Указанные выше способы и методы предупреждения загрязнения водных ресурсов этим не исчерпываются. Существует еще много разнообразных водоохранных мероприятий, которые позволяют сократить объем и снизить степень загрязненности сточных вод. Однако нужно помнить, что все эти методы могут лишь несколько отдалить загрязнение природных вод, но не приостановить его. Поэтому проблему чистой воды можно будет решить только при условии перехода к замкнутым системам водоснабжения.

Неочищенные или частично очищенные сточные воды, попадая в водные объекты, приводят к изменению физических свойств и химического состава их вод, изменяют качество воды, загрязняют ее.

В загрязненных водных объектах происходят сложные процессы, ведущие к восстановлению естественного состояния реки, озера или водохранилища. Совокупность гидродинамических, биохимических, химических и физических процессов, приводящих к снижению концентраций загрязняющих веществ в воде и называют самоочищением водных масс. В зависимости от того, какие вещества (консервативные или неконсервативные) и в каком фазовом состоянии (во взвешенном или растворенном) попадают в водоем со сточными водами, в процессе самоочищения будут преобладать либо гидродинамические, либо химические или биологические процессы. Консервативные растворенные вещества не поддаются никаким процессам превращения, их концентрация снижается только вследствие разбавления (гидродинамический процесс).

При наличии в сточных водах взвешенных веществ существенную роль в процессе самоочищения водных масс будут играть процессы осаждения взвеси на дно (физические и гидродинамические процессы). Самоочищение водных масс от неконсервативных растворенных веществ происходит в результате как разбавления, так и взаимодействия с другими компонентами содержащимися в воде (гидродинамические, химические и биохимические процессы).

Для расчета допустимой нагрузки на водоемы и водотоки загрязненными стоками, для прогноза состава и свойств водных масс с учетом самоочищения необходима количественная характеристика роли каждого процесса в превращении растворенных и взвешенных веществ органического и неорганического происхождения [16].

6. Технико-экономическая эффективность разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией канала им. К. Сатпаева

Развитие микроэлектроники и компьютерных технологий достигло такого уровня, на котором стала возможна комплексная автоматизация производств. Раньше, такие понятия как АСУ ТП и АСУП были разграничены между собой, теперь же, наоборот они всё в большей и большей степени стремятся к объединению.

В настоящем дипломном проекте задача контроля и управления насосной станцией будет решена посредством разработки системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией на базе SCADA-системы WinCC фирмы Siemens.

6.1 Расчет стоимости создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

Проведём расчет стоимости создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления.

Стоимость изготовления системы оперативно-диспетчерского контроля и управления определяется на основе нормативов материальных и трудовых затрат при наличии конструкторско-технологической документации и нормативов затрат.

Исходными данными для проведения расчета являются:

- спецификация основных сборочных единиц, нормативы их расхода на единицу продукции;

- сводные нормы трудоемкости по видам работ и средние разряды работ на сборку, монтаж, наладку и регулирование изделия в целом;

- часовые тарифные ставки по разрядам работ, видам и условиям труда;

- прейскуранты актовых цен на материалы и комплектующие изделия;

- размеры транспортно-заготовительных и цеховых расходов;

- нормативы отчислений на социальное;

- нормативы отчислений на амортизацию используемого оборудования.

Проведём расчет капитальных затрат. В таблице 6.1 приведены капитальные затраты на оборудование. Цены за единицу оборудования взяты из прайс-листов фирм Siemens, ПОИНТ, KROHNE, TNS-INTEC, Microsoft.

Таблица 6.1 - Капитальные затраты на оборудование

В капитальные затраты также входят расходы на монтаж и установку оборудования. Работа по монтажу и установке оборудования является работой средней сложности. Монтажник, имеющий средне-специальное образование и выполняющий работу средней сложности, должен иметь оклад, в соответствии с тарифной сеткой фирмы "Плюс микро", равный 53 000 тенге.

С учетом того, что на выполнение работы затрачено 3 месяца (по 26 рабочих дней, восьми часовой рабочий день), заработная плата за это время составит 159 000 тенге для одного монтажника, так как всего было задействовано четыре монтажника, то в итоге получаем затраты на заработную плату равные 636 000 тенге.

Так как единая тарифная сетка отражает минимальный уровень оплаты труда, то добавим к тарифной ставке премиальную оплату за выполнение работы в срок в размере 50% от заработной платы и получаем для четырех работников премиальную оплату в размере 318 000 тенге.

Тогда заработная плата с учетом премии для четырех работников будет равна 954 000 тенге. Теперь рассчитаем социальный налог, который необходимо уплатить.

Рассчитывается годовой фонд заработной платы работника - 954 000 тенге.

Пенсионные отчисления, не облагаемые налогом, составляют 95 400 тенге. Облагаемый доход налогоплательщика составляет 858 600 тенге. Социальный налог облагает сумму заработной платы частями. Так как сумма годового фонда заработной платы работника попадает в предел от 40-кратного до 200-кратного годовых расчетных показателей (грп), то сумма налога будет рассчитана как сумма налога с 40-кратного грп в размере 11% - 65 875,2 тенге и оставшаяся сумма, превышающая 560 640 тенге будет облагаться социальным налогом в размере 9 % - 7 724,3 тенге. Фонд заработной платы одного работника за один месяц составит 87 224,3 тенге.

В итоге фонд заработной платы четырех работников за три месяца составил 1 046 691,6 тенге.

Итого получается, что капитальные затраты в размере 3 533 601,6 тенге израсходованы на приобретение, установку и наладку оборудования.

Проведем расчет годовых издержек.

Приводим расчет заработной платы одного оператора АРМ, всего будет три оператора АРМ и один оператор для наблюдения за происшествиями на всех постах контроля. Работа оператора является работой средней сложности. Оператор, имеющий высшее образование и выполняющий работу средней сложности, должен иметь оклад, в соответствии с тарифной сеткой фирмы "Плюс микро", равный 61 000 тенге.

В итоге получаем затраты на заработную плату равные 2 928 000 тенге. Теперь рассчитаем социальный налог, который необходимо уплатить.

Рассчитывается годовой фонд заработной платы работника - 732 000 тенге.

Пенсионные отчисления, не облагаемые налогом, составляют 73 200 тенге. Облагаемый доход налогоплательщика составляет 658 800 тенге. Социальный налог облагает сумму заработной платы частями. Так как сумма годового фонда заработной платы работника попадает в предел от 40-кратного до 200-кратного годовых расчетных показателей (грп), то сумма налога будет рассчитана как сумма налога с 40-кратного грп в размере 11% - 65 875,2 тенге и оставшаяся сумма, превышающая 560 640 тенге будет облагаться социальным налогом в размере 9 % - 6 225,8 тенге. Фонд заработной платы одного работника за один месяц составит 67 225,8 тенге.

В итоге фонд заработной платы четырех работников за год составил 3 226 838,4 тенге.

Расчет электроэнергии приведен в таблице 6.2.

Расчет производим по формуле:

, тенге, (6.1)

где Ц - цена 1 кВт/ч, в соответствии с тарифом организации-поставщика электроэнергии - «KEGOC», равна 4,76 тенге;

t - время работы в году (часы);

Р - потребляемая мощность (кВт/ч).

Таблица 6.2 - Определение расходов на электроэнергию

Итого получается 562 917,6 тенге, учитывая, что расчет был произведен для 1 поста, а постов 3 штуки.

Амортизация. Формула необходимая для расчёта приведена ниже:

А = Н_а х Ф, тенге, (6.2)

где Н_А - норма амортизации в процентах;

Ф - стоимость.

Предельные нормы амортизации были взяты из Кодекса Республики Казахстан «О налогах и других обязательных платежах в бюджет» статья 110.

Для КТС подсистемы измерений предельная норма амортизации равна 15 %, для КТС подсистемы сбора данных, КТС подсистемы телекоммуникаций и КТС подсистемы отображения, хранения и управления данными предельная норма амортизации равна 40 %, для ПО предельная норма амортизации равна 15 %. Стоимость была взята из таблицы 6.1. Амортизационные отчисления для КТС подсистемы измерений равны 120 261 тенге. Амортизационные отчисления для КТС подсистемы сбора данных равны 328 588 тенге. Амортизационные отчисления для КТС подсистемы телекоммуникаций равны 21 680 тенге. Амортизационные отчисления для КТС подсистемы отображения, хранения и управления данными равны 252 032 тенге. Амортизационные отчисления для ПО равны 71 768 тенге.

Итого амортизационные отчисления равны 794 329 тенге.

Ремонт оборудования. Расчёт отчислений от стоимости используемого оборудования на ремонт приведен в таблице 6.3.

Расчет произведен по формуле:

, тенге, (6.3)

где Ф_ктс - балансовая стоимость оборудования.

Таблица 6.3 - Расчёт отчислений от стоимости используемого оборудования на ремонт

Общие отчисления в ремонтный фонд составят 150 933,3 тенге.

Всего годовых издержек рассчитаем по формуле:

, тенге, (6.4)

где И_з - издержки заработной платы;

И_эл - электроэнергия;

А_г - амортизационные издержки;

Р_рем - издержки на ремонт.

И получаем по формуле (6.4) годовые издержки равные 4 735 018,3 тенге.

6.2 Обоснование эффективности создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления

Данный проект не имеет валового дохода, поэтому рассчитывать экономическую эффективность не представляется возможным. Рассмотрим социальную эффективность создания системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией РГП «Канал им. К. Сатпаева».

Социальная эффективность - сложная, многофункциональная система связей, опосредующая достижение конечной цели любой формы организации общественного производства - удовлетворение потребностей людей.

Приведем плюсы использования выбранной SCADA-системы WinCC. Основанная на SCADA-системе WinCC операторская система является чрезвычайно гибкой. Она может быть легко адаптирована для установок любых размеров и соответственно может удовлетворять различным требованиям пользователя. Основой для этого служат идеально согласованные операторские станции для однопользовательской системы или многопользовательской системы с архитектурой клиент-сервер.

WinCC - это мощная и открытая система, позволяющая устанавливать связи с различными ПЛК. Однако особые преимущества WinCC заключаются в том, что система является частью комплексной системы автоматизации в рамках SIMATIC (Totally Integrated Automation (TIA) with SIMATIC).

Комплексная система автоматизации TIA позволяет полностью интегрировать отдельные компоненты. Другими словами: можно уменьшить затраты на разработку решения автоматизации - а это, в свою очередь, существенно уменьшит затраты на обеспечение жизненного цикла системы и общие затраты.

В целом, сама система WinCC представляет собой безопасное капиталовложение, поскольку предоставляет возможности легкого расширения и масштабирования.

Основанная на SIMATIC WinCC система оперативно-диспетчерского контроля и управления позволяет:

- точно и оперативно, достоверно и легитимно определять количество полученной электрической энергии и количество воды, отпущенной потребителям;

- обеспечить синхронность измерений электроэнергии;

- обеспечить сбор информации по регламенту, обработку и выдачу технологической информации в реальном масштабе времени оперативному персоналу канала, а также сбор информации по запросу в любой момент времени;

- осуществить снижение потерь электроэнергии за счёт оптимизации технологического процесса, обеспечение выполнения объёмов перекачки воды с минимальными энергетическими затратами.

Программно-технические средства системы оперативно-диспетчерского контроля и управления обеспечивают измерение количества электрической энергии и воды с необходимой точностью, сбор и передачу по каналам связи информации учета электрической энергии, водоучета и теплотехнических параметров в центры сбора информации канала, поставщикам электроэнергии и СО.

Таким образом, система оперативно-диспетчерского контроля и управления полностью соответствует своему основному назначению, а именно предоставляет достоверные и узаконенные нормативными документами данные учета электроэнергии и водоучета [25].

Заключение

На сегодняшний момент при наличии современных средств измерений, связи и новых компьютерных технологий создание системы оперативно-диспетчерского контроля и управления является с одной стороны интересной и увлекательной задачей, а с другой стороны сложной. Ведь не достаточно, например, просто взять любой первый подвернувшийся датчик, котроллер или какое-нибудь программное обеспечение и создать конкурентоспособную отвечающую всем поставленным требованиям систему, нужно из всего многообразия представленных на рынке товаров выбрать наиболее приемлемый по всем параметрам продукт. То есть уже на первом этапе создания автоматизированной системы разработчик сталкивается с трудностями, но потраченное на выбор средств автоматизации время с лихвой окупится в дальнейшем.

Стремительно ворвавшиеся на рынок современных технологий SCADA-системы поначалу, как и все новое, были подвергнуты критики и не вызвали должного интереса, но сейчас невозможно себе представить ни одну систему оперативно-диспетчерского контроля без использования SCADA.

Современные SCADA-системы легко взаимодействуют со стандартными и пользовательскими программами, в результате чего возникают решения по визуализации, которые точно удовлетворяют практическим требованиям. Благодаря открытым интерфейсам системные интеграторы могут разрабатывать собственные приложения, целенаправленно надстраивая системные расширения.

Интегрирование всех составных частей системы контроля и управления в единой технологии минимизирует затраты на их стыковку, сокращает время обмена и преобразования данных, исключает потери информации, повышая тем самым надежность и эффективность создаваемых систем.

Открытая архитектура аппаратного и программного обеспечения позволяет наращивать состав измерительной аппаратуры и вводить новые алгоритмы контроля, развивать и модернизировать уже внедренные системы.

В настоящем дипломном проекте решены следующие задачи, связанные с созданием автоматизированной системы оперативно-диспетчерского контроля и управления насосной станцией РГП «Канал им. К. Сатпаева»:

- разработаны требования к системе;

- разработана структура системы;

- выбрано техническое обеспечение системы;

- разработана структура программного обеспечения системы;

- разработана система автоматического контроля расхода и давления воды на выходе насосной станции;

- разработаны элементы программного обеспечения системы.

Так же был осуществлен расчет экономических затрат, разработаны мероприятия по охране труда и освещены проблемы промышленной экологии.

Список использованных источников

1. Водоснабжение и канализация [Текст]: учебник для вузов / В.С. Кедров, П.П. Пальгунов, М.А. Сомов. - М.: Стройиздат, 1984. - 288 с.

2. SCADA-системы: взгляд изнутри [Текст]: учебник для вузов / Е.Б. Андреев, Н.А. Куцевич, О.В. Синенко. - М.: РТСофт, 2004. - 176 с.

3. Инструкция по обходу и осмотру оборудования насосной станции [Текст] - инструкция, 1974.

4. Куцевич, Н.А. SCADA-системы. Взгляд со стороны [Текст]: учебник для вузов / Н.А. Куцевич. - М.: РТСофт, 1999. - 177 с.

5. Куцевич, Н.А. Citect - новая SCADA-система на российском рынке и новые возможности [Текст]: учебник для вузов / Н.А. Куцевич. - М.: РТСофт, 2000. - 152 с.

6. http://www.siemens.ru [Электронный ресурс].

7. http://www.siemens/WinCC.ru [Электронный ресурс].

8. Техническое задание на проект АИИС КУЭ РГП «Канал им. К. Сатпаева» [Текст], 2005.

9. Проект АИИС КУЭ РГП «Канал им. К. Сатпаева» [Текст] : Книга первая - М.: 2005.

10. Шуп, Т. Решение инженерных задач на ЭВМ [Текст] : практическое руководство / Т. Шуп. - М.: Мир, 1982. - 238 с.

11. Фешин, Б.Н. Автоматизация промышленных установок и технологических комплексов [Текст]: учебное пособие по курсовому проектированию / Б.Н. Фешин. - Караганда: КарГТУ, 2000. - 100 с.

12. Деменков, Н.П. SCADA-системы как инструмент проектирования АСУ ТП [Текст] : учебное пособие / Н.П. Деменков. - М.: МГТУ им. Баумана, 2004. - 304 с.

13. Экологическое состояние окружающей природной среды Республики Казахстан и меры по ее улучшению [Текст] - Алматы : Министерство экологии и биоресурсов Республики Казахстан,1996.

14. Отчёт о проделанной работе. Река Нура [Текст]: ОО «Экологический Музей».

15. Проект реабилитации и управления окружающей средой бассейна рек Нура-Ишим [Текст]: BCEOM, French Engineering Consultants.

16. Техника защиты окружающей среды [Текст]: учебник для вузов / А.И. Радионов, В.М. Клушкин, И.С. Торочешников. - М.: Химия, 1989. - 368 с.

17. Республика Казахстан. Трудовой кодекс [Текст]: кодекс РК № 251 : [принят парламентом 15 мая 2007 г.] // Казахстанская правда - 2007. - 22 мая.

18. Республика Казахстан. Законы. О промышленной безопасности на опасных производственных объектах [Текст] : закон РК № 314 : [принят парламентом 3 апреля 2002 г.] // Казахстанская правда - 2002. - 18 апреля.

19. Республика Казахстан. Санитарные правила и нормы. Гигиенические требования к организации и условиям работы с видеодисплейными терминалами и персональными электронно-вычислительными машинами [Текст] : СанПиН № 1.01.004.01: Астана - 2001. - 17 декабря.

20. Республика Казахстан. Строительные нормы и правила. Пожарная безопасность зданий и сооружений [Текст] : СНиП 2.02-01-2001: Астана - 2002. - 34 с.

21. Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля [Текст]: учебник для вузов / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, М.Б. Миндин. - М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1983. - 376 с.

22. Емельянов, А.И. Проектирование систем автоматизации технологических процессов [Текст] : справочное пособие / А.И. Емельянов, О.В. Капник. - М.: ЭНЕРГОАТОМИЗДАТ, 1983. - 400 с.

23. Александров, К.К. Электротехнические чертежи и схемы [Текст] : учебник для вузов / К.К. Александров, Е.Г. Кузьмин. - М. : МЭИ, 2004. - 300 с.

24. Фешин, Б.Н. Математическое моделирование динамических систем [Текст]: учебное пособие / Б.Н. Фешин. - Караганда : КарГТУ, 1998. - 145 с.

25. Линника, Г.Ф. Экономическая эффективность автоматизации производственных процессов [Текст]: учебное пособие / Г.Ф. Линника, О.Г. Скрипка. - Киев: Высшая школа, 1989. - 285 с.