4.2.5 Электрические исполнительные механизмы типа МЭО

Электрические исполнительные механизмы предназначены для перемещения регулирующих органов в системах автоматического регулирования, работают в комплекте с бесконтактными реверсивными пускателями типа ПБР-2-М, изготовляются с одним из следующих датчиков: реостатным (Р) или токовым (У) с унифицированным сигналом от 0 до 5 мА.

Одной из отличительных особенностей рассматриваемых исполнительных механизмов является применение в них однофазных асинхронных конденсаторных двигателей типа ДАУ. Эти двигатели отличаются малой инерционностью, высокой надежностью и способны длительно работать на упор. Это позволяет исключить из схемы управления исполнительным механизмом защитные концевые выключатели, роль которых выполняют настраиваемые механические упоры. Однофазное питание двигателя напряжением 220 В, 50 Гц также упрощает электрическую схему управления исполнительным механизмом.

Вторая особенность исполнительных механизмов типа МЭО состоит в применении многоступенчатых цилиндрических редукторов, отличающихся высоким КПД. Благодаря этому открывается возможность применения сравнительно маломощных электродвигателей для привода исполнительных механизмов с большими крутящими моментами (до 400 кгсм). Это в свою очередь упрощает задачу выбора пусковых устройств и способствует улучшению динамических свойств исполнительных механизмов. Тормозное устройство исполнительных механизмов типа МЭО имеет электромагнитный привод в виде соленоида, включаемого параллельно с обмоткой управления двигателя. При обесточенном электромагните с помощью рабочей пружины обеспечивается необходимое усилие торможения.

При появлении силового напряжения на обмотке управления электродвигателя появляется ток и в обмотке соленоида. Якорь втягивается и отводит тормозную колодку от вала электродвигателя.

При исчезновении напряжения на обмотке управления двигателя соленоид обесточивается, и вал электродвигателя тормозится с помощью пружины и тормозной колодки.

Исполнительные механизмы МЭО оснащаются обычно двумя индуктивными датчиками положения. Датчики размещаются в специальном блоке датчиков БДИ-6, в котором, кроме того, расположены четыре микровыключателя с двумя независимыми цепями каждый. Плунжеры датчиков и толкатели переключателей перемещаются с помощью кулачков, связанных с выходным валом исполнительного механизма.

В механизмах МЭО могут устанавливаться и другие модификации датчиков положения: индуктивный с устройством люфт - БДИ-6Л, реостатный БДР-П, токовый типа БДТ, состоящий из блока датчиков магнитных БДМ-2 и блока усилителей БУ-2.

Номинальный момент на выходном валу - 630 (63) Нм (кгс/м²). Время одного оборота выходного вала - 10с. Сопротивление реостатного датчика - 120 Ом. Напряжение питания - 22 В. Потребляемая мощность - до 600 ВА. Температура окружающей среды от -30 до + 55?С. Относительная влажность окружающей среды до 80%.

5. Выбор технического обеспечения

5.1 Выбор промышленного компьютера

Область применения промышленных компьютеров достаточно широка и охватывает почти все сферы промышленного производства. Специально для использования в промышленности различными фирмами разработано большое количество специализированных индустриальных компьютеров. Важной их особенностью является простота эксплуатации (они могут обслуживаться неспециалистами в области автоматизации) и построения систем автоматизации на их основе.

Промышленные компьютеры имеют большие отличия от офисных компьютеров. К промышленным РС предъявляют совершенно другие требования: сетевые возможности, вибростойкость, ударопрочность, пыле-влагонепроницаемость, диапазон рабочих температур, габариты, позволяющие их монтировать в стандартные стойки или встраивать в технологическое оборудование. Иногда требуется искро- и взрывобезопасность, стойкость к радиационным и магнитным молям. От промышленных компьютеров редко требуется большая мощь вычислений, они вполне могут обходиться и 386 и 486 процессорами. Главной их чертой является устойчивость к воздействию внешней среды, которая достигается различными способами.

Для защиты плат РС от ударов и вибрации применяются прочные шасси и корпуса, сами платы размещают на виброударостойкой подвеске и закрепляют защитными скобами.

Для борьбы с пылью создают внутри корпуса избыточное давление очищенного воздуха, а всасывающие вентиляторы снабжаются сменными фильтрами.

Еще одной особенностью промышленных РС является отсутствие материнской платы. Процессорная плата наравне с периферийными вставляется в стандартный слот на объединительной пассивной кросс-плате. Такое решение было принято в целях ускорения ремонта, модульная конструкция позволяет производить замену плат за 5 - 10 минут. Для повышения надежности в компьютеры дополнительно установлен сторожевой таймер в задачу которого входит перезапуск системы через несколько минут в случае зависания программы путем генерации сигнала RESET или IRQ15. также прибегают к хранению параметров SETUP в энергонезависимой памяти. Вместо винчестера может быть использован твердотельный эмулятор дискового накопителя на базе флэш-ПЗУ, который полностью эмулирует работу винчестера, но при этом в нем нет механических частей, что позволяет использовать его в условиях вибрационных и ударных нагрузок. Промышленные компьютеры имеют упрочненные металлические корпуса.

Индустриальные IBM PC совместимые системы на нашем рынке представляются в основном фирмами Advantech, Octagon Systems. ICP, Intecolor и другие. Для осуществления поставленной задачи в дипломном проекте решено укомплектовать систему промышленным панельным компьютером фирмы «Advantech» IPPC-950/920 с 15” TFT ЖК-дисплеем.

IРРC-950/920 - мощный высокоинтегрированный мультимедийный IBM PC совместимый панельный компьютер для решения самого широкого круга задач в области построения интерфейсов <человек-машина> (HMI) в промышленности и на транспорте, в самых неблагоприятных условиях внешней среды (степень защиты передней панели - IP65, металлический корпус). Оснащение компьютера включает процессор Pentium MMXT, плоский цветной дисплей с разрешением 1024x728 или 800x600 точек (сенсорный экран - по заказу), НГМД, НЖМД, привод CD-ROM, 4 последовательных порта, 2 порта USB, контроллер Ethernet 100/10 Мбит, а модульная конструкция обеспечивает максимальную гибкость использования.

· Конструкция: корпус из нержавеющей стали с алюминиевой передней панелью;

· 2 вентилятора для охлаждения;

· Дисплей: цветной TFT с диагональю 15" и разрешением 1024x768 (IPPC-950) или с диагональю 12,1" и разрешением 800x600 (IPPC-920) точек;

· Процессор: до Pentium MMXT 233 МГц;

· Память ОЗУ: до 128 Мбайт (SDRAM);

· НЖМД: 1 место для 2,5" НЖМД;

· НГМД: 1 НГМД 1,44 Мбайт;

· CD-ROM: 24-скоростной;

· Контроллер Ethernet: NE2000 совместимый, 10/100Base-T;

· Порты ввода-вывода: 1 универсальный параллельный порт; порты для подключения клавиатуры и мыши (PS/2); 4 последовательных порта: три - RS-232, один - RS-232/422/485;

· 2 порта USB;

· Место для установки одной платы с шиной ISA/PCI;

· Габаритные размеры: 402x302x105 мм

· Масса 8,5 кг.

Промышленный компьютер фирмы «Advantech» рассчитан на постоянную круглосуточную работу и имеет среднее время наработки на отказ 50000 часов.

5.2 Выбор датчиков

5.2.1 Датчики давления Метран-22

Датчики давления серии «Метран-22» предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - давления избыточного (ДИ), абсолютного (ДА), разряжения (ДВ), давления-разряжения (ДИВ), разности давлений (ДД) нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.

Преобразователи «Метран-22-ДД» могут использоваться в устройствах предназначенных для преобразования значений уровня жидкости, расхода жидкости или газа в унифицированный токовый выходной сигнал.

Преобразователи предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного выходного сигнала 0-5 или 4-20 мА (преобразователи промышленного исполнения) постоянного тока.

По устойчивости к климатическим воздействиям датчики в зависимости от исполнения соответствуют виду климатического исполнения УХЛ категории размещения 3.1 по ГОСТ 15150 (группе исполнения В4 по ГОСТ 12997) для датчиков с аналоговым электронным преобразователем (АП) для работы при температуре от +5 до +50?С или от +1 до +80?С.

Таблица 5.1

Основные технические параметры и характеристики

Тип датчика	Модель	Верхний предел измерений по ГОСТ 22520	Предел допускаемой основной погрешности, %
Метран-22-ДИ	2161	16 МПа	0,2; 0,25; 0,5
Метран-22-ДД	2410 2444 2444	1 кПа 160 кПа 250 кПа	0,25; 0,5 0,25; 0,5 0,25; 0,5

Каждый преобразователь имеет устройства, позволяющие устанавливать значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого параметра (корректор «нуля») и верхнему предельному значению измеряемого параметра (корректор «диапазона») и может быть настроен на любой верхний предел измерения, указанный в паспорте.

Электрическое питание датчиков осуществляется от источников постоянного тока напряжением 36 В. Источник питания должен удовлетворять следующим требованиям: сопротивление не менее 40 Мом, выдерживать испытательное напряжение при проверке электрической прочности изоляции 1,5 кВ. Пульсация выходного напряжения не должна превышать 0,5%, от номинального значения выходного напряжения, при частоте гармонических составляющих, не превышающей 500 Гц.

Нагрузочное сопротивление от 0,2 до 2,5 кОм для преобразователей с выходным сигналом 0-5, 5-0 мА; от 0,1 до 1,05 кОм для преобразователей с выходным сигналом 4-20, 20-4, 0-20, 20-0 мА при напряжении питания 36 В.

Потребляемая мощность преобразователя при напряжении питания 36 В не более: 0,5 Вт для преобразователя с выходным сигналом 0-5, 5-0 мА; 0,8 Вт для датчиков с выходным сигналом 4-20, 20-4 мА, 1,2 Вт для датчиков с выходным сигналом 0-20, 20-0 мА.

Преобразователи предназначены для работы при атмосферном давлении от 84,0 до 106,7 кПа и соответствуют группе исполнения Р1 по ГОСТ 12997. Степень защиты преобразователей от воздействия воды и пыли IP65 по ГОСТ 14254.

По устойчивости к механическим воздействиям датчики соответствуют виброустойчивому исполнению по ГОСТ 12997: N4 (от 0,4 до 100 Мпа), N3 (от 2,5 до 250 кПа), L3 (для датчиков с верхним пределом измерений менее 2,5 кПа). Допускаемое направление вибрации - вдоль вертикальной оси датчика, установленного в рабочем положении.

Средний срок службы датчика 12 лет. Средняя наработка датчиков на отказ 100 000 часов. Межповерочный интервал - 2 года, методика поверки - в соответствии с МИ 1997 г.

Характеристика выходного сигнала - линейно-возрастающая или линейно-убывающая. Преобразователи относятся к восстанавливаемым, ремонтируемым, однофункциональным изделиям.

Устройство и работа датчика

Датчик давления состоит из преобразователя давления - измерительного блока (ИБ) и электронного преобразователя (ЭП).

При измерении избыточного давления, абсолютного давления, давления - разряжения датчиками Метран-22 (ДИ, ДА, ДИВ) давление рабочей среды подается в камеру «+», при этом камера «-» сообщается с атмосферой. При измерении разряжения (ДВ) убывающее давление перемещает мембрану в сторону, противоположную от избыточного давления.

При измерении разности давлений (ДД) положительное и отрицательное давления подаются в камеры « + » и « - » соответственно.

Давление (разность давлений) рабочей среды воздействует на мембраны (мембраны соединены между собой центральным штоком, который связан с концом рычага тензопреобразователя) и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя.

Чувствительный элемент - пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя. Тензорезисторы соединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны (деформация мембраны тензопреобразователя) приводит к пропорциональному изменению сопротивления тензорезисторов и рабалансумостовой схемы. Электрический сигнал с выхода мостовой схемы датчиков с АП поступает в электронный блок, где преобразуется в унифицированный токовый сигнал.

Монтаж датчиков на объекте следует производить в соответствии с инструкцией по эксплуатации. При монтаже датчиков на объекте соединительные трубки от места отбора давления к датчику должны быть проложены по кратчайшему расстоянию. В случаях, когда температура рабочей среды выше предельно допускаемой температуры окружающего воздуха, датчик устанавливается на соединительной линии, длина которой не менее 0,5 м, но не более 15 м. Масса датчиков от 1 до 10,4 кг в зависимости от модели.

5.2.2 Термопреобразователь ТСПУ-205

Термопреобразователи предназначены для преобразования температуры жидких и газообразных веществ в унифицированный токовый выходной сигнал, состоит из первичного преобразователя и измерительного преобразователя. В качестве первичных преобразователей используется термопреобразователь сопротивления с НСХ-100П. Измерительный преобразователь представляет собой печатную плату диаметром 43 мм, залитую с двух сторон компаундом, на которой размещены элементы электронной схемы.

Измерительный преобразователь преобразует сигнал, поступающий с выхода первичного преобразователя в унифицированный токовых выходной сигнал. ТСПУ-205 измеряет температуру от 0 до 500^оС; предел допускаемой основной приведенной погрешности, выраженной в процентах, равен 0,5; длина погружной монтажной части 160 мм; предельное рабочее избыточное давление 25 Мпа; выходной унифицированный сигнал в пределах от 4 до 20 мА; прибор периодической государственной поверки; показатель тепловой инерции не более 10 секунд; масса прибора не более 300г. Схема подключения двухпроводная, сопротивление нагрузки цепи до 1000 Ом. Прибор соответствует техническим условиям эксплуатации ТУ 4227-003-1328299795.

Термопреобразователи ТСПУ-205Ех имеют особо взрывобезопасный уровень взрывозащиты соответствующий ГОСТ 12.2.020, обеспечиваемый видам взрывозащиты "Искробезопасная электрическая цепь" по ГОСТ 22782.5. Материалы из которых выполнен корпус головки - термореактивная пластмасса АГ-4В. Защитная арматура контактирующая с измеряемой средой - сталь 12Х18Н10Т.

Диапазон преобразуемых температур от 0 до 200^оС; предел допускаемой основной приведенной погрешности, выраженной в процентах, равен 0,5; длина погружной монтажной части 500 мм; предельное рабочее избыточное давление 20 Мпа; выходной унифицированный сигнал в пределах от 4 до 20 мА; прибор периодической государственной поверки; показатель тепловой инерции не более 20 секунд; масса прибора не более 570 г. Схема подключения двухпроводная, сопротивление нагрузки цепи определяется используемым искробезопасным блоком питания и барьером искрозащиты. Прибор соответствует техническим условиям эксплуатации ТУ 4227-003-1328299795.

Средний срок службы ТСПУ-205 и ТСПУ-205 Ех не менее 12 лет.

5.3 Выбор модуля

5.3.1 Контроллеры серии ADAM-4000 - модули для распределённых систем сбора данных и управления на базе интерфейса RS-485

В последнее время в промышленной автоматизации стали широко использовать модули для распределенных систем сбора данных и управления типа ADAM-4XXX фирмы Advantech. Популярность этих модулей вполне объяснима, если принять во внимание их универсальность, широкую номенклатуру, насчитывающую более десятка типов, возможность создания распределенных сетей сбора данных по сети RS-485, наличие драйверов к популярным SCADA-системам, сравнительно доступную цену для мало бюджетных проектов. Клоны "четырехтысячной" серии стали выпускать еще несколько тайваньский фирм, среди которых ICP и AdLink, причем последние не только ограничились копированием модулей ADAM, но и расширили их номенклатуру несколькими своими моделями.

Модули серии ADAM-4000 предназначены для построения распределенных систем сбора данных и управления и представляют собой компактные и интеллектуальные устройства обработки сигналов датчиков, специально разработанные для применения в промышленности. Наличие встроенных микропроцессоров позволяет им осуществлять нормализацию сигналов, операции аналогового и дискретного ввода-вывода, отображение данных и их передачу (или прием) по интерфейсу RS-485.

Все модули имеют гальваническую развязку по цепям питания и интерфейса RS-485, программную установку параметров, командный протокол ASCII и сторожевой таймер. Питание модулей осуществляется нестабилизированным напряжением 10…30 В постоянного тока.

Диапазон температур:

· Диапазон температур: рабочий -10…+70°С,

· Хранения -25…+80°С.

· Относительная влажность -- до 95% без конденсации влаги.

5.3.2 ADAM-4017. Модуль аналогового ввода на 8 каналов

· 16-разрядный АЦП;

· 6 дифференциальных и 2 однополюсных канала;

· Программная настройка для работы с мВ, В или мА;

· Гальваническая изоляция 500 В.

5.3.3 ADAM-4013. Модуль аналогового ввода

· 16-разрядный АЦП;

· Программная настройка для работы с термометрами-сопротивлениями (Pt или Ni RTD);

· Гальваническая изоляция 500 В;

· Подключение по 2, 3 или 4 проводам.

5.3.4 ADAM-4052. Модуль цифрового ввода-вывода с гальванической развязкой

· 6 полностью изолированных цифровых входов;

· 2 изолированных входа с общей землей;

· Входное напряжение от 0 до 30 В;

· Гальваническая изоляция 5000 В.

5.3.5 ADAM-4520/4510. Модули преобразователя RS-232 в RS-422/485 и повторителя

· Скорость передачи до 38,4 кбит/с;

· Автоматический контроль за направлением передачи;

· Гальваническая изоляция 500 В (ADAM-5420);

· Длина сегмента линии до 1200 м;

· Напряжение питания: 10...30 В;

· Легко устанавливаются на DIN-рельсы.

6. Выбранные технические средства и их роль в структуре системы автоматического контроля и регулирования

В результате проведенного анализа и основанного на нем выбора технических средств, необходимых для построения автоматической системы контроля и регулирования давления пара в барабане котла, были выбраны:

1) промышленный компьютер «Advantech»;

2) термопреобразователи ТСПУ-205 и ТСМУ- 9313-3/1 (необходимое количество - 3 шт.);

3) преобразователи давления типа Метран 22М-ДИ (необходимое количество - 4 шт.);

4) преобразователи давления типа Метран 22М-ДД (необходимое количество - 5шт.);

5) модули аналогового ввода ADAM-4017, ADAM-4013 (необходимое количество - 4 шт.);

6) модули дискретного вывода ADAM - 4052 (необходимое количество - 3 шт.);

7) модули преобразователя RS-232 в RS-422/485 и повторителя ADAM-4520/4510 (необходимое количество - 4 шт.);

6.1 Система контроля и регулирования

Информация о текущих значениях технологических параметров снимается с контролируемых объектов при помощи термопреобразователей ТСПУ-205, ТСМУ-9313-3/1 и преобразователей давления типа Метран 22М-ДИ, Метран 22М-ДД.

Ввод сигналов от датчиков в промышленный компьютер «Advantech» осуществляется с помощью модулей удаленного ввода информации серии ADAM-4000 фирмы Advantech: ADAM-4017 - для ввода токовых сигналов, ADAM-4013 - для термометров сопротивления, ADAM - 4052 - для дискретных сигналов. Модули ADAM предназначены для преобразования сигналов тока, напряжения, термоэдс в цифровые коды и передачи информации в компьютер. Ввод информации от модулей в компьютер осуществляется по интерфейсу RS-485 с помощью «витой пары».

Измерение технологических параметров выполняется в заданной последовательности и с заданным темпом. Ввод относительно «быстрых» параметров (расход, давление) производится с периодичностью 1с, «медленных» (температурные параметры) - 3с.

Выходные сигналы модулей ADAM по интерфейсу RS-485 направлены к модулю ADAM-4520, который является преобразователем RS-485 в интерфейс RS-232, используемый для стыковки с компьютером.

Отображение информации на экране дисплея осуществляется в виде мнемосхем, которые создаются с помощью специального графического редактора. Мнемосхема представляет собой условное графическое изображение технологической схемы определенной функциональной группы. Каждому технологическому узлу соответствует своя мнемосхема.

Каждый объект информации или управления обозначается в качестве элемента хотя бы в одной мнемосхеме и может быть вызван с ее помощью в малое информационное окно для получения более детальной информации.

В протоколе событий отображаются все изменения дискретных параметров и модулей управления за последние 12 часов. Перемещение по протоколу возможно как построчно, так и постранично. В нижней строке жестко выведено последнее событие. Оператор имеет возможность наблюдать точные числовые значения параметров.

Дистанционное управление объектом осуществляется с функциональной клавиатуры при наличии изображения этого объекта в окне управления на дисплее. Управление осуществляется с помощью группы клавиш клавиатуры или мышью. Объектами дистанционного управления являются исполнительные механизмы котельной: задвижки, регулирующие клапаны, двигатели и т.д.

Помимо управления исполнительными механизмами путем подачи команд «открыть», «закрыть», «стоп», оператор имеет возможность оператор имеет возможность переводить режим работы арматуры на автоматическое управление от логических схем функционально-группового управления или регуляторов более высокого уровня, включать/отключать блокировки и схемы автоматического ввода резерва. Оператор имеет возможность отключения регулятора и перевода на ручное управление. В случае исчерпания регулировочного диапазона какого-либо регулирующего органа производится изменение структуры системы регулирования согласно алгоритму. При этом качество регулирования технологических параметров сохраняется.

7. Экономическая часть

В настоящее время многие предприятия тепловых сетей переведены на новую систему планирования и экономического стимулирования. Эта система направлена, прежде всего, на повышение производительности труда обслуживающего персонала предприятий, а также на более полное использование установленного оборудования, обеспечение нормального бесперебойного снабжения теплом и горячей водой потребителей, бережное отношение к оборудованию и экономное расходование топлива, электроэнергии и других материалов.

Повышение экономической эффективности системы теплоснабжения имеет первостепенное значение. Основным фактором повышения рентабельности производства являются новые условия планирования и экономического стимулирования, а также внедрения новой техники, механизации и автоматизации технологических процессов.

В дипломном проекте рассматривается автоматизация котельной, замена устаревшего, изношенного морально и физически автоматического оборудования на новое, менее энерго- и теплоемкое, малогабаритное, охватывающее контроль и регулирование процессом при помощи дистанционного управления.

Система автоматического регулирования котельных установок обеспечивает изменение производительности установки при сохранении заданных параметров (давления и температуры пара) и максимального КПД установки. Кроме того, повышает безопасность, надежность и экономичность работы котла, сокращает количество обслуживающего персонала и облегчает условия его труда.

Автоматизированная система самостоятельно выполняет задание в назначенной последовательности и нуждается только в настройке со стороны высококвалифицированного персонала. Автоматизированная система наиболее надежна, она не устает и не ошибается, что возможно при работе человека.

Затраты на модернизацию включают в себя: затраты на демонтаж устаревшего оборудования, монтаж пуск и наладку нового; затраты на заработную плату обслуживающего персонала; отчисления на социальные нужды, затраты на ремонт и обслуживание оборудования; амортизационные отчисления.

7.1 Расчет затрат на внедрение оборудования

Таблица 7.1 Расчет затрат на приобретение оборудования

Наименование оборудования	Кол-во, шт.	Цена за ед., руб.	Сумма, руб.
1.Промышленный компьютер “Advantech”	1	80500	80500
2. Принтер “HP LaserJet”	1	14800	14800
3. Расходные материалы			4600
4. Кабель	150 м	5	750
5. Модули ADAM-4017, 4013	4	4500	18000
6. Модуль ADAM-4052	3	3270	9810
7. Модуль ADAM-4520, 4510	4	2100	8400
8. Преобразователь измерительный «Метран-22М»	9	7200	64800
9. Термопреобразователь ТСПУ-205, ТСМУ-9313-3/1	3	1300	3900
10. Лицензионное программное обеспечение		200000	200000
11. Блок питания 36 В	6	1500	9000
12. Шкаф	2	2500	5000
13. Провод коммутационный RS-485/232	240 м	2,65	640
ИТОГО	420200
14. Прочие расходы (10%)	42020
ИТОГО	462220

Остаточная стоимость ликвидируемого оборудования находится по мере износа в виде амортизационных отчислений.

Годовая сумма амортизационных отчислений А_год определяется по формуле:

А_год = ,

где ОФ_б - балансовая стоимость основных фондов;

Н_а - норма амортизации.

Для данного оборудования Н_а = 7,2 %, со средним сроком эксплуатации 10 лет.

Таблица 7.2. Стоимость демонтажа оборудования

Наименование оборудования	Кол-во, шт.	Стоимость за единицу, руб.	Сумма, руб.
		балансовая	остаточная
1.Дифференциально-трансформаторный прибор КСД-2	6	7500	4260	25560
2. Манометр дифференциальный мембранный ДМ-3583 М	3	3800	2158	6475
3. Манометр типа МЭД	3	3100	1761	5282
4. Регулирующий прибор типа Р-25	4	8570	4867,5	19470
ИТОГО	56787

Затраты на пуск и наладку оборудования складываются из затрат на зарплату персонала, устанавливающего и отлаживающего оборудование. При расчете заработной платы применена повременная система оплаты труда. В фонд заработной платы включены: районные- 40 %, северные - 50 %, а также премиальные за пуск и наладку системы в размере 20 %.

Величина заработка при повременной оплате зависит от количества проработанного времени и установленной работнику тарифной ставки. Заработок определяется умножением тарифной ставки на количество отработанных часов:

З = Т_ст· t ,

где З - заработок работников, занятых на монтаже и демонтаже, руб.;

Т_ст - часовая тарифная ставка;

t - отработанное время, чел/час.

Таблица 7.3 Затраты на монтаж и демонтаж оборудования

Наименование работ	Ед. изм.	Кол-во	Трудозатраты рабочих, чел/час
			на ед.	всего
1. Монтаж шкафа	шт	2	4,05	8,1
2. Монтаж приборов в шкафу	шт	21	1,9	39,9
3. Металлоконструкции для монтажа шкафа	шт	2	1,0	2,0
4. Прокладка сетей к приборам	100м	3,72	15,05	55,99
5. Устройство соединений	шт	63	1,7	107,1
6. Демонтаж приборов из щита	шт	10	2,83	28,3
7. Демонтаж приборов на участках котла	шт	6	4,57	27,4
8. Монтаж приборов на участках котла	шт	12	3,16	37,96
9. Установка компьютера	шт	1	3,3	3,3
10. Установка периферийных устройств	шт	1	1,5	1,5
7. Установка программного обеспечения			12,5	12,5
ИТОГО	323,94

Определение суммы затрат, направленных на заработную плату на осуществление монтажа и демонтажа оборудования

1) Электрослесарь по ремонту и обслуживанию (4разряд):

Согласно тарифной сетке - 3174 руб. в месяц, т.е. 166 ч работы,

С_з.п = 3174 /166 · 104,33 = 1994,84 руб.

Премия 20% ставки: 1994,84 · 0,2 = 398,97 руб.

Районный коэффициент 40%: 1994,84 · 0,4 = 797,94 руб.

Северный коэффициент 50%: 1994,84 · 0,5 = 997,42 руб.

Общая сумма: 1994,84 + 398,97 + 797,94 + 997,42 = 4189,17 руб.

2) Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА (5 разряд):

Согласно тарифной сетке - 3522 руб. в месяц, т.е. 166 ч работы,

С_з.п = 3522 / 166 · 115,91 = 2459,25 руб.

Премия 20% ставки: 2459,25 · 0,2 = 491,85 руб.

Районный коэффициент 40%: 2459,25 · 0,4 = 983,7 руб.

Северный коэффициент 50%: 2459,25 · 0,5 = 1229,63 руб.

Общая сумма: 2459,25 + 491,85 + 983,7 + 1229,63 = 5164,43 руб.

3) Наладчик КИПиА (4 разряд):

Согласно тарифной сетке -3125 руб. в месяц, т.е. 166 ч работы,

С_з.п = 3125 / 166 · 86,4 = 1626,51 руб.

Премия 20% ставки: 1626,51 · 0,2 = 325,3 руб.

Районный коэффициент 40%: 1625,51· 0,4 = 650,2 руб.

Северный коэффициент 50%: 1625,51· 0,5 = 812,76 руб.

Общая сумма: 1626,51 + 325,3 + 650,2 + 812,76 = 3414,77 руб.

4) Инженер - электронщик:

Согласно тарифной сетке - 4100 руб. в месяц, т.е. 166 ч работы,

С_з.п = 4100 / 166 · 17,3 = 427,29 руб.

Премия 20% ставки: 427,29 · 0,2 = 85,46 руб.

Районный коэффициент 40%: 427,29 · 0,4 = 170,92 руб.

Северный коэффициент 50%: 427,29 · 0,5 = 213,65 руб.

Общая сумма: 427,29 + 85,46 + 170,92 + 213,65 = 897,32 руб.

Таблица 7.4. Фонд заработной платы на осуществление монтажа и демонтажа

Наименование должности	Разряд	Тарифная ставка, руб.	Числен- ность	Трудо- емкость, чел/час	ФЗП, руб.	Премия 20%	ФЗП с район. и северн. коэфиц, руб.	Итого, руб.
Электрослесарь по ремонту и обслуживанию	4	3174	1	104,33	1994,84	398,97	3790,2	4189,17
Инженер-программист		4100	1	17,3	427,29	85,46	811,86	897,32
Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА	5	3522	1	115,91	2459,25	491,85	4672,58	5164,43
Наладчик КИПиА	4	3125	1	86,4	1626,51	325,3	3089,47	3414,77
ИТОГО	13665,7

Определение суммы затрат, на единый социальный налог (Е_сн):

Е_сн = 13665,7 · 35,6% = 4864,99 руб.

Полные затраты на внедрение системы составляют:

,

где Об_Н - стоимость нового оборудования;

Зт - затраты на монтаж и демонтаж;

Об_л - стоимость ликвидируемого оборудования.

Д К = 462220 + 13665,7 + 4864,99 - 56787 = 423963,7руб.

7.2 Расчет фонда заработной платы персонала по ремонту и обслуживанию оборудования

Расчет заработной платы персонала цеха КИПиА производится по повременной системе оплаты труда, в фонд заработной платы входят следующие коэффициенты: районный - 40 %, северный - 50 %, премиальный - 20 %.

Таблица 7.5. Фонд заработной платы по ремонту и обслуживанию оборудования до модернизации

Наименование должности	Разряд	Кол-во человек	Оклад месячный, руб.	ФЗП в год, руб.	Общая сумма, руб.	ЕСН, руб.
1. Начальник КИПиА		1	6500	163800	163800	58312,8
2. Мастер КИПиА		2	5100	128520	257040	91506,24
3. Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА	4	5	3174	79984,8	399924	142372,9
4. Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА	5	10	3522	88754,4	887544	315965,7
5. Наладчик КИПиА	4	3	3125	78750	236250	84105
Итого:		21			1944558	692262,7

При внедрении нового оборудования происходит значительного высвобождения рабочего времени персонала цеха КИПиА, штат сотрудников сокращается, следовательно, произойдет экономия годового фонда заработной платы, снижается единый социальный налог.

Таблица 7.6. Фонд заработной платы по ремонту и обслуживанию оборудования после модернизации

Наименование должности	Разряд	Кол-во человек	Оклад месячный, руб.	ФЗП в год, руб.	Общая сумма, руб.	ЕСН, руб.
1. Начальник КИПиА		1	6500	163800	163800	58312,8
2. Мастер КИПиА		2	5100	128520	257040	91506,24
3. Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА	4	4	3174	79984,8	319939,2	113898,4
4. Электрослесарь по ремонту и обслуживанию КИПиА	5	7	3522	88754,4	621280,8	221176
5. Наладчик КИПиА	4	2	3125	78750	157500	56070
6. Инженер-программист		1	4100	103320	103320	36781,9
Итого:		16			1622880	577745,3

В расчет годовых расходов на содержание и эксплуатацию оборудования, при условии, что стоимость базового оборудования - 56787 руб., а стоимость внедряемого оборудования - 162220 руб., входит:

1) единый социальный налог - 35,6 % от ФЗП обслуживающего персонала;

2) затраты на ремонт оборудования - 20 % (базовое оборудование), 5% (новое оборудование) от общей стоимости оборудования;

3) амортизация -7,2 %;

4) прочие расходы - 10 % от ФЗП

Таблица 7.7 Смета годовых расходов на содержание и эксплуатацию оборудования

Наименование статей	Сумма в год, руб.	Экономия
	до модернизации	после модернизации
Зарплата обслуживающего персонала	1944558	1622880	321678
Единый социальный налог	692262,7	577745,3	114517,4
Затраты на ремонт оборудования	11357,4	8111	3246,4
Амортизационные отчисления	7198,4	11679,8	-4481,4
Прочие расходы	19445,6	16228,8	3216,8
Итого:	2674822,1	2236644,9	438177,2

ДП = 438177,2 руб - прирост прибыли.

7.3 Расчет экономической эффективности внедряемого проекта

Общая экономическая эффективность капитальных вложений характеризует эффект (отдачу), который получается в результате осуществления затрат. Расчеты общей экономической эффективности капитальных вложений проводятся на всех стадиях разработки.

Срок окупаемости дополнительных капитальных вложений для данного проекта составит:

,

где ДК - затраты на внедрение оборудования;

ДП - прирост прибыли.

г.

Коэффициент экономической эффективности:

К_ЭФФ =.

Анализируя рассчитанную экономическую часть, можно сделать вывод, что внедрение автоматизированной системы контроля и регулирования параметров на ТЭЦ-7 экономически выгодно, это позволило:

· Сократить 5 рабочих мест;

· Вести наблюдение за процессом при помощи дистанционного управления параметрами (температурой, давлением, циркуляцией воды);

· В результате, после внедрения системы экономия заработной платы составила 321678 рублей в год.

Таблица 7.8. Основные технико-экономические показатели

Наименование показателей	Единицы измерения	До внедрения	После внедрения
Дополнительные капитальные вложения	тыс. руб	____	405,433
Фонд заработной платы	тыс. руб	1944,558	1622,880
Единый социальный налог	тыс. руб	692,262	577,745
Затраты на ремонт и обслуживание оборудования	тыс. руб	11,357	8,111
Амортизационные отчисления	тыс. руб.	7,198	11,679
Прирост прибыли	тыс. руб.	____	438,177
Срок окупаемости	лет	____	0,96
Коэффициент экономической эффективности	____	____	1,04

8. Безопасность жизнедеятельности

В настоящее время развитие научно - технического прогресса позволяет людям чувствовать себя более комфортно в городах. По сравнению с прошлым веком, в веке нынешнем появилось множество различных, доступных большинству людей удобств, таких как: водопровод, теплоснабжение, централизованная система освещения. Уже практически невозможно представить себе жизнь без этих благ цивилизации, которые стали привычны. Теплоснабжение является одной из основных подсистем энергетики. На теплоснабжение народного хозяйства и населения расходуется около 1/3 всех используемых в стране первичных топливно-энергетических ресурсов.

Основными направлениями совершенствования этой подсистемы являются концентрация и комбинирование производства теплоты и электрической энергии (теплофикация) и централизация теплоснабжения. Централизованное теплоснабжение от теплоэлектроцентралей сочетается с целесообразным применением экономичных котельных установок и утилизацией вторичных энергоустановок промышленных предприятий. Каждый из этих источников теплоснабжения имеет свою область целесообразного использования.

Развитие промышленности и широкое жилищно-коммунальное строительство вызывает непрерывный рост тепловой нагрузки. При централизованном теплоснабжении строят крупные котельные или ТЭЦ, обеспечивающие теплом большое количество потребителей. Одновременно идет процесс концентрации этой нагрузки в крупных городах и промышленных районах, что создает базу для дальнейшего развития теплофикации и централизованного теплоснабжения. В системах центрального отопления и районного теплоснабжения источниками тепловой энергии являются водяные и паровые котлы, устанавливаемые в котельных. В качестве теплоносителя при теплофикации используется главным образом горячая вода, которая подается к потребителям по трубам тепловых сетей.

Важнейшими задачами теплоэнергетиков являются разработка и внедрение в системах теплоснабжения рациональных тепловых и гидравлических режимов, технических и организационных мероприятий, обеспечивающих максимальную экономичность работы этих систем, высокую эффективность и надежность их эксплуатации, а также нормального микроклимата в жилых, общественных и производственных помещениях. Разработка и внедрение указанных режимов и мероприятий являются предметом наладки централизованных систем теплоснабжения.

При выполнении наладочных работ необходимо также по мере возможности разрабатывать мероприятия по совершенствованию организации эксплуатации и подготовки персонала, снижению тепловых и гидравлических потерь в сети и утечки теплоносителя, улучшению качества подпиточной воды, борьбе с внутренней и наружной коррозией, а также по организации учета отпуска и потребления теплоты.

8.1 Организация и оборудование рабочего места с ПЭВМ

Трудовая деятельность персонала тесно связана с его рабочим местом и зоной обслуживания основного и вспомогательного оборудования.

Рабочим местом оператора считается зона его трудовой деятельности в помещении, отведенном для поста управления. Последний должен быть оснащен комплексом технических средств (КТС), необходимых для контроля и управления технологическим процессом.

При организации автоматизированного рабочего места оператора ЭВМ, согласно санитарным нормам и правилам (СанПиН) 2.2.2.542-96, необходимо обратить внимание на следующие условия:

1. Для обеспечения нормальных условий труда санитарные нормы устанавливают на одного работающего объем производственного помещения не менее 20 м³, а площадь - не менее 6 м².

2. Ширина проходов с передней стороны пультов и панелей - не менее 1 м, а расстояние между ПЭВМ и дисплеями должно быть не менее 2 м, расстояние от стен при однорядном размещении дисплеев должно быть не менее 1м.

3. ПЭВМ устанавливается в хорошо вентилируемых помещениях с комбинированным освещением. Естественное освещение должно осуществляться через светопроемы, ориентированные преимущественно на север и северо-восток.

4. Необходимо выполнять требования о минимально допустимом расстоянии между лицом пользователя и экраном (не менее 50-70 см)

5. Необходима установка защитных приэкранных фильтров.

6. Необходимо надежное заземление помещений с ПЭВМ для уменьшения «электромагнитного фона».

7. Должны устанавливаться розетки электропитания, выполненные по евростандартам.

При полном выполнении его норм вредное воздействие ЭВМ (ПК) может быть сведено к минимуму.

Требования к организации и оборудованию рабочего места сотрудника вычислительного центра приведены в ГОСТ 12.2.032_78. Высота рабочей поверхности стола для пользователей должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии таковой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.

Модульными размерами рабочей поверхности стола для ПЭВМ, на основании которых должны рассчитываться конструктивные размеры, следует считать: ширину 800, 1200, 1400 мм, глубину 800 и 1000 мм при нерегулируемой высоте, равной 725 мм.

Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной - не менее 500 мм, глубиной на уровне колен - не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног - не менее 650 мм.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также - расстоянию спинки до переднего края сиденья.

Рабочее место необходимо оборудовать подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов. Поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.

Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отделенной от основной столешницы.

Рис.8.1.Схема рабочего места оператора ЭВМ.

1 - рабочий стол, 2 - стул, 3 - подставка для ног, 4 - системный блок,

5 - монитор, 6 - клавиатура, 7 - принтер, 8 - лоток для бумаги, 9 - окно

Конечной целью специальных мероприятий по организации рабочего места служит оптимизация условий трудовой деятельности оперативного персонала.

8.2 Освещение производственного помещения

Рациональное освещение помещений - один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека.

Хорошее освещение необходимо для выполнения большинства задач оператора, снижает утомляемость, позволяет легко различать цвет и размеры объектов труда, способствует длительному сохранению работоспособности, росту производительности труда, повышает безопасность труда, благотворно влияет на общее психологическое состояние работающего. Для того, чтобы спланировать рациональную систему освещения, учитывается специфика рабочего задания, для которого создается система освещения, скорость и точность, с которой это рабочее задание должно выполняться, длительность его выполнения и различные изменения в условиях выполнения рабочих операций. Практика показывает, что только за счет улучшения освещения на рабочих местах достигался прирост производительности труда от 1,5 до 15 %.

В зависимости от источника света производственное освещение может быть двух видов естественное и искусственное. Естественное освещение бывает:

1. боковое, осуществимое через световые проемы в наружных стенах;

2. верхнее, осуществимое через аэрационные и зенитные фонари, проемы в перекрытиях;

3. комбинированное, когда к верхнему освещению добавляется боковое.

Искусственное освещение может быть двух систем - общее и комбинированное, когда к общему освещению добавляется местное, концентрирующее световой поток непосредственно на рабочих местах.

Свет - электромагнитные излучения с широким спектром длин волн. Зрительный аппарат человека воспринимает широкий диапазон видимых излучений от 380 до 770 нм, т.е. от ультрафиолетовых до инфракрасных излучений.

Для характеристики зрительных условий работы используются различные светотехнические показатели.

Сила света (I) - основная светотехническая единица, которая определяется плотностью светового потока в данном направлении, измеряется в канделах (кд);

Световой поток (Ф) - часть лучистого потока, воспринимаемая человеком как свет; характеризует мощность светового излучения, измеряется в люменах ( лм)

, (8.1)

где - телесный угол в пределах которого световой поток распространяется.

Освещенность (Е) - поверхностная плотность светового потока; определяется как отношение светового потока Ф, равномерно падающего на освещаемую поверхность S (м²), к ее площади , измеряется в люксах (лк):

(8.2)

Освещенный предмет будет тем лучше виден, чем большую силу света получает его поверхность в направлении к наблюдателю. Поэтому угол, под которым наблюдается освещенная поверхность, имеет существенное значение. Эта особенность оценивается яркостью поверхности (В):

(8.3)

где ц - угол между нормалью к светящей поверхности и заданным направлением.

Единицей яркости является канделла на метр квадратный (кд/м²).

Фон - поверхность на которой находится рассматриваемый объект, характеризующийся коэффициентом отражения (P):

, (8.4)

где Ф_р - отраженный световой поток, лк.

Рабочая поверхность - поверхность стола или оборудования, на котором производится работа.

Объект различия - рассматриваемый предмет, отдельная его часть или различаемый дефект.

Коэффициент пульсации освещенности К_по- оценивает относительную глубину колебаний освещенности в результате изменения во времени светового потока газоразрядных ламп при питании их переменным током.

, (8.5)

где Е_max , Е_min - максимальная и минимальная освещенность за период ее коле- бания, лк;

Е_ср - среднее значение освещенности за тот же период.

Наиболее важную роль в трудовом процессе имеют такие функции зрения, как контрастная чувствительность, острота зрения, быстрота различения деталей, устойчивость видения и цветовая чувствительность.

Контрастную чувствительность характеризует видимость (V) - это способность глаза воспринимать объект наблюдения.

(8.6)

где К - контраст объекта и фона,

К_п - пороговый контраст, т.е. наименьший контраст, различимый глазом.

Таблица 8.1 Рекомендуемые значения освещенности рабочего места

Тип рабочего места или характер выполняемой работы	Освещенность, лк
	рекомендуемые значения	минимальные значения
Наблюдение за измерительными приборами, испытания, проверка	500	300
Периферийные устройства ЭВМ, конторское оборудование	800	300
Выполнение записей	700	500
Ремонтные работы: общие приборные	500 2000	300 1000

Описание помещения, в котором располагается рабочее место оператора ЭВМ

Помещение, в котором находится рабочее место оператора, имеет следующие характеристики:

- длина помещения 6 м;

- ширина помещения 3 м;

- высота 3 м;

- число окон 1;

- количество рабочих мест 1;

- окраска интерьера: белый потолок, бледно-зеленые стены, пол бетонный, покрытый линолеумом зеленого цвета.

8.3 Расчет освещения рабочего места

В помещении, где находится рабочее место оператора, используется смешанное освещение, т.е. сочетание естественного и искусственного освещения.

В качестве естественного - боковое освещение через окна. Искусственное освещение используется при недостаточном естественном освещении. В данном помещении используется общее искусственное освещение.

Расчет освещения осуществляется по методу светового потока с учетом потока, отраженного от стен и потолка.

Нормами для данных работ установлена необходимая освещенность рабочего места Ен = 300 лк (средняя точность работы по различению деталей размером от 1 до 10 мм).

Общий световой поток определяется по формуле:

(8.7)

где Е_н = 300 лк - нормированная освещенность для работ средней точности,

К = 1,5 - коэффициент, учитывающий старение ламп и загрязнение светильников;

S = 6 * 3 = 18 м² - площадь помещения;

Z = 1,1 - коэффициент, характеризующий неравномерность освещения, для люминесцентных ламп;

N - число светильников;

з - коэффициент использования светового потока, определяется в зависимости от коэффициентов отражения от стен, потолка, рабочих поверхностей, типов светильников и геометрии помещения.

Для определения з находим индекс помещения:

, (8.8)

где А = 3 м и В = 6 м - ширина и длина помещения;

h = 2,3 м - высота подвеса светильника, т.е. расстояние от светильника до освещаемой поверхности.

Выберем коэффициент использования з светового потока по следующим данным:

- коэффициент отражения побеленного потолка с_п = 70%;

- коэффициент отражения от стен, окрашенных в светлую краску,

с_с = 50%, з = 55 %.

По формуле (8.7) определяем общий световой поток:

лм

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Люминесцентные лампы имеют ряд преимуществ перед лампами накаливания: их спектр ближе к естественному; они имеют большую экономичность (больше светоотдача) и срок службы (в 10-12 раз). Наряду с этим имеются и недостатки: их работа сопровождается иногда шумом; хуже работают при низких температурах; их нельзя применять во взрывоопасных помещениях; имеют малую инерционность.

Для нашего помещения люминесцентные лампы подходят. По найденному значению светового потока выбираем ближайшую стандартную лампу - ЛХБ40-4 (лампы холодного белого света) или ЛДЦ40-4 (лампы дневного света). В качестве светильников выбираем марку ЛПОО2-2*40.

Таким образом, чтобы обеспечить необходимый уровень освещения нужно использовать 2 светильника по 2 лампы ЛХБ40-4 (или ЛДЦ40-4) в каждом. Мощность одной лампы 40 Вт.

Освещенность при заданном размещении светильников:

лк

Минимально допустимая освещенность для работ средней точности Е_н= 300 лк, расчетная освещенность Е_р^ки = 300 лк.

8.4 Особенности освещения рабочих мест с видеотерминальными устройствами

Все общие требования к освещению помещений учреждений применимы также к освещению рабочих мест у видеоэкранов дисплейных устройств. Однако имеется целый ряд особенностей работы у видеоэкранов, которые необходимо учитывать. Кроме тщательного ограничения отражения это связывается, прежде всего, с правильным выбором уровня освещенности и проблем уменьшения скачков яркости при смене поля зрения. Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков.

Наиболее важным является соотношение яркостей при нормальных условиях работы, т.е. освещенность на рабочем месте около 300 лк и средняя плотность заполнения видеоэкрана. Отражение, как на экране, так и на рабочем столе и клавиатуре влечет за собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источников света, должно быть сведено к минимуму. Для защиты от избыточной яркости окон могут быть применены занавеси, шторы, экраны и жалюзи.