Разработка системы автоматического управления процессом оборотного водоснабжения на производстве

Системы водоснабжения промышленных предприятий. Типовые конструкции градирен. Элементы систем водоснабжения и их классификация. Математическая модель процесса оборотного водоснабжения, выбор и описание средств автоматизации и элементов управления.

Рубрика Физика и энергетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 07.03.2012
Размер файла 4,4 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.

Стадии развития ЧС имеют 4 этапа:

1 этап. Стадия накопления тех или иных видов дефекта. Продолжительность: несколько секунд -- десятки лет.

2 этап. Инициирование ЧС.

3 этап. Процесс развития ЧС, в результате которого происходит высвобождение факторов риска.

4 этап. Стадия затухания. Продолжительность: несколько секунд -- десятки лет.

Классификация чрезвычайных ситуаций:

1. по сфере возникновения:

– техногенные

– природные

– экологические

– социально-политические

2. по масштабу возможных последствий:

– локальные

– объектовые

– региональные

– глобальные

3. по ведомственной принадлежности:

– на транспорте

– в строительстве

– в промышленности

– в сельском хозяйстве

4. по характеру лежащих в основе событий:

– пожар

– авария

– землетрясение

– погодные условия

7.3.1 Пожаробезопасность

Наибольшую опасность для данного объекта представляют пожары, так как им способствует большое число факторов: работа серверов, шкафов автоматики и других электрических устройств. Основными причинами пожаров является: нарушение технологии работ, правил применения и эксплуатации приборов и оборудования; износ и старение токоподающих кабелей, разветвителей; отсутствие своевременного контроля за качеством изоляции и заземления.

Под пожарной безопасностью понимают систему государственных и общественных мероприятий, направленных на охрану от огня людей и собственности.

Пожарная безопасность помещений, имеющих электрические сети, ПЭВМ регламентируется ГОСТ 12.1.033, ГОСТ 12.1.004 Работа программиста должна вестись в помещении, соответствующем категории Д пожарной безопасности (негорючие вещества и материалы в холодном состоянии). Огнестойкость здания по СНиП 2.01.02 соответствует I степени (стены выполнены из искусственного или натурального камня и являются несущими, в перекрытиях здания отсутствуют горючие материалы).

Пожарная безопасность обеспечивается разработкой и осуществлением систем предотвращения пожаров и пожарной защиты. В производственных, вспомогательных и административных зданиях предприятия запрещается:

– Устанавливать и загромождать пути эвакуации и лестничные марши оборудованием, материалами и другими предметами.

– Убирать помещения с применением легковоспламеняющихся и горючих жидкостей (бензин, керосин и т.п.).

– Оставлять без постоянного надзора работающие электронагревательные приборы, а после окончания работы включенные в электросеть аппараты и установки, если это не требуется по технологии производства.

– Отогревать замерзшие водяные трубы с применением открытого огня паяльными лампами или другим способом.

– Использовать чердаки зданий в качестве производственных помещений, а также для хранения материалов и оборудования.

– Проводить работы в помещениях и на оборудовании, не предусмотренные нарядами, технологическими инструкциями или распоряжениями.

Пожаробезопасность САУ водооборота определяется уровнем пожарозащищенности всех устройств и исполнительных механизмов системы, а также стойкостью изоляции и оборудования в аварийном режиме - пожаре. Данное условие закладывается на этапах проектирования САУ, а также выбора технических устройств системы.

Для сохранности устройств автоматики в режиме ЧС - пожара, необходимо выбирать такое оборудование, которое было бы стойким по отношению к процессам горения, плавления и т.п. Например, это относится к пожарозащитному исполнению шкафа автоматики, к изоляции проводов.

Кроме того, так как прокладка соединительной проводки будет осуществляться по имеющимся кабельным трассам (в т.ч. и с высоковольтными кабелями), то это накладывает дополнительные требования к проводке, в частности - ее изоляции (напряжение пробоя изоляции, защита от короткого замыкания).

Шкаф автоматики согласно (ПУЭ) рекомендуется устанавливать в специальных помещениях - класс пожаробезопасности Д. В таких помещения также обязательным условием является наличие установленной системы пожарной безопасности, наличие огнетушителей.

8. Организационно-экономический раздел

8.1 Обоснование проектной разработки

Целью данного дипломного проекта является разработка системы автоматического управления процессом оборотного водоснабжения на производстве.

Применение систем водооборота на производстве может быть экономически оправдано повышением качества выпускаемой продукции, увеличением срока службы технологического оборудования, резкое сокращение потребностей в свежей воде, уменьшение количества сбрасываемых сточных вод, а также повышением технического уровня данного производства.

Для работы системы водооборота необходима система автоматизации, которая выполняет следующие функции:

– автоматическое регулирование параметров, определяющих технологический процесс;

– автоматическое управление основными технологическими процессами в соответствии с заданным режимом, или по заданной программе;

– автоматический контроль основных параметров, характеризующих технологический процесс.

Применение микропроцессорных контроллеров является прогрессивным направлением развития автоматики. Программное изделие представляет собой особый товар, имеющий ряд характерных черт и особенностей, в числе которых специфика труда по созданию программы и определение цены.

Контроллер «WAGO I/O System» обеспечивает управление объектом или группой объектов, работающих независимо друг от друга или взаимосвязанных одной технологической системой, позволяет осуществлять логические зависимости программным путем без вмешательства в его устройство, а также менять программу в случае необходимости в процессе работы.

Финансирование разработки, монтажа и программирования системы осуществляется из средств заказчика - ОАО «Вологодский оптико - механический завод».

8.1.1 Определение трудоемкости разработки

Под трудоемкостью понимаются затраты рабочего времени на разработку проекта в определенных условиях. Все применяемые методы оценки трудоемкости сводятся к трем группам: экспертные, опытно-статистические, аналитические.

Бурное развитие и совершенствование современных технологий как в области микроконтроллеров и программного обеспечения, так и в области промышленного оборудования не позволяет эффективно использовать метод прямого нормирования работ для оценки трудоемкости разработки. В этом методе трудоемкость работы определяется по нормативам времени с применением поправочных коэффициентов, зависящих от новизны, объема, сложности и прочих условий, а эти нормативы быстро устаревают.

Поэтому расчет трудоемкости разработки дипломного проекта будем проводить методом экспертной оценки.

В связи с быстрым развитием современных технологий в области технических средств и программного обеспечения, разработка любого продукта содержит в себе экономический риск: есть вероятность того, что к моменту внедрения готовой системы разработка может морально устареть. Кроме того, есть большая вероятность, что конкурирующие организации могут предложить более совершенную и выигрывающую по цене систему.

Поэтому на решение поставленной задачи заданы жесткие ограничения по времени и человеческим ресурсам:

– время выполнение поставленной задачи не более 9 мес;

– время реализации на монтаж и внедрение системы - не более 14 дней;

– число человек, работающих над проектом - 2 чел;

– число человек, задействованных в операциях внедрения/монтажа системы - 6 чел.

Расчет трудоемкости разработки производится по формуле (8.1).

где:

ti - трудоемкость работ по стадиям проектирования,

n - количество стадий проектирования.

Воспользуемся экспертными методами определения трудоемкости работ на каждую стадию процесса. Определим, пользуясь собственным опытом и знаниями, максимальное и минимальное время необходимое для разработки каждого пункта, а исходя из них ожидаемое время. Ожидаемое время определяется по формуле (8.2).

Затраты времени на каждую стадию разработки проекта представлены в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Затраты времени по стадиям разработки проекта

Стадия разработки

tmin,
чел. дни

tmax,
чел. дни

Ожидаемые затраты времени, чел. дни

Подготовительный этап

10

24

18

Проектирование

25

40

31

Моделирование

10

15

12

Разработка/выбор технических средств

45

50

47

Программирование/тестирование/отладка

20

40

32

Составление документации

10

15

14

Итого:

120

184

154

В подготовительный этап входят: аналитический обзор, оценка структуры системы и взаимосвязанных с ней промышленных сетей, формирование технического предложения.

Для выполнения поставленной задачи необходим руководитель проекта и разработчик. В этом случае можно организовать простейшее разделение труда и возложить функции проектирования, общего руководства и работы с заказчиками на руководителя, а техническую разработку и документацию на разработчика.

Распределение объемов работы между исполнителями приведено в табл. 8.2.

Таблица 8.2

Распределение объемов работы

Этапы разработки

Трудоемкость, чел. дн.

Исполнители

Доля

участия, %

Фонд времени, дн.

Подготовительный этап

18

Руководитель

60

10

Разработчик

40

8

Проектирование

31

Руководитель

15

5

Разработчик

85

26

Моделирование

12

Руководитель

5

1

Разработчик

95

11

Разработка/выбор тех.средств

47

Руководитель

15

7

Разработчик

85

40

Программирование/

тестирование/отладка

32

Руководитель

5

2

Разработчик

95

30

Составление документации

14

Руководитель

5

1

Разработчик

95

13

Итого:

154

Руководитель

16

25

Разработчик

84

129

Cуммарный объем всех выполняемых работ равен 154 чел. дн.

8.1.2 Календарный график выполнения работ

График проведения этапов работ построен в виде ленточного графика и приведен в приложении Д. В календарном графике перечисляются все этапы работ по разработке САУ процессом водооборота, указываются исполнители и объем выполненных работ, сроки начала и окончания каждой работы.

Время выполнения цикла работ составляет Тц = 157 дн.

Организация работ по проведению исследований и разработок основывается на параллельно-последовательном выполнении стадий (этапов), длительность всех этапов технической разработки проекта представлены в табл. 8.2.

В случае параллельно - последовательного выполнения работ, цикл можно сократить частичным совмещением выполнения стадий. При этом соблюдаются правила: если последующая стадия более длительная, ее можно начинать почти одновременно с предыдущей; если последующая стадия менее длительная, то ее начало нужно сдвинуть вправо по шкале по отношению к началу предшествующей стадии.

8.2 Расчет себестоимости проекта автоматизации

8.2.1 Материальные затраты на средства автоматизации и заработную плату (ЗП)

Затраты на приобретение оборудования приведем в табл. 8.3.

Таблица 8.3

Затраты на приобретение оборудования автоматизации

Назначение

Единица измерения

Цена за ед. (руб.)

Кол-во

Сумма (руб.)

Шкаф автоматики WAGO Stream

шт.

53890

1

53890

Электропривод управления ЗРК AUMA SAR 07.5

шт.

40252,13

1

10252,13

ЗРК Баттерфляй Электро КБР.Э ЛГ

шт.

3308

1

3308

Датчики положения DM9NVL

шт.

1920

2

3840

Датчик температуры Danfoss MBT 3260

шт.

47,23

2

94,46

Фильтр сетчатый FVF

шт.

1847,38

4

7389,52

Датчики давления 415

2380

4

9520

Модуль WAGO 750-522

шт.

120

4

480

Кабель МКЭШ3x0.75

м.

18,50

300

5550

Кабель КВВГ3x0.75

м.

15,25

200

3050

Итого:

97338,11

Расходы по материальному обеспечению приведенные в таблице 8.3 составили:

Смат = 97338,11руб.

Транспортно-заготовительные расходы составляют 15% от стоимости оборудования:

Стз = 0,15*218472,11= 14600,72 руб. (8.3)

Основная заработная плата производственных рабочих находится по формуле:

Роп = С*t, (8.4)

где

С - часовая тарифная ставка, соответствующая разряду выполняемой работы, руб.

t - время на выполнение операции, час.

Так как проект разрабатывается внутренними силами предприятия без вовлечения сторонних организаций, то целесообразно не учитывать заработную плату, выданную за период разработки руководителю проекта и инженеру-разработчику. Разработка ведется для собственных нужд предприятия сверхурочно, дополнительных прибавок к заработной плате не влечет.

Таким образом, учитывать в общей себестоимости проекта будем только заработную плату, выплаченную специалистам из привлекаемых отделов. Результаты расчетов заносим в таблицу 8.4.

Таблица 8.4

Сводная ведомость определения расценки на создание САУ процессом оборотного водоснабжения

Операция

Кол. чел.

Раз.

Часовая тарифная ставка, руб

Время на операцию,

час.

Сдельная расценка, руб

Монтаж электрооборудования: электромонтажники

2

3

19,2

24

460,8

2

4

21,1

16

337,6

Итого:

4

798,4

Расчет фонда премии ЗПпрем. ( 60% от ЗПпрям.):

ЗПпрем. = 798,4*0,6 = 479,04 руб.

Расчет фонда доплат ЗПдп. (8,3% от ЗПпрям.):

ЗПдп. = 798,4*0,083 = 66,27 руб.

Расчет фонда ЗП рабочих занятых монтажом оборудования выполним по формуле:

ЗПосн. = (ЗПпрям.+ ЗПпрем. + ЗПдп.)*Кр, (8.5)

где

Кр - районный коэффициент - 1,15

ЗПосн. = (798,4 + 479,04 + 66,27)*1,15 = 1343,70 руб.

Дополнительную заработную плату электромонтажников находим по формуле:

ЗПдоп. = ЗПосн.*n\100, (8.6)

где

n - принятый на предприятии процент дополнительной ЗП (15%).

ЗПдоп. = 1343,70*15\100 = 201,55 руб.

Отчисления на социальные нужды (отчисления в пенсионный фонд РФ(20%), фонд социального страхования РФ (2,9%) и фонд обязательного медицинского страхования РФ (3,1%) рассчитаем по формуле:

Отч = (ЗПосн. + ЗПдоп.)*Со\100, (8.7)

где Со - размер отчислений, % .

Отч = (1343,70 +201,55)*26\100 = 401,76 руб.

Определение общепроизводственных расходов по формуле:

ОпрР = ЗПосн.*Н\100, (8.8)

где

Н - принятый на предприятии процент общепроизводственных расходов (112% - согласно принятому на ОАО «ВОМЗ»).

ОпрР = 1343,7*112\100 = 1504,94 руб.

Определение общехозяйственных расходов по формуле:

ОхозР = ЗПосн.*Y\100, (8.9)

где

Y - принятый на предприятии процент общепроизводственных расходов (85% - согласно принятому на ОАО «ВОМЗ»).

ОхозР = 1343,7*85\100 = 1142,14 руб.

Накладные расходы составляют 35% от начисленного ФОТ и рассчитываются по формуле:

Накл = ЗПосн.*0,35; (8.10)

Накл = 1343,7*0,35 = 470,29 руб.

Значения фонда оплаты труда и основной заработной платы для обозначенных специалистов - идентичны.

Определение предпроизводственных затрат по формуле:

Кпр = ЗПосн + Отч + Накл; (8.11)

Кпр = 1343,7 + 401,76 + 470,29 = 2215,75 руб.

Сведем затраты на разработку и внедрение проекта автоматизации в табл. 8.5.

Таблица 8.5

Смета затрат на разработку

Статья затрат

Величина затрат

Затраты на оборудование

97338,11

Заработная плата электромонтажников

3090,5

Затраты на социальные нужды

803,52

Затраты на общехозяйственные расходы

2284,28

Предпроизводственные/общепроизводственные расходы

7441,38

Накладные расходы

940,58

Транспортные расходы

14600,72

Итого:

126499,09

В итоге совокупная стоимость владения системой составит 126499,09 руб. Круговая диаграмма, отражающая затраты на разработку, приведена на рис.8.1.

Рис. 8.1 - Структура затрат на разработку САУ процессом оборотного водоснабжения

8.2.2 Расчет себестоимости объекта автоматизации

Определим оптовую цену Цопт по формуле:

Цопт = ?К + П, (8.12)

где

?К - себестоимость изделия;

П - прибыль на единицу изделия.

Себестоимость изделия с учетом поправочного коэффициента 2 - работают две пары электромонтажников:

?К=S+Стз+2*(Кпр+ЗПосн+Зпдоп+ОпрР+OхозР) (8.13)

где S - суммарная стоимость оборудования САУ.

?К=124754,99 руб.

Определим величину прибыли по формуле:

П=Рпр*Ссс\100, (8.14)

где, Рпр - рентабельность продукции, принимаем 30%.

П = 30*124754,99\100 = 37426,5 руб.

Тогда,

Цопт = 124754,99 + 37426,5 = 162181,49 руб.

Определение отпускной цены по формуле:

Цотп = Цопт +НДС, (8.15)

где

НДС = Сндс*Цопт\100, (8.16)

где, Сндс - ставка НДС, принимаем 18%.

Тогда,

НДС = 0,18*162181,49 = 29192,67 руб.

Цотп = 168181,49 + 29192,67 = 197374,16 руб.

Таким образом, полная себестоимость САУ водооборота составила 197374,16 руб. Себестоимость реализации проекта САУ водооборота для ОАО «ВОМЗ» составила 124754,99 руб.

8.3 Расчет экономичности и сроков окупаемости САУ водооборота

Экономичность спроектированной системы однозначно определяется уменьшением потребляемых мощностей за счет введения режимов работы системы. Сведем данные по энергопотреблению старой системы и новой САУ в табл. 8.6. Учитываем, что использование насосной станции не изменилось.

Таблица 8.6

Данные по энергопотреблению старой системы и новой САУ водооборота

Наименование оборудования

Кол-во

Энергопотребление старой системы, кВт

Энергопотребление САУ, кВт

Осевой вентилятор ВГ25

3

33

-

ПЛК WAGO I/O System

1

-

1,2

Щит автоматики WAGO Stream

1

-

0,7

Электропривод ЗРК

1

-

0,37

Итого

33

2,27

Потребление шкафа автоматики WAGO Stream - согласно технической документации.

Таким образом, экономия за час рабочего времени составляет:

33кВт-2,27кВт=30,73кВт.

Экономия затрат в результате экономии электроэнергии найдется по формуле:

?Sэк = Др*(?Ээл*Сэл ), (8.17)

где

?Ээл - экономия электроэнергии, кВт (30,73кВт);

Сэл - стоимость 1 кВт*ч. электроэнергии (2,83 руб.- Постановление Правительства Вологодской области по г. Вологде по тарифам от 30 декабря 2010 года №325 "Об установлении тарифов на электрическую энергию, поставляемую гарантирующим поставщиком на розничном рынке Вологодской области в 2011 году);

Др - годовой фонд рабочего времени, час (1960 часов для 8-часового рабочего дня согласно производственному календарю РФ на 2011 г);

?Sэк = 1960*30,73*2,83= 170453,16 руб

Экономия по фонду заработной платы ремонтников вследствие сокращения времени на ремонты (?Sзпр):

?Sзпр=Сч*?Т*К1*Кр*Котч., (8.18)

где

Сч - часовая тарифная ставка рабочего (электромонтажник 4 разряда);

?Т - снижение времени простоев по причине ремонта, 150 часов - экономия времени на ремонт за счет автоматизации управления;

К1 - коэффициент, учитывающий премии и доплаты, принимаем 1,683 (для ОАО «ВОМЗ»);

Кр - районный коэффициент;

Котч - коэффициент учитывающий отчисления на социальные нужды, принимаем 1,26;

?Sзпр = 21,1*150*1,683*1,15*1,26 = 7718,38 руб.

Определим экономию полученную в процессе внедрения САУ по формуле:

?S = ?Sэл + ?Sзпр, (8.19)

?S = 170453,16 + 7718,38 = 178171,54 руб.

Определим годовой экономический эффект, полученный от внедрения САУ в производство по формуле:

Эг = ?S - Ен*( ?К + Кпр), (8.20)

где Ен - нормативный коэффициент сравнительной эффективности капитальных вложений, принимаем 0,2.

Эг = 178171,54 - 0,2*(124754,99+ 2215,75) = 152777,39 руб.

Срок окупаемости капитальных вложений определим по формуле:

Тр = ?К\ ?S, (8.21)

Тр = 124754,99\178171,54 = 0,7 года

Таким образом, сроки окупаемости проекта - составляют 210 рабочих дней, что является достаточно высоким показателем качества, рентабельности разработки и полностью оправдывает материальные затраты на автоматизацию системы водооборота.

8.4 Оценка технического уровня (качества) проекта

Для определения качества программного обеспечения (управляющая программа) воспользуемся методикой комплексных показателей (характеристик) качества, которая заключается в применении конкретного задокументированного критерия оценки к конкретному программному модулю, пакету или продукции с целью обусловленной приемки или выпуска программного модуля, пакета или продукции. Критерии качества определены ГОСТ РИСО/МЭК 926-93.

Критерии качества представляют собой измеряемые числовые показатели в виде некоторой целевой функции, характеризующие степень выполнения объектом своего назначения. В общем случае критерии качества отражают обобщенную «полезность» использования данного программного продукта. Измерение критериев качества базируется на введении числовых параметров и метрик, характеризующих функциональное назначение и конструктивные особенности конкретной автоматизированной информационной системы (программного средства). Доминирующие показатели качества для конкретного программного продукта выявляются еще на стадии формирования технического задания, устанавливается относительная важность каждого из них и строится обобщенная функция требуемого качества. Функциональные критерии качества отражают основную специфику применения и степень соответствия программного продукта его целевому назначению.

В качестве метода оценки используем метод начисления баллов по каждой характеристике, после чего по среднему баллу можно будет судить о качестве разрабатываемого программного проекта. Определяя уровень, воспользуемся 10-бальной системой оценки.

Для оценки проекта используем следующие характеристики:

1. Функциональные возможности.

Для оценки функциональных возможностей применяются следующие параметры:

– пригодность - атрибут программного обеспечения (далее по тексту - ПО), показывающий наличие и соответствие набора функций конкретным задачам. Разработанная управляющая программа соответствует задачам, которые ставились в техническом задании дипломного проекта. Оценка пригодности проекта - 10 баллов.

– правильность - атрибут ПО, показывающий обеспечение правильности соответствия результатов или эффектов. Управляющая программа теоретически соответствует поставленным задачам, однако не все модули прошли апробацию. Правильность - 5 баллов.

– способность к взаимодействию - атрибут ПО, относящийся к способности его взаимодействовать с конкретными системами. Способность к взаимодействию - 8 баллов.

2. Надежность.

– стабильность - атрибут ПО, относящийся к частоте отказов при ошибках в ПО. За время неполного тестирования программы отказов и ошибок, вызванных ошибками при разработке системы, обнаружено не было, но возможность их возникновения исключать нельзя. Стабильность - 7 баллов.

– устойчивость к ошибке - атрибут ПО, относящийся к его способности поддерживать определенный уровень качества функционирования в случаях программных ошибок или нарушения определенного интерфейса. В программе предусмотрены защиты от переключения режимов, защиты от неправильной выдачи информации. Оценка устойчивости к ошибке - 7.

– восстанавливаемость - атрибут программного обеспечения, относящийся к его возможности восстанавливать уровень качества функционирования и восстанавливать данные, непосредственно поврежденные в случае отказа, а также к времени и усилиям, необходимым для этого. Причиной отказа работы программы сбой в системе энергоснабжения или оборудования, после устранения причин отказа управляющая программа будет функционировать, поэтому оценка восстанавливаемости - 10.

3. Практичность.

– понятность - атрибут ПО, относящийся к усилиям пользователя по пониманию общей логической концепции и ее применяемости. Среда программирования WAGO I/O PRO32 требуют специальной подготовки и знаний. Оценка понятности - 9 баллов.

– простота в использовании - атрибут ПО, относящийся к усилиям пользователя по эксплуатации и оперативному управлению. Оценка простоты в использовании - 8 баллов.

4. Эффективность.

– характер изменения во времени - атрибут ПО, относящийся к временам отклика и к скоростям выполнения его функций. Время подготовки, вывода информации, а также время обработки вводимых данных зависит от параметров расчета и его выполнения, заданных задержек и гарантиями по техническому паспорту устройства. Оценка эффективности - 10 баллов.

– характер изменения ресурсов - атрибут ПО, относящийся к объему используемых ресурсов и продолжительности такого использования при выполнении функций. Оценка характера изменения ресурсов - 9 баллов.

5. Сопровождаемость.

– изменяемость - атрибут ПО, относящийся к усилиям, необходимым для модификации, устранению отказа или для изменения условий эксплуатации. Для изменения особенностей функционирования или регулирования используются функциональные блоки и наборы констант, легко изменяемые и подключаемые. Оценка изменяемости - 8 баллов.

6. Мобильность.

– адаптируемость - атрибут ПО, относящийся к удобству его адаптации к различным конкретным условиям эксплуатации, без применения других действий или способов, кроме тех, что предназначены для этого в рассматриваемом программном обеспечении. В проекте не предусматривается специальных возможностей по адаптации к условиям эксплуатации, программа выполняется на одном отдельно взятом ПЛК, уникальна. Однако, выбранный язык программирования - универсален. Оценка адаптируемости - 7.

– простота внедрения - атрибут ПО, относящийся к усилиям, необходимым для внедрения ПО в конкретное окружение. Для внедрения управляющей программы достаточно ее откомпилированный и связанный файл через интерфейс RS485 передать в ПЛК. Оценка простоты внедрения - 10 баллов.

Оценки показателей эффективности сведем в таблицу 8.7.

Можно сделать вывод, что применение системы автоматизации водооборота необходимо, так как её использование приводит к экономии энергоресурсов. Кроме того, подобная реализация САУ позволит сделать оборудование менее зависимым от человеческого фактора, что позволит продлить срок его службы и избежать поломок по невнимательности оператора и нарушению порядка действий. Расчеты, произведенные в экономической части дипломного проекта показывают, что в результате внедрения системы автоматизации годовой экономический эффект является положительным и составляет 152777,39 рублей при себестоимости системы 124754,99 руб.

По сравнению с аналогичными разработками проектируемая система имеет большую надёжность за счёт применения микроконтроллера фирмы WAGO. Микроконтроллер WAGO имеет возможность расширения количества входов и выходов, что позволяет при расширении процесса автоматизации не заменять оборудование, а перепрограммировать контроллер.

Таким образом, внедрение предлагаемой системы автоматического управления процессом оборотного водоснабжения с экономической точки зрения целесообразно. Окупаемость капитальных вложений составляет 0,7 года (210 дней), что тоже соответствует условиям целесообразности внедрения. Обобщенные итоги оценки эффективности разработки приведены в таблице 8.8.

Таблица 8.7

Оценка программного продукта

Показатель

Оценка, балл

1

Функциональные возможности

1.1

Пригодность

10

1.2

Правильность

5

1.3

Способность к взаимодействию

8

2

Надежность

2.1

Стабильность

7

2.2

Устойчивость к ошибке

7

2.3

Восстанавливаемость

10

3

Практичность

3.1

Понятность

9

3.2

Простота использования

8

4

Эффективность

4.1

Характер изменения во времени

10

4.2

Характер изменения ресурсов

9

5

Сопровождаемость

5.1

Изменяемость

8

6

Мобильность

6.1

Адаптируемость

7

6.2

Простота внедрения

10

Средний балл оценки качества:

8,308

Таблица 8.8

Итоги оценки эффективности разработки

Показатель

Единица измерения

Значение показателя

Трудоемкость проекта

чел. дн.

154

Число разработчиков

чел.

2

Себестоимость разработки

руб.

124754,99

Сроки окупаемости разработки

год (дни)

0,7 (210)

Оценка качества проекта

балл

8,308

Список использованных источников

1. ГОСТ Р 12.3.047-98. Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования. Методы контроля. -Введ. 1998-08-03.

2. ГОСТ 12.1.033-81* ССБТ. Пожарная безопасность. Термины и определения. -Введ. 1981-08-17. -М.: Госстандарт России, 1981.

3. СНиП 2.04.09-84. Пожарная автоматика зданий и сооружений. -Введ. 1984-12-29.

4. СНиП 21-01-97. Пожарная безопасность зданий и сооружений. -Введ. 1997-02-13.

5. СНиП 3.05.07-85. Системы автоматизации. -Введ. 1985-10-18.

6. СНиП 2.04.02-84*. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. -Введ. 1986-04-30.

7. ГОСТ Р 50923-96. Дисплеи. Рабочее место оператора. -Введ. 1996-07-10.

8. ВППБ 01-02-95*. Правила пожарной безопасности для энергетических предприятий. -Введ. 2000-03-09.

9. Белов, С. В. Безопасность жизнедеятельности: учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1999. - 448 с.

10. Бесекерский В.А. Теория автоматического регулирования/ Бесекерский В.А., Попов Е.П., «Наука», главная редакция физико - математической литературы, М., 1972. - 768 с.

11. Востриков А.С. Теория автоматического регулирования/ Востриков А.С., Французова Г.А.- М.: Высшая школа, 2004.- 365 с.

12. Королев Г.В. «Электронные устройства автоматики. Издание второе, переработанное и дополненное». -М: Высшая школа, 1991

13. Седельников, Ф. И. Безопасность жизнедеятельности (охрана труда): учеб. пособие (электронная версия) - Вологда, 2001.

14. Маньков В. Д. Обеспечение безопасности при работе с ПЭВМ. -Политехника, 2004. - 280 с.

15. Пособие по проектированию градирен (к СНиП 2.04.02-84). Утверждено приказом ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР от 20 марта 1985 г. № 27.

16. Галустов В.С. и др. Рациональное использование и очистка воды на машиностроительных предприятиях. -- М.: «Машиностроение», 1988.

17. Галустов В.С. Современные методы, системы и оборудование охлаждения оборотной воды/ Галустов В.С., Беличенко Ю.П.- М.:ЦИНТИ-Химнефтемаш, 1988.

18. Галустов В.С. Оптимизация систем охлаждения оборотной воды. Журнал «Аква-Терм», - №1/2004.

19. Галустов В.С. Оптимизация систем оборотного потребления охлаждающей воды. Журнал «С.О.К», - №5/2005г.

20. Проекты автоматизации вентиляторных градирен. СТА: Современные технологии автоматизации №2' 2007 (43)/ Москва. 1996.

Приложение А

(обязательное)

Листинг управляющей программы

(*описание используемых функциональных блоков*)

(*===================================================*)

FUNCTION_BLOCK OPEN_SHTORKA (*функциональный блок открытия жалюзи воздуховходного окна*)

VAR_INPUT

di_0:PORT (*шаблоны для использования в блоке всего диапазона обозначенных портов ввода*) END_VAR

VAR_OUTPUT

do_0,ao_0:PORT (*шаблоны для использования в блоке всего диапазона обозначенных портов вывода*)

END_VAR

VAR

const Usht=24:REAL; (*уровень напряжения для открытия жалюзи*)

const Udiod_sht=1:REAL; (*уровень напряжения для вкл/выкл светодиода "Жалюзи открыты*)

const Udiod_sht_avaria=2:REAL; (*уровень напряжения для вкл/выкл светодиода "Жалюзи не открылись*)

CONST tzad_sht=7500:INT; (*время открытия/закрытия жалюзи - 6 c+запас*)

check1=0:INT; (*счетчик*)

END_VAR

setport(Usht,do0,infinite); (*открыть жалюзи воздуховходного окна*)

DELAY (tzad_sht); (*ожидание открытия жалюзи*)

IF (statusport(di0)=FALSE) (*жалюзи не открылись - аварийная ситуация*)

THEN

setport(Udiod_sht,ao0); (*погасить светодиод "Жалюзи открыты"*)

FOR check1:=0 TO 200 DO (*мигание лампочкой "Жалюзи не открылись"*)

setport(Udiod_sht_avaria,ao0);

DELAY(3000); (*длительность свечения - 3 с.*)

check1:=check1+1; (время мигания - 10 мин.)

END_FOR;

JMP(STOP1); ("аварийный выход из блока - остановка работы системы")

END_IF;

setport(Udiod_sht,ao0); (*зажечь светодиод "Жалюзи открыты"*)

RETURN; (*выход из функц. блока*)

END_FUNCTION_BLOCK

(*=============================================================================*)

FUNCTION_BLOCK CLOSE_SHTORKA (*функциональный блок закрытия жалюзи воздуховходного окна*)

VAR_INPUT

di_0:PORT;

END_VAR

VAR_OUTPUT

do_0,ao_0:PORT (*шаблоны для использования в блоке всего диапазона обозначенных портов вывода*)

END_VAR

VAR

const Ushtr=0:REAL; (*уровень напряжения для закрытия жалюзи*)

const Udiod_shtr=3:REAL; (*уровень напряжения для вкл/выкл светодиода "Жалюзи закрыты"*)

const Udiod_shtr_avaria=4:REAL; (*уровень напряжения для вкл/выкл светодиода "Жалюзи не закрылись"*)

const tzad_shtr=7500:INT; (*время открытия/закрытия жалюзи - 6 c+запас*)

check1=0:INT; (*счетчик*)

END_VAR

setport(Ushtr,do_0,infinite); (*закрыть жалюзи воздуховходного окна*)

DELAY (tzad_shtr);

resetport(di_0); (*очистить буфер обмена порта*)

IF(statusport(di_0)=TRUE) (*шибер не закрылся - аварийная ситуация*)

THEN

setport(Udiod_shtr,ao0); (*погасить светодиод "Жалюзи закрыты"*)

FOR check1:=0 TO 200 DO (*мигание лампочкой "Жалюзи не закрылись"*)

setport(Udiod_shtr_avaria,ao0);

DELAY(3000); (*длительность свечения - 3 с.*)

check1:=check1+1; (время мигания - 10 мин.)

END_FOR;

JMP(STOP1); ("аварийный выход из блока - остановка работы системы") END_IF;

setport(Udiod_shtr,ao12); (*погасить светодиод "Жалюзи закрыты"*)

RETURN; (*выход из функц. блока*)

END_FUNCTION_BLOCK

(*=============================================================================*)

program U_PROG

(*объявление переменых*)

VAR

(*объявление блока констант*)

const t_regulirovki=30:REAL;

(*счетчики*)

i=0,i1=0,i2=0:INT;

hand_time=0:INT;

END_VAR

(*описание переменных поддержки портов ввода-вывода, переменные типа "PORT"*)

VAR_INPUT

(*датчики положения жалюзи, дискретные*)

di15=in_port_d_15,di16=in_port_d_16:PORT;

(*датчики давления воды, аналоговые*)

di1=in_port_d_1,di2=in_port_d_2,di3=in_port_d_3,di4=in_port_d_4:PORT;

(*сигнал с сетчатого фильтра, дискретный*)

di6=in_port_d_6,di7=in_port_d_7,di8=in_port_d_8,di9=in_port_d_9:PORT;

(*датчик температуры на входе в градирню, аналоговый*)

ai10=in_port_a_10:PORT;

(*датчик температуры на выходе из градирни, аналоговый*)

ai11=in_port_a_11:PORT;

(*сигнал с насосной станции, дискретный - сама насосная станция не рассматривается, важно только работает она или нет*)

di17=out_port_d_17:PORT;

(*электропривод оснащен датчиком, сигнализирующим некорректную работу клапана с заслонкой, в данной программе нам важен только сигнал - исправен или нет клапан*)

di20=out_port_d_20:PORT;

(*кнопочные пускатели, дискретные, согласно 5.6*)

di12=in_port_d_12,di13=in_port_d_13,di14=in_port_d_14,di18=in_port_d_18,di19=in_port_d_19:PORT;

END_VAR

VAR_OUTPUT

(*запуск электродвигателя ЗРК, дискретный*)

do1=out_port_d_1:PORT;

(*управление воздуховходными устройствами, дискретные*)

do5=out_port_d_5,do6=out_port_d_6:PORT;

(*управление электроприводом запорно-регулирующего клапана, аналоговый*)

ao1=out_port_a_1:PORT;

(*управление светодиодной панелью, аналоговый*)

ao12=out_port_a_12:PORT;

(*адрес ячейки памяти, отвечающей за хранение сезонной константы*)

END_VAR

(*==================================================================================*)

(*реализация программы работы САУ водооборота*)

resetport(); (*осуществляет удаление информации из буферов всех портов ввода/вывода*)

START: IF ((statusport(di12)=TRUE)) AND (K=0 ) AND (statusport(di17)=TRUE)) (*если щит автоматики включен:"если порт - активен" и есть сигнал с насосной станции о начале работы*)(*обращение к буферу обмена порта - с помощью символа "&"*)

THEN

setport(24,ao12); (*зажечь светодиод "сеть", уровень Uвх=24 В,*)

(*функция setport: пар.1 - значение переменной, пар.2 - указание порта,

пар.3 - время воздействия [мс], если параметр 3 - не указан, то

по умолч. время=1 с, если указано слово "infinite - сигнал посылается

все время работы контроллера, режим удержания порта*)

i:=1; (*для предотвращения мигания светодиодной панели*)

END_IF;

(*========================проверка выбранного режима управления ==========================*)

hand_time=:0;

IF (statusport(di13)=TRUE) (*если нажата кнопка "ручной режим работы"*)

THEN

hand_time=1;

JMP(MET_R1);

END_IF;

(*=============================установка работы системы ===============================*)

IF (statusport(di14)=TRUE) (*если нажата кнопка пуска электропривода ЗРК*)

THEN

OPEN_SHTORKA(di_0=di15;do_0=do5,ao_0=ao12);(*открытие жалюзи воздуховходного окна*) setport(24,do1,infinite); (*включить электропривод ЗРК*)

setport(12,a01) (*открыть заслонку ЗРК на половину*)

JMP(MET1);

END_IF;

ELSE

JMP(MET2);

END_ELSE;

END_IF;

(*=================режим стабилизации температуры воды в градирне==========================*)

MET1: WHILE ((&ai10)>t_regulirovki+2) OR (&ao1<>24) DO (*регулировка по понижению температуры-подача большего напряжения, необходимая для увеличения угла открытия заслонки клапана *)

&ao1:=(&ao1)+1;

setport(&ao1,ao1);

DELAY (5000);

END_WHILE;

WHILE ((&ai10)<(t_regulirovki)) OR (&ao1<>1) DO (*регулировка по понижению температуры-в отличие от первого условия, угол открытия заслонки будет уменьшен, т.к. его будет хватать для обеспечения заданных параметров охлаждения оборотной воды*)

&ao1:=(&ao1)-1;

setport(&a01,ao1);

DELAY(5000);

END_WHILE;

(*========================ручное включение электропривода=========================*)

MET_R1:IF (statusport(di14)=TRUE) (*если нажата кнопка пуска электропривода ЗРК*)

THEN

OPEN_SHTORKA(di_0=di15;do_0=do5,ao_0=ao12);(*открытие жалюзи воздуховходного окна*)

setport(24,do1,infinite); (*включить электропривод ЗРК*)

setport(12,a01); (*открыть заслонку ЗРК на половину*)

JMP(MET1);

END_IF;

ELSE

JMP(MET_R2);

END_ELSE;

END_IF;

(*===============автоматическое включение электропривода ЗРК и открытия жалюзи ===============*)

MET2: OPEN_SHTORKA(di_0=di15;do_0=do5,ao_0=ao12); (*вызов функц. блока <имя блока>(<входные переменные>;<выходные переменные>;<внутр. переменные>);*)

setport(24,do1,infinite); (*включить электропривод ЗРК*)

setport(12,a01); (*открыть заслонку ЗРК на половину*) (*==================ручное включение электропривода ЗРК и открытие жалюзи ==================*)

MET_R2: OPEN_SHTORKA(di_0=d125;do_0=do5,ao_0=ao12);

setport(24,do1,infinite); (*включить электропривод ЗРК*)

setport(12,a01); (*открыть заслонку ЗРК на половину*)

(*========================проверка на остановку работы системы ==========================*)

TEST: IF ((statusport(di14)=TRUE) AND (statusport(di17)=FALSE))

THEN

JMP(START);

ELSE

JMP(STOP);

END_IF;

(*=============================остановка устройств системы ==============================*)

STOP: IF (((statusport(di4)=TRUE) AND (statusport(di17)=FALSE))

THEN

setport(0,ao1); (*установить ЗРК в положение-закрыто*)

CLOSE_SHTORKA(di_0=di16;do_0=do6,ao_0=ao12);

setport(24,ao12); (*погасить светодиод "Сеть*)

setport(0,do1,infinite); (*остановить электропривод ЗРК*)

END_IF;

(*====================неиспрвность в ЗРК - сигнал с датчика электропривода====================*)

IF (statusport(di20)=TRUE)

THEN

IF (i3=0)

setport(18,ao12); (*зажечь светодиод "Неисправность ЗРК"*)

i3=1;

JMP(STOP)

END_IF;

(*================================загрязнение фильтров ===============================*)

IF (statusport(di6)=TRUE) or (statusport(di7)=TRUE) or (statusport(di8)=TRUE) or (statusport(di9)=TRUE)

THEN

IF (i1=0)

setport(19,ao12); (*зажечь светодиод "Фильтр засорен"*)

i1=1;

JMP(STOP)

END_IF;

END_IF;

IF (hand_time=1)

THEN

JMP(TEST);

END_IF;

(*=======================прорыв в системе - сигнал с датчика давления ========================*)

IF (statusport(di1)=TRUE) or (statusport(di2)=TRUE) or (statusport(di3)=TRUE) or (statusport(di4)=TRUE)

THEN

IF (i2=0)

setport(20,ao12); (*зажечь светодиод "Прорыв трубопровода"*)

i2=1;

JMP(STOP)

END_IF;

(*==================================================================================*)

STOP1: HALT(); (*приводит контроллер к состоянию готовности к отключению питания*)

(*метка аварийного режима работы системы*)

(*==================================================================================*)

JMP(TEST);

(*==================================================================================*)

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Источники водоснабжения ТЭЦ. Анализ показателей качества исходной воды, метод и схемы ее подготовки. Расчет производительности водоподготовительных установок. Водно-химический режим тепловых электростанций. Описание системы технического водоснабжения ТЭС.

    курсовая работа [202,6 K], добавлен 11.04.2012

  • Изучение расхода технической воды для конденсации отработавшего пара на электростанциях. Рассмотрение схем прямоточного и оборотного водоснабжения. Понятие градирни, их классификация и принципы работы. Основные правила выбора циркуляционных насосов.

    презентация [6,0 M], добавлен 08.02.2014

  • Арматура запорная, водоразборная, регулирующая, предохранительная для систем холодного и горячего водоснабжения. Применение повысительных насосных установок для систем холодного и горячего водоснабжения. Монтажное положение отдельных элементов систем.

    презентация [1,1 M], добавлен 28.09.2014

  • Выбор основных параметров трубопроводов системы водоснабжения парового котла ТП-230, гидродинамический расчет. Расчет на прочность элементов деаэратора. Отнесения помещений и уставок проектируемой ТЭС по пожаро-взрывоопасности, расчет вентиляции.

    дипломная работа [1,3 M], добавлен 06.07.2012

  • Виды систем горячего водоснабжения. Устройство внутренних водостоков. Классификация схем систем центрального горячего водоснабжения. Расчет внутренней водосточной сети. Принцип действия водяной системы отопления с естественной циркуляцией теплоносителя.

    контрольная работа [376,7 K], добавлен 14.12.2011

  • Проектирование автоматизированного электропривода насосной установки системы горячего водоснабжения. Анализ технологического процесса и работы оператора. Расчетная схема механической части электропривода. Выбор систем электропривода и автоматизации.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 16.05.2012

  • Расчет режима работы и показателей экономичности теплонасосной установки. Выбор насосов, схем включения испарителей, конденсаторов, диаметров трубопроводов. Тепловой расчет и подбор теплообменников. Разработка принципиальной схемы системы водоснабжения.

    курсовая работа [2,7 M], добавлен 23.03.2014

  • Тепловой баланс, характеристика системы теплоснабжения предприятия. Расчет и подбор водоподогревателей систем отопления и горячего водоснабжения. Расчет установки по использованию теплоты пароконденсатной смеси для нужд горячего водоснабжения и отопления.

    курсовая работа [194,9 K], добавлен 18.04.2012

  • Технологические процессы производства кондитерских изделий. Системы и схемы водоснабжения. Положения по проведению мониторинга качества воды, методика отбора проб. Качественная характеристика поверхностных сточных вод с территории СП ОАО "Спартак".

    дипломная работа [3,4 M], добавлен 26.12.2012

  • Проектирование системы холодного водоснабжения и канализации здания. Трассировка стояков водоснабжения и трубопроводов. Подбор водонагревателя (бойлера) и теплообменника. Гидравлический расчет внутреннего водопровода. Схема подключения коллекторного узла.

    курсовая работа [389,2 K], добавлен 16.11.2012

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.