Автоматизация конечной станции

       3 Организационно –  экономическая часть 

       Объект  автоматизации – конечная насосная стация. В проекте предлагается внедрить систему автоматического управления по контролированию плотности пульпы и уровня заполнения емкостей пульпой. Для реализации задачи оптимального управления требуется разработка математической модели промышленной установки и алгоритма оптимального управления, а также дополнительные средства автоматизации:

1. Контроллер фирмы Siemens типа Simatic S7-300 в заводской комплектации.
2. Станция оператора на базе компьютера.
3. Приборы измерения расхода – 3 шт.
4. Приборы измерения плотности – 2 шт.
5. Приборы измерения уровня – 2 шт.

       Стоимость оборудования (с транспортными затратами, таможенными сборами и НДС):

1. Контроллер  Simatic S7-300 с базовым программным обеспечением                                            - 515 680 рублей.

2. Операторская  станция на базе промышленного компьютера и  SCADA  пакет Simatic WinCC        - 210900 рублей.

       3. Приборы для измерения расхода  3 шт.                            - 50000 рублей.

       4. Приборы для измерения плотности 2 шт.                        - 30000 рублей.

       5. Приборы измерения уровня   2 шт.                                 - 35000 рублей.  

       3.1 Расчет затрат  для проектируемой  АСУТП

       Стоимость всего комплекта оборудования для проектируемой АСУТП вместе с базовым программным обеспечением для контроллера и станции оператора составляет 841580 рублей, К_з=841 тыс. рублей.

       Стоимость разработки проекта привязки комплекса  технических средств (25% стоимости  оборудования) К_п=210 тыс. рублей

       Стоимость разработки специального программного обеспечения, математических моделей и алгоритмов управления (60% стоимости технологической станции и станции оператора) К_д=504 тыс. рублей.    

       Стоимость  монтажа и наладки системы  автоматизации с частичным демонтажом старых технических средств (40% стоимости оборудования) К_м=337 тыс. рублей.

       Определим по формуле 12 капитальные вложения, приведенные к моменту оплаты проектных работ (дисконтированные)

                     

                (3.1)

тыс. руб.

       Определим величину экономии производственных ресурсов  от внедрения задачи оптимального управления.[4] 

       3.2 Расчет снижения  себестоимости

       До  внедрения САУ, в связи с некачественным контролем плотности брак стоимость бракованной продукции составляла 60 тыс. руб. После внедрения системы САУ стоимость бракованной продукции снизится до 9 тыс. руб. в месяц. В связи с этим снизится значение себестоимости на 0.15 %, так как уменьшатся затраты брак.[7]

       Снижение  себестоимости единицы продукции

       

руб.

       Себестоимость единицы заготовки по базовому варианту

       

руб./тн.

       Оптовая цена  руб./шт.

       Выпуск  продукции за год  млн. тн./год

       Себестоимость продукции после внедрения системы автоматизации

                                             

                                (3.2)

       

руб.

             Квартальная экономия от внедрения систем автоматизации

                                               

                                  (3.3)

       

тыс.руб./год

       К концу второго года после базисного  момента приведенная величина экономии составит

       

тыс. руб. 

       3.3 Расчет срока окупаемости

         К концу третьего года приведенная величина экономии составит

       

тыс. руб.

             Срок окупаемости капиталовложений  на создание системы автоматизации  Т > 2 года и Т < 3 года, т. к. приведенная экономия, достигнутая к концу второго года тыс. руб. (К - приведенные капитальные вложения), а приведенная экономия к концу третьего года       тыс. руб. Обозначим Х - долю третьего года, при которой приведенные капиталовложения будут равны приведенной экономии.

                                       

                          (3.4)

       Данное  уравнение алгебраического решения  не имеет и может быть решено только приближенно двумя методами.

             Первый метод состоит в подборе  Х с шагом 0.1 года пока  не станет больше, чем К. Это значение Х будет решением с точностью до 0.1 г.

             Второй способ решения уравнения  для нахождения срока окупаемости  капитальных вложений - итерационный, который может быть использован при решении задачи на персональном компьютере. Для этого уравнение (15) нужно преобразовать, перенеся все его члены в левую часть и выразив невязку (отличие от нуля)

                           

               (3.5)

             Подставим в уравнение (16) численные значения известных величин

       

,

       

       Производная .

             Итерационная процедура строится  следующим образом

        

       если  ,то расчет

         и  повторяется.

        - заданная точность решения.

             Примем  года.

       В среде программирования на языке  Си++ напишем программу для выполнения итерационного расчёта.

       #include <math.h>

       #include <iostream.h>

       #include <conio.h>

       int main ()

       {float x=0.5, fi,fipr;

       m1: fi = 0.1018 - x/pow (1.28,x);

       fipr = (x*log(1.28)-1)/pow(1.28,x);

       x=x-fi/fipr;

       if (fabs(fi/fipr)>0.001) {goto m1;}

       cout << x;

       getch ();

       return 0;}

       Решение задачи: Х = 0.1044.

       Таким образом, срок окупаемости капиталовложений Т = 2.1044 года. 

       3.4 Расчет показателей  капиталовложений

       Рассчитаем  показатели чистого дисконтированного  дохода и индекса доходности для горизонта расчета года.

       

тыс. руб.

       

       Оба показателя говорят о целесообразности капиталовложений в создание данной автоматизированной системы управления, т. к. ЧДД > 0 и    ИД > 1.[6]

       Определим другие показатели эффективности капиталовложения.

• Прибыль от реализации товарной продукции до и после внедрения системы автоматизации

                                        

                          (3.6)

       

млн. руб.

                                        

                           (3.7)

       

 млн. руб.

• Общая рентабельность производства

                                              

                               (3.8)

       

        млн. руб. - среднегодовая стоимость основных фондов;

        млн. руб. - среднегодовая стоимость оборотных фондов;

         млн. руб.

        млн. руб.

                                             

                             (3.9)

       

• Производительность труда не меняется, потому что не меняется выработка, цена продукции и численность работающих.

                                                   

                                      (3.10)

       

млн. руб.

        чел. - численность работающих в цехе.

     Таблица 3.1 Сравнительная таблица технико-экономических показателей.

Таблица 3.1 Расчет чистого дохода

 
 

Таблица 3.1 Расчет чистого дисконтированного дохода