- •Введение
- •1. Аналитический обзор
- •1.1. Описание процесса очистки бытовых сточных вод
- •1.2. Описание технологической схемы процесса
- •1.3. Краткий обзор систем диагностики
- •1.4. Традиционные методы управления и экспертные системы в биологической очистке сточных вод
- •2. Разработка системы автоматизации и выбор комплекса технических средств для блока биологической очистки сточных вод
- •2.1. Особенности блока биологической очистки, как объекта управления
- •2.2. Описание функциональной схемы автоматизации
- •2.3. Выбор комплекса технических средств
- •2.4. Схема внешних соединений
- •2.5. Проектное конфигурирование контроллера
- •3. Разработка экспертной системы управления процессом биологической очистки сточных вод
- •3.1. Описание структуры экспертной системы
- •3.2. Анализ процесса биологической очистки с точки зрения возможных аварийных и нештатных ситуаций
- •3.3. Выбор модели представления знаний в экспертной системе
- •3.4. Построение базы знаний
- •4. Синтез и исследование модуля диагностической экспертной системы
- •4.1. Описание экспертной оболочки карраv2.4
- •4.2. Описание процесса и результатов работы экспертной системы
- •5. Технико-экономическое обоснование автоматизации блока биологической очистки сточных вод
- •5.1. Расчет капитальных вложений по автоматизации блока биологической очистки бытовых сточных вод
- •5.2. Расчет амортизационных отчислений
- •5.3. Расчет трудоемкости ремонтных работ и обслуживания приборов и средств автоматизации
- •5.4. Расчет эксплуатационных затрат на систему автоматизации блока биологической очистки
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а. Заказная спецификация
- •Приложение б. Программа экспертной системы в среде карра 2.4
5. Технико-экономическое обоснование автоматизации блока биологической очистки сточных вод
Проектом предусмотрена разработка системы автоматического управления блоком биологической очистки бытовых сточных вод, являющегося частью канализационных очистных сооружений.
Комплекс сооружений блока биологической очистки сточных вод канализационных очистных сооружений является природоохранным объектом и служит для очистки сточных вод, поступающих от городской застройки, оборудованной централизованной системой канализации, а также сточных вод, вывозимых автотранспортом из районов, канализованных на местные выгребы.
Проводимая автоматизация оказывает влияние на показатели качества очищенной воды – повышает соответствие её нормам ГОСТов по ПДК растворённых веществ, стабилизирует режимы функционирования очистных сооружений, предотвращает аварийные ситуации, влекущие выпуск недоочищенных стоков в водоем. Также, в результате автоматизации улучшаются условия и повышается безопасность труда обслуживающего персонала блока биологической очистки.
Экономической частью проекта автоматизации предусмотрен расчет капитальных вложении по автоматизации блока биологической очистки бытовых сточных вод; расчет трудоемкости ремонтных работ и обслуживания приборов и средств автоматизации; расчет эксплуатационных затрат на систему автоматизации блока биологической очистки.
5.1. Расчет капитальных вложений по автоматизации блока биологической очистки бытовых сточных вод
Капитальные вложения по автоматизации блока биологической очистки бытовых сточных вод складываются из затрат на научные исследования, эксперименты и проектирование; приобретение, изготовление и монтаж контрольно-измерительных приборов, средств автоматизации, технологического и прочего оборудования и инвентаря; строительство и реконструкцию зданий и сооружений, предусмотренных проектом автоматизации.
Капитальные затраты по автоматизации производственных процессов рассчитываются по формуле (5.1) [17].
Ка = Кпр + Ку + Ктр + Кмн + Ко + Кстр, где (5.1)
Ка - общая сумма капитальных затрат на систему автоматизации;
Кпр - предпроизводственные затраты;
Предпроизводственные затраты включают в себя затраты на научные исследования, эксперименты, проектирование. Данный проект не предусматривает такой вид вложений, поэтому предпроизводственные затраты принимаются равными нулю (Кпр= 0).
Ку - стоимость покупных и оригинальных устройств, приборов, средств автоматизации и технологического оборудования;
Состав и количество оборудования, контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации определены на основе спецификации, полученной в процессе проектирования системы автоматизации. Оптовые цены на оборудование, контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации соответствуют ценам прайс-листов поставщиков КИПиА [18].
В Таблице 5.1 приведены характеристики контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации:
Таблица 5.1 Характеристики контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации
Наименование
|
Производитель
|
Количество |
Цена, руб |
Стоимость, руб |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Электромагнитная система измерения расхода promag 53W |
Endress+Hauser |
2 |
6454 |
12908 |
Расходомер DELTATOP DPP 10 |
Endress+Hauser |
1 |
6456 |
6456 |
Ультразвуковой уровнемер Prosonic T FMU232 |
Endress+Hauser |
1 |
1180 |
1180 |
Прибор для измерения концентрации кислорода Liquisys M COM253 |
Endress+Hauser |
3 |
8234 |
24702 |
Датчик давления LD301 |
Endress+Hauser |
7 |
3260 |
22820 |
Блок питания многоканальный БП14 |
Овен |
2 |
1534 |
3068 |
Контроллер CompactLogix |
Allen Bradley |
1 |
130 456 |
130456 |
Итого: |
|
|
|
164028 |
Ктр - транспортные расходы по доставке приобретенных устройств, приборов, средств автоматизации и оборудования;
Транспортно-заготовительные расходы рассчитываются для приобретаемого оборудования, приборов и средств автоматизации. Их величина принимается по укрупненным нормативам в пределах 5 – 10 процентов от оптовой цены оборудования, приборов и средств автоматизации [17].
Таблица 5.2 Транспортно-заготовительные расходы
Наименование
|
Стоимость, руб |
Транспортно-заготовительные расходы | |
% |
Руб. | ||
1 |
2 |
3 |
4 |
Электромагнитная система измерения расхода promag 53W |
12908 |
10 |
1291 |
Расходомер DELTATOP DPP 10 |
6456 |
10 |
646 |
Ультразвуковой уровнемер Prosonic T FMU232 |
1180 |
10 |
118 |
Прибор для измерения концентрации кислорода Liquisys M COM253 |
24702 |
10 |
2470 |
Датчик давления LD301 |
22820 |
10 |
2282 |
Блок питания многоканальный БП14 |
3068 |
5 |
153 |
Контроллер CompactLogix |
130456 |
10 |
13046 |
Итого: |
164028 |
|
20006 |
Кмн - затраты на монтаж и наладку системы автоматизации;
Расходы на монтаж и наладку включают затраты на заработную плату рабочим-монтажникам, а также затраты на материалы для монтажа.
Размер заработной платы на монтаж приборов, средств автоматизации и оборудования рассчитывается на основании данных о трудоемкости монтажно-наладочных работ по формуле (5.2) [17]
(5.2)
где Змн— расход заработной платы на монтаж, руб.;
Нвр.i- норма времени на монтажеi-гoвида КИП и оборудования, человеко-часы;
Счi- средняя часовая ставка монтажа и наладкиi-гoвида КИП и оборудования, руб.;
ni— количество приборов, средств автоматизации, оборудованияi-гoвида;
s— количество видов монтируемых приборов, средств автоматизации, оборудования, предусмотренное спецификацией проекта автоматизации.
Затраты на материалы для монтажа приняты в размере 50—100%от затрат на заработную плату по монтажу.
В проекте сумма затрат на монтаж и наладку оборудования системы автоматизации взята по данным производственной практики, которая была пройдена в Санкт-Петербургском государственном технологическом институте (Факультет - Информационных технологий и управления).
Таблица 5.3 Затраты на материалы для монтажа
Наименование
|
Количество |
Стоимость, руб. |
1 |
2 |
3 |
Электромагнитная система измерения расхода promag 53W |
2 |
1683,0 |
Расходомер DELTATOP DPP 10 |
1 |
841,5 |
Ультразвуковой уровнемер Prosonic T FMU232 |
1 |
1215,5 |
Прибор для измерения концентрации кислорода Liquisys M COM253 |
3 |
5610,0 |
Датчик давления LD301 |
7 |
4581,5 |
Блок питания многоканальный БП14 |
2 |
374,0 |
Контроллер CompactLogix |
1 |
7308,0 |
Итого: |
|
21613,0 |
Ко - потери от ликвидации высвобождаемого оборудования; Ко = 0, так как производится автоматизация вновь создаваемого объекта, проектом не предусмотрена замена оборудования, приборов и средств автоматизации.
Кстр - стоимость строительных работ, связанных с реконструкцией зданий, вызванной автоматизацией, устройством фундаментов под щиты и т. п. также не рассматривается (Кстр = 0), ввиду того, что помещения блока биологической очистки сточных вод спроектированы сразу с учетом размещения приборов и средств автоматизации, щитов, автоматических рабочих мест оператора.
Сумма затрат на оборудование, приборы и средства автоматизации с учетом транспортно-заготовительных расходов и затрат на монтаж и наладку образуют Ксм (сметную стоимость) технических средств на автоматизацию производственных процессов составит:
Ксм= Ку + Ктр + Кмн
Таблица 5.4 Сметная стоимость технических средств на автоматизацию
Наименование
|
Ку, руб |
Ктр, руб |
Кмн, руб |
Ксм, руб |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Электромагнитная система измерения расхода promag 53W |
12908,0 |
1291,0 |
1683,0 |
15882,0 |
Расходомер DELTATOP DPP 10 |
6456,0 |
646,0 |
841,5 |
7943,5 |
Ультразвуковой уровнемер Prosonic T FMU232 |
1180,0 |
118,0 |
1215,5 |
2513,5 |
Прибор для измерения концентрации кислорода Liquisys M COM253 |
24702,0 |
2471,0 |
5610,0 |
32783,0 |
Датчик давления LD301 |
22820,0 |
2282,0 |
4581,5 |
29683,5 |
Блок питания многоканальный БП14 |
3068,0 |
159,0 |
374,0 |
3601,0 |
Контроллер CompactLogix |
130456,0 |
13046,0 |
7308,0 |
150810,0 |
Итого: |
164028,0 |
20013,0 |
21613,5 |
205654,5 |
Таким образом, капитальные затраты по автоматизации по формуле (5.1) составят:
Ка = 164028,0 + 20013,0 + 21613,5 = 205654,5 руб.