Модернізація системи керування електропривода стаціонарного роторного вагоноперекидача

- складання структурних формул за реалізованою циклограмою.

- вибір елементної бази для ДЛСК.

- складання принципової схеми ДЛСК при апаратному способі управління або програми роботи універсального керуючого пристрою (програмованого контролера) при програмному способі управління.

- перевірка правильності роботи побудованої ДЛСК .

Перші три етапи складають абстрактний синтез , наступні етапи - структурний синтез.

4.1 Складання реалізованої циклограми

З вихідної робочої циклограми швидкості вагоноперекидача ВРС - 125 (рисунке 1.3 ) отримуємо модифіковану вихідну циклограму швидкості та наступну таблицю станів руху агрегата.

На рисунке 4.2 є не відповідні умовні позначення які не відповідають стандартом.

Згідно цієї таблиці реалізована циклограма швидкості має такий вигляд (рисунок 4.3).

Таблиця 4.1 Таблиця станів руху агрегата.

Інтервали зміни швидкості , об./хв.	Часовий інтервал певної фази технологічної операції, с	Час виконання фази технологічної операції, с	Зведені дані з попередньої колонки	Назва фази технологічної операції
1	2	3	4	5
0-0,2	0-1,5	1,5	1.5	Бічна привалка вагону
0,2-1,2	1,5-5,2	3,7	10,25	Перекидання вагону
1,2-1,2	5,2-10,8	5,5
1,2-0,4	10,8-11,85	1,05
0,4-0,4	11,85-22,35	10,5	10,5	Торчова привалка вагону
0,4-1,2	22,35-23,1	0,75	15,6	Перекидання вагону
1,2-1,2	23,1-33,9	10,8
1,2-0,2	33,9-38,05	4,05
0,2-0	38,05-39,10	1,05	1,05	Дотягування вагону
0-1,2	40,45-41,85	1,4	26,1	Повертання вагону
1,2-1,2	41,85-55,85	14
1,2-0,4	55,85-56,9	1,05
0,4-0,4	56,9-61,10	4,2
0,4-1,2	61,10-62,15	1,05
1,2-1,2	62,15-65,65	3,4
1,2-0,2	65,65-67,7	2,05
0,2-0	67,7-75,00	7,30	7,3	Точне дотягування вагону до повної зупинки

Рисунок 4.3 Реалізована циклограма швидкості роторного вагоноперекидачу ВРС-125.



4.2 Синтез схема вузла керування

За заданою реалізованою циклограмою (рисунок 4.1) складаємо схему вузла керуванням контактором за релейно-контакторним варіантом.

Вихідна циклограмма має одну вхідну змінну х з двома періодами вмикання і одну вихідну змінну у з одним періодом вмикання. Задана циклограмма виявляється нездійсненною, оскільки однаковим станам КА на стійких тактах 1 і 3 відповідають різні значення вихідної змінної у. Аналогічна ситуація має місце і для тактів 2 і 4.

Таким чином, у даному прикладі порушена однозначність логічної функції. Виконаємо абстрактний синтез вузла.

Використовуємо загальню достатню умову реалізованості циклограми. Для цього введемо в циклограму додаткову змінну q так, щоб створити на всіх чотирьох стійких тактах різні стани КА, утворені значеннями змінних х, q: 10; 01; 11; 00. Складемо функції вмикання і вимикання згідно з вимогами до них: ротор двигун регулятор електропривод

;

.

Приймаємо для вхідної змінної х кнопку з самоповерненням з одним замикаючим контактом SB, для вихідної змінної у - контактор КМ, для внутрішньої змінної q - реле KL. Для розмноження контактів кнопки використовуємо ще одне реле КО.Згідно отриманим структурним формулам складаємо схему вузла, з'єднуючи елементи схеми послідовно при кон'юнкції змінних і паралельно при диз'юнкції змінних (рисунок 4.4 а).



4.3 Реалізація ДЛСК роторного вагоноперекидача ВРС-125

Система керування комплексом вагоноперекидача призначена для управління технологічним процесом кантування залізничних напіввагонів з сипучими матеріалами і подальшого надходження матеріалів на поточно-транспортні системи. Система також забезпечує діагностику стану електричної частини комплексу для обслуговуючого електротехнічного персоналу.

Система керування комплексом являє собою дворівневу структуру.

Нижній рівень складається з програмованого контролера PLC-5/40E з шасі розширення, і пов'язаних з ним по мережі Remote I/O периферійних пристроїв. Збір інформації для виконання розрахунків здійснюється відповідними вхідними модулями.

Значення змінних в базі даних реального часу контролера оновлюються внаслідок циклічного опитування вхідних модулів і виконання логічних і математичних операцій. Усі величини зберігаються в певній безперервній області пам'яті контролера в форматі цілих чисел і чисел з плаваючою комою.

Результати розрахунків зберігаються в пам'яті контролера і доступні для читання, з метою їх подальшого відображення оператору в режимі реального часу.

Програмований термінал PanelView 1200 знаходиться на операторському посту вагоноперекидача і використовується для управління технологічним циклом комплексу та відображення стану механізмів .

Дисплей текстових повідомлень DL40, що знаходиться в приміщенні оператора керування комплексу, використовується для видачі діагностичних повідомлень електротехнічному персоналу .

Стандартні частотні приводу серії 1336, робоче місце, розташовані в операторській комплексу, забезпечують регулювання швидкості, плавний розгін і гальмування двигунів приводу ротора вагоноперекидача і приводу пластинчастих живильників.

В системі застосовуються пристрої плавного пуску серії SMC (привід збірного конвеєра), органи управління (кнопки, джойстик) виробництва Allen - Bradley; автомати захисту, пускачі та інше силове електрообладнання українського виробництва.

Верхній рівень системи представлений промисловими робочими станціями ( PC в промисловому виконання) типу T71, пов'язаними з контролером з промислової мережі DH + .

Система керує :

- вагоноштовхачем, призначеним для надходження вагонів до ротору вагоноперекидача;

- ротором вагоноперекидача, призначеним для перекидання вагонів;

живильниками, призначеними для регулювання потоку матеріалів .

В системі контролюються наступні параметри:

- кут повороту ротора, з використанням енкодера абсолютного коду (метод не вимагає наявності датчика нульового положення ротора і володіє заданою точністю);

- швидкість обертання і навантаження двигунів, керованих приводами робоче місце (за поточним значенням вихідної частоти перетворювача і струмом статора);

- параметри вхідних і вихідних ланцюгів перетворювачів робоче місце;

- сигнали технологічних захистів і блокувань комплексу .

Функції управління та регулювання:

- управління циклом перекидання вагона з формуванням складної циклограми на базі зворотного зв'язку по куту повороту ротора вагоноперекидача;

- точне управління процесом видачі матеріалу з бункерів вагоноперекидача;

- управління пуском і зупинкою комплексу видачі матеріалу (живильники і збірний конвеєр);

- забезпечення технологічних блокувань і захистів;

- формування статусних сигналів, попереджувальної і аварійної інформації для відображення на робочій станції оператора;

- діагностика стану електричної частини комплексу на основі аналізу зібраних даних з видачею повідомлень на всі засоби візуалізації.

Функції системи відображення:

- відображення стану механізмів та електрообладнання комплексу.

- розшифровка і відображення даних діагностики комплексу.

- ведення протоколу подій в системі управління та електричної частини комплексу.

Впровадження системи дозволило: збільшити продуктивність вагоноперекидача на 20 %, зменшити кількість простоїв за рахунок впровадження системи діагностики, максимально виключити виникнення механічних ударних навантажень за рахунок використання частотних приводів - як результат заощадження рухомого складу та збільшення терміну служби механічного обладнання.



5. ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ

Витрати на створення розробки (одноразові) визначаються за формулою:

К=Кп+Кв,

де Кп - передвиробничі витрати, грн.;

Кв - капітальні витрати на створення розробки, грн.

Передвиробничі витрати Кп включають витрати:

- на проектування системи;

- на програмування, створення програмних виробів, що утворять прог-рамне забезпечення системи;

- на підготовку інформаційного забезпечення тривалого користування;

- на налагодження і введення системи у роботу.

До складу капітальних витрат Кв входять витрати на придбання комплексу технічних засобів і його стандартного забезпечення, а також витрати на установлення КТЗ, його монтаж і налагодження.

5.1 Планування робіт зі створення розробки

Планування розробки здійснюється за допомогою методу мережевого планування та управління (МПУ), що істотно знижує терміни розробки. Внаслідок цього етапу повинні бути визначені тривалість і трудомісткість робіт з проектування.

Система МПУ включає:

- складання переліку етапів і визначення тривалості робіт;

- побудову мережного графіка;

- розрахунок основних параметрів мережного графіка.

Весь комплекс робіт з проектування можна підрозділити на етапи. По кожному етапу вказуються трудомісткість, виконавці і тривалість робіт наве-дена у таблиці. 5.1.1.

У випадку, коли важко установити загальну тривалість робіт у зв'язку з високим ступенем новизни й елементами невизначеності в процесі виконання більшості робіт, можна використовувати імовірнісний метод визначення загальної трудомісткості.

При цьому використовують дві або три ймовірні оцінки часу, які визначають відповідальні виконавці по кожному етапу робіт.

Ці оцінки звичайно виражаються в днях і є вихідними для розрахунку очікуваного часу виконання роботи за формулою :

де tоч - очікувана оптимальна оцінка часу виконання роботи, днів;

tmin - мінімально необхідний час на виконання роботи при найбільш сприятливих умовах, днів;

tmax - максимальні витрати часу на виконання роботи при несприятливих умовах, днів.

Ступінь правильності визначення tоч перевіряють розрахунком розкиду між мінімальною і максимальною оцінками часу Р, що визначається за формулою :

,

Найбільше значення говорить про малий ступінь невизначеності оцінки часу роботи.



Таблиця 5.1 - Характеристика робіт з проектування розробки.

Найменування роботи	Часові оцінки,дн	Роз- кид Р	Виконавці	Трудоміст-кість, люд.-дн.
	tmin	tmax	tоч		Спеціальність	Кількість
Аналіз, узгодження та затвердження технічного завдання	2	5	3	0,6	Інж.-електрик	3	1
Аналіз будови та опис вагоноперекидача ВРС-125	5	7	6	0,4	Інж.-механік	3	2
Опис системи РКСУ, яка встановлена на вагоноперекидачі	1	3	2	0,4	Інж.р-електрик	1	2
Аналіз та опис характеристик системи СУРК	2	3	2	0,2	Інж.-електрик	1	2
Аналіз та опис характеристик системи PLC-5/40E	2	4	3	0,4	Інж.-електрик	1	3
Аналіз та опис характеристик системи Sinumerik-802	3	4	3	0,2	Інж.-електрик	1	3

Мережний графік являє собою інформаційно-динамічну модель. Перелік робіт цього графіка наведено у таблиці 5.2, розрахунок параметрів робіт у таб-лиці 5.3,розрахунок пераметрів шляхів у таблиці 5.4,а графік на рисунку 5.1

У таблицях використані наступні позначення:

i - номер події, що передує роботі;

j - номер події, що завершує роботу;

tij - тривалість виконання роботи i-j, днів;

Ранній термін початку роботи i-j: Тр.п.ij=Трі

Ранній термін закінчення роботи i-j: Тр.з.ij=Тр.п.ij + tij.

Пізній термін початку роботи i-j: Тп.п.іj=Тп.з.ij - tij.

Пізній термін закінчення роботи i-j: Тп.з.іj=Тпj

Повний резерв часу роботи i-j: Rпij= Tпj -Tpi - tij.

Вільний резерв часу роботи: Rвij= Tрj -Tpi - tij.

Повний резерв часу шляху дорівнює різниці між довжиною критичного шляху Т() і довжиною будь-якого іншого повного шляху: .

Коефіцієнт напруженості робiт:

,

де - тривалість робіт і-го шляху,

- тривалість робіт на критичному шляху,

- тривалість робіт , що збігаються з критичним шляхом.

Таблиця 5.2 - Перелік робіт і подій мережного графіка.

Номер події	Подія	Код роботи і - j	Зміст роботи	Тривалість роботи, днів
1	2	3	4	5
1	Проаналізовано, узгоджено та затверджено технічне завдання	0-1	Аналіз, узгодження та затвердження технічного завдання	1
2	Опис вагоноперекидача ВРС-125	1-2	Аналіз будови та опис вагоноперекидача ВРС-125	2
3	Зроблено опис системи СУРК, яка встановлена на верстаті	2-4	Опис системи СУРК, яка встановлена на верстаті	2
4	Проаналізовано та зроблений опис характеристик системи PLC-5/40E	2-5	Аналіз та опис характеристик системи PLC-5/40E	2
5	Визначено капітальні та експлуатаційні витрати	3-7	Визначення капітальних та експлуатаційних витрат	2
6	Проаналізовано та зроблений опис характеристик системи Sinumerik-802	5-8	Аналіз та опис характеристик системи Sinumerik-802	3
7	Проект економічно обґрунтований	7-9	Економічне обґрунтування проекту	1
8	Обґрунтовано вибір системи СУРК для модернізації	8-10	Обґрунтування вибору системи СУРК для модернізації	1
9	Зроблено опис роботи з системою Sinumerik-802	10-11	Опис роботи з системою Sinumerik-802	2
10	Досліджено фотооптичні давачи переміщення	11-12	Дослідження фотооптичних давачів переміщення	3
11	Досліджено прецизійні давачи лінійних переміщень	11-13	Дослідження прецизійних давачів лінійних переміщень	3
12	Досліджено індуктивні давачи	11-14	Дослідження індуктивних давачів	4
13	Досліджено інкрементальний роторний енкодер	12-15	Дослідження інкрементального роторного енкодера	3
14	Обґрунтовано вибір та розрахунок електропривода для вагоноперекидача	15-16	Обґрунтування вибору та розрахунок давача для верстата ТПК-125	1
15	Схема з'єднання усіх блоків електропривода розроблена	16-17	Розробки схеми з'єднання усіх блоків верстата	1
16	Розроблена процедура перевірки відпрацювання технологічної програми методом моделювання	17-18	Розробка процедури перевірки відпрацювання технологічної програми методом моделювання	3
17	Технічна документація оформлена	18-19	Оформлення технічної документації	1
Всього	42

Таблиця 5.4 - Розрахунок параметрів шляхів мережного графіку.

Номер шляху	Номери подій, через які проходить шлях	Тривалість шляху, днів	Резерв часу шляху	Коефіцієнт напруженості шляху
1	2	3	4	5
1	0-1-2-5-8-10-11-12-15-16-17-18-19	23	0	1
2	0-1-3-7-9-18-19	9	14	0,33
3	0-1-2-4-8-10-11-12-15-16-17-18-19	20	3	0,40
4	0-1-2-6-8-10-11-12-15-16-17-18-19	21	2	0,60
5	0-1-2-4-8-10-11-14-15-16-17-18-19	18	5	0,18
6	0-1-2-4-8-10-11-13-15-16-17-18-19	17	6	0,45
7	0-1-2-6-8-10-11-14-15-16-17-18-19	19	4	0,64
8	0-1-2-6-8-10-11-13-15-16-17-18-19	18	5	0,50

Роботи з проектування будуть проводитися згідно графіку. Календарний план робіт наданий у таблиці 5.5

Таблиця 5.5 - Календарній план робіт з проектування.

Код роботи	Робота	Тривалість роботи, дн.	Початок роботи	Завершення роботи
1	2	3	4	5
0-1	Проаналізовано, узгоджено та затверджено технічне завдання	Проаналізовано, узгоджено та затверджено технічне завдання	01.03.2014	01.03.2014
1-2	Опис вагоноперекидача ВРС-125	Опис вагоноперекидача ВРС-125	02.03.2014	03.03.2014
1-3	Зроблено опис системи СУРК, яка встановлена на верстаті	Зроблено опис системи СУРК, яка встановлена на верстаті	02.03.2014	06.03.2014
2-4	Проаналізовано та зроблений опис характеристик системи PLC-5/40E	Проаналізовано та зроблений опис характеристик системи PLC-5/40E	05.03.2014	06.03.2014
2-5	Визначено капітальні та експлуатаційні витрати	Визначено капітальні та експлуатаційні витрати	05.03.2014	06.03.2014
2-6	Проаналізовано та зроблений опис характеристик системи Sinumerik-802	Проаналізовано та зроблений опис характеристик системи Sinumerik-802	05.03.2014	07.03.2014
3-7	Проект економічно обґрунтований	Проект економічно обґрунтований	07.03.2014	12.03.2014
5-8	Обґрунтовано вибір системи СУРК для модернізації	Обґрунтовано вибір системи СУРК для модернізації	07.03.2014	13.03.2014
7-9	Зроблено опис роботи з системою Sinumerik-802	Зроблено опис роботи з системою Sinumerik-802	13.03.2014	13.03.2014
8-10	Досліджено фотооптичні давачи переміщення	Досліджено фотооптичні давачи переміщення	14.03.2014	14.03.2014
10-11	Досліджено прецизійні давачи лінійних переміщень	Досліджено прецизійні давачи лінійних переміщень	15.03.2014	16.03.2014
11-12	Досліджено індуктивні давачи	Досліджено індуктивні давачи	19.03.2014	21.03.2014
11-13	Досліджено інкрементальний роторний енкодер	Досліджено інкрементальний роторний енкодер	19.03.2014	21.03.2014
11-14	Обґрунтовано вибір та розрахунок електропривода для вагоноперекидача	Обґрунтовано вибір та розрахунок електропривода для вагоноперекидача	19.03.2014	22.03.2014
12-15	Схема з'єднання усіх блоків електропривода розроблена	Схема з'єднання усіх блоків електропривода розроблена	22.03.2014	26.03.2014
15-16	Розроблена процедура перевірки відпрацювання технологічної програми методом моделювання	Розроблена процедура перевірки відпрацювання технологічної програми методом моделювання	27.03.2014	27.03.2014
16-17	Технічна документація оформлена	Технічна документація оформлена	28.03.2014	28.03.2014
Всього	42	--	--

Як видно з рисунку 5.1, тривалість розробки проекту за сітьовим графіком складає 23 дня. При послідовному виконанні цих же робіт тривалість складала б 42 дня, отже, тому необхідно проводить розробку за мережним графіком.

5.2 Визначення витрат на розробку і проектування

Підсумком розрахунків цього розділу є калькуляція кошторисної вартості робіт з розробки, яка наведена у таблиці 5.6

Визначення витрат на матеріали

До цієї статті входить вартість основних і допоміжних матеріалів (папір, флеш-пам'ять, картридж, канцелярські товари і т.д.), необхідних для розробки проекту системи. Транспортно-заготівельні витрати приймаються рівними 3-10% вартості матеріалів. Розрахунок наводиться в таблиці 5.6

Таблиця 5.6 - Розрахунок витрат на матеріали.

Найменування, вид, тип, марка	Одиниця виміру	Ціна за одиницю вим.,грн	Кількість од. вим.	Сума витрат, грн.
Папір	уп.	45,0	2	90,0
Канцелярські товари	набір	120,0	1	120,0
Флеш-пам'ять	шт.	85,0	2	170,0
Тонер	шт.	175,0	1	175,0
Разом	-	-	-	555,0
Транспортно- заготівельні витрати	-	-	-	27,75
Всього	-	-	-	582,75

Розрахунок основної та додаткової заробітної плати

Витрати по цій статті складаються з планового фонду зарплати всіх категорій працівників, зайнятих розробкою проекту.

Місячні посадові оклади працівників, погодинні тарифні ставки, премії, надбавки і доплати за положенням, режимний фонд часу приймаються за даними підприємства переддипломної практики. Розрахунок наводиться в таблиці 5.7

Додаткова заробітна плата визначається в розмірі 8-10% основної заробітної плати штатних працівників.

ЗПд=10260,840,1=1026,09 (грн.)

Розрахунок єдиного соціального внеску

Єдиний соціальний внесок визначається в процентному відношенні до суми основної і додаткової зарплати відповідно до встановленого нормативу на підприємстві, де виконується проект (38,54%).

ЕСВ=(10260,84+1026,09 )0,3854=4349,98 (грн.)

Витрати на спеціальне устаткування

До цієї статті входять витрати на придбання, транспортування, монтаж, налагодження та експлуатацію спеціального устаткування, використовуваного при проектуванні для проведення розрахунків. До цього відносять ЕОМ, принтери, сканери, модеми й інше дороге устаткування тривалого користування (тобто основні фонди, що використовуються).

Тут же враховуються витрати на оплату машинного часу вже наявних використовуваних ЕОМ, які можуть бути визначені за формулою:

,

де Смч - витрати на оплату машинного часу, грн.;

Рекс - експлуатаційні витрати на одну годину машинного часу ЕОМ даного типу, грн./год.;

Тм - час використання ЕОМ даного типу при проектуванні, год.

Устаткування необхідно для виконання робіт тривалістю 40 днів (60% від загального обсягу робіт). Помноживши на тривалість робочого дня (8 годин) одержимо машинний час 40 8= 320 годин. Експлуатаційні витрати на одну годину робочого часу встаткування визначаються за кошторисом витрат на утримання та експлуатацію встаткування (таблиця 5.8) та річним ефективним фондом часу (Феф = 1800 годин за однозмінною роботою).

Стаття «Амортизаційні відрахування» визначають за формулою:

,

де Фб - балансова вартість устаткування, грн.;

На - норма амортизаційних відрахувань на повне відновлення устаткування даного виду (50%).

Підставивши у формулу значення балансової вартості використовуваного встаткування (Ноутбук ASUS K50C-C220SCENWW Intel Celeron M220 1.2 GHz; RAM 2 Gb; HDD 250 Gb, DVD-SM; 15,6" HD WXGA TFT (1366x768), SiS Mirage 3 Graphics; LAN, WLAN 802.11b/g; WebCamera 0.3 Mpix; 2xUSB; Li-Ion 6 Cell; 2,6 кг; Free DOS - 2987,00 грн. та принтер лазерний Canon i-SENSYS LBP-6000 Black - 1049,00 грн.):

Стаття «Експлуатація устаткування» включає витрати на споживану устаткуванням електроенергію, допоміжні матеріали і річний фонд оплати праці персоналу, що обслуговує устаткування з урахуванням відрахувань єдиного соціального внеску.

Витрати на електроенергію, з огляду на те, що обладнання працює 8 годин на день та 250 днів на рік, споживаючи 450 Вт потужності при вартості 1 кВт - години електроенергії 91 коп.:

Вел.ен. = 250 8 0,45 0,91 = 819 (грн.)

Оплату праці фахівця з ремонту й експлуатації обладнання, виходячи з того, що його місячна заробітна плата становить 2100 грн., доплати 20% і єдиний соціальний внесок становлять 38,19%, а роботі над даним проектом він приділяє 5% свого робочого часу:

Взп = 2100 1,2 1,3854 12 0,05 = 2094,72 (грн.)

Таким чином, сума витрат на експлуатацію устаткування становить:



819 + 2094,72 = 2913,72 (грн.)

Стаття «Витрати на поточний ремонт устаткування» залежать від виду устаткування і можуть бути прийняті у розмірі 3-5 % його балансової вартості.

Врем=44400,03=133 (грн.)

Стаття «Інші витрати» складає 2-3 % суми усіх попередніх статей витрат на утримання і експлуатацію устаткування.

Вінш=5266,720,03=158,02 (грн.)

У таблиці 5.8 наведено кошторис витрат на утримання устаткування. Розділивши підсумкове значення таблиці 7.8 на фонд часу 1800 годин одержимо експлуатаційні витрати на 1 годину машинного часу:

Рексп=5424,74/ 1800 =3,02 (грн./ч.)

А за увесь час розробки: Смч= 320 3,02=966,4 (грн.)

Таблиця 5.8 - Кошторис витрат на утримання устаткування.

Стаття витрат	Сума, грн.
Амортизація устаткування	2220,0
Експлуатація устаткування (крім витрат на поточний ремонт)	2913,72
Поточний ремонт устаткування	133,0
Інші витрати	158,02
Всього	5424,74

До накладних витрат відносяться витрати на загальне управління і загальногосподарські витрати (заробітна плата працівників апарата управління, канцелярські витрати, утримання та експлуатація будівель і т.д.).

Накладні витрати включаються у вартість проектування непрямим шляхом, тобто - пропорційно основній заробітній платі виробничого персоналу (60 - 100 %).

НВ=10260,841,0=10260,84 (грн.)

На основі усіх попередніх розрахунків складаємо кошторис вартості робіт наведено у таблиці 5.9

Таблиця 5.9 - Кошторис вартості робіт з розробки проекту.

Стаття витрат	Сума, грн.	Структура, %
Матеріали	582,75	2,08
Основна заробітна плата	10260,84	36,65
Додаткова заробітна плата	1026,09	3,67
Єдиний соціальний внесок	4349,98	15,54
Витрати на спеціальне устаткування	966,4	3,45
Накладні витрати	10260,84	36,65
Інші витрати	548,94	1,96
Всього	27995,84	100,00

5.3 Розрахунок капітальних та експлуатаційних витрат споживача

Розмір капітальних вкладень споживача, пов'язаних із придбанням і впровадженням нових проектів, програм і техніки визначається за формулою 5.1

Передвиробничі витрати, пов'язані з розробкою проекту розраховані в таблиці 5.9. і складають 27995,84 грн.

Капітальні вкладення споживача у модернізацію системи числового програмного керування роторного вагоноперекидача ВРС-125 включають витрати на придбання ЧПК 77625 грн. та давачи для модернізації 2 од. по 828 грн.



Таким чином, розмір капітальних вкладень споживача, пов'язаних із придбанням і впровадженням проекту становить:

К= 27995,84 +(77625+2828)1,15=119168,99 (грн.).

Експлуатаційні витрати системи числового програмного керування роторного вагоноперекидача ВРС-125 становлять:

- заробітна плата обслуговуючого персоналу: Зп=29001,11,3854120,02=1060,66 (грн.);

- амортизаційні відрахування: А=91173,150,1=9117,32 (грн.);

- витрати на ремонт: Вр=91173,150,03=2735,15 (грн.);

- витрати на електроенергію: Вел=5,040020,720,80,91=10488,44 (грн.);

- інші експлуатаційні витрат: Він=23401,570,02=468,03 (грн.);

- загальні експлуатаційні витрати системи числового програмного керування роторного вагоноперекидача ВРС-125 становлять 23869,6 (грн.);

5.4 Визначення економічної ефективності проекту

Модернізація системи числового програмного керування токарного верстата ТПК-125 призведе до скорочення витрат на електроенергію:

=7,040020,720,80,91=14683,82 (грн.)

=5,040020,720,80,91=10488,44 (грн.)

Отже, річна економія електроенергії від модернізація системи числового програмного керування токарного верстата ТПК-125 :



Р= 14683,82-10488,44 =4195,38 (грн.)

Економічна ефективність системи визначається співвідношенням вартісної оцінки результату (економії), одержуваного від роботи системи, та сумарних витрат на її створення.

Модернізація системи числового програмного керування роторного вагоноперекидача ВРС-125 призведе до скорочення витрат на електроенергію:

=7,040020,720,80,91=14683,82 (грн.)

=5,040020,720,80,91=10488,44 (грн.)

Отже, річна економія електроенергії від модернізація системи числового програмного керування роторного вагоноперекидача ВРС-125:

Р= 14683,82-10488,44 =4195,38 (грн.)

Також позитивною стороною модернізації є висока надійність системи керування вагоноперекидачем є те, що система PLC-5/40E є дуже надійною і майже не потребує технічного обслуговування та менше часу на саме технічне обслуговування.

Таким чином, окрім економії електроенергії також є економія часу який можна витратити на виготовлення деталей, а не на профілактику та ремонт системи числового програмного керування.



6. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА У НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

Оскільки тема дипломного проекту «Модернізація системи керування електропривода стаціонарного роторного вагоноперекидача на ПАТ ЕВРАЗ ДМЗ ім. Петровського», тому нижче розглянемо заходи по забезпеченню безпеки, виробничої санітарії, гігієні праці і пожежної безпеки при експлуатації електропривода на робочому місці оператора стаціонарного роторного вагоноперекидача у відповідності з методичними вказівками.

На основі аналізу роботи існуючого обладнання і технологічних процесів при експлуатації електропривода стаціонарного роторного вагоноперекидача на дільниці підготовки шихти, згідно ГОСТ 12.0.003-74 (1999) «ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация», виявлені наступні небезпечні та шкідливі виробничі фактори, здатні привести до травм або ушкодження здоров'я працівників та нанести збиток навколишньому середовищу:

- мікроклімат виробничих приміщень;

- шкідливі речовини в повітрі робочої зони;

- освітлення;

- шум, вібрація;

- небезпека ураження електричним струмом;

- статична електрика.

6.1 Заходи по забезпеченню безпеки

Електропривод з частотним керуванням стаціонарного роторного вагоноперекидача ВРС-125 згідно пунктів 1.1.4. та 1.1.13 «ПУЕ» відноситься до закритих чи внутрішніх електроустановок з величиною напруги до 1000 В з ізольованою нейтралею, експлуатується в приміщеннях з підвищеною безпечністю, які характеризуються наявністю там наступних умов:

- вогкість;

- струмопровідні стелі;

- висока температура;

- можливість одночасного дотику людини до технологічних механізмів з одного боку та з іншого боку - до металевих корпусів електрообладнання.

Даний електропривод проектується згідно вимог ДСТУ 3886-99 «Енергозбереження. Системи електроприводу. Метод аналізу та вибору», а також згідно вимог висуваних до вагоноперекидачу ВРС-125 за ТУ У 29.2-34359701-003:2007 та ГОСТ 22235-76 «Вагоны грузовые магистральных железных дорог колеи 1520 мм. Общие требования по обеспечению сохранности при производстве погрузочно-разгрузочных и маневровых работ».

Для виробництв, де використовується вагоноперекидач, припустимо використання заземлення лише з з ізольованою нейтралею, оскільки працюючі мають більшу безпеку за однофазного торкання з огляду більшого опору ізоляції проводів.

Згідно ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление. Зануление» в електроустановках з напругою менше 1000 В мережі з ізольованою нейтралею опір заземлюваного пристрію Rз не повинний перевищувати 4 Ом.

Згідно ГОСТ 12.1.009-76 (1999) «Электробезопасность. Термины и определения» електропривод вагоноперекидача ВРС-125 має подвійну ізоляцію всіх своїх струмовидних частин тобто така ізоляція складається з робочої та додаткової ізоляцій, відноситься до І класу електротехнічних виробів згідно ГОСТ 12.2.007.0-75 «Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические» (елемент для заземлення).

Допуск персоналу до роботи на вагоноперекидачі здійсюється згідно типової інструкції по охороні праці РД 34.03.268-93 «Типовая инструкция по охране труда для машиниста вагоноопрокидывателя» (для машиніста вагоноперекидачу ВРС-125.

Робочою зоною вагоноперекидача ВРС-125 є пульт керування, під час роботи доступ до самого вагоноперекидачу є забороненим.

Згідно пункту 1.2.17. «ПУЕ» електропривод вагоноперекидача ВРС-125 відноситься до електроприймників І-ї категорії - електроприймник, перерва електропостачання якого може призвести за собою розлади складного технологічного процесу.

Виділяють три системи засобів і заходів забезпечення електробезпеки:

* система технічних засобів і заходів;

* система електрозахисних засобів;

* система організаційно-технічних заходів і засобів.

Система технічних засобів і заходів з електробезпеки. Технічні засоби і заходи з електробезпеки реалізуються в конструкції електроустановок при їх розробці, виготовленні і монтажі відповідно до чинних нормативів. За своїми функціями технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки діляться на дві групи:

¦ технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок;

¦ технічні заходи і засоби забезпечення електробезпеки при аварійних режимах роботи електроустановок.

Основні технічні засоби і заходи забезпечення електробезпеки при нормальному режимі роботи електроустановок включають:

* ізоляція струмовідних частин;

* недоступність струмовідних частин;

* блоківки безпеки;

* засоби орієнтації в електроустановках;

* виконання електроустановок, ізольованими від землі;

* захисне розділення електричних мереж;

* застосування малих напруг;

* компенсація ємнісних струмів замикання на землю;

* вирівнювання потенціалів.

З метою підвищення рівня безпеки, залежно від призначення, умов експлуатації і конструкції в електроустановках застосовується одночасно декілька з перелічених технічних засобів і заходів.

Ізоляція струмовідних частин. Забезпечує технічну працездатність електроустановок, зменшує вірогідність попадань людини під напругу, замикань на землю і на корпус електроустановок, зменшує струм через людину при доторканні до неізольованих струмовідних частин в електроустановках, що живляться від ізольованої від землі мережі.

Вимоги щодо комплектування електроустановок електрозахисними засобами регламентуються Правилами, Положенням про порядок забезпечення працівників спеціальним одягом, спеціальним взуттям та іншими засобами індивідуального захисту «Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів» введених у 2006 році.

Система організаційно-технічних заходів і засобів. Основні організаційно-технічні заходи і засоби щодо попередження електротравм регламентуються «Правила технічної експлуатації електроустановок споживачів», якими відповідальність за організацію безпечної експлуатації електроустановок покладається на роботодавця.

Згідно розділу 5 НПАОП 40.1-1.32-01 «Правила устройства электроустановок. Электрооборудование специальных установок.» (приміщення, де розташовується розглядуване електрообладнання, відноситься до пожежонебезпечної зони П-ІІа, тут розміщуються тверді горючі річовини та матеріали. Мінімальний ступінь захисту оболонок обладнання ІР44.

Захист від перевантажень, коротких замикань, порушень режимів роботи вагоноперекидача здійснюється згідно пункту 1.7. ПУЕ.

Розрахунок розрахунок рівня електробезпеки:

Працюючий доторкається до корпусу електрообладнання, що підключене до однофазної мережі змінного струму напругою UM = 220 В.

Розрахувати величину напруги доторкання UД та величину сили струму, що буде протікати через людину ІЛ у випадку «пробою» напруги на корпус обладнання, якщо корпус електрообладнання заземлений через опір RЗ.

Вихідні дані: опір тіла людини RЛ = 1000 Ом, oпір взуття RВ = 900 Ом, опір ізоляції електропроводів R1 = 6000 Oм та R2 = 8500 Oм, опір заземлення RЗ=3 В.

Хід розрахунку:

Напруга, під якою опинилася людина при доторканні до корпуса електроустановки UЛ, визначається як:

Cтрум, що проходить скрізь тіло людини:

де qЗ, qЛ, q1, та q2 - провідності, величини зворотні опору відповідно заземлення, людини, першому та другому опорів.

Отримуємо після розрахунків наступні величини:

UЛ = 0,1 В.

ІЛ = 4*10-2 А.

Заходи щодо забезпечення виробничої санітарії і гігієни праці для на дільниці підготовки шихти розроблені відповідно до вимог ГН 3.3.5-8.6.6.1-2002 «Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу».

Враховуючі наявні шкідливі виробничі фактори для металургійного та коксохімічного виробництв до яких належить ПАТ ЕВРАЗ ДМЗ ім. Петровського, відповідно до вимог ДСП 173-96 «Державні санітарні правила планування та забудови населених пунктів» дільниця підготовки шихти, в якому експлуатується електропривод стаціонарного роторного вагоноперекидача ВРС-125, належить до виробництв І санітарного класу, розміри санітарно-захисної зони якого 1000 м. Умови праці персоналу вагоноперекидача відносяться до 3-го класу - шкідливі умови праці, що характеризуються такими рівнями шкідливих виробничих факторів, які перевищують гігієнічні нормативи і здатні чинити несприятливий вплив на організм працюючого та/або його потомство.

Згідно ДСН 3.3.6-042-99 «Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень» та ГН 3.3.5-8.6.6.1-2002 «Гігієнічна класифікація праці за показниками шкідливості та небезпечності факторів виробничого середовища, важкості та напруженості трудового процесу» (за важкістю робіт робота персоналу вагоноперекидача ВРС-125 віднесена до фізичної роботи середньої важкості (категорія IIа), при яких витрата енергії дорівнює 176 - 232 Вт (151 - 200 ккал/год.). До категорії IIа належать роботи, пов'язані з ходінням, переміщенням дрібних (до 1 кг) виробів або предметів в положенні стоячи або сидячи і потребують певного фізичного напруження.

Допустимі величини мікрокліматичних умов встановлюються у випадках, коли на робочих місцях не можна забезпечити оптимальні величини мікроклімату за технологічними вимогами виробництва, технічною недосяжністю та економічно обгрунтованою недоцільністю.

Перепад температури повітря по висоті робочої зони при забезпеченні допустимих умов мікроклімату не повинен бути більше 3° C для всіх категорій робіт, а по горизонталі робочої зони та протягом робочої зміни - виходити за межі допустимих температур для даної категорії роботи, вказаних в табл.

Оптимальне освітлення пульта керування вагоноперекидача ВРС-125 забезпечується шляхом комбінації природнього та штучного освітлення згідно вимог ДБН В.2.5-28-2006 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Природне і штучне освітлення.»

Забезпечення захисту пульта керування вагоноперекидача ВРС-125 від виробничого шуму, відбувається згідно ДСН 3.3.6.037-99 «Санітарні норми виробничого шуму, ультразвуку та інфразвуку» та ГОСТ 12.1.003-83* «ССБТ. Шум. Общие требования безопасности». Робоче місце обладнається шумозахистом, який повинен забезпечити наступні показники рівня шуму.

Забезпечення захисту пульта керування вагоноперекидача ВРС-125 від вібрації відбувається згідно ДСН 3.3.6.039-99 «Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації» та ГОСТ 12.1.012-90 «ССБТ. Вибрационная безопасность. Общие требования» обладнанням спеціальних вібродемпферувальних пристроїв на підлозі пульта керування.

Виконання вимог до санітарно-побутових приміщень та режиму праці і відпочинку персоналу пульта керування вагоноперекидача ВРС-125 забезпечується згідно СНиП 2.09.04-87* «Административные и бытовые здания» виділенням окремої кімнати відпочинку та приймання їжі.

Заходи з пожежної безпеки для дільниці підготовки шихти, в якому експлуатується електропривод стаціонарного роторного вагоноперекидача ВРС-125, розроблені відповідно до вимог НАПБ А.01.001-2004 «Правила пожежної безпеки України».

З аналізу речовин і матеріалів, що використовуються в виробництві, згідно НАПБ Б.03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будинків і зовнішніх установок з вибухопожежної і пожежної безпеки» та СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания», приміщення доменного цеху та дільниці, де експлуатується електропривод вагоноперекидача належить до виробництва категорії «В» з пожежної небезпеки.

Відповідно до категорії виробництва з пожежної небезпеки «В» і вимогами ДБН В.1.1.7-2002 «Пожежна безпека об'єктів будівництва», на дільниця підготовки шихти має І ступінь вогнестійкості.

Евакуаційні виходи згідно НАПБ Б.03.002-2007 «Норми визначення категорій приміщень, будинків і зовнішніх установок з вибухопожежної і пожежної безпеки» та СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания» повинні розташовуватися розосереджено. Висота та ширина у просвіті евакуаційних виходів (дверей) має розмір 2,0 м, а ширина - 0,8 м.

Максимальне видалення від найбільш віддаленого робочого місця до найближчого евакуаційного виходу згідно п. 2.29 СНиП 2.09.02-85* «Производственные здания» в одноповерхових будівлях з приміщеннями категорії В приймається 50 м.

Вибір конструкції електроустановок, а також матеріалів, з котрих вони виготовлені, вибір перетину та ізоляції провідників та кабелів

залежить від ступеня пожежонебезпеки навколишнього середовища, режиму роботи електроустановок та можливих перевантажень.

Найбільш пожежонебезпечними є світильники з лампами розжарювання, оскільки температура на поверхні колб може сягати 500 °С. У приміщеннях дільниці підготовки шихти допускається застосування світильників лише в закритому виконанні; скляні ковпаки переносних світильників повинні бути закриті металевою сіткою. Світильники не можна розташовувати біля спалимих конструкцій та горючих речовин.

Арматура світильників повинна бути міцною та надійною. Стан світильників та електромереж повинен систематично перевірятися.

Пускову апаратуру, магнітні пускачі для класів В-1 та В-ІІ необхідно виносити за межі вибухонебезпечних приміщень з дистанційним керуванням.

Проводи у вибухонебезпечних приміщеннях мають прокладатися у сталевих трубах. Може використовуватися броньований кабель.

Світильники для класів В-І, В-ІІ, В-ІІа встановлюються в вибухозахищеному виконанні.

Світильники необхідно періодично чистити від пилу та забруднень, а лампи, що перегоріли, слід замінювати.

Відповідальність за заходи пожежної безпеки при проведенні зварювальних та інших вогневих робіт покладається на керівників робіт, дільниць, цехів, підприємств.

Місця для проведення вогневих робіт можуть бути постійними і тимчасовими. Постійні місця визначаються наказом керівника підприємства, а тимчасові - письмовим дозволом керівника підрозділу.

Виконавці робіт (електрозварювальники, газозварювальники, газорізальники, паяльники, бензорізальники та ін.) повинні бути проінструктовані про заходи пожежної безпеки відповідальними особами.

Місця проведення вогневих робіт повинні бути вільними від горючих матеріалів у радіусі не менше 5 м. Для газового зварювання застосовують такі речовини, як ацетилен, метан, пари бензину та гасу, що збільшує небезпеку пожежі та вибуху. Карбід кальцію слід зберігати на стелажах у закритих барабанах у сухому добре провітрюваному наземному приміщенні. Нижня полиця стелажа повинна розташовуватися на висоті 20 см від підлоги, щоб запобігти затопленню карбіду кальцію водою.

Перед проведенням тимчасових вогневих робіт розробляються заходи пожежної безпеки, сповіщається пожежна охорона, призначаються особи, відповідальні за забезпечення пожежної безпеки і після цього видається письмовий дозвіл на проведення робіт. Такий дозвіл дається на одну зміну. Після закінчення вогневих робіт зварник зобов'язаний оглянути місце роботи, полити водою спалимі місця. Через 3...5 годин місце роботи слід перевірити.

Перед зварюванням ємності, в котрих зберігалося рідке пальне, горючі гази, слід очистити, промити гарячою водою з каустичною содою, пропарити, просушити, провентилювати, зробити аналіз повітря. При зварюванні люки та пробки повинні бути відкритими.

Згідно НАПБ А.01.003-2009 «Правила улаштування та експлуатації систем оповіщення про пожежу та управління евакуацією людей в будинках та спорудах» та ДБН В.2.5-13-98* «Інженерне обладнання будників і споруд. Пожежна автоматика будинків і споруд» у доменному цеху обладнується система оповіщування про пожежу та управління евакуацією людей (СО) - комплекс технічних засобів та організаційних заходів, за допомогою якого забезпечується повідомлення людей, які перебувають у будинку, про виникнення пожежі, а також управління їх евакуацією. Дільниця підготовки шихти поділяється на зони оповіщування з урахуванням об'ємно-планувальних рішень цеху, шляхів евакуації, поділення на протипожежні відсіки, а також з урахуванням вимог, що наведені в примітці 1 таблиці Е.1 додатка Е до ДБН В.1.1-7-2002 «Пожежна безпека об'єктів будівництва». СО приймається 5-го типу. Пульти управління СО 3-5-го типів розміщюється у приміщенні диспетчерської доменного цеху, до якої відноситься дільниця підготовки шихти. Це приміщення повинне відповідати вимогам пунктів 1.6.13, 1.6.14, 1.6.15 ДБН В.2.5-13 «Інженерне обладнання будинків і споруд. Пожежна автоматика будинків і споруд».

Звукові оповіщувачі повинні відповідати вимогам ДСТУ EN 54-3:2003 «Системи пожежної сигналізації. Частина 3. Оповіщувачі пожежні звукові». Світлові оповіщувачі, які працюють у режимі спалахування, повинні бути червоного кольору, мати частоту мигтіння в межах від 0,5 Гц до 5 Гц та розташовуватись у межах прямої видимості з постійних робочих місць. З огляду на пожежну небезпеку виробництва, передбачається система пожежного водопостачання або автоматичного пожежогасіння та первинні засоби пожежогасіння (вогнегасники різних видів) згідно НАПБ Б.03.001-2004 «Типові норми належності вогнегасників».

Дільниця підготовки шихти з метою протижежного захисту обладнується порошковими вогнегасниками з порошком класів A, B, C, E за нормами належності порошкових вогнегасників для виробничих і складських будинків та приміщень промислових підприємств згідно НАПБ Б.03.001-2004 «Типові норми належності вогнегасників», оскільки саме порошковим вогнегасником можливе гасіння пожежі електрообладнання, що знаходиться під напругою менше 1000 В.



6.2 Заходи безпеки у надзвичайних ситуаціях

Відповідно до нормативу - ГОСТ 12.1.010-76 «ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования» небезпечними та шкідливими факторами, які діють на люднй при вибуху, є: ударна хвиля, тиск на фронті якої перевищує припустимий; полум'я та пожежа; обвалення обладнання, комунікацій , конструкцій будівель і споруд та розліт їх осколків; утворення при вибуху і (або) вихід з пошкоджених апаратів шкідливих речовин, що містяться в них, і вміст цих речовин у повітрі в кількостях більших ГДК.

Прогнозування надзвичайних ситуацій має включати оцінку ймовірності небезпечної події, наслідків та можливого часу його виникнення або хоча б темпів зміни ймовірності виникнення з часом і порівняльного впливу окремих факторів трудового і технологічного процесу та виробничої обстановки і тенденцій їх зміни на ймовірність події.

Оцінка ймовірності наступів небезпечних подій (пожежі та вибуху) є в нормативним вимогою , оскільки ГОСТ 12.1.010-76 «ССБТ. Взрывобезопасность. Общие требования» вимагає, щоб ймовірність виникнення вибуху на будь-якому об'єкті не перевищувала протягом року 10-6 або (за технічної недоцільності досягнення цього параметра ) щоб імовірність впливу небезпечних факторів пожежі на персонал не перевищувала цього значення.

Запобігання виникненню надзвичайних ситуацій на виробництві, пов'язаних з пожежами та вибухами, потребує розробки і впровадження спеціальної системи організаційних та організаційно- технічних заходів, що містить:

- розробку і реалізацію норм і правил вибухопоженебезпечності , інструкцій з поводження з вибухопожежонебезпечними матеріалами, про дотримання протипожежного режиму і діях людей при виникненні пожежі, регламентів і норм ведення технологічних процесів;

- паспортизацію речовин , матеріалів, виробів , технологічних процесів, будівель і споруд у частині забезпечення вибухопожежобезпеки, перелік вибухопожежонебезпечних ділянок;

- організацію навчання , інструктажу і допуску до роботи персоналу, що обслуговує вибухо пожежонебезпечні цехи і ділянки або виконує на них ремонтні роботи;

- організацію пожежної охорони , відомчих служб пожежної безпеки , пожежно -технічних комісій на підприємствах;

- постійний контроль та нагляд за дотриманням норм технологічного проектування, технологічного режиму, правил і норм вибухопожежобезпеки ;

- організацію протиаварійних, газорятівних і гірничорятувальних робіт та встановлення порядку ведення робіт в аварійних умовах; складання плану ліквідації аварій;

- визначення порядку зберігання речовин та матеріалів залежно від їх фізико -хімічних і вибухопожежонебезпечних властивостей із забезпеченням окремого зберігання матеріалів , взаємодія яких призведе до збільшення наслідків пожежі або вибуху , може викликати токсичні ураження , а також матеріалів , гасіння яких одними і тими ж засобами неприпустимо;

- нормування чисельності персоналу на вибухопожежонебезпечних об'єктах, обмеження доступу на ці об'єкти сторонніх, позначення небезпечних ділянок за допомогою попереджувальних написів і знаків;

- оповіщення персоналу і населення про небезпечну ситуацію;

- розробку порядку дій адміністрації, робітників, службовців та населення при пожежі та евакуації людей;

- забезпечення основних видів, кількості, розміщення та обслуговування пожежної техніки за ГОСТ 12.4.009-83 «ПОЖАРНАЯ ТЕХНИКА ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТОВ » , яка повинна забезпечувати ефективне гасіння пожежі, бути безпечною для природи і людей.

Зробимо оцінку стійкості промислового об'єкта до впливу повітряної ...