Контролер виконавчого модуля промислової мережі

 

 

5.4.1. Умови економічної ефективності

Критерієм економічної ефективності нових пристроїв є економія суспільної праці. Це положення використовується у формулі для визначення сумарного економічного ефекту від впровадження приладу та ін.

 

                                                    Е=Ев+Ее,                            (5.6)

 

де Ев - економічний ефект в умовах виробництва, тис.грн.;

      Ее - економічний ефект в умовах експлуатації протягом нового терміну служби приладу, тис. грн.

Економічний ефект, отриманий у процесі виробництва , оцінюють шляхом порівняння оптових цін аналога і спроектованого пристрою (собівартість спроектованого пристрою визначають виходячи з розрахунку собівартості виготовлення).

З метою оцінки економічної ефективності в умовах експлуатації порівнюють експлуатаційні витрати аналога і спроектованого пристрою в конкретних умовах його експлуатації.

Загальну умову економічної ефективності нового приладу можна виразити нерівністю:

Е>0

Оскільки показник Е являє собою алгебраїчну суму двох величин, між ними можливі такі варіанти співвідношень:

1. Ев>0; Ее>0; тоді Е>0 найбільш прийнятний варіант, але практично досить рідкісний.

2. Ев<0; Ее>0, причому |Ее|>|Ев|, тоді Е>0 - найбільш ймовірний варіант, тому що пристрій з кращими параметрами, як правило, коштує дорожче.  

Другою необхідною умовою є:

tок <tок н

Де tок - термін окупності додаткових капітальних витрат (визначається різницею витрат на виробництво аналога і проектного виробу і відшкодовується з економії, одержаної в умовах експлуатації), років;

    tок =|Ев|/Ее.р         (5.7)

tок.н - нормативний термін окупності, встановлений для тої галузі, де буде використовуватись новий виріб, років;

Ее.р - річний економічний ефект в умовах експлуатації, тис.грн.

3. Ев>0; Ее<0, причому |Ее|>|Ев|, тоді Е>0. Формально цей варіант є ефективним, але по суті означає погіршення експлуатаційних характеристик приладу в результаті скорочення (економії) виробничих витрат, тому цей випадок - неефективний.

3.1.   Ев>0; Ее=0, тоді Е>0. Це співвідношення, як частковий випадок варіанту 3 слід розглядати як прийнятний, оскільки він означає зниження собівартості проектованого пристрою без зміни рівня його якості у порівнянні з аналоговим (тобто завдання на проектування є запровадження виробництво пристрою замість більш дорогої закупівлі).

4. Співвідношення Ев і Ее, що призводить до результату Е<0, вважається за неефективне (виняток можуть скласти прилади-засоби пізнання і прилади-засоби праці, що забезпечують безпеку роботи і покращення умов праці).

Економічний ефект в умовах виробництва визначається з виразу:

Ев = Ц1 - Ц2,      (5.8)

де Ц1, Ц2 – оптова ціна відповідно аналога і спроектованого приладу, грн.

Ц2 = СП2(1+ РР2 / 100),     (5.9)

де СП2- повна собівартість спроектованого приладу, грн.

РР2- рентабельність нового приладу по відношенню до собівартості, %  (може бути прийнята у межах 30%).

 

5.4.2. Визначення собівартості і ціни спроектованого пристрою

Визначення виробничої собівартості спроектованого приладу здійснюється за питомою вагою у ньому окремих елементів витрат. Питома вага елементів витрат встановлюється за даними структури собівартості приладу -аналога.

 

Свир2 = 100 / Ум*М2,     (5.10)

 

де Свир2 - виробнича собівартість спроектованого приладу, розрахована методом питомих ваг, грн.;

      Ум - питома вага вартості основних матеріалів і комплектуючих виробів у виробничій собівартості аналога (65%);

      М2 - вартість основних матеріалів і комплектуючих виробів спроектованого приладу.

В таблиці 5.2 наведено вартість комплектуючих виробів розробленого пристрою.

 

Таблиця 5.2 

Вартість комплектуючих виробів контролера виконавчого модуля промислової мережі.

Комплектуючі виробиКількість, шт.Вартість за одиницю, грн.Сума, грн.

MCP2551114,4814,48

LM3S2793150,1650,16

SN54ALS373A14040

ST L29716868

MAX6150134,2434,24

Резонатор KX-12A12424

Резистор ERJ-6GEYJ103V 10кОм10,50,5

Резистор ERJ-1SJ102 1КОм.10,330,33

Резистор ERJ-8GEYJ105S 1Мом10,60,6

Резистор ERJ-B1AF471U 470Ом10,20,2

Конденсатор ECA-1CAM101X 100 мкФ51,15,5

Конденсатор ECJ-2YB1H104K 0,1мкФ140,59

Конденсатор ECQ-V1103JM 0,01мкФ10,120,12

Конденсатор ECUV1H220JCV 22pF20,250,25

Роз’єм D-Sub 9 pin51,78,5

Плата13535

всього290,88

 

Свир2=100 / 65 •  290,88= 447,51 (грн.)

Повна собівартість спроектованого приладу, необхідна для розрахунку економічного ефекту в умовах виробництва, визначається із співвідношення: 

Сп2 = Свир.у (1 + О / 100),    (5.11)

де Свир.у – виробнича собівартість спроектованого приладу, визначена за одним з способів (наприклад, методом питомих ваг), грн.;

 О – позавиробничі витрати підприємства, де буде виготовлятися спроектований прилад, (5%).

Сп2 = 447,51 •  (1 + 5 / 100) = 469,89(грн.)

Для визначення економічного ефекту в умовах виробництва знаходимо ціну спроектованого пристрою:

Ц2 = 447,51• (1 + 30 / 100) =581,76(грн.)

Вартість аналогу становить 1265 грн.

Отже, економічний ефект у сфері виробництва становить:

Ев = 1265 – 581,76= 683,24 (грн.)

 

5.4.3. Розрахунок терміну служби пристрою за амортизаційним терміном

Термін служби пристрою (аналога і  спроектованого) визначається за формулою:

Т = 100 / (Н•К),    (5.12)

де Н – норма амортизаційних відрахувань відповідної групи пристроїв або систем, %. У даному випадку норма амортизаційних відрахувань становить  18%.

К – коефіцієнт прискореної амортизації, вибирається в межах 0,2 – 2.

У нашому прикладі коефіцієнт прискореної амортизації буде рівний 0,7.

Т = 100 / (18 • 0,7) = 8 (років)

 

5.4.4. Визначення економічного ефекту в сфері експлуатації

Економічний ефект в умовах експлуатації за весь термін служби приладу    визначається за формулою:

 

де j –  номер року, в якому ведеться розрахунок;

r – банківська депозитна ставка ,% / рік (18% - за середньо-статистичними даними);

Eep – річний експлуатаційний ефект від застосування спроектованого приладу, грн./рік;

Тс2 – термін служби спроектованого приладу, років;

Еер = Еа + Еен + Езпл + Ер   (5.13)

де  Езпл – річний економічний ефект на заробітній платі, грн./рік

Еа  - річний економічний ефект на амортизації, грн./рік;

Ер - річний економічний ефект на ремонтних витратах, грн./рік;

Еен - річний економічний ефект  витрат на енергію, грн./рік;

Річний економічний ефект на амортизації визначається:

Еа = Н • К • (Ц1 – Ц2) / 100,    (5.14)

де Н – річна норма амортизації для даної групи приладів, %/рік, (Н=18%);

К – коефіцієнт прискорення амортизації активної частини основних фондів (К = 0,7);

Ц1, Ц2 – оптова ціна аналога та спроектованого приладу, грн. 

Еа = 18 • 0,7 • (1265 – 581,76)/ 100 = 86,09  (грн./рік) 

Річний економічний ефект на витратах на енергію визначається:

Еен = (М1 – М2) • Т • а,     (5.15)

де, М1, М2 – споживані потужності відповідно аналога та спроектованого приладу.

а = 0,24 грн – тариф за 1 кВт/год.;

Т = 312 • 8 – к-ть робочих годин на рік (згідно з прийнятим бюджетом робочого часу на відповідний період);

Еен = (0,022– 0,005) • 2 496• 0,24 = 10,18 грн. /рік   

Річний економічний ефект по заробітній платі у нашому випадку :

Езпл. = 0, так як зарплата фахівця з обслуговування залишилася такою ж.

Сумарний річний економічний ефект визначається за формулою:

Еер = 86,09 + 10,18 = 96,27 (грн. /рік)

Термін експлуатації пристрою становить 5 років. Річний 

Еер = 96,27 грн /рік. Тоді сумарний економічний ефект за термін експлуатації становить: 

Ее =  96,27 •  1,94 + 96,27 •  1,64 + 96,27 • 1,39 + 96,27 •  1,18 + 96,27 •  1  = =1129,11 грн.

Загальний економічний ефект:

Ез = Ев + Ее = 683,24 + 1129,11 = 1812,35грн. 

 

 

В економічній частині бакалаврської кваліфікаційної роботи були проведені відповідні економічні розрахунки для  відображення доцільності розробки та виготовлення контролера виконавчого модуля промислової мережі.

Встановлено, що комплексний показник якості розробленого пристрою становить  ,  знайдено вартість комплектуючих виробів розробленого пристрою, а також загальну вартість приладу, вирахувано економічний ефект у сфері виробництва, що становить 683,24, а експлуатація протягом терміну служби розробленого пристрою, тобто на 5 років, обійдеться на 1812,35 грн дешевше, ніж експлуатація аналога до розробленого пристрою.

  

 

В ході виконання бакалаврської кваліфікаційної роботи за темою “Контролер виконавчого модуля промислової мережі” було розглянуто рівні ієрархії та структуру типової комп’ютеризованої системи керування технічними об’єктами. Зроблено огляд промислових комп’ютерних мереж, висвітлені їх переваги і недоліки. Розглянуто призначення і класифікації контролерів промислових мереж, наведено приклад типової архітектури.

Для передачі повідомлень від оператора було обрано мережу CAN. Вона повністю відповідає вимогам до мережі першого рівня ієрархії КСКТО (рівня контролерів). Мережа CAN забезпечує надійність, простоту реалізації та високу швидкодію.

Контролер керування виконавчим модулем має моноблочне розміщення пристроїв введення/виведення,. що забезпечує високу швидкодію.

Щоб визначити необхідні для реалізації контролера апаратні засоби, були описані алгоритми його роботи. На основі цього розроблена схема електрична структурна.

Для забезпечення функціонування контролера була обрана та описана основна елементна база. Розглянуто принцип передачі даних мережею та керування КД. На основі цих даних розроблена схема електрична функціональна.

Розроблена та описана схема електрична принципова. Написана програма в середовищі KEIL з використанням StellarisWare.

Економічний ефект контролера у сфері виробництва становить 683,24 грн, а експлуатація протягом терміну служби розробленого пристрою, тобто 5 років, обійдеться на 1812,35 грн дешевше, ніж експлуатація його функціонального аналога.

Для запобігання дії електричного поля (ЕП) на людину у контролері використовується захист відстанню (він розташовується на великій відстані від працюючого персоналу), тому його навіть незначне ЕП ніяким чином не вплине на працівників. Також застосування на самому контролері низьких напруг та малої потужності зменшує інтенсивність та напруженість ЕП.

 

 

1.Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. – М.: Горячая линия – Телеком, 2009.

2.Галиев А.Л, Галиева Р.Г. Элементы и устройства автоматизированных систем управления. -  Стерлитамак 2008.

3.Вольфганг Э. Промышленные шины для систем автоматизации (журнал “Мир компьютерной автоматизации”).

4. Кенио. Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления. – Москва энергоатомиздат 2004.

5.TEXAS INSTRUMENTS LM3S2793 (Технічна документація).

6.STMicroelectronics L297 (Технічна документація).

7.TEXAS INSTRUMENTS SN54ALS373A (Технічна документація).

8.MAXIM MAX6150 (Технічна документація)

9.ГОСТ 12.1.019-79 ”Електробезпека. Загальні вимоги і номенклатура видів захисту”.

10. ГОСТ 12.1.002-84 “Електричні поля промислової частоти. Допустимі рівні напруженості і вимоги до проведення контролю на робочих місцях”.

11. сайт фірми Texas Instruments – http://www.ti.com. – 2011