6.1 Розрахунок загальних затрат на научно-дослідницьку роботу

Затрати на НДР визначаємо по формулі:

З_нір=З_о+З_д+О_см+Н+П; (6.1)

^{де З}_о ^{– основна зарабітня плата, грн;}

^З_д ^{– додаткова зарабітня плата, грн;}

^О_см ^{– відрахування на соціальні заходи, грн;}

Н – накладні витрати, грн;

П- величина прибутку, грн. Розрахунок основної заробітної плати:

_in

^З_о ⁼  ^З_иi ^{ Т ; (6.2)}

i1

де Т- період розробки, мес.;

З_иi – місячна заробітня плата I- го виконавця за місяць, грн;

n- кількість виконавців.

Величину місячної заробітної плати приймаємо: для керівника розробки- 600

_{грн, для інженера – 400грн.}

_i2

^З_о ⁼  ^З_иi ^{ Т  3  600  3  400  3000 ,грн;}

i1

Величину додаткової заробітної плати приймаємо в розмірі 10% від суми основної заробітної плати:

З_д =З_о 10%= ^{3000  10%  300} ,грн.

_(6.3)

Відразування на соціальні заходи складають 38,5% від суми основної та додаткової заробітної плати:

О_см= 38,5%(З_о+З_д)= 38,5%(3000+300)= 1270,50 ,грн. (6.4)

Величину накладних витрат приймаємо в розмірі 80% від основної заробітної плати:

Н= 80% З_о = ^{3000  80%  2400} ,грн.

(6.5)

В затратах на НДР беремо до уваги величину прибутку, яку визначаємо в процентах від суми приведених витрат по НДР:

П= 30%  З_нир= ^{30%  6970,50  2091,15} ,грн. (6.6)

Визначаємо затрати на НДР згідно формули (5.1): З_нір=3000+300+1270,50+2400,00+2091,15=9061,65,грн. (6.7)

6.2 Побудова лінійного графіка робіт по ндр

Прелік робіт по проведенню дослідження роботи в таблиці 6.1.

Таблиця 6.1- Перечень робіт при проведенні НДР

Код роботи	Назва	Тривалість робіт
1	2	3
0-1	Постановка задачі беручи до уваги існуючі проблеми виникнення управління нелінійними об’єктами	5
1-2	Огляд існуючої літератури	10
2-3	Вибір схеми системи управленіня	5
2-4	Побудова математичної моделі двох масового ЕП з зазором та дослідження її на адекватність реальним стендовим перехідним процесам	15
3-5	Вивчення пакета МАТЛАБ, стосовно до нейрофаззі мережам ANFIS	10
5-6	Побудова зворотного моделі об'єкта та експерименти з використанню инверсной моделі в прямому каналі управління нелінійного об'єкта регулювання	15
6-7	Дослідження впливу на якість перехідних процесів структури нейронної мережі, виду активаційних функцій вхідних нейронів, параметрів виводу, штучних коефіцієнтів на вході і виході регулятора, алгоритму навчання нейронної мережі	3
6-8	Підбір навчального вектора для побудови адекватного відображення об'єкта за допомогою нейронної мережі	10
8-9	Розробка програмного забезпечення мовою МАТЛАБ з метою отримання навченої нейронної мережі за допомогою відкритого алгоритму.	10
9-11	Вивчення мови програмування Borland 3.1 С + +	20
10-11	Розробка програмного забезпечення мовою С + + для дослідження роботи нейронного регулятора на реальному стенді з цифровим сигнальним процесором DS1102	20
11-12	Дослідження застосування суматорів для зменшення помилки навчання мережі і збільшення точності роботи системи управління	5
12-13	Дослідження застосування інтеграторів для придушення статичної помилки регулювання і збільшення точності роботи системи управління	25

13-14	Дослідження комбінованого застосування суматора і інтегратора в схемі прямого інверсного управління	10
14-15	Розробка і дослідження роботи схеми із застосуванням прямий і інверсної моделі об'єкта регулювання	10
15-16	Проведення фізичного експерименту	10
16-17	Оформлення дипломного проекту.	15

На рис. 6.1 побудований лінійний графік робіт по НДР. Відповідно з лінійним графіком тривалість НДР становить 132 дня.

6.3 Економічне обгрунтування доцільності застосування нейронних мереж для керування нелінійними електромеханічними системами Багато сучасних електроприводу являють собою нелінійні електромеханічні системи , багато з яких не мають строгого математичного опису , або немає можливості побудувати точну математичну модель. Математичний опис є необхідною умовою побудови регуляторів класичними методами , проте нейронні регулятори принципово не вимагають математичної моделі , оскільки регулятор налаштовується на основі тестових значень координат електроприводу , які можна отримати з найпростіших дослідів . Розглядаючи сучасні електромеханічні системи можна зробити висновок про те , що більшість з них мають суттєві не лінійності , і класичні регулятори , розраховані для них працюють з допущеннями про лінійність об'єкта регулювання у визначених умовах роботи. Пропонований регулятор дозволяє відмовитися від точного математичного опису об'єкта регулювання , і разом з тим врахувати вплив характерних не лінійностей приводу, шляхом їх примусової лінеаризації нейрофаззі мережею . Застосування даного регулятора дозволяє зробити початково коливальний процес стійким , зменшити перерегулювання і величини пікових моментів і струмів , що збільшує термін служби приводу за рахунок усунення аномальних режимів роботи. Відомо , що зменшення величини діючого напруги, що перевищує межу витривалості при симетричному циклі на 20 % збільшує термін служби в 2-10 рази , отже , навіть незначне зниження динамічної складової моменту пружності може істотно збільшити термін служби і довжину міжремонтного циклу і , отже , поліпшити техніко - економічні показники роботи механізму в цілому. У процесі обслуговування одного прокатного стану задіяно 8 механіків. Заробітна плата кожного механіка становить 400грн . Отже, за рік сумарна заробітна плата за формулою 5.2 складе

^З_м⁼

^{400  8 12  38400} ,грн.

При впровадженні нейро мережевої системи число механіків скоротиться до одного. Т.ч. у вісім разів зменшаться витрати на заробітну плату. Економія за рік заробітної плати складе 33600 грн. Час окупності коштів на впровадження нейро мережевої системи управління струм розраховується за формулою:

Т_ок=

^З ндр

^З _м

, (6.8)

_{Витрати на розробку нейро мережевої системи керування складають 9061,65грн.}

Т_ок=

9061,65

₃₃₆₀₀

 0.27 , года.

Тому, кошти, витрачені на НДР, загасяться через 4 місяці.

Робота по підвищенню ефективності придушення коливання та спрощенню обслуговування, пуску та коригування приводів є дуже актуальною.

7 . охорона праці 7.1 Загальні питання охорони праці Охорона праці - це система правових , соціально -економічних , організаційні - технічних , санітарно -гігієнічних і лікувально -профілактичних заходів і засобів , спрямованих на створення здоров'я і працездатності людини в процесі праці [27]. Охорона праці виявляє і вивчає виробничі небезпеки і шкідливості з метою розробки вже на стадії проектування заходів і засобів захисту для запобігання або ослаблення впливу небезпечних факторів на організм працюючого , а також для запобігання аварій і вибухів. Завданнями охорони праці є: ідентифікація небезпечних і шкідливих виробничих факторів; прогнозування та оцінка , запобігання або зниження негативного впливу на людину небезпечного і шкідливого виробничого чинника. Об'єктом проектування в даній дипломній роботі є система управління для двох масової електромеханічної системи з зазором , наводяться характеризують її параметри . Питання охорони праці розглянуті для етапу проектування системи управління , а також наводяться рекомендації для безпечної експлуатації стендової випробувальної установки. 7.2 Виробнича санітарія Виробнича санітарія - система організаційних заходів і технічних засобів, що запобігають або зменшують вплив на працюючих шкідливих виробничих факторів [28]. Частотний перетворювач для живлення установки зберігає працездатність при температурах 5 † 35 ˚ С , відносної вологості не більше 80 % при 25 ˚ С , атмосферному тиску 86 † 106 кПа. Роботи з проектування програвача можна віднести до робіт Iа , фізичні витрати менше 120 ккал / год згідно з ГОСТ 12.01.005 - 88 [29]. Метеорологічні умови наведені в таблиці 7.1. Ці умови в приміщеннях досягаються за допомогою централізованого опалення в холодний період року , природною вентиляцією і кондиціонуванням. Такі метеорологічні умови необхідні для виробництва робіт з проектування , а також вони повністю задовольняють вимогам за кліматичними умовами , необхідним для надійної роботи стенду СНиП 2.04.05-91. Працездатність стендової випробувальної установки в заданому інтервалі температур і відносної вологості забезпечуються наступними конструктивними рішеннями: вентиляційні отвори на бічних , задньої і нижньої панелях корпусу електродвигунів і перетворювача частоти , антикорозійне покриття - напилений шар фарби , матеріал корпусу - алюміній . Освітлення нормується для приміщень , в яких проводяться роботи з конструювання системи управління . Освітлення є визначальним фактором для забезпечення нормальних умов праці . Якість надходить до оператора комп'ютера інформації багато в чому залежить від освітлення. У лабораторії освітлення природне бічне і штучне верхнє

_{Таблиця 7.1. – Допустимі та оптимальні метеорологічні умови}

Категорія робіт по энергозатратам	Період року	Температура, ˚С	Відносна волога, %	Швидкість руху повітря, м/с
Допустимі метеорологічні умови
Легка 1А	Холодний	18 ÷ 26	75	0.2-0.3
Легка 1А	Теплий	20 ÷ 30	50	0.3
Оптимальные метеорологические условия
Легка 1А	Холодний	22 ÷ 24	40 ÷ 60	0.1
Легка 1А	Теплий	23 ÷ 25	40 ÷ 60	0.1

В ході виконання дипломної роботи використовувалось природнє та штучне освітлення. Характеристика виробничого освітлення є в таблиці 7.2.

_{Таблица 7.2. – Характеристика производственного освещения}

Точність глядаць- ких робіт	Мінімальний розмір об’кту розрізнення, мм	Розряд глядацьких робіт	Характеристика типу фону	Контра ст об’кту з фоном	Підрозділ глядацьких робіт	Нормоване значення при освітленні
						Прир.	Штучне
						e1V	Emin, лк	Типи ламп
Середня	0.5 г 1	IV	Темний	Середній	б	1.35	500	Люмінесцентні ЛБ80

Згідно СНіП II - 4 - 79 на обчислювальному центрі застосовується загальне штучне освітлення в темний період доби. За характером навколишнього середовища приміщення лабораторії відноситься до класу нормальних , тому що в ньому відсутні чинники , властиві жарким , курним приміщення та приміщення з хімічно активним середовищем. У випробувальному стенді для розробленої системи управління джерелом шуму є електродвигун. Це електродвигун III класу по шуму з малошумними підшипниками ковзання. Шуми в двигуні постійні , пов'язані з його роботою. Допустимий рівень звукового тиску - не більше 80 дБ (А ) . Рівень шуму в двигуні - менше 72 дБ (А ) . Для ефективного зниження шуму двигуни з встановлюють на амортизатори [ 26 ] , [30]. Для зниження шуму використовуються захисні кожухи , придушення вібрації проводиться за допомогою установки двигунів на амортизатори.

У стендовій установці джерелом локальної вібрації є електродвигун. При номінальній частоті обертання 1400 об / хв виникає вібрація з частотою 5  200 Гц (141 дБ). Нормативна віброшвидкість - 0.014 м / с (109 дБ).

7.3 Техніка безпеки Аналізуючи потенційні небезпеки , наявні в проектованому об'єкті , приходимо до висновку , що основною небезпекою є ураження людини електричним струмом [30]. Випробувальна установка живиться від мережі змінного струму з напругою 380 В частотою 50 Гц , споживана потужність - 2430 Вт , номінальний струм - 4.6 А для асинхронного провідного двигуна і 8.8 А для навантажувального генератора. Для запобігання ураження електричним струмом застосовані такі заходи : запобігання доступу до струмоведучих частин шляхом приміщення всієї установки в ізольований корпус. Стендова установка має ступінь захисту від ураження електричним струмом I - всі частини , доступні для дотику , відокремлені від струмоведучих робочої ізоляцією , а всі металеві частини , доступні для дотику , з'єднані з зануляют затискачем , розташованим усередині захисного корпуса. Підключення установки до мережі живлення проводиться за допомогою вилки із заземлюючим контактом [31]. З проведеного аналізу обрана ступінь захисту оболонки двигуна - IP 22 [32]. Перша цифра означає захист від можливості зіткнення пальців з струмоведучими або рухомими всередині оболонки частинами або предметів довжиною не більше 80 мм і твердих тіл розміром понад 12 мм. Друга цифра позначає захист від проникнення вологи - краплі води, які потрапляють на оболонку , нахилену під кутом не більше 15  до вертикалі , не повинні мати шкідливого впливу на обладнання , поміщене в оболонку. Виконання корпусу за способом захисту від вологи – крапле захисне (забезпечує захист від вертикально падаючих крапель). Проектований об'єкт є споживачем електроенергії напругою 380 В. Тому необхідний захист , оберігає персонал від можливості ураження електричним струмом. У цих цілях передбачені такі заходи електробезпеки :

- Конструктивні ;

- Схемо- конструктивні ;

- Експлуатаційні [30].

7.3.1 Конструктивні заходи електробезпеки Конструктивні заходи безпеки призначені для запобігання можливості дотику людини до струмоведучих частин . У приладі застосована ізоляція струмоведучих частин. Шнур харчування - з подвійною ізоляцією ШВВП - гнучкий шнур з трьома паралельними жилами з ПВХ- ізоляцією в ПВХ- оболонці . Силова частина складається з силового частотного перетворювача , до якого підводиться живить напруга . перетворювач кріпиться до окремого корпусу за допомогою пластикових і гумових деталей , що виключає попадання напруги живлення на корпус.

7.4 Схемо - конструктивні заходи електробезпеки Схемо - конструктивніі заходи електробезпеки забезпечують безпечне проникнення людини до не струмо ведучих частин , які опинилися під напругою , при випадковому порушенні ізоляції струмоведучих елементів . Так як для харчування випробувального стенду використовується напруга 380 В трифазної мережі з глухо заземленою нейтраллю , мірою захисту є занулення згідно ГОСТ12.1.030. - 83 [24]. У дипломній роботі наводиться розрахунок занулення електроустановки. Зануленням називають навмисне електричне з'єднання з нульовим захисним провідником металевих не струмоведучих частин , які можуть опинитися під напругою [25]. Нульовий захисний провідник - це провідник, що з'єднує занулені частини з заземленою нейтраллю обмотки джерела струму або її еквівалентом . Занулення застосовується в чотирипровідних мережах напругою до 1000 В із заземленою нейтраллю джерела струму [26]. При зануленні корпус електроустаткування єднають не із заземленням , а з нульовим проводом. Занулення перетворює замикання на корпус в однофазне коротке замикання з метою викликати великий струм , здатний забезпечити надійне спрацьовування захисту і тим самим автоматично відключити пошкоджену електроустановку від мережі живлення . Цим забезпечується захист людини від небезпеки ураження електричним струмом. Крім того , оскільки занулення корпус електроустановки через нульовий захисний провідник і опір нейтралі джерела струму ( R0 ) пов'язаний із землею , то в момент виникнення замикання на корпус і до автоматичного відключення пошкодженої електроустановки від мережі живлення проявляється захисна властивість занулення , як і при заземленні [ 24 ] .

_{Принципова схема занулення представлена на рис. 6.1.}

₁

А

В С Н

3

_Iк ²

_R0 ^Rп

1 – Джерело трифазного струму;

2 – Корпус електроустановки;

3 – Апарат захисту;

R₀ – Опір заземлення нейтралі;

R_п – Повторне заземлення нейтралі;

I_к – Струм короткого замкнення.

Рис. 6.1 – Принципова схема занулення

Вихідні дані

– Варіант – 10;

– потужність навантаження:

– електродвигуни ЭД1 – 1 шт  15 кВт;

– електродвигуни ЭД2 – 3 шт  160 кВт;

– коефіцієнт запасу – 0.93

– Індикаторне навантаження:

– потужність – 50 кВт;

– cos  - 0.9;

– Трансформатор:

– тип – С;

– первинна/вторична напруга – 6/0.4 кВт;

– з’єднання обмоток -  /Y_н;

– Кабелі:

– довжина l₁ - 120 м;

– довжина l₂ – 47 м;

– захист – АВ;

– Фазовий кабель:

– матеріал жили l₁ и l₂ – медь;

– изоляція l₁ и l₂ – ПХВ;

– нулевий захистний кабель:

– матеріал – мідь;

– ізоляція – паперова.