- •Наиболее важным из недостатков является невысокая степень автоматизации технологического процесса и, как следствие, зависимость качества готового продукта от опытности оператора.
- •1. Технологическая часть
- •1.1 Анализ технологического процесса
- •1.2 Описание промышленной установки
- •1.3 Анализ взаимодействия оператор–промышленная установка
- •1.4 Анализ кинематической схемы, определение параметров и составление расчетной схемы механической части электропривода
- •2. Выбор систем электропровода и автоматизации промышленной установки
- •2.1 Литературный обзор по теме дипломного проекта
- •2.2 Формулирование требований к автоматизированному электроприводу и системе автоматизации
- •2.3 Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы электропривода
- •2.4 Проектирование функциональной схемы автоматизированного электропривода
- •3. Выбор электродвигателя
- •3.1 Расчет нагрузок и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы механизма
- •3.2 Предварительный выбор двигателя по мощности
- •3.3 Выбор номинальной скорости двигателя и типоразмера двигателя
- •3.4 Построение нагрузочной диаграммы электропривода
- •3.5 Проверка выбранного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности
- •4 Проектирование силовой схемы автомати- зированного электропривода и выбор комплектного преобразователя электрической энергии
- •4.1 Определение возможных вариантов и обоснование выбора типа комплектного преобразователя
- •4.2 Расчет параметров и выбор элементов силовой цепи
- •5. Проектирование системы автоматического управления
- •5.1 Разработка математической модели автоматизированного электропривода
- •5.2 Расчет параметров объекта управления
- •5.3 Определение структуры и параметров управляющего устройства
- •6. Анализ динамических и статических характеристик электропривода
- •6.1 Разработка программного обеспечения для компьютерного моделирования автоматизированного электропривода
- •6.2 Расчет и определение показателей качества переходных процессов
- •7. Кончательная проверка двигателя по нагреву с учетом точной нагрузочной диаграммы электропривода
- •8. Выбор и проектирование системы автоматизации производственной установки
- •8.1 Формализация условий работы установки
- •8.2 Разработка алгоритма и программы управления
- •8.3 Разработка функциональной, логической схемы
- •8.4 Выбор аппаратов
- •9. Проектирование узла системы автомати-зированного электропривода (принципиальной электрической схемы или конструкции узла)
- •10. Проектирование схемы электроснабжения и защиты установки
- •10.1 Выбор аппаратов, проводов и кабелей
- •11. Охрана труда
- •11.1 Меры безопасности при эксплуатации конвейеров
- •11.2 Расчет зануления для двигателя конвейера питателя
- •12. Экономическое обоснование технических решений
- •12.1 Определение капитальных вложений
- •12.2 Определение эксплуатационных затрат
- •12.3 Определение приведенных затрат
12.2 Определение эксплуатационных затрат
При расчете эксплуатационных затрат важное значение имеет величина периода, за который производится расчет. При сравнении приводов ограничимся периодом в 1 год.
Затраты на электроэнергию определяются количеством энергии, потребляемой за год, номинальной мощностью двигателей, а также тарифной ставкой на электроэнергию. Для расчета энергии, потребляемой за год, нужно знать суммарное время работы электропривода за год, которое определяется коэффициентом использования:
, (12.9)
где ПВ – продолжительность включения установки, о.e.;
tраб.см – продолжительность работы установки за смену, tраб.см = 8 ч;
tсм – число рабочих часов за смену, tсм = 8 ч.
Для базового варианта получим:
.
Для проектируемого варианта:
.
Определим число рабочих часов установки за год:
, (12.10)
где Траб.см. – число рабочих дней в году, Траб.см. = 253;
nсм – число смен в сутки, nсм = 2.
Для исходного варианта:
.
Для проектируемого варианта:
.
Определим энергию потребляемую за год:
для базового варианта
, (12.11)
где Pн.двX, ηX – номинальные параметры привода, таблица 12.1;
для проектируемого варианта:
, (12.12)
Таким образом, затраты на электроэнергию за 1 год эксплуатации:
для базового варианта
; (12.13)
где Стс – тарифная ставка, Стс = 120 руб/кВт·ч.
для проектируемого варианта:
(12.14)
Амортизационные отчисления составляют 9,5% от сметной стоимости электропривода. Тогда для обоих вариантов:
, (12.15)
,
.
Плановая продолжительность ремонтного цикла (ремонтный цикл -наработка электрического оборудования, выраженная в годах календарного времени между двумя капитальными плановыми ремонтами) для асинхронного двигателя:
; (12.16)
где Ттабл.дв. – продолжительность ремонтного цикла для электродвигателя, Ттабл.дв. = 9 лет;
βр – коэффициент, определяющий сменность работы оборудования, βр = 2;
βо – коэффициент, учитывающий уменьшение ремонтного цикла машин, отнесенных к категории основного оборудования, βо = 0,85;
.
Для преобразователя частоты:
;
где Ттабл.пч. – продолжительность ремонтного цикла для преобразователя частоты, Ттабл.пч. = 5 лет.
.
Наработка энергетического оборудования, выраженная в месяцах календарного времени между двумя плановыми ремонтам, для асинхронного электродвигателя:
. (12.17)
Для преобразователя частоты:
. (12.18)
По полученным величинам можно рассчитать количество капитальных и текущих ремонтов в расчете за 1 год. Количество капитальных ремонтов в год составляет:
, (12.19)
. (12.20)
Количество текущих ремонтов за один год определяется аналогично:
По заданному количеству ремонтов в год, а также по заданной норме трудоемкости определяется годовая трудоемкость ремонтов. Годовая трудоемкость электрических машин рассчитывается по формуле:
, (12.21)
где Нк.р.ад – норма трудоемкости капитальных ремонтов для двигателя, Нк.р.ад = 32 человеко-часов;
Кω - поправочный коэффициент, учитывающий частоту вращения электродвигателя, Кω = 1,1.
.
Для преобразователя частоты:
.
Годовая трудоемкость текущих ремонтов для соответствующих типов определяем аналогично трудоемкости капитальных ремонтов:
. (12.22)
. (12.23)
Для удобства сравнения выполненный расчет трудоемкости ремонта и технического обслуживания для обоих вариантов сведен в таблицу 12.3
Таблица 12.3
Тип оборудования |
Базовый вариант |
Проект, вариант |
Годовая трудоемкость капитальных ремонтов, человеко-часы | ||
Электродвигатель |
2,4 |
2,4 |
Преобразователь |
- |
8,4 |
Пускорегулирующая аппаратура |
0,6 |
0,6 |
Годовая трудоемкость текущих ремонтов, человеко-часы | ||
Электродвигатель |
3,82 |
3,82 |
Преобразователь |
- |
2,13 |
Пускорегулирующая аппаратура |
0,95 |
0,95 |
Годовая трудоемкость технического обслуживания, человеко-часы | ||
Электродвигатель |
22,8 |
22,8 |
Преобразователь |
- |
28,4 |
Пускорегулирующая аппаратура |
6,8 |
4,7 |
Суммарная трудоемкость эксплуатации оборудования: |
168,37 |
154,5 |
По известной годовой трудоемкости эксплуатации оборудования, учитывая тарифную ставку ремонтного рабочего, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на заработную плату ремонтных рабочих за 1 год:
для базового варианта:
, (12.24)
где Стар – часовая тарифная ставка ремонтного рабочего (по 4-му разряду), Стар = 1700 руб/ч.
Налоговые отчисления 40%.
.
Для проектируемого варианта:
.
Стоимость материалов для ремонта и обслуживания принимается равной 100% от основной заработной платы ремонтных рабочих без учета выплаты налогов:
для базового варианта:
.(12.25)
Для проектируемого варианта:
. (12.26)
Общецеховые расходы принимаются равными 100% от основной заработной платы без учета налогов, т.е.:
, (12.27)
. (12.28)
Общезаводские расходы принимаются равными 50% от основной заработной платы без учета налогов:
, (12.29)
. (12.30)