10 ПЗ РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ УЗЛОМ ПОДОГРЕВА ГАЗА НА ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОЙ СТАНЦИИ (1228391), страница 9
Текст из файла (страница 9)
где Спр - затраты на сборку системы, которые складываются из затрат на заработную плату работника, создающего программу управления и затрат на социальные отчисления
;
Кком - затраты связанные с использованием компьютерной техники, а имено – стоимость вычислительной машиныи стоимость работы вычислительной машины;
К - капитальные вложения на создание системы автоматического управления, а именно- стоимость оборудования системы управления, дополнительных модулей согласования уровней, расходные материалы на реализацию устройства.
Теперь произведем расчет стоимости системы управления используя цены на момент ее проектирования.
Затраты связанные с использованием компьютерной техники определяются по формуле, руб:
(9.2)
где tмм- машинное время на написание и отладку программы, U=56 ч;
Смаш- стоимость одного часа машинного времени компьютера.
Стоимость одного часа машинного времени рассчитывается по формуле:
(9.3)
где - расходы на приобретение и работу машины со средними техническими характеристиками, в качестве примера выбран ноутбук HP Pavilion 17-f200ur, позволяющий нам разработать программу управления, а так же произвести прошивку микроконтроллера;
=27 990руб;
- амортизационные отчисления, средневзвешенная сумма единовременного ремонта вычислительной машины в год;
= 5000руб./год;
- количество часов эксплуатации в период разработки программы, не считая выходные и праздничные дни;
=937ч.
Подставив численные значения в формулу(9.4), определим стоимость одного часа машинного времени, равного:
(9.3)
Найдем затраты связанные с использованием компьютерной техники:
(9.2)
Для того, чтобы рассчитать материальные затраты на создание системы, необходимо определить себестоимость одного образца, которую будем определять через стоимость покупных изделий. Номенклатура и цена изделий казана в таблице 9.1.
Таблица 9.1 Номенклатура и цена покупаемых изделий
Наименование | Цена, руб. | Кол. | Сумма, | руб. |
Микроконтроллер, ATMega16A-16PU | 90 | 1 | 90 |
DIP-панель, 40pin | 8 | 1 | 8 |
Подстроечный резистор, СП5-2В-1 | 30 | 1 | 30 |
Омеднённый текстолит, 100х100 | 50 | 1 | 50 |
Стабилизатор КР142ЕН5А | 12 | 1 | 12 |
ЖКИ WH1602A-AGH-CTK# | 350 | 1 | 350 |
Микросхема, TLP521-4 | 71 | 1 | 30 |
Привод AUMASG03.3 | 3475 | 11 | 38225 |
ТермосопротивлениеFlukeТРК 4 | 2930 | 2 | 5860 |
БП NES-100-24 | 1930 | 2 | 3860 |
Клеммная колодка MKDS1_6R3_8 | 15 | 1 | 15 |
MotorolaMPX5500DP | 880 | 1 | 880 |
Итого затрат | 49410 |
Таким образом, капитальные вложения на приобретение комплектующих для автоматической системы узла подогрева газа составляют 49410рублей, у учетом автоматических задвижек и датчиков температуры и давления. Определим затраты на оплату труда рабочего по формуле, руб.
(9.4)
где Т - трудоёмкость работ, час;
В - заработная плата, руб./час;
Кдоп - коэффициент доплаты, Kдon= 0,3;
Крк - районный коэффициент, Крк =0,3
При расчете временных затрат на сборку и отладку системы, влияющие на трудоемкость производства, отраженные в таблице 9.2.
Таблица 9.2 Факторы, влияющие на трудоемкость производства
Название | Коэффициент трудоемкости | Затраченное время (час) |
Уяснение поставленных задач | 0,15 | 25 |
Сборка установки | 0,1 | 20 |
Отладка установки | 0,15 | 30 |
Итого: | 75 |
Определим стоимость одного часа работы по формуле, руб./час:
(9.5)
Где Тмес - месячная норма рабочих часов, Тмвс=170 часов; Зар.плата - средняя ежемесячная заработная плата в г. Хабаровске для инженера автоматики в 2015г, Зар. плата = 27000 руб./месяц.
Подставив численные значения в формулу (9.5), определим заработную плату разработчика руб./час равную:
(9.5)
Подставив численные значения в формулу (9.4), определим затраты на заработную плату рабочего, равные:
(9.4)
Определим затраты связанные с начислением на социальное страхование работника (30,6%):
(9.6)
Подставив численные значения в формулу (9.6), определим затраты на отчисление, равные:
(9.6)
В результате выполненных расчетов затраты на сборку составляют:
(9.7)
Подставив численные значения в формулу (9.2), найдем суммарные затраты на создание устройства равные:
(9.2)
Для определения экономического эффекта от внедрения микроконтроллерной системы в систему автоматического ввода резерва на тяговой подстанции, рассчитаем затраты на приобретение системы управления на базе промышленного логического контроллера SchneiderElectric SR2B201JD. Данный продукт имеет технические характеристики соответствующие микроконтроллеру AVRATMega16-16PU. Номенклатура и цена покупаемых изделий на базе Schneider Electric ModiconM238 приведена в таблице 9.3.
Таблица 9.3 Номенклатура и цена системы управления на ПЛК
Наименование | Цена, руб. | Кол. | Сумма, руб. |
Schneider Electric Modicon M238 | 130240 | 1 | 130240 |
ТермосопротивлениеFlukeТРК 4 | 2930 | 2 | 5860 |
MotorolaMPX5500DP | 880 | 1 | 880 |
Привод AUMASG03.3 | 3475 | 11 | 38225 |
Итого затрат | 175205 |
Предположим, что разработка программного обеспечения для системы управления на ПЛК требует одинакового времени, вычислительных средств, а так же стоимости. Исходя из этого сумма издержек будет равна:
(9.2)
С учётом затрат на создание платы и узлов электрического согласования уровней сигнала, микроконтроллерная система управления имеет стоимость ниже, чем система на базе ПЛК. Разница стоимости систем исходя из таблиц 9.1 и 9.3 равна 125795 руб.
Все вышеперечисленные расчеты показывают, что для обеспечения бесперебойной работы узла подогрева газа возможно использование более дешевых и не менее качественных комплектующих. С учетом количества ГРС в г. Хабаровске и Хабаровском крае, появляются значительные сэкономленные средства, за счет замещения технологий.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В ходе выпускной квалификационной работы по разработке системы автоматического управления блоком подогрева газа на газораспределительной станции, была подтверждена актуальность проблемы по совершенствованию системы газоснабжения потребителя путём внедрения современных высокоэффективных и экономичных систем автоматического управления на базе микроконтроллера.
Применение микроконтроллеров в системе блока подогрева газа, а так же выполнение на базе этой системы задачи по контролю температуры и давления в узлах циркуляции и теплообмена. Данный метод решает технологическую задачу по минимизации затрат на автоматизацию ГРС.
Приведённое в дипломном проекте решение автоматизации ГРС позволяет сделать выводы:
- Системы управления узла подогрева газа, построенные на базе микроконтроллеров, способны выполнять те же самые задачи, что и промышленные логические контроллеры, и релейно-контакторные блоки управления;
- Создание подобных систем управления занимает большее время и требует большего уровня подготовки, но экономический эффект от внедрения подобных устройств будет значительно выше чем у систем на базе готовых блоков управления.
В проекте была разработана и действующая виртуальная модель автоматики узла подогрева газа, так же была предложена методика стоимости данной системы. Были разработаны мероприятия по безопасности жизнедеятельности при работе на ГРС.
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
Ск – скважины
Сеп – сепараторы
ПГ – промысловые газопроводы
Мг – магистральный газопровод
ПКС – промежуточная компрессорная станция
ЛЗА – линия запорной арматуры
ГРС – газораспределительная станция
ПХ – подземное хранилище
ПП – промежуточный потребитель
ГРС – газораспределительная станция