Разработка систем визуализации шлакоуборочного крана на дуговой сталеплавильной печи - Дипломная работа

В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов и т.д. Центральные процессоры S7-300C оснащены набором встроенных входов и выходов, а также набором встроенных функций, что позволяет применять эти процессоры в качестве готовых блоков управления. В проект Step 7 могут быть, например, включены системы человеко-машинного интерфейса, например, операторские панели, конфигурируемые с помощью производимого Siemens программного обеспечения PROTOOL или WINCC Flexible, или персональный компьютер с программным обеспечением WINCC. Интеграция проектов для ЧМИ в проект Step 7 облегчает автоматическое связывание проектов для контроллера и операторского интерфейса, ускоряет проектирование и позволяет избежать ошибок, связанных с раздельным использованием программ. Система оснащена мощным интерфейсом для связи с процессом, пригодна для работы со всем спектром изделий SIMATIC, обеспечивает парольный доступ к управлению процессом, обладает высокой производительностью.Во время преддипломной практики мной была изучена новая среда разработки STEP 7, и HMI WINCC. За время преддипломной практики я создал систему визуализации шлакоуборочного крана.

Автоматизация производства, заключается в передаче управления и контроля функций, выполняющихся человеком, приборам и автоматическим устройствам. Автоматизация производства - основа развития современной промышленности, генеральное направление технического прогресса. Цель автоматизации заключается в повышении эффективности труда, улучшении качества выпускаемой продукции, в создании условий для оптимального использования всех ресурсов производства.

Автоматизация производства - один из основных факторов современной научно-технической революции, открывающей перед человечеством беспрецедентные возможности преобразования природы, создания огромных материальных богатств, умножения творческих способностей человека.

Сегодня трудно представить организацию, которая не использует средства автоматизации в своей деятельности. Даже небольшие фирмы стараются автоматизировать работу с информацией.

На современном этапе российские предприятия пересматривают существующие системы управления, внедряют новые информационные системы управления. На смену приходят все более технологичные производственные процессы, требующие глобального переосмысления участия в нем человека. Построение визуального отображения поступающей информации является одним из условий развития отечественных предприятий и системообразующих факторов повышения эффективности производства.

Цель работы: Разработка визуализации процесса работы крана №80 (шлаковоз).

Задачи: - проанализировать работу применяемых контроллеров системы управления технологическим процессом в ЭСПЦ на участке ДСП;

- выявить предаварийные и аварийные ситуации;

- упростить методику диагностирования оборудования;

- сократить время и трудозатраты на устранение ошибок;

- архивирование технологических параметров установки в виде графиков;

- проанализировать работу применяемых контроллеров в ЭСПЦ на участке ДСП;

- оптимизация качества восприятия показаний технологического процесса оператором установки на экране (операторской панели);

- обеспечить своевременное оповещение оператора отображением предупреждений и аварийных сообщений;

1. Основные технические средства автоматизации

SIMATIC S7-300 - это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности. Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.

Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.

Контроллеры SIMATIC S7-300 имеют модульную конструкцию и могут включать в свой состав: - Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов и специальных функций, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов и т.д.

- Модули блоков питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110В.

- Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.

- Коммуникационные процессоры (CP) для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS-Interface или организации связи по PTP (point to point) интерфейсу.

- Функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов. Функциональные модули снабжены встроенным микропроцессором и способны выполнять возложенные на них функции даже в случае отказа центрального процессора ПЛК.

- Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода. Контроллеры SIMATIC S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по 4 монтажным стойкам. Все модули работают с естественным охлаждением.

Центральные процессоры S7-300C оснащены набором встроенных входов и выходов, а также набором встроенных функций, что позволяет применять эти процессоры в качестве готовых блоков управления.

SIMATIC S7-300 Outdoor является идеальным изделием для эксплуатации в тяжелых промышленных условиях, отличающихся сильным воздействием вибрации и тряски, повышенной влажности, широким диапазоном рабочих температур.

2. Системный проект

2.1 SIMATIC STEP 7

Базовые инструментальные средства для программирования систем автоматизации SIMATIC S7/C7/WINCC. Без наличия этих инструментальных средств программирование систем автоматизации SIMATIC невозможно.

STEP 7 - это базовый пакет программ, включающий в свой состав весь спектр инструментальных средств, необходимых для программирования и эксплуатации систем управления, построенных на основе программируемых контроллеров SIMATIC S7/C7, а также систем компьютерного управления SIMATIC WINCC.

STEP 7 поставляется в трех вариантах: - STEP 7 Lite - облегченная версия, используемая для программирования только SIMATIC S7-300 и SIMATIC C7.

- STEP 7 - полная версия для приложений, связанных с применением всех систем автоматизации SIMATIC.

- STEP 7 Professional - это пакет программ. В состав пакета входят STEP 7, S7-SCL, S7-GRAPH и S7-PLCSIM.

Отличительной особенностью пакета STEP 7 является возможность разработки комплексных проектов автоматизации, базирующихся на использовании множества программируемых контроллеров, промышленных компьютеров, устройств и систем человеко-машинного интерфейса, устройств распределенного ввода-вывода, сетевых структур промышленной связи. Ограничения на разработку таких проектов накладываются только функциональными возможностями программаторов или компьютеров, на которых установлен STEP 7.

С помощью этой программы выполняется комплекс работ по созданию и обслуживанию систем автоматизации на основе программируемых логических контроллеров Simatic S7-300 фирмы Simens.

Работу с проектом в целом обеспечивает главная утилита Step 7 - Simatic Manager. Step 7 позволяет производить конфигурирование программируемых логических контроллеров и сетей (утилиты HWCONFIG и NETPRO). В процессе конфигурирования определяется состав оборудования в целом, разбиение на модули, способы подключения, используемые сети, выбираются настройки для используемых модулей. Система проверяет правильность использования и подключения отдельных компонент. Завершается конфигурирование загрузкой выбранной конфигурации в оборудование, что по сущности является настройкой оборудования. Утилиты конфигурирования позволяют осуществлять диагностику оборудования, обнаруживать аппаратные ошибки или неправильный монтаж оборудования. Программирование контроллеров производится редактором программ, обеспечивающим написание программ на трех языках: LAD - язык релейно-контактной логики;

FBD - язык функциональных блочных диаграмм;

STL - язык списка инструкций.

В дополнение к трем основным языкам могут быть добавлены четыре дополнительные языка, поставляемые отдельно: SCL - структурированный язык управления, по синтаксису близкий к Pascal;

GRAPH 7 - язык управления последовательными технологическими процессами;

HIGRAPH 7 - язык управления на основе графа состояний системы;

CFC - постоянные функциональные схемы.

Возможность наблюдения за текущим состоянием программы, доступное при использовании любого языка программирования, обеспечивает не только отладку программного обеспечения, но и поиск неисправностей в подключаемом оборудовании, даже если оно не имеет средств диагностики.

В семействе программных продуктов компании Siemens для решения комплексных задач автоматизации Step 7 выполняет интеграционные функции.

В проект Step 7 могут быть, например, включены системы человеко-машинного интерфейса, например, операторские панели, конфигурируемые с помощью производимого Siemens программного обеспечения PROTOOL или WINCC Flexible, или персональный компьютер с программным обеспечением WINCC. Интеграция проектов для ЧМИ в проект Step 7 облегчает автоматическое связывание проектов для контроллера и операторского интерфейса, ускоряет проектирование и позволяет избежать ошибок, связанных с раздельным использованием программ. В полной мере эти преимущества проявляются при использовании системы проектирования PCS7, в основе которой также используется Step 7. Аналогично в Step 7 интегрируется программное обеспечение для настройки и управления сложными измерительными или исполнительными устройствами автоматизации, например, частотными приводами. Step 7 также позволяет спроектировать сетевые настройки. соединения и передачу данных между устройствами автоматизации, например, системы Master-Slave при обмене данных по шине Profibus с использованием протокола DP.

SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - централизованный контроль и сбор данных) система SIMATIC WINCC (Windows Control Center) - это компьютерная система человеко-машинного интерфейса, работающая под управлением операционных систем Windows 2000/XP и предоставляющая широкие функциональные возможности для построения систем управления различного назначения: - Простое построение конфигураций клиент-сервер.

- Поддержка резервированных структур систем автоматизации.

- Неограниченное расширение функциональных возможностей благодаря использованию ACTIVEX элементов.

- Открытый OPC-интерфейс (OLE for Process Control) интерфейс для реализации функций обмена данными.

- Простое и быстрое конфигурирование системы в сочетании с пакетом STEP 7.

Базовая конфигурация системы включает в свой состав набор функций, позволяющих выполнять событийно управляемую сигнализацию, архивирование результатов измерений, регистрировать технологические данные и параметры настройки конфигурации, функции управления и визуализации.

Целый ряд функций может быть реализован с помощью встроенных ANSI-C компилятора и VISUALBASIC-script: от простейших операций до полного доступа к системным функциям SIMATIC WINCC. Кроме того, базовая система может дополняться опциональными пакетами WINCC и WINCC Add-ons.

На основе WINCC могут создаваться как простейшие системы человеко-машинного интерфейса с одной станцией оператора, так и мощные многопользовательские системы, включающие в свой состав десятки станций. Поддержка стандартных интерфейсов OLE, ODBC, OLE и SQL обеспечивает универсальность и открытость WINCC, позволяет использовать ее в сочетании с любым другим программным обеспечением.

WINCC легко интегрируется во внутреннюю информационную сеть компании. Это не только снижает затраты на ее внедрение, но и повышает гибкость информационной системы.

Области применения

Система SIMATIC WINCC разработана для решения задач визуализации и оперативного управления в различных областях промышленного производства. Система оснащена мощным интерфейсом для связи с процессом, пригодна для работы со всем спектром изделий SIMATIC, обеспечивает парольный доступ к управлению процессом, обладает высокой производительностью. Базовая конфигурация системы обладает высокой универсальностью и может быть использована для построения систем управления самого разнообразного назначения.

2.2 Среда разработки

Основными компонентами системы является программное обеспечение системы проектирования и системы исполнения.

WINCC Explorer [Проводник WINCC] является ядром программного

Рис. 1 Окно проводника WINCC Explorer обеспечения системы исполнения

В WINCC Explorer [Проводнике WINCC] отображается структура всего проекта, и осуществляется управление проектом. Для разработки и создания проектов система предоставляет специальные редакторы, обратиться к которым можно из WINCC Explorer [Проводника WINCC]. С помощью каждого из редакторов конфигурируется отдельная подсистема WINCC.

Основные возможности WINCC: - Визуализация техпроцесса (Graphic Designer)

- Конфигурирование и настройка связи с контроллерами различных производителей (Tag Management)

- Отображение, архивирование и протоколирование сообщений от техпроцесса (Alarm Logging)

- Отображение, архивирование и протоколирование переменных (Trend Logging)

- Расширение возможностей системы за счет использования скриптов на языках C Script и VBA

- Проектирование системы отчетности (Report Designer)

- Взаимодействие с другими приложениями, в том числе и по сети, благодаря использованию стандартных интерфейсов OLE, ODBC, и SQL обеспечивает простую интеграцию WINCC во внутреннюю информационную сеть предприятия

- Простое построение систем клиент-сервер.

- Построение резервированных систем.

- Расширение возможностей путем использования элементов ACTIVEX.

- Открытый OPC-интерфейс (OLE for Process Control).

- Взаимодействие с пакетом STEP 7.

С помощью программного обеспечения системы исполнения, оператор может осуществлять контроль и оперативное управление процессом.

2.3 Типы программных блоков и блоков, данных контроллера

В котроллерах SIMATIC S7 существует несколько способов обработки управляющей программы: 1. Циклическая обработка. Состоит из повторных (периодически повторяющихся) обработок управляющей программы, которая начинается с вызова организационного блока OB1. В начале цикла обработки программы ОС заполняет область отображения входов, сбрасывает таймер контроля длительности цикла, после этого вызывает для обработки блок OB1. В конце цикла обработки ОС переписывает в выходные модули значения из области отображения выходов, после чего начинается следующий цикл обработки.

В блоке OB1 можно вызывать функции и функциональные блоки. После обработки вызванного блока управления передается блоку, из которого был произведен вызов данного блока. Временем одного цикла обработки считается время выполнения блока OB1 вместе со всеми вызовами других блоков. Это время цикла не должно превышать максимально допустимого времени (обычно 150ms). Если произойдет превышение допустимого времени выполнения, будет зафиксирована ошибка. Максимально допустимое время выполнения можно изменять, но не рекомендуется делать его очень большим, т.к. контроль времени исключает зацикливание программы.

2. Циклические прерывания. При управлении ТП всегда существуют программы, которые должны обрабатываться через одинаковые, заранее заданные, промежутки времени. Для этих целей в контролерах SIMATIC S7 существуют блоки обработки циклических прерываний. Промежуток времени, через который должен вызываться данный блок, задается программистом.

3. Прерывания по дате и времени. Существуют программы, которые должны выполниться один раз в определенный день и час или выполнятся периодически, начиная с определенных даты и времени. Для этих целей в контроллерах SIMATIC S7 можно запрограммировать блоки прерываний по дате и времени.

4. Прерывания по задержке времени. Такие блоки вызываются по истечении определенного времени после возникновения, какого - либо события.

5. Обработка включения питания. Часто при включения питания необходимо выполнить какие - либо однократные действия: первичную установку, инициализацию и т.д. Для этих целей предусмотрены блоки обработки включения питания.

6. Обработка ошибок. Такие блоки выполняются в случае возникновения аппаратных или программных ошибок.

2.4 Типы данных

Контроллеры SIMATIC S 7 могут работать со следующими типами данных: 1. Бит (BOOL) - это единица, соответствующая одному двоичному разряду. Два возможных значения бита обозначаются “0” (False) и “1” (True).

2. Байт (Byte) - состоит из 8 бит, которым соответствует битовые адреса от 0 до 7 (справа на лево). Старший является бит с большим адресом. Байт могут образоваться только те биты, адрес младшего из которых кратен 8, например: 0, 8, 16 и т.д. В контроллерах SIMATIC S7 байт может интерпретироваться как простой байт (набор бит) или как ASCII символ.

3. Слово (Word) - это следующая после байта по величине, ее длина 16 бит. Любые два соседних байта можно объединить в слово, старшим будет являться байт с меньшим адресом. Адрес слова - это адрес байта с меньшим адресом. В контроллерах SIMATIC S7 слово может интерпретироваться как просто слово (набор бит), целое число со знаком, дата, время и т.д.

4. Двойное слово (DWORD) - любые два соседних слова можно объединить в двойное слово, его длина - 32 бита или 4 байта. Старшим словом (байтом) является слово (байт) с меньшим адресом. Адрес двойного слова - это адрес байта с меньшим адресом. В контроллерах Simatic S7 двойное слово можно интерпретировать как простое двойное слово, длинное целое число со знаком, вещественное число в формате IEEE и т.д.

3. Технический проект

Разработка программы

Для разработки графической визуализации мне потребовалось создать: - Основную форму (кран вид сбоку);

- Форму выбора графиков;

- Кадр графиков графиков;

- Форма с CPU;

Изначально создавался кадр крана вид сбоку (Рисунок 1). На этом кадре использовались компоненты «I/O Fild» для отображения работы датчиков, полигоны(из них создаются геометрические фигуры), шкала веса груза поднимаемого краном.

Рис 1 Кран вид сбоку

Для того что бы информация динамически отображалась на визуализации используются теги. Каждый тег в последствии привязывается к компонентам визуализации. Ниже на рисунке ниже представлен процесс привязки тега к графическому объекту.

Рис 2 Окно свойств.

В этом окне задаются основные характеристики для объекта.

Рис 3 Задаем динамические свойства

В окне «Dynamic value ranges» на рисунке 3, задается динамическое отображение цвета, в этом же окне указывается тег.

Все теги создаются в закладке Tag Management где для каждого тега указывается свое индивидуальное название, адрес и тип. Адрес тега - это адрес маркера или переменной в блоке данных на нижнем уровне.

Рис 4 окно с тегами

Ниже показан процесс указания свойства тега. Таких как имя, тип, адрес. контроллер индикатор шлакоуборочный кран

Рис 5 Окно свойств тега

При нажатии «Select» Появится окно выбора адреса тега. В данном окне указывается слот CPU, тип и номер адреса (DB, Input, Output, Merker memory). Исходя из типа данных задается область адреса.

Рис 6 окно свойств тега

Ниже будет указан процесс привязки тега к компоненту «I/O Fild».

Рис 7 окно свойств «I/O Fild»

Рис 8 Выбор тега для «I/O Fild»

Далее создаем форму выбора графиков

Далее, что бы к кнопкам привязать графики нужно создать их. Для этого добавляем компонент «Control» . При его добавлении появится окно с первоначальными настройками, где мы выбираем пункт «WINCC Online Trend Control»

После создания самого тренда задаем поля для графика. НА данном этапе выбираем имя графика и тег который будет отображаться графиком.

После того как все поля для графика созданы нужно указать диапазон измерения для них.

После чего график будет создан.

Ниже представлена настройка кнопки для открытия соответствующего графика.

4. Экономическая часть

4.1 Эффективный фонд времени

Годовой эффективный фонд времени рассчитывается по формуле: Тэф = (тр.д. * Ncm * Др.д.) - (тпт * Др.д. * Ncm)

Где, тр.д. - продолжительность рабочего дня, час;

Ncm - количество смен;

Др.д. - количество рабочих дней;

тпт - регламентированные потери рабочего времени.

На предприятии продолжительность смены 8 часов, работа идет в одну смену, в году 250 рабочих дней, за рабочий предусмотрен регламентированный перерыв 1 час.. Эффективный фонд времени будет равен: Тэф = (8 * 1 * 250)-(1*250*1)= 1750

Эксплуатационные расходы

Эксплуатационные расходы также являются неотъемлемой частью затрат на разработку программы, поэтому: Сэксп = ЗПСР.год. Агод Сн.р. Сэ

Где, ЗПСР.год. - среднегодовая заработная плата разработчика, он же занимается обслуживанием.

Агод - годовые амортизационные отчисления, руб.

Сн.р. - накладные расходы, руб.

Сэ - стоимость потребляемой электроэнергии за год, руб.

Работу выполняет инженер -электроник с заработной платой в размере 23000 рублей.

ЗПСР.год = ЗПСР.мес. * Ч *12 (руб.)

Ч- численность рабочих, 1 чел.

ЗПСР.год = 23000 * 1 * 12 15%= 317400 руб

Агод=На%*Скомп

Где, На -норма амортизации, 25%

Скомп - стоимость компьютера, 40 тыс. руб.

Агод = 40000*20% = 8000 руб.

Накладные расходы в условиях любого предприятия Ппр=50% от заработной платы инженера-электроника. Сюда включаются затраты на содержание помещения, оборудования, управленческие затраты.

Сн.р. = ЗПСР.год*50%

Сн.р. = 317400*50% =158700 руб.

Сэ = Мп * Тр.пр * Цэ * Кисп

Где, Мп - сумма потребляемой мощности (0,4 КВТ)

Тр.пр - годовой фонд рабочего времени, 1750 час.

Цэ - стоимость 1 КВТ = 4.55 руб.

Кисп - коэффициент использования мощности, принимается 0,9

Сэ = 0,4 * 1750 * 4,55 * 0,9 = 2866,5 руб

На основе проведенных расчетов определяем общий размер эксплуатационных расходов: Сэксп = 317400 8000 158700 2866,5 =486966,5 руб.

По полученным значениям рассчитываем стоимость машинного часа по формуле 5.1.1: См.ч = 486966,5 / 1750*0,9 = 309,18 руб.

4.2 Расчет стоимости разработки программы

4.2.1 Время разработки программы

Время разработки рассчитывается по следующим этапам: Таблица 1/ Этапы разработки программы

№ п/п Этапы разработки Время, час

1 Постановка задачи 2

2 Выбор метода решения 2

3 Составление алгоритма 1

4 Выбор языка программирования 2

5 Составление программы 83

6 Отладка 40

Итого: 128

В том числе машинное время: 123

Стоимость разработки программы рассчитывается по формуле: Ср = ЗПР.час. * n1 См - час * n2

Где, n1 и n2 - соответственно количество чел. - часов разработчика и машинных часов.

ЗПР.час. - средняя часовая заработная плата разработчика инженера программиста с отчислениями на социальные нужды.

ЗПП час = ФЗПГОД / Тр вр

Т р в год = 317400 / 1750 = 181,37

ФЗПГОД = ЗПСР.год. Зотч.соц.н.

Отчисления на социальные нужды 32,5%, в том числе: - Пенсионный фонд - 22%;

- Фонд медицинского страхования - 5.1%;

- Фонд социального страхования - 2.9%.

- Фонд социального страхования (ОСС) - 2.5%;

ФЗПГОД. = 23000*12 15% 32.5% = 420555 руб.

ЗПР.час. = 420555 / 1750 = 240,34 руб.

Вычисляем стоимость разработки программы: Ср = 240,34 * 128 309,18 * 123 = 68792,66 руб.

4.3 Цена программного продукта

Цена разработанной программы в рыночной экономике рассчитывается на основе принципов рыночного ценообразования. Для этого производится аналитические расчеты и оценки.

Программное обеспечение имеет две особенности существенно отличающихся его от других видов товаров. С одной стороны это авторское произведение. С другой стороны созданную программу легко размножить (затраты на копии ничтожно малы).

Цены устанавливаются в зависимости от их назначения и разработки: уникальные, по заказу, специализированные и универсальные рыночные.

Определяющим фактором для формирования рыночной цены являются: - потребность (спрос) в программных продуктах определенного типа;

- количество потенциальных покупателей и их финансовые возможности;

- наличие конкурентов;

- качество;

- удобство в использовании;

- реклама.

Необходим анализ реальных ситуаций, возникающих на рынке программных средств. Первоначальные затраты на разработку программы являются постоянными затратами, возмещение которых, как правило в существующих экономико-математических моделях не учитывается. Как правило, продавцы пытаются получить максимальную выручку от продажи. В том случае поиск рыночной цены можно записать в виде оптимальной модели: Вр = Ц * Кс a макс.

Где, Вр - выручка, руб.

Ц - искомая цена, руб.

Кс - количество копий, которые будут проданы по цене «Ц».

В начале назначается максимальная цена, затем она снижается. При этом используются различные скидки школам, ВУЗАМ и другим лицам.

Существуют и другие методы установления цены. Например, метод обеспечения целевой прибыли, в которой цена устанавливается в соответствии с желаемой прибылью или метод установления цены на основе ощущаемой ценности товара, при этом ценность признается покупателем.

4.4 Расчет экономической эффективности от внедрения программы

Внедрение данной программы на производстве позволит значительно улучшить восприятия параметров установки технологическим персоналом и получения своевременных оповещений об отклонениях в работе стенда.

Расчет экономической эффективности проводится по разности затрат до внедрения (З1) и после внедрения (З2), умноженной на объем выполняемых работ (N) за минусом стоимости разработки программы (Ср).

Э = (З1 - З2) * N * См.ч. - Ср

Где, N - количество запусков программы в год;

N =410

З1 = Зр.чел. * t1

Где, t1 - время на один расчет в ручном варианте

Время t1 = 0.5 часа.

З1 = 240,34 * 0,5 = 120,17 руб.

З2 = См.ч. * t2

Где, t2 = время на расчет в машинном варианте.

Время t2 = 0,02 часа.

З2 = 309,18 * 2= 6,18руб

Э = (120,17 - 6,18) * 410 = 46735,9 руб.

В моей программе экономический эффект от внедрения выражается в уменьшении затрат на выполнение ремонтных работ, а также сбор данных о состоянии крана, следовательно, освободившееся время можно использовать для других работ, которые проводят операторы.

СРОКУП = Ср / Э

СРОК = 68792,66 / 46735,9 = 1,47года.

Т.е. данная программа окупиться через 1 год 6 месяцев.

5. Экспериментальная часть

Изначально на экране визуализации виден кран сбоку. Это позволяет оператору смотреть за состоянием крана, следить за его работой.

Рис. 8 Кран вид сбоку

При нажатии на кнопку графики открывается окно графиков. На графиках мы можеи просматривать данные крана в графическом виде. Также с помощью графиков мы можем увидеть информацию за прошедшие дни.

Рис. 9 Окно графиков

При возникновении какой либо ошибки «окно ошибок» показывает нам № ошибки и краткую информацию о ней.

Рис. 10 Окно со всеми видами ошибок

Также есть возможность просмотра данных с самого CPU. Там мы можем посмотреть какой бит в данный момент активен. И нажав на кнопку « Показать общие готовности» увидеть что необходимо для запуска крана.

Рис. 11 CPU

6. Охрана труда

Настоящая инструкция распространяется на всех работников завода, содержит общие требования по охране труда и пожарной безопасности для всех профессий и видов работ, а также требования для лиц имеющих первую квалификационную группу по электробезопасности.

К самостоятельной работе допускаются лица, прошедшие медицинское освидетельствование для определения соответствия их физического состояния требованиям, предъявляемым к выполняемой работе, вводный инструктаж, инструктаж по охране труда на рабочем месте, обучение, стажировку, проверку теоретических знаний и приобретенных навыков.

К эксплуатации и обслуживанию электрооборудования допускаются лица, прошедшие инструктаж на рабочем месте, обучение и проверку знаний в объеме соответствующей квалификационной группы по электробезопасности.

Перед допуском к работе каждый вновь поступивший рабочий должен быть ознакомлен: - с инструкциями по охране труда по профессии или виду выполняемых работ;

- с безопасными приемами работы и обращением с соответствующими инструментами и приспособлениями;

- с технологическим процессом и возможными опасными и вредными факторами на данном участке;

- с назначением и применением предохранительных устройств и индивидуальных защитных приспособлений и практическими приемами пользования ими;

- с правильной организацией рабочих мест, обеспечивающей безопасные условия труда (рациональное и безопасное размещение и укладка материалов, готовых изделий, не допустимость загромождений и захламления рабочих мест, проездов);

- с устройством станка, машины, механизма, приборов с указанием опасных зон и защитных ограждений;

- со способами применения имеющихся на участке средств пожаротушения и сигнализации, местами их расположения;

- с требованиями к рабочей одежде, обуви, головным уборам и средствам индивидуальной защиты, правильному их ношению во время работы;

- с правилами их безопасными способами эксплуатации транспортных средств, тары и грузоподъемных механизмов;

- с правилами безопасности при работе с ручными пневматическим и электрифицированным инструментом, а также с правилами безопасности при работе с взрывоопасными и вредными для здоровья химикатами (кислотами, бензином, растворителями и т.п.);

- с безопасными приемами и методами выполнения технологических операций при работе в составе бригады;

- с правилами поведения работников в цехах, на участках и с необходимостью строгого соблюдения технологии и производственной дисциплины;

- с правилами внутреннего трудового распорядка.

- действиями и разговорами.

6.1 Требования безопасности перед началом работы с ПЭВМ

Для уменьшения воздействия вредных факторов рекомендуется : - подготовить рабочее место так, чтобы исключить не удобные позы и длительные напряжения;

- исключить блики на экране;

- следить за тем, чтобы расстояние от расположенных рядом терминалов составляло не менее 1.2 метров, а при расположении мониторов друг за другом расстояние от тыльной стороны одного монитора от другого должно быть не ближе двух метров от экрана другого монитора.

- Произвести поверхностный осмотр ПЭВМ, убрать посторонние предметы (бумаги, булавки, скрепки и т.п.) с поверхности машины и с ее периферийных устройств.

- Протереть специальной салфеткой поверхность экрана.

- Отрегулировать освещенность на рабочем месте (убедиться в достаточности освещения, отсутствии отражений на экране, отсутствии встречного светового потока).

- Проверить правильность подключения оборудования в электросеть.

- Осмотреть техническое состояние используемых удлинителей, а также необходимо убедиться, что все мационные разъемы и их провода состыкованы в соответствующими устройствами ПЭВМ.

- Проверить правильность установки стола, стула, подставки для ног, положения оборудования, угла наклона экрана, положение клавиатуры, и, при необходимости, произвести регулировку рабочего стола и кресла.

При включении компьютера пользователь обязан соблюдать следующую последовательность включения оборудования: - блок питания;

- периферийные устройства (принтер, монитор, сканер и др.)

- системный блок (процессор)

Пользователю запрещается приступать к работе в следующих ситуациях: - при наличии информации о несоответствии параметров данного оборудования требованиям санитарных норм;

- При обнаружении неисправности оборудования.

6.2 Требования безопасности во время работы

- В течении всего рабочего дня содержать в порядке и чистоте рабочее место.

- Не допускать захламленности рабочего места бумагой в целях предупреждения накапливания органической пыли.

- Не допускать на всех вентиляционных отверстиях устройств хранения салфеток, бумаг и др.

- Не покидать рабочее место без принятия мер для сохранения информации.

- Не производить отключение питания во время выполнения активной задачи.

- Не прикасаться к задней панели системного блока при включенном питании.

- Не превышать величину количества обрабатываемых символов свыше 30 тыс. за 4 часа работы.

- При необходимости прекращения работы на некоторое время корректно закрыть все активные задачи.

- При работе с текстовой информацией выбирать наиболее физиологический режим представления черных символов на белом фоне.

- Соблюдать расстояние от глаз до экрана в пределах 60 - 80 см.

- Во время регламентированных перерывов с целью снижения утомления зрительного анализатора, нервно - эмоционального напряжения и устранения влияния гиподинамии и гипокинезии рекомендуется выполнять комплексы физических упражнений.

Во время преддипломной практики мной была изучена новая среда разработки STEP 7, и HMI WINCC. За время преддипломной практики я создал систему визуализации шлакоуборочного крана.

Система визуализации выполняет следующие функции: - Повышение восприятия отображения технологических параметров крана № 80.

- Повышение эффективности работы шлакоуборочного крана.

- Модернизация системы управления технологическим процессом шлакоуборочного крана.

Созданная мною система при необходимости в будущем может быть доработана и усовершенствована.

1. Siemens AG, SIMATIC HMI WINCC, 2003.

2. СИНЕТИК, STEP 7. Учебное пособие для обслуживающего персонала, 2002.

Размещено на .ru