный доход по формуле 10.6 при ставке дисконтирования :

первый год: ;

второй год: ;

третий год: .

Исходя из полученных результатов, строим график при значениях чисто дисконтированного дохода рисунок 10.1.

Рисунок 10.1 - График зависимости чистого дисконтированного дохода от расчетного периода

В соответствии с рисунком 10.1 определим графическим методом динамический срок окупаемости, пересечение кривой с осью абсцисс - составляет примерно 0,84 лет.

Таким образом, возврат заемных средств возможен по истечению 10 месяцев после начала инвестирования и внедрения системы тестирования.

10.5 Срок окупаемости

Расчет срока окупаемости затрат на разработку производится по формуле:

, (10.14)

где - единовременные капитальные затраты на разработку проекта составляет 42 208,135 руб.

Рассчитаем срок окупаемости затрат на разработку продукта:

лет.

Заключение

Диапазон частот пропускания сигнала излучения контуром, конденсатором которого является сам датчик, равняется 11кГц из-за необходимой низкой добротности контура, стоящий в цепи стока транзистора VT1. Низкая добротность необходима для уменьшения инерционности схемы излучения, в виду чего уменьшается время нарастания сигнала на датчике. Резонансная частота излучения ультразвука равняется собственной частоте излучения датчика и равна 40кГц.

Данный прибор выполняет измерение расстояния до уровня материала с точностью до 1% от минимального измеряемого расстояния (20см) с разрешением измерения 2мм. Однако при слабом отраженном сигнале от измеряемого материала прибор может иметь погрешность больше рассчитываемой, т.к. на измерение времени пролёта сильно оказывает негативное действие время нарастания сигнала в тракте усилителя сигнала и времени задержки в компараторе формирователя прерывания.

Для устранения таких недостатков рекомендуется повышать рабочую частоту излучения датчика, соответственно придётся менять тракт усилителя сигнала, в частности, необходимо поменять фильтры с RC - фильтров на LC - фильтры, у которых есть масса преимуществ перед RC - фильтрами; также необходимо менять сам усилитель с однокаскадного на двухкаскадный из - за частотных свойств элементов усилителя; схема подсчёта времени тоже требует изменения: более высокочастотный генератор для измерения времени пролёта импульса, что даст более тонкую разрешающую способность, но однако такое новшество скажется на себестоимости прибора и его более сложной настройке.

В последнее время всё чаще прибегают к ультразвуковому методу измерения уровня материалов, который носит безопасный характер измерения уровня материалов. Схемная реализация метода уже решена, поэтому основная задача состоит в удешевлении прибора, что и было достигнуто в настоящем проекте.

Список используемых источников

1. Алёшин Н.П. Лупачёв В.Г. Ультразвуковая дефектоскопия: Справ. Пособие. - Мн.: Выш. Шк., 1987. - 271 с., ил.

2. Ультразвуковой контроль материалов: Справ. Изд. И. Крауткремер, Г. Круткремер; Пер. с нем. - М.: Металлургия, 1991. - 752 с.

3. Неразрушающий контроль. В 5 кн., Кн. 2. Акустические методы контроля: Практ. Пособие / И.Н. Ермалов, Н.П. Алёшин, А.И. Потопов; Под ред. В.В. Сухорукова. - М.: Высш. шк., 1991. - 283 с.: ил.

4. Журнал «Аппаратные средства контроля», изд. 2001. - 60 с.: ил.

5. Белькович В.М., Дубровский Н.А. Сенсорные основы ориентации китообразных // Л.: Наука. 1976, 204 С.

6. Ширман Я.Д. Теоретические основы радиолокации //М.: "Советское радио", 1970.

7. www. Murata.com. Пер с англ.

8. «Ультразвуковые датчики для систем управления», Жданкин В., Современные технологии автоматизации, №1,2003г., с.68.

9. Справочник, «Физические величины», под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейли-хова, Москва, Энергоатомиздат, 1991г.

10. «Избирательные RC - усилители», Масленников В.В., Сироткин А.П., Энергия, 1980. - 216 с.: ил.

11. Клюев В.В «Приборы и методы неразрушающего контроля», Справ., 2001. - 610 с.: ил.

12. Белов А.В. Конструирование устройств на микроконтроллерах. - СПб.: Наука и Техника, 2005. - 256 с.: ил.

13. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры AVR семейства Classic фирмы ATMEL - 2-е изд., стер. - М.: Издательский дом «Додэка - ХХI», 2004. - 288 с.: ил.

14. Аксенов А.И. Нефёдов А.В. Резисторы, конденсаторы, провода, припои, флюсы, М.: - «СОЛОН - Р», 2000. - 245 с.: ил.

15. Сидоров И.Н., Скорняков С.В. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры: Справочник. - 2 - е изд., доп. - М.: «Радио и связь», 1999. - 336 с.: ил.

16. www.tehbez.ru / Docum/ documShow_DocumID_452.html.

17. Костиков В.Т., Парфёнов Е.М., Шахнов В.А. Источники питания электронных средств. Схемотехника и конструрование: Учебник для ВУЗов. 2 - е изд. - М.: 2001. - 344 с.: ил.

18. Ненашев А.П. Конструирование радиоэлектронных средств: Учебник для радиотехнич. Спец ВУЗов. - М.: Высш. шк., 1990. - 432 с.: ил.

19. Операционные усилители и компараторы. - М.: Издательский дом «Додэка - ХХI», 2002. - 560 с.

20. ГОСТ 12.0.003-74 Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

21. ПОТ РО 14000 - 001 - 9 Правила по охране труда на предприятиях и в организациях машиностроения.

22. СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

23. ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

24. СНиП 23-05-95 Естественное и искусственное освещение.

Приложение А

(Справочное)

Листинг программы для микроконтроллера AT90S2313.

;.include “2313.inc”

.DEFINE R25 = HTEMP

R24 = LTEMP

R27 = HSPEED

R26 = LSPEED

.EQU HSPEED = $01

LSPEED = $4A

.CSEG

;************************************ГЛАВНАЯ ПРОГРАММА********************

SBI DDRD,1

CBI PORTD,1 ;запретили работу генератора УЗ колебаний

LDI R31,0B00001111 ; прерывания только по нарастающему фронту

OUT MCUCR,R31

LDI R31,0B10000000 ; разрешено только INT1

OUT GIMSK,R31

LDI R31,0B11000100 ; полное разрешение таймера/счётчика1

OUT TIMSK,R31

LDI R31,LOW(RAMEND)

OUT SPL,R31

CLR R31

OUT TCCR1A,R31

MAIN: RCALL TERMOSENSOR ;в регистре ТЕМР код температуры

RCALL CORRECTION ;скорость в регистрах HSPEED и LSPEED

RCALL TIMEGENERATOR;время пролёта в регистрах R23R22

RCALL CALCULATE ;в R22R21R20 - значение расстояния

RCALL DECODERING ;в R9R8R7R6 - декодированные числа

RCALL INDICATE

RJMP MAIN

ПОДПРОГРАММЫ******************

TERMOSENSOR:

RCALL RESET

LDI R30,8

LDI R28,$EE

CLC

SBI DDRD,4

LOOP1: ROR R28

BRCS TS1

BRCC TS2

TS1: RCALL WRITE1

TS2: RCALL WRITE0

DEC R30

CPI R30,00

BRNE LOOP1

LDI R31,$50

OUT LOW(OCR1A),R31

LDI R31,HIGH(OCR1A),R31

LOOP2: LDI R31,20

RCALL DELAY ;ждать одно (около 1 сек) преобразование

DEC R31

CPI R31,00

BRNE LOOP2

RCALL RESET ;сброс для новой передачи байта

LDI R28,$AA ;чтение датчика

CLC

LDI R30,8

LOOP3: ROR R28

BRCC TS3

BRCS TS4

TS3: RCALL WRITE0

TS4: RCALL WRITE1

DEC R30

CPI R30,0

BRNE LOOP3

CBI DDRD,4 ;линия порта настроена на чтение данных

LDI R30,8 ;счётчик битов

LOOP4: LDI R31,17

OUT LOW(OCR1A),R31

RCALL DELAY

LDI R31,40

OUT LOW(OCR1A),R31

RCALL DELAY

SBIC PORTD,4

RCALL READ1

RCALL READ0

DEC R30

CPI R30,00

BRNE LOOP4

RET

CORRECTION:

LDI R30,59

CLR HTEMP

CR0: ADD LTEMP,LTEMP

ADC HTEMP,HTEMP

DEC R30

CPI R30,00

BRNE CR0

CR2: SBIW LTEMP,100 ;вычитание из HTEMP и LTEMP константы

BRCS CR1

INC R30

RJMP CR2

CLR R29

CR1: ADD LSPEED,R30

ROL R29

ADD HSPEED,R29

CLR LTEMP

CLR HTEMP

RET

TIMEGENERATOR:

SBI DDRD,1 ;разрешение работы генератору

SBI PORTD,1

NOP

NOP

SEI

RCALL TIMECOUNT

CBI PORTD,1 ;запретили работу генератора

CLI

IN R20,LOW(TCNT1)

IN R21,HIGH(TCNT1)

RET

CALCULATE:

CLR R22

CL1: ADD R20,R20

ADDC R21,R21

BRCS CL0

CL2: CLC

SBIW LSPEED,1

BRCS EXIT

RJMP CL1

CL0: INC R22

BRCC CL2

EXIT: RET

DECODERING:

CLI

LDI R2,$0F

LDI R1,$42

LDI R0,$40

DD1: RCALL ARIFM1

BRCS DD0

INC R9

RJMP DD1

DD0: RCALL ARIFM2

LDI R2,$01

LDI R1,$86

LDI R2,$A0

DD4: RCALL ARIFM1

BRCS DD2

INC R8

RJMP DD3

DD2: RCALL ARIFM2

CLR R2

LDI R1,$27

LDI R0,$10

DD6: RCALL ARIFM1

BRCS DD5

INC R7

RJMP DD6

DD5: RCALL ARIFM2

CLR R2

LDI R1,$03

LDI R0,$E8

DD8: RCALL ARIFM1

BRCS DD7

INC R6

RJMP DD8

DD7: SEI

RET

ARIFM1:

CLC

SUB R20,R0

SBC R21,R1

SBC R22,R2

RET

ARIFM2:

ADD R20,R0

ADC R21,R1

ADC R22,R2

RET

INDICATE:

SBI DDRD,0

CBI PORTD,0

LDI R31,$FF

OUT DDRB,R31

SWAP R9

ORI R9,0B00000111

OUT PORTB,R9

RCALL CLOCK

SWAP R8

ORI R8,0B00001011

OUT PORTB,R8

RCALL CLOCK

SWAP R7

ORI R7,0B00001101

OUT PORTB,R7

RCALL CLOCK

SWAP R6

ORI R6,0B00001110

OUT PORTB,R6

RCALL CLOCK

RET

CLOCK:

NOP

NOP

SBI PORTD,0

NOP

NOP

CBI PORTD,0

RET

READ0:

CLC

ROR LTEMP

RET

READ1:

SEC

ROR LTEMP

RET

WRITE1:

LDI R29,15

OUT LOW(OCR1A),R29

CBI PORTD,4

RCALL DELAY

SBI PORTD,4

LDI R29,90

OUT LOW(OCR1A),R29

RCALL DELAY

SBI PORTD,4

LDI R29,5

OUT LOW(OCR1A),R29

RCALL DELAY

RET

WRITE0:

CBI PORTD,4

LDI R29,100

OUT LOW(OCR1A),R29

RCALL DELAY

SBI PORTD,4

LDI R29,5

OUT LOW(OCR1A),R29

RCALL DELAY

RET

DELAY:

LDI R31,0B00001111 ;запуск счётчика с послед. сбросом в ноль

OUT TCCR1B,R31

DL0: NOP

NOP

NOP

SBIS TIFR,6 ; проверка на совпадение

RJMP DL0

CLR R31

OUT TCCR1B,R31 ;остановить счётчик

RET

TIMECOUNT:

LDI R31,0B00001111

OUT TCCR1B,R31

TC0: NOP

SBIC TIFR,7

RJMP TC1

SBIS GIFR,7 ;ожидание прерывания от формирователя

RJMP TC0

TC1: CLR R31

OUT TCCR1B,R31 ;остановить счёт времени

RET

RESET:

TS0: SBI DDRD,4

LDI R31,$26

OUT LOW(OCR1A),R31

LDI R31,$02

OUT HIGH(OCR1A),R31

CBI PORTD,4

RCALL DELAY

SBI PORTD,4

NOP

NOP

NOP

NOP

NOP

CBI DDRD,4

LDI R31,$01

OUT HIGH(OCR1A),R31

LDI R31,$90

OUT LOW(OCR1A),R31

RCALL DELAY

SBIS PORTD,4

RJMP TS0

RET