Главная База знаний "Allbest" Транспорт Автоматизированный стенд диагностики тормозной системы автомобиля с разработкой подсистемы управления тормозным барабаном

Автоматизированный стенд диагностики тормозной системы автомобиля с разработкой подсистемы управления тормозным барабаном

Разработка электрической схемы подсистемы управления тормозным барабаном и интерфейса визуального отображения измерительной информации со стенда диагностики. Выбор преобразователя частоты, программируемого логического контроллера и модулей ввода вывода.

Рубрика Транспорт
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 03.06.2014
Размер файла 3,4 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

КТ-630А - это кремневые планарные n-p-n-транзисторы используются в быстродействующих импульсных и других схемах. Корпус металлический, герметичный, с гибкими выводами, масса не более 2 г.

Разработка и расчет предоконечного каскада

При необходимости получения больших выходных токов существенно возрастает ток, потребляемый базовыми цепями транзисторов УМ от предварительного каскада. Предварительные каскады, как правило, являются усилителями напряжения, работающими в режиме класса А.

Предоконечный каскад предназначен для согласования оконечного каскада на составных комплиментарных транзисторах, работающих в режиме класса АВ, с выходом ОУ А2. Предоконечный каскад построен на биполярном транзисторе n-p-n типа, который включен по схеме с ОЭ в цепь смещения оконечного каскада вместо резистора R4 (Рисунок 15).

Рис. 2.11 Принципиальная схема предоконечного и оконечного каскадов

Выбор типа транзистора.

Для предоконечного каскада входные параметры второй пары составного каскада являются выходными, то есть для выбора транзисторов используем следующие данные:

; =14,97В.

,,

Eк =2Еп ,следовательно Eк = 42 В

; (5)

Исходя из рассчитанных данных выбираем транзистор: это КТ-601А - кремневые планарные n-p-n-транзисторы предназначенные для работы в радиовещательных и телевизионных приемниках, в усилительной аппаратуре и других устройствах. Корпус герметичный, металлический, с гибкими выводами, пластмассовый. Масса транзистора не более 2 г.

Разработка и расчет промежуточного каскада

Данный каскад будет построен на операционном усилителе. Операционный усилитель - это усилитель постоянного тока, имеющий высокий коэффициент усиления порядка несколько сотен единиц.

В данном каскаде применяем масштабирующий операционный усилитель с инвертируемым сигналом.

Рис. 2.12 Принципиальная схема промежуточного каскада

Основной функцией этого усилителя умножение входного сигнала на постоянный коэффициент. В данной схеме операционный усилитель охвачен отрицательной параллельной обратной связью по напряжению.

Выбор операционного усилителя.

Основные параметры операционного усилителя:

1. КU - коэффициент усиления по постоянному току, чем больше коэффициент, тем ближе операционный усилитель к идеальному.

2. Rвх - входное сопротивление.

3. Rвых - выходное сопротивление.

4. - напряжение питания, - около 5%.

5. Uвыхm - максимальная амплитуда выходного сигнала 80 %Еп .

6. R н,min (1…2) кОм.

7. I н,max = (5…10) мА.

8. fв - верхняя граничная частота.

10. есм - напряжение смещения нуля.

11. Iвх1, Iвх2.

Выберем операционный усилитель К140УД6, у которого

Uсм = 10 мВ, Iвх= 30 нА, ?Iвх = 10 нА, Uп= (5-17)В, Iпот= 4 мА, Rвх=1МОм, кос.сф.=70 Дб, Rн,min =1кОм.

Расчет масштабирующего усилителя с инвертированием сигнала.

При анализе усилительных свойств схемы на операционном усилителе будем считать, что

; (6)

(7)

так как , откуда получим

(8)

Также ,

из предыдущего каскада имеем Uвых = 0,04 В, а Uвх = 5 мВ, откуда

Теперь рассчитаем R1 и R2:

Зададимся произвольным значением R2 при условии R2>>Rнmin ,

Так как Rнmin = 1 кОм , откуда

С другой стороны

>>I0

, >>103 I0

Пусть I0 = 0,001 мкА, тогда >> 1 мкА, следовательно =10 мкА

,

R2<< Rвх, Rвх= 1МОм

, так как к0>?, то

Разработка и расчет входного каскада

Данный каскад также будет построен на операционном усилителе. Только в отличие от предыдущего каскада мы выбираем масштабирующий усилитель без инвертирующего сигнала. Это каскад согласовывает высокое входное сопротивление сигнала с каскадом, обладающим более меньшим входным сопротивлением.

Операционный усилитель охвачен отрицательной последовательной обратной связью по напряжению.

Рис. 2.13 Принципиальная схема входного каскада

Выбор операционного усилителя.

Выберем операционный усилитель К140УД6, у которого

Uсм = 10 мВ, Iвх= 30 нА, ?Iвх = 10 нА, Uп= (5-17)В, Iпот= 4 мА, Rвх=1МОм, кос.сф.=70 Дб, Rн,min =1кОм.

Расчет масштабирующего усилителя без инвертирования сигнала.

При анализе усилительных свойств схемы на операционном усилителе будем считать, что

; (9)

(10)

так как , откуда получим

. (11)

Также ,

из предыдущего каскада имеем Uвых = 5 мВ, а Uвх = 5 мВ, откуда

Теперь рассчитаем R1 и R2:

Зададимся произвольным значением R2 при условии R2>>Rнmin ,

Так как Rнmin = 1 кОм , откуда

С другой стороны

>>I0

, >>103 I0

Пусть I0 = 0,001 мкА, тогда >> 1 мкА, следовательно, =10 мкА

,

R2<< Rвх, Rвх= 1МОм

, так как к0>?, то

Ниже представлена схема усилителя.

Рис. 2.14 Схема усилителя

3. Специальная часть

3.1 Среда конфигурирования контроллера

STEP 7 - это базовый пакет программ, включающий в свой состав весь спектр инструментальных средств, необходимых для программирования и эксплуатации систем управления, построенных на основе систем автоматизации SIMATIC S7. Отличительной особенностью пакета STEP 7 является возможность разработки комплексных проектов автоматизации, базирующихся на использовании множества программируемых контроллеров, промышленных компьютеров, устройств и систем человеко-машинного интерфейса, устройств распределенного ввода-вывода, сетевых структур промышленной связи. Ограничения на разработку таких проектов накладываются только функциональными возможностями программаторов или компьютеров, на которых инсталлирован STEP 7.

Инструментальные средства STEP 7 позволяют выполнять:

- конфигурирование и определение параметров настройки аппаратуры;

- конфигурирование систем промышленной связи и настройку параметров передачи данных;

- программирование, тестирование, отладку и запуск программ отдельных систем автоматизации, а также их локальное или дистанционное обслуживание;

- документирование и архивирование данных проекта;

- функции оперативного управления и диагностирования аппаратуры.

Все перечисленные функции поддерживаются мощной системой интерактивной помощи.

STEP 7 входит в комплект поставки всех программаторов семейства SIMATIC PG. Он может поставляться также в виде самостоятельного пакета программ для персональных компьютеров, работающих под управлением операционных систем Windows XP/Vista/Win7. Для возможности подключения программируемых контроллеров компьютер должен быть оснащен MPI картой (например, типа CP-5613) или PC адаптером и соединительным кабелем. STEP 7 обеспечивает параллельное выполнение работ по одному проекту несколькими разработчиками. Единственным ограничением при этом является невозможность одновременной записи данных несколькими разработчиками.

STEP 7 объединяет все файлы программ пользователя и все файлы данных в блоки. В пределах одного блока могут быть использованы другие блоки. Механизм их вызова напоминает вызов подпрограмм. Это позволяет улучшать структуру программы пользователя, повышать их наглядность, обеспечить удобство их модификации, перенос готовых блоков из одной программы в другую. В составе программ STEP 7 могут быть использованы организационные, функциональные, системные блоки, функции, блоки данных.

Организационные блоки (ОВ), которые осуществляют управление ходом выполнения программы, в соответствии с рис. 5. В зависимости от способа запуска (циклическое выполнение, запуск по временному прерыванию, запуск по событию и т.д.) организационные блоки разделяются на классы, имеющие различные уровни приоритета.

Рис. 3.1. Управление ходом выполнения программы

Функциональные блоки (FB) содержат отдельные части программы пользователя. Выполнение функциональных блоков сопровождается обработкой различных данных. Эти данные, внутренние переменные и результаты обработки загружаются в выделенный для этой цели блок данных IDB. Управление данными, хранящимися в IDB, осуществляет операционная система программируемого контроллера.

Для каждого функционального (FB) и системного функционального (SFB) блока операционная система контроллера создает служебный блок данных IDB (Instance-data Block). IDB генерируются автоматически после компиляции FB и SFB. Доступ к данным, хранящимся в IDB, может быть осуществлен из программы пользователя или из системы человекомашинного интерфейса.

Функции (FC) - блоки, которые содержат программы вычисления используемых функций. Каждая функция формирует фиксированную выходную величину на основе получаемых входных данных. К моменту вызова функции все ее входные данные должны быть определены. Такой механизм позволяет использовать функции без блоков данных.

Блоки данных (DB) предназначены для хранения данных пользователя. В отличие от данных, хранящихся в IDB и используемых одним блоком FB или SFB, глобальные данные, хранящиеся в DB, могут использоваться любым из программных модулей. В DB могут храниться данные, имеющие элементарный или структурный тип. Примерами данных элементарного типа могут служить данные логического (BOOL), целого (INTEGER), действительного (REAL) или других типов. Данные структурного типа формируются из данных элементарного типа. Для обращения к данным, записанным в DB, может использоваться символьная адресация.

Системные функциональные блоки (SFB) - это функциональные блоки, встроенные в операционную систему центрального процессора (например, SEND/ RECEIVE). Эти блоки не занимают места в памяти программ контроллера, но требуют использования IDB.

Системные функции (SFC) - это функции, встроенные в операционную систему контроллера. Например, функции таймеров, счетчиков, передачи блоков данных и т.д.

Системные блоки данных (SDB) - это блоки для хранения данных операционной системы центрального процессора. К этим данным относятся параметры настройки системы и отдельных модулей (аппаратных модулей).

Редакторы стандартных языков обеспечивают полную графическую поддержку программирования со следующими характеристиками:

- простое и интуитивное использование, создание программы поддерживается дружественным пользователю интерфейсом и позволяет использовать стандартные механизмы работы с Windows;

- библиотеки заранее подготовленных сложных функций (например, ПИД регулирования) и разработанных пользователем решений.

STEP 7 оснащен исчерпывающим набором инструкций, позволяющим легко и просто решать любые задачи автоматического управления.

Для удобства контроля программного обеспечения необходимо произвести взаимосвязь логических сигналов и их физических каналов. Это достигается путем создания специального файла в среде Step7 под названием Symbol Table.

Рассмотрим пример обозначения входов и выходов по стандарту МЭК 61131-3. На рисунке 3.2 представлены названия 19 каналов дискретного ввода по стандарту МЭК.

Рассмотрим подробно принцип маркировки каналов.

При создании конфигурации аппаратного обеспечения контроллера каждому модулю назначается определенная область входных и выходных данных. Размер выделяемой области определяется типом модуля ввода/вывода и количеством выходных/выходных каналов, которые данный модуль может поддерживать.

Рассмотрим привязку каналов к модулю дискретного ввода типа S7-321.

Рис. 3.2. Пример привязки физических каналов и логических каналов

Рис. 3.3. Страница аппаратного обеспечения (Hardware)

Например, запись I12.0 означает, что первый канал модуля дискретного ввода, которому в области данных входов/выходов назначен адрес 12. Переменные, назначаемые на входные/выходные каналы дискретных модулей имеют тип переменной BOOL. Это обозначает, что канал может принимать значение «0» или «1». Выходные каналы дискретных модулей маркируются по такому же принципу, только символ I (input) в записи адреса меняется на Q (output).

Для аналоговых модулей есть возможность установки приема различных аналоговых сигналов. Это делается намеренно для расширения функциональных возможностей по использованию различных типов датчиков.

Пример назначения различных типов принимаемого сигнала показан на рис. 3.4.

Рис. 3.4. Установка типа принимаемого входного аналогового сигнала

В данном проекте мы используем датчики только с выходным сигналом 4-20 мА.

Для создания (а затем для дальнейшего) выполнения программы в котроллере необходимо выполнить следующие действия:

- В среде Step7 выбрать раздел S7Program

- Войти в папку Blocks

- Войти в программный блок OB1.

Именно в этом программной блоке и осуществляется циклическое выполнение программы пользователя. Все подпрограммы, функциональные с блоками данных вызываются именно из этого блока.

При открытии этого бота в первый раз необходимо выбрать язык в стандарте МЭКR 61131, на котором будет создаваться программа.

Это не критичный выбор, т.к. во время работы пользователю дается возможность смены используемого языка. Программа пользователя будет автоматически меняться из одного языка в другой.

Рассмотрим пример программного блока, созданного для управления задвижкой. Данный блок состоит из четырех сетей».

Приведем некоторые пояснения к синтаксису языков, используемых в программе.

Переменные М - это внутренние двоичные переменные программы, в данной среде они группируются по байтам, и в синтаксисе переменной первые два цифры означают номер байта памяти контроллера, а цифра после запятой - номер бита в байте.

Переменные типа I - физические двоичные входа. Под дискретные сигналы (замыкание/размыкание контактов реле, срабатывание датчика протечки задействовано по 1 биту).

Символом Q обозначаются выходные переменные, т.е. переменные, по которым происходит управление катушками реле, сигнализацией светодиодных ламп и т.п.

Аналогичным образом организуется и обмен между контроллером и прочими устройствами по шине Profibus - доступ к внутренней памяти этих устройств осуществляется посредством адресации к таким переменным, как PIW, PQW (входная и выходная информации соответственно).

T - переменная типа таймер (задержка включения/отключения)

Саму программу можно представить в любом из трех языков: лестничной логики, функциональных блоко, языке типа ассемблера.

Все эти языки программирования стандартны в соответствии со стандартом МЭК61131-3.

Приведем различные виды отображения этих языков для одного и того же фрагмента программы:

Рис. 3.5. Формирование гарантированного «0»

Рис. 3.6. Формирование гарантированной «1»

Для обмена информацией между преобразователем частоты, преобразователем скорости для ДПТ и контроллерами будем использовать шину Profibus-DP. Для этого в преобразователь Simoreg установим карту Profibus типа CBP-2.

3.2 Краткая характеристика средств ЧМИ

Для создания человеко-машинного интерфейса будем использовать персональный компьютер.

Концепция SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор данных) предопределена всем ходом развития систем управления и результатами научно-технического прогресса. Применение SCADA-технологий позволяет достичь высокого уровня автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора, обработки, передачи, хранения и отображения информации.

Дружественность человеко-машинного интерфейса (HMI/MMI - Human Machine Interface), предоставляемого SCADA-системами, полнота и наглядность представляемой на экране информации, доступность «рычагов» управления, удобство пользования подсказками и справочной системой и т. д. повышают эффективность взаимодействия диспетчера с системой и сводят к минимуму его критические ошибки при управлении.

Выбор SCADA-системы представляет собой достаточно трудную задачу, аналогичную принятию решений в условиях многокритериальное, усложненную невозможностью количественной оценки ряда критериев из-за недостатка информации.

Основные возможности и средства, присущие всем системам SCADA:

- автоматизированная разработка, дающая возможность создания ПО системы

- автоматизации без реального программирования;

- средства исполнения прикладных программ;

- сбор первичной информации от устройств нижнего уровня;

- обработка первичной информации;

- регистрация тревог и исторических данных;

- хранение информации с возможностью ее постобработки (как правило;

- реализуется через интерфейсы к наиболее популярным базам данных);

- визуализация информации в виде мнемосхем, графиков;

- возможность работы прикладной системы с наборами параметров;

- рассматриваемых как «единое целое» (recipe или «установки»).

Для разработки системы диспетчерского управления технологическими процессами воспользуемся программным комплексом WinCC Flexible. Прежде всего, это единая интегрированная с контроллером среда разработки операторского интерфейса.

Из-за большого круга инсталляций на различных промышленных объектах России отсутствует проблема с русификацией.

Масштаб систем автоматизации, создаваемых в WinCC Flexible, может быть любым - от автономно работающих управляющих контроллеров и рабочих мест операторов (АРМ), до территориально распределенных систем управления, включающих десятки контроллеров и АРМ, обменивающихся данными с использованием различных коммуникаций - локальная сеть, интранет/интернет, последовательные шины на основе RS-232/485, выделенные и коммутируемые телефонные линии, радиоканал и GSM-сети.

Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на значительном расстоянии, с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров, интеллектуальных исполнительных механизмов.

Создание проекта АСУ осуществляется в единой интегрированной среде разработки (ИС) WinCC Flexible, работающей под управлением операционной системы MS Windows. Разрабатываемый проект представляется в виде дерева компонентов.

Программное обеспечение системы создается в двух средах разработки: Step7 - для разработки прикладного программного обеспечения контроллера, WinCС Flexible - для создания операторского интерфейса. Так как оба программных пакета выполнены одним производителем, то это очень удобно с точки зрения организации единого доступа к переменным программы пользователя.

3.3 Алгоритм работы системы

Вкратце алгоритм работы можно представить следующим образом:

1. Анализ текущего состояния системы, нет ли ошибок и сигнализации от внутренней самодиагностики

2. Проверка наличия блокировок

3. Задание необходимой скорости вращения, проверка достижения заданной скорости.

4. Контроль за значением тока для предотвращения выхода двигателя из строя

4. Экономическая часть

4.1 Планирование разработки ПС с построением графика

Как правило, при проектировании системы управления технологическим объектом необходимо рассмотреть все возможные способы ее реализации и выбрать наиболее эффективный. Однако, как показал обзор литературных источников, проведенный в начале данной работы, подобной системы сбора и анализа информации не существует на рынке. Тем не менее, достаточно просто можно определить затраты на разработку подобной системы.

Прежде всего, следует иметь в виду, что порядок разработки автоматизированных систем сбора и анализа информации должен соответствовать требованиям нормативных документов. На сегодняшний день на территории РФ действуют ГОСТ серии 34, регламентирующие требования к стадиям, порядку создания и к составу документации, выпускаемой при создании автоматизированной системы.

Расчет затрат на этапе проектирования

Для расчета затрат на этапе проектирования определим продолжительность каждой работы (начиная с составления технического задания (ТЗ) и до оформления документации включительно. Продолжительность работ рассчитаем по экспертным оценкам по формуле:

to = (3tmin +2tmax)/5 (4.1)

где to - ожидаемая длительность работы:

tmin и tmax - соответственно наименьшая и наибольшая, по мнению эксперта длительность работы.

Полученные значения округляем в большую сторону (для создания резерва времени).

Далее, принимая во внимание количество работников, необходимых на выполнение каждого из этапов работ, и определим продолжительность работ в календарных днях.

Продолжительность каждого вида работ в календарных днях (Ti) определяется по формуле (4.2), в днях:

, (4.2)

где: ti - трудоемкость работ, человек-дней;

Чi - численность исполнителей, человек;

Kвых - коэффициент, учитывающий выходные и праздничные дни:

где:

Ккал. - число календарных дней;

Краб. - рабочие дни;

Kвых=1,3.

Все расчеты сведем в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 Расчет трудоемкости и продолжительности работ по созданию программного и математического обеспечения

Наименование работы

Трудоемкость, чел. дни

Количество работников, чел.

Продолжит. работ календ. дни

tmin

tmax

ti

Чi

Ti

1. Разработка ТЗ (подбор литературы; сбор исходных данных; определение требований к системе)

2

4

3

3

1,3

2. Разработка эскизного проекта

5

14

9

3

3,9

3. Разработка технического проекта

7

18

12

2

7,8

4. Разработка рабочего проекта

7

18

12

2

7,8

5. Внедрение

14

30

21

5

5,46

Общая трудоемкость разработки

57

26,26

Таким образом, общая продолжительность работ составит порядка 27 дней. Данный срок будет выдержан при четком выполнении плана работ и правильной организации процесса проектирования, позволяющим выполнять создание проектной документации на разных этапах создания Системы параллельно.

В качестве инструмента планирования работ используем ленточный график. Ленточный график позволяет наглядно представить логическую последовательность и взаимосвязь отдельных работ, срок начала и срок окончания работ. Он представляет собой таблицу, где перечислены наименования стадий разработки и видов работ, длительность выполнения каждого вида работ. Продолжением таблицы является график, отражающий продолжительность каждого вида работ в виде отрезков времени, которые располагаются в соответствии с последовательностью выполнения работ.

Ленточный график разработки программного и математического обеспечения, построенный по данным таблицы 4.2, приведен на рисунке 4.1.

Расчет сметы затрат на разработку программных средств

Сметная стоимость проектирования и внедрения программы включает в себя следующие затраты, определяемые по формуле (4.3):

Спр=Сосн + Сдоп + Ссоц + См + Смаш.вр + Сн, (4.3)

где: Спр - стоимость разработки ПО;

Сосн - основная заработная плата исполнителей;

Сдоп - дополнительная заработная плата исполнителей, учитывающая потери времени на отпуска и болезни (принимается в среднем 10% от основной заработной платы);

Ссоц - отчисления во внебюджетные фонды государственного социального страхования (пенсионный фонд, фонд обязательного медицинского страхования, фонд социального страхования), рассчитываются как 0,26% от основной и дополнительной заработной платы;

См - затраты на используемые материалы;

Смаш.вр - стоимость машинного времени.

Сн - накладные расходы включают затраты на управление, уборку, ремонт, электроэнергию, отопление и др. (принимаются в размере 60% от основной и дополнительной заработной платы);

№

Наименование этапа

февраль

Март

1-3

4-12

13-24

25-36

37-57

1

Разработка ТЗ (подбор литературы; сбор исходных данных; определение требований к системе)

2

Разработка эскизного проекта (разработка предварительных проектных решений по системе и ее частям)

3

Разработка технического проекта (Разработка документации на автоматизированную систему; разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования Системы; разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации)

4

Разработка рабочего проекта (Разработка рабочей документации на систему и ее части; разработка и адаптация программ)

5

Внедрение (подготовка персонала; пусконаладочные работы; проведение предварительных испытаний, опытной эксплуатации)

Рис.4.1.Ленточный график

Основная заработная плата исполнителей

На статью «Заработная плата» относят заработную плату научных, инженерно-технических и других работников, непосредственно участвующих в разработке ПО. Расчет ведется по формуле (4.4):

Зисп = Зср * Т, (4.4)

Где Зисп - заработная плата исполнителей (руб.);

Зср - средняя тарифная ставка работника организации разработчика ПО (руб./чел./дни);

Т - трудоемкость разработки ПО (чел.дни).

Зср определяется по формуле (5.5):

Зср = С / Фмес, (4.5)

где: С - зарплата труда на текущий момент времени (руб./мес.);

Фмес - месячный фонд рабочего времени исполнителя (дни).

Затраты на статью «Заработной платы» приведены в таблице 4.3.

Таблица 4.3 Затраты на заработную плату

№

Исполнитель

Оклад, руб./мес.

Оклад, руб./день

Трудоемкость, чел.дни

Сумма, руб.

1

Инженер-проектировщик АСУТП

14500

777

57

44289

Общая основная заработная плата исполнителей, Сосн

57

44289

Дополнительная заработная плата

Дополнительная заработная плата на период разработки ПО рассчитывается относительно основной и составляет 10% от ее величины:

Сдоп = Сосн * 0,1 = 4428,9 (руб.)

Расчет отчислений на социальное страхование

Социальное страхование включает отчисления во все внебюджетные фонды, в том числе пенсионный, занятости, обязательного медицинского страхования, социального страхования. Отчисления на социальное страхование рассчитываются относительно выплаченной заработной платы (суммы основной и дополнительной заработной платы). Составляют 26%:

Ссоц = (Сдоп + Сосн) * 0,26 (4.6)

Ссоц = (44289 + 4428,9) * 0,26 = 12666,65 (руб.)

Расчет расходов на материалы

На эту статью относят все затраты на магнитные носители данных, бумагу, для печатных устройств, канцтовары и др. Затраты по ним определяются по экспертным оценкам. Расчет расходов на материалы приведен в таблице 4.4.

Таблица 4.4

№

Материалы

Количество, штуки

Стоимость, рубли

1

Бумага писчая, листов

1000

400

2

Картридж для принтера, шт

1

900

3

Другие канцтовары

-

700

Общая стоимость материалов, См

2000

Накладные расходы

На статью «Накладные расходы» относят расходы, связанные с управлением и организацией работ. Накладные расходы рассчитываются относительно основной заработной платы. Величина накладных расходов принимается равной 60% от основной зарплаты исполнителей. Формула расчета (4.7):

Сн = Сосн * К, (4.7)

Где Сн - накладные расходы (руб.);

Сосн - основная заработная плата исполнителей (руб.);

К - коэффициент учета накладных расходов (К = 0,6)

Сн = 59829 * 0,6 = 35897,4 (руб.)

Расчет стоимости машинного времени

Затраты на машинное время, необходимое для разработки ПО, расходы на приобретение и подготовку материалов научно-технической информации, расходы на использование средствами связи. Расчет затрат на машинное время осуществляется по формуле (4.8):

Смаш.вр = Кмаш.вр * Змаш.вр (4.8)

где: Кмаш.вр - тарифная стоимость одного часа машинного времени (Кмаш.вр=50 руб./ч.)

Змаш.вр - машинное время, используемое не проведение работ.

Необходимое количество машинного времени для реализации проекта по разработке программы рассчитывается по формуле:

Змаш.вр = ti * Tсм * Tср.маш, (4.9)

где: ti - трудоемкость работ, чел.дней;

Tсм - продолжительность рабочей смены (При пятидневной рабочей неделе Tсм = 8 ч.);

Tср.маш - средний коэффициент использования машинного времени (Tср.маш = 0,7).

Тогда:

Змаш.вр = 57 * 8 * 0,7 = 319,2 (ч..)

Стоимость машинного времени составит:

Смаш.вр = 50 * 319,2 = 15960 (руб.)

Результаты расчета затрат на проектирование программного обеспечения сведены в таблице 4.5.

Таблица 4.5 Смета затрат на разработку и внедрение программы

№

Наименование статей

Обозначение

Сумма, руб.

В % к итогу

1

Основная заработная плата

Сосн

44289

41,81

2

Дополнительная заработная плата

Сдоп

4428,9

4,18

3

Отчисления на социальные нужды

Ссоц

12666,654

11,96

4

Материалы

Смат

2000

1,89

5

Накладные расходы

Сн

26573,4

25,09

6

Стоимость машинного времени

Смаш.вр

15960

15,07

Итого:

Спр

105917,95

100

Таким образом, себестоимость разработки составляет 105917,95 руб.

Данное программное обеспечение может быть реализована на рынке. При расчетном количестве реализованных систем (n=3), оптовая цена программы (Цопт) может быть рассчитана по формуле:

Цопт = ;

где: Спр - себестоимость разработки программы;

П - прибыль, определяется по формуле:

;

Где Ур - средний уровень рентабельности (Ур = 20%).

Таким образом, оптовая цена программы составит:

Цопт = 42367,18 (руб.)

Отпускная цена реализации программы потребителям (Цотп), рассчитывается по формуле:

Где НДС - налог на добавленную стоимость, рассчитывается в соответствии с действующей ставкой этого налога - 18% от оптовой цены программы.

Цопт = 49993,27 (руб.)

Таким образом, отпускная цена программы составит 42367,18 руб., в том числе НДС - 49993,27 руб.

5. Безопасность жизнедеятельности и охрана окружающей среды

5.1 Безопасность жизнедеятельности

5.1.1 Анализ опасных и вредных факторов, действующих на разработчика.

Опасные и вредные производственные факторы по природе возникновения разделяют на следующие категории:

физические;

химические;

психофизиологические;

биологические.

В помещении на оператора могут негативно действовать следующие физические факторы:

повышенная и пониженная температура воздуха;

чрезмерная запыленность и загазованность воздуха;

повышенная и пониженная влажность воздуха;

недостаточная освещенность рабочего места;

превышающий допустимые нормы шум;

повышенный уровень ионизирующего излучения;

повышенный уровень электромагнитных полей;

повышенный уровень статического электричества;

опасность поражения электрическим током;

блеклость экрана дисплея.

Рассмотрим более подробно один из факторов, а именно недостаточную освещенность рабочего места оператора. Для этого проведем расчет освещенности и оценим соответствие полученных данных требуемым нормам.

5.1.2 Расчет искусственного освещения рабочего места

В связи с тем, что естественное освещение в помещении не достаточное, на рабочем месте должно применяться искусственное освещение. Далее произведем расчет искусственного освещения.

Исходные данные:

Размеры помещения.

l- длина помещения 9 м

b- ширина помещения 5 м

h = 3,5 м. - высота помещения

hc = 0,5 м. - расстояние светильников от перекрытия

hп = h - hс = 3,5 - 0,2 = 3,3 м. - высота светильников над полом

hp = высота расчетной поверхности = 0,7 м (для помещений, связанных с работой ПЭВМ)

h = hп - hр = 2,5 - 0,7 = 1.8 - расчетная высота.

Светильник ЛВО 11-4х18-401 классификация по ГОСТ 17677-82.

Прямой трубчатый люминесцентный светильник с номером серии 11, с количеством ламп в светильнике 4, и мощностью лампы 18 вт, 401-й модификации.

Рисунок 5.1 Конструкция светильника

Таблица 5.1 - технические характеристики светильника.

Наименование светильника

P,вт

L

b

h

ЛВО 11-4х18-401

72

595

595

100

Конструкция светильника:

Тип крепления светильника - встраиваемый в ячейки размерами 600x600 мм. Корпус светильника изготовлен из листовой стали и окрашен полимерным составом. Рассеиватель - алюминиевый отражатель с экранирующей решеткой.

Технические данные: Использование ЭПРА. Источник света - люминесцентные лампы Т8. Степень IP20.

Класс защиты I,II. Климатическое исполнение УХЛ4.

Тип кривой силы света ”Г”. Защитный угол - условный > 30°. КПД 70%.

На данный момент с светильниках 4 люминесцентные лампы Т8 мощностью 18 ВТ, номинальный размер ламы 600х25, цоколь G13, схема со стартером, и номинальным световым потоком 1020 лм по ГОСТ 6825-91 «Лампы люминесцентные трубчатые для общего освещения»

Размещение светильников:

Рисунок 5.2 - Существующее расположение светильников

Расчет общего равномерного искусственного освещения горизонтальной рабочей поверхности выполняется методом коэффициента использования светового потока.

Световой поток (лм) одной лампы или группы люминесцентных ламп одного светильника

(1)

где Ен - нормируемая минимальная освещенность по СНиП 23-05-95, лк, в данном случае Е=300 лк, поскольку разряд зрительных работ равен трем.

S - площадь освещаемого помещения, м2. S=45м2.

z - коэффициент неравномерности освещения, z= 1,1 (для люминесцентных ламп)

kз, - коэффициент запаса, зависящий от вида технологического процесса и типа применяемых источников света, kз = 1,3 (для помещений, связанных с работой ПЭВМ)

n - число светильников в помещении;

-коэффициент использования светового потока.

Коэффициент использования светового потока, давший название методу расчета, определяют по СНиП 23-05-95 в зависимости от типа светильника, отражательной способности стен и потолка, размеров помещения, определяемых индексом помещения

,

где А, В - длина и ширина помещения в плане, м;

H - высота подвеса светильников над рабочей поверхностью, м.

Оценим коэффициенты отражения поверхностей помещения пот. (потолка) = 70%, ст. (стены) = 50%, р. (пола) = 30%.

Рассчитаем световой поток необходимый от одного светильника при данном расположении.

Ф = 300 1,3 45 1,1 / 4 0,3 = 16087.5 лм.

Такой световой поток у нас должен обеспечить один светильник. Но при тех лампах, что у нас установлены в светильниках мы получаем 4*1020= 4080 лм, что намного ниже нормы.

Изменим схему расположения светильников. Поставим светильники в три ряда.

Предложенная схема расположения светильников в помещении.

Рисунок 5.3 - Предложенное расположение светильников

Рассчитаем световой поток необходимый от одного светильника после изменения расположения светильников.

Ф = 300 1,3 45 1,1 / 16 0,3 = 4022 лм.

В данном случае наше освещение будет удовлетворять условиям. 4080> 4022. Значит, мы сможем равномерно осветить всю площадь помещения.

5.2 Охрана окружающей среды

5.2.1 Анализ вредных и опасных факторов воздействующих на окружающую среду

В помещении, где находится рабочее место оператора, воздух на выходе из системы вентиляции не подвергается очистке. Для того чтобы загрязненный воздух из системы не попадал в атмосферу его необходимо очищать.

Очистка газа от твердых или жидких взвесей осуществляется путем присасывания его через ту или иную твердую пористую среду, образованную из нитей, волокон, зерен и самой осажденной пыли. Кроме инерции, здесь могут играть роль броуновская диффузия частиц, эффект касания, иногда ситовой эффект. Особое место занимают фильтрационные устройства, использующие ультратонкие полимерные волокна с электростатическим зарядом (ткани Петрянова). Эти фильтры приближаются к абсолютным, однако, к сожалению, не регенерируются и поэтому применяются в основном для фильтрации очень слабо запыленных газов.

5.2.2 Установка рукавного фильтра для очистки удаляемого воздуха

Для очистки предлагаю установить на выходе системы рукавный фильтр типа ФРИ-16.

Фильтр рукавный с импульсной регенерацией рукавов типа ФРИ-16 представляет собой надежный и эффективный пылеулавливающий аппарат, предназначенный для обеспыливания воздуха и негорючих газов.

Область применения: в стройиндустрии, металлургии, машиностроении, химической, пищевой промышленности и других отраслях.

В закрытом металлическом корпусе 1 фильтра подвешиваются матерчатые рукава 2 цилиндрической формы. Рукава собраны в секции по 8…12 штук. Секции разделены перегородками на отдельные камеры. Нижние концы рукавов открыты для входа газов. Запыленный газ по трубопроводу 3 подводится в нижнюю часть 4 фильтра, откуда направляется в нижние открытые отверстия рукавов. Проходя через поры ткани, газ очищается, оставляя пыль на внутренних стенках рукавов. Очищенный газ собирается в верхней части металлического кожуха, затем отводится через трубу 5 в общий трубопровод 6. Через матерчатые фильтры газ просасывается с помощью вентиляторов, которые могут нагнетать их в фильтр или отсасывать.

Рисунок 5.4 Рукавный фильтр типа ФРИ-16: 1 - металлический корпус; 2 - матерчатые рукава; 3 - трубопровод; 4 - нижняя часть фильтра; 5 - труба; 6 - общий трубопровод; 7 - винтовой транспортер; 8 - планка; 9 - встряхивающий механизм; 10 - заслонка

Для того чтобы частицы пыли, оседающие на внутренней поверхности рукавов, не загрязняли ткани, рукава периодически встряхивают. Пыль при этом падает в нижнюю часть кожуха, из которого отводится винтовым транспортером 7. Рукава каждой секции подвешены к планке 8, которая соединена со встряхивающим механизмом 9, работающим от электродвигателя. В момент встряхивания рукавов камера отсоединяется от сборного трубопровода 6 заслонкой 10 (иногда применяют клапан), действующей от механизма встряхивания. Для лучшей очистки ткань продувают воздухом в направлении, противоположном основному движению газов. Рукава каждой секции встряхивают в течение 18…20 с, затем клапаны продувочного воздуха закрывают, а заслонку 10 открывают, и секция вновь включается в работу.

Диаметр рукавов обычно равен 180…210 мм, длина 2…3,5 м. Степень очистки газа 97…99 %. Сопротивление рукавного фильтра в среднем составляет 250…350 Па, но при увеличении остаточной запыленности ткани может возрасти в 2…3 раза.

Техническая характеристика:

1. Производительность по очищаемой газовоздушной смеси, тыс. м3/час от 5…50

2. Массовая концентрация частиц на входе, г/м3, не более 50,0

3. Гидравлическое сопротивление, Па, не более 2000

4. Максимальная температура очищаемых газов на входе,0С, до 260

5. Степень очистки (проектная),%, не менее 99,0

Технологические расчеты фильтровальных аппаратов сводятся к определению площади фильтровальной перегородки, гидравлического сопротивления фильтровальной перегородки и аппарата в целом, частоты и продолжительности циклов регенерации фильтровальных элементов.

Фильтрующая поверхность аппарата или группы аппаратов Fф, м2, определяется из выражения

(1)

где Vп - объем газа, поступающего на очистку, м3/ч;

Vр - объем газа или воздуха, расходуемого на обратную продувку, м3/ч;

q - удельная газовая нагрузка при фильтровании, м3/(м2·мин);

Fp - фильтрующая поверхность, отключаемая на регенерации в течение 1 ч, м2, определяется из выражения:

, (2)

где Nс - число секций;

F - фильтрующая поверхность секции, м2;

?р - время отключения секции на регенерацию, с;

mр - число регенераций в течение 1 ч.

С достаточной для практических расчетов точностью удельная газовая нагрузка в рукавных фильтрах может определяться из следующего выражения:

q = qн·С1·С2·С3·С4·С5 (3)

где qн -- нормативная удельная нагрузка, зависящая от вида пыли и ее склонности к агломерации, м3/(м2·мин):

С1 - коэффициент, характеризующий особенность регенерации фильтровальных элементов.

С2 -- коэффициент, учитывающий влияние концентрации пыли на удельную газовую нагрузку. Концентрация пыли сказывается на продолжительности цикла фильтрования. При увеличении концентрации пыли возрастает частота регенераций, а удельная нагрузка снижается.

С3-- коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли в газе.

С4 -- коэффициент, учитывающий влияние температуры газа. Температура оказывает непосредственное влияние на вязкость газов, от которой, в свою очередь, зависит удельная нагрузка.

C5 -- коэффициент, учитывающий требования к качеству очистки оценивается по концентрации пыли в очищенном газе.

При подборе рукавных фильтров важным является оценка ожидаемого гидравлического сопротивления, определяющего энергетические затраты на фильтрование. Гидравлическое сопротивление рукавных фильтров ?Pф складывается из сопротивления корпуса аппаратов ?Pк и сопротивления фильтровальной перегородки ?Pп:

?Pф = ?Pк + ?Pп. (4)

Исходные данные:

расход очищаемых газов 70 тыс. м3/ч;

температура пыли в очищаемых газах 28 градусов;

концентрация пыли в очищаемых газах 0,095 г/м3;

плотность пыли 3,8·103 кг/м3;

медианный диаметр частиц пыли 17,7 мкм;

фильтровальный материал - лавсан артикул 86033;

требование к очищенному газу: содержание пыли не должно превышать 10 мг/м3;

Определяем удельную газовую нагрузку, пользуясь выражением:

q = qн ·С1·С2 ·С3·С4·С5

где С1 - коэффициент, учитывающий способ регенерации фильтра;

С2 - коэффициент, учитывающий концентрацию пыли;

С3 - коэффициент, учитывающий влияние дисперсного состава пыли;

С4 - коэффициент, учитывающий влияние температуры пыли;

С5 - коэффициент, учитывающий тип фильтроткани.

Принимаем qн = 1,2 м3/(м2·мин).

Для фильтра с импульсной продувкой С1 = 1; С2 = 1,15; С3 = 1; С4 = 1.

С учетом повышенных требований к очищенному газу С5 = 0,95.

Подставляя эти значения в формулу, получим

q = 1,2·1·1,15·1·1·0,95 = 1,311 м3/(м2·мин).

Определяем фильтровальную площадь:

Принимаем для приведенных условий 2 фильтра с импульсной продувкой ФРИ-16.

Фильтровальная площадь 2 фильтров с импульсной продувкой ФРИ-16 равна 920 м2.

Скорость газа через фильтровальную поверхность:

Определяем гидравлическое сопротивление фильтровальной перегородки, предварительно оценивая длительность цикла фильтрования ? = 600 с:

?Рп = Кп?W + К1??ZвхW2.

Принимаем:

Кп =1700·106 м-1

К1 = 11·109 м/кг

? = 20·10-6 Па·с

W = 0,021 м/с.

?Рп = 1700·106·20·10-6·0,023 + 11·109·20·10-6·600·0,083·10-3·0,0232 =783 Па.

Определяем гидравлическое сопротивление аппарата в целом, пользуясь выражением ?Рф = ?Рк + ?Рп.

Гидравлическое сопротивление корпуса аппарата ?Рк определяем, задаваясь коэффициентом гидравлического сопротивления корпуса, приведенного к скорости во входном патрубке, ?к = 2,5. Скорость во входном патрубке определяем из соотношения

.

Тогда

,

где:

?г = 1,15 кг/м3 - плотность газа.

Общее гидравлическое сопротивление аппарата

?Рф = 783 + 312 = 1095 Па.

Вывод. По полученным расчетам выяснил, что освещенность в помещении не соответствовала норме, для устранения этого недостатка была предложена новая схема расположения светильников и увеличения их количества в 4 раза. Для уменьшения выбросов пыли из системы вентиляции в атмосферу было предложено установить рукавный фильтр типа ФРИ-16. Что позволило резко снизить количество вредных выбросов в атмосферу.

Заключение

В данной работе был разработана подсистема управления тормозным барабаном, разработаны структурная и функциональная схемы, осуществлен выбор преобразователя частоты, программируемого логического контроллера и модулей ввода вывода.

Список литературы

1. ГОСТ 26.011-80. Средства измерения и автоматизации. Сигналы тока и напряжения электрические, непрерывные, входные и выходные.

2. ГОСТ Р 51840-2001. Программируемые контроллеры. Общие положения и функциональные характеристики.

3. ГОСТ Р 51841-2001. Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний.

4. МИ 2539-99 ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Общие требования к методике поверки.

5. Банников А.Н. Метод и измерительная система неразрушающего контроля технологических параметров четырехслойных изделий (к.т.н., Тамбов, 2008)

6. Бобаков Д.А. Разработка методов и измерительно-управляющей системы непрерывного активного контроля комплекса геометрических показателей вкладышей подшипников (к.т.н., Тамбов, 2007)

7. Воробей В.В., Логинов В.Е. Изготовление основных деталей двигателей внутреннего сгорания. Учебное пособие - Москва: МАИ, 2002.- 120 с.

8. Денисенко В.В. Выбор аппаратных средств автоматизации опасных промышленных объектов // Современные технологии автоматизации, 2003. №4. - С.86-94

9. Дмитриев С.А. Неразрушающий бесконтактный микроволновый метод и устройство контроля влажности твёрдых материалов (ктн, Тамбов, 2009)

10. Зеленский В.А. (д.т.н., Москва, 2010) Развитие теории и разработка мультиплексированных волоконно-оптических информационно-измерительных систем мониторинга сложных технических объектов

11. Каберов С.Р. Неразрушающий микроволновой метод и устройство контроля магнитодиэлектрических свойств материалов покрытий металлических поверхностей (ктн, тамбов, 2006).

12. Корчунов А.Г. Методология управления показателями качества продукции в технологиях метизного производства на основе моделей с элементами нечеткой логики (д.т.н, Магнитогорск - 2010)

13. Панов А.А. Разработка неразрушающего СВЧ метода и устройства контроля неоднородностей электрофизических параметров магнитодиэлектрических покрытий металлов (ктн, тамбов, 2008)

14. Парр Э. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. - 516 с.

15. Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / под ред. В.П. Дьяконова. - М.:СОЛОН Пресс, 2004. - 256 с.

16. Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник. - М.: Техносфера, 2005. - 592 с.

17. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 437 с.

Размещено на Allbest.ru

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены