Рефераты - Афоризмы - Словари
Русские, белорусские и английские сочинения
Русские и белорусские изложения
 

Разработка системы управления пассажирским лифтом

Работа из раздела: «Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный технический университет имени П.О.Сухого»

Кафедра «Промышленная электроника»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к дипломному проекту

на тему: Разработка системы управления пассажирским лифтом

Разработал студент гр. ЗПЭ-52с

Железняков А.А.

Руководитель проекта

ст. преподаватель Шуликов В.И.

Гомель 2008

Содержание

Введение

1. Аналитический обзор

1.1 Общее устройство лифта

1.2 Принцип работы лифта

1.3 Общая структурная схема работы лифта

1.4 Описание общего принципа работы лифта

2. Технический обзор существующих управляющих устройств

2.1 Релейная станция управления

2.2 Станция управления на логических элементах

2.3 Микропроцессорная станция управления

2.4 Преимущества разрабатываемого устройства

3. Разработка структурной схемы

3.1 Реализация режимов управления разрабатываемого устройства управления лифтом

4. Охрана труда

4.1 Особенности проектирования электронного оборудования для зон повышенной опасности

5. Технико-экономическое обоснование проекта

5.1 Теоретическое обоснование целесообразности разработки устройства управления пассажирским лифтом

5.2 Расчет затрат на стадии НИОКР

5.3 Расчет затрат на стадии производства

5.4 Расчёт экономического эффекта от повышения качества прибора

Список литературы

Введение

Лифтом называется транспортное устройство прерывного действия, предназначенное для подъёма и спуска людей (грузов) с одного уровня на другой, кабина (платформа) которого перемещается по жёстким вертикальным направляющим, установленным в шахте, снабжённой на посадочных (загрузочных) площадках запираемыми дверями. Электрическим считается лифт, лебёдка которого приводится в действие электродвигателем.

Основные требования, предъявляемые к пассажирским лифтам это безопасность, надёжность, плавность разгона, плавность движения и торможения, точность остановки кабины, а также работа лифта не должна сопровождаться высоким уровнем шума. Не один современный жилой дом не обходится без лифтового оборудования, а в общественных заведениях этот механизм выглядит настолько естественно, что скорее вызывает удивление отсутствие лифта, чем его присутствие. Последнее время появилась потребность в пассажирских лифтах для индивидуальных домов, потому что этот механизм не просто облегчает жизнь и делает ее более комфортной, но иногда бывает просто насущной необходимостью - это видно на примере людей ограниченных в способности самостоятельно передвигаться. Помимо обыкновенных лифтов и эскалаторов на заводах изготавливают специальные подъёмные механизмы для инвалидов, которые устанавливаются в общественных зданиях, жилых домах, на авто-, аэро- и железнодорожных вокзалах, в автобусах Исполнение этих лифтов и отделочные материалы, которые используются для облицовки пассажирских кабин в состоянии удовлетворить самый изысканный вкус. Большой популярность пользуются панорамные лифты, когда прозрачной является не только кабина лифта, но и шахта внутри которой происходит перемещение кабины.

Основное преимущество вертикального транспорта - небольшая площадь, занимаемая его оборудованием в здании.

Прообразы современных лифтов были известны в Древнем Риме в I в. до н. э. Упоминание о лифтах более позднего периода относится к VI в. (лифт Синайского монастыря в Египте), к первой четверти XIII в. (во Франции) и XVII в. (лифт Виндзорского замка в Англии, “летающий стул” Велайера в одном из парижских дворцов).

В середине XIX в. в США появились лифты Э. Отиса с ловителями, удерживающими кабину от падения в случае обрыва канатов.

С 60-х годов XIX в. в практику лифтостроения вошли лифты с паровым приводом, затем с гидравлическим и только к началу XX в. широкое и преимущественное развитие получили электрические лифты.

С ростом количества выпускаемых лифтов совершенствуется и их конструкция. Особенность лифтов заключается в том, что они представляют собой изолированную автоматизированную систему, действующую циклически по командам пассажиров. При этом все операции по доставке пассажиров на требуемый этаж и по обеспечению безопасности перевозок выполняются автоматически. Обслуживающий персонал - электромеханики по лифтам, лифтёры-обходчики, диспетчеры и дежурные электромеханики ЛАС.

В данной дипломном проекте будет рассмотрена задача разработки системы управления пассажирским лифтом серии УЛ и описание операций над данным классом лифтов.

1. Аналитический обзор

1.1 Общее устройство лифта

Общее устройство частей лифта является одинаковым для большинства лифтов, которые установлены в жилых дома и показано на [рис.1.]. Функциональные части лифта выполняют следующие функции:

· Шахта лифта - устройство, исключающее возможность травмирования пассажиров, ожидающих кабину на посадочных площадках, движущимися кабиной и противовесом, а также в нём установлено другое оборудование лифта;

· Машинное помещение - часть шахты (или иное помещение), предназначенное для установки приводного механизма, вводного устройства, аппаратуры управления лифтом, ограничителя скорости движения;

· Лебёдка главного привода - выполняет подъём и спуск кабины лифта в двух режимах - на большой и на малой скоростях;

· Тяговые канаты - при помощи тяговых канатов лебёдка главного привода поднимает или опускает закрепленные на них кабину и противовес;

· Подвеска - служит для крепления концов канатов к кабине и противовесу;

· Ловители - предназначены для остановки кабины (противовеса) на направляющих при движении вниз, если скорость движения кабины (противовеса) превысит номинальную скорость движения лифта (противовеса);

· Купе кабины - служит для размещения пассажиров и (или) груза перемещаемого лифтом;

· Отводка кабины - предназначена для переключения скорости движения лифта с большой на малую путём воздействия на этажный переключатель;

· Направляющие башмаки - устройства, расположенные (закреплённые) на кабине и противовесе, охватывающие своими элементами скольжения или качения направляющие, ограничивающие, таким образом, перемещение кабины и противовеса в горизонтальном направлении и позволяющие им перемещаться в вертикальном направлении;

· Этажный портал - проём в ограждении шахты со стороны этажной площадки, в котором крепятся двери шахты;

· Направляющие кабины - устройство, установленное в шахте, которое определяет положение кабины в шахте путём ограничения перемещения в горизонтальном направлении, и позволяют свободно перемещаться в вертикальном положении;

· Направляющие противовеса - устройство, установленное в шахте, которое определяет положение противовеса в шахте путём ограничения перемещения в горизонтальном направлении, и позволяют свободно перемещаться в вертикальном положении;

· Противовес - уравновешивает часть полезного груза загруженной кабины для облегчения запуска лебёдки главного привода;

· Буфер - предназначен для ограничения хода кабины или противовеса в случае опускания их ниже нижнего рабочего положения;

· Помещение приямка - помещение внизу шахты, в котором находятся буфера и натяжное устройство ограничителя скорости;

· Натяжное устройство - механическое устройство, с помощью которого происходит отключение электрических цепей питания лифта в случае обрыва каната ограничителя скорости;

· Трос ограничителя скорости - одной стороной крепится к кабине лифта и проходя через устройство ограничения скорости в машинном помещении приводит его в движение со скоростью равной номинальной скорости движения и включает устройство ограничителя скорости при превышении номинальной скорости движения вниз;

· Устройство ограничителя скорости - предназначено для приведения в действие механизма включения ловителей кабины (противовеса) при превышении номинальной скорости движения вниз;

· Станция управления лифтом - устройство, в котором находятся предохранительные устройства, блоки, реле и контакторы, служащие для управления работой лифта.

Рис.1 Общее устройство лифта

1.2 Принцип работы лифта

Главной приводной частью лифта является подъёмный механизм (лебедка главного привода). Она установлена в машинном помещении и которая с помощью подъемных канатов и подвески перемещает кабину на различные этажи обслуживаемого помещения, останавливаясь на каждом этаже так, чтобы пол кабины был по возможности на уровне пола этажной площадки. Для уравновешивания кабины и части полезного груза предусмотрен противовес, который крепится к тем же канатам что и кабина.

Кабина и другие подвижные части лифта перемещаются в специально оборудованном сооружении, называемом шахтой, которую со стороны этажных площадок оборудуют дверями шахты. Внутри шахты (практически по всей ее высоте) крепят направляющие кабины и направляющие противовеса, а в верхних и нижних частях каркасов кабины и противовеса устанавливают башмаки. Охватывая с трех сторон рабочую часть направляющих, башмаки четко фиксируют кабину и противовес в горизонтальном направлении не давая им отклоняться в стороны и соприкасаться друг с другом.

В аварийных ситуациях, когда кабина лифта развивает скорость выше дозволенной (предельной) срабатывают установленные на кабине (иногда и на противовесе) ловители. Захватывая направляющие, ловители прочно удерживают кабину на этих направляющих. Срабатывание ловителей при превышении скорости кабины обеспечивается ограничителем скорости с канатом ограничителя скорости и его натяжным устройством. При ослаблении хотя бы одного подъемного каната срабатывает электрический выключатель слабины подъёмных канатов (СПК), который обесточивает цепи управления лифтом и лебёдку главного привода, тем самым прекращая дальнейшую работу лифта. В случае отказа системы управления кабина или противовес могут пройти ниже нижнего рабочего положения. Для предотвращения жесткого удара о пол шахты в нижней части шахты предусмотрены упоры, или буфера, смягчающие удар при посадке. Нижняя часть шахты, где расположены буфера и натяжные устройства, называется приямком. В машинном помещении размещаются подъемный механизм, ограничитель скорости и станция управления. В некоторых лифтах под машинным помещением, над шахтой, предусмотрено блочное помещение, в котором устанавливают контрблоки (контршкивы).

1.3 Общая структурная схема работы лифта

Рис.2 Структурная схема работы лифта

Назначение блоков на структурной схеме:

Кнопка вызова - (КнВ) служит для вызова лифта на этаж, где находится пассажир;

Кнопка приказа (КнП) - служит для отправки кабины лифта на нужный этаж;

Реле этажное (РЭ) - регистрирует вызов или приказ при нажатии на кнопку вызова или приказа;

реле движения (РД) - предназначено для включения электромагнитного тормоза;

блок направления движения (БН) - блок контакторов движения кабины вверх или вниз;

блок скоростей движения (БС) - блок контакторов движения кабины на большой или малой скоростях;

лебёдка главного привода (ЛГП) - лебёдка главного привода лифта, выполняет подъём и спуск кабины лифта в двух режимах - на большой и на малой скоростях;

электромагнитный тормоз (ЭМТ) - предназначен для затормаживания (растормаживания) лебёдки главного привода при нахождении кабины на этаже, тем самым предотвращая самопроизвольное движение кабины лифта;

реле точной остановки (РТО) - служит для отключения реле движения при подходе кабины в зону точной остановки;

этажный переключатель (ЭП) - служит для переключения скорости движения кабины (с большой на малую) и для открытия дверей;

реле времени (РВ) - задаёт выдержку по времени при открытии и закрытии дверей кабины;

привод дверей кабины (ПДК) - предназначен для открытия и закрытия дверей кабины.

1.4 Описание общего принципа работы лифта

Для управления движения кабины служат кнопочные аппараты, расположенные на стене внутри кабины или на стене этажной площадки здания. Электрический сигнал от кнопочного аппарата передаётся по подвесному кабелю и проводам в шахте в станцию управления лифтом на этажное реле задействованного этажа:

Если кабина лифта стоит на этаже, на котором нажата кнопка, то сигнал подаётся в станцию управления, через этажное реле обратно в шахту и по проводам на этажный переключатель, центральную коробку, подвесной кабель, на кабину и на привод дверей кабины - двери открываются или закрываются. После отработки реле времени кнопки вызовов или приказов будут включены в работу.

Если пассажир нажимает кнопку вызова (кабина находится на другом этаже) или кнопку приказа когда кабина находится на нём тогда сигнал передаётся в станцию управления на реле движения, реле точной остановки, реле контроля дверей и на этажное реле, оно своими контактами подаёт напряжение на контактор направления движения, который своими блок - контактами включает реле движения. Реле движения своими соответствующими контактами включает электромагнит тормоза. Одновременно с включением контактора направления включается контактор скорости движения. Контактор направления и контактор скорости движения подают напряжение на лебёдку главного привода - кабина начинает движение. На большой скорости кабина движется до тех пор, пока отводка кабины не разомкнёт контакты (через которые подпитывается контактор большой скорости) этажного переключателя нужного этажа, отключается контактор большой скорости и своими блок - контактами подаёт напряжение на катушку контактора малой скорости - включается малая скорость движения лифта. Движение лифта на малой скорости продолжается до тех пор, пока кабина не доедет до датчика точной остановки расположенного на направляющей движения кабины. По сигналу датчика точной остановки электродвигатель лебёдки главного привода и катушка приводного электромагнита тормоза отключаются от электрической сети, кабина затормаживается и удерживается тормозом в неподвижном состоянии. Одновременно подаётся питание на электродвигатель привода дверей кабины. Двери автоматически открываются совместно с дверями шахты и остаются открытыми после выхода пассажиров из кабины в течение сравнительно малого промежутка времени, задаваемого реле времени в цепи управления лифтом. Затем реле времени замыкает свои контакты и подаёт питание на электродвигатель привода дверей кабины - двери закрываются. Лифт свободен и готов к работе по вызову, о чём свидетельствуют погасшие сигнальные лампочки вызывных аппаратов, установленные на каждом посадочном этаже.

2. Технический обзор существующих управляющих устройств

2.1 Релейная станция управления

Станции управления данного вида состоят из релейных аппаратов. Питание электродвигателя лебёдки главного привода осуществляется трехфазным напряжением 380В. Питание электромагнитных катушек осуществляется от понижающего трансформатора через выпрямительный мост однофазным переменным напряжением 110В. Количество остановок от 1 до16. Для регистрации вызова кабины лифта приходится держать кнопку вызова - для того, чтобы он приехал по вызову, если лифт вызвали на другой этаж, или в нём едет пассажир. Для того чтобы кабина поехала должны включиться несколько реле; напряжение, должно пройти через несколько контактов на разных реле, прежде чем включится лебёдка главного привода.

Достоинства и недостатки.

Достоинства: станция проста в обслуживании, большую часть вышедших из строя деталей можно

Недостатки: так как питание цепей управления релейной станции 110В. и некоторые из реле включены постоянно, то потребление электроэнергии очень высокое; требуется много провода для подключения всех контактов реле и разводки по станции управления. При поиске неисправности большую часть времени занимает поиск определённого провода, продёргивание его по жгуту, замер напряжений в станции, замер напряжений в шахте (на клеммных рейках кабины, на концевых выключателях дверей шахты, на клеммных рейках центральной распределительной коробки). Так как в данных видах станций используются реле, то для предотвращения спайки контактов их покрывают слоем технического серебра. Шкаф управления имеет большие габариты и вес, рядом устанавливается понижающий трансформатор, имеющий также немалые размеры. Катушки реле, контакты и соединительные провода выполнены из дорогостоящего медного провода.

2.2 Станция управления на логических элементах

Станция управления обеспечивает управление движением лифтовой кабины с автоматическим закрытием /открытием дверей в лифтовой шахте, реализует алгоритм смешанного собирательного управления при движении вниз одиночных и групповых (парных) пассажирских лифтов со скоростью движения до 1,4 м/с для жилых зданий и сооружений до 17 этажей. В станции управления предусмотрена возможность выбора следующих условий функционирования путем программирования следующих параметров изделия:

- характер пола кабины;

- количество реверсов дверей до фиксирования аварии реверса;

- задержки на открытие дверей;

- задержки перед движением;

- время движения на малой скорости до точной остановки;

- время движения на большой скорости между датчиками замедления;

- время ожидания концевых выключателей открытого или закрытого положения дверей (ширина дверей);

- этажность;

- приоритет в парном управлении;

- время самовосстановления после некритической аварии;

- активные уровни сигналов датчиков.

Станция управления имеет индикацию состояния всех сигналов лифта, индикацию положения кабины и индикацию кодов аварийных ситуаций. Коррекция местоположения лифтовой кабины производится на любом этаже при открытии дверей. Станция управления обеспечивает исключение из числа обслуживаемых вышедшие со троя или залипшие кнопки вызова и приказа. Станция управления обеспечивает фиксацию в энергонезависимой памяти до 50 записей кодов аварийных ситуаций и всех сигналов управления и датчиков, возникших в момент аварийной ситуации с лифтом. Записи сохраняются даже при отключении питания. Считывание производится со штатного пульта управления и индикации изделия. Электропитание осуществляется от трехфазной сети переменного тока номинальным напряжением 380В с допустимым отклонением от -20% до +10 номинального значения и частотой (50 ± 1) Гц.

Станция состоит из следующих основных блоков:

· Блок включения предназначен для подачи трехфазного напряжения питания в изделие.

· Блок главного привода по командам от блока управления осуществляет управление электродвигателем лебедки главного привода, а именно: направление вращения двигателя (движение кабины лифта вверх или вниз), скорость (малая или большая) вращения двигателя, включение и выключение тормоза лебедки. Кроме того, передает блоку управления информацию о состоянии датчика температурной защиты электродвигателя главного привода и обеспечивает связь цепи безопасности с датчиком переподъема / переспуска.

· Блок привода дверей по командам от блока управления управляет реверсированием электродвигателя привода дверей, обеспечивая тем самым открытие и закрытие дверей кабины и шахты, при этом обеспечивает динамическое торможение электродвигателя, что исключает удары створок дверей кабины в крайних положениях, а также управляет освещением кабины.

· Блок управления предназначен для реализации всех режимов работы алгоритма функционирования лифта, путем контроля информации поступающей от электрооборудования лифта и выработки управляющих команд для исполнительных устройств. Кроме того, блок управления, обеспечивает себя и электрооборудование лифта низковольтным (24В) питанием, поддерживает телефонную связь между машинным помещением, кабиной и приямком, а также связь с диспетчерским пунктом.

· Модуль электропитания предназначен для преобразования сетевого напряжения переменного тока 220В 50Гц в напряжение переменного тока 110В 50Гц и в напряжение постоянного тока 24В.

Общая структурная схема станции на логических элементах управления представлена на рис.3

Рис. 3 Структурная схема станции управления на логических элементах

Напряжение электропитания через блок включения подается в остальные блоки. При этом блок включения индицирует наличие напряжения по всем трем фазам электропитания.

Блок управления принимает сигналы от управляющих устройств лифта (постов приказов, вызовов), датчиков, цепей безопасности, и вырабатывает команды, управляющие работой силовых блоков главного привода и привода дверей. Режим работы блока управления задается с расположенного на нем кнопочного пульта управления.

Блок главного привода по командам от блока управления осуществляет управление электродвигателем лебедки (главного привода), передает блоку управления информацию о состоянии датчика температурной защиты электродвигателя главного привода и обеспечивает связь цепи безопасности с датчиком переподъема / переспуска.

Блок привода дверей по командам от блока управления управляет реверсированием электродвигателя привода дверей, обеспечивая тем самым открытие и закрытие дверей кабины и шахты, при этом обеспечивает динамическое торможение электродвигателя, что исключает удары створок дверей кабины в крайних положениях. Управляет освещением кабины.

Достоинства и недостатки станции управления на логических элементах

Достоинства:

Станция управления гораздо меньше по размерам; при наличии пассажира в кабине лифта и отсутствии приказа, двери кабины остаются открытыми; обслуживание нескольких зарегистрированных вызовов начинается с самого верхнего зарегистрированного; при загрузке кабины на 90% попутные вызова игнорируются; выполнение приказов осуществляется последовательно по направлению движения кабины; Если во время движения по приказу пропадает сигнал 15кг, то все приказы сбрасываются, кабина переходит на малую скорость и останавливается на ближайшем этаже, двери кабины открываются.

Недостатки:

Используется много логических элементов,

2.3 Микропроцессорная станция управления

Микропроцессорная станция состоит из следующих блоков:

Плата управления (ПУ)

Плата управления выполняет следующие функции: определение местоположения кабины лифта по сигналу от датчика точной остановки и сигналам направления движения, регистрацию сигналов кнопок приказов и вызовов и их индикацию, отмену зарегистрированного приказа или вызова по прибытии кабины лифта на этаж при открытии дверей, выбор направления и скорости движения, включение и выключение привода дверей, определение и индикацию неисправности лифта.

Плата температурной защиты (ПТЗ)

Плата предназначена для защиты от перегрузок и коротких замыканий в цепях нагрузки, фиксирует состояние дверей шахты, контролирует максимально допустимый уровень нагрева статорных обмоток двигателя главного привода;

Плата контроля трехфазной сети (ПКТС)

Плата предназначена для контроля допустимого уровня и правильности чередования фазных напряжений в трехфазных цепях переменного тока с линейным напряжением 380В.

Плата управления тормозом (ПУТ)

Плата осуществляет управление тормозом, обеспечивая его включение и переход в режим удержания, обеспечивает включение вентилятора электродвигателя главного привода.

Плата семисторных ключей (ПСК)

Плата позволяет коммутировать нагрузку в цепях с напряжением 110 В (питание магнитных пускателей).

Достоинства и недостатки микропроцессорной станции управления:

Достоинствами являются:

· повышенную плавность хода и точность остановки;

· комфортабельность и пониженную шумность;

· антивандальные кнопки панели управления и вызывных постов с подсветкой;

· индикаторы направления движения и положения кабины;

· совершенную микропроцессорную станцию управления;

· могут оснащаться противопожарными дверями.

Дополнительно могут устанавливаться:

· частотный регулятор скорости лебёдки;

· привод дверей с частотным регулированием скорости движения;

· зеркало до поручня или до пола;

· вентиляторы;

· индикация перегрузки кабины;

· световой барьер на дверях кабины;

· табло индикации положения кабины и перегрузки с речевым сообщением;

· устройство ограничения доступа (механический или электронный ключ);

· нестандартное обозначение остановок.

Недостатками микропроцессорной станции управления являются: наличие некоторых дорогостоящих полупроводниковых приборов; ремонт вышедших из строя электронных блоков возможен только в специализированной мастерской, из-за чего пользователи вышедшего из строя лифта вынуждены терпеть неудобства; высокая стоимость по сравнению с предшествующими станциями управления;

2.4 Преимущества разрабатываемого устройства

Как видно из вышеизложенных описаний управляющих устройств бесспорное преимущество имеет микропроцессорное устройство управления. В разрабатываемом устройстве реализовано большое количество режимов работы лифта. Питание катушек пускателей осуществляется однофазным переменным напряжением ~110 В. Питание промежуточных реле, цепей телефонной связи и сигнализации, ремонтного напряжения осуществляется выпрямленным напряжением 24 В. от понижающего трансформатора. Поиск неисправностей облегчён наличием двух семисегментных индикаторов, которые показывают коды сбоев и ошибок в работе лифта, также для быстрого обнаружения неисправности в блокировочных цепях предусмотрен вывод контрольных точек (кабина, приямок, двери шахты) на клеммную рейку устройства управления и тестер матрицы. Возможно подключение дополнительных устройств безопасности и блокировки работы лифта.

Все блоки к разрабатываемому устройству подключаются при помощи разъёмов. Это даёт возможность обслуживающему персоналу при выходе из строя разрабатываемого устройства управления, отключив разъёмы, заменить устройство на заведомо исправное, а вышедшее из строя отправить на ремонт специалистам завода-изготовителя.

Наличие ПЗУ даёт возможность перепрограммировать программу работы разрабатываемого устройства в случае некорректной работы программы.

ПЗУ хранит записи кодов ошибок в работе лифта. Просмотр журнала записи ошибок даёт возможность проанализировать ошибки и принять правильное решение для устранения неисправности в работе лифта.

Наличие в разрабатываемом устройстве светодиодных индикаторов даёт возможность визуально по светящимся либо несветящимся светодиодам определить в каком положении находится кабина.

На разрабатываемое устройство можно подключить в групповую работу до 6 лифтов.

Система управления обеспечивает следующие средства защиты:

- защита от ручного воздействия на пускатели;

- защита электродвигателя главного привода в режиме нормальной работы, косвенно контролирующая его нагрев, заключающаяся в том, что контролируется время перемещения лифта с этажа на этаж. Если лифт в течение заданного программного времени после начала движения на большой скорости не достигнет точной остановки следующего этажа, то произойдет отключение лифта;

- защита от недопустимых перемычек в цепи контактов выключателей, контролирующих закрытие и запирание дверей шахты и кабины.

В цепях безопасности использованы выключатели принудительного размыкания контактов, кнопки аварийной остановки имеют стопор от возврата в исходное состояние, вводное устройство имеет запорное устройство для защиты от случайного включения.

Кабина лифта оборудована аварийным освещением, которое включается при пропадании напряжения сети и обеспечивает освещение купе кабины в течение не менее 1 часа.

3. Разработка структурной схемы

Разрабатываемое устройство является основным устройством системы управления лифта и выполняет в комплекте электрооборудования лифта следующие основные функции:

- определение местоположения кабины лифта по сигналу от датчика точной остановки и сигналам направления движения;

- регистрацию сигналов кнопок приказов из кабины лифта и их индикацию;

- регистрацию сигналов кнопок вызовов с этажей и их индикацию;

- отмену зарегистрированного приказа и вызова при прибытии кабины лифта на этаж и открытии дверей;

- включение этажных световых указателей и управление информационным табло местоположения кабины;

- выбор направления и скорости движения;

- включение и выключение привода дверей;

- обеспечение замедления к крайним этажам вне зависимости от наличия на них вызовов и приказов;

- определение и индикацию неисправности лифта;

- хранение в памяти кодов неисправностей (сбоев) лифта;

- организацию групповой (парной) работы.

Структурная схема представлена на рис.4

Рис.4 Структурная схема разрабатываемого устройства

Структурная схема разрабатываемого устройства включает в себя:

- центральный процессор(ЦП) обрабатывает сигналы от внешних устройств и выдаёт команды на исполнение механизмами и блоками станции управления;

- постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) содержит в себе программу для работы лифта, а так же записывает коды ошибок;

оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) используется для корректной работы центрального процессора;

дешифратор адресного пространства;

выходные регистры служат для связи центрального процессора с датчиками работы лифта, приказными и вызывными аппаратами;

входные регистры служат для связи вызывных и приказных аппаратов, а так же датчиков работы с центральным процессором;

выходные гальванические развязки служат для связи центрального процессора с исполняющими механизмами и блоками;

входные гальванические развязки служат для связи исполняющих механизмов и блоков с центральным процессором;

семисегментный индикатор служит для высвечивания режима работы лифта, кода ошибки, регистра памяти, номера этажа на котором находится лифт.

переключатели служат для установки номера нижнего этажа, посадочного этажа, верхнего этажа, номера лифта в группе (паре), отключения контроля движения между датчиками точной остановки, одиночное или групповое (парное) управление.

выпрямитель и стабилизатор питания 5В питает центральный процессор, постоянное запоминающее устройство и оперативное запоминающее устройство.

На плате имеются следующие светодиодные индикаторы:

VD2 - готовность к работе в группе:

мигает - ведущий

постоянно светится - ведомый;

VD3 - наличие пассажира в кабине (15кг);

VD4 - выключатель контроля закрытия дверей кабины (ВКЗ);

VD5 - шунт в датчике точной остановки (ДТО);

VD3 9 - движение вверх;

VD40 - движение вниз;

VD41 - открытие дверей;

VD42 - закрытие дверей;

VD43 - движение на рабочей (большой) скорости;

VD44 - движение на малой скорости;

VD45 - резерв;

VD47 - выходной сигнал включения реле «АВАРИЯ» (К1);

VD48 - выходной сигнал включения реле диспетчеризации (К2);

VD49 - выходной сигнал включения реле освещения кабины (КЗ);

VD50 - выходной сигнал прибытия кабины на этаж (административный вариант);

VD61 - входной сигнал о перегреве двигателя главного привода;

D62 - входной сигнал с платы контроля трехфазной сети

- VD63 - входной сигнал дверей шахты (2ДШ);

- VD64 - входной сигнал пожарной опасности;

- VD65 - входной сигнал выключения (включения) лифта с посадочной площадки из блока управления (административный вариант);

- VD69 - входной сигнал дверей кабины (ДК);

- VD70 - входной сигнал цепи блокировок (БЛ);

- VD71 - входной сигнал дверей шахты (ДШ);

- VD72 - входной сигнал ловителей (ВЛ) ;

3.1 Реализация режимов управления разрабатываемого устройства управления лифтом

Разрабатываемым устройством предусмотрены следующие режимы работы:

· монтажный режим;

· режим 'Ревизия';

· режим 'Управление из машинного помещения' ('МП1', 'МП2');

· режим 'Нормальная работа' или для административных зданий 'Дневной режим» (одиночное и групповое управление); 'Утренний режим' и 'Вечерний режим” (для административных зданий);

· режим 'Погрузка' (наладка);

· режим 'C проводником' (для административных зданий);

· режим пожарной опасности;

· режим 'Перевозка пожарных подразделений' (для специальных лифтов);

· аварийное отключение лифта.

Перевод лифта в режим нормальной работы, 'Ревизия', 'Погрузка' и 'Управление из машинного помещения' осуществляется переключателем режимов, установленным в устройстве управления. Перевод в режим пожарной опасности происходит автоматически из режимов 'Нормальная работа', 'Погрузка' по сигналу датчика пожарной защиты. В режим 'Перевозка пожарных подразделений лифт переводится спецключом в посту приказов. В 'Утренний режим', 'Вечерний режим' и 'С проводником' лифт переводится из режима 'Нормальная работа' тумблерами в блоке задания режимов, установленным на посадочном этаже (для административных зданий). Для работы в режиме 'Ревизия' дополнительно необходимо установить переключатель в посту ревизии КБР в положение 'Ревизия'.

Вызов лифта на основной посадочный этаж для перевода его в режим “Перевозка пожарных подразделений” может быть выполнен также ключом, установленным в блоке задания режимов (для административных зданий) или в вызывном посту (для жилых зданий).

Монтажный режим

Монтажный режим предусматривается для управления лифтом без платы ПУ на малой скорости от поста ревизии с крыши кабины.

Управление осуществляется через промежуточные реле, устанавливаемые в розетки в шкафу управления.

Алгоритм работы представлен на рисунке 5

Рис. 5 Алгоритм работы в монтажном режиме

Режим 'Ревизия'

Системой управления предусмотрена возможность автоматического опускания кабины лифта в зону обслуживания с этажной площадки. Для этого предварительно необходимо установить кабину в зону датчика точной остановки требуемого этажа (кроме нижнего) в режиме 'Управление из машинного помещения', затем после установки переключателя режимов работы в режим 'Ревизия' нажать кнопку 'Вниз' на устройстве управления (в течении заданного программного времени после переключения). Лифт автоматически опустится вниз на малой скорости и остановится в заданной зоне.

Для управления движением с крыши кабины необходимо установить переключатель КБР кнопочного поста ревизии в положение 'Ревизия'. При этом работа лифта в других режимах (даже при переключении из машинного помещения) становится невозможной.

Управление с крыши кабины осуществляется с помощью кнопок поста ревизии. Движение вверх и вниз осуществляется только на пониженной скорости при нажатой кнопке 'Вверх' или 'Вниз' при исправности всех блокировочных и защитных устройств. Отпускание кнопок приводит к немедленной остановке лифта. Экстренная остановка выполняется также нажатием кнопки 'Стоп'. На нижнем этаже предусмотрена автоматическая остановка кабины в зоне точной остановки, а при движении вверх - в зоне замедления верхнего этажа.

Имеется возможность движения лифта в режиме 'Ревизия' также при неисправности какого-либо блокировочного контакта, контролирующего запинание или закрытие дверей шахты. Для этой цели необходимо проверить, что двери кабины закрыты и, далее, нажать одновременно кнопку 'Шунт. ДШ' (блокировка дверей шахты) и кнопку направления движения на посту ревизии. При отпускании любой из кнопок лифт останавливается.

В данном проекте реализована также возможность управления приводом дверей в точной остановке от поста ревизии с целью наладки выключателей конечных и реверса. Для этого необходимо разорвать цепь безопасности одним из выключателей на кабине: СПК, 'Стоп' и установить переключатель поста ревизии в положение 'Нормальная работа'. Для открытия дверей необходимо удерживать кнопку 'Вниз' поста ревизии не менее 3-4 секунд, а для закрытия - кнопку 'Вверх'. При отпускании кнопок открытие или закрытие прекращается. Повторное нажатие кнопок при полуоткрытых дверях приводит к работе привода без задержки.

Алгоритм работы в режиме «Ревизия» представлен на рисунке 6

Рис. 6 Алгоритм работы в режиме «Ревизия»

При восстановлении цепи блокировок происходит немедленное закрывание дверей, если они были открыты.

После закрытия дверей и восстановления цепи безопасности возможно дальнейшее движение кабины.

Режим 'Управление из машинного помещения'

Режим устанавливается с помощью переключателя режимов работы.

Управление лифтом в этом режиме выполняется с помощью кнопок, установленных на панели управления в устройстве управления, «Вверх'; 'Вниз'; «Стоп'; 'Точная остановка' ('ТО').

Предусматривается два режима: 'МП1' и 'МП2', которые устанавливаются переключателем режимов работы.

В режиме 'МП1' осуществляется движение кабины на большой скорости при нажатии кнопок 'Вверх' или 'Вниз'. При отпускании кнопки движение продолжается. Останов происходит в следующих случаях:

- при нажатии кнопки 'Стоп' - немедленно;

- при нажатии кнопки 'ТО' происходит замедление и останов на ближайшей по ходу движения остановке;

- при подходе к крайним этажам происходит автоматическое замедление и останов в точной остановке.

В режиме МП2 осуществляется шунтирование выключателя ловителей и выключателя (переподъем - переспуск), а также выключателей упоров приямка.

Движение кабины возможно только на малой скорости при помощи кнопок управления из машинного помещения 'Вверх' или 'Вниз'. Кабина движется только при нажатой кнопке управления. При отпускании кнопки кабина останавливается.

При дополнительном нажатии кнопки деблокировки 'ДБЛ' осуществляется шунтирование выключателя ловителей и выключателя конечного.

При деблокировке ловителей возможно только движение вверх.

Алгоритм работы в режиме «управление из МП» представлен на рисунке 7

Рисунок 7. Алгоритм работы в режиме «Управление из МП»

При деблокировке переподъема движение возможно только вниз в зоне верхнего этажа.

При деблокировке переспуска движение возможно только вверх в зоне нижнего этажа.

Режим 'Нормальная работа'

В режиме нормальной работы осуществляется внутреннее кнопочное управление из кабины и наружный вызов кабины на все этажи кнопками, установленными на посадочных площадках, а также остановка кабины по попутным вызовам.

Pегистpация вызовов осуществляется нажатием на кнопки на этажных площадках, а приказов - кнопками в посту кабины. Отмена вызовов и приказов производится по прибытии кабины на заданный этаж, при этом:

- при наличии на этаже свободной кабины открытие дверей происходит после нажатия на кнопку вызова этого этажа;

- двери также открываются при нажатии кнопки приказа этажа, на котором стоит кабина, а также срабатывании выключателя механического реверса дверей или оптического реверса, или нажатии кнопки открывания дверей '

' на посту управления в кабине;

- при поступлении вызова с других этажей на его выполнение отправляется свободная или с пассажиром кабина, если в течение 4-6с не был зарегистрирован приказ и двери закрыты;

- при наличии нескольких зарегистрированных приказов кабина выбирает направление в соответствии с первым нажатым приказом и выполняет зарегистрированные приказы в данном направлении. Изменение направления движения по приказу может произойти после выполнения всех приказов заданного направления или их отмены;

- закрытие дверей происходит автоматически с выдержкой времени, заданной программно. Двери кабины могут открыться только в точной остановке при отключенном двигателе главного привода. Если кабина находится не в точной остановке, подается сигнал на закрытие дверей;

- при нажатии кнопки 'Отмена' кабина останавливается на ближайшем этаже. Для лифтов с проходной кабиной открываются двери, соответствующие наличию дверей шахты стороны 1 или 2, контролируемой одним из датчиков точной остановки. При работе обеих дверей оба привода работают раздельно. Отключение происходит при поступлении сигнала от соответствующего конечного выключателя. При поступлении сигнала реверса открывается дверь, которая закрывалась.

- при выбранном направлении после закрытия дверей и исправности всех защитных и блокировочных устройств кабина движется на большой скорости. При подходе к выбранному этажу переходит на пониженную скорость и останавливается в точной остановке. При регистрации приказа или вызова во время движения на большой скорости в зоне замедления этого этажа, остановка на этом этаже не выполняется.

Предусмотрено гибкое программирование системы управления лифтом:

- род индикации местоположения;

- количество остановок;

- последовательность обозначения остановок;

- номер основной посадочной остановки;

- номер лифта в группе;

- контрольное время движения между этажами;

- контроль минимального времени движения между точными остановками;

- контрольное время открытия (закрытия) дверей;

- время выдержки с открытой дверью;

- наличие датчиков загрузки;

- жилое или административное здание;

- контроль тормоза;

- индикация на каждом этаже;

- наличие датчиков замедления;

- проходная (непроходная) кабина;

- наличие датчика скорости.

Алгоритм работы в режиме «Нормальная работа» представлен на рисунке 8

Рисунок 8. Алгоритм работы в режиме «Нормальная работа»

'Утренний режим', 'Вечерний режим'

Переключение лифта в 'Утренний режим' или 'Вечерний режим' осуществляется из режима 'Нормальная работа' переключателем, установленным на основной посадочной площадке. При этом происходит выход из группового управления, вызовы этим лифтом не обслуживаются.

При 'Утреннем режиме' свободный лифт автоматически отправляется на основную посадочную остановку, двери открываются и остаются открытыми. Попутные остановки не выполняются. Движение кабины возможно по приказу.

При 'Вечернем режиме' происходит регистрация кнопок вызова только для движения к основной посадочной остановке. Кабина приходит на высший вызов и автоматически выбирает направление для движения на основную посадочную площадку, останавливаясь по попутным остановкам. В 'Вечернем режиме' лифт остается работать в групповом управлении, если режим был включен после кратковременного (2-3с) включения сначала 'Утреннего режима' затем 'Вечернего режима'.

Режим 'Погрузка'

Устанавливается переключателем режимов работы в устройстве управления, а также из кабины при удерживании в нажатом состоянии в течение 4-6 с кнопки «Отмена» (для лифтов с датчиком контроля наличия пассажира выход из режима в данном случае происходит автоматически после освобождения пола кабины).

В этом режиме двери кабины открываются и остаются открытыми. Закрытие дверей и движение кабины возможно только после регистрации приказа. Вызовы не регистрируются и не исполняются. При нахождении кабины лифта не на посадочном этаже и если в течение пяти минут не происходило воздействия на пол кабины, двери закрываются, и кабина лифта автоматически опускается на посадочный этаж. Для лифтов с неподвижным полом автоматический спуск не выполняется.

Режим 'С проводником'

Переключение в этот режим осуществляется из режима 'Нормальной работы' переключателем установленным в блоке задания режимов на основной посадочной остановке для лифтов административных зданий только при открытых дверях.

Закрытие дверей выполняется только при нажатии и удержании кнопки закрывания дверей '

'. Для исключения попутных остановок включается ключ 'Мимо' в посту приказов в кабине, который разрывает цепь контроля загрузки '90%'.

При работе лифта в групповом управлении выход из группы не происходит. Адресация и индикация о наличии вызова происходит только при закрытых дверях. Направление к вызову лифт выбирает автоматически.

В одиночном режиме при открытых дверях в момент регистрации первого вызова подается одиночный звуковой сигнал длительностью 0,5с звонком прибытия. После закрытия дверей кнопкой '

' зарегистрированные вызова обслуживаются автоматически, как попутные.

Режим пожарной опасности

Переход лифта в режим пожарной опасности может быть осуществлен только при работе лифта в режиме 'Нормальная работа' или 'Погрузка' при поступлении сигнала из системы пожарной защиты здания или включения ключа в блоке задания режимов или вызывном посту на основной посадочной площадке. При групповом управлении переключаются все лифты. После исчезновения сигнала лифты остаются в режиме пожарной опасности. Отменить этот режим можно только путем отключения - включения цепей питания.

При движении кабины вверх на большой скорости и подаче сигнала из системы пожарной защиты здания кабина лифта перейдет на малую скорость, дойдет до зоны точной остановки ближайшего по направлению движения этажа и, не открывая двери, направится вниз до посадочного этажа, не останавливаясь по попутным вызовам и приказам и не реагируя на кнопку 'Отмена' в кабине.

На посадочном этаже двери автоматически откроются и останутся открытыми, при этом исключена возможность дальнейшего движения лифта.

При стоянке кабины на промежуточном этаже и поступлении сигнала из системы пожарной защиты двери автоматически закроются. После закрытия дверей кабина лифта принудительно отправляется на посадочный этаж аналогично вышеописанному.

При движении кабины вниз в режиме 'Нормальная работа' и поступлении сигнала из системы пожарной защиты кабина проследует до посадочного этажа, не останавливаясь по попутным вызовам и приказам. В зоне точной остановки посадочного этажа двери автоматически откроются и останутся открытыми. Возможность дальнейшего движения лифта исключена. Во всех случаях при движении лифта в режиме 'Пожарная опасность' действие кнопки 'Отмена' и фотореверса в кабине исключается.

Режим 'Перевозка пожарных подразделений'

Выполняется в режиме 'Нормальная работа' или 'Погрузка'. Вызов лифта осуществляется переключением выключателя блока задания режимов на основной посадочной площадке. При этом лифт входит в автоматический режим пожарной опасности.

После прибытия кабины необходимо включить режим 'Перевозка пожарных подразделений' ключом в кнопочном посту кабины. В этом режиме закрывание или открывание дверей выполняется только при удерживании кнопок, соответственно, кнопки закрывания дверей '

' или кнопки открывания дверей '

'. При отпускании кнопки до полного закрытия или открытия происходит обратное действие. Автоматическое реверсирование при этом не функционирует. Отправление кабины выполняется нажатием соответствующей кнопки приказа. Автоматическое открывание дверей исключается.

В движении при нажатии кнопки 'Отмена' происходит немедленная остановка кабины. При отключении ключа 'ППП' лифт автоматически переводится в режим 'ПО' и опускается на посадочный этаж.

4. Охрана труда

4.1 Особенности проектирования электронного оборудования для зон повышенной опасности

Основные понятия и определения.

Взрывоопасность промышленных предприятий определяется особенностями технологического процесса и свойствами взрывоопасных веществ.

К особенностям технологического процесса относятся производственные факторы, определяемые назначением и характером выполняемого процесса.

На предприятиях имеется значительное количество технологических процессов, связанных с использованием взрыво- и пожароопасных газов, паров, пылей и волокон. Так в химической, нефтяной, газовой и других отраслях промышленности в настоящее время используется более 2000 различных газов или паров, которые в смеси с окислителем (воздухом, кислородом, хлором и т.д.) создают пожароопасные или взрывоопасные смеси. Подобными свойствами обладают и пылевоздушные смеси - дисперсные системы, состоящие из твердых частиц определенных размеров.

Взрывоопасными производствами на сегодняшний день являются не только предприятия и объекты химической, горнорудной, нефтегазодобывающей, атомной промышленностей. К взрыво- и пожароопасным относятся, например, предприятия по производству продуктов питания: мукомольные, кондитерские, винно-водочные; а также деревообрабатывающие и целлюлозно-бумажные комбинаты, цементные и железобетонные заводы, и т. д. Кроме того, современное предприятие любой отрасли имеет в своей структуре взрывоопасные зоны, т. к. на любом современном производстве есть склады ГСМ и лакокрасочных изделий, участки гальванической и высокой температурной обработки, покрасочные цеха или камеры и т. п. Для автоматизации производственных процессов в таких условиях требуется применение специального электрооборудования.

Взрывоопасная зона - пространство, в котором имеется или может быть образована взрывоопасная среда в таком количестве, что могут потребоваться специальные меры безопасности при конструировании, изготовлении, монтаже электрооборудования и его эксплуатации.

Пространство, в котором не предполагается ни при каких условиях образование взрывоопасной среды в таком количестве, чтобы указанные специальные меры могли потребоваться, называется безопасной зоной.

Все электротехническое оборудование, устанавливаемое во взрывоопасных зонах, должно быть выполнено в специальном взрывозащищенном исполнении, т. е. само не должно являться источником воспламенения или взрыва.

Для того чтобы понять как и с помощью какого оборудования защищать соответствующие взрывоопасные зоны, коснемся вначале некоторых теоретических вопросов.

В 2001 году были введены новые стандарты ГОСТ Р 51330.10-99 'Электрооборудование взрывозащищенное', которые соответствуют требованиям международной электротехнической комиссии (МЭК) и европейским стандартам, глава 7 Правил устройства электроустановок (ПУЭ), которая также является основополагающей в теории взрывозащищенного электрооборудования.

Опираясь на эти документы, дадим несколько определений.

Взрывозащищенное электрооборудование - электрооборудование, в котором предусмотрены конструктивные меры по устранению или затруднению возможности воспламенения окружающей его взрывоопасной среды вследствие эксплуатации этого электрооборудования.

Средство взрывозащиты - конструктивное и (или) схемное решение для обеспечения взрывозащиты электрооборудования, позволяющие исключить или свести к минимуму возможность взрыва окружающей взрывоопасной среды.

Средства взрывозащиты можно разделить на три группы:

1) локализация взрыва внутри оболочки, в которую заключено электрооборудование;

2) исключение контактирования окружающей среды с электрическими частями, способными вызвать ее воспламенение;

3) исключение опасных нагревов или искрений в электрооборудовании, способных воспламенить окружающую взрывоопасную среду.

Каждая из указанных групп предусматривает один или несколько конкретных способов взрывозащиты, именуемых в технической литературе исполнениями, или, в ряде стандартов, видом взрывозащиты.

Вид взрывозащиты - специальные меры, предусмотренные в электрооборудовании с целью предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной газовой среды; совокупность средств взрывозащиты электрооборудования, установленная нормативными документами.

Рассмотрим кратко исполнения (виды взрывозащиты) наиболее характерные для указанных групп.

1. Локализация взрыва осуществляется прочной оболочкой, способной выдержать давление взрыва внутри оболочки, и такими параметрами мест сопряжения отдельных частей оболочки (длина и ширина щели между сопрягаемыми деталями), при которых выходящее из оболочки пламя и продукты взрыва остывали до безопасной температуры, при которой самовоспламенение окружающей взрывоопасной среды становится невозможным. Такое исполнение (вид взрывозащиты) называется взрывонепроницаемым.

2. Группа средств взрывозащиты, исключающих контактирование окружающей среды с электрическими частями, может быть представлена четырьмя исполнениями (видами взрывозащиты):

маслонаполненным, при котором токоведущие части электрооборудования погружаются в масло или другую жидкость с высокой диэлектрической прочностью;

кварцевое заполнение оболочки, в котором токоведущие части засыпаются мелкодисперсным наполнителем, например, кварцевым песком;

продуваемым или заполненным под избыточным давлением, при котором токоведущие части заключены в оболочку, содержащую чистый воздух или инертный газ под давлением, исключающий проникновение взрывоопасной смеси внутрь этой оболочки;

специальным, в котором токоведущие части заливаются термореактивным компаундом, герметиком или специальными поглотителями или флегматизаторами.

3. Группа средств взрывозащиты, исключающих опасные нагревы или искрения в электрооборудовании может быть представлена двумя исполнениями:

повышенная надежность против взрыва. Это исполнение обеспечивается применением высококачественных изоляционных материалов, увеличением по сравнению с общепромышленным электрооборудованием путей утечек по поверхности изоляционных деталей, и воздушных зазоров между токоведущими частями разных потенциалов, снижение токовых нагрузок на неподвижные контактные соединения и поддержание в них постоянных давлений, защита от внешних воздействий (в том числе и от механических повреждений) и т.п. Это исполнение пригодно только для частей (узлов) или электрооборудования в целом, у которого нет нормально искрящих или нагретых до опасной температуры частей. Характерным является для данного вида взрывозащиты отсутствие перегрузок электрооборудования, а в случае, когда такие перегрузки вероятны, например, электродвигатели, они должны эксплуатироваться с соответственно настроенной электрической и тепловой защитой.

Искробезопасная цепь (искробезопасное электрооборудование) предусматривает предотвращение опасного искрения за счет уменьшения длительности разряда или уменьшения мощности, которую электрическая цепь может отдавать в разрядный промежуток, образующийся при обрыве или коротком замыкании в цепи. Поэтому принимаются меры по ограничению токов и напряжений, а также отделение электрических цепей электрооборудования от сильноточных, экранизации их от внешних наводок, атмосферных разрядов и т.п.

Электрооборудование может быть выполнено как с одним видом взрывозащиты, так и с несколькими в различных комбинациях.

Уровень взрывозащиты - степень взрывозащиты электрооборудования при установленных нормативными документами условиях.

Установлены следующие уровни взрывозащиты электрооборудования:

· 'электрооборудование повышенной надежности против взрыва',

· 'взрывобезопасное электрооборудование'

· 'особовзрывобезопасное электрооборудование'.

Электрооборудование повышенной надежности против взрыва - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается только в признанном нормальном режиме его работы. Знак уровня - '2Ex' или 'РПEx' для рудничного оборудования.

Взрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором взрывозащита обеспечивается как при нормальном режиме работы, так и при признанных вероятных повреждениях, определяемых условиями эксплуатации, кроме повреждений средств взрывозащиты. Знак уровня - '1Ex' или 'РВEx' для рудничного оборудования.

Особовзрывобезопасное электрооборудование - взрывозащищенное электрооборудование, в котором по отношению к взрывобезопасному электрооборудованию приняты дополнительные средства взрывозащиты, предусмотренные стандартами на виды взрывозащиты. Знак уровня - '0Ex' или 'РОEx' для рудничного оборудования.

Взрывозащищенное электрооборудование может иметь следующие виды взрывозащиты:

· взрывонепроницаемая оболочка 'd';

· заполнение или продувка оболочки под избыточным давлением 'р';

· кварцевое заполнение оболочки 'q';

· масляное заполнение оболочки 'о';

· защита вида 'е';

· искробезопасная электрическая цепь 'i';

· герметизация компаундом 'm';

· защита вида 'n';

· специальный вид взрывозащиты 's'.

Виды взрывозащиты, обеспечивающие различные уровни взрывозащиты, различаются средствами и мерами обеспечения взрывобезопасности, оговоренными в стандартах на соответствующие виды взрывозащиты.

Классификация взрывозащищенного оборудования.

Взрывозащищенное электрооборудование в зависимости от области применения подразделяется на две группы (Таблица 1).

Таблица 1. Группы взрывозащищенного электрооборудования по области его применения

Электрооборудование

Знак группы

Рудничное, предназначенное для подземных выработок шахт и рудников

I

Для внутренней и наружной установки (кроме рудничного)

II

Электрооборудование группы II, имеющее виды взрывозащиты 'взрывонепроницаемая оболочка' и (или) 'искробезопасная электрическая цепь', подразделяется также на три подгруппы, соответствующие категориям взрывоопасных смесей (Таблица 2). Это подразделение базируется на безопасном экспериментальном максимальном зазоре (БЭМЗ) оболочек или минимальном токе воспламенения (МТВ) для электрооборудования с искробезопасными цепями.

Электрооборудование, промаркированное как IIB, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА. Подобным образом, электрооборудование, имеющее маркировку IIC, пригодно также для применения там, где требуется электрооборудование подгруппы IIА или IIB.

Таблица 2. Подгруппы электрооборудования группы II

Знак группы электрооборудования

Знак подгруппы электрооборудования

Категория взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным

II

-

IIА, IIВ и IIС

IIА

IIА

IIВ

IIА и IIВ

IIC

IIА, IIВ и IIС

Электрооборудование группы II в зависимости от значения предельной температуры подразделяется на шесть температурных классов, соответствующих группам взрывоопасных смесей, где предельная температура - наибольшая температура поверхностей взрывозащищенного электрооборудования, безопасная в отношении воспламенения окружающей взрывоопасной среды (Таблица 3).

Таблица 3. Температурные классы электрооборудования группы II

Знак температурного класса электрооборудования

Предельная температура, °С

Группа взрывоопасной смеси, для которой электрооборудование является взрывозащищенным

Т1

450

Т1

Т2

300

Т1, Т2

Т3

200

Т1-Т3

Т4

135

Т1-Т4

Т5

100

Т1-Т5

Т6

85

Т1-Т6

Таким образом, мы подошли к расшифровке записи маркировки взрывозащиты, которая всегда присваивается конкретному виду взрывозащищенного электротехнического оборудования. В эту маркировку в указанной ниже последовательности входят:

· знак уровня взрывозащиты электрооборудования (2, 1, 0);

· знак Ех, указывающий на соответствие электрооборудования стандартам на взрывозащищенное электрооборудование. ('Ex', - от английского explosion - взрыв);

· знак вида взрывозащиты (d, p, q, o, e, I, m, n, s);

· знак группы или подгруппы электрооборудования (II, IIА, IIВ, IIС);

· знак температурного класса электрооборудования (Т1, Т2, Т3, Т4, Т5, Т6).

В маркировке по взрывозащите могут иметь место дополнительные знаки и надписи, например буквы X и U, в соответствии со стандартами на электрооборудование с отдельными видами взрывозащиты. Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования приведены в таблице 4.

Таблица 4. Примеры маркировки взрывозащищенного электрооборудования

Уровень взрывозащиты

Вид взрывозащиты

Группа (подгруппа)

Температурный класс

Маркировка по взрывозащите

Электрооборудование повышенной надежности против взрыва

Защита вида 'е' и взрывонепроницаемая оболочка

IIВ

Т3

2ExedIIBT3

Искробезопасная электрическая цепь

IIC

Т6

2ExiIICT6

Взрывобезопасное электрооборудование

Взрывонепроницаемая оболочка

IIA

Т3

1ExdIIAT3

Искробезопасная электрическая цепь

IIC

Т6

1ExiIICT5

Особовзрывобезопасное электрооборудование

Искробезопасная электрическая цепь

IIС

Т6

0ExiIICT6

Искробезопасная электрическая цепь и взрывонепроницаемая оболочка

IIА

Т4

0ExidIIAT4

Теперь дадим определение взрывоопасной зоне. Взрывоопасная зона - помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси. Взрывоопасные зоны подразделяются на следующие классы.

Зоны класса В-I - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ в таком количестве и с такими свойствами, что они могут образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы, например при загрузке или разгрузке технологических аппаратов, хранении или переливании ЛВЖ, находящихся в открытых емкостях, и т. п.

Зоны класса В-Iа - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов (независимо от нижнего концентрационного предела воспламенения) или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Зоны класса В-Iб - зоны, расположенные в помещениях, в которых при нормальной эксплуатации взрывоопасные смеси горючих газов или паров ЛВЖ с воздухом не образуются, а возможны только в результате аварий или неисправностей и которые отличаются одной из следующих особенностей.

Зоны класса В-Iг - пространства у наружных установок: технологических установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ (за исключением наружных аммиачных компрессорных установок), надземных и подземных резервуаров с ЛВЖ или горючими газами (газгольдеры), эстакад для слива и налива ЛВЖ, открытых нефтеловушек, прудов-отстойников с плавающей нефтяной пленкой и т. п.

Зоны класса В-II - зоны, расположенные в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком количестве и с такими свойствами, что они способны образовать с воздухом взрывоопасные смеси при нормальных режимах работы.

Зоны класса В-IIа - зоны, расположенные в помещениях, в которых опасные состояния, не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только в результате аварий или неисправностей.

Таблица 5. Допустимый уровень взрывозащиты или степень защиты оболочки оборудования в зависимости от класса взрывоопасной зоны

Класс взрывоопасной зоны

Уровень взрывозащиты или степень защиты

В-I

Взрывобезопасное

В-Iа, В-Iг

Повышенной надежности против взрыва

В-Iб

Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты не менее IР44.

В-II

Взрывобезопасное

В-IIа

Без средств взрывозащиты. Оболочка со степенью защиты IР54.

Теперь дадим пояснение параметру IP, который не входит в маркировку по взрывозащите но является важным параметром для оборудования, имеющего вид взрывозащиты - 'взрывонепроницаемая оболочка'.

Параметр IP - степень защиты оболочки, - имеет отношение к наружным поверхностям и зазорам электротехнических приборов, коммутационных изделий и монтажных материалов и показывает степень защиты конкретного изделия от попадания внутрь твердых тел, пыли и воды.

Следует также отметить, что взрывозащищенные электротехнические приборы (в нашем случае приборы ОПС), эксплуатирующиеся, в чрезвычайно жестких условиях, а иногда и в агрессивной среде, должны иметь степень защиты оболочки не ниже IP54. Степень защиты IP регламентируется ГОСТ14254-96 (МЭК 529-89), что в краткой форме нашло выражение в таблице 6.

Таблица 6. Кодировка IP- степени защиты оболочки

Первая цифра кода

Защита от проникновения внешних твердых предметов:

Вторая цифра кода

Защита от вредного воздействия в результате проникновения воды:

0

Нет защиты

0

Нет защиты

1

От попадания внутрь твердых тел диаметром 50 мм и более

1

Вертикальное каплепадение

2

От попадания внутрь твердых тел диаметром 12,5 мм и более

2

Каплепадение (номинальный угол 15)

3

От попадания внутрь твердых тел диаметром 2,5 мм и более

3

Дождевание

4

От попадания внутрь твердых тел диаметром 1,0 мм и более

4

Сплошное обрызгивание

5

Пылезащищенное

5

Действие струи

6

Пыленепроницаемое

6

Сильное действие струи

7

Временное непродолжительное погружение

8

Длительное погружение

Примечание: в кодировку IP могут также вводиться буквы, характеризующие вспомогательную информацию.

Для взрывозащищенного оборудования приборов характерно применение, в основном, следующих видов взрывозащиты:

1. вид взрывозащиты 'искробезопасная электрическая цепь' ('i') основывается на методе предотвращения взрыва или воспламенения за счет ограничения электрической и тепловой энергии. Казалось бы, именно этот метод можно считать наиболее надежным, так как он исключает сам факт взрыва, и, следовательно, должен был получить максимальное распространение. Однако, он не всегда применим, потому что в ряде случаев такое ограничение энергии приводит к потери работоспособности прибора;

2. вид взрывозащиты 'взрывонепроницаемая оболочка' ('d') основан на методе сдерживания взрыва, главный принцип которого, - не дать взрыву распространиться за пределы оболочки прибора. С использованием этого вида взрывозащиты, на параметры прибора уже не накладываются ограничения по току, тепловой энергии, емкости и индуктивности, но более жесткие требования предъявляются к конструкции и механической прочности корпуса прибора, а также к монтажу;

3. в последнее время все большую практическую реализацию находят виды взрывозащиты с использованием метода изоляции, основанного на принципе физического разделения взрывоопасных частей и элементов прибора от взрывоопасной среды. Прежде всего, это вид взрывозащиты 'герметизация компаундом' ('m'). В настоящее время именно с этим видом взрывозащиты выпускается все большее количество приборов. Связано это с тем, что практическая реализация этого вида взрывозащиты не требует больших затрат и снижает себестоимость оборудования.

Варианты реализации

Более подробно рассмотрим вид взрывозащиты - 'Искробезопасная электрическая цепь', интересующий нас с точки зрения проектирования электронных схем.

При этом виде защиты электрические цепи рассчитаны так, что искры и нагревы, которые могут возникать при нормальной работе электрооборудования, например, на контактах реле, переключателей и т.п. или при повреждениях (короткое замыкание, обрыв проводников, замыкание на корпус, на землю и т.д.), не воспламеняют взрывоопасную среду.

Электрооборудование с указанным видом взрывозащиты является наиболее экономичным из всех видов взрывозащищенного электрооборудования и в то же время оно обладает наиболее высоким уровнем взрывобезопасности.

Искробезопасность электрооборудования во многом зависит от параметров его электрических цепей (индуктивность, емкость, напряжение, ток, частота, сопротивление и т.д.), а также режим работы, качества изготовления и состояния самого электрооборудования.

Важными характеристиками искробезопасности являются ток воспламенения (для безиндуктивной и индуктивной цепей) и напряжение воспламенения (для емкостных цепей) при вероятности воспламенения 10-3.

Отличительной особенностью искробезопасного электрооборудования является то, что оно не имеет громоздких защитных оболочек, а по принципу работы полностью основано на общепромышленном электрооборудовании, либо отличается от него очень незначительно.

Искрозащитные элементы обеспечивают искробезопасность электрической цепи посредством ограничения энергии в пределах нижней границы взрыва взрывоопасной смеси в месте установки.

Для сопряжения электрооборудования, расположенного во взрывоопасной зоне, с электрооборудованием, находящимся во взрывобезопасной зоне (связанное электрооборудование), должны применяться определенные ограничительные элементы. Ограничительные элементы можно разделить на две группы:

· диодные барьеры безопасности, или пассивные барьеры,

· гальванически изолированные барьеры безопасности, или активные барьеры

Пассивные разделительные элементы

С точки зрения электротехники, искрозащитные устройства этого типа являются несложными (рис. 9).

Рис.9 Схема электрическая блока искрозащиты на стабилитронах.

Принцип действия блоков искрозащиты состоит в следующем: в случае появления опасного напряжения на зажимах, подключенных к приборам во взрывобезопасной зоне (250 В макс.), значение которого превышает напряжение стабилизации стабилитронов, в цепи появляется ток (путь указан штриховой линией) и срабатывает предохранитель.

Оценка искробезопасности блоков искрозащиты на стабилитронах проводится путем вычисления коэффициента искробезопасности (ГОСТ 22782. 5, Приложение 5).

Спецификация блоков искрозащиты на стабилитронах включает в себя следующие параметры:

· максимальная внешняя емкость - емкость, которая может быть подключена к клеммам искробезопасных электрических цепей блока; ее значение определяется суммарным значением емкостей проводников и входной емкости прибора

· максимальная внешняя индуктивность - индуктивность, которая определяется суммой значений индуктивности элементов, установленных до блока искрозащиты, и входной индуктивности прибора;

· напряжение на входе при 10 (1) мкА - максимальное напряжение при правильной полярности, которое приложено между клеммами взрывобезопасной зоны и земли при определенном токе утечки (10 мкА) (при этом имеются в виду верхние значения рекомендуемого рабочего диапазона);

· максимальное напряжение на входе - это максимальное значение напряжения при правильной полярности, приложенное между клеммами взрывобезопасной зоны и земли, не вызывающее срабатывания предохранителя; данный параметр рассчитывается при разомкнутых искробезопасных электрических цепях и при температуре окружающей среды 20°С.

Конструктивно блок искрозащиты представляет собой единый неразборный блок, залитый компаундом, устойчивый к условиям эксплуатации.

Активные разделительные устройства

Гальванически изолированные активные разделительные устройства (барьеры) имеют источник напряжения или формирователи сигналов, которые передают или принимают сигналы из взрывоопасных зон через изолированный тракт (рис. 10).

Основное отличие между пассивными БИС и гальванически изолированными барьерами (активными барьерами) заключается в безопасных элементах, которые применяются для изоляции между взрывобезопасной зоной и электрическими цепями, обеспечивающими искробезопасность.

Эта конфигурация не позволяет опасному напряжению, которое приложено к зажимам, расположенным во взрывобезопасной зоне, быть переданным во вторичные цепи без ограничения по максимальному напряжению при аварийной ситуации.

Так как входная цепь является плавающей по отношению к земле, то при повреждении ток не протекает через энергоограничивающие цепи, поэтому нет необходимости заземлять энергоограничивающую цепь.

Рис. 10 Схема гальванически изолированного барьера

Достоинства активных барьеров:

· нет необходимости в системе заземления,

· могут быть применены заземленные первичные преобразователи,

· гальваническая изоляция снимает проблемы обратных токов и обеспечивает высокий коэффициент подавления помехи общего вида,

· достигается более высокая точность измерений,

· непосредственно могут использоваться выходные сигналы.

Недостатки гальванически изолированных барьеров:

· высокая стоимость элементов, сопоставимая со стоимостью установки,

· спроектированы для особых применений, поэтому являются менее гибкими.

Выбор высоконадежных и экономичных технических средств сбора информации, работающих во взрывоопасных средах, является первоочередной задачей при проектировании систем управления технологическими процессами.

Применение во взрывоопасных зонах оборудования общепромышленного исполнения с искробезопасными цепями является одним из путей снижения капитальных затрат, повышения надежности и безопасности эксплуатации.

5. Технико-экономическое обоснование проекта

5.1 Теоретическое обоснование целесообразности разработки устройства управления пассажирским лифтом

Устройство управления пассажирским лифтом предназначено для задания режимов работы пассажирского лифта. Это устройство обеспечивает работу лифта согласно заданному алгоритму работы, а так же контроль его безопасности, путём проверки наличия приходящего напряжения с датчиков контроля безопасности установленных на кабине и в шахте.

Данное устройство управления представляет собой печатную плату размером 500x300 мм, к которой подключаются все остальные блоки станции управления лифтом.

Целесообразность разработки данной платы управления обуславливается экономическим эффектом в виде снижения цены потребления разрабатываемого устройства по сравнению с аналогами.

5.2 Расчет затрат на стадии НИОКР

Для планирования НИОКР определим последовательность проведения работ и их продолжительность.

Составим ленточный график проведения работ. Он представляет собой таблицу, где перечислены наименования видов работ, должности исполнителей, трудоёмкость, численность исполнителей и длительность исполнения каждого вида работ. Продолжением таблицы является график, отражающий продолжительность каждого вида работ в виде отрезков времени, которые располагаются в соответствии с последовательностью выполнения работ. Эти данные представлены в таблице 7 в виде ленточного графика работ над проектом.

Таблица 7. Ленточный график НИОКР

В плановую себестоимость НИОКР включаются все затраты, связанные с ее выполнением, независимо от источника их финансирования.

Структура затрат.

а) Затраты на материалы представлены в таблицах 8, 9, 10.

Таблица 8. Затраты на подготовку конструкторской документации

Материалы и другие материальные ресурсы

Единицы измерения

Потребное количество

Цена за единицу, руб.

Сумма, руб.

Бумага писчая (формат А4)

пачка

1

5000

5000

Папка

шт.

1

4000

4000

Бумага чертежная (формат А1)

лист

6

1000

6000

Дырокол

шт.

1

6000

6000

Ручка

шт.

2

400

800

Итого:

21 800

Транспортно-заготовительные расходы (4%):

872

Всего:

22 670

Таблица 9. Затраты на комплектующие изделия, основные и вспомогательные материалы для изготовления опытного образца

Материалы

Единица

измерения

Потреб. кол-во

Цена за единицу, руб.

Сумма, руб.

Микросхемы

шт.

31

5000

155 000

Блок соединительный

шт.

15

500

7 500

Диоды

шт.

112

500

56 000

Конденсаторы

шт.

34

1000

34 000

Индикаторы

шт.

1

3000

3000

Резисторы

шт.

327

200

65 400

транзисторы

шт.

52

2600

135 200

Резонатор кварцевый

шт.

1

4350

4350

Светоизлучающие диоды

шт.

27

1000

27 000

Шурупы

шт.

4

50

200

Припой

кг

0.05

3000

150

Лак

л

0.05

6000

300

текстолит

шт.

1

200

200

Канифоль

кг

0.05

5000

250

Итого:

488550

Транспортно-заготовительные расходы (4%):

195420

Всего:

683970

Таблица 10. Затраты на электроэнергию

Наименование

Количество,

шт.

Время работы, час

Мощность, кВт

Тариф

1кВтчас

Сумма, руб.

Компьютер

1

350

0,4

225

31 500

Лампа

1

150

0,1

225

3 375

Итого:

34 875

Затраты на электрическую энергию рассчитываются исходя из формулы:

где - фактически отработанное время, час;

- мощность оборудования, кВт;

- тариф на электроэнергию за 1 кВтчас, руб.;

- количество единиц оборудования, шт.;

- коэффициент спроса потребителей электроэнергии.

б) Расчет затрат на спецоборудование для научных работ.

К данной статье относятся затраты на приобретение или изготовление специальных приборов, стендов, аппаратов и другого специального оборудования, необходимого для выполнения конкретной НИОКР. Определение затрат по этой статье осуществляется по фактической стоимости приобретения с учетом транспортно-заготовительных расходов. В качестве спецоборудования для проведения разработки системы управления пассажирским лифтом необходим программатор микросхем ATMEGA16.

Затраты на спецоборудование для научных работ сведем в таблицу 11.

Таблица 11. Затраты на спецоборудование для научных работ

Спецоборудование

Изготовитель

Количество

Цена за единицу, руб.

Сумма, руб.

Программатор микросхем ATMEGA16

ATMEL

1

60000

60000

Итого:

60000

С учетом транспортно-заготовительных расходов (4%):

2400

Всего:

62400

в) Основная заработная плата разработчика

С1=77000 тыс. руб. - ставка первого разряда

R=13 - тарифный разряд (специалист II категории)

Kт=3,04 - тарифный коэффициент

Кпрем=0,3 - коэффициент премирования

Кст=1,1 - коэффициент, учитывающий стаж работы до 5 лет (специалист II категории)

Кд.зп=0.12 - коэффициент дополнительной заработной платы

Кпрев==3,6 - коэффициент характеризующий соотношения плановой продолжительности НИОКР и планового месячного фонда рабочего времени

Рассчитаем заработную плату разработчика ЗПр по формуле:

ЗПр

Отчисления на социальные нужды:

Ос = ЗПр•Ко

Ос=1248425.3·0.35 = 436948,8 (рублей)

Расходы на служебные командировки.

Расходы на служебные командировки составляют 2-3% от ЗПосн:

Рск=0,02• 1248425,3=24968,5 (руб.)

Затраты по работам, выполненные сторонними организациями указаны в таблице 12.

Таблица 12 Затраты по статье “Прямые расходы”

Наименование

Единица

измерения

Потреб. кол-во

Цена за единицу, руб.

Сумма, руб.

Распечатка листов формата А4

лист

100

150

15000

Печать чертежей на плоттере

лист

6

3550

21300

Итого

36300

Накладные расходы.

Накладные расходы составляют 30% от ЗПр разработчика:

Рн = 0,3•1205043,84 = 361513 (рублей)

Плановую калькуляцию себестоимости НИОКР сведем в таблицу 13.

Таблица 13. Плановая калькуляция себестоимости НИОКР

Статьи затрат

Сумма, руб.

Затраты на подготовку конструкторской документации

18 512

Затраты на комплектующие изделия для изготовления опытного образца

683 970

Затраты на электроэнергию

34 875

Затраты на спецоборудование для научных работ

62 400

Основная заработная плата разработчика

1 205 043,84

Дополнительная заработная плата

144 605,26

Отчисления на социальные нужды

433 815,78

Расходы на служебные командировки

24 100,88

Прямые расходы

14 300

Накладные расходы

361 513

Полная себестоимость НИОКР

2 983 135.76

5.3 Расчет затрат на стадии производства

лифт релейный микропроцессорный управление

1 Параметры поточной линии

а) Такт потока

,

где Fэф - годовой эффективный фонд времени (1775 час.),

где N3 - количество изделий на этот же период по плану (шт.)

Nгод - годовая программа выпуска изделия (900 шт.),

а - коэффициент технологических потерь (1,0%).

Тогда по формуле получим:

(мин/шт.)

б) Количество рабочих мест

В таблице 14 указаны операции сборки контроллера для управления промышленными объектами в последовательности их выполнения, с нормами времени на выполнение каждой.

Таблица 14. Расчет норм времени на операции по изготовлению изделия

Наименование операции

Наименование изделия

Кол-во, шт.

Норма времени на деталь, н/часы

Норма времени на все детали, н/часы

Норма времени на операцию, н/часы

Формовка выводов

Резисторы, конденсаторы, диоды

473

0,0065

3,08

3,08

Лужение выводов

Резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды

500

0,005

2,5

3,12

Микросхемы

31

0,02

0,62

Пайка радиоэлементов

Резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды, резонатор, транзисторы,

553

0,005

2,76

6,89

Микросхемы

31

0,03

0,93

Разъемы, индикатор

16

0,2

3,2

Подстройка

Плата

1

0,8

0,8

0,8

Сборка

Плата

1

0,4

0,4

0,4

ОТК

Плата

1

0,4

0,4

0,4

ИТОГО

14,69

Так как используется поточная линия, то норма оперативного времени на j-тую операцию равна норме времени на операцию.

Проведем расчет трудоемкости изготовления системы управления пассажирским лифтом.

,

где - норма оперативного времени j-той операции (мин.),

- время орг-техобслуживания рабочего места (мин.),

- время на отдых и личные надобности (мин.).

Сумма времени орг-техобслуживания рабочего места и времени на отдых и личные надобности рассчитываем как 2% и 4,2% от оперативного времени. Следовательно, формула для расчета штучного времени.

2 Расчет затрат на стадии производства

a) Материалы

Затраты на основные и вспомогательные материалы, которые входят в состав изготовленной продукции показана в таблице 15.

Таблица 15 Затраты на основные и вспомогательные материалы

Наименование основных и вспомогательных материалов

Ед. изм.

Норма расхода на 1 изделие

Годовой

расход

Цена за единицу (без НДС),

тыс. руб.

Сумма затрат

тыс. руб.

Основные

Шурупы

шт.

4

3600

0.05

180

Вспомогательные

Припой

кг

0.05

45

3.0

135

Лак

л

0.05

45

6.0

270

текстолит

шт.

1

900

0.2

180

Канифоль

кг

0.05

45

5.0

225

Итого

990

С учетом т.-з. расходов (4%)

1029.6

б) Затраты на комплектующие изделия и услуги производственного характера сторонних организаций указаны в таблице 16.

Таблица 16. Затраты на комплектующие изделия

Наименование комплектующих

Тип изделия

Годовая потребность, шт.

Цена за единицу без НДС, тыс. руб.

Сумма затрат, тыс. руб.

Микросхемы

Atmega16-8AI

900

5

4500

Диоды

BL-B2341P

900

0,5

450

Конденсаторы

12pF SMD0805

1800

1

1800

4С 220µF 10V

1800

1

1800

0,1µF SMD0805

3600

1

3600

Резисторы

10k0 SMD0805 0.125W

900

0,2

180

1k0 SMD0805 0.125W

2700

0,2

540

360R SMD0805 0.125W

1800

0,2

360

47R SMD0805 0.125W

900

0,2

180

0R SMD0805 0.125W

900

0,2

180

Стабилизаторы

IRU1010-33

900

1

900

Разъемы

XS Винтовой

8100

0,5

4050

Итого

18 540

С учетом т.-з. расходов (4%)

19 281,6

в) Электроэнергия на технологические цели

Затрат на электроэнергию для производственных целей рассчитываем исходя из расхода электроэнергии по установленной мощности оборудования, эффективного фонда времени работы оборудования (в часах), коэффициента спроса потребителей электроэнергии (Кс), тарифа за 1кВт•час электроэнергии для производственных целей.

Примем Кс=0.75.

Расход электроэнергии:

Рэл=Wу•Кс•nоб,

где Wу -установленная мощность оборудования (кВт),

nоб - количество единиц однотипного оборудования (шт.).

Fэф=1775 час.

Тогда затраты на электроэнергию для однотипного оборудования будут равны:

Зэл=Рэл•Цэл•Fэф

где Цэл -тариф за 1кВт•час электроэнергии для производственных целей (225 руб.).

Таблица 17 Затраты на электроэнергию для технологических целей

Наименование оборудования

Мощность,

кВт

Кс

nоб,

шт.

Цэл,

тыс.руб.

Рэл,

кВт•час

Зэл,

тыс.руб.

1.Устройство для формовки выводов элементов

0.1

0.75

1

0.225

0,075

29,9

2. Ванна для лужения

0.6

0.75

1

0.225

0,45

179,7

3. Установка пайки

0.6

0.75

9

0.225

4,05

1617,4

4.Вольтметр

0,2

0,75

4

0,225

0,6

139,6

5.Осциллограф

0.7

0.75

4

0.225

2,1

838,6

6. Монтажный комплект

0.6

0.75

2

0.225

0,9

359,4

Итого

3164,6

г) Заработная плата производственных рабочих с отчислениями на социальные нужды

Заработная плата производственных рабочих начисляется по сдельной системе оплаты труда.

Дополнительная заработная плата производственных рабочих составляет 14% от основной.

В соответствии с законом РБ в данной статье затрат отражаются отчисления в Фонд социальной защиты населения в размере 35% единым платежом от Зопл.тр.

Определяем Зосн для j-го разряда:

где С - часовая тарифная ставка первого разряда, тыс.руб.;

Ктj - тарифный коэффициент j-го разряда;

tштj - трудоёмкость j-й операции, н.ч.;

Q - объём выпуска продукции.

где С1р - тарифная ставка первого разряда в месяц (77 тыс. руб.);

Fном - номинальный фонд времени (1775 часа);

= 12 - число месяцев в году;

По формуле (6.2) получаем:

С = 0.515 (тыс.руб.)

С учётом размера минимальной Зп

236000/ЧТС=

Результаты расчёта сведём в таблицу 18.

Таблица 18 Затраты на оплату труда основных производственных рабочих при производстве всех изделий

Наименование

операций

Разряд

Тарифный

коэфф.

tштj,

н/час

Зосн

тыс.

руб.

Здоп

тыс.

руб.

Зопл. без отчисл.

тыс.руб.

Отчисления

тыс.руб.

Формовка выводов

2

1.16

3,28

1763,5

246,9

2010,4

703,6

Лужение выводов

2

1.16

3,3134

1781,5

249,4

2030,9

710,8

Монтаж радиодеталей.

3

1.35

7,3171

4578,5

641

5219,5

1826,8

Настройка аппаратуры

3

1.35

0,8496

531,6

74,4

606

212,1

Монтаж радиоэлементов

4

1.57

0,4248

309,1

43,2

352,3

123,3

Пайка радиоэлементов

4

1.57

0.428

312,1

45,8

375,3

134,2

Контроль ОТК

5

1.73

0,4248

340,6

47,6

388,2

135,8

Итого

10607,3

3712,4

Таким образом, затраты по статье з/п производственных рабочих составляет 10607,3 тыс. руб. при производстве всех изделий.

Отчисления на социальные нужды: 3712,4 тыс. руб.

д) Плановая калькуляция себестоимости и отпускной цены единицы продукции

Расчёт общепроизводственных расходов.

Затраты по данной статье примем 450% от средств на оплату труда основных производственных рабочих.

Зо.п.р=4,5•10607,3=47732,8 (тыс. руб.)

Расчёт общехозяйственных расходов.

Затраты по данной статье составляют 370% от средств на оплату труда основных производственных рабочих.

Зо.х.р=3,7•10607,3=39247 (тыс. руб.)

Расчёт внепроизводственных расходов.

Затраты по данной статье составляют 6% от производственной себестоимости.

Звп.р.=Кк•Сп,

где Сп =138.5 (тыс.руб.)

Звп.р. = 0.06•138.5 = 8 (тыс. руб.)

Таблица 19. Калькуляция себестоимости единицы продукции

Наименование показателей

Значение на единицу продукции, тыс. руб.

Комплектующие изделия

21,4

Материалы (основные и вспомогательные)

1,14

Электроэнергия на технологические цели

3,51

Заработная плата производственных рабочих

11,78

Отчисления на социальные нужды

4,12

Общепроизводственные расходы

53

Общехозяйственные расходы

43,6

Внепроизводственные расходы

8

Итого:

146,8

Произведем расчет отпускной цены единицы продукции.

,

где П - прибыль;

Сп - полная себестоимость;

hR - норма рентабельности (15%).

(тыс. руб.)

,

где Ое - отчисления в фонд поддержки с/х производителей и аграрной науки;

hр - ставка единого платежа(2%).

(тыс. руб.)

,

где ЦбезНДС - отпускная цена без НДС

(тыс. руб.)

,

где НДС - налог на добавленную стоимость к уплате в бюджет;

hНДС - ставка НДС.

(тыс. руб.)

,

где Ц - отпускная цена с НДС

(тыс. руб.)

е) Расчет годовых эксплуатационных расходов.

Так как разрабатываемое устройство устанавливается в станцию управления, то в состав годовых эксплуатационных расходов входят следующие статьи затрат:

Затраты на электроэнергию.

где М - потребляемая мощность прибора, кВт

Цэ - тариф за 1кВтчас энергии, руб.

F -годовой эффективный фонд времени работы прибора, час.

Зэл=0,00005•8760•225=98.55 (руб.)

Зэл.ан.=0,00024•8760•225=473 (руб.)

Заработная плата обслуживающего персонала.

где N - количество операторов, обслуживающих прибор, чел.

Lt - средняя часовая тарифная ставка работника, руб.

Fo - эффективный годовой фонд времени работы одного работника,

К - коэффициент, учитывающий дополнительную зарплату.

Звсп.р.=1•1340•65•2.04 = 177684 (тыс. руб.)

Звсп.р.ан.= 1•1340•65•2.04 =177684(тыс. руб.)

Затраты на текущий ремонт.

,

где tp - среднее время ремонта, час;

Ср - средняя часовая ставка работника, выполняющего ремонт, руб.;

к - коэффициент доплат и отчислений;

Ц - средняя стоимость одного заменяемого элемента, руб.;

Nэ - кол-во элементов, заменяемых за один отказ изделия, шт.;

tг - годовая наработка изделия, ч/год,

tо - наработка на отказ, час.

Зр= (1,5•1340•1,7+916•2)•(12•365)/(12•365•3)=1574,7 (руб.)

Зр.ан.=(3•1340·1,7+2000•2)• (12•365)/(12•365•3)=3250 (руб.)

Износ малоценных быстроизнашивающихся предметов

Зам.= (К*Ни)/100;

К - цена прибора, руб.

Ни - норма износа, %.

При сроке полного использования 5 лет примем 20%.

Зам.=(146.8·20)/100= 29.36 тыс.руб.

При использовании аналога:

Зам.ан.=(200·20)/100= 40 тыс.руб.

Таблица 20. Эксплуатационные расходы

Статьи затрат

Сумма затрат, тыс. руб.

Сумма затрат,

тыс. руб. (аналог)

Затраты на электроэнергию

98.55

473

Зарплата обслуживающего персонала

177.684

177.684

Затраты на текущий ремонт и техобслуживание

1574,7

3250

Итого

1850

3900

Рассчитаем экономию потребителя при эксплуатации при выборе нашего проектируемого устройства перед аналогом:

Зэксп= Зэксп.ан - Зэксп

Зэксп = 3900-1850=2050 (тыс. руб.)

Как видно из расчёта, проектируемое устройство по отношению к потребителю во время эксплуатации более экономично в сравнении с аналогом.

5.4 Расчёт экономического эффекта от повышения качества прибора

a) Приведение сравниваемых вариантов устройства к сопоставимому виду

Приведем к сопоставимому виду, т. к. сопоставимость сравниваемых вариантов изделия является одним из важнейших условий при расчете экономической эффективности.

Сравнительный анализ технико-экономических показателей проектируемого устройства и аналога представлен в таблице 21.

Таблица 21. Технические и эксплуатационные параметры системы управления пассажирским лифтом.

Значение показателей

Параметры

Ед. изм.

Проектируемое

устройство

Аналог

Эталон

Количество этажей в здании

шт.

16

12

30

Групповая работа

шт.

6

2

6

Размер платы

мм.

500х300

800х600

500х250

Рабочая температура окружающей среды

Т°С

+5-+50

+10-+45

0-50

Потребляемая мощность

Вт

0,05

0,24

0,01

Таблица 22. Относительные технические параметры

Параметры изделия

Относительная величина параметра

Коэффициенты весомости

Проектируемое устройство

Аналог

Количество этажей в здании

0,4

0,53

0,3

Групповая работа

0,34

1

0,2

Размер платы

0,63

1

0,3

Потребляемая мощность

0,042

0,2

0,2

Определим коэффициенты технического уровня:

щпр.=0,53•0,3+1,0•0,2+1,0•0,3+0,2•0,2= 0,7

щан.=0,4•0,3++0,34•0,2+0,63•0,3++0,042•0,2 =0,4

Определим коэффициент эквивалентности технического уровня:

Определим коэффициент, учитывающий надежность прибора:

Находим интегральный показатель качества:

б) Определение экономического эффекта.

Выбор экономически эффективного варианта проектируемого изделия осуществляется на основе экономического эффекта. Экономический эффект рассчитаем исходя из минимума затрат на производство и эксплуатацию устройства в течение всего жизненного цикла.

Формула для расчета по данному методу:

где Зm - стоимостная оценка затрат на производство, разработку и использование РЭА в t-м году;

Зг - неизменные по годам расчетного периода затраты на разработку, производство и использование РЭА;

Еn - норматив эффективности капитальных вложений (Ен = 0.15),

Крn - коэффициент реновации РЭА, исчисленный с учетом фактора времени в зависимости от срока службы;

При использовании данного метода для определения экономического эффекта за расчетный период 5 лет применяем коэффициент реновации, который рассчитывается по формуле:

где Тсл - срок службы РЭА.

При сроке службы 5 лет Крn = 0,1448

Зган=Ц + Зэксп,

где Ц - цена единицы продукции с НДС (тыс.руб.),

Зэксп - годовые расходы на эксплуатацию (тыс.руб.)

Зган=1850+3900=5751 (тыс.руб.)

Згпр=Ц + Зэксп,

где N - затраты НИОКР на единицу продукции (тыс.руб.)

Згпр=2826.1+1850=4676.1 (тыс.руб.)

Тогда по формуле получаем:

(тыс.руб.)

(тыс.руб.)

Экономический эффект от разработки:

Зm = Зma•W - Зmnp

Зm = 19508•1.75-10874.6=23264.4 (тыс.руб.)

Таким образом экономический эффект от разработки данного устройства составляет 23264 (тыс.руб.) на единицу продукции.

Сравнительные технико-экономические и эксплуатационные показатели проекта сведены в таблицу 23.

Таблица 23. Сравнительные технико-экономические и эксплуатационные показатели проекта

Показатели

Единицы измерения

Значение показателей по вариантам

проект

аналог

Технические и эксплуатационные:

Количество этажей в здании

шт.

16

12

Групповая работа

-

есть

нет

Размер платы

мм.

500Ч300

800Ч600

Потребляемая мощность

Вт

0,05

0,24

Рабочая температура окружающей среды

С°

+5-+50

+10-+45

Экономические:

Годовой объем производства

шт./год.

900

900

Отпускная цена единицы продукции с НДС

тыс.руб.

2574,5

3150

Годовые эксплуатационные расходы, в том числе:

тыс.руб.

1850

3900

- затраты на электроэнергию

тыс.руб.

98.55

473

- зарплата обслуживающего персонала

тыс.руб.

177.684

177.684

- затраты на текущий ремонт и техобслуживание

тыс.руб.

1574,7

3250

Износ МБП

тыс.руб.

29.36

40

Экономический эффект в виде снижения цены потребления за 5 лет

тыс.руб.

23264.4

Список литературы

1. Правила устройства и безопасной эксплуатации лифтов

ref.by 2006—2019
contextus@mail.ru