Разработка системы управления пассажирским лифтом

Рассмотрим кратко исполнения (виды взрывозащиты) наиболее характерные для указанных групп.

1. Локализация взрыва осуществляется прочной оболочкой, способной выдержать давление взрыва внутри оболочки, и такими параметрами мест сопряжения отдельных частей оболочки (длина и ширина щели между сопрягаемыми деталями), при которых выходящее из оболочки пламя и продукты взрыва остывали до безопасной температуры, при которой самовоспламенение окружающей взрывоопасной среды становится невозможным. Такое исполнение (вид взрывозащиты) называется взрывонепроницаемым.

2. Группа средств взрывозащиты, исключающих контактирование окружающей среды с электрическими частями, может быть представлена четырьмя исполнениями (видами взрывозащиты):

маслонаполненным, при котором токоведущие части электрооборудования погружаются в масло или другую жидкость с высокой диэлектрической прочностью;

кварцевое заполнение оболочки, в котором токоведущие части засыпаются мелкодисперсным наполнителем, например, кварцевым песком;

продуваемым или заполненным под избыточным давлением, при котором токоведущие части заключены в оболочку, содержащую чистый воздух или инертный газ под давлением, исключающий проникновение взрывоопасной смеси внутрь этой оболочки;

специальным, в котором токоведущие части заливаются термореактивным компаундом, герметиком или специальными поглотителями или флегматизаторами.

3. Группа средств взрывозащиты, исключающих опасные нагревы или искрения в электрооборудовании может быть представлена двумя исполнениями:

повышенная надежность против взрыва. Это исполнение обеспечивается применением высококачественных изоляционных материалов, увеличением по сравнению с общепромышленным электрооборудованием путей утечек по поверхности изоляционных деталей, и воздушных зазоров между токоведущими частями разных потенциалов, снижение токовых нагрузок на неподвижные контактные соединения и поддержание в них постоянных давлений, защита от внешних воздействий (в том числе и от механических повреждений) и т.п. Это исполнение пригодно только для частей (узлов) или электрооборудования в целом, у которого нет нормально искрящих или нагретых до опасной температуры частей. Характерным является для данного вида взрывозащиты отсутствие перегрузок электрооборудования, а в случае, когда такие перегрузки вероятны, например, электродвигатели, они должны эксплуатироваться с соответственно настроенной электрической и тепловой защитой.

Искробезопасная цепь (искробезопасное электрооборудование) предусматривает предотвращение опасного искрения за счет уменьшения длительности разряда или уменьшения мощности, которую электрическая цепь может отдавать в разрядный промежуток, образующийся при обрыве или коротком замыкании в цепи. Поэтому принимаются меры по ограничению токов и напряжений, а также отделение электрических цепей электрооборудования от сильноточных, экранизации их от внешних наводок, атмосферных разрядов и т.п.

Электрооборудование может быть выполнено как с одним видом взрывозащиты, так и с несколькими в различных комбинациях.

Уровень взрывозащиты - степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях.

Установлены следующие уровни взрывозащиты электрооборудования:

· "электрооборудование повышенной надежности против взрыва",

· "взрывобезопасное электрооборудование"

· "особовзрывобезопасное электрооборудование".

Электрооборудование повышенной надежности против взрыва - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы. Знак уровня - "2Ex" или "РПEx" для рудничного оборудования.

Взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Знак уровня - "1Ex" или "РВEx" для рудничного оборудования.

Особовзрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знак уровня - "0Ex" или "РОEx" для рудничного оборудования.

Взрывозащищенное электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:

· взрывонепроницаемая оболочка "d";

· заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением "р";

· кварцевое заполнение оболочки "q";

· масляное заполнение оболочки "о";

· защита вида "е";

· искробезопасная электрическая цепь "i";

· герметизация компаундом "m";

· защита вида "n";

· специальный вид взрывозащиты "s".

Виды взрывозащиты, обеспечивающие различные уровни взрывозащиты, различаются средствами и мерами обеспечения взрывобезопасности, оговоренными в стандартах на соответствующие виды взрывозащиты.

Классификация взрывозащищенного оборудования.

Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на две группы (Таблица 1).

Таблица 1. Группы взрывозащищенного электрооборудования по области его применения

Электрооборудование	Знак группы
Рудничное, предназначенное для подземных выработок шахт и рудников	I
Для внутренней и наружной установки (кроме рудничного)	II

Электрооборудование группы II, имеющее виды взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" и (или) "искробезопасная электрическая цепь", подразделяется также на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасных смесей (Таблица 2). Это подразделение базируется на безопасном экспериментальном максимальном зазоре (БЭМЗ) оболочек или минимальном токе воспламенения (МТВ) для электрооборудования с искробезопасными цепями.

Электрооборудование, промаркированное как IIB, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА. Подобным образом, электрооборудование, имеющее маркировку IIC, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА или IIB.

Таблица 2. Подгруппы электрооборудования группы II

Знак группы электрооборудования	Знак подгруппы электрооборудования	Категория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным
II	-	IIА, IIВ и IIС
	IIА	IIА
	IIВ	IIА и IIВ
	IIC	IIА, IIВ и IIС

Электрооборудование группы II в зависимости от значения предельной температуры подразделяется на шесть температурных классов, соответствующих группам взрывоопасных смесей, где предельная температура - наибольшая температура поверхностей взрывозащищенного электрооборудования, безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды (Таблица 3).

Таблица 3. Температурные классы электрооборудования группы II

Знак температурного класса электрооборудования	Предельная температура, °С	Группа взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным
Т1	450	Т1
Т2	300	Т1, Т2
Т3	200	Т1-Т3
Т4	135	Т1-Т4
Т5	100	Т1-Т5
Т6	85	Т1-Т6

Таким образом, мы подошли к расшифровке записи маркировки взрывозащиты, которая всегда присваивается конкретному виду взрывозащищенного электротехнического оборудования. В эту маркировку в указанной ниже последовательности входят:

· знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);

· знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование. ("Ex", - от английского explosion - взрыв);

· знак вида взрывозащиты (d, p, q, o, e, I, m, n, s);

· знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIА, IIВ, IIС);

· знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

В маркировке по взрывозащите могут иметь место дополнительные знаки и надписи, например буквы X и U, в соответствии со стандартами на электрооборудование с отдельными видами взрывозащиты. Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в таблице 4.

Таблица 4. Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования

Уровень взрывозащиты	Вид взрывозащиты	Группа (подгруппа)	Температурный класс	Маркировка по взрывозащите
Электрооборудование повышенной надежности против взрыва	Защита вида "е" и взрывонепроницаемая оболочка	IIВ	Т3	2ExedIIBT3
	Искробезопасная электрическая цепь	IIC	Т6	2ExiIICT6
Взрывобезопасное электрооборудование	Взрывонепроницаемая оболочка	IIA	Т3	1ExdIIAT3
	Искробезопасная электрическая цепь	IIC	Т6	1ExiIICT5
Особовзрывобезопасное электрооборудование	Искробезопасная электрическая цепь	IIС	Т6	0ExiIICT6
	Искробезопасная электрическая цепь и взрывонепроницаемая оболочка	IIА	Т4	0ExidIIAT4

Теперь дадим определение взрывоопасной зоне. Взрывоопасная зона - помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы.

Зоны класса В-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т. п.

Зоны класса В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса В-Iб - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей.

Зоны класса В-Iг - пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок), надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

Зоны класса В-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса В-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Таблица 5. Допустимый уровень взрывозащиты или степень защиты оболочки оборудования в зависимости от класса взрывоопасной зоны

Класс взрывоопасной зоны	Уровень взрывозащиты или степень защиты
В-I	Взрывобезопасное
В-Iа, В-Iг	Повышенной надежности против взрыва
В-Iб	Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты не менее IР44.
В-II	Взрывобезопасное
В-IIа	Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты IР54.

Теперь дадим пояснение параметру IP, который не входит в маркировку по взрывозащите но является важным параметром для оборудования, имеющего вид взрывозащиты - "взрывонепроницаемая оболочка".

Параметр IP - степень защиты оболочки, - имеет отношение к наружным поверхностям и зазорам электротехнических приборов, коммутационных изделий и монтажных материалов и показывает степень защиты конкретного изделия от попадания внутрь твердых тел, пыли и воды.

Следует также отметить, что взрывозащищенные электротехнические приборы (в нашем случае приборы ОПС), эксплуатирующиеся, в чрезвычайно жестких условиях, а иногда и в агрессивной среде, должны иметь степень защиты оболочки не ниже IP54. Степень защиты IP регламентируется ГОСТ14254-96 (МЭК 529-89), что в краткой форме нашло выражение в таблице 6.

Таблица 6. Кодировка IP- степени защиты оболочки

Первая цифра кода	Защита от проникновения внешних твердых предметов:	Вторая цифра кода	Защита от вредного воздействия в результате проникновения воды:
0	Нет защиты	0	Нет защиты
1	От попадания внутрь твердых тел диаметром 50 мм и более	1	Вертикальное каплепадение
2	От попадания внутрь твердых тел диаметром 12,5 мм и более	2	Каплепадение (номинальный угол 15)
3	От попадания внутрь твердых тел диаметром 2,5 мм и более	3	Дождевание
4	От попадания внутрь твердых тел диаметром 1,0 мм и более	4	Сплошное обрызгивание
5	Пылезащищенное	5	Действие струи
6	Пыленепроницаемое	6	Сильное действие струи
		7	Временное непродолжительное погружение
		8	Длительное погружение

Примечание: в кодировку IP могут также вводиться буквы, характеризующие вспомогательную информацию.

Для взрывозащищенного оборудования приборов характерно применение, в основном, следующих видов взрывозащиты:

1. вид взрывозащиты "искробезопасная электрическая цепь" ("i") основывается на методе предотвращения взрыва или воспламенения за счет ограничения электрической и тепловой энергии. Казалось бы, именно этот метод можно считать наиболее надежным, так как он исключает сам факт взрыва, и, следовательно, должен был получить максимальное распространение. Однако, он не всегда применим, потому что в ряде случаев такое ограничение энергии приводит к потери работоспособности прибора;

2. вид взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" ("d") основан на методе сдерживания взрыва, главный принцип которого, - не дать взрыву распространиться за пределы оболочки прибора. С использованием этого вида взрывозащиты, на параметры прибора уже не накладываются ограничения по току, тепловой энергии, емкости и индуктивности, но более жесткие требования предъявляются к конструкции и механической прочности корпуса прибора, а также к монтажу;

3. в последнее время все большую практическую реализацию находят виды взрывозащиты с использованием метода изоляции, основанного на принципе физического разделения взрывоопасных частей и элементов прибора от взрывоопасной среды. Прежде всего, это вид взрывозащиты "герметизация компаундом" ("m"). В настоящее время именно с этим видом взрывозащиты выпускается все большее количество приборов. Связано это с тем, что практическая реализация этого вида взрывозащиты не требует больших затрат и снижает себестоимость оборудования.

Варианты реализации

Более подробно рассмотрим вид взрывозащиты - "Искробезопасная электрическая цепь", интересующий нас с точки зрения проектирования электронных схем.

При этом виде защиты электрические цепи рассчитаны так, что искры и нагревы, которые могут возникать при нормальной работе электрооборудования, например, на контактах реле, переключателей и т.п. или при повреждениях (короткое замыкание, обрыв проводников, замыкание на корпус, на землю и т.д.), не воспламеняют взрывоопасную среду.

Электрооборудование с указанным видом взрывозащиты является наиболее экономичным из всех видов взрывозащищенного электрооборудования и в то же время оно обладает наиболее высоким уровнем взрывобезопасности.

Искробезопасность электрооборудования во многом зависит от параметров его электрических цепей (индуктивность, емкость, напряжение, ток, частота, сопротивление и т.д.), а также режим работы, качества изготовления и состояния самого электрооборудования.

Важными характеристиками искробезопасности являются ток воспламенения (для безиндуктивной и индуктивной цепей) и напряжение воспламенения (для емкостных цепей) при вероятности воспламенения 10^-3.

Отличительной особенностью искробезопасного электрооборудования является то, что оно не имеет громоздких защитных оболочек, а по принципу работы полностью основано на общепромышленном электрооборудовании, либо отличается от него очень незначительно.

Искрозащитные элементы обеспечивают искробезопасность электрической цепи посредством ограничения энергии в пределах нижней границы взрыва взрывоопасной смеси в месте установки.

Для сопряжения электрооборудования, расположенного во взрывоопасной зоне, с электрооборудованием, находящимся во взрывобезопасной зоне (связанное электрооборудование), должны применяться определенные ограничительные элементы. Ограничительные элементы можно разделить на две группы:

· диодные барьеры безопасности, или пассивные барьеры,

· гальванически изолированные барьеры безопасности, или активные барьеры

Пассивные разделительные элементы

С точки зрения электротехники, искрозащитные устройства этого типа являются несложными (рис. 9).

Рис.9 Схема электрическая блока искрозащиты на стабилитронах.

Принцип действия блоков искрозащиты состоит в следующем: в случае появления опасного напряжения на зажимах, подключенных к приборам во взрывобезопасной зоне (250 В макс.), значение которого превышает напряжение стабилизации стабилитронов, в цепи появляется ток (путь указан штриховой линией) и срабатывает предохранитель.

Оценка искробезопасности блоков искрозащиты на стабилитронах проводится путем вычисления коэффициента искробезопасности (ГОСТ 22782. 5, Приложение 5).

Спецификация блоков искрозащиты на стабилитронах включает в себя следующие параметры:

· максимальная внешняя емкость - емкость, которая может быть подключена к клеммам искробезопасных электрических цепей блока; ее значение определяется суммарным значением емкостей проводников и входной емкости прибора

· максимальная внешняя индуктивность - индуктивность, которая определяется суммой значений индуктивности элементов, установленных до блока искрозащиты, и входной индуктивности прибора;

· напряжение на входе при 10 (1) мкА - максимальное напряжение при правильной полярности, которое приложено между клеммами взрывобезопасной зоны и земли при определенном токе утечки (10 мкА) (при этом имеются в виду верхние значения рекомендуемого рабочего диапазона);

· максимальное напряжение на входе - это максимальное значение напряжения при правильной полярности, приложенное между клеммами взрывобезопасной зоны и земли, не вызывающее срабатывания предохранителя; данный параметр рассчитывается при разомкнутых искробезопасных электрических цепях и при температуре окружающей среды 20°С.

Конструктивно блок искрозащиты представляет собой единый неразборный блок, залитый компаундом, устойчивый к условиям эксплуатации.

Активные разделительные устройства

Гальванически изолированные активные разделительные устройства (барьеры) имеют источник напряжения или формирователи сигналов, которые передают или принимают сигналы из взрывоопасных зон через изолированный тракт (рис. 10).

Основное отличие между пассивными БИС и гальванически изолированными барьерами (активными барьерами) заключается в безопасных элементах, которые применяются для изоляции между взрывобезопасной зоной и электрическими цепями, обеспечивающими искробезопасность.

Эта конфигурация не позволяет опасному напряжению, которое приложено к зажимам, расположенным во взрывобезопасной зоне, быть переданным во вторичные цепи без ограничения по максимальному напряжению при аварийной ситуации.

Так как входная цепь является плавающей по отношению к земле, то при повреждении ток не протекает через энергоограничивающие цепи, поэтому нет необходимости заземлять энергоограничивающую цепь.

Рис. 10 Схема гальванически изолированного барьера

Достоинства активных барьеров:

· нет необходимости в системе заземления,

· могут быть применены заземленные первичные преобразователи,

· гальваническая изоляция снимает проблемы обратных токов и обеспечивает высокий коэффициент подавления помехи общего вида,

· достигается более высокая точность измерений,

· непосредственно могут использоваться выходные сигналы.

Недостатки гальванически изолированных барьеров:

· высокая стоимость элементов, сопоставимая со стоимостью установки,

· спроектированы для особых применений, поэтому являются менее гибкими.

Выбор высоконадежных и экономичных технических средств сбора информации, работающих во взрывоопасных средах, является первоочередной задачей при проектировании систем управления технологическими процессами.

Применение во взрывоопасных зонах оборудования общепромышленного исполнения с искробезопасными цепями является одним из путей снижения капитальных затрат, повышения надежности и безопасности эксплуатации.

5. Технико-экономическое обоснование проекта

5.1 Теоретическое обоснование целесообразности разработки устройства управления пассажирским лифтом

Устройство управления пассажирским лифтом предназначено для задания режимов работы пассажирского лифта. Это устройство обеспечивает работу лифта согласно заданному алгоритму работы, а так же контроль его безопасности, путём проверки наличия приходящего напряжения с датчиков контроля безопасности установленных на кабине и в шахте.

Данное устройство управления представляет собой печатную плату размером 500x300 мм, к которой подключаются все остальные блоки станции управления лифтом.

Целесообразность разработки данной платы управления обуславливается экономическим эффектом в виде снижения цены потребления разрабатываемого устройства по сравнению с аналогами.

5.2 Расчет затрат на стадии НИОКР

Для планирования НИОКР определим последовательность проведения работ и их продолжительность.

Составим ленточный график проведения работ. Он представляет собой таблицу, где перечислены наименования видов работ, должности исполнителей, трудоёмкость, численность исполнителей и длительность исполнения каждого вида работ. Продолжением таблицы является график, отражающий продолжительность каждого вида работ в виде отрезков времени, которые располагаются в соответствии с последовательностью выполнения работ. Эти данные представлены в таблице 7 в виде ленточного графика работ над проектом.

Таблица 7. Ленточный график НИОКР

В плановую себестоимость НИОКР включаются все затраты, связанные с ее выполнением, независимо от источника их финансирования.

Структура затрат.

а) Затраты на материалы представлены в таблицах 8, 9, 10.

Таблица 8. Затраты на подготовку конструкторской документации

Материалы и другие материальные ресурсы	Единицы измерения	Потребное количество	Цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
Бумага писчая (формат А4)	пачка	1	5000	5000
Папка	шт.	1	4000	4000
Бумага чертежная (формат А1)	лист	6	1000	6000
Дырокол	шт.	1	6000	6000
Ручка	шт.	2	400	800
Итого:	21 800
Транспортно-заготовительные расходы (4%):	872
Всего:	22 670

Таблица 9. Затраты на комплектующие изделия, основные и вспомогательные материалы для изготовления опытного образца

Материалы	Единица измерения	Потреб. кол-во	Цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
Микросхемы	шт.	31	5000	155 000
Блок соединительный	шт.	15	500	7 500
Диоды	шт.	112	500	56 000
Конденсаторы	шт.	34	1000	34 000
Индикаторы	шт.	1	3000	3000
Резисторы	шт.	327	200	65 400
транзисторы	шт.	52	2600	135 200
Резонатор кварцевый	шт.	1	4350	4350
Светоизлучающие диоды	шт.	27	1000	27 000
Шурупы	шт.	4	50	200
Припой	кг	0.05	3000	150
Лак	л	0.05	6000	300
текстолит	шт.	1	200	200
Канифоль	кг	0.05	5000	250
Итого:	488550
Транспортно-заготовительные расходы (4%):	195420
Всего:	683970

Таблица 10. Затраты на электроэнергию

Наименование	Количество, шт.	Время работы, час	Мощность, кВт	Тариф 1кВтчас	Сумма, руб.
Компьютер	1	350	0,4	225	31 500
Лампа	1	150	0,1	225	3 375
Итого:	34 875

Затраты на электрическую энергию рассчитываются исходя из формулы:

где - фактически отработанное время, час;

- мощность оборудования, кВт;

- тариф на электроэнергию за 1 кВтчас, руб.;

- количество единиц оборудования, шт.;

- коэффициент спроса потребителей электроэнергии.

б) Расчет затрат на спецоборудование для научных работ.

К данной статье относятся затраты на приобретение или изготовление специальных приборов, стендов, аппаратов и другого специального оборудования, необходимого для выполнения конкретной НИОКР. Определение затрат по этой статье осуществляется по фактической стоимости приобретения с учетом транспортно-заготовительных расходов. В качестве спецоборудования для проведения разработки системы управления пассажирским лифтом необходим программатор микросхем ATMEGA16.

Затраты на спецоборудование для научных работ сведем в таблицу 11.

Таблица 11. Затраты на спецоборудование для научных работ

Спецоборудование	Изготовитель	Количество	Цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
Программатор микросхем ATMEGA16	ATMEL	1	60000	60000
Итого:	60000
С учетом транспортно-заготовительных расходов (4%):	2400
Всего:	62400

в) Основная заработная плата разработчика

С1=77000 тыс. руб. - ставка первого разряда

R=13 - тарифный разряд (специалист II категории)

Kт=3,04 - тарифный коэффициент

Кпрем=0,3 - коэффициент премирования

Кст=1,1 - коэффициент, учитывающий стаж работы до 5 лет (специалист II категории)

Кд.зп=0.12 - коэффициент дополнительной заработной платы

Кпрев==3,6 - коэффициент характеризующий соотношения плановой продолжительности НИОКР и планового месячного фонда рабочего времени

Рассчитаем заработную плату разработчика ЗПр по формуле:

ЗПр

Отчисления на социальные нужды:

Ос = ЗПр•Ко

Ос=1248425.3·0.35 = 436948,8 (рублей)

Расходы на служебные командировки.

Расходы на служебные командировки составляют 2-3% от ЗПосн:

Рск=0,02• 1248425,3=24968,5 (руб.)

Затраты по работам, выполненные сторонними организациями указаны в таблице 12.

Таблица 12 Затраты по статье “Прямые расходы”

Наименование	Единица измерения	Потреб. кол-во	Цена за единицу, руб.	Сумма, руб.
Распечатка листов формата А4	лист	100	150	15000
Печать чертежей на плоттере	лист	6	3550	21300
Итого	36300

Накладные расходы.

Накладные расходы составляют 30% от ЗПр разработчика:

Рн = 0,3•1205043,84 = 361513 (рублей)

Плановую калькуляцию себестоимости НИОКР сведем в таблицу 13.

Таблица 13. Плановая калькуляция себестоимости НИОКР

Статьи затрат	Сумма, руб.
Затраты на подготовку конструкторской документации	18 512
Затраты на комплектующие изделия для изготовления опытного образца	683 970
Затраты на электроэнергию	34 875
Затраты на спецоборудование для научных работ	62 400
Основная заработная плата разработчика	1 205 043,84
Дополнительная заработная плата	144 605,26
Отчисления на социальные нужды	433 815,78
Расходы на служебные командировки	24 100,88
Прямые расходы	14 300
Накладные расходы	361 513
Полная себестоимость НИОКР	2 983 135.76

5.3 Расчет затрат на стадии производства

лифт релейный микропроцессорный управление

1 Параметры поточной линии

а) Такт потока

,

где Fэф - годовой эффективный фонд времени (1775 час.),

где N₃ - количество изделий на этот же период по плану (шт.)

Nгод - годовая программа выпуска изделия (900 шт.),

а - коэффициент технологических потерь (1,0%).

Тогда по формуле получим:

(мин/шт.)

б) Количество рабочих мест

В таблице 14 указаны операции сборки контроллера для управления промышленными объектами в последовательности их выполнения, с нормами времени на выполнение каждой.

Таблица 14. Расчет норм времени на операции по изготовлению изделия

Наименование операции	Наименование изделия	Кол-во, шт.	Норма времени на деталь, н/часы	Норма времени на все детали, н/часы	Норма времени на операцию, н/часы
Формовка выводов	Резисторы, конденсаторы, диоды	473	0,0065	3,08	3,08
Лужение выводов	Резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды	500	0,005	2,5	3,12
	Микросхемы	31	0,02	0,62
Пайка радиоэлементов	Резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды, резонатор, транзисторы,	553	0,005	2,76	6,89
	Микросхемы	31	0,03	0,93
	Разъемы, индикатор	16	0,2	3,2
Подстройка	Плата	1	0,8	0,8	0,8
Сборка	Плата	1	0,4	0,4	0,4
ОТК	Плата	1	0,4	0,4	0,4
ИТОГО	14,69

Так как используется поточная линия, то норма оперативного времени на j-тую операцию равна норме времени на операцию.

Проведем расчет трудоемкости изготовления системы управления пассажирским лифтом.

,

где - норма оперативного времени j-той операции (мин.),

- время орг-техобслуживания рабочего места (мин.),

- время на отдых и личные надобности (мин.).

Сумма времени орг-техобслуживания рабочего места и времени на отдых и личные надобности рассчитываем как 2% и 4,2% от оперативного времени. Следовательно, формула для расчета штучного времени.

2 Расчет затрат на стадии производства

a) Материалы

Затраты на основные и вспомогательные материалы, которые входят в состав изготовленной продукции показана в таблице 15.

Таблица 15 Затраты на основные и вспомогательные материалы

Наименование основных и вспомогательных материалов	Ед. изм.	Норма расхода на 1 изделие	Годовой расход	Цена за единицу (без НДС), тыс. руб.	Сумма затрат тыс. руб.
Основные
Шурупы	шт.	4	3600	0.05	180
Вспомогательные
Припой	кг	0.05	45	3.0	135
Лак	л	0.05	45	6.0	270
текстолит	шт.	1	900	0.2	180
Канифоль	кг	0.05	45	5.0	225
Итого					990
С учетом т.-з. расходов (4%)		1029.6

б) Затраты на комплектующие изделия и услуги производственного характера сторонних организаций указаны в таблице 16.

Таблица 16. Затраты на комплектующие изделия

Наименование комплектующих	Тип изделия	Годовая потребность, шт.	Цена за единицу без НДС, тыс. руб.	Сумма затрат, тыс. руб.
Микросхемы	Atmega16-8AI	900	5	4500
Диоды	BL-B2341P	900	0,5	450
Конденсаторы	12pF SMD0805	1800	1	1800
	4С 220µF 10V	1800	1	1800
	0,1µF SMD0805	3600	1	3600
Резисторы	10k0 SMD0805 0.125W	900	0,2	180
	1k0 SMD0805 0.125W	2700	0,2	540
	360R SMD0805 0.125W	1800	0,2	360
	47R SMD0805 0.125W	900	0,2	180
	0R SMD0805 0.125W	900	0,2	180
Стабилизаторы	IRU1010-33	900	1	900
Разъемы	XS Винтовой	8100	0,5	4050
Итого			18 540
С учетом т.-з. расходов (4%)			19 281,6

в) Электроэнергия на технологические цели

Затрат на электроэнергию для производственных целей рассчитываем исходя из расхода электроэнергии по установленной мощности оборудования, эффективного фонда времени работы оборудования (в часах), коэффициента спроса потребителей электроэнергии (Кс), тарифа за 1кВт•час электроэнергии для производственных целей.

Примем Кс=0.75.

Расход электроэнергии:

Рэл=Wу•Кс•nоб,

где Wу -установленная мощность оборудования (кВт),

nоб - количество единиц однотипного оборудования (шт.).

Fэф=1775 час.

Тогда затраты на электроэнергию для однотипного оборудования будут равны:

Зэл=Рэл•Цэл•Fэф

где Цэл -тариф за 1кВт•час электроэнергии для производственных целей (225 руб.).

Таблица 17 Затраты на электроэнергию для технологических целей

Наименование оборудования	Мощность, кВт	Кс	nоб, шт.	Цэл, тыс.руб.	Рэл, кВт•час	Зэл, тыс.руб.
1.Устройство для формовки выводов элементов	0.1	0.75	1	0.225	0,075	29,9
2. Ванна для лужения	0.6	0.75	1	0.225	0,45	179,7
3. Установка пайки	0.6	0.75	9	0.225	4,05	1617,4
4.Вольтметр	0,2	0,75	4	0,225	0,6	139,6
5.Осциллограф	0.7	0.75	4	0.225	2,1	838,6
6. Монтажный комплект	0.6	0.75	2	0.225	0,9	359,4
Итого	3164,6

г) Заработная плата производственных рабочих с отчислениями на социальные нужды

Заработная плата производственных рабочих начисляется по сдельной системе оплаты труда.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих составляет 14% от основной.

В соответствии с законом РБ в данной статье затрат отражаются отчисления в Фонд социальной защиты населения в размере 35% единым платежом от Зопл.тр.

Определяем Зосн для j-го разряда:



где С - часовая тарифная ставка первого разряда, тыс.руб.;

Ктj - тарифный коэффициент j-го разряда;

tштj - трудоёмкость j-й операции, н.ч.;

Q - объём выпуска продукции.

где С1р - тарифная ставка первого разряда в месяц (77 тыс. руб.);

Fном - номинальный фонд времени (1775 часа);

= 12 - число месяцев в году;

По формуле (6.2) получаем:

С = 0.515 (тыс.руб.)

С учётом размера минимальной Зп

236000/ЧТС=

Результаты расчёта сведём в таблицу 18.

Таблица 18 Затраты на оплату труда основных производственных рабочих при производстве всех изделий

Наименование операций	Разряд	Тарифный коэфф.	tштj, н/час	Зосн тыс. руб.	Здоп тыс. руб.	Зопл. без отчисл. тыс.руб.	Отчисления тыс.руб.
Формовка выводов	2	1.16	3,28	1763,5	246,9	2010,4	703,6
Лужение выводов	2	1.16	3,3134	1781,5	249,4	2030,9	710,8
Монтаж радиодеталей.	3	1.35	7,3171	4578,5	641	5219,5	1826,8
Настройка аппаратуры	3	1.35	0,8496	531,6	74,4	606	212,1
Монтаж радиоэлементов	4	1.57	0,4248	309,1	43,2	352,3	123,3
Пайка радиоэлементов	4	1.57	0.428	312,1	45,8	375,3	134,2
Контроль ОТК	5	1.73	0,4248	340,6	47,6	388,2	135,8
Итого		10607,3	3712,4

Таким образом, затраты по статье з/п производственных рабочих составляет 10607,3 тыс. руб. при производстве всех изделий.

Отчисления на социальные нужды: 3712,4 тыс. руб.

д) Плановая калькуляция себестоимости и отпускной цены единицы продукции

Расчёт общепроизводственных расходов.

Затраты по данной статье примем 450% от средств на оплату труда основных производственных рабочих.

Зо.п.р=4,5•10607,3=47732,8 (тыс. руб.)

Расчёт общехозяйственных расходов.

Затраты по данной статье составляют 370% от средств на оплату труда основных производственных рабочих.

Зо.х.р=3,7•10607,3=39247 (тыс. руб.)

Расчёт внепроизводственных расходов.

Затраты по данной статье составляют 6% от производственной себестоимости.

Звп.р.=Кк•Сп,

где Сп =138.5 (тыс.руб.)

Звп.р. = 0.06•138.5 = 8 (тыс. руб.)

Таблица 19. Калькуляция себестоимости единицы продукции

Наименование показателей	Значение на единицу продукции, тыс. руб.
Комплектующие изделия	21,4
Материалы (основные и вспомогательные)	1,14
Электроэнергия на технологические цели	3,51
Заработная плата производственных рабочих	11,78
Отчисления на социальные нужды	4,12
Общепроизводственные расходы	53
Общехозяйственные расходы	43,6
Внепроизводственные расходы	8
Итого:	146,8

Произведем расчет отпускной цены единицы продукции.

,

где П - прибыль;

Сп - полная себестоимость;

h_R - норма рентабельности (15%).

(тыс. руб.)

,

где Ое - отчисления в фонд поддержки с/х производителей и аграрной науки;

hр - ставка единого платежа(2%).

(тыс. руб.)

,

где Ц_безНДС - отпускная цена без НДС

(тыс. руб.)

,

где НДС - налог на добавленную стоимость к уплате в бюджет;

h_НДС - ставка НДС.

 (тыс. руб.)

,

где Ц - отпускная цена с НДС

(тыс. руб.)

е) Расчет годовых эксплуатационных расходов.

Так как разрабатываемое устройство устанавливается в станцию управления, то в состав годовых эксплуатационных расходов входят следующие статьи затрат:

Затраты на электроэнергию.

где М - потребляемая мощность прибора, кВт

Цэ - тариф за 1кВтчас энергии, руб.

F -годовой эффективный фонд времени работы прибора, час.

Зэл=0,00005•8760•225=98.55 (руб.)

Зэл.ан.=0,00024•8760•225=473 (руб.)

Заработная плата обслуживающего персонала.

где N - количество операторов, обслуживающих прибор, чел.

Lt - средняя часовая тарифная ставка работника, руб.

Fo - эффективный годовой фонд времени работы одного работника,

К - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату.

Звсп.р.=1•1340•65•2.04 = 177684 (тыс. руб.)

Звсп.р.ан.= 1•1340•65•2.04 =177684(тыс. руб.)

Затраты на текущий ремонт.

,

где tp - среднее время ремонта, час;

Ср - средняя часовая ставка работника, выполняющего ремонт, руб.;

к - коэффициент доплат и отчислений;

Ц - средняя стоимость одного заменяемого элемента, руб.;

Nэ - кол-во элементов, заменяемых за один отказ изделия, шт.;

tг - годовая наработка изделия, ч/год,

tо - наработка на отказ, час.

Зр= (1,5•1340•1,7+916•2)•(12•365)/(12•365•3)=1574,7 (руб.)

Зр.ан.=(3•1340·1,7+2000•2)• (12•365)/(12•365•3)=3250 (руб.)

Износ малоценных быстроизнашивающихся предметов

Зам.= (К*Ни)/100;

К - цена прибора, руб.

Ни - норма износа, %.

При сроке полного использования 5 лет примем 20%.

Зам.=(146.8·20)/100= 29.36 тыс.руб.

При использовании аналога:

Зам.ан.=(200·20)/100= 40 тыс.руб.

Таблица 20. Эксплуатационные расходы

Статьи затрат	Сумма затрат, тыс. руб.	Сумма затрат, тыс. руб. (аналог)
Затраты на электроэнергию	98.55	473
Зарплата обслуживающего персонала	177.684	177.684
Затраты на текущий ремонт и техобслуживание	1574,7	3250
Итого	1850	3900

Рассчитаем экономию потребителя при эксплуатации при выборе нашего проектируемого устройства перед аналогом:

Зэксп= Зэксп.ан - Зэксп

Зэксп = 3900-1850=2050 (тыс. руб.)

Как видно из расчёта, проектируемое устройство по отношению к потребителю во время эксплуатации более экономично в сравнении с аналогом.

5.4 Расчёт экономического эффекта от повышения качества прибора

a) Приведение сравниваемых вариантов устройства к сопоставимому виду

Приведем к сопоставимому виду, т. к. сопоставимость сравниваемых вариантов изделия является одним из важнейших условий при расчете экономической эффективности.

Сравнительный анализ технико-экономических показателей проектируемого устройства и аналога представлен в таблице 21.

Таблица 21. Технические и эксплуатационные параметры системы управления пассажирским лифтом.

Значение показателей
Параметры	Ед. изм.	Проектируемое устройство	Аналог	Эталон
Количество этажей в здании	шт.	16	12	30
Групповая работа	шт.	6	2	6
Размер платы	мм.	500х300	800х600	500х250
Рабочая температура окружающей среды	Т°С	+5-+50	+10-+45	0-50
Потребляемая мощность	Вт	0,05	0,24	0,01

Таблица 22. Относительные технические параметры

Параметры изделия	Относительная величина параметра	Коэффициенты весомости
	Проектируемое устройство	Аналог
Количество этажей в здании	0,4	0,53	0,3
Групповая работа	0,34	1	0,2
Размер платы	0,63	1	0,3
Потребляемая мощность	0,042	0,2	0,2

Определим коэффициенты технического уровня:

щпр.=0,53•0,3+1,0•0,2+1,0•0,3+0,2•0,2= 0,7

щан.=0,4•0,3++0,34•0,2+0,63•0,3++0,042•0,2 =0,4

Определим коэффициент эквивалентности технического уровня:

Определим коэффициент, учитывающий надежность прибора:

Находим интегральный показатель качества:

б) Определение экономического эффекта.

Выбор экономически эффективного варианта проектируемого изделия осуществляется на основе экономического эффекта. Экономический эффект рассчитаем исходя из минимума затрат на производство и эксплуатацию устройства в течение всего жизненного цикла.

Формула для расчета по данному методу:

где Зm - стоимостная оценка затрат на производство, разработку и использование РЭА в t-м году;

Зг - неизменные по годам расчетного периода затраты на разработку, производство и использование РЭА;

Еn - норматив эффективности капитальных вложений (Ен = 0.15),

Крn - коэффициент реновации РЭА, исчисленный с учетом фактора времени в зависимости от срока службы;

При использовании данного метода для определения экономического эффекта за расчетный период 5 лет применяем коэффициент реновации, который рассчитывается по формуле:

где Тсл - срок службы РЭА.

При сроке службы 5 лет Крn = 0,1448

Зган=Ц + Зэксп,

где Ц - цена единицы продукции с НДС (тыс.руб.),

Зэксп - годовые расходы на эксплуатацию (тыс.руб.)

Зган=1850+3900=5751 (тыс.руб.)

Згпр=Ц + Зэксп,

где N - затраты НИОКР на единицу продукции (тыс.руб.)

Згпр=2826.1+1850=4676.1 (тыс.руб.)

Тогда по формуле получаем:

(тыс.руб.)

(тыс.руб.)

Экономический эффект от разработки:

Зm = Зma•W - Зmnp

Зm = 19508•1.75-10874.6=23264.4 (тыс.руб.)

Таким образом экономический эффект от разработки данного устройства составляет 23264 (тыс.руб.) на единицу продукции.

Сравнительные технико-экономические и эксплуатационные показатели проекта сведены в таблицу 23.

Таблица 23. Сравнительные технико-экономические и эксплуатационные показатели проекта

Показатели	Единицы измерения	Значение показателей по вариантам
		проект	аналог
Технические и эксплуатационные:
Количество этажей в здании	шт.	16	12
Групповая работа	-	есть	нет
Размер платы	мм.	500Ч300	800Ч600
Потребляемая мощность	Вт	0,05	0,24
Рабочая температура окружающей среды	С°	+5-+50	+10-+45
Экономические:
Годовой объем производства	шт./год.	900	900
Отпускная цена единицы продукции с НДС	тыс.руб.	2574,5	3150
Годовые эксплуатационные расходы, в том числе:	тыс.руб.	1850	3900
- затраты на электроэнергию	тыс.руб.	98.55	473
- зарплата обслуживающего персонала	тыс.руб.	177.684	177.684
- затраты на текущий ремонт и техобслуживание	тыс.руб.	1574,7	3250
Износ МБП	тыс.руб.	29.36	40
Экономический эффект в виде снижения цены потребления за 5 лет	тыс.руб.	23264.4

Список литературы

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов

Размещено на Allbest.ru