Разработка системы удаленного сбора информации в SCADA-среде

Поскольку в помещении лаборатории сеть электропитания с глухозаземленной нейтралью, то для защиты от поражения электрическим током необходимо применить зануление. Зануление выполняется для того, чтобы при замыкании на корпус или нулевой проводник, возникал ток короткого замыкания, обеспечивающий отключение автомата или плавление плавкой вставки ближайшего предохранителя.

В цепях нулевых защитных проводников не должно быть разъединяющих приспособлений и предохранителей. Допускается применение разъединительных приспособлений, которые одновременно с отключением нулевых рабочих проводников, отключают также все проводники, находящиеся под напряжением. Сопротивление заземляющего устройства, к которому подсоединены выводы однофазного источника электропитания, с учетом естественных заземлителей и повторных заземлителей нулевого провода не более 2.4 Ом.

Нулевые рабочие проводники, а также заземляющее устройство применяемые в лаборатории полностью удовлетворяют вышеперечисленным требованиям.

Статическое электричество

Разрядные токи статического электричества могут возникать при прикосновении обслуживающего персонала к любому из элементов ЭВМ. Такие разряды опасности для человека не представляют, однако, кроме неприятных ощущений, они могут привести к выходу из строя ЭВМ.

Величины возникающих разрядов статического электричества зависят от электрических свойств контактирующих материалов, в первую очередь - от удельного электрического сопротивления материалов .

При =105 Омм и менее материалы не электризуются, а при =108 и более Омм - сильно электризуются.

К общим мерам защиты от статического электричества на рабочих местах можно отнести общее и местное увлажнение воздуха.

Поверхность пола в помещениях эксплуатации ЭВМ должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

Для снижения величин возникающих зарядов статического электричества в помещении с ПЭВМ покрытие технологического пола следует выполнять из однослойного поливинилхлоридного антистатического линолеума марки АСН. Другим методом защиты является нейтрализация заряда статического электричества ионизированным газом. В промышленности широко применяют радиоактивные нейтрализаторы.

Для защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение приэкранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания и имеющих гигиенический сертификат.

На экран дисплея устанавливают приэкранный фильтр. Покрытие пола выполняется плиткой.

8.2 Мероприятия по защите от опасных и вредных факторов

Мероприятия по снижению шума

Снизить уровень шума в аудитории с ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора), подтвержденных специальными акустическими расчетами. Звукопоглощением в аудитории могут служить занавески из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15-20 см от ограждения. Ширина занавески должна быть в 2 раза больше ширины окна.

Мероприятия по защите от рентгеновского излучения

При защите от мягкого рентгеновского излучения, возникающего при работе ПЭВМ, основными мероприятиями являются:

– увеличение расстояния между пользователем и экраном монитора, которое согласно СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 должно быть в пределах 600-700мм, но не ближе 500мм.;

– сокращение продолжительности работы, за счет введения регламентированных перерывов. Время регламентированных перерывов в течение рабочей смены устанавливаются в зависимости от ее продолжительности, вида и категории трудовой деятельности. При работе с ПЭВМ и категорией работы I суммарное время регламентированных перерывов при 8-ми часовой смене составляет 30 мин.

Мероприятия по обеспечению электробезопасности

– заземление корпусов ПЭВМ;

– обеспечение недоступности токоведущих частей: применение корпусов, изоляции;

– организация безопасной эксплуатации ПЭВМ: проведение инструктажей, присвоение квалификационной группы по электробезопасности (не ниже II-ой);

Мероприятия по защите от электромагнитных полей

1) Коллективные:

– Лечебно - профилактические мероприятия

Предварительные и периодические медицинские осмотры. Льготы и компенсации в результате аттестации рабочих мест по условиям труда. Беременные женщины переводятся на работы, не связанные с использованием ПЭВМ или время работы ограничено (не более 3 часов в смену).

– Защита расстоянием

Размещение рабочих мест с ПЭВМ должны учитывать расстояния между рабочими столами с мониторами, которое должно быть не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми стенками ПЭВМ не менее 1,2 метра. Расстояние от экрана монитора до глаз пользователя согласно СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 должно быть в пределах 600-700мм, но не ближе 500мм.

2) Средства индивидуальной защиты (СИЗ):

– компьютерные спектральные очки с фильтрами КОМ (при работе с цветным изображением) или Ж (при работе с черно-белым изображением);

– специальная налобная повязка (защищает от вредного воздействия электрических и магнитных полей);

8.3 Организация рациональных условий жизнедеятельности

Объем и площадь помещения

Рабочее место находится в лаборатории № 130 главного корпуса СГТА. Лаборатория представляет собой помещение размерами 4,5 x 6 метров и высотой 4 метра. В лаборатории имеется одно окно размером 1,5 x 3 метра, имеется четыре потолочных светильника ЛСП-12 с люминесцентными лампами. Для устранения стробоскопического эффекта светильники включены в различные фазы питающей сети. В лаборатории установлено четыре персональных компьютера. Обеспечение необходимого микроклимата осуществляется с помощью системы центрального отопления.

Согласно СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 площадь на одно рабочее место с ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0 м2, а объем - не менее 20,0 м3. В действительности мы имеем в лаборатории 4 рабочих места с площадью по 6,75 м2 и объёмом по 27 м3 на каждого человека., что соответствует нормам СанПин 2.2.2/2.4.1340-03.

Микроклимат

Микроклимат на рабочем месте определяется температурой, относительной влажностью воздуха, скоростью движения воздуха и интенсивностью теплового излучения. Значительные колебания параметров микроклимата приводят к нарушению терморегуляции организма. Неблагоприятные микроклиматические условия могут стать причиной различных заболеваний.

Работы сидя, сопровождающиеся незначительным физическим напряжением (расход энергии до 120 ккал/час(139 Вт)), включающие в себя работу программиста на вычислительном центре, относятся к категории 1a - лёгкие работы.

Для создания благоприятного микроклимата температура и относительная влажность воздуха на рабочем месте должны удовлетворять параметрам (СанПин 2.2.2.2.4.1340 - 03), приведенным в таблице 8.1.

Таблица 15 - Оптимальные нормы микроклимата для помещений с ПЭВМ

Категория работ по уровню энергозатрат	Период года	Температура, гр.С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость воздушного потока, м/c
Легкая работа (категория 1a)	Теплый	23-25 _______ 25	40-60 _______ 60	0.1 _______ <0.1

Примечание: В числителе даны требуемые параметры, в знаменателе фактические

Температура воздуха на рабочем месте регулируется в теплый период года проветриванием, а в холодный период посредством центрального отопления.

Интенсивность теплового облучения работающих от электронно-вычислительного оборудования, электронагревательных и осветительных приборов на постоянных рабочих местах не должна превышать 35 Вт/м2 при облучении 50% поверхности тела и более, 70 Вт/м2 при облучаемой поверхности от 25 до 50% и 100 Вт/м2 при облучении не более 25% поверхности тела.

Согласно СН245 - 71 в производственных помещениях, с объемом до 20 м3 и площадью 6 м2 на одного работающего, при отсутствии загрязнения воздуха, вентиляция должна обеспечивать подачу наружного воздуха в количестве не менее 40 м3/ч на каждого работающего. Следовательно, естественной вентиляции в помещении недостаточно, так как объем помещения на одного человека менее 40 м3/ч.

Рассчитаем потребный воздухообмен для удаления избыточного тепла.

Расчёт потребного воздухообмена для удаления избыточного тепла производится по формуле

где L - потребный воздухообмен, м3/ч;

Qизб - избыточное тепло, ккал/ч;

- удельная масса приточного воздуха, равная 1,206 кг/м3

с - теплоёмкость воздуха, равная 0.24 ккал/();

где - температура удаляемого воздуха, ;

- температура приточного воздуха, .

Величина при расчётах выбирается в зависимости от теплонапряжённости воздуха ,измеряемой в

при =6;

при =8;

где Vn - внутренний объём помещения, м3.

Таким образом для определения потребного воздухообмена необходимо определить количество избыточного тепла по формуле:

где - тепло, выделяемое оборудованием, ккал/ч;

- тепло, выделяемое системой освещения, ккал/ч;

- тепло, выделяемое людьми в помещении, ккал/ч;

- тепло, вносимое за счёт солнечной радиации, ккал/ч;

- теплоотдача естественным путём, ккал/ч.

Определим количество тепла, выделяемое оборудованием

где Y1 - коэффициент перехода тепла в помещение, зависящий от вида оборудования;

Pоб - мощность, потребляемая оборудованием, кВт.

где - номинальная (установленная) мощность электрооборудования помещения, кВт;

- коэффициент использования установленной мощности, учитывающий превышение номинальной мощности над фактически необходимой;

- коэффициент загрузки, т.е. отношение величины среднего потребления мощности (во времени) к максимально необходимой:

- коэффициент одновременности работы оборудования.

При ориентировочных расчётах произведение всех четырёх коэффициентов можно принимать равным:

Тогда количество тепла, выделяемое оборудованием численно:

.

Определяем количество тепла, выделяемого системой освещения

где - количество тепла, выделяемого системой освещения, ;

- коэффициент перевода электрической энергии в тепловую,

люминесцентные лампы (принимаем );

- коэффициент одновременности работы (при работе всех светильников =1);

= 0,7-0,8 - коэффициент мощности;

= 0,24, кВт - мощность осветительной установки.

Таким образом, количество тепла, выделяемое системой освещения равно 67,9 .

Определяем количество тепла, выделяемого системой освещения в помещении с людьми

где - количество тепла, выделяемого системой освещения в помещении с людьми,;

N = 4 - количество людей в помещении;

- тепловыделение одного человека.

Тогда численно равно 280 .

Определяем количество тепла, вносимого за счёт солнечной радиации

где - количество тепла, вносимого за счёт солнечной радиации, ;

m=2 - количество окон;

S=4.5, м2 - площадь одного окна;

- солнечная радиация через остеклённую поверхность

Тогда количество тепла, вносимого за счёт солнечной радиации численно равно 785.

Определяем теплоотдачу, происходящую естественным путём.

Так как нет дополнительных условий, то можно считать ориентировочно, что для холодного периода года (среднесуточная температура наружного воздуха ниже +10).

Зная все слагаемые формулы (30) найдём количество избыточного тепла:

Тогда теплонапряжённость воздуха равна:

.

Необходимый воздухообмен для удаления избыточного тепла численно равен:

м3/ч.

Кратность воздухообмена:

.

Согласно СН245 - 71 кратность воздухообмена должна лежать в диапазоне 3 - 10. В лаборатории кратность воздухообмена равна 3.44, что соответствует СН245 - 71. Для обеспечения необходимого воздухообмена в данной лаборатории установлена приточная вентиляция.

Освещение

Требования к освещению рабочих местах, оборудованных ПЭВМ:

– Рабочие столы следует размещать таким образом, чтобы видеодисплейные терминалы были ориентированы боковой стороной к световым проемам, чтобы естественный свет падал преимущественно слева;

– Искусственное в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения;

– Освещенность на поверхности рабочего стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк;

– Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ПЭВМ не должна превышать 40 кд/м" и яркость потолка не должна превышать 200 кд/м2;

– Показатель ослеплённости для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.

Уровень освещенности рабочих мест устанавливается в зависимости от характера работы, размеров объектов, сложности их различения и контрастов рассматриваемых объектов с фоном.

Проведем проверочный расчет искусственного освещения.

В помещении установлено четыре потолочных светильника ЛСП-12 с люминесцентными лампами. Величина светового потока лампы определяется по формуле:

,

где - световой поток каждой из ламп, лм;

- минимальная освещенность, лк;

- коэффициент запаса;

- площадь помещения, м2;

- число ламп в помещении;

- коэффициент использования светового потока (в долях единицы);

- коэффициент неравномерности освещения.

Отсюда:

.

При мощности ламп 40 Вт световой поток люминесцентных ламп составляет 2480 лм.

Помещение имеет малое выделение пыли следовательно коэффициент запаса составляет 1,5.

Коэффициент неравномерности освещения введен в формулу светового потока лампы потому, что освещенность, подсчитанная без этого коэффициента, является не минимальной как требуют нормы, а средней. Введением коэффициента это несоответствие устраняется.

Коэффициент использования светового потока - это отношение полезного светового потока, достигающего освещаемой поверхности, к полному световому потоку в помещении. Значение определяется по таблицам. Для определения коэффициент использования по таблицам необходимо знать индекс помещения , значения коэффициентов отражения стен и потолка и тип светильника.

Индекс помещения определяется по формуле

где - площадь помещения, м2;

- высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м;

, - стороны помещения, м.

Определим высоту подвеса светильников

- высота помещения;

- свес светильников;

- высота рабочей поверхности.

H = 3,3-0,2-0,8 = 2,3

I = 60/2,3(5+12)=1,5

Е = (2480*0,42*24)/90=280лк

Полученное значение освещенности рабочей поверхности помещения не удовлетворяет нормативной минимальной освещенности (300лк), поэтому необходимо использовать комбинированную систему освещения: общее и местное.

Требования эргономики

Для обеспечения требований эргономики (ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ “Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования”) и технической эстетики конструкция рабочего места, расположение и конструкция органов управления должны соответствовать анатомическим и психофизиологическим характеристикам человека. Также все оборудование, приборы и инструменты не должны вызывать психологического раздражения.

Рабочее место оператора составляют следующие основные компоненты:

а) рабочий стол и кресло;

б) персональный компьютер, состоящий из системного блока, дисплея, клавиатуры, манипулятора “мышь” и принтера.

Согласно СанПин 2.2.2/2.4.1340-03 высота рабочей поверхности стола, рассчитанная на рост человека свыше 175 см, должна равняться 760 мм. Высота сиденья 460 мм. Размеры свободного пространства для ног не менее 700 мм.

На рабочем столе должно быть достаточно места для размещения дисплея, клавиатуры, манипулятора “мышь”, письменных принадлежностей, литературы. Также на столе должно оставаться свободное место для работы. Расстояние от глаз оператора до экрана дисплея должно составлять величину 0,5 - 0,7 метра. Это расстояние является оптимальным для работы на компьютере. На рисунке 53 приведены все рабочие показатели.

Рисунок 53 - Рабочее место оператора

Важное значение имеет цветовое оформление помещения. При умственной работе, требующей большого сосредоточения и внимания, потолок, и стены должны иметь светлые цвета.

Потолок помещений обычно окрашивается в белый цвет, а стены в желтый, светло-зеленый или голубой, так как эти цвета обладают успокаивающим психологическим воздействием. В действительности рабочее место отвечает нормам СанПин 2.2.2/2.4.1340-03. Стены помещения окрашены в голубой цвет, а потолок побелен.

8.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях (ЧС)

Согласно НПБ 105 - 03 лаборатория соответствует категории В (пожароопасные помещения), так как в помещении находятся твёрдые горючие вещества и материалы. Кроме того, производственные помещения согласно ПУЭ делятся на пожароопасные зоны. Согласно этой классификации лаборатория относится к классу П-IIа, так как в ней содержатся твёрдые и волокнистые горючие вещества (дерево, ткани и др.).

Наиболее характерными причинами возникновения загораний могут быть:

– нарушение правил эксплуатации электрооборудования;

– эксплуатация неисправного электрооборудования и электропроводки;

– эксплуатация устройств, дающих искрение, замыкания и т.д.

Анализ причин пожаров свидетельствует о том, что чаще всего они возникают из-за неисправности или неправильной эксплуатации электроустановок и устройств.

Пожар в лаборатории может возникнуть вследствие причин электрического характера.

К причинам электрического характера относятся:

– короткое замыкание;

– перегрузка проводов;

– большое переходное сопротивление;

– искрение;

– статическое электричество.

Мероприятия по предупреждению загораний

Организационные и режимные мероприятия

Общие положения:

– к работе не допускаются лица, не ознакомленные с условиями выполняемой работы и не прошедшие вводный инструктажа по правилам безопасной работы;

– используется оборудование, инструменты и приспособления только по их назначению;

– все сотрудники знают место нахождения средств пожаротушения, и умеют ими пользоваться в случае возникновения пожара.

– лица, нарушившие инструкцию по технике безопасности, в обязательном порядке подвергаются внеочередному инструктажу.

Эксплуатационные мероприятия, предусматривающие эксплуатацию имеющегося оборудования:

– соблюдение эксплуатационных норм оборудования;

– обеспечение свободного прохода к оборудованию;

– содержание в исправности изоляции токоведущих проводников.

Технические и конструктивные, связанные с правильным размещением и монтажом электрооборудования:

– соблюдение противопожарных мероприятий при устройстве электропроводок оборудования, систем отопления и освещения;

– профилактический осмотр и испытание оборудования. Кроме устранения самого очага пожара, нужно своевременно организовать эвакуацию людей из здания.

Основными профилактическими мероприятиями, направленными на предупреждение пожаров, являются, строгое соблюдение правил хранения и обращения с горючими и смазочными материалами. Не разрешается хранение горючих материалов в открытой таре в помещении лаборатории.

Обслуживающий персонал обязан вести постоянное наблюдение за исправностью и техническим состоянием оборудования, содержание в чистоте всего помещения, наличие свободных проходов и т.д.

Большое значение имеет применение системы планово-предупредительного ремонта, при которой обеспечивается ряд организационных и технических мероприятий по уходу, надзору, обслуживанию и ремонту оборудования. Исправленное и работоспособное оборудование обеспечивает выполнение учебного процесса в заданном объёме и безопасные условия труда.

Обслуживающий персонал должен уметь проводить профилактическую работу, направленную на предупреждение пожаров и поддержание санитарно-гигиенических условий труда.

Для предотвращения пожаров в лаборатории необходимо применять трудносгораемые материалы, такие как: стальные изделия, текстолит, кабели и провода с несгораемой изоляцией. Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок необходимо применять автоматические выключатели с комбинированными расцепителями.

Основными первичными средствами пожаротушения являются огнетушители. Огнетушители по виду огнетушащих средств подразделяются на жидкостные, углекислотные, воздушно-пенные, хладоновые, порошковые и комбинированные. В жидкостных огнетушителях применяют воду с добавками (для улучшения смываемости, понижения температуры замерзания и т.д.), в углекислотных - сжиженную двуокись углерода, в хладоновых - хладоны 114В2, 13В1, в порошковых - порошки ПС, ПСБ-3, ПФ и т.д. Огнетушителями маркируются буквами, характеризующими вид огнетушителя по разряду, и цифрой, обозначающей его вместимость (объем).

Лаборатория оснащена углекислотными огнетушителями типа ОУ-5.

8.5 Экологическая безопасность

Базовые станции (БС) - один из основных элементов системы сотовой радиосвязи. Они поддерживают связь с находящимися в зоне действия их мобильными радиотелефонами и работают в режиме приема и передачи сигнала. В зависимости от стандарта связи, БС излучают электромагнитную энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц.

Согласно Санитарным нормам и правилам, антенны БС размещаются на уже существующих постройках любого типа и на специально сооружаемых мачтах. Среди установленных в одном месте антенн БС имеются как передающие (или приемопередающие), так и приемные антенны, которые не являются источниками ЭМП. Диаграмма направленности антенн в вертикальной плоскости построена таким образом, что основная энергия излучения (более 90 %) сосредоточена в довольно узком "луче".

Он всегда направлен в сторону от сооружений, на которых находятся антенны БС, и выше прилегающих построек, что является необходимым условием для нормального функционирования системы сотовой связи.

Антенны БС не излучают постоянную мощность 24 часа в сутки, а имеют переменный график излучения определяемый загрузкой, то есть наличием владельцев сотовых телефонов в зоне обслуживания конкретной базовой станции и их желанием воспользоваться телефоном для разговора. Для станций, расположенных в различных районах города, график загрузки различный. В ночные часы загрузка БС практически равна нулю, т. е. станции в основном "молчат".

Исследования электромагнитной обстановки на территории, прилегающей к БС, были проведены специалистами разных стран, в том числе Швеции, Венгрии и России. По результатам измерений в Москве можно констатировать, что в 100% случаев электромагнитная обстановка в помещениях здания, на котором установлена БС не отличалась от фоновой в соответствующем диапазоне частот для данного района. На прилегающей территории в 91% случаев зафиксированный уровень электромагнитного поля был в 10 раз меньше ПДУ, установленного для радиотехнических объектов в Москве. Максимально зафиксированное при измерениях значение было в 2 раза меньше установленного ПДУ, это было зафиксировано вблизи здания на котором установлено сразу три станции разных стандартов.

Таким образом, исходя из последних научных исследований, можно с уверенностью говорить, что базовые станции сотовой связи не опасны для здоровья населения, а значит предлагаемая система на основе GSM-сети не оказывает влияние на экологию.

9 Экономический анализ проекта

Специфика разрабатываемого проекта оказывает влияние и на экономический анализ работы. Поскольку цель проекта не получение прибыли, а обеспечение безопасности производства, поэтому экономический анализ проекта будет состоять в основном из двух частей: затрат на проектирование и испытания и затрат на узел сбора информации.

9.1 Планирование работ по разработке проекта узла системы удаленного сбора информации

Планирование выполнения разработки начинается с определения перечня работ и их исполнителей. Вся выполняемая работа по разработке проекта системы удаленного сбора информации может быть разбита на 6 этапов:

– получение задания;

– выбор и заказ оборудования;

– проектирование и разработка программного обеспечения, разработка эксплуатационной документации;

– монтаж;

– проведение исследовательских испытаний;

– предъявление программного обеспечения и документации комиссии.

Выполнение каждого этапа поручается конкретному исполнителю в зависимости от его профессиональной подготовки.

9.2 Расчет продолжительности работ

Для расчета продолжительности работ пользуются двумя методами: вероятностный и по нормам труда. В данном случае удобно использовать вероятностный метод.

Для определения ожидаемого значения продолжительности работ Тож применяется вероятностный метод - метод двух оценок Тmin и Тmax:

где - оптимистическая продолжительность работ, дней;

- пессимистическая продолжительность работ, дней.

Продолжительность работ в рабочих днях можно определить по следующей формуле:

где - трудоемкость работы, дней;

- количество смен в сутки, ;

- коэффициент выполнения нормы, ;

- число работников, занятых в выполнении данной работы;

- коэффициент, учитывающий дополнительное время на компенсации и согласование работ, .

Продолжительность работ в календарных днях рассчитывается по формуле:

где - коэффициент пересчета рабочих дней в календарные.

где - календарные дни в планируемом периоде (1 год), Ткал = 365 дня;

- выходные дни, дня;

- праздничные дни, дней.

Тогда .

Рисунок 54 - Линейный график работ по реализации проекта

9.3 Расчет стоимости разработки проекта поверочной установки

Планирование и учет себестоимости разработки осуществляется по калькуляционным статьям и экономическим элементам. Классификация по статьям калькуляции позволяет определить себестоимость отдельной работы. Исходными данными для расчета затрат является план работ и перечень требуемой аппаратуры, оборудования и материалов.

Затраты рассчитываются по следующим статьям расходов:

– ст.1 расходы на приобретение оборудования;

– ст.2 заработанная плата исполнителей;

– ст.3 единый социальный налог;

– ст.4 накладные расходы;

– ст.5 полные затраты;

9.4 Расчет расходов на приобретение оборудования

К данной статье относятся затраты на оборудование, которое непосредственно используются при решении поставленной задачи (в соответствии с техническим заданием в данном проекте рассматриваются затраты лишь на один узел будущей системы).

В таблице 16 приводится список оборудования, используемого при разработке системы удаленного сбора информации, и затраты на их приобретение.

Таблица 16 - Расходы на приобретение оборудования

Наименование, технические характеристики	Фирма, тип	Ед. изм.	Кол-во	Цена ед., руб.	Сумма расходов, руб.
Gsm-модем	Siemens MC35i	шт.	2	3500	7000
Блок питания 12 V		шт.	2	500	1000
Блок питания 24 V		шт.	2	500	1000
Антенна FME		шт.	2	500	1000
Модуль ввода-вывода	ADAM, 4080D	шт.	1	2500	2500
Преобразователь интерфейса RS-485 - RS-232	ADAM, 4520	шт.	1	1000	1000
Персональный компьютер	HP dc7700	шт.	1	33000	33000
Транспортные расходы ( 12%)					5580
ИТОГО	52080

9.5 Расчет заработной платы исполнителей

Полная заработная плата каждого участника темы Зп определяется по соотношению

где - основная заработная плата участника темы, руб.;

- дополнительная заработная плата исполнителя, руб.

Основная заработная плата участника темы рассчитывается по формуле:

,

где - действительный фонд рабочего времени в днях одного участника исследований;

- дневная тарифная ставка, руб.

,

где - количество рабочих месяцев;

- месячный оклад по штатному расписанию участника исследования, руб.

Таблица 17 - Месячный оклад по штатному расписанию исполнителей

Исполнитель	Месячный оклад , руб.
Научный руководитель 14-ого разряда	3225
Инженер 12-го разряда	2820

Дополнительная заработная плата рассчитывается по формуле:

где - основная заработная плата, руб.;

- календарное количество дней отпуска, ИТР - 30 дней;

- календарный фонд времени, дн.

Результаты расчета заработной платы исполнителей приведены в таблице 19.

Таблица 18 - Заработная плата исполнителей

Исполнители	Тариф. разряд	Фонд рабочего времени, дни	Дневная тариф. ставка , руб.	Осн.фонд зар.платы. Зосн, руб.	Доп.фонд зар.платы. Здоп, руб.	Общ. годовой фонд зар.платы	Общ. фонд зар.платы с учетом р/коэф-та 1,5
Научный руководитель (инженер)	14	24,1	142,46	3433,28	2909,55	6342,83	9514,24
Инженер	12	87	124,57	10837,59	2544,03	13381,62	20072,43
ИТОГО	29586,67

Расчет отчислений на социальные нужды

Отчисления от заработной платы определяются по следующей формуле

где ЕСН - единый социальный налог, ЕСН = 26%.

Таким образом, сумма отчислений от общей заработной платы составит

рублей.

Накладные расходы

Накладные расходы - это расходы, связанные с производством, управлением и хозяйственным обслуживанием, которые в равной степени относятся ко всем разрабатываемым темам. Сумма накладных расходов составит 150% от общей суммы заработной платы: рублей.

Полные затраты

Полные затраты определяются суммой статей 1-4 и составляет:

рублей.

Стоимость разработки (сумма полных затрат) составляет 133739,2 рублей.

Общая стоимость разработки

Полная смета затрат приведена в таблице 19.

Таблица 19 - Смета затрат

Наименование статьи	Затраты, руб.	Примечание
1. Расходы на приобретение оборудования (без НДС)	52080	Таблица 17
2. Заработная плата исполнителей	29586,67	Таблица 19
3. Отчисления на социальные нужды	7692,53	26% от ст. 2
4. Накладные расходы	44380,01	150% от ст. 2
5. Полные затраты	133739,2	Сумма ст. 1 - 4
6. Общая стоимость	133739,2

9.6 Оценка эффективности разработки системы удаленного сбора информации

Как уже было сказано, цель проекта - это обеспечение безопасности производства, поэтому рассматривается только затратная часть работ. Но, вместе с тем, предлагаемый проект все-таки содержит ряд ключевых особенностей, которые являются неоспоримыми преимуществами по сравнению с существующей системой. Во-первых, это абсолютно новая, современная элементная база системы. Во-вторых, это использование полностью стандартизированного оборудования: каждый элемент предлагаемой схемы легко может быть заменен на аналогичный, чем не может похвастаться существующая система. В-третьих, это относительно низкая стоимость первоначальных затрат и малое время развертывания и запуска системы. В таблице №20 приведен сравнительный анализ затрат на различные виды связи. Исходя из этих показателей, можно сделать вывод, что по ряду показателей GSM-телемеханика имеет экономические преимущества перед остальными типами связи.

Таблица 20 - Сравнительный анализ затрат на различные виды связи

	Первоначальные затраты	Потребительские качества
Вид связи	Оборудование (за 1 комплект)	Подключение/лицензия	Время до начала эксплуатации	Радиус действия	Влияние помех	Цена обслуживания (1 комплект)
Телемеханика (радиостанции)	$600- 700	От $1000 за частоту	2 - 10 месяцев	15-30 км max 70	Да	До 200 руб./год
Телефонная связь (МГТС)	$50 - 150	$ 280 за номер	Около месяца	Не ограничен	Мало	От 28 $/мес.
GSM связь	$100 - 150	$ 0 -5 за номер	До 1 дня	Крупные города в 121 стране	Мало	0 - 10 $/мес.

Наиболее перспективной для телемеханики на базе GSM является технология SMS (Short Message Service) позволяющая осуществлять обмен между персональными компьютерами, контроллерами и сотовыми телефонами текстовыми сообщениями, каждое из которых не превышает 160 байт. Использование SMS резко снижает стоимость связи. Основную нагрузку на передачу информационного трафика берет на себя местный провайдер сотовой связи.

Таким образом, Вам не нужно прокладывать физических каналов связи. Да и зона охвата территории довольно обширная (особенно, если учитывать систему роуминга оператора). Помимо этого технология GSM имеет ряд плюсов:

– цифровое качество связи;

– широта охвата территории;

– сокращение первоначальных вложений и мобильность

– легкая масштабируемость системы;

– минимальное время развертывания и запуска системы. Достаточно просто приобрести SIM-карты и подключить GSM-модемы. Канал связи Вы получаете вместе с SIM картой;

– низкая цена на оборудование, обычный GSM-модем стоит около $125, что сопоставимо с ценой одного модуля УСО;

– простота обслуживания и эксплуатации;

– общедоступность. Контроль и управление необходимыми параметрами можно осуществлять с помощью обычного сотового телефона - никакого дополнительного оборудования не требуется; Если же нет телефона, то эту операцию легко можно осуществить через специализированные шлюзы в Интернет фактически из любой точки мира.

Отобразим сильные и слабые стороны лучами на круговой диаграмме. Начиная от центра (1 -- неудовлетворительно), все факторы успеха получают в радиальном направлении все более высокие оценки (5 -- очень хорошо). Оценки лучей соединяются линиями и потому образуют сектора. Получим так называемую оценку эффективности проекта с использованием поляр (Рисунок 55). Чем большую площадь занимает фигура, тем более хорошие параметры имеет проект.

Рисунок 55 - Поляра

Существующая система изображена на поляре пунктирной линией, разрабатываемая - сплошной. Как видно из рисунка, площадь, занимаемая разрабатываемой системой, выше, поэтому она является более эффективной.

И, наконец, предлагаемая система имеет уникальные информационные характеристики (скорость, вид, форма и качество доставляемой информации). Система позволяет в кротчайший срок доставить информацию любому заинтересованному лицу с использованием GSM сетей общего пользования. Со своего сотового телефона каждый клиент системы может в любой момент времени запросить необходимую информацию с любого узла системы, значения измеряемых параметров, подать команду на управление или получить оперативное оповещение из отчета тревог. Причем, благодаря роумингу сделать это можно не только, находясь на самом объекте управления, но и в другом городе или даже стране.

Основываясь на перечисленных выше особенностях можно сделать вывод, что система удаленного сбора информации с использованием GSM сети не уступает существующей системе, а по многим параметрам превосходит ее и выводит разрабатываемую систему на качественно новый технологический уровень.

Заключение

Согласно техническому заданию разрабатывался макет системы АСТРК-СХК нового поколения.

Были сформулированы исходные данные для разработки проекта системы.

– непрерывный автоматизированный контроль параметров от первичных приборов;

– анализ соответствия уровней воздействия нормативным требованиям;

– автоматизированную обработку информации и ее долговременное хранение в электронном виде.

Проведен обзор типов датчиков для работы в системе. Рассмотрены разные подходы к формированию нижнего уровня системы.

Проведен обзор и анализ контроллеров и модулей ввода-вывода отечественных и зарубежных фирм. В итоге для создания макета был выбран модуль ADAM 4080D, имеющий следующие основные характеристики:

– Каналы: 2 независимых 32-битовых счётчика

– Измеряемая частота: от 5 Гц до 50 кГц

– Длительность входного импульса: не менее 10 мкс

– Входы: гальванически изолированные и неизолированные

– Напряжение изоляции 2500 В

– Светодиодный цифровой индикатор

Проведен обзор и анализ GSM-модемов отечественных и зарубежных фирм. В итоге был выбран GSM\GPRS-модем MC35i Terminal фирмы Siemens.

Информация от датчиков нижнего уровня по каналам GSM передается на ПЭВМ, где обрабатывается с помощью специализированного ПО.

В разделе «Безопасность и экологичность проекта» рассмотрены вопросы электробезопасности, безопасности в чрезвычайных ситуациях и экологической безопасности, даются рекомендации по созданию оптимальных условий труда.

В разделе экономическая часть рассчитана продолжительность работ исполнителей по разработке проекта поверочной установки, также рассчитана сводная планируемая смета затрат, проведена оценка эффективности и построена поляра для графического отображения достоинств предлагаемой системы по сравнению с уже существующей.

Разработаны общая функциональная схема системы, принципиальная схема системы и принципиальные схемы включения элементов системы.

Литература

1. ГОСТ 8.145-75. Государственная система обеспечения единства измерений.

2. http://www.atomtex.com/

3. http://www.wikipedia.org/

4. ЖШ 2.328.655 ТО. Блок детектирования БДМГ-08Р. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Москва, 1985.

5. http://www.advantech.com/

6. http://www.elesy.ru/

7. http://www.siemens-mobile.com/w/

8. http://www.mc35i-terminal.ru/

9. http://www.teconik.ru/

10. Промышленные контроллеры. Оборудование для АСУ ТП - Каталог №5/2006.

11. http://www.wireless-solutions.ru/

12. http://www.adastra.ru/

13. Промышленные контроллеры. Оборудование для АСУ ТП - Каталог №2/2006.

14. Промышленные контроллеры. Оборудование для АСУ ТП - Каталог №6/2006.

15. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие/А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990.-464с.:ил.

16. СанПин 2.2.2/2.4.1340-03. Гигиенические требования к персональным ЭВМ и организации работы.

17. ГОСТ 12.1.019-79. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты.

18. ГОСТ 12.1.003-83. ССБТ. Шум. Общие требования безопасности.

19. Безопасность жизнедеятельности/Под ред. С.В. Белова. - М.: Высш. шк., 1999/2001.

20. Субботина Л.Г. Технико-экономическое обоснование работ исследовательского характера - Северск: СГТИ, 2003.

21. Терёхин В.Б. Оформление выпускной квалификационной работы: Практическое руководство для студентов. - Северск: СГТИ, 2005. - 76 с.

Приложение А

Специализированное программное обеспечение для снятия информации с детектора

Используя ADAM Utility проверим "Address = 01H", "Baud rate = 9600" and "Checksum = Disabled" как на рисунке A.1.

Рисунок А.1- Конфигурация ADAM Utility

Запустим VB 6.0 и добавим элемент с помощью "Project\Component".

Рисунок А.2- Выбор меню в Visual Basic

Выберем "Microsoft Comm Control"

Рисунок А.3- Выбор Microsoft Comm Control

Добавим Comm Control на форму.

Рисунок А.4- Добавление Comm Control на форму

Добавим 3 Command Buttons на форму

Теперь введем следующий код

– OPEN Command Button:

Private Sub Command1_Click() ' Buffer to hold input string Dim Instring As String ' Use COM1.

MSComm1.CommPort = 1 ' 9600 baud, no parity, 8 data, and 1 stop bit. MSComm1.Settings = "9600,N,8,1" ' Tell the control to read entire buffer when Input ' is used.

MSComm1.InputLen = 0 ' Open the port. MSComm1.PortOpen = True

End Sub

– SEND Command Button:

Private Sub Command2_Click() ' Send Get AI command to ADAM-4011 Module at address 01H. MSComm1.Output = "#01" & Chr$(13) ' Wait for data to come back to the serial port.

Do

DoEvents Buffer$ = Buffer$ & MSCommUnput Loop Until InStr(Buffer$, vbCr) ' Read the response till the carriage return character.

Text1.Text = Buffer$

' Display the reading.

End Sub

– CLOSE Command Button

Private Sub Command3_Click() ' Close the serial port. MSComm1.PortOpen = False

End Sub

Результат работы программы изображен на рисунке 62

Рисунок А.5- Результат работы программы

Размещено на Allbest.ru