Разработка автоматизированной системы контроля и управления технологическим процессом дожимной насосной станции

Защита от прямых ударов молнии осуществляется:

1) использованием в качестве молниеприемника металлической кровли;

2) установкой молниеотводов на прожекторных мачтах, на крыше резервуара;

3) присоединением металлических корпусов к заземлителю.

Токоотводы, соединяющие молниеприемник с заземлителями, прокладываются не реже, чем через каждые 25 м (а для емкостей - через 50 м) по периметру здания, сооружения, и число их должно быть не менее двух.

Для прожекторных мачт, относящихся к III категории молниезащиты и подлежащих защите от прямых ударов молнии, установка молниеприемников и прокладка токоотводов не требуется: достаточно обеспечить непрерывную электрическую связь по их арматуре с заземлителем.

Для защиты от вторичных проявлений молнии и от статического электричества:

1) металлические корпуса всего оборудования и аппаратов должны быть присоединены к заземляющему устройству;

2) трубопроводы и другие металлические конструкции в местах их взаимного сближения на расстояния менее 10 см через каждые 30 м должны быть соединены перемычками;

3) во фланцевых соединениях трубопроводов должна быть обеспечена нормальная затяжка не менее 4 болтов на каждый фланец.

Для защиты от заноса высоких потенциалов подземные и наземные коммуникации на вводе в здание или сооружение, а также ближайшая опора коммуникаций должны быть присоединены к заземляющему устройству.

В качестве естественных заземлителей в проекте использованы технологические, кабельные и совмещенные эстакады, фундаменты зданий и сооружений, обсадные трубы скважин.

При невозможности использования фундаментов в качестве заземляющего устройства необходимо выполнить искусственный заземлитель из электродов (вертикальный - сталь D12 мм, L=5 м; горизонтальный - сталь сечением 4х40 мм).

5.3.3 Безопасность чрезвычайных ситуаций

Количество испарившейся нефти:

Q=0.9 • 5.6 = 5 (т);

Радиус зоны детонационной волны (формула 5.3):

R1=17.5 • 3 Q = 17.5 • 3 5 = 30 (м);

Давление в зоне детонационной волны:

Рф1 = 1700 (кПа);

Радиус зоны действия продуктов взрыва (формула 5.4):

R2=1.7 • R1 = 30 • 1.7 = 51 (м);

Расстояние от центра взрыва до элементов во второй зоне r2 = 50 (м).

Давление в зоне действия продуктов взрыва (формула 5.5):

Рф2 = 130 • ( R1 / r2 )3 + 5 • Q = 53 (кПа);

Радиус смертельного поражения людей (формула 5.6)

Rспл = 30 • 3 Q = 51,3 (м);

Расчет радиуса безопасного удаления (при условии, что избыточное давление не должно превышать 10 кПа):

Возьмем (формула 5.7) r3 = 83 (м) и делим на (формулу 5.3) R1:

(кПа)

Следовательно, r3 = 83 м можно принять в качестве радиуса безопасного удаления от центра взрыва (рисунок 5.1).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 5.1 - Схема последствий взрыва паровоздушной смеси

Зоны распространения ударной волны

Зона детонационной волны.

Зона действия продукта взрыва.

Зона ударной волны.

Граница смертельного поражения.

Граница безопасного удаления.

Для всех зданий, сооружений и оборудования определим прочность к воздействию ударной волны (таблица 5.9)

Таблица 5.9 - Прочность элементов к воздействию ударной волны

Пожарная характеристика

Наименов элемента	Категория производ.	Краткая характеристика	Степень огнест.	Сгораем матер.	Класс пожара
Насосная		Здание с мет. кар. и бетонным наполн., кабель.		изоляц.	В
Оператор		Здание с легким каркасом, кабель		изоляц.	Е
АБК		Адм. Здание с ж/б каркасом, кабель		изоляц	А

При наличии свободной поверхности нефти и нефтепродуктов над поверхностью жидкости из-за испарения пространство насыщается парами продукта. При появлении в этом пространстве искры может произойти пожар или взрыв. Поэтому необходимо применять специальные меры предосторожности для защиты от разрушений.

Объекты ДНС относится к категории А класса помещений ВIА и ВIГ, и характеризуются наличием большого количества сырой товарной нефти как в специальных емкостях - резервуарах, так и в технологических трубопроводах.

Пожароопасной зоной называется пространство внутри и вне помещений, в пределах которого постоянно или периодически обращаются горючие вещества, в котором они могут находиться при нормальном технологическом процессе или при его нарушениях. Основные объекты ДНС содержат зоны класса ПI.

Это зоны, расположенные в помещениях, в которых обращаются горючие жидкости с температурой вспышки выше 61С. Температура вспышки - это самая низкая (в условиях специальных испытаний) температура горючего вещества, при которой над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать от источника зажигания, но скорость их образования еще недостаточна для последующего горения.

Возможность возникновения взрыва и пожара во взрывоопасных помещениях появляется только при наличии в окружающей среде взрывоопасных концентраций газовоздушной смеси и электрической искры или наличия концентраций взрывоопасных паров и нагретых поверхностей приборов и оборудования. Безопасная работа оборудования во взрывоопасных помещениях осуществляется при контроле уровня загазованности и обеспечении его снижения, наличии контроля возникновения пожара и автоматического пожаротушения, а также выполнении мероприятий по электробезопасности и защитному заземлению. Для предотвращения повышения загазованности во взрывоопасных помещениях предусматривается постоянная и аварийная вентиляция, а также контроль уровня загазованности измерительными или сигнальными приборами.

Сигнализаторы загазованности выдают предупредительный сигнал при концентрации газов с диапазоном настройки 5 - 20 нижнего предела взрываемости (НПВ) с автоматическим включением аварийной вентиляции, световой и звуковой сигнализации. При повышении концентрации в пределах 30 - 50 % НПВ предусматривается аварийная сигнализация и отключение технологического оборудования, а также всех электроприемников в этом помещении. Отбор проб предусматривается у каждого аппарата (насосного агрегата и устройства регулирования) или в помещении на расстоянии 6 м друг от друга. Пробоотборные устройства размещаются на высоте 0,5 - 0,7 м над полом.

Газопроводящие линии выполняются из труб с внутренним диаметром от 2 до 12 мм, в месте отбора они должны заканчиваться обращенными вниз воронками высотой от 100 до 150 мм и диаметром от 50 - 100 мм. При последовательном опросе датчиков с помощью переключателя периодичность анализа каждой точки не должна превышать 10 минут. Возникновение пожара контролируется автоматическими пожарными извещателями, которые работают совместно со вторичной аппаратурой, приемными приборами или пультами сигнализации. По принципу действия извещатели делятся на тепловые, дымовые, фотоэлектрические и ультрафиолетовые. На ДНС будем использовать тепловые извещатели, так как при использовании ультрафиолетовых датчиков возможно ложные срабатывания от солнечных бликов, а наличие дыма при загорании не является характерным при горении нефтяных паров. Автоматические тепловые излучатели монтируются на потолках помещений в зонах наиболее вероятного загорания и на пути следования конвективных потоков воздуха. Извещатели устанавливаются на расстоянии h от потолка (0,15H>h> 0,01H, где H - высота помещения). Извещатели соединяются последовательно в луч. Срабатывание соответствующего луча станции пожарной сигнализации фиксируется как сигнал пожара. По этому сигналу происходит аварийное отключение всех работающих насосных агрегатов; закрытие всех задвижек, преграждающих поступление огнеопасных жидкостей в защищаемое помещение; отключение всех приемников электроэнергии в защищаемом помещении и вентиляции. Этот сигнал подается также в систему автоматического пожаротушения. Система пожаротушения предназначается для подачи огнегасительных средств. Пожары на основных технологических объектах, при которых горючей может являться нефть, гасятся с помощью раствора пены средней кратности. Раствор пенообразователя содержится в специальном баке. При пожаре включаются насосы пенного пожаротушения в пожарной насосной, которые подают воду из резервуаров противопожарного запаса воды. Во время движения по трубопроводу жидкость за счет эффекта эжекции подсасывает пенообразователь в поток, создавая пенный раствор. При открытии соответствующей пожарной задвижки на пенопроводе раствор попадает в защищаемое помещение или, где изливается через пеногенератор, создавая пенное облако. Для тушения пожаров в других помещениях используется вода из противопожарных резервуаров, подаваемая насосами водотушения [1], [8].

5.4 Выводы по разделу

Проектируемая АСУ базируется на совместном применении средств вычислительной техники и комплекса микропроцессорных аппаратно-программных средств.

В число функций, реализуемых внедряемой системой, входят и функции, способствующие выполнению мероприятий по предупреждению загрязнения почвы, водоёмов и атмосферного воздуха промышленными аварийными выбросами, т.е. функции по охране окружающей природной среды. Причём выполнение этих функций обеспечивается, в основном, техническими средствами, предназначенными для решения оперативных задач АСУ по контролю и управлению основным технологическим процессом и не требует дополнительных капитальных затрат.

Проектируемая автоматизированная система управления технологическим процессом позволяет осуществить следующие основные функции по охране окружающей природной среды:

1) прогнозирование и предотвращение аварийных ситуаций путем проведения диагностики состояния технологического оборудования, что способствует своевременному проведению ремонтно-восстановительных работ и повышает общую надежность функционирования всего технологического комплекса;

2) оперативное закрытие задвижек на входе всех технологических аппаратов и резервуаров при угрозе их переполнения;

3) сигнализацию всех верхних аварийных уровней жидкости (угроза переполнения) в технологических ёмкостях;

4) автоматическую (по уровню жидкости) откачку из дренажно-канализационных емкостей;

5) отключение насосов при низком давлении на выкиде (порыве трубопровода) и высоком давлении (угрозе порыва).

6. ОЦЕНКА ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА

6.1 Методика расчета экономических показателей проектируемой системы

Экономическая часть дипломного проекта выполнена на базе технической части и на основе исходных данных.

К основным исходным данным относятся:

1) действующие цены на материалы, приборы и т.д.;

2) срок реализации проекта;

3) тарифы на электроэнергию;

4) нормы амортизации, вытекающие из срока реализации проекта;

5) ставки налогов (налог на прибыль - 24%, налог на имущество - 2,2 % от остаточной стоимости проекта, ставка НДС - 18 %);

6) средняя заработная плата;

7) накладные расходы (в %), прибавленные к з/плате (единый социальный налог - 26%, коэффициент доплат к з/п - 30 %, северный коэффициент - 150%).

Степень автоматизации процесса определяется экономическим эффектом, который может быть получен от внедрения автоматического управления. Экономический эффект образуется за счет перевода технологического процесса на автоматическое управление, что в свою очередь приводит к повышению его рентабельности.

Оценка эффективности проекта осуществляется с помощью расчета системы показателей. При этом все эти показатели имеют важную особенность: расходы и доходы, разнесенные по времени приводятся к единому моменту времени - расчетному или базовому моменту. Расчетным или базовым моментом считается дата реализации объекта или начало производства продукции.

Экономическая эффективность капитальных вложений на разработку и внедрение системы автоматизации определяться методами окупаемости, простой нормы прибыли и дисконтирования.

Экономическая эффективность капитальных вложений на разработку и внедрение автоматизированной системы управления технологическими процессами добычи нефти может определяться с помощью расчета следующих показателей:

1) чистый дисконтированный доход;

2) внутренняя норма доходности;

3) срок окупаемости капитальных вложений;

4) рентабельность проекта.

Перечисленные показатели являются результатами сопоставлений распределенных во времени доходов к инвестициям и затратам на производство.

В качестве базового момента приведения разновременных доходов и расходов принимаем дату начала реализации проекта.

Чистый дисконтированный доход рассчитывается по формуле:

ЧДД = ЧДt t ,

где ЧДt - чистый доход в году t, тыс.р.;

t - коэффициент дисконтирования (приведения), доли ед.;

tн, tк - соответственно начальный и конечный годы расчетного

периода.

Проект считается прибыльным и его следует принять, если ЧДД больше нуля (ЧДД>0) в случае же, когда ЧДД меньше нуля (ЧДД<0) - проект отвергается.

Отдельный член денежного потока наличности (ЧДt) равен разности между ожидаемой величиной доходов от реализации проекта и всеми видами затрат, и может отличаться от другого как по знаку (т.е. быть отрицательным), так и по величине. Так как система автоматизации технологических процессов позволяет сократить эксплуатационные расходы, то прибыль (чистый доход), обеспечиваемая внедрением системы, определяется как разность между годовыми эксплуатационными затратами до и после автоматизации., и рассчитывается по формуле:

ЧДt = Cдt - Срt + At - Ht - Kt

где Cдt , Срt - годовые эксплуатационные затраты на систему автоматизации

соответственно в действующем и разработанном вариантах, тыс.р;

Аt - амортизационные отчисления от стоимости системы, тыс.р.;

Ht - сумма налогов, уплачиваемых предприятием из прибыли в бюджет, тыс.р.;

Кt - единовременные затраты в году t, тыс.р.

Общая экономия годовых эксплуатационных затрат в результате автоматизации может быть определена и по отдельным статьям затрат.

Годовая экономия выражается следующим образом:

Э = Энефти + Ээл.эн + Эзп

где Энефти увеличение добычи нефти после внедрения АСУ ТП, руб.;

Ээл.эн стоимость сэкономленной за год электроэнергии, руб.;

Эзп стоимость сэкономленной за год заработной платы рабочим, руб.; Годовое уменьшение потерь нефти определяется по формуле:

Энефти = (Qнефти Цнефти нефти) / 100 %

где: Qнефти производительность до внедрения АСУ ТП, т/год;

Цнефти - цена 1 т. нефти, руб;

Н - изменение добычи нефти, %.

Годовая экономия расхода электроэнергии определяется по формуле:

Ээл.эн = (Qнефти Qэл. эн эл. эн Цэл. эн ) / 100 %

где: Qэл. эн расход электроэнергии на 1 тонну нефти, кВт/ч;

эл. эн - изменение расхода электроэнергии, %;

Цэл. эн стоимость электроэнергии, руб. за 1 кВт/ч.

Годовая экономия заработной платы определяется по формуле:

Эзп = L Зо

где: Зо - среднегодовая зарплата одного работника, руб.;

L - количество сокращенных работников.

Расчет рентабельности единовременных затрат производится по формуле:

P = (ЧДД + К) / К 100,

где К - общие единовременные затраты, тыс.р.

Считается, что если полученная рентабельность равна 100%, то рентабельность проекта равна заданной, если больше, то имеет место сверхрентабельность, если меньше - проект не обеспечивает заданный уровень рентабельности.

Коэффициент дисконтирования определяется по формуле:

t = (1 + Eн)tp- t

где Ен - нормативный коэффициент эффективности единовременных затрат, равный ставке банковского процента за долгосрочный кредит, выраженный в долях единиц;

tp - расчетный год;

t - год, затраты и результаты которого приводятся к расчетному году.

В качестве начального года расчетного периода принимается год начала финансирования работ по созданию проекта, включая проведение научных исследований.

Конечный год расчетного периода определяется моментом завершения жизненного цикла системы, прекращением его использования на производстве.

В качестве расчетного года обычно принимается наиболее ранний из всех рассматриваемых вариантов календарный год, предшествующий началу использования на предприятии разрабатываемой системы.

Изменение чистого дисконтированного дохода за счет использования системы будет рассчитываться по формуле (6.1).

Для анализа эффективности единовременных затрат на разработку и внедрение системы используется показатель - внутренняя норма доходности (коэффициент эффективности единовременных затрат ВНД), определяемый из соотношения:



Вычисляемые коэффициенты эффективности позволяют судить об общем и минимальном уровне эффективности единовременных затрат, осуществляемых на предприятии.

Другим назначением показателя ВНД является оценка возможности привлечения заемных средств на разработку и внедрение системы. Расчетное значение ВНД соответствует максимально допустимому проценту за кредит, который может быть использован для полного финансирования единовременных затрат по данной системе.

Если величина ВНД равна проценту за кредит, то чистый дисконтированный доход оказывается равным нулю. Таким образом, вычисляемое значение позволяет судить о приемлемости для предприятия условий кредитования.

Другим показателем, применяемым для анализа эффективности единовременных затрат, является срок окупаемости Ток. Экономическое содержание этого показателя заключается в определении момента времени, необходимого для покрытия единовременных затрат в проект.

Период возврата единовременных затрат (Ток) определяется последовательным сложением величин:

пока полученная сумма не сравняется с величиной единовременных затрат, приведенных к расчетному году. Количество произведенных сложений равняется периоду возмещения капитальных вложений или сроку окупаемости.

Сумма налогов на прибыль и имущество рассчитывается по формуле:

Н = Нпр + Ним

где Нпр - налог на прибыль, тыс. руб.;

Ним - налог на имущество, тыс. руб.

где СТпр - ставка налога на прибыль, %.

где Коt - остаточная стоимость внедряемой системы в году t, тыс. руб. ;

СТим - ставка налога на имущество, %.

Отчисление на амортизацию в модернизированном варианте, руб., рассчитывается по формуле:

где: На - норма амортизации, %.

К - общие единовременные затраты, тыс.р. [1], [10].

6.2 Расчет единовременных затрат

Единовременные затраты предприятия - заказчика на приобретение устройства включают единовременные затраты предприятия изготовителя и его прибыль, а также НДС, т.е. определяются по формуле (6.16) .

где К - единовременные затраты на создание системы автоматизации тыс.руб;

r - коэффициент рентабельности предприятия разработчика, доли ед.;

НДС - ставка налога на добавленную стоимость, доли ед.

В общем случае единовременные затраты на создание системы определяются по формуле:

К = Краз + Кпрог + Кизг , (6.17)

где Краз - затраты на проектирование (разработку) системы, тыс.руб.;

Кпрог - затраты на программирование, тыс.руб.;

Кизг - затраты на изготовление, тыс.руб.

Примерный перечень исходных данных предприятия разработчика для расчета единовременных затрат представлен в таблице 6.1 [1].

Таблица 6.1 - Исходные данные для расчета единовременных затрат предприятия-разработчика

Показатель	Значение
1. Оклад разработчика, тыс. руб.	1
2. Коэффициент доплат к заработной плате, доли ед.	0,3
3. Северный коэффициент, доли ед.	1,5
4. Коэффициент отчисления в социальные фонды, доли ед.	0,26
5. Время разработки системы, месяцы	3,5
6. Коэффициент накладных расходов, доли ед.	0,04
7. Годовой фонд работы ЭВМ, час	2100
8. Годовой фонд оплаты труда персонала обслуживающего ЭВМ, руб.	108
9. Норма амортизационных отчислений ЭВМ, доли ед.	0,2
10. Норма амортизационных отчислений здания, доли ед.	0,015
11. Площадь занимаемая ЭВМ, м2	5
12. Стоимость одного м2 здания, тыс.руб.	10
13. Стоимость ЭВМ, тыс.руб.	25
14. Коэффициент накладных расходов на экспл. ЭВМ, доли ед.	0,04
15. Потребляемая мощность ЭВМ, Вт	0,38
16. Стоимость кВт/часа, руб.	1,1
17. Коэффициент затрат на ремонт ЭВМ (от стоимости), доли ед.	1,5
18. Затраты на материалы для эксплуатации ЭВМ, руб.	1,2
19. Ставка НДС, доли ед.	0,18
20.Коэффициент интенсивного использования оборудования, доли ед	0,7

6.2.1 Расчет затрат на проектирование (разработку) системы

Затраты на разработку можно представить в виде:

Краз = Зо Траз (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) (1+Кн.раз)

где Зо - месячный оклад разработчика, руб.;

Траз - трудоемкость разработки проекта и проектной документации, чмес;

Кд, Кр - соответственно коэффициенты доплат к заработной плате и

районный, доли ед. ;

Ксн - коэффициент отчислений на социальные нужды, доли ед.;

Кнраз - коэффициент накладных расходов, доли ед.

Таблица 6.2-Данные для расчета трудоемкости разработки

Стадии разработки	Трудоемкость, чел. месяц
1. Изучение патентов	0,4
2. Изучение литературных источников	0,6
3. Разработка технического задания	1
4. Разработка эскизного проекта	-
5. Разработка технического проекта	0,5
6. Разработка рабочего проекта	0,5
7. Внедрение проекта	2,7

Трудоемкость разработки проекта и проектной документации (Траз) равна: Траз= 0,4 + 0,6 + 1 + 0,5 = 2,3 чел. месяц

Подставив трудоемкость разработки (Траз) в формулу (6.18) получаем затраты на разработку системы (Краз):

Краз= 1000 2,3 (1 + 1,5) (1 + 0,3) (1 + 0,26) (1 + 0,04) = 9795,24 руб.

6.2.2 Расчет затрат на разработку программного обеспечения

Затраты на разработку программного обеспечения можно представить в виде:

Кпрог = Зо Тпрог (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) (1+Кн.прог) +Смч Тпрог Кч

где Зо - месячный оклад программиста, тыс.руб;

Тпрог - время на создание программы, мес.;

Кн.прогр - коэффициент накладных расходов, доли ед. ;

Cмч - стоимость машино-часа ЭВМ, руб.;

Кч - коэффициент перевода единиц времени.

Стоимость машино-часа ЭВМ рассчитывается по формуле:

Смч = Sэкс / Тпол

где Sэкс - годовые эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием ЭВМ, р.;

Тпол - годовой фонд работы ЭВМ, час.

Эксплуатационные расходы рассчитываются по формуле:

Sэкс = 12 ЗП (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) + А + Тр + Э + М + Нрэкс

где ЗП - месячная оплата труда всего обслуживающего персонала в сумме, руб.;

А - амортизационные отчисления от стоимости ЭВМ и здания, руб./год;

Тр - затраты на ремонт, руб./год;

Э - затраты на электроэнергию, руб./год;

М - затраты на материалы, руб.;

Нрэкс - накладные расходы, связанные с эксплуатацией ЭВМ, руб./год.

Затраты на амортизацию вычисляются по формуле:

А = Кэвм Нэвм + Сзд Sзд Нзд

где Кэвм - балансовая стоимость ЭВМ, р.;

Нэвм - норма амортизационных отчислений от стоимости ЭВМ, доли ед.;

Сзд - стоимость 1 м2 здания, р/м2;

Sзд - площадь, занимаемая ЭВМ, м2;

Нзд - норма амортизационных отчислений от стоимости здания, доли ед.

Затраты на ремонт вычислим по формуле:

Тр = Кэвм Ктрэвм

где Ктрэвм - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт ЭВМ.

Кэвм - балансовая стоимость ЭВМ, р. ;

Затраты на электроэнергию, потребляемую ЭВМ за год эксплуатации определяем по формуле:

Э = Ц Тпол N Км

где Ц - цена за один кВтч электроэнергии, р.;

N - потребляемая мощность, кВт ;

Км - коэффициент интенсивного использования мощности вычислительной техники.

Тпол - годовой фонд работы ЭВМ, час.

Затраты на материалы определяем по формуле :

где i - вид материала;

Цi - цена i-того материала, р.;

Мi - количество i-го материала.

Таблица 6.3-Перечень и стоимость материалов используемых для ЭВМ

Наименование материала	Количество в год	Цена за ед., руб.	Стоимость, руб.
Гибкие магнитные диски, штук	10	13	130
Красящая лента, катушек	1	900	900
Бумага, кг.(500 листов- 2,5 кг)	5	130	260
Ткань обтирочная, кв.м.	1	15	15
Спирт этиловый, л.	0,2	35	7
Итого			1200

В годовые эксплуатационные затраты по обслуживанию ЭВМ входят также накладные расходы, которые рассчитываются по формуле:

Нрэкс = 12 Зо (1 + Кд) (1 + Кр) Кнэкс

где Кнэкс - коэффициент накладных расходов, связанных с эксплуатацией ЭВМ.

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.22) получаем затраты на амортизацию (А):

А = 25000 0,2 + 10000 5 0,015 = 5000 + 750 = 5750 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.23) получаем затраты на ремонт (Тр):

Тр = 25000 1,5 = 37500 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.24) получаем затраты на электроэнергию (Э):

Э =1,1 2100 0,38 0,7 = 614 руб.

Расчет затрат на материалы представлен в виде таблицы 6.3:

М = 1200 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.26) получим накладные расходы:

Нрэкс. = 12 1000 (1 + 0,3) (1 + 1,5) 0,04 = 1560 руб.

Подставив результат формул (6.22), (6.23),(6.24),(6.26) в формулу (6.21) получим эксплуатационные расходы (Sэкс ):

Sэкс = 12 1000 (1 + 0,3) (1 + 1,5) (1 + 0,26) + 5750 + 37500 + 614 + 1200 + 1560 = 95764 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 и результат формулы (6.21) в формулу (6.20) получим стоимость одного машино-часа (Смч):

Смч = 95764 / 2100 = 45,6 руб.

Коэффициент перевода в единицу времени (Кч):

Кч = 8часов 21 раб. день = 168 часов в месяц

Трудоемкость программирования проекта и проектной документации равна:

Тпрог = 1 чел. месяц

Исходя из полученных результатов для формулы (6.19) и исходных данных таблицы 6.1 находим капитальные затраты на разработку программного обеспечения (Кпрог).

Кпрог = 1000 1 (1 + 0,3) (1 + 1,5) (1 + 0,26) (1 + 0,04) + 45,6 1 168 = 9619,8 руб.

Годовая заработная плата труда персонала рассчитывается по формуле:

Cзп = 12 Зп (1 + Кс) (1 + Кнс) (1 + Кд)

Годовые отчисления на социальные нужды рассчитывается по формуле:

Cсн = (12 Зп Ксн%) / 100%

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.27) получим средства на оплату труда персонала:

Cзп = 108 12 (1 + 1,5) (1 + 0,26) (1 + 0,3) = 5307 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.28) получим отчисления на социальные нужды:

Cсн = (108 12 26%) / 100% = 336,96 руб.

Прибыль рассчитаем как 40 % от полной себестоимости, отпускную стоимость как сумма прибыли и полной себестоимости [1].

Таблица 6.4-Расчет себестоимости и отпускной цены машино-часа

Статьи затрат	Затраты, руб.
1. Средства на оплату труда	5307
2. Отчисления на социальные нужды	336,96
3. Амортизационные отчисления:	5750
а) ЭВМ	5000
б) здания	750
4. Ремонт	37500
5. Материалы	1200
6. Электроэнергия	614
7. Прочие накладные расходы	1560
Итого:	58017,96

6.2.3 Расчет затрат на изготовление и отладку проектируемой системы

Для расчета затрат на изготовление и отладку проектируемой системы используем калькуляционный метод расчета полной себестоимости.

Порядок расчета затрат на покупные комплектующие изделия и полуфабрикаты приведен в таблице 6.5 .

Таблица 6.5

Наименование и тип элемента	Кол-во, шт.	Цена за единицу (без НДС) ,руб.	Сумма (без НДС), руб.
Программное обеспечение RSLogix500, RSView32, RSLinx, Windows NT	-	-	251600
Контроллер SLC-500	1	124400	124400
УЗС - 500	8	3180	25440
ДМ - 2005 Сr	4	2100	8400
Корунд 20 И	8	2267	18136
Метран-100-ДД	12	6900	82800
Метран-100-ДИ	27	4502	121554
ТСМ-50 М	21	3700	77700
Сапфир-22-ДУ	13	5618	73034
ВСН - 1	4	10010	40040
НОРД- И2У	4	13000	52000
УЭРВ-1М	16	16100	257600
ПБР-3А	12	3000	36000
Технологическое оборудование	2	85000	170000
Частотный привод	2	9396500	18793000
Итого:	20131704

Результирующую стоимость занесем в таблицу 6.8.

Затраты на основную заработную плату при изготовлении устройства равны:

L0 = Тм Зо

где ЗО - месячная зарплата изготовителя устройства, тыс.р.;

Тм - трудоемкость изготовления устройства, чел мес. (таблица 6.2).

Доплата к заработной плате изготовителя равна:

Lд = Lo . Кд (1+ Кс)

Отчисления в социальные фонды :

Lсн = (Lо + Lд) . Ксн

Затраты на электроэнергию рассчитаем по формуле:

где Цэл - стоимость одного кВтч электроэнергии, р.;

Ni - мощность i-го вида оборудования, Вт;

Кинт i - коэффициент интенсивного использования оборудования, доли ед.;

ti - время использования i-го вида оборудования, час;

n - количество использованных приборов, шт.

Таблица 6.6-Расчет затрат на энергию

Наименование оборудования	Потребляемая мощность, кВт	Стоимость кВт/часа, руб	Время использования, час
Образцовый датчик давления	0,03	1,1	1440
Образцовый датчик температуры	0,0008	1,1	1440
Образцовый датчик уровня	0,015	1,1	1440
Образцовый датчик расхода	0,001	1,1	1440

Затраты на ремонт рассчитываются по формуле :



где Ктризг - коэффициент, учитывающий годовые затраты на ремонт, доли ед. ;

Кобi - стоимость оборудования, используемого при проверке системы на работоспособность, р. ;

n - количество единиц оборудования, шт.;

Тпримi - время использования i-го вида оборудования, год.

Затраты на амортизацию используемого при изготовлении и настройке оборудования рассчитываются по формуле :

А = Ai = (Кобi Наi Тпримi/100 %)

где Hai - норма амортизации i-го вида оборудования, %.

m - количество образцовых датчиков.

Исходные данные для расчета амортизации представлены в таблице 6.7

Таблица 6.7-Амортизация оборудования, используемого в процессе изготовления

Название оборудования	Балансовая Стоимость Кобi, руб.	Норма амортизации Hai, %	Время использования Тпримi, мес.
Образцовый датчик давления	2100	1,67	2
Образцовый датчик температуры	3700	1,67	2
Образцовый датчик уровня	5618	1,67	2
Образцовый датчик расхода	6900	1,67	2

Накладные расходы, связанные с изготовлением и отладкой проектируемой системы, рассчитаем по формуле:

Нризг = Тм З0 (1 + Кд) (1 + Кс) Кнризг

Подставив данные из таблицы 6.2 в формулу (6.29) получим затраты на основную заработную плату при изготовлении устройства (L0):

L0 = 2,7 1000 = 2700 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 и расчет по формуле (6.29) в формулу (6.30) получим доплату к заработной плате изготовителя (Lд):

Lд =2700 0,3 (1 + 1,5) = 2025 руб.

Подставив расчеты по формулам (6.29),(6.30) в (6.31) получим отчисления в социальные фонды (Lсн):

Lсн = (2700+ 2025) 0,26 = 1930,5 руб.

Подставив данные из таблицы 6.1 в формулу (6.32) получаем затраты на электроэнергию (Э).

Э = 1,1 1 1440 (0,03 + 0,0008 + 0,015 + 0,001) = 74,131 руб.

Подставив данные из таблиц 6.1 и 6.5 в формулу (6.33) получим затраты на ремонт (Тр):

Тр = 1,5 0,2 (2100+ 3700 + 5618 + 6900) = 5495,4 руб.

Подставим данные из таблицы 6.7 в формулу (6.34) и получим затраты на амортизацию (A).

А = [(2100 1.67% 2/100%) + (3700 1.67% 2/100%) + (5618 1.67% 2/100%) + (6900 1.67% 2/100%) ] = 610,58 руб.

Подставив данные таблиц 6.1 и 6.2 в формулу (6.35) получаем накладные расходы (Нризг).

Нризг = 2,7 1000 (1 + 0,3) (1 + 1,5) 0,04 = 351 руб.

Результаты расчетов по статьям калькуляции заносим в таблицу 6.8

Таблица 6.8-Расчет по статьям калькуляции

Статьи затрат	Затраты на изготовление
Материалы (по спецификации);	1000
Покупные комплектующие изделия (по спецификации);	20131704
Топливо и электроэнергия на технологические цели;	74,131
Производственная заработная плата;	2700
Доплаты к заработной плате;	2025
Отчисления на социальные нужды;	1930,5
Износ инструментов и приспособлений целевого назначения и прочие специальные расходы;	610,58
Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования;	5495,4
Накладные расходы	351
Кизг = 20131704

Подставив расчетные значения Кпрог., Краз. и Кизг в формулу (6.17) определим в общем случае единовременные затраты на создание системы:

К = 35262 + 2014589 + 35271 = 2085122 руб.

Затраты на амортизацию (А) по формуле (6.15)

А = (2014589 10%) / 100% = 201458 руб.

6.3 Расчет обобщающих показателей экономической эффективности

Для обоснования эффективности системы используем метод дисконтирования. Допустим единовременные затраты осуществлены за 1 год; со 2 года расчетного периода предприятие получает экономию эксплуатационных затрат, неизменную по годам.

Определим общую экономию годовых эксплуатационных затрат в результате автоматизации по отдельным статьям затрат (Э):

Определим экономию эксплуатационных затрат за счет уменьшение потерь нефти по формуле (6.4):

Энефти = (922545,3 1700 0,1) / 100 = 1508327,35 руб.

Экономия затрат на электроэнергию определяется по формуле (6.5):

Ээл.эн = (922545,3 1,1 1,01 1) / 100 = 10249,4 руб.

Экономия затрат на заработную плату определяется по формуле (6.6):

Эзп = 168000 2 = 336000 руб.

Подставив полученные расчеты по отдельным статьям затрат (Энефти, Ээл.эн, Эзп) в формулу (6.3) определим общую экономию годовых эксплуатационных затрат в результате автоматизации:

Э = 1508327,35 + 10249,4 + 336000 = 1854577 руб.

Рассчитаем налоги, уплачиваемые государству в связи с введением новой системы автоматизации:

Остаточная стоимость внедряемой системы в 2007 году равна:

Ко 2007 = 2085122 - 201458 = 1883664 руб.

Налог на имущество от остаточной стоимости внедряемой системы в 2007 году рассчитаем по формуле (6.14):

Ним = (1883664 2,2 %) / 100 % = 41440 руб.

Налог на прибыль от остаточной стоимости внедряемой системы в 2007 году рассчитаем по формуле (6.13):

Нприб. = [(1854577 - 41440) 24 %] / 100 % = 43515 руб.

Прибыль (чистый доход), обеспечиваемая внедрением системы в 2007 году, определяется по формуле (6.2):

ЧД2007 = 1854577 + 201458 - 435153 =1620882 руб.

Коэффициент дисконтирования рассчитаем при Ен = 0,1 для внедренной системы в 2007 году по формуле (6.9)

2007 = 1 / (1 + 0,1)1 = 0,9091

Чистый дисконтированный доход, обеспечиваемый внедрением системы в 2007 году, определяется произведением ЧД2007 на коэффициент дисконтирования 2007, и последовательным накоплением этих величин:

ЧДД2007 = (-2085122) + (1620882 0,9091) = - 712235 руб.

Жизненный цикл системы 5 лет, аналогично, проводим расчеты для следующих расчетных годов. Результаты вычислений приведены в таблице 6.9

Таблица 6.9-Показатели эффективности проекта

Показатель	2007	2008	2009	2010	2011	2012
1	2	3	4	5	6	7
Единовременные затраты, (инвестиции) руб.	2085122	-	-	-	-	-
Экономия эксплуатационных затрат, руб.	-	1854577	1854577	1854577	1854577	1854577
Амортизационные отчисления, (Na = 20%), руб.	-	208512	208512	208512	208512	208512
Налог на имущество (2,2 % от остаточной стоимости), руб.	-	41285	36698	32111	27524	0
Налог на прибыль (24% от налогооблагаемой прибыли), руб.	-	435190	436291	437392	438493	445098
Чистый доход, руб.	-2085122	1586614	1590100	1593586	1597073	1617991
Коэффициент дисконтирования, (Е = 1%)	1	0,9091	0,8264	0,7512	0,6829	0,6209
Чистый дисконтированный доход	-2085122	1442391	1314059	1197102	1090641	1004610
Чистый дисконтированный доход накопленный	-2085122	-642731	671327	1868429	2959070	3963681

Графический способ расчета срок окупаемости капитальных вложений (Ток) представлен на рисунке 6.1. Точка пересечения линии ЧДД и оси абсцисс позволяет определить период окупаемости единовременных затрат. Причем на графике видно, на какой срок дисконтирование увеличивает период возврата.



Рисунок 6.1 - Определение срока окупаемости

Таблица 6.10-Данные для определения внутренней нормы доходности

Показатель	2007г.	2008г.	2009г.	2010г.	2011г.	2012г.
ЧДД (Е=0,1)	-2085122	1442376	1314132	1197285	1090822	1004645
ЧДД (Е=0,3)	-2085122	1220472	940888	725347	559180	435772
ЧДД (Е=0,5)	-2085122	1057743	706711	472124	315471	213069
ЧДД (Е=0,7)	-2085122	933302	550208	324361	191218	113954
ЧДД (Е=0,8)	-2085122	881452	490772	273249	152137	85628
ЧДД (Е=0,9)	-2085122	835060	440471	232335	122549	65344
ЧДД (Е=1,0)	-2085122	793307	397525	199198	99817	50562

Графический способ расчета ВНД представлен на рисунке 6.2. На графике внутренняя норма доходности представлена пересечением кривой ЧДД с нулевой линией. Для построения кривой зависимости ЧДД и коэффициента эффективности капитальных вложений зададимся несколькими значениями; определим ЧДД и по полученным точкам построим кривую.

На рисунке 6.2 показано, какое значение должна принять ставка дисконта, чтобы ЧДД обратился в нуль.



Рисунок 6.2 - Определение внутренней нормы доходности

Таблица 6.11-Сводная таблица показателей экономической эффективности проекта

Показатели	Значение показателей
Капитальные вложения (инвестиции), руб.	2085122
Экономия эксплуатационных затрат, руб.	1854577
Накопленный чистый дисконтированный доход, руб.	3963681
Срок окупаемости, годы	2,5
Внутренняя норма доходности, %	70
Рентабельность, %	290

Таким образом, внутренняя норма доходности инвестиционного проекта ВНД = 0,7.

Следовательно, для реализации предложенного проекта можно брать кредит в банке до 70% годовых.

После проведения анализа вычислили рентабельность капитальных вложений, по формуле (6.7):

P = [(3963681/ 2085122)+1] 100 % = 290 %,

внутреннюю норму доходности инвестиционного проекта ВНД = 0,7, высчитали срок окупаемости проекта, который составил 2,5 года.

Полученные результаты свидетельствуют о достаточно высокой экономической эффективности данного проекта. Следовательно, можно говорить о прибыльности внедрения разработанной в данном дипломном проекте системы автоматизации.

Результат расчет экономической эффективности представлены в приложении О.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте приведена схема автоматизации дожимной насосной станции ДНС-17. Дана краткая характеристика технологического оборудования и описание технологического процесса.

Проект автоматизации ДНС-17 разработан на базе контроллера SLC500. Составлена программа для данного контроллера на языке Ladder Logic с использованием RSLogix. Разработан удобный HMI (человеко-машинный интерфейс) на базе RSView32.

Приборы и контроллер достаточно надежны и современны, что гарантирует безотказную и эффективную работу технологического процесса.

Автоматизация ДНС обеспечивает надлежащее качество регулирования уровня и наблюдения за другими параметрами, контролируемыми в процессе перекачки нефти, рациональное и экономичное ведение производственного процесса, сохранность оборудования и безопасность проведения работ.

Система автоматического регулирования позволяет вести процесс перекачки нефти в оптимальном, с точки зрения технологии, режиме, не превышая нормативные требования.

Полученные показатели качества:

1) длительность переходного процесса - 112 с.;

2) перерегулирование - 11 %.

В разделе безопасности и экологичности проекта произведен расчет класса опасности предприятия и проанализированы возможные аварийные ситуации.

В разделе оценки экономической эффективности показана целесообразность внедрения системы автоматического регулирования давления на ДНС-17.

Основные показатели экономической эффективности:

1) чистая прибыль за первый год реализации, руб. - 2085122;

2) экономия эксплуатационных затрат, руб. - 1854577;

3) НЧДД, руб. - 3963681;

4) внутренняя норма доходности, % - 70;

5) рентабельность, % - 290;

6) срок окупаемости, годы - 2,5.

автоматизация контроллер нефть насосная станция

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Технологический регламент ДНС-17 Самотлорского месторождения. ОАО «Самотлорнефтегаз», г. Нижневартовск, 2002 г.

2. Приборы и средства автоматизации: Каталог. Т.1. Приборы для измерения температуры. - М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2004. 276 с.

3. Приборы и средства автоматизации. Каталог.Т.2. Приборы для измерения давления, перепада давления и разряжения. - М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2004. 168 с.

4. Приборы и средства автоматизации. Каталог.Т.3. Приборы для измерения расхода и количества жидкости, газа, пара и учета тепловой энергии.- М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2004. 238с.

5. Приборы и средства автоматизации. Каталог. Т.4. Приборы для измерения и регулирования уровня жидкости и сыпучих материалов. - М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2004. 176 с.

6. Тематический каталог №2 Датчики температур. Промышленной группы «Метран». Челябинск, 2004 г., 154с.

7. Тематический каталог №1 Датчики давления. Промышленной группы «Метран». Челябинск, 2004 г., 154с.

8. Безопасность жизнедеятельности и промышленная безопасность: Уч. пособие/Под ред. В.Д. Шантарина - Тюмень: ТюмГНГУ, 2002.-308 с.

9. Методические указания к выполнению раздела “Безопасность и экологичность проекта” в дипломных проектах технологических специальностей. Составители: Г.В. Старикова, В.П. Милевский, В.Д. Шантарин.- Тюмень: ТюмГНГУ, 2002.

10. Методические указания к оценке экономической эффективности технических систем в курсовом и дипломном проектировании для студентов направления АСОиУ, АТП, ИВТ дневного и заочного обучения. Составители: И.А. Силифонкина, М.П. Ермакова, Тюмень, 2002. - 32с.

11. Семейство малых программируемых контроллеров SLC-500. / Allen-Bradly A Rockwell International Company. 1995 - 27с.

12. Аналоговые модули ввода-вывода (серия 1746) SLC-500. Руководство пользователя / Allen-Bradley A Rockwell International Company. 1996 - 66с.

13. Дискретные модули ввода-вывода (серия 1746) SLC-500. Руководство пользователя / Allen-Bradley A Rockwell International Company. 1996 - 48с.

14. RSView 32. Руководство пользователя.-Milwaukee: Rockwell Software Inc. 1997.-557 с.

15. Описание инструкций языка Ladder Logic. / Allen-Bradley Rockwell International Company. 1995 - 74с.

16. Ротач В.Я. Теория автоматического управления: Учебник для вузов.- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 400 с., ил.

17. www.sta.ru

18. www.asutp.interface.ru. АСУ [ТП] Статьи. Сердюков О.В. Контроллеры для автоматизации крупных промышленных объектов.

19. Приборы и системы управления E-mail market @ teplopribor.ru

20. www.pik-ko.ru

21. www.sibna.ru

22. www.albatros.ru

23. Статьи из журнала «Автоматизация в промышленности». Пушкарев А.В. Emerson Process Management. 2006-63с.

Размещено на Allbest.ru