В файле SGXXXXXX.ASM определенным образом описываются все отображаемые на экране дисплея объекты станции.

Для описания объектов станции применены следующие элементы: текст (_text), линия (_line), пиктограмма (_pict), фон(_brush).

В файле UGXXXXXX.ASM (графическая модель участка для поездного диспетчера) определенным образом описываются отображаемые на экране дисплея станция, перегоны, станционный контроль. Элементы и принципы построения такие же, как и графической модели станции.

Файл IOXXXXXX.TAB представляет набор таблиц и содержит следующие данные:

- распределение блоков ТУ и ТС по станции;

- привязку импульсов телесигнализации и телеуправления к их физическому подключению на станции;

- способ интерпретации импульсов телесигнализации

- регламент подачи команд телеуправления по каждому импульсу телеуправления.

По окончании заполнения таблицы загружаем макрос `sb' и запускаем макрос `T10' в результате получаем файл `ioxxxxxx.asm' , затем из этого файла делаем файл `tixxxxxx.asm'.

TIXXXXXX.ASM - представляет перечень импульсов ТС, ТУ.

Названия импульсов в контрольной модели, в ioxxxxxx.tab, в ioxxxxxx.asm, в tixxxxxx.asm, должны быть одинаковыми и не должны повторяться.

В файле IO.tab для ДЦ `Неман' на основании схемы увязки с ДЦ заполняются следующие таблицы. Таблица распределения блоков ТУ и ТС с указанием № блока, тип блока (ТУ или ТС), адрес нулевки табло, где расположен блок.

Таблица, повторяющая розетку блока ТУ, ТС, с указанием типа блока, адреса блока, номера клемм, названия проводов (название провода и название импульса должны быть одинаковы), питания, подаваемого на блок.

Таблица команд с ограничением времени - это перечень команд, при которых ключ замкнут промежуток времени, указанный в таблице.

Таблица прямых команд - это перечень команд, при которых ключ замкнут до подачи команд на отмену. После заполнения таблиц запускаем макрос `sb_io' получаем файл `ioXXXXXX.asm'.

Файл CUXXXXXX.TAB представляет набор таблиц и содержит следующие данные:

- управление и контроль стрелок;

- управление и контроль сигналов светофоров;

- задание поездных маршрутов.

По окончании заполнения таблицы загружаем макрос `sb' и запускаем макрос `T10' в результате получаем файл `cuxxxxxx.asm'.

Все программы-модели создаются на основании таблиц импульсов телеуправления и телесигнализации которые в свою очередь создаются при использовании монтажных схем табло и пульта-манипулятора , схемы внешнего вида табло и инструкции о порядке пользования устройствами СЦБ на данной станции. Таблицы импульсов представлены в приложениях Ж и З, а листинг программ-моделей представлен в приложении К.

6. Электропитание аппаратуры ДЦ «Неман»

6.1 Требования к электропитающим установкам ДЦ

Для четкой работы устройств железнодорожного транспорта необходимо надежное и непрерывное электроснабжение. Устройства СЦБ железнодорожного транспорта и входящие в их комплекс другие потребители относятся к различным группам электроприемников.

Устройства центральных постов диспетчерской централизации относятся к потребителям особой группы первой категории.

К потребителям первой категории относятся электроприемники, нарушение электроснабжения которых может привести к опасности для жизни людей, повреждению оборудования, расстройству сложного технологического процесса. Поэтому указанные потребители должны получать питание от надежных, постоянно действующих энергосистем, электростанций, подстанций или линий электропередачи, располагающих достаточной мощностью и имеющих стабильную частоту и напряжение на своих шинах.

Приемники первой категории должны обеспечиваться электроэнергией от двух независимых источников питания и перерыв их электроснабжения может быть допущен только на время автоматического ввода резервного питания. Это время должно быть минимальным, но не более 1,3 с.

Для особой группы приемников первой категории необходимо предусматривать дополнительное электроснабжение от третьего независимого источника. В качестве такого источника используют автоматизированные дизель - генераторы или аккумуляторные батареи.

Для электроснабжения потребителей первой категории источниками энергии должны быть подстанции или линии электропередачи, входящие в энергосистему, или электростанции, которые должны иметь не менее двух агрегатов, каждый из которых по мощности может обеспечить все электрические активные и реактивные нагрузки от устройств СЦБ и других приемников, работающих с ними в комплексе.

При отсутствии для питания устройств СЦБ двух независимых источников, от которых осуществляется питание приемников первой категории, бесперебойность питания устройств обеспечивается дизель - генераторной установкой, а при сравнительно небольших мощностях - непосредственно от аккумуляторных батарей или через преобразователи.

Для резервирования питания переменным током устанавливают автоматизированные дизель - генераторы второй степени автоматизации мощностью 16, 24, и 48 кВт или электростанции мощностью 8 кВт.

Все нагрузки устройств СЦБ должны подсоединяться к источникам питания раздельными питающими линиями. Для устройств диспетчерской централизации на входных зажимах кабельных ящиков сигнальных установок и шинах вводных панелей постов ДЦ норма фазового напряжения должна быть 230 В при частоте 50 Гц 2. Отклонение от установленных норм напряжения допускается в сторону уменьшения не более 10, а в сторону увеличения не более 5.

Релейная защита и автоматика питающих пунктов высоковольтных линий СЦБ должны обеспечивать восстановление напряжения на линии не более чем за 1,3 с после возникновения короткого замыкания.

6.2 Структурная схема электропитающей установки ДЦ «Неман»

При безбатарейной системе питания устройств централизации щитовая установка состоит из: вводной панели типа ПВ - 60, панели выпрямителей 2 24 В/30 А типа ПВ - 24; панели выпрямителей безбатарейной системы 24В, 30 А и 220 В, 30А типа ПВ - 24/220 ББ; релейной панели безбатарейной системы типа ПРББ; панели конденсаторов типа ПК - 1 и статива преобразователей типа СП -1 50/25; щита выключения питания типа ЩВП- 73.

Структурная схема питающей установки центрального поста ДЦ “Неман” приведена на рисунке 9. Она состоит из вводной панели, дизель - генератора, который приводится в действие автоматически при отсутствии питания на обоих фидерах питания, источника бесперебойного питания (ИБП), а также комплекта шнуров и розеток. Источник бесперебойного питания позволяет обеспечить достаточное время работы ПЭВМ центрального поста ДЦ «Неман» в случае выхода из строя одного из источников питания. Это время составляет порядка 20 минут. Кроме того он позволяет обеспечить запас времени дежурному персоналу на сохранение данных во время отключения основного питания.

Рисунок 9 - Структурная схема электропитающей установки ЦП

В случае необходимости организации розетки для дополнительных потребителей, один из фидеров заводят через разделительные трансформаторы, что исключает возможность выхода из строя источников питания оборудования от искажений в сети. Рассмотрим отдельные узлы данной схемы.

Вводная панель типа ПВ-60 предназначена для питания устройств электрической централизации, постов диспетчерской и горочной автоматической централизации переменным током частотой 50 Гц напряжением 380/220 В. Панель позволяет подключать два фидера от внешних источников электроснабжения и питание от резервной электростанции.

На панели имеются выводы для подключения основного и резервного источников внешнего электроснабжения и резервной электростанции ДГА. Как правило, от всех этих источников поступает напряжение 380 В. Если напряжение одного из источников 220 В, то следует установить трансформатор для повышения этого напряжения до 380 В. В случае если на основной и резервный вводы подано напряжение 220В, третью фазу следует соединить с нулевыми выводами панели. В этом случае резервную электростанцию подключают через понижающий трансформатор

В каждую фазу главного и резервного вводов включены измерительные трансформаторы тока IT - 6Т для включения счетчиков электроэнергии и амперметров.

С вводной панели напряжение подается на стойку связи, а также на щиток освещения и электросилового оборудования мастерских и при необходимости на маневровые посты. Эти потребители защищены предохранителями, установленными на вводной панели, устраняющими влияние повреждений в таких вспомогательных сетях на работу централизации.

Вводную панель соединяют с другими панелями питающей установки через выводы на боковых сторонах панелей.

На вводной панели имеются лампочки, сигнализирующие о работе главного и резервного вводов. Белые лампочки включены через соответствующие фронтовые контакты контакторов и указывают, какой фидер работает на нагрузку. Красные лампочки включены через тыловые контакты общих реле контроля напряжения на фазах и во включенном состоянии сигнализируют об отсутствии на вводе напряжения.

Аналогичные лампочки есть на пульте дежурного по станции, где эта индикация дополнена звонковой сигнализацией.

Автоматический запуск дизель-генераторной электростанции осуществляется, когда на главном и резервном вводах отсутствует напряжение.

После того как начинает работать генератор, через тыловые контакты контакторов вводной панели включится контактор электростанции, которая примет на себя нагрузку. На вводной панели и на пульте ДСП загораются зеленые лампочки.

Предохранители вводной панели (за исключением фидерных), силовой нагрузки и освещения имеют контакты для включения в схему сигнализации их перегорания. На вводной панели установлены красная лампочка и звонок, которые включаются при перегорании на ней предохранителей. Одновременно через общую схему сигнализации перегорания предохранителей загораются красные лампочки извещения ДСП.

6.3 Электропитание аппаратуры линейного комплекта

Структурная схема аппаратуры линейного комплекта ДЦ «Неман» приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Структурная схема электропитания аппаратуры ЛК

Блоки ТУ и ТС запитываются от контрольной батареи ЭЦ напряжением 24 В через защитный предохранитель. Рабочий диапазон питания блоков - от 16 В до 40 В.

ЭВМ запитывается от цепей гарантированного питания 220 В через защитный предохранитель и блок бесперебойного питания.ъ

6.4 Основные характеристики источника бесперебойного питания Back-UPS Pro 650

ИБП представляет собой интерактивный источник бесперебойного питания, использующий новейшие технологии и имеющий мощные функции. Интерактивный источник бесперебойного питания с функцией Automatic Voltage Regulation (автоматическая регулировка напряжения) исправляет искажения входного питания от 75 до 125. Включая скачки и резкие падения напряжения. Данный ИБП является идеальной защитой для подключенного к нему оборудования. Управление устройством осуществляется при помощи микропроцессора. При подключенном входном питании происходит зарядка батареи и нет необходимости включать ИБП. В режиме резервного питания, с целью сохранения заряда батареи, ИБП автоматически отключается, если ни одно из подключенных устройств не включено. Светящийся индикатор сигнализирует о необходимости замены батареи. Устройство имеет циклическую функцию самотестирования, проверяющую работу ИБП и состояние батареи, рассчитанной на работу в течении 3-5 лет без замены. Данный источник, также, обеспечивает подавление скачков на одной телефонной линии или модеме, подключенном через разъемы на задней панели устройства.

Источник бесперебойного питания имеет 3 режима работы:

1. Режим “Линия в норме” (индикатор зеленого цвета). Индикатор горит когда входное напряжение в основной сети в норме.

2. Режим “Резервное питание” (индикатор желтого цвета). Индикатор горит когда напряжение в основной сети недостаточно и подключенное к ИБП оборудование работает от батареи.

3. Режим “Замена батареи” (индикатор красного цвета). Индикатор горит когда батарея источника бесперебойного питания вышла из строя и ее необходимо заменить.

Функция самотестирования используется как для проверки работы ИБП, так и для проверки состояния батареи. Если ИБП успешно проходит тест, то возвращается в режим нормальной работы от входного питания. Если ИБП не проходит тест, то он немедленно возвращается в режим работы от входного питания и индикатор замены батареи начинает гореть. Это не влияет на работу подключенного оборудования, но необходима подзарядка или замена батареи.

Источник бесперебойного питания обеспечивается программным обеспечением. Программа UPSMON управляет работой ИБП через стандартный интерфейс RS-232, а также осущесвляет отключение компьютера при падении напряженя. Также данная программа позволяет выводить на монитор текущие параметры, такие как напряжение, частоту, уровень заряда батареи.

7. Увязка диспетчерской централизации «Неман» с устройствами электрической централизации

7.1 Схема передачи с автономного управления на диспетчерское и обратно

Для передачи станции на диспетчерское управление дежурный по станции нажимает кнопку «Отмена сезонного управления» - ОСУ (см. Приложение Л). Реле восприятия сезонного управления (ВСУ) выключается с проверкой наличия ключей-жезлов отправления хозяйственных поездов (включены реле НКЖ, ЧКЖ), отсутствия искусственного замыкания стрелок (реле НРЗ, ЧРЗ), отсутствия закрытых кнопкой переездов и поданного кнопкой оповещения монтеров пути (соответственно, реле ЗП и ВО), отсутствия искусственной разделки (контакт реле ГРИ), отсутствия включения схемы макета стрелок (контакт реле КМ), законченности действий по заданию местного управления (контакт реле 1РМК) и т.д. переключающие реле РУ отпустят свой якорь.

В результате во всех схемах произойдет отключение органов управления станцией от пульта ДСП и подключение электронных ключей ДЦ «Неман».

Реле контроля включения резервного управления (КВРУ) обеспечивает горение на станции белой лампочки сезонного управления (СУ) в случае невыполнения условий передачи станции на диспетчерское управление. Это же реле выключает лампочку СУ при повороте ключа РУЗ (контакт 1-2) при переходе станции на резервное управление.

Переход станции на резервное управление осуществляется при повреждении линии связи или при отказе устройств диспетчерской централизации. Контакты 3-4 ключа РУЗ обеспечивают цепь возбуждения реле РУ. В результате станция переходит на автономное управление с пульта ДСП. Никакие команды диспетчера в этом случае восприниматься не будут.

Для производства большого объема маневровой работы и в случае отдельных отказов электрической централизации при отсутствии ответственных команд (неперевод стрелки, необходимость открытия пригласительного сигнала для подвижных единиц с неисправной или отсутствующей радиосвязью и т. д.) станция передается на сезонное управление с пульта ДСП.

Для этого диспетчер посылает команду разрешения сезонного управления. Реле СУ на станции притягивает свой якорь. На пульте ДСП мигающим светом загорается лампочка СУ сезонного управления. В результате притягивает свой якорь и встает на самоблокировку реле восприятия ВСУ. Лампочка СУ загорается ровным светом. Контакт реле ВСУ в цепи реле КВРУ исключает горение лампочки СУ через контакт КВРУ.

7.2 Контроль поездной ситуации на станции

Контроль поездной ситуации на станции поездным диспетчером осуществляется посредством блоков телесигнализации. Блоки телесигнализации последовательно включаются в цепи лампочек табло дежурного по станции и таким образом информация о состоянии объектов ЭЦ на станции передается по линиям связи на центральный пост поездному диспетчеру. Точки подключения блоков телесигнализации определяются при помощи монтажной схемы табло и монтажной схемы клемных панелей. Увязка блоков телесигнализации с системой ЭЦ представлена в приложении М.

7.3 Установка и замыкание маршрутов

Установка и замыкание маршрутов производится с использованием соответствующих схем ЭЦ, которые становятся доступными через переключающие реле РУ и СУ. Установка маршрута происходит после срабатывания схем маршрутного набора и перевода стрелок. После проверки условий безопасности движения включаются маршрутные (1М и 2М) и замыкающие реле, т.е. замыкается маршрут. Затем включается сигнальное реле С и открывается светофор. При невыполнении требований безопасности задание маршрута и открытие светофора невозможны, а если условия безопасности нарушаются при открытом светофоре, то это приводит к его закрытию. Точки подключения блоков телеуправления определяются из монтажной схемы пульта-манипулятора, а схемы увязки блоков телеуправления с реле и блоками ЭЦ разрабатываются при использовании документа «Технические решения по увязке ДЦ «НЕМАН» с устройствами ЭЦ»[18]. Увязка блоков телеуправления с системой ЭЦ представлена в приложении М.

7.4 Управление сигналами

К кнопочным реле всех светофоров управляющие ключи подключаются через переключающие реле РУ. Время замкнутого положения ключа ограничено для станций без маршрутного набора получением ТС открытия сигнала и программно не превышает 1,6с.

Включение пригласительного сигнала входного светофора осуществляется включением реле ЧПСД по схеме ответственных приказов. Противоповторное реле ЧППС нормально находится под током. При подаче команды на открытие пригласительного сигнала или при нажатии дежурным по станции кнопки ЧПС становится под ток реле ЧПС, которое своими контактами обрывает цепь питания противоповторного реле. Через фронтовые контакты реле ЧПС и тыловые реле ЧППС включается лампа лунно-белого огня. Для исключения возможности многократного приема поездов по пригласительному сигналу повторное включение лампы светофора возможно только при условии полного отжатия кнопки ЧПС и включения реле ЧППС. Реле ЧКМГ контролирует мигающий режим горения лампы лунно-белого огня. Точки подключения блоков телеуправления определяются из монтажной схемы пульта-манипулятора, а схемы увязки блоков телеуправления с реле и блоками ЭЦ разрабатываются при использовании документа «Технические решения по увязке ДЦ «НЕМАН» с устройствами ЭЦ»[18]. Увязка блоков телеуправления с системой ЭЦ представлена в приложении М.

7.5 Отмена маршрутов

Отмена набора и маршрутов производится с использованием соответствующих схем ЭЦ. Время замкнутого положения ключа сигнала при отмене ограничено приходом импульса ТС, контролирующего открытое положение сигнала и не превышает 10с. Увеличение времени связано с необходимостью более длительного замыкания ключа сигнала при отмене маршрута, чем при его установке. Точки подключения блоков телеуправления определяются из монтажной схемы пульта-манипулятора, а схемы увязки блоков телеуправления с реле и блоками ЭЦ разрабатываются при использовании документа «Технические решения по увязке ДЦ «НЕМАН» с устройствами ЭЦ»[18]. Увязка блоков телеуправления с системой ЭЦ представлена в приложении М.

7.6 Искусственное размыкание маршрутных секций

Схемы искусственного размыкания маршрутов предусмотрены для размыкания секций маршрутов, которые остались замкнутыми после использования маршрута в случае повреждений в системе.

На каждую изолированную секцию имеется опломбированная кнопка ИР, а в блоках СП и УП установлено реле РИ. Кроме того имеется комплект групповых реле ГРИ, ГРИ1, ГРИПП, групповая кнопка ГИР.

Нажатием кнопки ИР неразомкнутых секций маршрута либо подачей команды ТУ на замыкание соответствующего ключа блока включают реле РИ этих секций. Включение хотя бы одного реле РИ вызывает выключение реле ГРИ, которое подготавливает цепь включения реле ГРИ1. После того, как кнопки всех неразомкнутых секций будут нажаты и реле РИ включены, нажимается кнопка ГИР либо при диспетчерском управлении включается реле ГИРД по схеме ответственных приказов. Контактами кнопки ГИР либо реле ГИРД включается реле ГРИ1. Далее работа схемы происходит автоматически. Точки подключения блоков телеуправления определяются из монтажной схемы пульта-манипулятора, а схемы увязки блоков телеуправления с реле и блоками ЭЦ разрабатываются при использовании документа «Технические решения по увязке ДЦ «НЕМАН» с устройствами ЭЦ»[18]. Увязка блоков телеуправления с системой ЭЦ представлена в приложении М.

8. Расчет надежности блока ТУ-16 телеуправления

Надежность - свойство элементов сохранять свою работоспособность в течение всего срока эксплуатации. Надежность системы определяется надежностью входящих в них элементов.

Системы железнодорожной автоматики, телемеханики и связи призваны в первую очередь обеспечивать безопасность движения поездов. Это обуславливает повышенные требования к показателям надёжности таких систем. Надёжность устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи есть свойство обеспечивать во времени бесперебойное и безопасное управление движением поездов в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания и ремонта.

Надежность работы различных систем и элементов зависит от весьма многочисленного и разнообразного комплекса факторов, определяемых как внутренними свойствами того или иного устройства, так и воздействием внешних условий объективного и субъективного характера. Это приводит к тому, что процесс возникновения отказов носит случайный характер. Поэтому при изучении вопросов надежности используется аппарат теории вероятности и математической статистики.

Различают два основных состояния объекта - работоспособное и неработоспособное. Состояние объекта, при котором он способен выполнить заданные функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией, называют работоспособным.

В случае нарушения работоспособности наступает отказ.

Все существующие объекты с точки зрения надёжности обычно разделяют на две большие группы - невосстанавливаемые и восстанавливаемые.

К восстанавливаемым объектам относятся такие, для которых в рассматриваемой ситуации восстановление работоспособного состояния предусмотрено в нормативно-технической и (или) в конструкторской документации.

К невосстанавливаемым объектам относятся такие, для которых в рассматриваемой ситуации не предусмотрено восстановление работоспособного состояния (интегральные блоки устройств автоматики и телемеханики, усилители, двигатели в ряде систем управления и т.п.).

При оценке надежности необходимо учитывать способы соединения составляющих его элементов. Различают следующие способы соединения элементов с точки зрения надежности: последовательное, параллельное, смешанное. Соединение элементов называют последовательным, если отказ хотя бы одного элемента системы приводит к отказу всей системы. Соединение элементов называют параллельным, если отказ системы происходит тогда и только тогда, когда откажут все элементы системы. Смешанным (последовательно-параллельным) соединением называют сочетание последовательного и параллельного соединений элементов.

Рассчитаем надежность заданного блока ТУ-16 телеуправления. Данный блок не будем разбивать на части, а рассчитаем надежность всего блока в целом.

Вероятность безотказной работы системы (надежность) при последовательном соединении для случая простейшего потока отказов и их независимости равна произведению вероятностей безотказной работы входящих в нее элементов.

Рисунок 12 - Последовательное и параллельное соединение элементов системы

 (1)

где - вероятность безотказной работы i-го элемента;

n - количество последовательно соединенных элементов.

При последовательном соединении надежность системы быстро убывает при увеличении числа последовательно соединенных элементов. При этом надежность системы не превышает надежности самого ненадежного элемента.

Для параллельного соединения элементов, при условии независимости отказов и стационарности их потока, отказ всей системы произойдет лишь после отказа всех ее элементов. В этом случае вероятность отказа всей системы будет равна произведению вероятностей отказов входящих в нее элементов.

(2)

где - вероятность отказа i-го элемента;

n - количество параллельно соединенных элементов.

Тогда вероятность безотказной работы всей системы

(3)

При увеличении числа параллельно включенных элементов вероятность безотказной работы системы растет, однако абсолютный прирост при этом уменьшается.

Определим вероятности безопасной работы блока ТУ16-1 телеуправления.

При этом введем ряд допущений:

- все элементы в блоке соединены последовательно, т.е. при выходе хотя бы одного элемента блок считается не работоспособным;

- время безотказной работы элементов распределено по экспоненциальному закону, т.е. интенсивность отказов - величина постоянная;

- надежность однотипных элементов считается одинаковой.

Для последовательного соединения элементов вероятность безотказной работы при экспоненциальном законе распределения, буден равна:

(4)

Тогда,

(5)

где - количество однотипных элементов;

- интенсивность отказов данного элемента.

Вероятность безотказной работы всего устройства будет равна:

(6)

где k1 - поправочный коэффициент, учитывающий вибрацию;

k2 - поправочный коэффициент, учитывающий ударные нагрузки;

k3 - поправочный коэффициент, учитывающий температуру и влажность.

Среднее время наработки на отказ

 (7)

Так как условия работы оборудования линейного комплекта ДЦ приравнивается к лабораторным условиям, то

Исходные данные для расчета надежности сведем в таблицу 8.

Таблица 8 - Исходные данные для расчета надежности бока ТУ16-1 телеуправления

Элементы	Количество элементов ni	Интенсивность отказа элемента л·10-6, 1/ч
Конденсаторы	КМ-5б	4	0.15
	К53-30	1	0.5
Оптроны	KP249KH2A	10	1
Микросхема	PIC16C57	1	0.7
Резисторы	С2-23	45	0.5
Диоды	КД522Б	4	0.05
	АЛ307	1	0.1
Стабилитроны	BZX55	21	0.5
Транзисторы	КТ815Г	2	0.6
	КТ660А	17	0.4
	КТ973А	16	0.5
	КТ3107Б	2	0.5
	КТ816Г	1	0.45
Вилка	PH-101-40-2	1	0.6
Резонатор кварцевый	РК-169	1	0.02

Вычислим среднее время наработки на отказ блока телеуправления ТУ-16 по формуле 7: ч.

тогда вероятность безотказной работы блока телеуправления ТУ-16 за один год составит:

Построим график вероятности безотказной работы блока телеуправления ТУ-16 в зависимости от времени (за 10 лет).

Рисунок 13- График вероятности работы блока ТУ-16 в зависимости от времени

Из графика видно, что надежность блока телеуправления ТУ-16 с каждым годом падает. Причем основное падение надежности блока наблюдается за первых три года.

9. Экономическая часть

9.1 Расчет экономического эффекта от создания программного обеспечения вычислительной техники

9.1.1 Общие положения

Для управления и контроля устройств ЭЦ на станции Круговец были разработаны программные модели станции. В данной главе произведен расчет экономического эффекта от данной разработки.

Программное обеспечение (ПО) вычислительной техники (ВТ) является материальным объектом специфической интеллектуальной деятельности специалистов, состоящим из программно- документально оформленного проекта, реализующего свои потребительские свойства и качества в составе функционирующих вычислительных систем или систем обработки данных. По стоимости и срокам службы ПО относится к основным производственным фондам предприятия.

Каждое ПО как реальная продукция имеет определенный жизненный цикл, т.е. период от начала разработки и до снятия с эксплуатации, включающей три стадии: разработку (проектирование), производство (создание) и использование.

Программное обеспечение ВТ как товарная продукция могут быть двух видов:

- научно-техническая продукция;

- продукция производственно-технического назначения.

В современных рыночных экономических условиях ПО выступает преимущественно в виде продукции научно-технических организаций, представляющей собой функционально завершенные и имеющие товарный вид программного обеспечения ВТ, реализуемые покупателям по рыночным отпускным ценам. Все завершенные разработки программного обеспечения ВТ являются научно-технической продукцией.

Широкое применение ВТ требует постоянного обновления и совершенствования ПО. Выбор эффективных проектов ПО связан с их экономической оценкой и расчетом экономического эффекта.

Расчет экономического эффекта ПО основан на принципах “Комплексной оценки эффективности мероприятий, направленных на ускорение научно-технического прогресса”. Экономический эффект может определяться как у разработчика, так и у пользователя.

У разработчика экономический эффект выступает в виде чистой прибыли, остающейся в распоряжении предприятия от реализации ПО, а у пользователя - в виде экономии трудовых, материальных и финансовых ресурсов, получаемой от:

-снижения трудоемкости расчетов, алгоритмизации программирования и отладки программ (задач) за счет использования ПО в процессе разработки автоматизированных систем и систем обработки данных;

-сокращения расходов на оплату машинного времени и других ресурсов на отладку задач;

-снижения расходов на материалы (магнитные, лазерные диски и прочие материалы);

-ускорения ввода в эксплуатацию новых систем;

-улучшения показателей основной деятельности предприятий в результате использования ПО.

Стоимостная оценка ПО у разработчиков предполагает составление сметы затрат, которая включает следующие статьи:

-затраты на материалы;

-спецоборудование;

-заработная плата исполнителей основная и дополнительная;

-отчисления в фонд социальной защиты населения;

-налоги, входящие в себестоимость ПО;

-машинное время;

-расходы на научные командировки;

-прочие расходы;

-накладные расходы.

На основании сметы затрат рассчитывается себестоимость и отпускная цена ПО. Сумма основной заработной платы рассчитывается на основе численности специалистов, соответствующих тарифных ставок и фонда рабочего времени. Причем численность специалистов, календарные сроки разработки программы и фонда рабочего времени определяются по укрупненным нормам времени на разработку, сопровождение и адаптацию программного обеспечения или экспертным путем. Расчет трудоемкости ПО с использованием укрупненных норм времени осуществляется в основном в крупных научно-технических организациях для решения сложных задач программного обеспечения ВТ. В мелких и средних научно-технических организациях трудоемкость, численность исполнителей и сроки разработки ПО определяются экспертным путем с использованием данных по базовым моделям. При определении трудоемкости ПО учитываются объем ПО (в тыс. условных машинных команд или исходных команд), объем документации (тыс. строк), новизна и сложность ПО, язык программирования, степень использования типовых (стандартных) программ.

9.1.2 Исходные данные

Разработка программного обеспечения (ПО) предусматривает проведение всех стадий проектирования (техническое задание, эскизный проект, технический проект, рабочий проект, внедрение) и относится к 3-й группе сложности. По степени новизны ПО относится к группе «А» с коэффициентом 1,0.

Расчет производится на основе исходных данных, представленных в таблице 5.1.

В выполнении работ задействованы:

· руководитель дипломного проекта;

· студент-дипломник.

Приравняем руководителя дипломного проекта к должности начальник отдела. Присвоим ему 13 разряд, установим продолжительность участия в разработке - 20 дней. Тарифный коэффициент - 3,98;

Таблица 9- Исходные данные для расчета

Наименование показателя	Буквенное обозначение	Единицы измерения	Количество
Коэффициент новизны	Кн	-	1,0
Группа сложности		Единиц	3
Дополнительный коэффициент сложности	Ксл	Единиц	0,18
Поправочный коэффициент, учитывающий использование типовых программ	Кт	Единиц	0,9
Установленная плановая продолжительность разработки	Тр	Лет	0,25
Годовой эффективный фонд времени	Фэф	Дней	255
Продолжительность рабочего дня	Тч	Ч	8
Оклад 1-го разряда	Тм1	тыс. руб.	38000
Коэффициент премирования	Кп	-	1,4
Норматив дополнительной заработной платы	Нзд	%	10
Ставка отчислении в фонд социальной защиты населения	Нзсз	%	35
Ставка чрезвычайного налога	Ннч	%	5
Норматив прочих затрат	Нпз	%	3
Норматив на сопровождение и адаптацию НС	Нрса	%	10
Ставка налога на добавленную стоимость	Нед	%	20
Норматив амортизации ВТ	На	%	12,5

Приравняем студента-дипломника к должности инженера-программиста без категории. Присвоим ему 9 разряд, установим продолжительность участия в разработке 64 дня. Тарифный коэффициент - 2,48.

9.1.3 Определение объема ПО

Объем ПС определяется путем подбора аналогов на основании классификации типов ПО, каталога функций ПО и каталога аналогов ПО в разрезе функций, которые постоянно обновляются и утверждаются в установленном порядке. На основании информации о функциях разрабатываемого ПО, по каталогу функций определяется объем функции. Общий объем ПО рассчитаем по формуле

(8)

где Vo - общий объем ПО;

Vi - объем функций ПО;

n - общее число функций.

Таблица 10- Объем программного обеспечения

Номер функции	Содержание функций	Объем (условных машинных команд)
203	Модуль @BASA(Формирование базы данных)	626
203	Модуль @CON(Формирование базы данных)	626
503	Модуль @CONTROL (Управление внешними устройствами и объектами)	1456
203	Модуль @ROUTE(Формирование базы данных)	626
203	Модуль @WAY(Формирование базы данных)	626
203	Модуль @REFER(Формирование базы данных)	626
203	Модуль @TI(Формирование базы данных)	626
203	Модуль SG(Формирование базы данных)	626
203	Модуль UG(Формирование базы данных)	626
403	Модуль CU (Формирование служебных таблиц)	369
403	Модуль IO (Формирование служебных таблиц)	369

условных машинных команд.

9.1.4 Расчет трудоемкости ПО

На основании общего объема ПО определяется нормативная трудоемкость (Тн).

Нормативная трудоемкость устанавливается с учетом сложности ПО, Выделяется три группы сложности, в которых учтены следующие составляющие ПО: языковой интерфейс, ввод-вывод, организация данных, режимы работы, операционная система и техническая среда. Кроме того, устанавливаются дополнительные коэффициенты сложности ПО. С учетом дополнительного коэффициента сложности Ксл рассчитывается общая трудоемкость ПО по формуле:

T0= Тн +Тн•Ксл ( 9 )

где Т0 - общая трудоемкость ПО;

Тн - нормативная трудоемкость ПО;

Ксл - дополнительный коэффициент сложности ПО.

То=105+1050,18=123,9 человеко-дней

При решении сложных задач с длительным периодом разработки ПО трудоемкость определяется по стадиям разработки (техническое задание - ТЗ, эскизный проект - ЭП, технический проект - ТП. рабочий проект - РП и внедрение - ВН) с учетом новизны, степени использования типовых программ и удельного веса трудоемкости стадий разработки ПО. При этом на основании общей трудоемкости рассчитывается уточненная трудоемкость с учетом распределения по стадиям по формуле:

(10)

где Ту - уточненная трудоемкость;

Ti - трудоемкость разработки ПО на i-й стадии (человеко-дней);

m - количество стадий разработки.

Трудоемкость ПО по стадиям определяется с учетом новизны и степени использования в разработке типовых программ и ПО. Трудоемкость по стадиям определяется по формуле:

Тстi=dстi•Кн•Кт•То (11)

где Тстi - трудоемкость разработки ПО на i-й стадии (технического задания, эскизного проекта, технического проекта, рабочего проекта и внедрения);

Кн - поправочный коэффициент, учитывающий степень новизны ПО;

Кт - поправочный коэффициент, учитывающий степень использования в разработке типовых программ и ПО;

dстi - удельный вес трудоемкости i-й стадии разработки ПО в общей трудоемкости разработки ПО.

Удельный вес трудоемкости каждой стадии в общей трудоемкости определяется в соответствии с данными таблицы 11. При этом сумма удельных весов всех стадий в общей трудоемкости равна единице. Результаты расчетов уточненной трудоемкости по стадиям разработки ПО приведены в таблице 11. Уточненная трудоемкость разработки ПО по всем стадиям составит 117 человеко-дней.

Таблица 11- Объем программного обеспечения

Расчетные коэффициенты	Стадии разработки	Итого
	ТЗ	ЭП	ТП	РП	ВН
Коэффициенты удельных весов трудоемкости стадий, dстi	0,11	0,09	0,11	0,55	0,14	1,0
Коэффициенты, учитывающие использование типовых программ, kт	-	-	-	0,9	-	-
Коэффициенты новизны, kн	1,0	1,0	1,0	1,0	1,0	-
Уточняющая трудоемкость Tу стадий, человеко-дней	14	11	14	61	17	117
Численность Чр исполнителей, чел.	1,8	1,7	1,8	1,9	2	1,8
Срок Tр разработки, лет	0,03	0,025	0,03	0,13	0,035	0,25

При установленной плановой продолжительности разработки (ТР=0,2 года) численность исполнителей (Чр) определяется по формуле:

 (12)

где Чр - плановая численность разработчиков (чел);

Фэф - годовой эффективный фонд времени одного рабочего в течение года (дней в год);

Трд - плановая продолжительность разработки (лет).

9.1.5 Расчет заработной платы исполнителей разработки ПО

Уточненная трудоемкость и общая плановая численность разработчиков служат базой для расчёта основной заработной платы. По данным о спецификации и сложности выполняемых функций составляется штатное расписание исполнителей, участвующих в разработке ПО.

В соответствии с "Рекомендациями по применению "Единой тарифной сетки" рабочих и служащих народного хозяйства" и тарифным разрядам и коэффициентам должностей каждому исполнителю устанавливают разряд и тарифный коэффициент.

Месячная оклад каждого исполнителя (Тм) определяется путем умножения действующей месячной тарифной ставки 1-го разряда (Tм1) на тарифный коэффициент (Тк), соответствующий установленному разряду.

Тм=Тм1•Тк (13)

Часовая оклад рассчитывается путем деления месячной тарифной ставки на установленный при восьмичасовом рабочем дне месячный фонд рабочего времени - 171,5 часов

(14)

где ТЧ - часовая оклад (ден. ед.);

Тм - месячная оклад (ден. ед.).

Подставив числовые значения в формулы (13) и (14) рассчитаем месячную и часовую тарифную ставку для руководителя

Тм = 38•3,98 = 151,24 тыс. руб.

Тч = = 0,882 тыс. руб.

для дипломника

Тм = 38•2,48 = 94,24 тыс. руб.

Тч = = 0,55 тыс. руб.

Основная заработная плата исполнителей на конкретное ПС рассчитывается по формуле:

(15)

где n - количество исполнителей, занятых разработкой конкретного ПС;

ТЧi - часовая оклад i-гo исполнителя (ден. ед.);

ФЭi - эффективный фонд рабочего времени i-гo исполнителя (дней);

ТЧ - Количество часов работы в день (ч);

К - коэффициент премирования.

ЗО1 =(0,882•4•20•1,4)+(0,55•8•64•1,4)=493,024 тыс.руб

Дополнительная заработная плата на конкретное ПО (Зд) включает выплаты, предусмотренные законодательством о труде (оплата, отпусков, льготных часов, времени выполнения государственных обязанностей и других выплат, не связанных с основной деятельностью исполнителей), и определяется по нормативу в процентах к основной заработной плате и рассчитывается по формуле:

 ,тыс.руб. (16)

где ЗД1 - дополнительная заработная плата исполнителей на конкретное ПО (ден.ед.);

НД - норматив дополнительной заработной платы в целом по научной организации (10%).

= 49,3 тыс. руб.

9.1.6 Расчет отчислений, налогов и затрат

Отчисления в фонд социальной защиты населения (3С31) определяются в соответствии с действующим законодательными актами по нормативу в процентном отношении к фонду основной и дополнительной заработной платы исполнителей, а так же заработной платы (основной и дополнительной) прочих категории работников (ЗПК1), определенной по нормативу, установленному в целом по организации по формуле:

, тыс.руб (17)

где Нэсэ - норматив отчислений в фонд социальной защиты населения и фонд содействия занятости (%).

= 189,81 тыс.руб

Чрезвычайный налог для ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС рассчитывается по формуле (при нормативе налога Ннч=5%)

, тыс.руб (18)

= 27,13 тыс.руб

Расходы на материалы (на бумагу, документацию и дискеты) (Mi) определяются по формуле:

,тыс.руб. (19)

=20 тыс.руб.

В небольших научных организациях и на малых предприятиях, где ОПФ являются лишь средства ВТ, амортизационные отчисления на ПО Аoi можно определить прямым счетом, используя нормы амортизационных отчислений(см. табл. 9) .

тыс. руб. (20)

где На - норма амортизационных отчислений;

Тф - фактический срок использования основной ВТ;

Сi - первоначальная стоимость ВТ.

15,625 тыс. руб.

Прочие затраты (П31) определяются по формуле (при нормативе прочих затрат Нпз=3%)

, тыс.руб. (21)

= 14,79 тыс.руб

Общая сумма расходов по всем статьям сметы (Cр1) на все ПО рассчитывается по формуле:

Срi = ЗОi+ЗДi+ЗСЗi+ННЧ+Мi+Аоi+ПЗi, тыс.руб. (22)

Срi = 493,024+49,3+189,81 +27,13 +20+15,625 +14,79 = 809,68 тыс.руб.

Расходы на сопровождение и адаптацию определяются по формуле (при нормативе 10% процентов от общей суммы расходов по смете).

, тыс.руб.; (23)

= 80,9 тыс.руб.

9.1.7 Расчет себестоимости, отпускной цены и прибыли

Полная себестоимость ПО (с расходом на сопровождение и адаптацию) определяется по формуле:

Спi= Срi + Сасi , тыс.руб. (24)

Сп1=809,68 +80,9 = 890,58 тыс.руб.

Прибыль от реализации создаваемого ПО (Пр1) рассчитывается по формуле (при уровне рентабельности ПО равном Урпг=30%)

, тыс.руб. (25)

=267,174 тыс.руб.

Добавленная стоимость (ДС) определяется по формуле:

ДСi=ЗОi+ЗДi+ЗСЗi+Hч1+Aoi + Прi, тыс.руб (26)

ДСi=493,024+49,3+189,81 +27,13+15,625 +267,174 =1042,063 тыс.руб.

Налог на добавленную стоимость (Ндс1) рассчитывается по формуле (при ставке налога Ндс1=18%):

, тыс.руб. (27)

=187,57 тыс.руб.

Прогнозируемая отпускная цена ПО (ЦОi) рассчитывается по формуле:

ЦOi = Спi+НДСi + Прi, тыс. руб.; (28)

ЦOi = +187,57+267,174 = 1345,324 тыс. руб.

Прибыль от реализации ПО за вычетом налога (Нш) с прибыли остается организации-разработчику и представляет собой эффект от создания нового программного средства ВТ.

Таким образом экономический эффект от создания нового программного обеспечения составляет 267,174 тыс. руб.

10. Обеспечение электробезопасности при обслуживании ДЦ «НЕМАН»

10.1 Анализ условий труда

Изучение проблем, здоровых и безопасных условий, в которых протекает труд человека - одна из наиболее важных задач в разработке новых технологий и систем производства. Изучение и выявление возможных причин производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров, и разработка мероприятий и требований, направленных на устранение этих причин позволяют создать безопасные и благоприятные условия труда человека.

Анализ условий труда при проведении работ по монтажу, наладке и обслуживанию оборудования ДЦ системы “Неман” приведен в таблице 12.

Как видно из таблицы 12, по указанным видам работ возникают следующие опасные и вредные производственные факторы:

- повышенное значение электрического тока, под который может попасть человек;

- отклонение от нормы значений освещённости;

- расположение рабочего места на высоте;

- нервно-психические перегрузки

- пожароопасность.

В результате проведенного анализа условий труда разработан ряд технических мероприятий необходимых для обеспечения безопасности и улучшения условий труда.

10.2 Разработка мероприятий по обеспечению безопасности и улучшению условий труда

Источником электроопасности и пожароопасности может являться неисправный электроинструмент (паяльники) и применение его с отступлениями от требований электробезопасности на напряжения выше 42 вольт. При работе с паяльником нельзя стряхивать с жала остатки расплавленного припоя: его брызги могут попасть в глаза или на тело и вызвать травму. Осторожность необходима и при вытаскивании выводов элементов при отпайке. Паяльник должен иметь подставку, которая исключает случайное касание горячих частей руками, а также скатывания его на стол. При длительной работе с паяльником воздух в помещении насыщается вредными для организма парами свинца и олова. Поэтому помещение следует регулярно проветривать.

Перед включением электропитания аппаратуры центрального поста или исполнительного модуля необходимо убедится, что:

- оборудование имеет надежное заземление, при этом максимальное значение переходного сопротивления между заземляющим болтом оборудования и шиной заземления в релейном помещении должно быть не более 200 мкОм;

- все кабели, подключаемые к электрооборудованию, и соединители должны быть исправны;

- все плавкие вставки исправны и соответствуют указанному номинальному значению по току.

При первоначальном включении оборудования следует соблюдать осторожность, так как диоды и электролитические конденсаторы при неправильном включении полярности или превышении режимов могут взорваться. При этом конденсаторы взрываются не сразу, а сначала некоторое время греются. Не рекомендуется оставлять без присмотра включенные и еще не настроенные устройства - это может вызвать пожар.

После выключения питания конденсаторы в устройстве могут еще некоторое время сохранять заряд, который можно получить при случайном касании цепей. Для исключения такой возможности выводы высоковольтных конденсаторов закорачиваются через резистор примерно 100 Ом.

При проведении работ, связанных с измерением электрических параметров устройств ДЦ необходимо проверить исправность и правильность подключения измерительных приборов (целостность питающих и измерительных шнуров, удлинителе, розеток).

Перед проведением замены приборов связанных с использованием стремянки нужно проверить правильность ее установки, прочность крепления и ступенек.

При проведении монтажных работ на стативах, табло, манипуляторах нужно проверить исправность используемого инструмента, приборов, стремянки, отключить статив сигнализаторов заземления.

При прокладке кабеля внутри помещений через проемы в стенах работники должны находится по обе стороны стены и перемещать кабель по команде руководителя работ. Для вертикального подъема кабеля на высоту свыше 2 м необходимо пользоваться блоками. Перед прокладкой кабеля в желобах, расположенных поверху конструкций, надо проверить надежность крепления желобов, а также конструкций над которыми они проходят. Укладка кабелей, увязка их в пакеты, разделка и пайка муфт в стенных нишах и желобах, расположенных поверху, должны проводится с подмостей или с лестниц стремянок.

Необходимо помнить, что после исчезновения напряжения с электроустановки оно может быть подано вновь без предупреждения.

Установка и снятие предохранителя, как правило, производятся при снятом напряжении. Под напряжением, но без нагрузки допускается снимать и устанавливать предохранители на присоединениях, в схеме которых отсутствуют коммутационные аппараты. Под напряжением и нагрузкой допускается снимать и устанавливать предохранители трансформаторов напряжения и предохранители закрытого типа в электроустановках напряжением до 1000 В. При снятии и установке предохранителей под напряжением необходимо пользоваться:

- в электроустановках напряжением выше 1000 В изолирующими клещами, диэлектрическими перчатками и защитными очками (маской);

- в электроустановках напряжением до 1000 В изолирующими клещами или диэлектрическими перчатками, а при наличии открытых плавких вставок и защитными очками (маской).

Наладочные и профилактические работы, а также все виды обслуживания ЭВМ должны производится не менее, чем двумя лицами. Запрещается :

-производить ремонтные работы при включенной ЭВМ, ПЭВМ;

- присоединять и отсоединять разъемы при включенном питании;

- устанавливать и вынимать платы при включенном питании;

- включать устройства при неисправной вентиляции;

- пользоваться неисправной контрольно-измерительной аппаратурой и инструментом;

- производить пайку и накрутку под напряжением;

производить пайку паяльником с напряжением сети выше 42 В.

Все виды механических работ на ЭВМ и ПЭВМ, замену блоков питания, замену плат, адаптеров и ТЭЗ, смену предохранителей, наладочные работы на панелях питания, очистку от пыли следует производить только после полного отключения ЭВМ, ПЭВМ от питающей сети и проверки отсутствия напряжения.

При обслуживании дизельгенератора следует руководствоваться Инструкцией по охране труда при обслуживании дизельгенератора (ДГА) № ШЧ9-029.

Осматривать и ремонтировать автономные дизель-генераторы следует после перевода ключа (рубильника), находящегося на щите автоматики, из режима «Работа» в режим «Ремонт» или отключении устройств электропитания устройств автоматики. Перед пуском двигателя внутреннего сгорания необходимо убедится в исправном его состоянии, закрыть люки картера и поставить на место все ограждения. Запрещается:

- пускать в ход двигатель, вращая маховик непосредственно весом тела;

- подогревать масло- и топливопроводную системы паяльными лампами, факелами и т.п. (для этой цели следует использовать горячую воду);

- чистить, обтирать и смазывать вручную части двигателя во время его работы;

- заменять на работающем двигателе приводные ремни и подсыпать под них канифоль;

- заходить и просовывать руки за ограждение.

При остановки двигателя для осмотра, чистки и ремонта должны быть приняты меры против ошибочного пуска в ход или произвольного его движения. Запрещается заливать горючее в бак работающего двигателя. Обтирочные материалы должны хранится в закрытых металлических ящиках, установленных вдали от двигателей, генераторов, щитов и отопительных приборов. Запрещается курить в помещениях, где установлены двигатели внутреннего сгорания. Запрещается производить работы в цепях вращающихся электрических машин и их аппаратуре.

При обслуживании аккумуляторных батарей следует руководствоваться Инструкцией по охране труда при обслуживании аккумуляторов № ШЧ9-043 и Памяткой по обслуживанию аккумуляторных установок в хозяйстве сигнализации и связи №19-04-13/12047.

Для осмотра аккумуляторов необходимо использовать переносную герметическую лампу напряжением не выше 12 В с предохранительной сеткой. Необходимо включать вентиляцию аккумуляторной перед началом заряда аккумуляторов и выключать не ранее чем через 1,5 часа после окончания заряда. При эксплуатации батарей по способу непрерывного подзаряда вентиляция помещения должна производится при каждом «закипании» электролита в аккумуляторах. Работать с кислотой, щелочью или электролитом нужно только в резиновых перчатках и сапогах, в прорезиненном фартуке и хлопчатобумажном костюме с кислотостойкой пропиткой для защиты от растворов с массовой долей кислот до 20% или в костюме из шинельного сукна (полушерстяной или полиэфирной ткани) для защиты от растворов с массовой долей кислот более 20%. Вблизи помещения с кислотными аккумуляторами должны находится умывальник, мыло, вата в упаковке, полотенце и закрытый сосуд с 5-10%-ным нейтрализующим раствором питьевой соды. Бутыли с серной кислотой переносятся вдвоем на специальных носилках, имеющих посередине отверстия, с обрешетиной, в которую бутыль должна входить вместе с корзиной (или ящиком) на две трети своей высоты. При монтаже или обслуживании аккумуляторных батарей необходимо соблюдать следующие меры предосторожности: