Автоматическая система контроля влажности воздуха в ожоговой палате

Определение экономических параметров разработки и внедрения ИС подразумевает оценку ее планируемой себестоимости, учет затрат и калькуляцию фактической себестоимости, а также оценку экономического эффекта, связанного с ее внедрением. Для оценки экономической эффективности внедрения АСУ необходимо сопоставить затраты, потребовавшиеся для ее разработки, и эффект, полученный в результате ее использования в течение некоторого периода времени. Также требуется определить срок окупаемости АСУ — выявить момент времени в будущем, после которого затраты на разработку и внедрение АСУ будут компенсированы, а предприятие будет получать дополнительную прибыль в результате ее реализации. В общем случае экономическая эффективность — это мера соотношения затрат на разработку, внедрение, эксплуатацию, модернизацию системы и прибыли от ее применения. Экономическая эффективность оценивается трудовыми и стоимостными показателями, которые позволяют измерить, например, экономию от внедрения предлагаемого проекта.
В настоящем разделе представлен расчет планируемых значений параметров, составляющих себестоимость разработки и внедрения проектируемой системы, приведены фактические значения данных параметров, произведен анализ отклонений фактических и плановых значений, а также выполнен расчет экономического эффекта, связанного с внедрением разработанной модуля.

6.2 Организация и планирование работ по теме.
В составе работы задействовано 3 человека:
руководитель (руководитель выпускной квалификационной работы) – отвечает за грамотную постановку задачи, контролирует отдельные этапы работы, вносит необходимые коррективы и оценивает выполненную работу в целом;
консультант (консультант по специальной части ВКР) – отвечает за консультирование в области технической части проекта: предлагает возможные пути решения задач, выбора инструментов разработки, способов разработки;
инженер (разработчик) – реализация всех поставленных задач, в том числе проведение тестирования готового продукта и подготовка проектной документации.
Состав задействованных в работе участников представлен на схеме.





Рисунок 6.1 – Состав задействованных в работе участников

На разработку отводится 90 рабочих дней.
Этапы разработки представлены в таблице 6.1.
Таблица 6.1 – Перечень этапов разработки проекта
№ Название этапа Исполнитель Трудоемкость,
чел/дни Продолжительность работ, дни 1 Разработка и утверждение технического задания Руководитель 5 5 2 Технические предложения Руководитель 7 7 Консультант 3 3 Эскизный проект: 21
3.1 Анализ исходных данных и требований Инженер
9 3.2 Постановка задачи Консультант 5 3.3 Разработка общего описания алгоритма функционирования Руководитель 2 Инженер
7 4 Технический проект: 15
4.1 Определение формы представления входных и выходных данных Руководитель 2 Инженер
5 4.2 Разработка структуры программы и логической структуры базы данных Руководитель 2 Консультант 2 Инженер
10 5 Рабочий проект:
47 5.1 Программирование и отладка программы Инженер
24 5.2 Испытание программы Инженер 4 Продолжение таблицы 6.1
5.3 Корректировка программы по результатам испытаний
Инженер
5 5.4 Подготовка технической документации на программный продукт
Консультант 3 Инженер
7 5.5 Сдача готового продукта и внедрение
Руководитель 2 Консультант 2 Инженер
7 Итого 113 90
6.3 График проведения работ:
Календарный график исполнения работы представлен на рисунке 6.1. Из рисунка 6.1 так же видно, что общий срок разработки составит 90 дней.

Рисунок 6.1 – Календарный график исполнения работы

2. Расчёт стоимости проведения работ.

Себестоимость конечного продукта складывается из следующих статей затрат:
1 статья «Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты + ТЗР (15%) от ∑ итого по материалам
2 статья «Специальное оборудование» - как правило, затрат нет
3 статья «Основная заработная плата»
4 статья «Дополнительная заработная плата» 20-30% от основной заработной платы
5 статья «Страховые отчисления» - 30% от ФОТ
6 статья «Командировочные расходы» - как правило, затрат нет
7 статья «Контрагентские услуги» - как правило, затрат нет
8 статья «Накладные расходы» - 250% от основной заработной платы
9 статья «Прочие расходы» - затрат нет
В выпускной квалификационной работе объем затрат на НИР и ОКР был проведен методом калькулирования.
1 статья «Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты».
К этой статье относится: стоимость материалов, покупных изделий, полуфабрикатов, комплектующих изделий и других материальных ценностей, расходуемых непосредственно в процессе выполнения НИР и ОКР по теме. Потребность в материальных ресурсах определяется на основе материальных спецификаций, в которых указывается наименование, количество и цена используемых в процессе работы материальных ценностей. В стоимость материальных затрат включаются транспортно-заготовительные расходы, которые возьмем на уровне 15-20 % стоимости затрат по статье. В эту статью включаются также затраты на оформление комплекта документов.
Таблица 6.2 – Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты
№ пп Наименование
материалов Единицы измерения Количество Цена за единицу (руб) Стоимость (руб) 1 2 3 4 5 6 1 Флешка 2Гб шт 1 550 550 2 Бумага А 4 пачка 1 175 175 3 Картридж для принтера шт 1 2350 2350 4 Ручка шт 10 15 150 5 Карандаш шт 10 7 70 Итого материалов 3 295 Транспортно-заготовительные расходы 659 Итого 3 954
2 статья «Специальное оборудование»
На данную статью относятся затраты, связанные с приобретением специального нестандартного оборудования, стендов, контрольно-измерительной аппаратуры, выполненных по документации главного конструктора или «исполнителя». При определении общей стоимости специального оборудования необходимо учесть затраты на их доставку и монтаж в размере 10-20% от его стоимости.
Как правило, затрат нет или расходы на специальное оборудование отсутствуют.

3 статья «Основная заработная плата»
Сведем расчет основной заработной платы в таблице 6.3
Таблица 6.3 – Расчет основной заработанной платы
№ пп Наименование этапа Исполнитель (должность) Мес. оклад (руб) Трудоемкость (чел/дни) Оплата за день (руб) Оплата за этап (руб) 1 2 3 4 5 6 7 1 ТЗ Руководитель 40 000 5 1818 9090 2 ТП Руководитель 40 000 7 1818 12726 Консультант 35 000 3 1591 4773 3 Эскизный проект

Руководитель 40 000 2 1818 3636 Консультант 35 000 5 1591 7955 Инженер 29 000 16 1318 21088 4 Технический проект
Руководитель 40 000 4 1818 7272 Консультант 35 000 2 1591 3182 Инженер 29 000 15 1318 19770 5 Рабочий проект Руководитель 40 000 2 1818 3636 Консультант 35 000 5 1591 7955 Инженер 29 000 47 1318 91946 Итого 163029
Оплата за день рассчитывается делением месячного оклада на 22 дня.

4 статья «Дополнительная заработная плата»
На эту статью относятся выплаты, предусмотренные законодательством о труде за неотработанное по уважительным причинам время; оплата очередных и дополнительных отпусков; времени, связанного с выполнением государственных и общественных обязанностей; выплата вознаграждения за выслугу лет и т.п. (в среднем она составляет 20-30% от суммы основной заработной платы). В процессе определения сметы затрат проявляется понятие «фонд оплаты труда», представляющую собой сумму основной и дополнительной заработной платы. Фонд оплаты труда используется при расчете взносов в социальные фонды. Во всех других случаях (накладные расходы, командировки и др.) расчеты ведутся от базы основной заработной платы.
ДЗП = 163029 х 0,2 = 32606 руб.
Дополнительная заработная плата научного и производственного персонала составляет по проекту 32 606 руб.

5 статья «Страховые отчисления»
Отчисления на социальные нужды составляют 30% от фонда оплаты труда (ФОТ), который состоит из основной и дополнительной заработной платы. Например,
ФОТ = ОЗП + ДЗП = 163029+ 32606= 195 635 руб.
СВ = ФОТ х 30% = 195635 х 0,30 = 58 691 руб.
6 статья «Командировочные расходы»
Величина этих расходов определяется или прямым счетом, или их можно принять равными 8-10% от суммы основной заработной платы научного и производственного персонала.
КР = ОЗП x 8%= 163029 х 0.08 = 13042,32 руб.

7 статья «Контрагентские услуги»
На эту статью относится стоимость контрагентских работ, осуществляемых сторонними организациями и предприятиями непосредственно для данной НИОКР, в частности, стоимость изготовления и испытания макетов и опытных образцов, стоимость других работ и услуг опытного производства, испытательных баз, полигонов и т.п.
В процессе разработки данного проекта услуги сторонних организаций не использовались.

8 статья «Накладные расходы»
К накладным расходам относятся расходы на содержание и ремонт зданий, сооружений, оборудования, инвентаря. Это затраты, сопутствующие основному производству, но не связанные с ним напрямую, не входящие в стоимость труда и материалов.
Она определяется процентом от суммы основной заработной платы научного и производственного персонала и на разных предприятиях в зависимости от их структуры, технологического процесса и системы управления находится в широком диапазоне от 200 до 300%.
НР = ОЗП х 200% = 163029* 2,0 = 326 058 руб.

9 статья «Прочие расходы»
Например, расходы, связанные с арендой машинного времени.
При разработке, отладке и тестировании программного продукта использовался один компьютер, за которым было проведено 90 рабочих дней по 8 часов. Исходя из расчета оплаты 30 рублей за 1 час машинного времени, сумма составит:
ПР = 1х90х8х30 = 21 600 руб.


Таблица 6.4 – Полная себестоимость проекта

№ пп Номенклатура статей расходов Затраты (руб) 1 2 3 1 Материалы, покупные изделия и полуфабрикаты (за вычетом отходов) 3 954 2 Специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ - 3 Основная заработная плата научного и производственного персонала 163 029 4 Дополнительная заработная плата научного и производственного персонала 32 606 5 Страховые взносы в социальные фонды 58 691 6 Расходы на научные и производственные командировки 13042,32 7 Оплата работ, выполненных сторонними организациями и предприятиями - 8 Прочие прямые расходы 21 600 9 Накладные расходы 326 058 Итого 618 980
Определим договорную стоимость конечного устройства.
Цена договорная = себестоимость + прибыль + НДС
Норма прибыли составляет 20-30% от стоимости разработки.
Прибыль определим по формуле:
П = 618 980x 30% = 185694 руб.
Данный вид работы облагается налогом на добавочную стоимость (НДС) в размере 20%:
НДС = (С+П)х20% = (618 980+185694)х0,2= 160934,8 руб.
Таким образом, договорная цена конечной системы по управлению вентиляцией в ожоговой палате составита:

ДЦ = С+П + НДС = 618 980+185694 + 160934,8 = 965608,8руб.
7. ЭКОЛОГИЯ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

Определяющим моментом для разработки данной системы являются требования безопасности, определяемые стандартами. Требования безопасности к оборудованию, определяемые образованием ряда опасных и вредных производственных факторов, изложены в соответствующих стандартах.
В процессе разработки источника вторичного питания предполагается рассмотрение следующих вопросов касательно безопасности жизнедеятельности и вопросов охраны труда:
Требования к организации рабочих мест с ПЭВМ;
Требование к электромагнитному излучению;
Электробезопасность;
Защита от производственного статического электричества;
мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.


7.1 Требования к шуму и вибрации и освещенности
Допустимые уровни шума на рабочих местах и методы определения уровня шума устанавливает ГОСТ 12.1.003–83. Уровень звукового давления не должен превышать допустимого уровня.
Эквивалентный уровень звука в помещениях ВЦ, где работают операторы ЭВМ, не должен превышать 60 дБ.
Не стоит упускать из внимания такой фактор, как недостаточнаяосвещенность рабочего места. Отсутствие надлежащего освещения относится к вредным производственным факторам физической группы, так как отрицательно влияет на здоровье человека и приводит к ухудшению производственных показателей. Здоровье каждого человека в значительной степени зависит от качества информации, которую каждый человек получает через зрительный канал. Неудовлетворительное количество и качество не только утомляет зрение, но и вызывает общее утомление организма в целом.
Требования к помещениям для эксплуатации системы мониторинга и ПЭВМ
Нормы и правила при проектировании освещения устанавливает СП 52.13330.2011[12] «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования». Из того документа следует, что работа за ЭВМ относится к третьему разряду по точности работ или к работам высокой точности. Нормируемый коэффициент естественного освещения для производственного помещения со зрительно–напряженными работами третьего разряда точности должен составлять два процента при боковом освещении. Освещенность рабочей поверхности при комбинированном (общем и местном) освещении должна быть от(300-500) люкс.

7.2 Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности
Основы пожарной безопасности предприятий определены стандартами ГОСТ 12.1.004–84 «Пожарная безопасность». Пожарная безопасность должна обеспечиваться системами предотвращения пожара и противопожарной защиты.
Основной и единственной причиной возникновения пожара в помещениях с ПЭВМ, а также другой электронной техникой является неисправность проводки. Вероятность возгорания самих ЭВМ, а также электронных устройств чрезвычайно мала.
Для извещения о пожаре на предприятии смонтирована система тревожной охранно–пожарной сигнализации с тепловыми датчиками. Данная система контролирует объект в нерабочее время, когда в помещениях нет людей. При обнаружении возгорания в одном из помещений система выдает сигнал тревоги в отдел вневедомственной охраны. В качестве оперативных средств тушения пожара применяются порошковые огнетушители ОПУ–4.
Влияние опасных факторов пожара на социально-значимых объектах
Опасные факторы при пожаре: пламя и искры;
повышенная температура окружающей среды; токсичные продукты горения и термического разложения; дым;
пониженная концентрация кислорода.
В ситуации возникновения пожара для отрицательно воздействуют: прямой контакт с пламенем; повышенная температура; задымленная среда.
Самым отягчающим обстоятельством является отсутствие доступа кислорода, что и является следственной причиной смерти на пожаре от отравления токсичными продуктами горения.
В условиях пожара в задымленных помещениях уменьшение концентрации кислорода возникает в течение 1-2 мин с начала загорания.
Примером данному факту может служить административное помещение объемом 25 000 м , на момент начала загорания количество кислорода уменьшается по истечении 2-ой минуты.
Разложение токсичных продуктов горения несет в себе огромную опасность для здоровья человека и преобладание их концентрации в воздухе несовместимо с нормальной жизнедеятельностью. 0,05% окиси углерода в воздухе является опасной концентрацией.
В состав дымовых газов, образующихся при горении, входят сернистый газ, синильная кислота, окислы азота. Их концентрация в сотых долях процентов уже является недопустимой, поэтому с распространением пламени по элементам конструкций, время на проведение эвакуации людей из здания значительно снижается.
При температуре 40-450С кожа человека испытывает жжение, появляются болевые ощущения. При окружающей температуре уже при 600С есть опасность для жизни, ситуацию может ухудшить высокая влажность. Далее при нагревании металлических элементов, окружающей мебели и предметов температура повышается до 1000С, дыхание в данной среде невозможно.
Высокая температура нагревающихся газовых составов над температурой человеческого тела может привести к тепловому удару. Критическое значение интенсивности облучения - 4,2 кВт/м .
В состав дымовых газов, образующихся при горении, входят сернистый газ, синильная кислота, окислы азота. Их концентрация в сотых долях процентов уже является недопустимой, поэтому с распространением пламени по элементам конструкций, время на проведение эвакуации людей из здания значительно снижается.
Кроме того, самая большая опасность возникает, когда пути человека при пожаре отрезаны огнем. Очень большая скорость распространения пламени влечет за собой отсутствие способов спасения без специальных средств защиты. Также усугубить ситуацию может загорание одежды на человеке, так как вовремя несбитое пламя с кожи опасно ожогами различной степени.

7.3 Охрана окружающей среды
Проблема обеспечения безопасности, сохранения жизни и здоровья человека в различных сферах его деятельности становится все более острой. Противоречивость научно-технического прогресса состоит в том, что наряду с бесспорными благами он может приносить и неисчислимые бедствия, связанные с аварийностью и травмоопасностью производства, загрязнением окружающей природной среды, ухудшением состояния здоровья населения и увеличением риска гибели людей.
Таким образом, решение проблем безопасности человека в условиях современного производства и взаимодействия его с техносферой имеет важнейшее социально-экономической значение.
В исследуемой системе мониторинга энергоресурсов и надежность системы. Система позволяет производить постоянный контроль и мониторинг состояния посредством пульта управления, расположенного в диспетчерской.

7.4 Техника безопасности при монтаже оборудования
К работе допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие медицинское освидетельствование. Проходы между агрегатами должны быть шириной не менее 0,8 м. Рабочие смотровые площадки, лестницы, площадки лестниц должны иметь ограждения.
Оборудование непрерывных технологических линий должно иметь электрическую блокировку на случай аварийной остановки. Меры безопасности при ремонте и чистке оборудования.
Перечень работ в условиях повышенной опасности, на которые выдается наряд – допуск, должен быть утвержден главным инженером предприятия.
Подготовка оборудования к ремонту и чистке осуществляется сменным персоналом под руководством мастера смены.
Ремонтный персонал должен быть проинструктирован о содержании работ, мерах безопасности, оказании первой помощи пострадавшим. Работники, не прошедшие инструктаж, к работе не допускаются.
Наиболее эффективным средством улучшения микроклимата является автоматизация и механизация всех процессов, связанных с нагревом поверхностей.
Весь персонал работающий в электроустановках должен иметь группу по техники безопасности. В электроустановках до 1000В группы с I-IV. В электроустановках выше 1000В группы с III-V.

7.5 Обеспечение электробезопасности
Большое влияние на срок службы изоляции оказывают также всякого рода механические повреждения, возникающие, например, из-за недостаточных радиусов изгибов проводов, чрезмерных растягивающих усилий при прокладке и монтаже проводов, вибрации и т. д. Значительное влияние на состояние изоляции оказывают климатические условия: температура, влажность, давление воздуха. В производственных условиях воздух содержит различные примеси: газы, пары, пыль и т. п., вредно влияющие на изоляционные материалы электроустановок. Пары химически активных веществ разрушительно действуют на изоляцию, понижают ее электрическое сопротивление. Не проводящая электрический ток пыль сама по себе не ухудшает качество изоляции, однако, обладая, как правило, большой гигроскопичностью, при осаждении на поверхности изоляции создает дополнительную проводимость, а в некоторых случаях может явиться причиной пробоя изоляции. Токопроводящая пыль создает еще более неблагоприятные условия для работы изоляции, так как может привести к перекрытию изоляции электрической дугой, короткому замыканию проводников или замыканию на корпус.
В соответствии с ПУЭ величина сопротивления изоляции для электродвигателей переменного тока, машин постоянного тока, измерительных трансформаторов и других электроустановок не нормируется, так как сопротивление изоляции электрооборудования в значительной степени зависит от ее запыленности, увлажненности и температуры. Критерием для суждения о том, допустима ли эксплуатация изоляции в данном состоянии, служит сравнение текущего значения сопротивления изоляции с его первоначальным значением, измеренным перед вводом оборудования в эксплуатацию. Сопротивление считается недостаточным, если после очистки и просушки оборудования оно ниже первоначального на 30 и более процентов, или ниже 0,5 МОм
В производственном помещениие имеется электроустановка трехфазного тока в сети с заземленной нейтралью. Междуфазное напряжение составляет 380В. Следуя рекомендациям ПУЭ, выбираем в качестве защитной меры зануление.

Определяющим моментом для разработки данной системы являются требования безопасности, определяемые стандартами. Требования безопасности к оборудованию, определяемые образованием ряда опасных и вредных производственных факторов, изложены в соответствующих стандартах.
В процессе разработки источника вторичного питания предполагается рассмотрение следующих вопросов касательно безопасности жизнедеятельности и вопросов охраны труда[2]:
Требования к организации рабочих мест с ВДТ и ПЭВМ;
Требование к электромагнитному излучению;
Электробезопасность;
Защита от производственного статического электричества;
Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности.

Техника безопасности при выполнении наладочных работ
Работа в действующих установках, находящихся под давлением и в зоне высоких температур. Наладочному персоналу запрещается производить отключение и включение приборов и регуляторов без письменного разрешения ответственного лица.
Открывать и закрывать запорную арматуру, кроме винтелей, находящихся у приборов или датчиков.
Производить работы в области высоких температур и давлений без ограждений, экранов. Устранять мелкие дефекты приборов и регуляторов без их отключения. Снимать характеристики регулирующих органов без соответствующего разрешения и оформления в оперативном журнале. Снимать датчики, встроенные в технологическое оборудование.

Требования к помещениям для эксплуатации системы мониторинга и ПЭВМ
Нормы и правила при проектировании освещения устанавливает СП 52.13330.2011[12] «Естественное и искусственное освещение. Нормы проектирования». Из того документа следует, что работа за ЭВМ относится к третьему разряду по точности работ или к работам высокой точности. Нормируемый коэффициент естественного освещения для производственного помещения со зрительно–напряженными работами третьего разряда точности должен составлять два процента при боковом освещении. Освещенность рабочей поверхности при комбинированном (общем и местном) освещении должна быть от(300-500) люкс.


Заключение

В рамках аналитического и проектного разделов было проведено знакомство с объектом разработки, систематизация сведений по рассматриваемой тематике. Результатом выпускной работы является разработка система управления влажностью воздуха, а также другими параметрами микроклимата ожоговой палаты. Методологическую и теоретическую основу исследования составляют практические разработки и концепции авторов по управлению микроклиматом с использованием телекоммуникационных технологий.
Спроектированная система избавляют от необходимости контроля и управления микроклиматом в помещении ожоговой палаты. В ходе выполнения работы были проанализированы существующие системы управления параметрами микроклимата и влажности воздуха помещений, выявлены их достоинства и недостатки.
Разработана математическая модель устройства и произведена разработка программного обеспечения. Также было осуществлено моделирования работы спроектированной системы.

Список литературы


Макаров И.М.. Лохина В.М. Интеллектуальные системы автоматического управления. ISBN 5-9221-0162-5. - М.: ФИЗМАТЛИТ; 2001. - Сс. 15-24.
Бондарь Е.С., Гордиенко А.С., Михайлов В .А.. Нимич Г.В. // Автоматизация систем вентиляции и кондиционирования воздуха. ISBN 966-8571-15-0. - К.: ТОВ Видавничий будинок «Аванпост-Прим», 2005. - Сс. 521-527.
Беккер А. Системы вентиляции; ISBN 5-94836-047-4. - М.: Техносфера Евроклимат. 2005. - Сс. 18-21.
Крыштафович А.Н. Формирование базы знаний организации: теоретические основы, практические методы. - Минск: Банкауси вестк. ЖШВЕНЬ. 2008 август. №22 (432). - Сс.. 38-44.
Колтунцев А.В.. Золотарев С.В. Применение SCADA-пакета PcVue для создания распределенных систем управления. - М.: Автоматизация в промышленности. 2008 октябрь №10. - Сс. 36-39.
Контроллеры температуры и влажности Sensatronics Режим доступа: http://www.actidata.ru/equipment/monitoring/sensatronics
Трамперт В. Измерение, управление и регулирование с помощью AVR–микроконтроллеров.: Пер. с нем.– Киев.: «МК-Пресс», 2006. – 208с.; ил.
Датчик температуры и влажности. Режим доступа: http://www.actidata.ru/equipment/monitoring/sensatronics/sensors/datchiki-vlazhnosti-i-temperatury
В.А. Лашин конспект лекций по дисциплине «МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ». РГРТУ. Рязань 2007













33


66


Рисунок 3.10 - Simulink-модель подсистемы Q_infilt

ПЛК

Клапан


Подача пара в сист вент.


ИП

YЗ(t)

(Y(t)

U(t)

S(t)

P(t)

D

С

А

В

G

F

E

Руководитель

Консультант

Инженер


4.2 Моделирование подсистемы регулирования влажности воздуха

#