AnalogRead()Считывает величину напряжения с указанного аналогового вывода. В составе Ардуино есть 6-канальный (8-канальный - в Mini и Nano, 16 - в Mega) 10-битный аналогово-цифровой преобразователь, который преобразовывает входное напряжение из диапазона 0 - 5 В в целочисленные значения в пределах от 0 до 1023 соответственно. Разрешающая способность АЦП составляет: 5 В / 1024 значения или 0.0049 В (4.9 мВ) на одно значение. Входной диапазон и разрешающая способность могут меняться с помощью функции analogReference().

Для считывания значения с аналогового входа требуется около 100 микросекунд (0.0001 с), поэтому максимальная частота опроса вывода приблизительно равна 10 000 раз в секунду.

Программа проверяет, значение someVariable больше чем 50 или нет. Если да, то выполняются определенные действия. Говоря иначе, если выражение в круглых скобках истинно, выполняются операторы внутри фигурных скобок. Если нет, программа пропускает этот код.

Скобки после оператора if могут быть опущены. Если так сделано, только следующая строка (обозначенная точкой с запятой) становится оператором, выполняемым в операторе if.

Комнада Break используется для принудительного выхода из циклов do, for или while, не дожидаясь завершения цикла по условию. Он также используется для выхода из оператора switch

Константы, характеризующие уровень напряжения на выводах, HIGH и LOW. При работе с цифровыми выводами существует всего два значения, которые они могут выводить или считывать: HIGH и LOW.

Понятие HIGH (применительно к выводу) может несколько отличаться в зависимости от того, как настроен вывод - как вход (INPUT) или как выход (OUTPUT). Если функцией pinMode вывод сконфигурирован как вход (INPUT), то при считывании с него данных (функция digitalRead) микроконтроллер ответит HIGH в том случае, когда на выводе присутствует напряжение 3В или больше.

Также возможна ситуация, когда функцией pinMode вывод сконфигурирован как вход (INPUT), после чего функцией digitalWrite на него подается высокий уровень HIGH. В этом случае к выводу будут подключены внутренние подтягивающие резисторы номиналом 20 кОм, что приведет к возникновению на нем высокого уровня HIGH. При считывании значение HIGH будет удерживаться до тех пор, пока внешними цепями на выводе не будет сформирован низкий уровень LOW. Именно так работает режим INPUT_PULLUP.

Если функцией pinMode вывод сконфигурирован как выход (OUTPUT) и функцией digitalWrite на него подан высокий уровень HIGH, то на выводе установится напряжение 5В. В этом режиме он может быть источником тока и, например, засвечивать светодиод, последовательно подключенный через резистор к земле либо к другому выходу с уровнем LOW.

Понятие LOW также имеет разные значения в зависимости от того, как настроен вывод - как вход (INPUT) или выход (OUTPUT). Если функцией pinMode вывод сконфигурирован как вход (INPUT), то при считывании с него данных функцией digitalRead микроконтроллер ответит LOW в том случае, когда напряжение на выводе не превышает 2В.

Если функцией pinMode вывод сконфигурирован как выход (OUTPUT) и функцией digitalWrite на него подан низкий уровень LOW, то на выводе установится напряжение 0В. В этом режиме он может принимать втекающий ток, например от светодиода, подключенного через резистор к +5В либо к другому выходу с уровнем HIGH.

Функция print() выводит через последовательный порт заданный ASCII-текст в виде, понятном для человека. Эта команда может иметь несколько разных форм. При выводе числа каждой его цифре соответствует один ASCII-символ. Дробные числа тоже выводятся в виде ASCII-цифр, при этом после запятой по умолчанию оставляется два десятичных знака. Байты выводятся в виде отдельных символов, а символы и строки выводятся без изменений - "как есть". Например:

Serial.print(78) - выведет "78"

Serial.print(1.23456) - выведет "1.23"

Serial.print('N') - выведет "N"

Serial.print("Hello world.") - выведет "Hello world."

Необязательный второй параметр задает формат вывода; этот параметр может принимать следующие значения: BIN (двоичная система с основанием 2), OCT (восьмеричная система с основанием 8), DEC (десятичная система с основанием 10), HEX (шестнадатиричная система с основанием 16). Для числе с плавающей точкой этот параметр определяет количество десятичных знаков после запятой. Например:

Serial.print(78, BIN) - выведет "1001110"

Serial.print(78, OCT) - выведет "116"

Serial.print(78, DEC) - выведет "78"

Serial.print(78, HEX) - выведет "4E"

Serial.println(1.23456, 0) - выведет "1"

Serial.println(1.23456, 2) - выведет "1.23"

Serial.println(1.23456, 4) - выведет "1.2346"

Функции Serial.print() можно передавать и строки, записанные во флеш-память контроллера. Для этого их нужно заключить в конструкцию F().

Класс Serial используется для связи платы Ардуино с компьютером или другими устройствами. Все платы Arduino имеют, по крайней мере, один последовательный порт (также известный как UART или USART): Serial. Он связан с цифровыми выводами 0 (RX) и 1 (TX), а также используется для связи с компьютером через USB. Таким образом, во время использования последовательного порта, выводы 0 и 1 не могут использоваться в качестве цифровых входов или выходов.

Для связи с Arduino можно использовать специальную программу мониторинга последовательного порта, встроенную в программное обеспечение Ардуино. Для вызова программы нажмите соответствующую кнопку на панели инструментов и установите ту же скорость передачи, что указывается в вашей программе при вызове метода begin().

Arduino Mega имеет три дополнительных последовательных порта: Serial1с выводами 19 (RX) и 18 (TX), Serial2 с выводами 17 (RX) и 16 (TX), Serial3с выводами 15 (RX) и 14 (TX). Данные выводы не связаны с преобразователем USB-UART на плате Mega, поэтому, для организации связи с компьютером через эти выводы понадобится дополнительный внешний преобразователь USB-UART. Для связи же с другим внешним устройством, имеющим последовательный TTL-порт, достаточно соединить всего три вывода: вывод TX с выводом RX устройства, вывод RX - с выводом TX устройства, а землю Mega, соответственно, с землей внешнего устройства.

4. Безопасность жизнедеятельности

4.1 Анализ условий труда в помещении

Повышение эффективности производства, его интенсификация неразрывно связаны с созданием здоровых и безопасных условий труда.

Система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и работоспособности человека в процессе труда является охрана труда. Где не мало, важно является помещения, в котором работают сотрудники производственного процесса. Здание которое, я изучаю в данном раздела находится в городе Алматы, имеет двухэтажное офисное помещение. Ниже на рисунке 1 указан план здание в разрезе, этот план можно применить в расчете эвакуации данного здания при пожаре. На рисунке 2-3 план этажей, но для расчетов я использую только одну из рабочих помещений. Общая площадь имеет 512 м.кв, а площадь офисных зданий 425,5 м.кв., высота всего здание 9,37 м. На рисунке 4.1 изображен разрез двухэтажного офисного здания.

Рисунок 4.1- Разрез двухэтажного офисного здания

Помещения с уставленными в них средствами вычислительной техники относятся к категории повышенной опасности, так как здесь существуют возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединения с землей металлоконструкциям и к металлическим корпусам электрооборудования. К основным факторам, влияющим на здоровье людей, относятся:

- электромагнитные излучения;

- освещение рабочего места в дневное ночное время;

- шум работающей аппаратуры;

- избыточное тепло в помещении в летнее время года;

- возможное поражения человека электрическим током;

- возможность возникновения пожара.

К работе операторов допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности. На проектируемом участке предусматриваются следующие виды инструктажа:

вводный инструктаж проводится с целью ознакомления работающих с общезаводскими правилами по технике безопасности (ТБ) и

производственной санитарии, правилами внутреннего трудового

распорядка и основами законодательства. Этот инструктаж проводит

инженер по охране труда со всеми принимаемыми на работу

независимо от профессии, квалификации, стажа, образования или

должности, в объеме двух часов;

инструктаж на рабочем месте проводится мастером индивидуально с каждыми, с целью ознакомления с действующей инструкцией по охране

труда для конкретной специальности;

текущий инструктаж проводят перед производством работ повышенной опасности, на которые оформляется наряд - допуск;

4) повторный инструктаж проводятся со всеми работающими независимо от квалификации. Этот инструктаж проводится не реже одного раза в полугодие и может быть групповым или индивидуальными в виде беседы с разбором характерных нарушений правил ТБ на участке;

Госнадзор за соблюдением законодательства по охране труда

осуществляет технический инспектор госнадзора, государственные санитарные инспекции и общественные инспекторы местного комитета профсоюза [7]. На рисунке 4.2 изображен план второго этажа.

Рисунок 4.2 План второго этажа

4.2 Пожарная безопасность. Расчет эвакуации людей из помещений

служба пожарной охраны сосредоточена в департаменте противопожарной службы. Все мероприятия пожарной профилактики делятся на 4 группы:

1) Технические мероприятия. Осуществляются на стадии проектирования, включает в себя определения степени защищенности.

2) Эксплуатационные мероприятия. Выполняются инженерным составом при эксплуатации оборудования.

3) Организационные мероприятия. Средства тушения пожаров, инструменты по пожарной безопасности и другие.

4) Режимные мероприятия. Мероприятия, запрещающие использование открытого огня в определенных производствах.

Причины пожаров и взрывов могут быть электрического и неэлектрического характера.

Причинами пожаров и взрывов неэлектрического характера могут быть:

- неосторожное обращение с огнем;

- неисправность производственного оборудования;

- курение в пожароопасных помещениях.

К причинам электрического характера относятся:

- искрение в электрических аппаратах, электростатические разряды и удары молнии;

- токи коротких замыканий, нагревающие проводники до высокой температуры, а также значительные электрические перегрузки проводов и обмоток электрических аппаратов;

- плохие контакты в местах соединения проводов;

- электрическая дуга, возникающая в результате ошибочных операций с коммутационной аппаратурой при переключениях в электроустановках или во время дуговой электрической сварки, которая может вызывать воспламенение расположенных вблизи горючих материалов и маслонаполненных аппаратов.

Ответственность за пожарную безопасность несет начальник вычислительного центра. Помещения, где расположены средства вычислительной техники, в соответствии с противопожарными нормами строительного проектирования промышленных предприятий по степени огнестойкости относятся к 3-й группе, по пожароопасности к категории "В" согласно СНиП 2-М 2-72.

Хранилища информации, где расположена документация, пакеты магнитных дисков, располагаются в обособленных помещениях, оборудованных несгораемыми стеллажами и шкафами.

Для тушения небольших загораний различных веществ и материалов, а также установок, находящихся под напряжением 220 В, применяются переносные углекислотные огнетушители ОУ-5, ОУ-8.

На сто квадратных метров площади, согласно, норм разделения первичных средств пожаротушения необходимо разместить два огнетушителя ОУ-8 и ОП-3.

В противопожарных целях предусмотрена автоматическая пожарная сигнализация. Применена установка типа СТ ППУ-1, реагирующая на дым, тепло и свет от пламени.

Водопроводная сеть, на которой устанавливается пожарное оборудование, должна обеспечить требуемый напор. Пожарный водопровод совмещен с производственным. Потребное количество воды -5л согласно СР и П З-А-70.

Время расчета эвакуации людей можно определить как сумму времени людского потока по некоторым участкам пути, т.е. по формуле 1:

(4.1)

Скорость людского потока можно найти из формулы 2:

(4.2)

L1=60 м, ширина , t=1 мин отсюда

60 м/мин

Соответственно D1 будет равно 2 чел/м 2

Плотность людского потока находим по формуле 3:

 (4.3)

где N является число людей на участке людей [8].

Интенсивность людского потока в помещение имеет q= 5м/мин, скорость т.к. v= 100м/мин, плотность потока D= 0,5 чел/мІ

Здание данного предприятие производства бетонных пли и конструкций имеет степень огнестойкости IIIa, категория производства В. Объем помещение до 15 тыс.мІ, высота помещения имеет меньше 6 м.

4.3 Расчет искусственного освещения

Расчет искусственного освещения производственного помещения является важной задачей, так как необходимо учитывать такие факторы как высота, установки, число светильников, мощность использующих ламп, срок их использования. Выбор числа и расположения светильников.

Освещения помещения влияет на организм человека, также на его работоспособность и внимательность. Освещения делятся на искусственное освещение, естественное освещение, рабочее освещение, эвакуационное освещение, дежурное освещение, охранное освещение.

В помещение оператора имеется естественное освещения, данное освещение осуществляется через окна, боковые освещение, а также одновременно с искусственным освещением через лампы и окна. Данное освещение можно назвать комбинированное освещение.

При выборе лампы рекомендуется использовать по следующим указаниям применять лампы больше единичной мощности, при которых возможно выполнит нормативные требование качества, применять одного разрядные лампы. Рисунок 4.3 указан план размещение ламп в офисном помещение, размер окон, размер дверного проема, размер ламп, расстояние между лампами.

Рисунок 4.3 - План размещение ламп

Расчет освещение можно произвести по формуле и определить достаточно ли освещения в помещение. Расчет ведем для операторной 6x4,5x3 м. Нам необходим световой поток в 2100 лк. Световой поток рассчитывается по формуле 5.4:

, лк, (4.4)

где FE - световой поток;

еН- нормированная минимальная освещенность;

k - коэффициент запаса;

z - коэффициент минимальной освещенности;

n - количество светильников;

v - коэффициент, учитывающий коэффициент отражения в зависимости от светового потока и показателя помещения i, который находим по формуле 4.5:

, (4.5)

где - А и В - соответственно длина и ширина помещения;

Нр - высота над расчетной поверхностью.

По таблице находим v = 0,52.

Отсюда

Итак, нам необходимо 6 светильников типа ЛЦДМ, обеспечивающих общее освещение, удовлетворяющие предъявленным санитарно-гигиеническим нормам, для работы с дисплеями вычислительных машин и считывания показаний с датчиков [9].

4.4 Действие на организм электрического тока. Обеспечение электробезопасность

Воздействие электрического тока на организм человека может вызывать поражения, зависящие от рода и величины тока, а также от продолжительности его действия. Человек ощущает воздействие проходящего тока небольшой величины от 0,6 - 1,5 мА и промышленной частоты 50 Гц и 5-7 мА при постоянном токе. Такой ток называется ощутимым током. Установлено что люди ощущают ток начиная с 1,11 мА либо 50Гц, а пороговой неотпускающий ток для 50% людей является 15 мА, при током поражении тока у человека могут быть парализованы руки, затруднено дыхания и даже возможно фибрилляция сердца. Чем больше ток тем быстрее происходит нарушение работы сердца и легких, при токе 157 мА.

Электрическими травмами могут быть повреждения тканей организма, электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, электроофальмия и механические повреждения [10].

В целях предупреждения поражения электрическим током обслуживающего персонала, согласно требованиям по электрозащите в установках до 1000 В необходимо выполнить следующие организационные и технические мероприятия:

лица, обслуживающие и ремонтирующие аппаратуру должны иметь 3

группу по электробезопасности в установках до 1000 В при

единоличном обслуживании;

обслуживающий персонал (операторы) - вторую группу;

по всему контуру помещения необходима прокладка шины заземления;

4) все металлические конструкции должны быть заземлены, а корпуса электрооборудования присоединены к земле тросиками заземления, согласно правил по технике безопасности.

4.5 Расчет защитного заземления

Если осуществляется контакт с металлической нетоковедущей частью электроустановки, которая не имеет электрического соединения с землей и оказывавшейся под напряжением вследствие пробоя изоляции, равно тому вы прикоснулись к одной из фаз электрической сети. В там случае напряжение будет равно формуле 6:

(4.6)

Человек в свою очередь коснувшегося этого корпуса, будет иметь напряжение прикосновения, фомула 7:

(4.7)

Для того чтобы предотвратить какие либо электрические травмы, которые могут быть вследствие касание с металлическими конструкциями или корпусов электрооборудования, которое возникает из за повреждения изоляции. А также для защиты технического оборудования устраиваются защитные заземления, которые представляют собой преднамеренное соединение с землей, а также возможно ее эквивалентом металлических частей электроустановок, нормально не находящихся под напряжением.

Расчет ведется на примере отдельно расположенного помещения с установленной аппаратурой КИПиА, сигнализацией, компьютерами и освещением. Максимальное линейное напряжение - 0,4 кВ, ток замыкания на землю около двух ампер, грунт - суглинок, климатическая зона - третья, естественные заземлители не используются.

Предполагаются сооружения заземлителя с внешней стороны здания с расположением вертикальных электродов по контуру. В качестве вертикальных заземлителей принимаем стальные стержни диаметром 15 мм и длиной 3 м; верхние концы электродов на глубине 0,7 м, к ним привариваются горизонтальные электроды стержневого типа из той же стали. Решение сводится к следующему:

согласно правилам устройства электроустановок сопротивления

заземляющего устройства R3 = 4 ом, за расчетное R3 = 3 ом - принимаем;

предварительное расстояние между вертикальными электродами - 3 м;

сопротивление искусственного заземления при отсутствии

естественного RИ = R3 = 3 ом;

расчетное удельное сопротивление грунта с учетом пниматических

коэффициентов для горизонтальных и вертикальных электродов

соответственно: ррг = 273 ом ·м; ррв =105 ом · м;

сопротивление растекания одного вертикального электрода

стержневого типа определяется по формуле 5.1:

, ом, (4.8)

где - lВ = 3 мм - длина одного электрода (вертикального);

tB= 0,7+1,5 = 2,2 м - глубина заполнения электрода;

d - диаметр стержня, мм;

Ом

6) предварительное число вертикальных заземлителей находится по формуле 4.2:

(4.9)

где - Кив=0,73 - коэффициент использования заземлителей при отношении lВ к расстоянию между ними, равным единице;

7) расчётное сопротивление растекания горизонтальных электродов определяется по формуле 5.3:

, Ом, (4.10)

где - Киг = 0,77 - коэффициент использования;

lГ = 4x3 = 12 м - предварительная длина горизонтальных электродов;

tr = 0,7 м; - глубина заполнения;

d = 15 мм - диаметр электродов.

Ом

8) окончательное число вертикальных электродов:

принимаем 16 штук.

Делая, вывода по данному разделу дипломной работы в помещение было считано освещение, пожаробезопасноть, заземления, электробезопасность.

Проектируемым участком является вычислительный центр, рабочие места операторов, входящие в это помещение автоматизированной системы управления завода.

Учитывая все сделанные расчеты помещение соответствует требованиями СНиП РК безопасности жизнедеятельности.

5. Технико-экономическое обоснование проекта

5.1 Цели и задачи проекта

Цель разработки цифрового дозатора это обеспечения большего объема производства, уменьшения себестоимости продукции, увеличении качества продукции, а также снижения трудозатрат целесообразно применять автоматическое управление производственным процессом приготовления сухих смесей. В этой дипломной работе была разработана цифровая система управления технологическим процессом приготовления сухих смесей которая позволит реализовать выше перечисленные аспекты.

Основными экономическими показателями для оценки эффективности решений по автоматизации являются:

- капитальные вложения;

- условно постоянные расходы;

- срок окупаемости произведенных капитальных затрат.

Проектируемое производство бетонных смесей должно быль технически целесообразным и экономически эффективным. Для реализации этого положения технологическое смесеприготовительное оборудование должно удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой эксплуатационной надежностью и долговечностью, обеспечивать высокую производительность при сравнительно небольших эксплуатационных расходах на 1 мі бетонной смеси, выпускать бетонную смесь высокого качества, быть несложным и безопасным в эксплуатации [11].

Современное производство выдвигает на первый план необходимость повышения экономической эффективности строительного производства, в том числе, в процессе приготовления бетонных смесей и растворов. Успех определяется масштабами внедрения новейшей техники, использования достижений науки и передового опыта.

Главный критерий эффективности - это снижение удельных приведенных затрат на конечную продукцию, выработанную по улучшенной технологий.

5.2 Обоснование необходимости разработки системы

Прибором реализуются следующие функции дозирования:

- формирование команд управления "быстрой" и "точной" загрузкой до трех компонентов (при необходимости дозирования в один дозатор более трех компонентов предусмотрено параллельное подключение нескольких приборов к одной группе датчиков веса дозатора);

- отображение состояний 6-и выходных ключей управления загрузкой компонентов и 2-х ключей, формирующих команды "ГОТОВНОСТЬ" и "ВЫГРУЗКА";

- отображение цифрового значения номера рецепта, текущего веса компонентов в дозаторе, множителя дозы (объема) и заданного значения веса дозы на цифровых и алфавитно-цифровых индикаторах;

- подсчета количества отвесов, вычисления суммарной массы расхода по каждому компоненту создаваемых рецептур;

- автоматическое управление процессом дозирования и выгрузки готовых доз;

- ввода значений доз каждого компонента и других параметров;

- запоминание до 99 весовых значений рецептов из трех компонентов в каждом рецепте;

- обмен данными с внешними электронными устройствами по интерфейсу RS-485.

В любой задаче в области компьютерной автоматизации измерений, испытаний и управления технологическим производством самым главным моментом является выбор первичного преобразователя.

Продуманная архитектура AVR, быстродействие, превосходящее контроллеры Microchip, привлекательная ценовая политика способствовали оттоку симпатий многих разработчиков от недавних претендентов на звание контроллера номер один.

Огромную роль сыграла доступность программного обеспечения и средств поддержки разработки. У Atmel много бесплатно распространяемых программных продуктов. Чрезвычайно удачная и совершенно бесплатная среда разработки AVR Studio, которая отлично работает под Windows.

Ведущие сторонние производители выпускают полный спектр компиляторов, программаторов, ассемблеров, отладчиков, разъемов и адаптеров. Для начинающего разработчика немаловажным является и то, что для программирования AVR можно обойтись вовсе без аппаратного программатора. Самым популярным способом программирования этих микроконтроллеров являются пять проводков, подсоединенных к параллельному порту персонального компьютера. Можно посчитать, что AVR постепенно становится еще одним индустриальным стандартом среди 8-разрядных микроконтроллеров общего назначения [12].

Стоимость прибора до внедрения автоматической системы управления смесительным устройством

5.3 Стоимость прибора до внедрения автоматической системы управления смесительным устройством

Прибор позволяет реализовать следующие режимы дозирования:

1) автоматическая поочередная загрузка весовых доз до 3-х компонентов с последующей их общей выгрузкой;

2) автоматическая поочередная загрузка и выгрузка каждого компонента;

3) автоматический повтор циклов дозирования;

4)ручное управление состоянием любого выходного ключа.

В таблице 5.1 Расчёт затрат на установку и монтаж оборудования

Стоимость автоматизации на предприятие производства строительных смесей "ARLAN".

Таблица 5.1 Затраты на установку и монтаж

№	Наименование	Цена	Кол-во	Стоимость
1	Контроллер
2	Ардуино	7500.00	1.00	7500.00
3	Proteus	83608.8	1.00	83608.8
4	Тензодатчик БВД-03/02Р	21300	3.00	21300.00
5	Компьютер	20000	1.00	20000.00
6	Комплект соединительных кабелей	60000	1.00	60000.00
7	Монтаж	15000	4.29	77143.00
8	Пуско-наладка	35000	4.29	150000.00
9	Сдача Гостортехнадзору	30000	2.86	85714.00
10	Итого			505265.80

Стоимость и количество оборудование до внедрение цифрового дозатора рассчитаны в таблице 5.2 Бункера-дозаторы применяются на производствах и в промышленности там, где требуется фасовка или отгрузка определенного количества сыпучих материалов. Большинство из эксплуатируемых в настоящий момент бункеров-дозаторов не оснащены приборами контроля и учета за отпуском грузов и имеют ручное управление. Представленная ниже система автоматизированной индикации(АСУ ПБ) на базе модуля-терминала УЦУ-01 позволяет легко оснастить бункера-дозаторы прибором контроля веса, как загружаемого, так и отгружаемого и атоматизировать сам процесс загрузки/выгрузки. Всё, что для этого необходимо, это установить имеющийся бункер на датчики веса (массы) и подключить их к блоку УЦУ-01.

АСУ ПБ предназначена для управления процессом погрузки/разгрузки, дозирования вещества. Комплекс АСУ ПБ может успешно применяться на предприятиях, у которых в технологическом процессе необходимо выполнять точное взвешивание вещества, отсыпаемого из бункера. В основе работы АСУ ПБ лежат современные цифровые технологии обработки аналоговых сигналов и передачи их по каналам связи.

Применение микроконтроллеров для реализации системы позволило получить высокую точность измерений с температурной компенсацией и удобный интерфейс пользователя. Гибкая настройка параметров работы устройства, доступная через систему меню, предоставляет возможность использовать АСУ ПБ практически на любом предприятии, где необходимо выполнять дозировку вещества. Система АСУ ПБ предназначена для установки на уже имеющиеся у пользователя бункера с дозаторами. В таблице 5.2 Стоимость и количество оборудование до внедрение цифрового дозатора

Таблица 5.2 Стоимость и количество оборудование до внедрение цифрового дозатора

Наименование	Тип/Марка	Изготовитель	Цена тыс. тг	Количество, шт.	Общая стоимость тыс. тг
Монитор	LG 19M35A-B	LG	18	1	18
Клавиатура	Sven Keyboard	SVEN	0,825	1	0,825
	Standard 303 USB black
Мышь	GENIUS NetScroll 100 Silver G5	GENIUS	1,09	1	1,09
Источник бесперебойного питания	Volta Active LCD 1500VA	VOLTA	25,69	1	25,69
Сетевой фильтр	SVEN Surge Protector Optima	SVEN	1,69	1	1,69
Wi- i адаптер	Wi-Fi адаптер D-LINK DWA-125	D-LINK	2,59	1	2,59
Wi- i роутер	Tp-link TL-WR740N	Tp-link	5,29	1	5,29
Телефон	PANASONIC KX-TS2352 CAB	PANASONIC	3,09	1	3,09
Итого:	151,265

Определим заработную плату обслуживающего персонала с учетом работы в три смены по восемь часов. Принимая во внимание полностью автоматическую работу установки, ограничимся тремя работниками.

В таблице 5.3 представлено определение среднемесячной заработной платы.

Таблица 5.3 - Определение среднемесячной заработной платы

Исполнители	Количество, человек	Заработная плата за месяц, тенге
Старший работник	1	100 000
Работники	2	80 000
Итого	3	260 000

Общие затраты до внедрение составляют 916,530 тыс. тенге.

5.4 Определение затрат в схемах автоматизированной системы после внедрение цифрового дозатора

Стоимость комплектующих на представленных технических средств взяты с прайс-листа компании "Чип и Дип ", а также таких компаний как Atmel, siemens и т.д. В таблице 5.4 показаны стоимость оборудование автоматизации.

Таблица 5.4 - определение стоимости оборудования автоматизации

Наименование	Тип/марка	Изготовитель	Стоимость за единицу тыс., тг	Количество, шт.	Общая стоимость тыс.тг.
GSM модем	ПМ 01-24.AB	ООО "Чип и Дип "	13,865	1	13,865
Антенна GSM	АНТ-02	ООО "Чип и Дип"	1,475	1	1,475
Автоматический преобразователь интерфейсов USB/RS-485	АС 4	ООО "Чип и Дип"	9,145	1	9,145
Блок питания	MDR-60-24	Mean Well Enterprises	9,5	1	9,5
Контроллер	ATMEGA 328	Atmel	7,3	1	7,3
Датчик веса			2,5	1	2,5
				Итого	41,285

К пусконаладочным работам относится подключение программируемого контроллера к программатору Arduino IDE, загрузку программного кода во все контроллеры и его подключение к программному обеспечению Vixen необходимого для работы оператора.

Исходя из выше перечисленного, пусконаладочные работы требуют затраты на программатор и программное обеспечение. Программатор является бесплатной программой компилятором, предоставляемой компанией разработчиком контроллеров Arduino. В таблице 5.5 представлено определение стоимости офисной техники.

Таблица 5.5- Определение стоимости офисной техники

Наименование	Тип/марка	Изготовитель	Стоимость за единицу тыс., тг	Количество, шт.
Системный блок	Intel Core i3, 3,1GHz, DDR3 4Gb, HDD 1000 Gb, Pioneer DVD-RW 220BK	84,42	1	84,42
Монитор	Acer AL1916W 19"	38,85	1	38,85
Клавиатура	DEFENDER OSCAR 600	1,5	1	1,5
Принтер	RICOH SP 100
Итого	183,165

Произведем расчет основных производственных фондов. Основные фонды участвуют в процессе производства длительное время и переносят свою стоимость на себестоимость выпускаемой продукции постепенно, по частям в виде амортизационных отчислений.

В работе основными производственными фондами являются затраты на создание программного продукта, затраты на оборудование автоматизации, и затраты на пусконаладочные работы.

, (5.1)

- заработная плата на создание программного продукта.

Согласно таблице 5.5 затраты на офисное оборудование составляют 183,165 тыс.тг. Произведем расчет заработной платы на создание программного продукта.

(5.2),

где Ч - количество человек, которое было задействовано в написании программного продукта;

М - количество месяцев необходимое для написания программного продукта;

- заработная плата программиста;

1,21 - отчисления в пенсионный фонд и соц.налог.

Затраты на создание программного продукта

Затраты на оборудование автоматизации согласно таблице 5.4 составляют

Произведем расчет затрат на пусконаладочные работы. Пусконаладочные работы - это комплекс мероприятий по вводу в эксплуатацию смонтированного на объектах строительства оборудования.

Пусконаладочные работы составляют 5 % от затрат на оборудование автоматизации.

Произведем расчет издержек на амортизационные отчисления. Финансовым выражением износа и старения фондов является ежегодное списание части его стоимости в амортизационный фонд. Амортизационные отчисления входят в себестоимость и налогом не облагаются. Амортизация - денежное возмещение износа фонда путём включения части его стоимости в затраты на выпуск продукции. Амортизация есть денежное выражение физического и морального износа оборудования, и осуществляется в целях полной его замены при выбытии.

(5.3)

Нао - норма амортизационных отчислений. Принимается равной 15%

Фонд оплаты труда определяется по формуле (5.2):

(5.4)

затраты на создание программного продукта

на создание программного продукта

пусконаладочные работы

5.5 Расчет экономии затрат с учетом электроэнергии, разработки и оборудование

Затраты на электроэнергию рассчитывается по следующей формуле:

, (5.5)

где W -потребляемая мощность, кВт;

T - количество часов работы, ч/год;

S - стоимость киловатт-часа электроэнергии, кВт/час

Количество часов потребляемых электроэнергию сократилось так как время необходимое для измерение сыпучих смесей уменьшилось благодаря цифровому дозатора, и так время в день составляет часов автономной работы, тогда в год будет около 920 часов в год.

До внедрение цифрового дозатора количество используемых часов составляло 2500 часов в год.

Экономии затрат труда:

Дt =t-t мер, (5.6)

где t - затраты времени на операцию (процесс) до внедрения мероприятия. При этом экономия может быть как фактическая, так и условная.

t мер - затраты времени на ту же операцию (процесс) после внедрения мероприятия.

Реальной или условной экономии штата:

 (5.7)

где к - коэффициент, учитывающий подмену во время отпуска,

к = 1,06;

Ф - фонд рабочего времени 1 человека в год.

Фонд рабочего времени одного человека в год составляет 2500 час/год, тогда условная экономия штата будет составлять:

Экономия в результате внедрения автоматической системы управления, ожидается в результате сокращения кол-ва рабочих до 1 человека. Расчет экономии затрат от внедрения системы определяется по формуле:

Э = Затр - Затр', (5.8)

где Затр - затраты до внедрения системы;

Затр' - затраты после внедрения системы.

Расчет производится из следующих данных:

Затр =916530 тенге;

Затр' =404450тенге.

Применяя формулу (5.10) получим следующие данные:

Э = Затр - Затр' = 916530 - 404450 = 512080 (тенге).

Срок окупаемости системы определяется по формуле:

ТОК=К/Э, (5.9)

где К - затраты на разработку и внедрение системы;

Э - экономия затрат от внедрения.

Расчет производится из следующих данных:

К = 548229 тенге;

Э = 512080 тенге.

Применяя формулу (5.9) получим следующие данные:

ТОК= К/Э = 544229/512080= 1 год

Таким образом штат из трех человек возможно сократить на одного человека.

Вывод по выполненным расчетом показывают преимущества

моего цифрового дозатора по сравнению с другими дозаторами:

Дозация твердых компонентов происходит весовым способом (а не по времени), что позволяет точно дозировать материалы независимо от влажности.

Возможна дозация воды цифровая (а не по времени), что позволяет точно дозировать воду независимо от скорости подачи и давления.

Подающие устройства (шнеки, транспортеры и т.п.) очень просто подключаются к комплексу и потом включаются, выключаются в автоматическом режиме. Также были рассчитаны затраты на разработку и внедрение системы, рассчитан срок окупаемости который составляет 1 год.

Заключение

В процессе разработки дипломной работы получены следующие результаты:

- разработана кинематическая схема системы дозирования сухих смесей с учетом особенностей ее применения;

- разработана структурная схема системы управления дозатором сухих смесей;

- разработана принципиальная электрическая схема системы правления дозатором сухих смесей;

- разработаны программы управления АЦП, двигателями и ЖК индикатором на Arduino;

- рассмотрены вопросы по охране труда обслуживающего персонала;

- осуществлен расчет технико-экономического обоснования внедрения разработанной системы.

Таким образом, разработанная автоматическая система управления дозатором сухих смесей полностью соответствует техническому заданию и функционирует согласно последовательности операций технологического процесса.

Список литературы

1. Корнев В., Киселев А. Современные микропроцессоры. - СПб.: БХВ, 2003. - 448 с.

2. Гладштейн А.А. Проектируем устройства на микроконтроллерах // Радио. - №12.-2000.- С. 25-26

3. Тавернье К. PIC-микроконтроллеры. - М.: ДМК Пресс, 2003. - 272 с.

4. Траперт В. AVR - RISC микроконтроллеры. - К.: "МК - Пресс", 2006. - 464 с.

5. Костров Б.В. Микропроцессорные системы и микроконтроллеры. - М.: "ТехБук", 2007. - 320 с.

6. Вальпа О. Полезные схемы с применением микроконтроллеров и ПЛИС(+СД). - М.: Изд. дом "Додэка-ХХ 1", 2006. - 416 с.

7. Иди Ф. Сетевой и межсетевой обмен данными с микроконтроллерами. - М.: Изд. дом "Додэка - ХХ 1", 2007. - 376 с.

8. Казначеев В. Микросхемы для управления электродвигателями. - М.:Додэка, 1999. - 288 с.

9. Олсон Г. Цифровые системы автоматизации и управления. - СПб.: Невский диалект, 2001. - 540 с.

10. Терехов В.М. Системы управления электроприводов. - М.: Изд. центр "Академия", 2006. - 304 с.

11. Карнаухов Н.Ф. Электромеханические и мехатронные системы. - Ростов н/Д.: Феникс, 2006. - 320 с.

12. Анхимюк В.Л. Теория автоматического управления. - Мн.: Дизайн ПРО,2002. - 352 с.

Приложение А

Представлено расположение выводов ATmega328

Приложение Б

Электрическая схема

3D плата

Размещено на Allbest.ru

...