Разработка блока управления пропорциональной электрогидравлической системы

- снижения прямых потерь ТЭР;

- повышения энергетической эффективности изоляции потоков ТЭР;

- использование вторичных ТЭР в технологических процессах;

- повышения коэффициента полезного действия энергетических

- установок на основе их модернизации и реконструкции.

Приоритетными отраслями (организациями), в которых реализуются основные направления энергосбережения, являются:

- организации, финансируемые из областного и местных бюджетов;

- жилищно-коммунальное хозяйство области;

- энергоемкие отрасли промышленности, в том числе электроэнергетика и газовое хозяйство;

- наука и образование.

Энергосбережение в энергоемких отраслях промышленности.

Энергосбережение в энергоемких отраслях промышленности направлено на снижение энергоемкости и себестоимости выпускаемой продукции. Это достигается за счет введения на предприятиях систем энергетического менеджмента, предусматривающих организацию управления издержками при производстве продукции, основанную на учете затрат по местам их возникновения.

Система энергетического менеджмента включает в себя:

1) Организацию комплексного учета потребления ТЭР, как по технологическим участкам, так и по предприятию в целом;

2) Проведение системно-аналитических работ по оценке и планированию энергосберегающих мероприятий на основе данных комплексного учета потребления ТЭР;

3) Организацию выполнения плана энергосберегающих мероприятий.

Первоочередным мероприятием по энергосбережению на предприятиях является создание автоматизированных систем учета электроэнергии. При этом наряду с учетом объемов потребляемой энергии должен осуществляться оперативный контроль показателей энергоемкости технологических процессов по участкам. В целом по предприятию должен определяться максимум нагрузки по времени суток. На основе этого осуществляется рациональное планирование загрузки технологических участков с точки зрения выравнивания нагрузки предприятия и смещения пика нагрузки за пределы пиков нагрузки энергосистемы, В процессе эксплуатации автоматизированных систем учета и диспетчерского управления потреблением электрической энергией решаются следующие задачи:

- сокращение размеров платежей за электроэнергию по основной ставке двухставочного тарифа в результате обоснованного снижения заявленного максимума нагрузки;

- приведение электропотребления технологических цехов к заданным суточным лимитам;

- минимизации материальных и финансовых потерь от ограничений объектов потребления, производимых энергосистемой;

- уменьшение потерь активной мощности и электроэнергии за счет выбора рационального состава работающего силового электрооборудования.

- Важной задачей является создание автоматизированных систем учета и контроля за потреблением других видов энергетических ресурсов: газа, тепловой энергии, пара, питьевой воды, технической воды и других. Это достигается за счет:

- оснащения объектов энергохозяйства датчиками первичной информации;

- организации контрольных точек сбора и предварительной обработки информации;

- создания пунктов управления с развитыми локальными вычислительными сетями;

- создания центрального и локальных диспетчерских пунктов;

- интеграции автоматизированной системы диспетчерского управления энергетическим хозяйством в автоматизированной системе управления предприятия.

Энергетический менеджмент на предприятии основывается на системном анализе энергопотребления по частным и обобщенным показателям. Первичными документами анализа энергопотребления являются энергетические паспорта технологических участков, цехов и предприятия в целом. Энергетические паспорта составляются на основе данных учета и энергетических обследований.

Данные об энергопотреблении служат основой построения энергетического баланса предприятия. Энергетический баланс предприятия состоит из двух сводных групп анализа - внешнего и внутреннего энергобалансов.

Внешний энергобаланс отражает объемы покупки и реализации на сторону энергоресурсов, разница - чистое энергопотребление предприятия. На основе внешнего энергобаланса оценивается обобщенный удельный показатель энергопотребления на единицу производимой продукции.

Внутренний энергетический баланс основывается на оценке энергетических потоков по отдельным технологическим участкам и подразделениям предприятия. Он должен содержать объемы:

- потребления энергетических ресурсов;

- выработки вторичных энергетических ресурсов;

- выработки собственных энергетических ресурсов.

Внутренний энергетический баланс служит основанием для оценки частных удельных показателей энергопотребления по отдельным технологическим участкам и подразделениям. На основе данного подхода осуществляется сравнительная оценка энергоэффективности участков и подразделений.

Ведение энергетического баланса предприятия служит основой для определения соотношения между объемами потребляемых и утилизируемых энергоресурсов, объективного решения задачи оптимизации энергопотребления, постоянной оценки внедряемых мероприятий по энергосбережению, прогнозирования объемов закупаемых энергоресурсов, задания и контроля граничных условий энергопотребления. Энергетический баланс служит основой постановки энергосберегающих мероприятий в план первоочередных работ предприятия.

Повышение энергетической эффективности систем электроснабжения.

В условиях планируемого роста электропотребления повышение энергетической эффективности систем электроснабжения предусматривает:

1) Переход на использование современных технологий производства электрической энергии;

2) Реконструкцию и восстановление электрических сетей, особенно в сельской местности;

3) Строительство средних и малых по мощности электростанций, минигидроэлектростанций, особенно для электроснабжения отдаленных от центральных электрических сетей организаций.

В период до 2010 года при реконструкции действующих и сооружении новых крупных электростанций приоритетным является использование технологий парогазовых и газотурбинных установок как наиболее экономически эффективных и экологически чистых, когда экономия топлива возникает за счет повышения КПД и увеличения удельной выработки электроэнергии при комбинированном производстве электроэнергии и тепла на теплоэлектроцентрали.

В целях снижения потерь электроэнергии при ее транспортировке до потребителей предусматривается реконструкция электрических сетей, особенно в сельской местности, установка источников компенсации реактивной мощности и повышения уровней напряжения в линиях электропередач.

Надежность электроснабжения отдаленных от центральных электрических сетей потребителей и снижение потерь электроэнергии при ее транспортировке обеспечивается за счет строительства средних и малых по мощности электростанций различного типа, преимущественно с использованием парогазовых и газотурбинных установок, минигидроэлектростанций, а также других установок, в том числе на возобновляемых источниках энергии.

Информационно-образовательные мероприятия в сфере энергосбережения.

Эффективность реализации энергосберегающих мероприятий определяется образовательным уровнем специалистов в области энергосбережения. Поэтому в целях повышения научного и образовательного потенциала Республики Беларусь в сфере энергосбережения в вузах страны организованы и организуются специальные курсы по подготовке специалистов в области:

- энергетического менеджмента;

- энергосберегающих технологий;

- автоматизированных систем учета и регулирования потребления энергетических ресурсов.

Курсы переподготовки и повышения квалификации специалистов ЖКХ в сфере новых энергосберегающих технологий организуются в университетах, центрах энергосбережения муниципальных образований и промышленных предприятий.

Пропаганда энергосбережения предусматривает выпуск специализированных журналов, информационных бюллетеней, проведение выставок и конференций по новой энергосберегающей технике и технологиям.

Внедрение стандарта ISO50001.

Постепенное совершенствование энергоменеджмента предприятия за рубежом и в нашей стране привело к созданию национальных стандартов по управлению энергией. Такие стандарты были приняты в Великобритании (1985 г.), Австралии (1990-1992 г.), Дании (2001 г.), Ирландии (2005 г.), США (1995, 2005 г.). В России и Беларуси, в 2000 г. была принята группа стандартов энергоэффективности, которая составляет часть деятельности по энергоменеджменту. С 2007 г. началась разработка международного стандарта ISO 50001 «Системы управления энергией (Энергоменеджмент). Требования. Рекомендации к использованию». Этот стандарт обобщает опыт использования соответствующих национальных стандартов. Принятие стандарта планируется на конец 2010 г.

В основе стандарта управление людьми, которые управляют другими ресурсами, потребляющими энергию. Поэтому базовые принципы стандарта и, частично, его структура построены на основе широко применяемого стандарта «Системы менеджмента качества. Требования» ISO 9001-2000.

Главный принцип стандарта планируй, исполняй, контролируй, совершенствуй.

Применительно к специфике энергоменеджмента предприятия, основные этапы, которые должны обеспечиваться для эффективного управления энергопользованием на предприятии:

- принятие энергетической политики предприятия;

- планирование производства и потребления энергии;

- внедрение и эксплуатация энергетических установок;

- контроль и измерения в энергопользовании, включая результата деятельности персонала;

- корректирующие и предупреждающие действия по выявленным и прогнозируемым несоответствиям;

- внутренний аудит;

- анализ менеджмента в энергопользовании;

- совершенствование менеджмента.

Стандарт предназначен как для самостоятельного применения, так и для его применения в составе других систем управления качеством, воздействием на окружающую среду, безопасными условиями труда, социальной ответственностью.

Основная роль в реализации эффективного энергоменджмента отводится руководству предприятия. Его задача - сформулировать и принять энергетическую политику предприятия и поддерживать систему энергоменеджмента в работоспособном и самосовершенствующемся состоянии.

Энергетическая политика предприятия должна:

- определять основные задачи в сфере энергопользования и доступные предприятию границы применения системы энергоменеджмента;

- включать в себя требования по энергоэффективности и энергосбережению;

- предусматривать обязательства по правовому и информационному обеспечению эффективного энергопользования;

- обеспечивать возможность внесения корректив и пересмотра задач.

Обязанности руководства при обеспечении работоспособности системы:

- деятельность по разработке и внедрению документов Системы;

- обеспечение соблюдения стандартов предприятия и регламентов, входящих в состав Системы;

- назначение ответственного и полномочного представителя руководства в системе. Периодическое представление этим лицом докладов об эффективности менеджмента энергопользования и энергоэффективности на предприятии;

- планирование мероприятий и оперативное управление Системой;

- распределение обязанностей и передача полномочий менеджмента.

На предприятии должно быть обеспечено всестороннее планирование процессом энергопотребления.

Осуществляются следующие действия:

- оценка существующих и потенциальных источников энергии;

- анализ использования энергии в прошлом, настоящем, будущем

- определение помещений, оборудования, систем, процессов, персонала, существенно влияющих на использование энергии;

- определение текущей эффективности установок, оборудования, систем и процессов с выявленным значительным использованием энергии

- определение приоритетов и возможностей для повышения энергетической эффективности, в том числе с использованием возобновляемых или альтернативных источников энергии.

Энергетический профиль должен обновляться через определенные промежутки времени, и при значительных изменениях (модернизациях) помещений, оборудования, систем и процессов.

При базовом использование энергии устанавливается по одному из 12 месячных периодов энергетического профиля. Все последующие изменения оцениваются по отношению к базовому периоду. В состояние базового периода могут быть внесены изменения при существенных изменениях организации, когда индикаторы энергопотребления уже не отражают истинной картины происходящих процессов.

Индикаторы энергетической эффективности устанавливаются исходя из специфики деятельности предприятия. Методы определения индикаторов должны быть задокументированы. Индикаторы должны иметь количественное измерение для их последующей оценки. Сравниваются относительно базовых показателей.

Поскольку любое предприятие находится в цепочке энергопользования, должны быть определены правовые требования, которые оказывают влияние на энергоменеджмент. Например: условия использования диференцированных тарифов, заключения договоров поставки энергоресурсов, работа с различными рынками энергии и мощности и т.д. Требования должны периодически актуализироваться и учитываться в деятельности менеджмента предприятия.

Предприятие должно иметь сформулированные и задокументированные цели, задачи и планы действий на определенные периоды. Цели и задачи должны быть контролируемы и, как правило, иметь количественное отражение относительно базового периода.

При определении целей и задач для энергоменеджмента должны учитываться условия ведения бизнеса предприятия.

Планы мероприятий по эффективному энергопользованию должны быть комплексными и исполняться при следующих условиях:

- должны быть определены ответственные лица по каждому мероприятию;

- должны быть установлены конкретные сроки и количественные задания по исполнению каждой индивидуальной цели и задачи;

- к плану должны быть приложены методики определения показателей энергоэффективности [11].

Запитывать устройство можно, используя стандартные АС/DC и DC/DC преобразователи в типовом включении.

Основная задача источников питания (ИП) - преобразовать напряжение сети (входное) в стабилизированное напряжение питания для электронных схем. Учитывая требования к источнику питания выбираем импульсный блок питания закрытого исполнения.

Импульсные блоки питания обладают следующими основными достоинствами:

1) Меньшим весом за счет того, что с повышением частоты можно использовать трансформаторы меньших размеров при той же передаваемой мощности.

2) Значительно более высоким КПД (вплоть до 90-94%) за счет того, что основные потери в импульсных стабилизаторах связаны с переходными процессами в моменты переключения ключевого элемента. Поскольку основную часть времени ключевые элементы находятся в одном из устойчивых состояний (т.е. либо включен, либо выключен) потери энергии минимальны.

3) Меньшей стоимостью, благодаря массовому выпуску унифицированной элементной базы и разработке ключевых транзисторов высокой мощности.

4) Значительно более низкую стоимость импульсных трансформаторов при сравнимой передаваемой мощности, и возможность использования менее мощных силовых элементов, поскольку режим их работы ключевой.

5) Широким диапазоном питающего напряжения и частоты, недостижимым для сравнимого по цене линейного. На практике это означает возможность использования одного и того же импульсного БП для носимой цифровой электроники в разных странах мира - Россия/США / Англия, сильно отличных по напряжению и частоте в стандартных розетках.

Данная группа изделий представлена тремя крупными производителями источников питания: канадской фирмой «Aimtec» (www.aimtec.ca) и тайваньскими компаниями «Chinfa» (www.chinfa.com) и «Mean Well» (www.meanwell.com). Преобразователи отличаются между собой мощностью некоторые модели имеют защиту от короткого замыкания, перегрузки и перенапряжения на выходе. Входное напряжение: 85-264В AC (в зависимости от модели).

Основные параметры AC/DC преобразователей фирмы «Aimtec» (в зависимости от модели):

Универсальный вход: 90…260 В AC, 47…440 Гц или 120…370 В DC

Электрическая прочность изоляции вход / выход: 3000 В AC

Точность выходного напряжения: ±2% Uвых (макс)

Нестабильность Uвых от изменения Uвх (90…265 В AC): < ±5%

Нестабильность выходного напряжения от изменения нагрузки: < ±6%

Низкий уровень шумов на выходе

Сертифицированы по стандартам электробезопасности и ЭМС

Рабочий температурный диапазон: -25…+71°С (в зависимости от тока)

Высокий КПД (до 85%).

На рисунке 3.7 представлен внешний вид импульсного преобразователя.



Рисунок 3.7 - Внешний вид импульсного блока питания для монтажа

Система обозначений AC/DC преобразователей фирмы «Aimtec» на примере AME30-5S12S представлена в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Система обозначений AC/DC преобразователей

AME		30	-	5	12	*S*S
Префикс	Тип корпуса (на плату) [нет]- Стандартный L- Малогабаритный	Выходная мощность, Вт 5 10 15 30		Выходное напряжение, В 03-3,3 В 05-5 В 12-12 В 15-15 В 24-24 В	Выходное напряжение для второй обмотки (для изолированных обмоток) 03-3,3 В 05-5 В 12-12 В 15-15 В 24-24 В	Выход S - одна выходная обмотка D - две обмотки с общим выводом T - три обмотки S*S* - две раздельные обмотки

Блок-схемы устройства AC/DC преобразователей фирмы «Aimtec» с одной, двумя и тремя обмотками представлено на рисунке 3.8.



Рисунок 3.8 - Блок-схемы устройства AC/DC преобразователей

4. Экономическая обоснование дипломного проекта

4.1 Выбор потенциально-возможных вариантов устройства

Целью данного раздела является разработка блока управления пропорциональной электрогидравлической системы.

Преимуществами разрабатываемого блока управления являются: относительная дешевизна, более узкий диапазон напряжения питания, высокое быстродействие.

Электронное изделие будем изготавливать цехе в КЖРЭУП «Сельмашевское».

Тип производства - мелкосерийный.

Аналогами устройства являются блоки управления формата «EUROCARD» и формата ME (крепление на DIN-рейку), разрабатываемые на открытом акционерном обществе «Гомельское специальное конструкторско-техническое бюро гидропневмоавтоматики» (ОАО «ГСКТБ ГА»).

Основные технические показатели разрабатываемого блока управления и его аналога представлены в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Технические параметры сравниваемых приборов

Показатели	Значения показателей
	проект	аналог	эталон
Количество каналов, шт.	1	1	1
Диапазон напряжения питания, В.	14,7ч15,2	14ч15,8	14,8ч15,2
Потребляемый ток в активном режиме, мА.	20ч30	24ч28	24ч28
Диапазон рабочих температур, єС	-50ч +70	-50ч +70	-50ч +70
Быстродействие, с	0,1	0,5	0,1

4.2 Расчёт затрат на стадии НИОКР

Затраты на стадии НИОКР определяются путем расчета общей продолжительности их проведения с помощью ленточного графика (таблица 4.2). Для определения трудоемкости выполнения НИОКР составляется перечень всех основных этапов и видов работ, которые должны быть выполнены. По каждому виду работ определяются исполнители и их квалифицированный уровень. Проектные работы будет выполнять инженер по радиоэлектронике тарифным разрядом 12, и тарифным коэффициентом 2.84

Таблица 4.2 - Ленточный график НИОКР

Этапы	Трудоемкость этапа (чел. дни)	Ис-пол-нит.	Рабочий период (дни)
			5	10	15	20	30	40
1. Получение задания	1	Инженер по радиоэлектронике	…
2. Подбор и анализ литературы	4
3. Разработка структурной схемы	5			…
4. Разработка принципиальной схемы	5				…
5. Разработка ПО	5					…
6. Изготовление опытного образца	3						…
7. Наладка опытного образца	3
8. Экономическое обоснование разработки	3						…
9. Оформление ПЗ	10							…
10. Сдача разработки	1
Итог	40

По специальному оборудованию расходы не запланированы так, как на данной стадии используется кафедральное оборудование без арендной платы.

Рассчитаем расходы на материальные ресурсы на стадии НИОКР (таблица 4.3).

Таблица 4.3 - Затраты по статье «Материалы»

Материалы и др. материальные ресурсы	Единицы измерения	Необходимое количество	Цена (рублей)	Сумма (рублей)
Ручка	Шт.	2	2500	5000
Линейка	Шт.	1	7000	7000
Пачка бумаги	Шт.	1	44000	44000
Карандаш	Шт.	2	1500	3000
Картридж	Шт.	1	50000	50000
Стирка	Шт.	1	5000	5000
Лист А1	Шт.	6	7000	42000
Итого с учетом транспортно-заготовительных расходов (5%)	163800

Примечание. Цены на материальные ресурсы [12].

Произведем расчет затрат на оплату труда инженера по радиоэлектронике с учетом отчислений на социальные нужды:

Рассчитаем должностной оклад инженера-электроника:

, (4.1)

где

С1 - ставка первого разряда, руб. (С1 = 210000 руб.);

Кm - тарифный коэффициент (Кm = 2,84);

Ккор - корректирующий коэффициент (Ккор = 1,056);

Кст - коэффициент за стаж (Кст =1,1).

(руб.)

Так как разработчик работает 40 дней, а плановая продолжительность 21 рабочий день, его зарплата будет равна:

, (4.2)

где

F_ном - количество дней на выполнение задания, дни;

К_пр - коэффициент премирования (Кпр = 0,3);

F_РАБМЕС - количество рабочих дней в месяце, дни.

(руб.)

Рассчитаем величину дополнительной заработной платы по формуле:

, (4.3)

где

Кдопзп - коэффициент дополнительной заработной платы (Кдопзп=0,25)

(руб.)

Рассчитаем затраты на отчисления в фонды: социальной защиты (34%) и в фонд БелГосСтрах (0,8%) по формуле:

, (4.4)

(руб.)

Фонд оплаты труда инженера по радиоэлектронике составит:

, (4.5)

(руб.)

Тариф на электроэнергию определяем по формуле:

Ц_э=T_b (0,11+0,89) (4.6)

где

Цэ, Tb - тариф на электроэнергию проиндексированный на изменение курса белорусского рубля к доллару США на день оплаты и установленный Декларацией соответственно (Тb=737 руб.);

Kn, Kb - значение белорусского рубля по отношению к доллару США на день оплаты и при установлении тарифов электроэнергии соответственно (по данным НБ на 25.05.12 г. 1 $ = 8320 бел. руб.; Кb=5107 руб.);

Ц_э=737(0,11+0,89)=1149 руб.

Расчет затрат на электроэнергию при провидении НИОКР производят по формуле:

, (4.7)

где

ЦЭЛ - тариф на электроэнергию;

РЭЛ - расход электроэнергии, потребляемой оборудованием для проведения НИОКР;

РМ - расход электроэнергии на местное освещение.

Расход электроэнергии, потребляемой оборудованием для проведения НИОКР, рассчитывают следующим образом:

, (4.8)

где

W_ЭЛ - установленная мощность единицы электрооборудования;

К_С - коэффициент спроса потребителей электроэнергии (принимаем КС = 0,75);

Т_РАБ - продолжительность работы прибора или устройства, используемого при проведении НИОКР и потребляющего электроэнергию;

n - количество однотипного оборудования.

Результаты расчетов приведены в таблице 4.4.

Таблица 4.4 - Расход электроэнергии, потребляемой оборудованием при проведении НИОКР

Наименование оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Этапы графика НИОКР	ТРАБ, дни	ТРАБ, час	Кол-во единиц, шт.	КС	РЭЛ, кВт*ч
Электропаяльник	0,04	6	3	24	1	0.75	0,72
Вольтметр	0,05	6	3	24	1		0,9
Осциллограф	0,2	6	3	24	1		3,6
Компьютер	0,4	6	3	24	1		7,2
Итого:	12.42

Расход электроэнергии на местное освещение при проведении НИОКР рассчитывают следующим образом:

, (4.9)

где

W_ОСВ - средняя мощность осветительных ламп на одном рабочем месте (принимаем W_ОСВ = 0,1 кВт);

щ_ПРИН - принятое число рабочих мест, нуждающихся в местном освещении, при проведении НИОКР.

Расход электроэнергии на местное освещении при проведении НИОКР определяется исходя из расчета на одно рабочее место (щ_ПРИН = 1) на весь период НИОКР (Т_РАБ = 40 дней). В соответствии с формулой (4.9), получаем:

()

В соответствии с формулой (4.7), сумма затрат по статье «Затраты на электроэнергию» для проведения НИОКР составит:

(руб.)

«Накладные расходы» на управление и хозяйственное обслуживание составляют 30% от основной заработной платы разработчика:

, (4.10)

(руб.)

Затраты на изготовление опытного образца складываются из затрат на комплектующие изделия и основные и вспомогательные материалы на единицу продукции (таблица 4.5 и 4.6).

Таблица 4.5 - Затраты на основные и вспомогательные материалы

Наименование основных и вспомогательных материалов	Ед. изм-я.	Норма расхода на 1 изделие	Цена за единицу (без НДС), тыс. руб.	Сумма затрат тыс. руб.
Основные
Корпус	шт.	1	17	17
гайки	шт.	4	0,5	2
болты	шт.	4	0,8	3,2
шайбы	шт.	4	0,2	0,8
Вспомогательные
припой	кг	1	6	6
лак	л	0,5	15	7,5
текстолит	шт.	1	13	13
канифоль	кг	0,4	9	3,6
Итого с учётом транспортно-заготовительных расходов (5%)	55,76

Примечание. Цены на основные и вспомогательные материалы[13].

Таблица 4.6 - Затраты на комплектующие изделия

Наименование комплектующих	Тип изделия	Количество элементов, шт.	Цена за единицу (без НДС), тыс. руб.	Сумма затрат тыс. руб.
Конденсаторы	КД2-25В-1мкФ±20%	6	0,82	4,92
	К10-35В -4,7мкФ±10%	1	0,82	0,82
	К10-25В -4,7мкФ±10%	1	0,82	0,82
	К10-10В -4,7мкФ±10%	1	0,82	0,82
Микросхемы	LMі24	4	1,722	6,888
Резисторы	С1-4-1-15 кОм±5%	6	0,328	1,968
	МЛТ - 0,25-10кОм±5%	18	0,328	5,904
	МЛТ - 0,25-5,62кОм±5%	1	0,328	0,328
	МЛТ - 0,25-223кОм±5%	4	0,328	1,312
	МЛТ - 0,25-2кОм±5%	5	0,328	1,64
	МЛТ - 0,25-33,6кОм±5%	2	0,328	0,656
	МЛТ - 0,25-432кОм±5%	5	0,328	1,64
	МЛТ - 0,25-1,3МОм±5%	2	0,328	0,656
	МЛТ - 0,25-310кОм±5%	1	0,328	0,328
	МЛТ - 0,25-100 кОм±5%	1	0,328	0,328
	МЛТ - 0,25-20 кОм±5%	1	0,328	0,328
	МЛТ - 0,25-2,23 МОм±5%	1	0,328	0,328
	МЛТ - 0,25-30,1 кОм±5%	2	0,328	0,656
	МЛТ - 0,25-4,32кОм±5%	4	0,328	1,312
	МЛТ - 0,25-13 кОм±5%	1	0,328	0,328
	МЛТ - 0,25-2 кОм±5%	2	0,328	0,656
Диоды	КД521А	4	0,492	1,968
	АЛ336И	4	0,984	3,936
	SS23	2	1,640	3,28
Транзисторы	ВС847B	4	2,460	9,84
	IRF9Z34N	2	6,560	13,12

Примечание. Цены на комплектующие изделия [14]

, (4.11)

(тыс. руб.)

Все затраты на НИОКР сведем в таблицу 4.7.

Таблица 4.7 - Плановая калькуляция себестоимости НИОКР

Статьи затрат	Сумма, тыс. руб.
Материалы	163,8
Затраты на изготовление опытного образца	125,5
Затраты на электроэнергию	51,0
Спецоборудование НИОКР	0
Основная заработная плата разработчика	1715,5
Дополнительная заработная плата	428, 9
Отчисления на социальные нужды	746,2
Служебные командировки	0
Услуги сторонних организаций	0
Прочие прямые расходы	0
Накладные расходы	514,6
Полная себестоимость НИОКР	3745,5

4.3 Расчет затрат на стадии производства

Данный подраздел предполагает расчет отпускной цены продукции, в основу которой положена группировка затрат по статьям калькуляции на производство единицы продукции.

Затраты на комплектующие изделия, основные и вспомогательные материалы приведены в таблицах 4.5. и 4.6.

Затраты на электроэнергию для технологических целей рассчитываем исходя из расхода электроэнергии с учетом установленной мощности единицы оборудования, фактических затрат времени на производство единицы продукции, коэффициента спроса потребителей электроэнергии, тарифа за один кВт•час электроэнергии для производственных целей и количества единиц однотипного оборудования. Примем коэффициент спроса 0,75.

Расход электроэнергии:

, (4.12)

где:

Wу - установленная мощность единицы оборудования, кВт;

Кс - коэффициент спроса потребителей электроэнергии;

Fэф - эффективный годовой фонд времени работы оборудования, ч;

nоб - количество единиц однотипного оборудования, шт.

Результаты вычислений занесём в таблицу 4.8.

Таблица 4.8 - Затраты на электроэнергию для технологических целей

Наименование оборудования.	Мощность, кВт	Кс	Fэф, час	nоб, шт.	Цэл, тыс. руб.	Рэл, тыс. руб.
Полуавтомат для лужения выводов микросхем	1.5	0.75	14.02	2	1149	36,245
Автомат формовки и обрезки выводов микросхем	2.5	0.75	8.64	2	1149	37,228
Полуавтомат укладки электроэлементов и микросхем на печатные платы	0.7	0.75	44.5	7	1149	187,904
Установка пайки печатных плат	1.8	0.75	39	2	1149	120,990
Электропаяльник	0.04	0.75	17	12	1149	7,032
Конвейер	25.04	0.75	60	1	1149	1294,693
Полуавтомат для лужения выводов элементов	1.5	0.75	14.02	2	1149	36,245
Итого	1720,337

Таким образом видно, что затраты на электроэнергию для технологических целей составляют 1720337 рублей.

Для расчета заработной платы необходимо определить норму штучного времени на изготовление единицы продукции.

Штучное время на операцию найдем по формуле:

(4.13)

где

t_ОП ?величина оперативного времени выполнения сборочных операций, мин;

t_ПЗ ? подготовительно-заключительное время в 2,9% от оперативного;

t_об ? время на организационно-техническое обслуживание рабочего места в 2,4% от оперативного;

t_НЛ ? время на личные надобности в% от оперативного;

t_ДТО ? время на отдых в% от оперативного;

k_ТП ? поправочный коэффициент, учитывающий тип производства (0,8 для мелкосерийного);

k _УР? поправочный коэффициент, учитывающий условия выполнения работы.

t_ОТД + t_ЛН = 4,2%

Штучное время для распаковки элементов составит:

tшт=0,008·(1+(2,9+2,4+4,2)/100) ·0,8·1=0,007 мин.

Аналогичным образом рассчитываем штучное время для каждой операции.

Полученные данные занесем в таблицу 4.9

Таблица 4.9 ? Расчет нормы времени по операциям изготовления изделия

Наименование операции	Наименование изделия	Количество элементов, шт.	Норма времени на элемент, мин.	Штучное время на операцию, мин.	Норма времени на операцию, мин.
Распаковка элементов	все элементы	96	0,008	0,007	0,672
Рихтовка выводов	все элементы	96	0,026	0,023	2,208
Зачистка выводов	все элементы	96	0,028	0,025	2,4
Формовка и обрезка выводов	резистор, конденсатор, диод, оптрон	75	0,009	0,008	0,6
Лужение выводов концов электроэлементов	элементы за исключением микросхем	82	0,011	0,0096	0,79
Лужение выводов микросхем	микросхема	14	0,03	0,026	0,36
Монтаж радиодеталей на плату	все элементы	96	0,04	0,035
Пайка элементов	все элементы	96	0,035	0,031	3
Промывка плат после пайки	плата	1	0,08	0,07	0,07
Проверка на соответствие чертежу	устройство	1	0,02	0,017	0,017
Итого:					10,117

Затраты на заработную плату основных производственных рабочих определяются по следующей формуле:

ЗП = ЗПосн + ЗПдоп (4.14)

где

ЗПосн - основная заработная плата (сдельная расценка) тыс. руб.;

ЗПдоп - дополнительная заработная плата, принимаем 14% от ЗПосн, тыс. руб.

Определяем ЗПосн для i-го разряда работ (по операциям):

ЗП_осн= К_пр·С_часi·t_штi (4.15)

где

Счасi - часовая ставка, соответствующая разряду работ на i-той операции, тыс. руб.;

m - количество операций по изготовлению единицы продукции;

tштj - норма штучного времени на выполнение i-й операции, ч;

Кпр - коэффициент премирования (1,1 - 1,5).

С_часi=(C₁·К_мес·К_mi)/F_эф (4.16)

где

С1 - тарифная ставка первого разряда в месяц, тыс. руб.;

К мес - количество месяцев в году, 12;

Кmi - тарифный коэффициент i-го разряда;

Fэф - годовой эффективный фонд рабочего времени, час (согласно производственному календарю).

При расчете заработной платы необходимо помнить, что государством гарантируется минимальный ее размер, поэтому ставка первого разряда, принятая для бюджетных организаций (210000 руб.) д.б. скорректирована. Исходя из разряда минимальной заработной платы в месяц принимаем ставку 1 разряда - 480000 руб. и коэффициент премирования 1,3.

С_часi=(480000·12)/2023= 2847 руб.

Основная заработная плата для 1 операции «Распаковка элементов» составит:

ЗП_осн=1,3·2847·1,16·0,0112=0,048 тыс. руб.

Аналогично рассчитываем основную заработную плату и для других операций, результаты сводим в таблицу 4.10.

Таблица 4.10 - Основная заработная плата производственных рабочих

Наименование операции	Оперативное время, н-ч	Разряд/ Тарифный коэффициент.	ЗПосн, тыс. руб.
Распаковка элементов	0,0112	2/1,16	0,048
Рихтовка выводов	0,037		0,159
Зачистка выводов	0,04		0,172
Формовка и обрезка выводов	0,01	3/1,35	0,050
Лужение выводов концов электроэлементов	0,013		0,065
Лужение выводов микросхем	0,006		0,030
Монтаж радиодеталей на плату	0,056		0,280
Пайка элементов	0,05	4/1,57	0,291
Промывка плат после пайки	0,0012		0,007
Проверка на соответствие чертежу	0,0003		0,002
Итого:	1,104

Таким образом, видно, что основная заработная плата производственных рабочих составляет 1,104 рублей.

Дополнительная заработная плата:

ЗПдоп= 1,104 * 0,14 = 0,155 тыс. руб.

Средства на оплату труда:

ОТ = 1,104 + 0,057 = 1,259 тыс. руб.

Отчисления на социальное страхование:

О = 1,259 * 0,34 = 0,428 тыс. руб.

Накладные расходы в себестоимости продукции определяются в статьях «Общепроизводственные расходы», «Общехозяйственные расходы» и «Коммерческие расходы».

Затраты на общепроизводственные расходы составляют 120% от средств на оплату труда и составляют 1,511 тыс. руб.

Затраты на общехозяйственные расходы составляют 160% от средств на оплату труда и составляют 2,014 тыс. руб.

Затраты на коммерческие расходы составляют 6% от производственных с/c и составляют 111,176 тыс. руб.

Отчисления в Белгосстрах определяются как 0,3% от производственной себестоимости и составляет 5,559 тыс. руб.

«Затраты на разработку и подготовку производства» определяются исходя из затрат на НИОКР отнесенных на объем выпускаемой продукции за 2 последующих года с момента начала освоения новой продукции. Примем, что объем выпуска продукции по годам равномерный и равен 1000 устройств в год. Тогда затраты по данной статье калькуляции равны:

З = 3745,5: (1000 * 2) = 1,873 тыс. руб.

Калькуляция полной себестоимости единицы продукции и расчет ее отпускной цены представлена в таблице 4.11.

Таблица 4.11 - Калькуляция себестоимости единицы продукции и расчет ее отпускной цены

Статьи калькуляции	Сумма затрат, тыс. руб.
1. Покупные комплектующие изделия	69,75
2. Основные и вспомогательные материалы	55,76
3. Электроэнергия на технологические цели	1720,337
4. Заработная плата производственных рабочих	1,259
5. Отчисления в бюджет от средств на оплату труда	0,428
6. Расходы на подготовку и освоение производства	1,873
7. Общепроизводственные расходы	1,511
8. Общехозяйственные расходы	2,014
Производственная себестоимость (Спр)	1852,935
9. Коммерческие расходы (6%)	111,176
10. Отчисления в Белгосстрах	5,559
Полная себестоимость (Сполн)	1969,670
Нормативная прибыль (10% от Сполн)	196,967
Отпускная цена	2166,637
НДС (20%)	433,327
Отпускная цена с НДС	2599,964

Рассчитаем нормативную прибыль как 10% от полной себестоимости изделия:

ПН = 0,1· 1969,67= 196,967 тыс. руб.

Отпускная цена изделия:

Цот = 1969,670+ 196,967= 2166,637 тыс. руб.

Отпускная цена изделия c НДС

НДС=(2166,637· 20)/100=433,327 тыс. руб.

Цот.НДС = 2166,637+ 433,327= 2599,964 тыс. руб.

4.4 Расчёт годовых эксплуатационных расходов

В настоящее время потребителю электронной техники необходимо знать сумму годовых расходов на эксплуатацию для того, чтобы сравнить с имеющимися у него видами электронной техники и тем что предлагает производитель. В состав годовых эксплуатационных расходов входят следующие статьи затрат:

1) затраты на электроэнергию;

2) зарплата обслуживающего персонала;

3) амортизационные отчисления;

4) затраты на текущий ремонт и техобслуживание;

Затраты на электроэнергию определяются по следующей формуле:

, (4.17)

где

Р - потребляемая мощность прибора, кВт;

Цэ - стоимость 1кВтчас энергии, руб.;

F - годовой эффективный фонд времени работы прибора, час.

Пусть прибор будет работать 21 дней по 8 часов, тогда годовой эффективный фонд времени составит:

(ч) (4.18)

(руб.)

При использовании аналога:

(руб.)

Заработная плата обслуживающего персонала с начислениями определяется по следующей формуле:

, (4.19)

где

N - количество операторов, обслуживающих прибор, чел.;

t - время, затраченное на обслуживание устройства, ч/год;

С - средняя часовая тарифная ставка работника, руб.;

Н - норматив дополнительной заработной платы, %;

О - отчисления на социальные нужды, %;

kЗ - коэффициент занятости работника, примем равным 0,75.

(руб.)

При использовании аналога:

(руб.)

Рассчитаем амортизационные отчисления по формуле:

, (4.20)

где

К - соответствующие капитальные вложения, тыс. руб.;

Na - норма амортизации, %;

Норма амортизации приборов равна 15%;

Кап.вложения =цена прибора.

(тыс. руб.)

При использовании аналога:

(тыс. руб.)

Затраты на текущий ремонт и техобслуживание определяются по формуле:

, (4.21)

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.

Примем, что работник, обслуживающий блок управления пропорциональной электромагнитной системы, имеет 1 разряд, тогда:

(руб.)

При использовании аналога:

(руб.).

Расходы на материалы, связанные с эксплуатацией принимаем в размере 5% от отпускной цены прибора (с НДС).

Рэкспл.= 121,325 тыс. руб.

При эксплуатации аналога:

Рэкспл.ан.= 243,1 тыс. руб.

Все статьи затрат на эксплуатацию устройства заносим в таблицу 4.12.

Таблица 4.12 - Годовые эксплуатационные расходы

Статьи затрат	Сумма затрат, руб.	Сумма затрат, руб. (аналог)
Затраты на электроэнергию	17605	30113
Затраты на текущий ремонт и техобслуживание	569	602
Амортизационные отчисления или износ МБП	67520	77650
Зарплата обслуживающего персонала	2894177	2894177
Расходы на материалы связанные с эксплуатацией	121325	243100
Итого	3101196	3245662

4.5 Экономическое обоснование проектирования и производства нового прибора посредством расчета экономического эффекта как разницы в ценах потребления приборов.

Сопоставимость сравниваемых вариантов изделия является одним из важнейших условий при расчете экономического эффекта. Приведем оба варианта к сопоставимости по конечному полезному результату согласно принятой методике. Исходные данные представлены в таблице 4.13.

Таблица 4.13 ? Технические параметры сравниваемых приборов

Показатели	Значения показателей
	проект	аналог	эталон
Количество каналов, шт.	1	1	1
Диапазон напряжения питания, В.	14,7ч15,2	14ч15,8	14,8ч15,2
Потребляемый ток в активном режиме, мА.	20ч30	24ч28	24ч28
Диапазон рабочих температур, єС	-50ч +70	-50ч +70	-50ч +70
Быстродействие, с	0,1	0,5	0,1

Определим относительные значения параметров приборов и коэффициенты их весомости. Расчет ведем по формулам:

, (4.22)

где

- значение каждого i-гo параметра сравниваемых аналога, проекта и эталонного изделий.

Результаты вычислений заносим в таблицу 4.14.

Таблица 4.14 ? Расчет коэффициентов технического уровня и весомости параметров приборов

Показатели	Относительные значения показателей	Коэффициент весомости
	проект	аналог
Количество каналов, шт.	1	1	0,6
Диапазон напряжения питания, В.	1,25	4,5	0,1
Потребляемый ток в активном режиме, мА.	0,4	1	0,1
Диапазон рабочих температур, єС	1	1	0,1
Быстродействие, с	1	5	0,1

Определим коэффициенты технического уровня:

(4.23)

Определим коэффициент эквивалентности технического уровня приборов:

(4.24)

где

- коэффициент технического уровня нового изделия;

- коэффициент технического уровня аналога.

Определим коэффициент, учитывающий надежность прибора:

 (4.25)

где

Т_ПР - наработка на отказ нового изделия, 5000 ч;

Т_АН - наработка на отказ аналога, 5000 ч.

Находим интегральный показатель качества:

(4.26)

Экономический эффект рассчитаем исходя из минимума затрат на производство и эксплуатацию устройства в течение всего жизненного цикла. Тогда получаем:

За=3648,150+3245,662/(0,1296+0,15)=15256,383 руб.

Зпр=2599,96+3101,196/(0,1296+0,15)=13691,505 тыс. руб.

Экономический эффект равен:

Э=15256,383 ·1,1-13691,505 =3090,516 тыс. руб.

Рассчитаем простой срок окупаемости по следующей формуле:

Т = Себестоимость / Экономический эффект (4.27)

Т = 3745,5+2599,964 /3090,516 = 2,05 года.

Полученные результаты сведем в таблицу 4.15

Таблица 4.15. - Сравнительная таблица технико-экономических показателей проекта

Показатели	Значения показателей
	проект	аналог
Технические и эксплуатационные показатели
Количество каналов, шт.	1	1
Диапазон напряжения питания, В.	14,7ч15,2	14ч15,8
Потребляемый ток в активном режиме, мА.	20ч30	24ч28
Диапазон рабочих температур, єС	-50ч +70	-50ч +70
Быстродействие, с	0,1	0,5
Экономические показатели
Отпускная цена с НДС, тыс. руб.	2599,96	3639,75
Годовые эксплуатационные расходы, тыс. руб. В том числе:	3101,196	3245,662
расходы на электроэнергию	17,605	30113
зарплата обслуживающего персонала
амортизационные отчисления или износ МБП	67,52	77,65
расходы на текущий ремонт и техобслуживание	0,569	0,602
расходы на материалы связанные с эксплуатацией	121,325	243,100
Экономический эффект как разница в ценах потребления за 6 лет, тыс. руб.	3090,516

Данная таблица показывает, что экономический эффект как разница в ценах потребления за 6 лет составит 3090,516 тыс. руб. Также из данной таблицы видно, что технические и эксплуатационные показатели у разрабатываемого устройства лучше, чем у аналога.

Заключение

Разработанное устройство предназначено для управления пропорциональной гидроаппаратурой с одним или двумя пропорциональными электромагнитами. Устройство надежно работает в диапазонах температур от -50 до +70?С.

В дипломном проекте была разработана структурная схема блока управления пропорциональной электрогидравлической системы и принципиальная схемы.

Так же был проведен расчет совокупных затраты на разработку и эксплуатацию блока управления пропорциональной электрогидравлической системы. Стоимость НИОКР 3745500 рублей, годовые эксплуатационные расходы составляют 3101196 рублей.

В дипломной работе были рассмотрены вопросы охраны труда, а точнее требования безопасности при работе с ручным и электрифицированным инструментом.

Список используемых источников

1. Сайт Гомельское специальное конструкторско-техническое бюро гидропневмоавтоматики» (ОАО «ГСКТБ ГА») [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.gsktb.com/ - Дата доступа: 05.04.12.

2. Техническая библиотека [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://review3d.ru/x-dyorr-r-evald-j-xutter-d-kretc-f-lidxegener-a-shmitt-uchebnyj-kurs-gidravliki-tom-2-proporcionalnaya-texnika-i-texnika-servoklapanov-mannesmann-rexroth-mannesmann-reksrot-1-e-izdan - Дата доступа: 05.04.12.

3. Техническая библиотека [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://review3d.ru/arno-shmitt-uchebnyj-kurs-po-gidravlike-tom-4-dvuxlinejnye-vstroennye-klapany-mannesmann-rexroth-mannesmann-reksrot-1-e-izdanie-1989 - Дата доступа: 07.04.12.

4. Техническая библиотека [Электронный ресурс] / Режим доступа:

http://www.takelink.ru/knigi_uchebniki/tehnicheskie_knigi/76578-uchebnyy-kurs-gidravliki-tom-2-proporcionalnaya-tehnika-i-tehnika-servoklapanov.html - Дата доступа: 07.04.12.

5. Телефония и Электронные Компоненты [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://tec.org.ru - Дата доступа: 21.04.12.

6. СИБФАКТОР.РФ [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.sibfactor.su - Дата доступа: 23.04.12.

7, 8. Политекс [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.radiodetali.com - Дата доступа: 29.04.12.

9. Электрик [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://electric-peterburg.narod.ru - Дата доступа: 09.05.12.

10. Микроника [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.micronika.ru - Дата доступа: 09.05.12.

11. Департамент по энергоэффективности [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.energoeffekt.gov.by - Дата доступа: 12.05.12.

12. DilarOptima [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.dilar.by - Дата доступа: 08.05.12.

13. Radimastershop [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://radiomaster.deal.by - Дата доступа: 11.05.12.

14. ОДО «CТЭЛЛ» [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.stell.by - Дата доступа: 12.05.12.

15. Куценко, Г.Ф. Охрана труда в электроэнергетике: практическое пособие / Г.Ф. Куценко. - Мн.: Дизайн ПРО, 2005. - 784 с.:ил.

Размещено на Allbest.ru