Холодильная установка с разработкой микропроцессорной системы автоматизированного контроля уровня и температуры

После каждого датчика устанавливаем 8- разрядный универсальный регистр ИР8, который будет использоваться в режиме последовательной загрузки и параллельного выхода. Для управления каждым регистром необходимо 18 тактов опорной частоты («сброс" — «загрузкасдвиг» (по 8 раз, для каждого разряда) — «выгрузка»), что легко реализуется на счетчикахделителях ИЕ17 с использованием дополнительных логических элементов для синхронизации четырех измерительных преобразователей. Управление загрузкой параллельного порта Р1 будем производить через параллельный порт Р2, подавая на него сигналы сброса счетчиков, разрешения загрузки и опорной частоты с помощью дополнительного делителя.

Управляющие функции контроллера Генерация управляющих сигналов происходит в АЛУ микропроцессора в результате обработки программой результатов измерений. Управляющие сигналы в проектируемой системе призваны регулировать подачу хладагента в испарители, что производится при помощи электромеханических терморегулирующих вентилей Alco TCLE 400 SW WL, которые были выбраны в предыдущем разделе.

Принцип действия вентилей следующий: на сигнальный вход подается уровень напряжения, пропорциональный требуемому коэффициенту пропускания вентиля. Тип вентилей- «нормально открытый». Питание подводится отдельно, напряжение питаниябытовое, 220 В/50 Гц. Предел изменения уровня управляющего сигнала- 0. +10 В, ток не более 0.03А. Таким образом, 100%- му пропусканию вентилей соответствует напряжение 0 В, а 0%- му, соответственно, +10 В.

Для реализации схемы управления необходимо предусмотреть генерацию управляющего сигнала микропроцессором (программа на основе составленного алгоритма управления), а также приведение параметров сигнала в соответствие с параметрами сигнальных входов вентилей.

Наиболее рациональным представляется использование прецезионных высоковольтных ЦАП, выходные параметры которых согласуются с требованиями исполнительных механизмов. При использовании выбранных вентилей необходимость в следящей обратной связи отпадает, поскольку и выходной сигнал управляющего устройства, и непосредственно регулирование, производятся от одной относительной величины (100%- ного пропускания хладагента), дополнительная калибровка не требуется, а динамическая погрешность и инерционность системы в целом учтена при составлении алгоритма управления и написании программы.

В качестве управляющих преобразователей будем использовать интегральные высокоточные ЦАП с самокалибровкой и высоковольтным выходом, что позволит исключить погрешности работы регуляторов с изменением температуры окружающей среды и усложнение схемы, связанное с введением в нее операционных усилителей. Такими ЦАП являются AD558, основным функциональным достоинством данной ИМС является наличие 4-х параллельных каналов преобразования, в результате чего существенно упрощается элементная база устройства и исключается необходимость коммутации четырех устройств управления на один исходящий параллельный порт. Выходные характеристики ЦАП следующие:

— частота преобразования не менее 100 кГц;

— выходное напряжение 0. +15 В;

— погрешность преобразования не более 0.

05%.

3.

3. Надежность автоматизированной системы

Надежностью называют один из показателей качества, характеризующих способность системы выполнять свои функции в течение необходимого времени. Применительно к холодильным машинам и установкам надежность систем автоматизации рассматривают относительно выполнения основной задачиподдержания заданной температуры воздуха или холодоносителя.

Оценку надежности систем автоматизации осуществляют с помощью количественных показателей, основу которых составляет понятие «отказ», т. е. неисправность, без устранения которой система не может выполнять полностью или частично свои функции.

Отказы подразделяют на внезапные и постепенные. Внезапные отказы являются следствием производственного брака, недостатков конструкции, дефектов монтажа, а также изменений рабочих условий (температуры, давления, вибраций, засорений и т. д.). Постепенные отказы возникают вследствие износа отдельных элементов, старения деталей. Поэтому такие отказы считаются неизбежными, появление их можно спрогнозировать и в значительной степени предотвратить проведением профилактических и ремонтных работ.

В процессе эксплуатации в первое время преобладают внезапные отказы. После доводки и приработки узлов и приборов количество внезапных отказов уменьшается и возрастает удельный вес постепенных отказов.

С точки зрения надежности холодильные установки оборудуют двумя видами автоматических устройств: непрерывно работающих (регуляторы и схемы управления) и работающих по мере надобности (приборы и схемы автоматической защиты). Для устройств, непрерывно работающих, характерна средняя наработка на отказ Т, которая равна среднему времени нормальной работы системы между двумя соседними отказами. Величину λ, обратную Т, называют интенсивностью отказов (26).

Для устройств, работающих по мере надобности, характерна средняя частота отказов λ, которая равна частному от деления среднего числа отказов на время нормальной эксплуатации. Обратную величину Т = 1/λ называют средней наработкой на отказ.

Основным количественным показателем надежности некоторого элемента является вероятность безотказной работы Pi, которую можно вычислить, если задать закон ее распределения (нормальный или экспоненциальный). В большинстве случаев вероятность безотказной работы элемента можно вычислить с достаточной точностью по экспоненциальному закону, математическое выражение которого имеет вид где тр — заданная продолжительность нормальной работы системы.

Из формулы следует, что Pi < 1, так как тр > 0 и Т > 0. Вероятность безотказной работы уменьшается с ростом тр и увеличивается с ростом Т.

Система автоматизации состоит из ряда отдельных элементов, которые можно соединить между собой последовательно или параллельно. Если вероятность безотказной работы отдельных элементов равна Pi, то вероятность безотказной работы всей системы при последовательном соединении вычисляют по формуле, а при параллельном соединении;

Сравнивая различные результаты, находят, что при последовательном соединении элементов Р0 < Pi, а при параллельном Р0 > Pi.

Как видно из рассмотренных формул, имеется несколько путей повышения надежности. Прежде всего следует применять элементы с высокой надежностью Pi. Эта величина возрастает с увеличением средней наработки на отказ Т. В свою очередь, Т зависит от совершенства конструкции, стойкости материалов, качества изготовления и правильного использования данного элемента. Вероятность безотказной работы элемента можно повысить, уменьшая тр, т. е. чаще производить профилактические, ремонтные и другие работы, полностью или частично восстанавливающие утрачиваемые качества.

По возможности необходимо уменьшать число последовательно соединенных элементов, входящих в систему. Это особенно относится к рациональному составлению электрических схем, в которых необходимо устранять все лишние контакты, реле, ключи управления и т. д.

Наконец, в необходимых случаях можно применять резервные элементы, так как при увеличении числа параллельных элементов, выполняющих одну и ту же функцию, надежность системы увеличивается.

Количественные показатели надежности получают экспериментальным путем. Испытания, цель которых состоит в нахождении количественных показателей, называют определительными. Их проводят по специальным программам, составленным с таким расчетом, чтобы количество испытываемых образцов и продолжительность испытаний с достаточной достоверностью позволяли определить показатели надежности.

В процессе производства осуществляют контрольные испытания, цель которых состоит в подтверждении количественных показателей надежности. Как правило, эти испытания меньше по объему, их проводят на меньшем количестве образцов и в течение более короткого времени.

Определим показатели надежности для разрабатываемого устройства. На основе значений коэффициентов надежности, заявляемых производителями электронных компонентов (см. табл. 4), вычислим необходимые значения интенсивности отказов и показателей надежности.

Таблица 4 — Значения коэффициентов надежности Обозначение на схеме (о*10(-6) 1/час Кн а1 а2 (i*10(-6) 1/час DA1 — DA4 1,5 0,5 0,3 1 (1= 0,22 DD1 — DD4 3 0,6 0,8 1 (2= 2,4 DD5 — DD7 0,1 0,5 0,8 2 (3= 2,16 DD8 2 0,5 0,7 2 (4= 2,2 DA5 1 0,6 0,8 1 (5= 1,93

Таким образом, средняя интенсивность отказов (составит:

(= (0,22*4 + 2,4*4 + 2,16*3 + 2,2 + 1,93)*10(-6) (38,4*10(-6) 1/час.

Вероятность безотказной работы Р (t) и вероятность отказов Q (t) в течение времени t следует определять с помощью систем уравнений, характеризующих различные законы распределения. Для расчета на надежность первичных элементов, из которых состоит данная схема, будем использовать экспоненциальный закон распределения отказов, при котором: P (t) = e (-(t)

Q (t) = 1 — e (-(t)

Тср = 1/(,

Вычисляем:Тср = 1/41,9*10−6 =23 866 часов

P (5000) = 0,7796

Q (5000) = 1 — 0,7796= 0,23

4. Раздел БЖД

4.

1. Безопасность жизнедеятельности при производстве устройства управления

Потенциально опасные и вредные производственные факторы при пайке:

Запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны;

Наличие инфракрасных излучений;

Неудовлетворительная освещенность рабочих мест или повышенная яркость;

Неудовлетворительные метеорологические условия в рабочей зоне;

Воздействия брызг и капель расплавленного припоя;

Возможное поражение электрическим током;

Психофизиологические перегрузки.

Процессы пайки сопровождаются загрязнением воздушной среды аэрозолями припоя, флюса, парами различных жидкостей, применяемых для флюса, смывки и растворения лаков.

Находясь в запыленной атмосфере, рабочие подвергаются воздействию пыли и паров. Вредные вещества оседают на кожном покрове, попадают на слизистые оболочки полости рта, глаз, верхних дыхательных путей, заглатываются в пищеварительный тракт, вдыхаются в лёгкие.

Особенно вредны при пайке оловянносвинцовыми припоями пары свинца. Свинец и его соединения ядовиты. Часть поступившего в организм свинца выводится из него через кишечник и почки, а часть задерживается в костном веществе, мышцах, печени. При неблагоприятных условиях свинец начинает циркулировать в крови, вызывая явления свинцового отравления. Для предотвращения острых заболеваний и профессиональных заболеваний содержание свинца не должно превышать предельно допустимых концентраций. Биологическое действие и предельно допустимые концентрации компонентов входящих в состав используемых припоев приведены в таблице 5.

Применение флюсов при пайке также оказывает вредное влияние на организм человека. Компоненты входящие в состав флюса, обладают раздражающим, наркотическим действием.

Таблица 5. Биологическое действие, класс опасности и ПКД в воздухе рабочей зоны исходных компонентов входящих в состав припоев Компонент Характер токсичности и действие Класс опасности ПКД в воздухе рабочей зоны Олово Поражение бронхов, вызывает профилактивнокреточную реакцию в легких. При длительном воздействии возможен пневмокониоз. 3 10 мг Свинец При отравлении наблюдается поражение нервной системы, крови, желудочнокишечного тракта, сердечнососудистой системы, половой системы, нарушение течения беременности. 1 0.01мг Висмут Подобно действию других металлов вызывает угнетение активности ферментов, оказывает эмбриотропное и гонадотропное действие. __ __

Достаточно высокую токсичность имеют компоненты, входящие в состав флюса и моющих средств.

Токсические действия и предельно допустимые концентрации для компонентов входящих в состав флюсов и моющего средства приведены в таблицах 6 и 7 соответственно.

Таблица 6. Токсичное действие компонентов, входящих в состав флюса марки ФКСП Компонент Токсичность и характер действия Класс опасности ПДК в воздухе рабочей зоны, мг Канифоль сосновая Обладает раздражающим действием. При длительном воздействии на кожу вызывает дерматит. __ __ Спирт этиловый Обладает наркотическим и раздражающим действием. Вызывает изменения печени, сердечно-сосудистой и нервной системы, сухость кожи при длительном контакте. 4 1000

Таблица 7. Токсические свойства моющих средств, класс опасности и ПДК в воздухе рабочей зоны Компонент Токсичность и характер действия Класс опасности ПДК в воздухе рабочей зоны, мг Бензин Обладает раздражающим действием и как наркотик… Функциональные нервные расстройства, сопровождаемые мышечной слабостью, вялостью, сонливостью или бессонницей. Расстройства пищеварительного тракта, печени, дрожание пальцев и языка, поражение кожи. Характерно развитие судорог, понижается кровяное давление, пульс замедляется. 4 300 (в пересчёте на углерод) Количество аэрозоля свинца, выделяемое при пайке в атмосферу составляет 0.02- 0.04мг на 100 паек.

Исходными данными для расчета концентрации свинца при пайке является:

N — количество рабочих мест, на которых ведётся пайка; N=4;

Размеры помещения, 5×5×3м,

n — количество паек в минуту, n=10;

Концентрация аэрозоля свинца в атмосфере при ручной пайке определяется по формуле:

y — удельное образование аэрозоля свинца; y=0.03мг/100паек.

t — длительность смены; t=8ч;

V — объём помещения,

Тогда:

Концентрация свинца в воздухе рабочей зоны в 7 раз превышает предельно допустимую концентрацию, поэтому необходимо предусмотреть местную вентиляцию, расчёт которой приведен далее.

Поскольку концентрация аэрозоля свинца в воздухе превышает предельно допустимую норму, то необходимо применить местную вентиляцию.

Вентиляционная установка включается до начала работы и выключается после её окончания. Работа вентиляционных установок контролируется с помощью световой сигнализации.

Разводка вентиляционной сети и конструкция местных отсосов обеспечивает возможность регулярной очистки воздуховодов.

Электропаяльник в рабочем состоянии находится в зоне действия вытяжной вентиляции.

Метеорологические условия на рабочих местах должны соответствовать ГОСТ 12.1 005−88.

Местная вентиляция при пайке является наиболее эффективным и экономическим средством обеспечения санитарно-гигиенических параметров воздушной среды в рабочей зоне. Широкое применение при пайке имеет местная вытяжная вентиляция, которая условно разделяется на местные отсосы открытого и закрытого типа.

В данном случае, для улавливания выделяющихся при пайке вредных паров используем местный отсос в виде прямоугольного отверстия.

Определяем количество отсасываемого воздуха:

S — площадь высасывающего отверстия, ;

Е — большая сторона отверстия, м;

Х — расстояние от плоскости всасывающего отверстия до зоны пайки;

— скорость воздуха в зоне пайки.

Задаёмся =0.6

Величины Е и Х выбираем в соответствии со сборочным чертежом волоконнооптического передатчика как наибольшую и меньшую стороны соответствующего блока. Габариты блока одноволоконного оптического передатчика 304,5×101мм. Принимаем Е=0.31м, а Х=0.11м. Определим оптимальный размер наименьшей стороны всасывающего отверстия:

Площадь всасывающего отверстия:

Определяем количество отсасываемого воздуха:

Определим допустимую концентрацию пыли в удаляемом воздухе. Так как для всех рабочих мест помещения общее количество отсасываемого воздуха:

<15 000

то в соответствии с

где К — коэффициент зависящий от ПДК пыли в воздухе рабочей зоны (для аэрозоля свинца К=0.3);

L — объём удаляемого воздуха, тыс. ;

y — удельное образование свинца; y=0.03;

n — количество паек в минуту, n=10;

N — количество рабочих мест.

Так как >>, то в применении специальных мероприятий по охране окружающей среды нет необходимости.

5. Экологический раздел

5.

1. Экологические аспекты производства и эксплуатации автоматизированных холодильных установок

R507 является одним из наиболее эффективных хладагентов. Высокие энергетические показатели, интенсивность теплообмена при изменении агрегатного состояния (конденсация, кипение) обеспечили широкое использование R507 при решении задач хладоснабжения крупных предприятий с высокой холодопроизводительностью. В связи с возросшими требованиями по экологии холодильных установок и выполнением решений Монреальского Протокола предлагается вести работу по расширению применения аналогичных хладагентов (даже в области малых холодопроизводительностей).

Несмотря на длительную практику эксплуатации аналогичных холодильных установок, как в процессах проектирования, так и при эксплуатации следует иметь четкое представление о ряде характерных опасностей, связанных с применением хладагентов:

а) при содержании хладагента в воздухе свыше 11% начинается его горение;

б) 16…26,8% - диапазон взрывоопасных концентраций при нормальных условиях, при нагревании до 100 гр. С границы взрывоопасных концентраций расширяются до пределов 14,5…29,5%;

в) границы взрывоопасной концентрации смеси при нормальных условиях в сухой смеси и над поверхностью водного раствора R507 соответствуют значениям, приведенным на рис. 1;

г) максимальная сила взрыва соответствует концентрации 22% R507 в воздухе;

д) для взрыва воздушной смеси хладагента характерно медленное нарастание величины наибольшего давления;

е) давление и скорость взрыва хладагентов могут меняться в широких пределах при наличии в системе воздуха, опасных неконденсирующихся газов, остатков смазочных масел и продуктов их разложения.

Очевидно, что одной из актуальных проблем в настоящее время является поиск наиболее рациональных методов обеспечения требуемого уровня безопасности действующих и проектируемых холодильных установок.

Лицензирование систем хладоснабжения, введенное Госгортехнадзором России, обеспечивает значительное увеличение безопасности их эксплуатации. При этом предприятия были вынуждены привести в надлежащий порядок проектную и эксплуатационную документацию, провести дооснащение систем необходимым для безопасной эксплуатации техническими средствами.

Высокие энергетические показатели холодильных установок обеспечивают конкурентные техникоэкономические показатели даже с учетом дополнительных затрат на поддержание уровня безопасной эксплуатации. При этом оказывается целесообразным комплексный подход к проведению реконструкции, одновременно реализующий задачи по обеспечению безопасности и снижению энергетических эксплуатационных затрат при производстве холода.

При этом можно сформулировать несколько основных направлений модернизации аммиачного холодильного оборудования и систем:

1) создание и применение новых установок с малым содержанием хладагентов;

2) снижение объемов используемых хладагентов действующих установок за счет частичной реконструкции (перевод на новые схемы, замена оборудования);

3) снижение среднегодового рабочего давления (давления конденсации хладагента) за счет максимального использования естественного холода;

4) обеспечение необходимого уровня контроля параметров, автоматической защиты и управления;

5) разработка подсистем, обеспечивающих снижение выбросов хладагента при разгерметизации холодильных установок;

6) создание агрегатированного холодильного теплообменного и емкостного оборудования, полностью оснащенного современными средствами контроля и защитной автоматики.

Особое внимание следует уделять обеспечению безопасности эксплуатации холодильных установок, отработавших более 20 лет. Большинство предприятий изза существующего экономического положения не в состоянии обеспечить замену всего устаревшего оборудования. Указанное обстоятельство требует особого подхода к обеспечению безопасности эксплуатации таких предприятий. Одним из возможных методов решения проблемы является разработка обязательных к исполнению многоэтапных скоординированных планов реконструкции холодильных установок. На первом этапе реконструкции должны быть выполнены основные предписания инспекторов Госгортехнадзора, обеспечивающие безопасность дальнейшей эксплуатации. При этом необходима разработка «Временных технических условий на эксплуатацию» с корректировкой принципиальной схемы и схемы автоматизации, обеспечивающих возможность эксплуатации на первых этапах реконструкции при минимальных разрешенных давлениях в системе.

Является целесообразным формирование территориальных программ, согласно которым региональное руководство способствовало бы получению предприятиями льготного кредитования на цели, связанные с обеспечением безопасности эксплуатации и защитой обслуживающего персонала предприятий и населения, проживающего вблизи производств.

Очевидно, что обеспечение безопасности эксплуатации на действующих предприятиях является общегосударственной задачей, она позволит решить целый ряд проблем, связанных с трудоустройством населения, поддержанием достойного уровня жизни населения, развитием отечественного производства и т. д.

6. Экономический раздел

6.

1. Определение себестоимости разработки системы

В состав конструкторской группы входят следующие штатные единицы:

ведущий инженер (должностной оклад 16 600 руб/мес);

инженерконструктор 1-й категории (должностной оклад 14 280 руб/мес);

инженерконструктор 2-й категории (должностной оклад 12 598 руб/мес);

техник (должностной оклад 10 597 руб/мес).

Перечень основных этапов ОКР при разработке автоматизированной холодильной установки.

1 этап:

подготовительный (разработка технического задания) — подбор и изучение технической литературы, патентов, аналогичных изделий.

Результатом данного этапа должно быть сформулированное техническое задание и аналитический обзор аналогов.

2 этап:

разработка и рассмотрение эскизного проекта (совокупности первичных конструкторских документов, которые должны содержать принципиальные конструкторские решения, дающие общие представления об изделии и принципе его работы) — разработка различных вариантов выполнения изделия, проведение расчетов, уточнение требований, разработка рекомендаций к методике испытаний.

Результатом должен быть подробный эскизный проект.

3 этап:

разработка и рассмотрение технического проекта (совокупность конструкторских документов, которые должны содержать окончательные технические решения, дающие полное представление о разрабатываемой системе и исходные данные для разработки рабочей документации) — разработка принципиальных, монтажных схем, чертежей, спецификаций, конструкторские расчеты.

Результаткомплект конструкторской документации.

4 этап:

разработка и рассмотрение рабочего проекта (совокупности рабочих конструкторских документов, разработка технологии изготовления опытных образцов изделия, инструкций о методах испытания, разработка проекта технических условий), разработка технологических процессов, инструкций по эксплуатации, составление и согласование технического задание на выполнение опытного образца.

Результаткомплект технологической документации и утвержденное ТЗ на опытный образец.

5 этап:

изготовление и испытание опытных образцов изделия, корректировка технической документации по результатам испытанийизготовление и испытание опытного образца.

Результатопытный образец и откорректированная документация.

6 этап:

составление технического отчета по теме и предоставление технической документации и опытного образца заказчику.

Результатутверждение технического отчета по теме.

Таблица 8. Расчет трудозатрат по рабочему времени Этап Содержание работ Колво исполни-телей Должность Продолжи-тельность, дней Подготовительный Ознакомление с заданием на проектирование 4 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к, Инженерконструктор 2к, Техник 30 Изучение литературы 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к 120 Изучение аналогов 2 Инженерконструктор 2к, Техник 110 Разработка ТЗ на проектирование 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 2к 50 Эскизный Анализ и разработка функциональной схемы, алгоритмов функционирования системы 3 Инженерконструктор 1к, Инженерконструктор 2к, Техник 60 Проработка конструкции системы в целом 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к 20 Составление пояснительной записки к эскизному проекту 2 Инженерконструктор 1к, Инженерконструктор 2к 70 Технический проект Разработка узлов системы, расчеты 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к 80 Конструкторские расчеты 1 Инженерконструктор 2к 110 Разработка чертежей 1 Техник 120 Составление спецификации 1 Техник 30 Составление пояснительной записки к техническому проекту 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к 140 Рабочий проект Составление и утверждение ТЗ на опытный образец 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к, 60 Составление заявки на материалы и комплектующие изделия 2 Инженерконструктор 2к категории, Техник 30 Составление технического описания 2 Инженерконструктор 1к, Инженерконструктор 2к 30 Технологическая подготовка производства Разработка технологического процесса моделирования 1 Ведущий инженер 70 Поизводство Изготовление опытной модели системы 2 Инженерконструктор 2к, Техник 170 Испытания Испытания опытной модели системы 2 Инженерконструктор 2к, Техник 110 Корректировка ТД Корректировка и оформление окончательного комплекта технической документации 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к 80 Прием ОКР Передача выполненного проекта заказчику 2 Ведущий инженер, Инженерконструктор 1к 40

Таблица 9. Расчет фонда оплаты труда разработчиков Должность Д. О., руб/мес Оплата, руб/день Продолжительность работ, дни Итого, руб. Ведущий инженер 16 600 754,5 69 52 061

Инженерконструктор 1к 14 280 649,1 73 47 384

Инженерконструктор 2к 12 598 572,6 77 44 090

Техник 10 597 482,7 66 31 858

Итого тарифная З.П. 175 393

Доплаты (30% от тарифн. З.П.) 52 618

Основная З.П. 228 011

Дополнительная З.П. (5% от осн. ЗП) 11 401

Сумма основной и дополнительной З.П. 239 412 ЕСН (26%) 62 247

Итого расходы на заработную плату 301 659

6.

2. Расчет стоимости опытного образца

Таблица 10. Расчет стоимости изготовления опытной модели Статья расходов Позиция Стоимость, руб Основные и вспомогательные материалы Гидравлические комплектующие 2430

Датчики 1980

Исполнительные устройства 6700

Контроллер 4200

Прочие электронные компоненты, блоки питания 6400

Расходные материалы, хладагент 3500

Сборка модели системы 8200

Испытания системы 14 000

Дополнительные расходы на испытания

Итого: 52 410

Суммарная стоимость разработки изделия с учетом изготовления и испытаний опытного образца составляет 354 069 руб.

6.

3. Определение экономической эффективности от автоматизации холодильной установки

При проектировании систем автоматизации осуществляют расчеты, позволяющие оценить ожидаемую экономическую эффективность и внести необходимые коррективы для ее увеличения.

Основным количественным показателем экономической эффективности являются годовая экономия и срок окупаемости.

Годовой экономией называют разность между расходами на эксплуатацию двух аналогичных установок с разными степенями автоматизации. Годовую экономию Э рассчитывают по формуле Э = Рн — Ра где Рн, Ра — эксплуатационные расходы на машину или установку соответственно с меньшей и большей степенью автоматизации.

Сроком окупаемости называют интервал времени, в течение которого капитальные затраты компенсируются экономией эксплуатационных расходов. Срок окупаемости О определяется по формуле О = К/Э где К — капитальные затраты.

Величина срока окупаемости позволяет оценить целесообразность капитальных вложений. Применение системы автоматизации принято считать целесообразным при сроке окупаемости, не превышающем 5 лет.

Эксплуатационные расходы складываются из отдельных составляющих, однако при расчете необходимо учитывать только те из них, которые изменяются в результате автоматизации. К ним относят затраты на заработную плату Сзп, электроэнергию Сэ, охрану труда Сот, амортизацию средств автоматизации Са, текущий их ремонт Стр и прочие аналогичные весомые расходы. Все затраты должны быть отнесены на период в 1 год. Следовательно, годовые эксплуатационные расходы Р составляют Р = Сзп + Сэ + Сот + Стр + Са + Сдоп По этой формуле можно найти величины Ра и Рн, причем в результате автоматизации, как правило, составляющие Сзп, Сэ и Сот уменьшаются, а Стр и Саувеличиваются.

Кроме того, в результате автоматизации уменьшается усушка продуктов при хранении, улучшается качество изготовляемой продукции и пр. Учесть все эти показатели трудно, поэтому обычно они составляют положительный запас расчета.

Практика показывает, что обычно основным источником экономии становится заработная плата.

Размер первоначальных капитальных вложений К вычисляют как сумму затрат Сп на приобретение приборов и средств автоматизации и затрат См на их монтаж и пусконаладочные работы К = Сп + См Величину К обычно находят на основании сметнофинансового расчета, выполняемого при составлении рабочего проекта.

К = Сп + См = 301 659 + 52 410 = 354 069 руб Рн = Сзп + Сэ + Сот + Стр + Са + Сдоп = 265 000 + 137 800 + 13 250 + 44 800 + 23 000 = 483 850 руб Ра = Сзп + Сэ + Сот + Стр + Са + Сдоп = 48 000 + 84 500 + 7800 + 75 400 + 23 000 = 238 700 руб Э = Рн — Ра = 483 850 — 238 700 = 245 150 руб О = К/Э = 354 069/245150 = 1.45 лет.

Заключение

Целью данной работы была разработка системы автоматизации управления в рамках модернизации холодильной установки. Основными задачами, решенными в работе, являются определение основных закономерностей для автоматического управления холодильной установкой, обзор современных технологий автоматизации таких установок, анализ аналогов, далее были составлены структурная схема, произведены необходимые расчеты для подбора комплектующих, выполнено составление схемы и согласование ее узлов.

Актуальность темы

дипломного проекта обусловлена необходимостью повышения эффективности и техникоэкономических показателей модернизируемой холодильной установки для повышения рентабельности, качества продукции и конкурентоспособности.

Абдулаев Д.А., Арипов М. Н. Передача дискретных сообщений в задачах и упражнениях. М., Радио и связь, 1985

Арзамасов Б.Н., Бромстрем В. А. и др. Конструкционные материалы, Справочник. М., Машиностроение, 1990

Арипов М. Н. Захаров Г. П. Малиновский С. Т. Цифровые устройства и микропроцессоры. М., Радио и связь, 1988

Белинкий Е. А. Расчет и эксплуатационный режим однотрубных систем водяного отопления. М., Изд-во мин. коммун. хоз-ва, 1952

Белов А. В. Конструирование устройств на микроконтроллерах. СПб., Наука и Техника, 2005

Благих В. Т. Автоматическое регулирование отопления и вентиляции. Челябинск, Челябинское кн. изд-во, 1964

Бобровников Л. З. Радиотехника и электроника. М., Недра, 1990

Боккер П. Передача данных. М., Связь. 1980

Бондарь Е.С. и др. Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха. Киев, Аванпостприм, 2005

Брайдерт Г. Й. Проектирование холодильных установок. М., Техносфера, 2006

Браммер Ю.А., Пащук И. Н. Цифровые устройства. М., Высшая школа, 2004

Воронов А. А. Теория автоматического управления. М., Высш. шк., 1986

Гонаревский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы. М., Наука, 1986

Гутников В. С. Интегральная электроника в измерительных устройствах. М., Энергоиздат, 1987

Гушенский Я. И. Определение экономической эффективности от внедрения систем автоматизации. М., Высшая школа, 1986

Данилова Г. Н. и др. Теплообменные аппараты холодильных установок. Л., Машиностроение, 1978

Дудников Е. Г. Автоматическое управление в химической промышленности. М., Химия, 1987

Емельянов Г. А., Шварцман В. О. Передача дискретной информации. М., Радио и связь, 1982

Ершов К. Г. Промышленная экология. Л., Машиностроение, 1988

Жидецкий В. С, Клюшин А. Г. Основы охраны труда. М., Высшая школа, 1996

Калабеков Б. А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов. М., Радио и связь, 1988

Калинина В. М. Безопасность жизнедеятельности на производстве. Л., Наука, 1989

Келим Ю. М. Типовые элементы систем автоматического управления. М., ИнфраМ, 2002

Клюев А. С. Наладка средств автоматизации и автоматических систем регулирования. М., Энергоатомиздат, 1989

Клюев А. С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. М., Высшая школа, 1990

Кнорринг Г. М. и др. Справочная книга для проектирования систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Л., Наука, 1986

Крылов Н.В., Гришин Л. М. Экономика холодильной промышленности. М., Агропромиздат, 1987

Кузьмин М. П. Теплообменные аппараты, приборы автоматизации и испытания холодильных машин. М., Легкая и пищевая промышленность, 1986

Кулаков А. В. Автоматические контрольно измерительные приборы для химических производств. М., Химическая промышленность, 1985

Кунаев Д.А., Платов В. П. Средства автоматической защиты электроустановок. М., Энергия, 1988

Курылев Е.С., Герасимов Н. А. Холодильные установки. Л., Машиностроение, 1984

Люлякин М.А., Николаев В. Г. Регулирование производительности компрессоров. М., Машиностроение, 1988

Майне К. Р. Датчики контроля и регулирования в гидравлических системах. М., Легкая и пищевая промышленность, 1988

Минько Э.В., Покровский А. В. Техникоэкономическое обоснование исследовательских и инженерных решений в дипломных проектах и работах. Свердловск, Издательство Уральского университета, 1990

Носкова Т. Н. Промышленная экология в современной России. М., Триэр, 2002

Павлова Е. А. Электромагнитные клапаны для систем отопления, вентиляции и кондиционирования. М., Техносфера, 2001

Персиянов В. В. Требования безопасности при эксплуатации холодильных установок. М, МГУПБ, 2005

Пырков В. В. Гидравлическое регулирование систем отопления и охлаждения. М., Техносфера, 2005

Пятин Ю. М. Материалы в приборостроении и автоматике, Справочник. М., Машиностроение, 1985

Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Проектирование дискретных устройств на ИМС. М., Радио и связь, 1990

Свистунов В.М., Пушняков Н. К. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха агропромышленного комплекса и жилищнокоммунального хозяйства. СПб, Политехника, 2001

Сотников А. Г. Автоматизация систем кондиционирования воздуха и вентиляции. Л., Машиностроение, 1988

Севастьянов М. А. Экономические аспекты автоматизации промышленных утсановок. М., Наука, 1994

Сивохин М. В. Охрана труда в химической промышленности. М., Высшая школа, 1989

Ужанский В. С. Автоматизация холодильных машин и установок. М., Легкая и пищевая промышленность, 1982

Устинович А. В. Руководство по проектированию промышленных холодильных систем. СПб, Danfoss, 2006.

Харитонова М.Р., Шорникова Н. Ю. Энергосберегающее холодоснабжение. Киев, Виша школа, 2002

Шаталов А.А. и др. Правила безопасной эксплуатации холодильных установок. М., Машиностроение, 1988

Шувалов В. П. Передача дискретных сообщений. М., Радио и связь, 1990

СНиП 2.

04.05−91. Отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха/ Госстрой России. М., ГУП ЦПП, 1991







a









j



S

a











j

a







b







j

b







j

з

W