Автоматизированная система управления транспортными конвейерами участка производства шампанского

электропроводке токи силой в десятки ампер.

Поскольку слаботочные цепи и радиоэлектронные приборы нормально действуют при напряжениях в несколько вольт и токах силой до нескольких десятков миллиампер, то для их абсолютно надежной защиты от ЭМИ требуется обеспечить снижение величины токов и напряжений в кабелях, до шести порядков.

Идеальной защитой от ЭМИ явилось бы полное укрытие помещения, в котором размещена радиоэлектронная аппаратура, металлическим экраном. Вместе с тем ясно, что практически обеспечить такую защиту в ряде случаев невозможно, т.к. для работы аппаратуры часто требуется обеспечить ее электрическую связь с внешними устройствами. Поэтому используются менее надежные средства защиты, такие, как токопроводящие сетки или пленочные покрытия для окон, сотовые металлические конструкции для воздухозаборников и вентиляционных отверстий и контактные пружинные прокладки, размещаемые по периметру дверей и люков.

Более сложной технической проблемой считается защита от проникновения ЭМИ в аппаратуру через различные кабельные вводы. Радикальным решением данной проблемы мог бы стать переход от электрических сетей связи к практически не подверженным воздействию ЭМИ волоконно-оптическим. Однако замена полупроводниковых приборов во всем спектре выполняемых ими функций электронно-оптическими устройствами возможно только в отдаленном будущем. Поэтому в настоящее время в качестве средств защиты кабельных вводов наиболее широко используются фильтры, в том числе волоконные, а также искровые разрядники, металлоокисные варисторы и высокоскоростные зенеровские диоды. Все эти средства имеют как преимущества, так и недостатки. Так, емкостно-индуктивные фильтры достаточно эффективны для защиты от ЭМИ малой интенсивности, а волоконные фильтры защищают в относительно узком диапазоне сверхвысоких частот. Искровые разрядники обладают значительной инерционностью и в основном пригодны для защиты от перегрузок, возникающих под воздействием напряжений и токов, наводимых в обшивке самолета, кожухе аппаратуры и оплетке кабеля.

Металлоокисные варисторы, представляют собой полупроводниковые приборы, резко повышающие свою проводимость при высоком напряжении. Однако, при применении этих приборов в качестве средств защиты от ЭМИ следует учитывать их недостаточно высокое быстродействие и ухудшение характеристик при неоднократном воздействии нагрузок. Эти недостатки отсутствуют у высокоскоростных зенеровских диодов, действие которых основано на резком лавинообразном изменении сопротивления относительно высокого значения практически до нуля при превышении приложенного к ним напряжения определенной пороговой величины. Кроме того, в отличие от варисторов характеристики зенеровских диодов после многократных воздействий высоких напряжений и переключений режимов не ухудшаются.

Наиболее рациональным подходом к проектированию средств защиты от ЭМИ кабельных вводов является создание таких разъемов, в конструкции которых предусмотрены специальные меры, обеспечивающие формирование элементов фильтров и установку встроенных зенеровских диодов. Подобное решение способствует получению очень малых значений емкости и индуктивности, что необходимо для обеспечения защиты от импульсов, которые имеют незначительную длительность и, следовательно, мощную высокочастотную составляющую. Использование разъемов подобной конструкции позволит решить проблему ограничения массогабаритных характеристик устройства защиты. Сложность решения задачи защиты от ЭМИ и высокая стоимость разработанных для этих целей средств и методов заставляют пойти на первых парах по пути их выборочного применения в особо важных системах. Первыми целенаправленными работами в данном направлении были программы защиты от ЭМИ стратегического оружия. Такой же путь избран и для защиты имеющих большую протяженность систем управления и связи. Однако основным методом решения данной проблемы зарубежные специалисты считают создание так называемых распределенных сетей связи (типа "Гвен"), первые элементы которых уже развернуты на континентальной части США. Современное состояние проблемы ЭМИ можно оценить следующим образом.Достаточно хорошо исследованы теоретически и подтверждены экспериментально механизмы генерации ЭМИ и параметры его поражающего действия. Разработаны стандарты защищенности аппаратуры и известны эффективные средства защиты. Однако в настоящее время в некоторых западных странах ведутся работы по генерации импульсов электромагнитного излучения магнитодинамическими устройствами, а также высоковольтными разрядами. Поэтому вопросы защищенности от воздействия ЭМИ будут оставаться в центре внимания специалистов при любом исходе переговоров о ядерном разоружении.

ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ДИПЛОМНОЙ РАБОТЫ

1. Обоснование разработки системы управления.

Данная дипломная работа, является техническим усовершенствованием линии производства шампанского на предприятии ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат».

2. Расчет основных показателей сравнительной эффективности

Основными затратами на производство шампанского является электроэнергия потребляемая конвейером. В данном случае не учитывается затраты на бутылки, пробки, мюзле и само шампанское так как при внедрении системы управления данные затраты практически не уменьшатся. На данное время электроэнергия затрачиваемая на производство шампанского равняется 93,2 кВт/час на каждую тысячу выпускаемой продукции. По этому затраты на электроэнергию можно посчитать:

где: Зэл – затраты на электроэнергию

Цед.эл. – цена единицы электроэнергии

Кз – количество затрат на одну тысячу продукции

Цед.эл. = 1,07 р.

Кз = 93,2 кВт/ч.

Зэл =1,07*93,2 = 99,724 руб.

При внедрении данного проекта предполагается снизить общее потребление электроэнергии конвейера на 10%. Что позволит в течении года окупить затраты на создание и внедрение системы а также начать получать прибыль от системы управления.

3. Определение затрат на разработку и пуск в эксплуатацию системы управления конвейером на ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат»

В настоящее время существует такая актуальная задача как автоматизирование различных видов производства. Одним из видов производства является непрерывное конвейерное производство. С момента возникновения электронной аппаратуры (программируемых промышленных контроллеров) появилась возможность усовершенствовать работу путем замены механического управления и регулирования человеком производства. Применение данной разработки обеспечит экономию денежных средств за счет снижения затрат:

- электроэнергию

- паровое отопление (для автоматов)

- газовое охлаждение (для автоматов)

- трудоемкости человека (сокращение штата)

Также обеспечит быстрое, надежное и достоверное регулирование процессом производства, что приведет к уменьшению брака при производстве шампанского и увеличение производительности труда.

3.1. Коммерческий анализ

Разрабатываемая система управления - одна из самых мощных, простых и удобных в использовании. На данный момент на рынке нет подобных систем. При проведении анализа спроса на данную систему показало, что имеется потребность в такой системе, кроме ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат», у таких предприятий как:

- ООО «Талицкий спиртовой завод»

- ООО «Талицкий дрожжевой завод»

- ОАО «Екатеринбургский ликероводочный завод» (бывший АООТ «Алкона»)

Для создания системы необходимо наличие:

- Промышленных контроллеров

- Частотных преобразователей

- Компьютера

- Оптико-механических датчиков

3.2. Определение затрат на систему

Затраты на создание системы управления складываются из расходов по оплате труда разработчиков с отчислениями на социальные нужды, расходов по оплате машинного времени при разработке алгоритма управления и написание программы по нему, расходов на оборудование, материалы и прочие. На предприятии ОАО «Екатеринбургский виншампанкомбинат» на данный момент уже имеется необходимое оборудование и материалы для данной системы, так как автоматы конвейера используют требуемое оборудование.

3.3 Расходы по оплате труда разработчиков с отчислениями на социальные нужды

Таблица 1

Расходы на оплату труда разработчиков

Наименование этапа Трудоемкость чел. час. Средняя часовая оплата, руб. Затраты на этапе, руб.

1. Постановка задачи 2 26,94 53,88

2.Проработка архитектуры системы управления 5 26,94 134,7

3.Анализ средств для создания системы 50 26,94 1347

4. Создание алгоритма работы системы и написание по ней программы 30 26,94 808,2

5.Установка и настройка оборудования 60 26,94 1616,4

6. Тестирование, проверка и диагностика системы 10 26,94 269,4

ИТОГО: 157 4229,58

Расчет средней стоимости одного часа работы осуществляется по формуле:

Sh=Z/H,

где: Z - заработная плата в месяц;

H - среднее число часов в месяце.

Стоимость одного часа работы: Sh 4500/167=26,94 руб.

Расходы на оплату труда разработчиков с учетом отчислений на социальные нужды определяются по формуле:

Zc=Rt*(1+k),

где: Zc – затраты на оплату труда разработчиков;

Rt – расходы на оплату труда без учета отчислений на социальные нужды;

k – коэффициент отчислений на социальные нужды.