Автоматизированная система мониторинга расхода топлива

Теперь сервер готов к использованию. Для начала работы необходимо запустить сервер нажатием на кнопку «Run».

2.6 Разработка клиентского приложения

Клиентское приложение устанавливается на ПЭВМ капитана судна и производит приём и обработку информации, поступающей от контроллера.

Оно содержит также модуль для работы с терминалом спутниковой системы Inmarsat.

Вид главного окна приложения приведён на рисунке 2.14.

Рисунок 2.14 - Главное окно клиентского приложения

В режиме реального времени в главном окне отображаются частоты вращения левого и правого валов, что необходимо капитану для управления судном.

Уровень топлива в сантиметрах считывается напрямую из памяти контроллера посредством DDE-сервера.

Для вычисления объёма топлива используется усреднённая тарировочная таблица, полученная путём усреднения таблиц для гружёного и балластного состояний. Масса топлива вычисляется в соответствии с заданным коэффициентом пересчёта объёма в массу. Обычно его значение равно 0,84.

В окне имеется тестовое поле для отправки сообщений диспетчеру. Уровень сигнала спутников отображается в реальном времени с помощью соответствующего индикатора.

В режиме реального времени в окне отображается информация о текущем местонахождении судна. Эта же информация в автоматическом режиме отправляется диспетчеру.

2.7 Разработка серверного приложения

Для серверного приложения, установленного на ПЭВМ диспетчера, выбран модифицированный MDI-стиль интерфейса. Особенность заключается в том, одновременно в главном окне может создаваться множество дочерних форм, однако в каждый момент времени видня только одна. Переход между дочерними формами осуществляется нажатиями на кнопки «Вперёд» и «Назад». Стиль панели инструментов выбран по типу приложения Internet Explorer.

При запуске приложения автоматически отображается окно с сообщениями, пришедшими от судов за сегодняшний день. Вид окна приведён на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 - Окно с сообщениями от экипажа судна «Волгонефть-53»

С помощью элементов интерфейса можно задать период, за который требуется отобразить сообщения с судов.

Аналогичным образом выводится информация с датчиков. Вид окна с данной информацией показан на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16 - Окно приложения с информацией от датчиков судна

Для обновления отображаемой информации служит кнопка «Обновить» на панели инструментов.

При нажатии на кнопку «Домой» произойдёт переход к окну, отображающему информацию о сообщениях с судов за сегодняшний день.

При нажатии на ссылку «Сообщения» будут отображены все сообщения, пришедшие и отправленные за сегодняшний день.

Вид окна представлен на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17 - Окно приложения с информацией от датчиков судна

2.8 Организация взаимодействия с базой данных

Для организации доступа к базе данных используется встроенный в операционную систему Windows провайдер баз данных Microsoft.Jet.OLEDB.4.0.

Такой подход позволяет отказаться от дополнительного приобретения СУБД других производителей, что в свою очередь снижает себестоимость и размер рассматриваемого пакета программ.

Для организации доступа к данным построена цепочка посредников, схема которой показана на рисунке 2.18.

Рисунок 2.18 - Структура взаимодействия с базой данных

Применение показанной схемы имеет ряд преимуществ. Приведём основные из них.

Во-первых, система становится легко масштабируема. При подключении к системе новых судов достаточно дополнить структурированный файл данных новыми таблицами и внести дополнительные данные в справочник судов.

Во-вторых, в случае смены провайдера баз данных достаточно внести незначительные изменения в параметры конфигурации компонента связи ADOConnection. Внутреннюю структуру программы менять не нужно.

В третьих, такая структура проста, компактна и обладает достаточным быстродействием даже на ПЭВМ с низкими аппаратными характеристиками.

2.9 Разработка программы автоматического обновления базы данных

Программа автоматического обновления базы данных устанавливается на сервере диспетчера. Сообщения, посылаемые с судна, приходят на электронный почтовый ящик.

Информация о параметрах судна кодируется в виде форматированной строки и размещается в теме письма. Структура строки представлена на рисунке 2.19.

Рисунок 2.19 - Структура форматированной строки с параметрами судна

Как видно из рисунка 2.19, строка представляет собой последовательность информационных полей, разделённых разделителем. Такая структура позволяет достаточно просто произвести декодирование и запись значений полей в базу данных.

Если письмо написано капитаном судна, то в тему письма автоматически подставляется название судна.

При получении письма программа определяет тип письма: служебное или сообщение.

В случае, если это письмо служебное, то производится обработка и запись в базу данных строки, содержащейся в теме письма.

Если письмо содержит текст, написанный экипажем судна, то производится запись тела письма в базу данных.

Если в почтовом ящике обнаружено постороннее письмо, то оно будет удалено.

Программа позволяет задавать наиболее удобный режим обновления базы данных. Вид окна программы представлен на рисунке 2.20.

Рисунок 2.20 - Окно программы обновления базы данных

В ходе обновления базы данных производится вычисление значений объёма и массы топлива в грузу и балласте. Полученные значения также записываются в базу данных.

В нижней части окна размещена таблица, в которой отображается список полученных писем.

В правой части окна размещено поле, в котором ведется лог происходящих событий. Один раз в сутки, около полуночи, содержимое данного поля записывается в файл, а само поле очищается.

3. Технико-экономическое обоснование

3.1 Расчет затрат на зарплату разработчиков системы

Затраты на разработку складываются из:

- расходов по зарплате исполнителей;

- затрат на материалы;

- арендной платы за помещения;

- расходов на отопление, освещение,

- платы машинного времени

- амортизации основных фондов и т. д.

Расходы по заплате исполнителей Зз/п определяются по формуле (3.1):

(3.1)

где Зосн - основная заработная плата работников,

kдоп, kс.ф. - коэффициенты, учитывающие дополнительную заработную плату и отчисления в социальные фонды.

Значения kдоп, kс.ф. можно принимать в размере:

kдоп = 0,08 0,1, берем kдоп =0,9

kс.ф. = 0,39, берем kс.ф. =0,39

Основная заработная плата работников определяется в зависимости от трудоемкости этапов разработки, квалификации исполнителей и уровня их оплаты. Основная заработная плата работников определяется по формуле (4.2).

(3.2)

где m - количество этапов разработки;

n - количество разработчиков, принимающих участие в разработке;

Зijчас - часовая зарплата работника i-ой квалификации на j-ом этапе разработки;

tij - затраты времени в часах i-го разработчика на j-ом этапе.

Программное изделие изготавливают два человека (первый - инженер первой категории, второй - программист). Заработная плата инженера составляет 2000 рублей в месяц, программиста - 2500 рублей в месяц. Определим количество этапов разработки программного изделия, количество исполнителей (один или два), продолжительность каждого этапа в днях и подсчитаем стоимость каждого этапа и общую стоимость всех этапов.

Полученные результаты сведены в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Этапы разработки

Зосн = 7570 рубля.

Зз/п = 7570 (1 + 0,09)(1 + 0,39) = 11469,3 рубля.

Из них дополнительная заработная плата составляет 749 рублей, отчисления в социальные фонды - 3537,3 рубля.

3.2 Расходы на материалы

Затраты на материалы Зм определяются по формуле (3.3).

 (3.3)

где l - количество наименований используемых материалов;

qijчас - расход материала i-го вида на j-ом этапе;

цi - цена единицы материала i-го вида.

Расчет показал, что Зм = 800 рублей (бумага, канцелярские товары, дискеты).

3.3 Смета расходов на оборудование

Необходимые материалы, их количество и стоимость приведены в таблице 3.3

Таблица 3.2. - Смета затрат на разработку программного продукта

3.4 Расходы по арендной плате за помещения

Расходы по арендной плате за помещения Зар определяются по формуле (3.4)

(3.4)

где Цар - арендная плата за 1 кв. м. площади в год,

Sпл - арендуемая площадь, кв. м.,

Тразр - время на разработку в календарных днях.

Цар = 900 руб/год.

Тразр определяется как сумма продолжительностей этапов Тj определяются по формулам (3.5) и (3.6)

(3.5)

(3.6)

где Tjэт - трудоемкость j-го этапа в человеко-часах;

Чj - количество исполнителей на j-ом этапе;

s - продолжительность рабочего дня в часах;

f - коэффициент перевода рабочих дней в календарные.

f = 1,4.

Tразр = 59 дней.

Размер необходимой арендуемой площади Sпл определяется по формуле (3.7).

(3.7)

sчел - норма площади на одного человека, равная 6 кв. м.

Sпл = 17 м2.

3.5 Затраты на освещение и отопление

Затраты на освещение и отопление Зэн определяются по формуле (3.8).

(3.8)

где P - суммарная мощность электроприемников, кВт;

tдн - продолжительность работы электроприемников в течении дня, час;

Тразр.раб. - продолжительность разработки в рабочих днях;

Wэ - тариф на электроэнергию, руб/кВтч;

Wтепл - тариф на тепловую энергию, руб/кв.м. в год.

Тразр.раб.=Тразр f;

Тразр.раб. = 83 дня.

Wэ = 1,80 рубля.

Wтепл = 240 рублей.

рублей

3.6 Оплата машинного времени

Оплата машинного времени Змаш определяется по формуле (3.9)

(3.9)

где nm - количество этапов разработки с использованием вычислительной техники;

Цмаш - стоимость одного машино-часа работы.

Змаш = 528 6 = 3168 рублей.

Косвенные расходы разработчика Зкосв определяются по формуле (3.10).

Зкосв = Зосн kкосв, (3.10)

где kкосв - коэффициент косвенных затрат.

kкосв = 1 1,5.

Зкосв = 8321 1,2 = 9985,2 рубля.

Полученные результаты объединим в таблицу 3.3.

Таблица 3.3. - Смета затрат на разработку программного продукта

3.7 Расчет экономической эффективности разрабатываемой системы

Расчет экономического эффекта у производителя системы

Для производителя системы главным показателем эффективности работы является прибыль, получаемая при реализации продукции. Прибыль от реализации товара находится под воздействием таких факторов как объем реализации, структура и номенклатура продукции, отпускные цены на продукт, издержки производства и их состав.

Одним из подходов к оценке эффективности работы фирмы и степени предпринимательского риска является анализ безубыточности производства.

К постоянным затратам относятся те из них, величина которых практически не изменяется при изменении объема производства продукции. Это расходы, связанные с арендой производственных помещений, амортизацией основных фондов, оплатой труда управленческого персонала, административно-хозяйственные расходы, затраты на рекламу и т. д. [7].

Постоянные затраты Спост определяются по формуле (3.11):

Спост = Зар + Змаш + Зэн. (3.11)

Спост =2473+3168+1258= 6899рублей в год.

К переменным издержкам относятся те составляющие себестоимости, общий объем которых изменяется пропорционально изменению объема производства. Это затраты на материалы, зарплата основных производственных рабочих с начислениями. Они определяются по формуле (3.12).

V = (Зз/п + Зм + Зкосв) Nгод, (3.12)

где Nгод - годовой объем производства продукции, Nгод = 1.

V = (11469,3+800+9985,2)*1=22254,5 рубля.

Суммарные издержки производства определяются по формуле (3.13).

S = Спост + V. (3.13)

S =6899+22254,5= 29154 рубля.

Выручка от реализации продукции в год определяется по формуле (3.14).

В = Ц Nгод, (3.14)

где Ц - рыночная цена единицы продукции, рассчитанная с учетом издержек производства и рыночного спроса, определяется по формуле (3.15).

(3.15)

где Nпред - предполагаемый объем выпуска (тиражирования) системы;

с - себестоимость единицы продукции;

П - прибыль на единицу продукции;

НДС - налог на добавленную стоимость.

Предполагаемый объем выпуска системы определяется по формуле (3.16).

Nпред = Nгод tвып. (3.16)

Nпред = 3 (из-за морального устаревания системы выпускать ее имеет смысл не более трех лет).

Себестоимость единицы продукции определяется по формуле (3.17).

(3.17)

с=6899/3+22254,5=24554,5 рубля.

Прибыль на единицу продукции определяется по формуле (3.18).

(3.18)

где p - планируемая рентабельность, p = 10 20% (р=15%).

П =15%/100*(29154/3+24554,5)= 5140,88 рубля.

НДС рассчитывается в соответствии с действующим на данный момент порядком расчета этого налога и размером ставки (н) НДС по формуле (3.19).

4. Охрана труда

Тема дипломного проекта связана с проектированием распределенной автономной информационно-измерительной системой, результаты которой выводятся на экран монитора ПЭВМ в рулевой рубке на судах типа «Волгонефть». Поэтому особое внимание я уделила анализу условий труда и мер безопасности в рулевой рубке.

4.1 Анализ условий труда в рулевой рубке

4.1.1 Условия труда

Условия труда пользователя, работающего с персональным компьютером, определяются:

особенностями основных элементов рабочего места (пространственные параметры рабочего места и его элементов, которые должны соответствовать анатомо-физиологическим данным работающих; размещение элементов рабочего места относительно пользователя с учетом вида деятельности);

условиями окружающей среды (освещение в помещении и на рабочем месте, микроклимат, шум, специфические факторы, обусловленные особенностями средств отображения информации и т. д.).

4.1.2 Зрительный фактор

Особенностью работы на ПК является постоянное и значительное напряжение функций зрительного анализатора, обусловленное необходимостью различения объектов (символов, знаков и т. п.), при наличии на экране: строчной структуры экрана, мелькания изображений, недостаточной освещенности поля экрана, недостаточной контрастности объектов различения и необходимости постоянной переадаптации зрительного аппарата к различным уровням освещенности экрана, оригинала и клавиатуры.

4.1.3 Требования к организации рабочих мест

Конструкция рабочего стола должна обеспечивать оптимальное размещение на рабочей поверхности используемого оборудования с учетом его количественных и конструктивных особенностей, а также характера выполняемой работы. Высота рабочей поверхности стола должна выбираться в пределах 680--800 мм. Под столешницей рабочего стола должно быть свободное пространство для ног с размерами по высоте не менее 600 мм, по ширине 500 мм, по глубине 650 мм.

Конструкция рабочего стула должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе, что позволит изменять позу для снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления.

4.1.4 Требования к естественному и искусственному освещению

Помещения с ПЭВМ (ПК) должны иметь естественное и искусственное освещение.

Естественное освещение должно осуществляться через боковые светопроемы. Величина коэффициента естественной освещенности (КЕО) должна соответствовать нормативным уровням по СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение" и создавать КЕО не ниже 1,5%.

Искусственное освещение следует осуществлять в виде системы комбинированного освещения. В качестве источников света рекомендуется применять люминесцентные лампы типа ЛБ. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300--500 лк. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

В качестве источников искусственного освещения должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. Допускается использование ламп накаливания в местном освещении. Чистку стекол оконных рам и светильников осуществлять не реже двух раз в год.

4.1.5 Требования к шуму и вибрации

Производственные помещения, в которых для работы используются ПЭВМ (ПК), не должны граничить с помещениями, в которых уровни шума и вибрации превышают нормируемые значения.

Уровни вибрации в производственных помещениях при работе на ПК не должны превышать следующих значений (по виброскорости) на частотах 2, 4, 8, 16, 31,5, 63 Гц соответственно 79, 73, 67, 67. 67, 67дБ, корректированные значения и их уровни в дБ "А"--72дБ.

4.1.6 Требования к ионизирующим и неионизирующим излучениям

Основным источником электромагнитных излучении от мониторов ПЭВМ (ПК) является трансформатор высокой частоты строчной развертки.

Конструкция монитора ПЭВМ должна обеспечивать мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения в любой точке на расстоянии 0,05 м от экрана и корпуса монитора ПК при любых положениях регулирующих устройств и не должна превышать 7,74х10 А/кт, что соответствует эквивалентной дозе, равной 0.1 мбэр/час (100 мкр/час).

Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг ПЭВМ по электрической составляющей должна быть не более:

в диапазоне частот 5 Гц--2 кГц -- 25 в/м,

в диапазоне частот 2-- 400 кГц -- 2,5 в/м.

Плотность магнитного потока индукции должна быть не более:

в диапазоне частот 5 Гц--2 кГц -- 250 нТл,

в диапазоне частот 2--400 кГц -- 25 нТл.

4.1.7 Электрическая и пожарная безопасность

Рассмотренное помещение согласно ПУЭ относится к 1 классу в зависимости от характера среды. Температура 20-24°С, относительная влажность 40-60%, климатические условия нормальные. Отсутствует токопроводящая пыль, вся электропроводка скрыта и не доступна к случайным прикосновениям. Напряжение 220В. Все приборы на панели управления закреплены и обладают устойчивостью во время «штормовых волнений». Предусмотрена защита от коротких замыканий - автономное выключение. В рубке имеются огнетушители (углекислотные) для тушения электропроводки в аварийных ситуациях и коротких замыканий. Все электрическое оборудование заземлено.

Заключение

Система, разработанная в рамках выполнения дипломного проекта внедрена и успешно работает на танкере «Волгонефть», принадлежащему одной из самарских фирм-перевозчиков нефтепродуктов.

Разработанная система функционирует вместо устаревшей, аналогичной системы, установленной на данном судне ранее.

В настоящее время система обеспечивает непрерывный и бесперебойный контроль параметров судна и надёжную связь с диспетчером из любой точки Земли.

Пересылаемые диспетчеру значение частот оборотов валопроводов и скорость движения судна позволяют контролировать перемещения судна.

Поскольку диспетчеру известны координаты судна, он может в любой момент узнать его географическое расположение с помощью бумажной или электронной карты, например GoogleMap.

Планируется дальнейшее расширение функциональных возможностей разработанной системы.

В частности, планируется создать подсистему интерактивного отображения судна на географической карте и маршрут его движения.

В данной системе будут также подключены и другие суда, принадлежащие фирме-заказчику.

Дальнейшее расширение системы предполагает оказание аналогичных информационных услуг также и другим фирмам-перевозчикам. Для этого будет разработан Web-интерфейс диспетчерской программы для просмотра данных с помощью сети Интернет.

Список использованных источников

1. Средства автоматизации производственных систем машиностроения: Учеб. пособие/В.А.Рогов, А.Д.Чудаков.-М.: Высш.шк.,2005.-399 с.:ил.

2. Ульянов В.А. Технологические измерения, автоматика и управление в технических системах: Учеб.пособие: [В 2 ч. ] /В. А. Ульянов, И.О.Леушин, В.Н.Гущин.- Нижний Новгород: Нижегородск.гос.техн.ун-т. Ч.1.-2000. - 306 с.

3. Галан. Теория погрешностей: Учеб. Пособие. - Самара:Б.м., 2004.-336 с.

4. Раннев Г.Г. Методы и средства измерений: Учеб. /Г.Г.Раннев, А.П.Тарасенко. - М.: Академия, 2003.-331 с.

5. Основы построения информационно-измерительных систем: Пособие по системной интеграции/Московск.энергетич.ин-т (технич.ун-т); Под ред.: В.Г. Свиридова. - М.:Изд-во МЭИ,2004.-267 с.

Приложение А

Градуировочная таблица для расчёта объёма топлива. Балластное состояние судна.

Приложение Б

Градуировочная таблица для расчёта объёма топлива. Гружёное состояние судна.

Страницы: 1, 2