Економічна ефективність автоматизації гідромеліоративних систем

 

Ефективність автоматизації тим вище, чим досконаліше технологічний процес і чим вище її рівень. Тому підходи до систем, що проектуються і до існуючих повинні бути різними.

Якщо при проектуванні нових систем технологію поливу, конструкцію мережі і способи керування водорозподілом вибирають з урахуванням можливостей сучасних засобів автоматизації, то при автоматизації існуючих нові засоби автоматизації пристосовують до існуючої технології яка часто застаріла.

Найбільший економічний ефект досягається при повній автоматизації, коли рослини забезпечуються вологою в необхідних кількостях і у потрібний час при мінімальних витратах.

 

 

Основними джерелами економічної ефективності при автоматизації зрошувальних систем є економія зрошувальної води в процесі транспортування і поливу, зменшення технологічних скидів, підвищення врожайності сільськогосподарських культур за рахунок кращого водозабезпечення й удосконалювання режимів поливу, скорочення обслуговуючого персоналу, економія електричної енергії при машинному водопідніманні тощо. Цього можна досягти за рахунок автоматичного регулювання рівнів води в місцях водозабору, більш точного визначення термінів поливу і поливних норм за даними вимірювальних приладів і іншого.

Для визначення окупності необхідно знати витрати на створення і впровадження засобів автоматизації і річну економію

Одноразові витрати, зв'язані зі створенням і впровадженням засобів автоматизації, складаються з довиробничих і капітальних витрат:

 

  /1/

 

де   – довиробничі витрати;   – витрати на обладнання і будівельно-монтажні роботи.

Довиробничі витрати включають витрати на проведення наукових досліджень, програмне забезпечення й ін. Витрати на обладнання і будівельно-монтажні роботи складаються з вартості засобів автоматики, засобів зв'язку і вартості будівельно-монтажних робіт, включаючи будівництво додаикових приміщень і споруд. Сюди ж відносяться витрати на розробку техноробочого проекту.

Експлуатаційні витрати, зв'язані з роботою засобів автоматизації, складаються з поточних витрат на експлуатацію й обслуговування:

 

 , /2/

 

де   – річний фонд заробітної плати персоналу з обслуговування засобів автоматизації;   – річні амортизаційні відрахування;   – вартість електроенергії, споживаної засобами автоматики;   – вартість запасних частин і матеріалів, необхідних для ремонту технічних засобів;   – інші витрати. Витрати на зарплату

 

 , /3/

 

де   – річний фонд основної заробітної плати персоналу з обслуговування систем автоматики;   і   – коефіцієнти, що враховують відповідно відсоток додаткової заробітної плати і відрахувань на соцстрах.

Амортизаційні відрахування визначаються як сума амортизаційних відрахувань всіх видів основних засобів (обладнання, засобів телемеханіки, зв'язку й обчислювальної техніки).

Витрати на електроенергію для засобів автоматики визначають за встановленою потужністю електрообладнання з врахуванням інтенсивності його використання:

 

 , /4/

 

де   – потужність встановленого електрообладнання і інших засобів, кВт;   – фактичний річний фонд часу роботи засобів автоматики;   – вартість електроенергії;   – коефіцієнт інтенсивного використання потужності.

Витрати на біжучий ремонт і обслуговування за даними НДіЦСУ приймають у розмірі 3% від вартості засобів обчислювальної техніки, телемеханіки й автоматики. У випадку використання ПК вартість витратних матеріалів, необхідних для їх експлуатації приймають рівними 1% вартості ПК. Інші витрати зв'язані з утриманням і біжучим ремонтом приміщень обчислювальних комплексів складають 1% від вартості обладнання цих комплексів.

Очікувана річна економія визначається за формулою

 

 , /5/

 

де   – додатковий прибуток від реалізації сільськогосподарської продукції, отриманий за рахунок підвищення урожайності на автоматизованих системах;   – вартість зекономленої води;   – економія фонду заробітної плати за рахунок скорочення чисельності обслуговуючого персоналу;   – вартість зекономленої електроенергії.

При автоматизації підвищення врожайності сільскогосподарських культур на зрошених землях досягається за рахунок вдосконалення процесу поливу, регулювання і контролю водоподачі і водорозподілу, поліпшення організації обслуговування гідроспоруд. Досвід впровадження автоматизованих систем показує, що за рахунок забезпечення оптимальних режимів зрошення врожайність підвищується на 10... 15%.

Економію за рахунок підвищення врожайності визначають за формулою

 

 , /6/

 

де   – купівельна ціна і-го виду продукції;   – собівартість одного центнера;   – врожайність з 1 га;   – площа, зайнята під посів і-го виду сільськогосподарської культури;   – коефіцієнт, який враховує підвищення врожайності.

Вартість зекономленого об’єму води за рік

 

 , /7/

 

де   – річна витрата води на зрошувану площу;   – непродуктивні втрати води від водозабору до поля;   і   – коефіцієнти, що враховують відповідно зниження витрати води і непродуктивних втрат;   – ціна метра кубічного води.

Строк окупності капітальних вкладень на автоматизацію наближено визначають за формулою

 , /8/

 

тому що /8/ не враховує такі тривалі фактори, як підвищення родючості ґрунту, зменшення ймовірності вторинного засолення тощо.

Для більшості автоматизованих систем зрошення капітальні витрати на автоматизацію не перевищують 5% загальних капітальних витрат. Вони окуплюються не більше, ніж за 5 років.

 

 

Автоматизація систем зв'язана з застосуванням великої кількості приладів і пристроїв автоматики, телемеханіки й обчислювальної техніки, що може призвести до зниження надійності системи в цілому, якщо її елементи недостатньо надійні. Чим більше елементів входить до складу системи, тим вона в цілому менше надійна. Для пристроїв, що знаходяться в режимі безперервної роботи, показником надійності є час безвідмовної роботи між двома відмовами. Такий проміжок часу називається наробіток на відмову.

Для автоматичних пристроїв, що включаються в міру потреби (спорадично), наробіток на відмову не може бути критерієм надійності, їх надійність визначають за ймовірністю відмови  , що дорівнює відношенню кількості відмовлених в роботі елементів до загальної кількості елементів М:

 

  /9/

 

Число надійно працюючих елементів дорівнює   і ймовірність надійної роботи  . Очевидно, що ймовірність надійної роботи системи, що складається з n послідовно включених елементів,  , а ймовірність відмови такої системи в цілому  . Отже, ймовірність відмови системи в n раз більша ймовірності відмови окремого елемента. Щоб система була надійною, усі її елементи повинні мати високу і рівну надійність.

Зі збільшенням ймовірності відмов частіше порушується нормальне забезпечення водою споживачів, ростуть витрати на ремонт, знижується урожайність і це може призвести до негативного ефекту. Щоби цього не відбулося, надійність систем автоматизації повинна бути на 2-3 порядки вище надійності гідротехнічних споруд.

Домогтися цього завжди можна як за рахунок застосування високонадійних елементів, так і шляхом резервування. Для систем автоматики бажано мати «холодний» резерв і автоматичний перемикаючий пристрій.

Для кожної проектованої системи автоматизації необхідно проводити розрахунок надійності, яка не повинна бути нижчою заданої межі.