Смекни!
smekni.com

Проектирование цифрового регулятора для электропривода с фазовой синхронизацией (стр. 6 из 10)

Рисунок 3.4 - Принципиальная схема счетчика импульсов

3.2.3 Регистры РЕГ1 и РЕГ2

Принципиальная схема регистров РЕГ1 иРЕГ2 приведена на рисунке 3.5 и 3.6 соответственно.

Рисунок 3.5 - Принципиальная схема регистра РЕГ1

Рисунок 3.6 - Принципиальная схема регистра РЕГ2

На рисунке 3.5 элементы DD3-DD4 восьмиразрядные параллельные регистры SN74LS574N [15]. Запись производится по переднему фронту сигнала γ, подаваемого на входы С.

В схему регистра РЕГ2 дополнительно введены инверторы DD7.1 и DD9.1 - К155ЛЕ1. Благодаря этому запись в регистры производится по заднему фронту сигнала γ.

Таким образом на выходе регистра РЕГ1 будет двоичное значение периода дискретизации Топ, а на выходе РЕГ2 - длительность импульса τ.

3.2.4 Вычислительное устройство

В качестве вычислительного устройства используем микроконтроллер AVRATMega64, представляющий собой с RISCархитектурой. Принципиальная схема приведена на рисунке 3.7.

Микроконтроллер работает от встроенного тактового генератора на частоте 8 мГц. Программа для прошивки микроконтроллера на языке С приведена в Приложении А. Компиляция программы производится с помощью приложения "CodeVision" [16].

Рисунок 3.6 - Принципиальная схема вычислительного устройства

Принципиальная электрическая схема корректирующего устройства приведена на рисунке 3.7

Генератор высокой частоты DD1 вырабатывает однополярные прямоугольные импульсы стабильной частоты с постоянной скважностью, равной 2. Эти импульсы подсчитываются счетчиками DD3-DD6. Сброс счетчиков осуществляется по переднему фронту выходного сигнала ИЧФД γ. Инвертирующие сумматоры DD7.1-DD7.2, DD8.1-DD8.2 и D-триггер DD2 предназначены для сброса счетчиков по переднему фронту сигнала γ. С выхода счетчиков двоичный код поступает на входы параллельных регистров DD10-DD13. Регистры DD10, DD11 по переднему фронту сигнала γ передают двоичное значение периода дискретизации на выход микроконтроллера DD14. Регистры DD12, DD13 по заднему фронту сигнала γ передают двоичное значение длительности импульса τ на выход микроконтроллера DD14. Микроконтроллер DD14 осуществляет вычисление корректирующего сигнала по прерыванию по входам, т.е. только при изменении сигнала на входах PA0-PA7,PB0-PB7,PC0-PC7,PD0-PD7. С выходов PE0-PE7, PF0-PF7DD13 двоичное значение сигнала управления поступает на вход системы управления БДПТ. Спецификация элементов принципиальной схемы приведена в Приложении Б


Рисунок 3.7 - Принципиальная электрическая схема корректирующего устройства

4. Экономический расчет

Затраты на проектирование цифрового регулятора для электропривода с фазовой синхронизацией определяются по формуле:

, (1.1)

где Сосн, зп - основная заработная плата персонала, руб.;

Сдоп, зп - дополнительная заработная плата персонала, руб.;

Сф, о - фондовые отчисления, руб.;

Спо - затраты на приобретение программного обеспечения, руб.;

Свт - затраты на содержание и эксплуатацию вычислительной техники, руб.;

Сн - накладные расходы, руб.

Основная заработная плата рассчитывается как:

, (1.2)

где Тразраб - время необходимое для разработки регулятора, ч;

З - основная заработная плата персонала за один час, руб. /ч.

Для разработки цифрового регулятора необходимо Тразраб=150 ч. Исполнителем является инженер. Оклад инженера третьей категории составляет 800 руб. в месяц. При условии, что продолжительность рабочего дня равна 8 ч, а в месяце 22 рабочих дня, основная заработная плата за 1 ч составит:

руб. /ч.

Основная заработная плата инженера-программиста за весь период разработки в соответствии с выражением (1.2) составит:

руб.

Дополнительная заработная плата рассчитывается в процентах от основной заработной платы и составляет 12%. Дополнительная заработная плата инженера-программиста за весь период разработки составит:

руб.

Фондовые отчисления берутся в размере 36,6% от суммы основной и дополнительной заработной платы. Фондовые отчисления за весь период разработки и реализации модели составят:

руб.

Затраты на приобретение программного обеспечения берутся как стоимость программного обеспечения. Стоимость полного пакета MatLab7, в которой производится проектирование, 52500 руб. Следовательно затраты на приобретение программного обеспечения составят:

Спо=52500 руб.

Затраты на содержание и эксплуатацию вычислительного комплекса определяются следующим образом:

, (1.3)

где см-ч - стоимость машино-часа, руб. /ч.

Стоимость машино-часа:

, (1.4)

где Сэл, эн - стоимость потребляемой в год электроэнергии, руб.;

А - амортизация в год, руб.;

Срем - затраты на ремонт в год, руб.;

Твт - действительный фонд времени работы вычислительной техники, ч.

Стоимость потребляемой в год электроэнергии:

, (1.5)

где р - мощность, потребляемая из сети одной ЭВМ, кВт;

Тном - номинальный фонд времени работы ЭВМ в год, ч;

сэ - стоимость 1 кВт/ч электрической энергии, руб. / (кВт∙ч).

Мощность, потребляемая из сети одной ЭВМ, р=0,25 кВт. Стоимость 1 кВт∙ч электрической энергии сэ=1,2 руб. / (кВт∙ч). При условии, что продолжительность рабочего дня равна 8 ч, а в месяце 22 рабочих дня, номинальный фонд времени работы ЭВМ равен:

Tном=8∙22∙12=2112 ч.

За год отчисления на электрическую энергию составят:

руб.

Амортизация вычислительной техники считается как 25% от ее балансовой стоимости. Стоимость ЭВМ, необходимой для работы - 15000 руб. Амортизация вычислительной техники за год составит:

руб.

Затраты на ремонт в год считаются как 4% от стоимости ЭВМ и составляют:

руб.

Действительный фонд времени работы ЭВМ в год рассчитывается как:

, (1.6)

где Тном - номинальный годовой фонд времени работы ЭВМ, ч; Тпроф - годовые затраты времени на профилактические работы (принимаются 10% от Тном), ч. Действительный фонд времени работы ЭВМ по выражению (1.6):

ч.

Стоимость машино-часа по выражению (1.4):

руб. /ч.

Затраты на содержание и эксплуатацию ЭВМ по выражению (1.3):

руб.

Накладные расходы рассчитываются как 30% от основной заработной платы и составляют:

руб.

Смета затрат на разработку и моделирование приведена в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Сводная смета затрат.

№п/п Наименование статьи расхода Цена заединицу, руб. Кол-во Стоимость,руб.
1 Основная заработная платаперсонала. - - 681
2 Дополнительная заработнаяплата персонала. - 12% 81,72
3 Фондовые отчисления. - 36,6% 279,16
4 Программное обеспечение. 52500 1 52500
5 Содержание и эксплуатация вычислительной техники. 393 1 393
6 Накладные расходы. - 30% 204,3
ИТОГО: 54139,18

5. Охрана труда

5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте оператора ЭВМ

Рассматриваемое рабочее место (лаборатория) будет использоваться для проведения лабораторных и исследовательских работ с использованием ЭВМ. Таким образом, нужно рассмотреть факторы, воздействующие на оператора ЭВМ. На рабочем месте оператора ЭВМ присутствуют следующие опасные и вредные производственные факторы (согласно ГОСТ 12.0.003. - 74 [14]):

1. неблагоприятные параметры микроклимата (повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны, влажность воздуха, подвижность воздуха);