Разработка конструкции цифрового синтезатора частотно–модулированных сигналов

Полная смета затрат на НИОКР приведена в таблице – 5.7.

Таблица 5.7 - Смета затрат и договорная цена разработки.

5.3 Расчет экономического эффекта

На основе расчетов, приведенных ранее, определим целесообразность внедрения инженерного проекта. Чистую прибыль будем определять по формуле:

Пt = (Ц – Сп – Рдс - Ожф)×Nt×(1 - Ht/100),    (5.4)

где Пt – чистая прибыль в году t;

Ц - прогнозируемая цена изделия в году t;

Сп – полная себестоимость изделия;

Nt -объем выпуска в году t;

Ht -процент налога на прибыль (24%).

Для определения величины чистой прибыли в последующие годы необходимо учитывать коэффициент приведения. Приведение осуществляется путем умножения разновременных затрат и результатов за каждый год на коэффициент приведения Кпр, вычисляемый по формуле:

Кпр = 1/(1 + Ен)×t - tp,     (5.5)

где t – год, на который осуществляется расчет прибыли;

tр – текущий год.

При условии предоплаты на сумму начисленной годовой арендной платы за помещение и оборудование (расходы будущих периодов), исходя из стоимости 5000 руб./мес. за 1 м2, можно найти стоимость переданной в аренду без права выкупа производственной площади (60 м2):

А = 5000·60·12 = 3 600 000 руб.    (5.6)

Поскольку сумма арендной платы включается в себестоимость МП, то в расчёте экономического эффекта можно считать А = 0 .

Расчет чистой прибыли и определение экономического эффекта приведены в таблице – 5.8.

Таблица 5.8 – Расчёт прибыли и экономического эффекта.

Таким образом инженерный проект экономически эффективен при объеме производства 500 шт/год и анализируя таблицу 5.8 можно сказать, что экономически эффект составляет 21296.76 тыс. руб за четыре года.

          Вывод: сведения о затратах на НИОКР представлены в таблице и составляют 985013.64 рублей.

          При этом:

- отпускная цена составила: Ц=132538.35 руб.;

-  себестоимость: Сп = 78571.92 руб.

6 ОХРАНА ТРУДА И ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСТНОСТЬ

Обеспечение электробезопасности при эксплуатации цифрового синтезатора частотно – модулированных сигналов

Цифровой синтезатор ч.м. – сигналов предназначен для работы в качестве возбудителя передатчика и гетеродина приемника. Питание приемника осуществляется от трехфазной четырехпроводной сети с глухозаземленной нейтралью однофазного напряжения 220 В.

Опасность поражения электрическим током среди прочих отличается тем, что человек не в состоянии обнаружить ее дистанционно (визуально, на слух, по запаху).

Все многообразие действий электрического тока приводит к двум формам поражения: к электрическим травмам и электрическим ударам. Внешними проявлениями электротравмы могут быть: ожоги - покраснения кожи, образование пузырей, омертвление (обугливание) пораженного участка кожи; электрические знаки - безболезненные пятна серого или бледно-желтого цвета на поверхности кожи; механические повреждения кожи, кровеносных сосудов, переломы костей и т.д. вследствие судорожного сокращения мышц или падения человека, пораженного электрическим током.

Электрический ток, протекая через тело человека, оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие.

Термическое - проявляется в ожогах отдельных участков тела, нагреве и повреждении кровеносных сосудов, перегреве нервных проводящих путей, сердца и других органов.

Электролитическое проявляется в разложении крови и других внутренних жидкостей организма, вызывая при этом значительное изменение их физико-химических и биологических свойств. Биологическое действие свойственно лишь живой ткани и выражается в ее раздражении и возбуждении. Оно сопровождается непроизвольными судорожными сокращениями различных групп мышц, в том числе сердца и мышц грудной области. При большой величине тока, происходит нарушение либо полное прекращение деятельности органов дыхания и кровообращения.

Признаками электрического удара являются: непроизвольное судорожное сокращение мышц вплоть до потери сознания, нарушение у человека сердечной и дыхательной деятельности с возможным прекращением работы сердца и легких.

Остановке сердца иногда предшествует явление фибрилляции - хаотичного разновременного сокращения волокон сердечной мышцы.

По своему воздействию на организм человека электрический удар имеет четыре степени тяжести [12]:

Первый:

наиболее легкая с сохранением дыхательных функций и деятельности сердечно-сосудистой системы без потери сознания;

Второй:

потеря сознания с сохранением дыхания и сердечно-сосудистой деятельности;

Третий:

потеря сознания и нарушение дыхания и сердечно-сосудистой деятельности;

Четвертый:

состояние клинической смерти.

Если в течение времени от 7 до 8 минут не будет восстановлено дыхание и сердечная деятельность, то наступает физиологическая смерть.

Определим величину тока, протекающего через тело человека, если он стоит на влажном бетонном полу в обуви с кожаной подошвой и прикоснулся к токоведущим частям источника питания или к корпусу установки.

На корпус пробито напряжение 220 В. Значение тока, протекающего через человека вычисляется по следующей формуле:

 ,      (6.1)

где: U - напряжение сети 220 В.;

r0 - сопротивление заземления нейтрали - 8 Ом.;

 - сопротивление в цепи тела человека,

где  -сопротивление тела человека, =500 Ом при повышенном напряжении ;

 - сопротивление обуви, =500 Ом. ;

 - сопротивление основания (пола, грунта), на котором стоит человек, =900 Ом.;

Отсюда находим:

Значение тока  не превышает значение допустимого уровня тока, равного 0,3 мА, и следовательно не может вызвать фибрилляцию сердца человека.

Исследователь прикоснулся к корпусу прибора. Прибор питается от трехфазной сети с заземленной нейтралью. На корпус пробито фазное напряжение.

Значение тока, проходящего через человека в указанных условиях, определяется из выражения [14]:

                               (6.2)

где:

Uф - напряжение сети 220 В.;

r0 - сопротивление заземления провода - 4 Ом.;

 - сопротивление в цепи человека,

где  - сопротивление тела человека, =1000 Ом.;

 - сопротивление обуви, =500 Ом. ;

 - сопротивление основания, на котором стоит человек, =900 Ом.;

Отсюда находим:

Значение  превышает значение допустимого уровня тока , следовательно для обеспечения электробезопасности следует применить один из следующих способов защиты: защитное заземление; зануление; защитное отключение.

В электроустановках, питающихся от трехфазных четырехпроводных сетей с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000 В для обеспечения электробезопасности применяется зануление.

Расчет зануления производится с целью определения условий, при которых оно надежно и быстро отключит поврежденную электроустановку от сети и одновременно обеспечит безопасность прикосновения к зануленным частям измерительных приборов в аварийный период. Проектирование и расчет зануления включает: выбор средства автоматического отключения приборов от сети (предохранителя, электромагнитного выключателя и т.п.); расчет тока однофазного короткого замыкания ; расчет номинального тока срабатывания защиты.

Ток однофазного короткого замыкания в цепи зануления определяется по формуле [13]:

,                              (6.3)

где: Uф - напряжение сети 220 В.;

 полное сопротивление петли «фаза-нуль»;

 сопротивление обмотки трансформатора сети, 3,11 Ом;

Полное сопротивление петли «фаза-нуль» вычисляется по следующей формуле :

    (6.4)

где:

активное сопротивление фазного и нулевого защитного проводников, Ом;

внутренние индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников, 0.0156 Ом/км;

внешнее индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль», 0.3 Ом/км; l - длина сети, 77 м.

Тогда:

Номинальный ток срабатывания устройства защиты определяется исходя из мощности подключенных приборов по формуле [14]:

,                                         (6.5)

где: мощность подключенных приборов, Вт;

                                   (6.6)

где: мощность прибора интенсивной магнитной терапии;

мощность источника тока;

мощность милливольтметра.

коэффициент надежности, 1,1;

Следовательно:

В качестве средства автоматического отключения выбираем плавкую вставку с номинальным током 3 А.

Проверяем условие надежности работы средства автоматического отключения установки от сети:

,                                                (6.7)

где к - коэффициент кратности (для плавкой вставки к = 3) 79,8 ³ 3*3

Так как условие выполняется, то выбранное устройство защиты обеспечивает требуемую безопасность работы.

Запрещается эксплуатировать цифровой синтезатор ч.-м. сигналов при обрывах проводов внешнего присоединения, проводить присоединения при подключенном напряжении питания. В случаях возникновения аварийных ситуаций следует их обесточить.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате дипломного проектирования был проведен следующий объем работ по схемотехнической разработке цифрового синтезатора частотно – модулированных сигналов, конструкции устройства и технологии его изготовления:

–обзор существующих аналогичных разработок;

–схемотехническое проектирование и выбор элементной базы устройства;

–разработка принципиальных схем;

–конструкторский расчет устройства и разработка печатной платы;

-выбор и обоснование схемы технологического процесса исходя из необходимых параметров устройства;

-технико-экономическое обоснование дипломного проекта, которое включило в себя расчет себестоимости отпускной цены, расчет экономического эффекта;

-в заключение был разработан комплекс мер по обеспечению безопасности жизнедеятельности человека при эксплуатации рзработанного устройства.

В настоящем дипломном проекте широко использовались вычислительная техника и современное программное обеспечение. В частности для разработки топологии печатной платы была использована система автоматизированного проектирования PCАD 8.5 а для получения графической документации - AutoCAD2000.

Достоинством такого подхода к решению поставленной задачи является то, что, например, обработка файла топологии печатной платы PCAD позволит подготовить информацию для “ запуска “ в производство платы.

В результате работы была разработана конструкторская документация на проектируемое устройство и оформлена расчетно-пояснительная записка.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.  Методические указания по дипломному проектированию для студентов специальностей “Проектирование и производство РЭС”, “Проектирование и технология ЭВС”. Под редакцией профессора Хмыля А. А. - Мн: БГУИР, 1998. - 44 с.

2.  ГОСТ 14.201-83. Общие правила обеспечения технологичности конструкции изделия.

3.  ГОСТ 21552-84. Средства вычислительной техники (общие технические требования, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение).

4.  ГОСТ 23751-86. Платы печатные. Основные параметры конструкций.

5.  ГОСТ 25347-82. Единая система допусков и посадок. Поля допусков и рекомендуемые посадки.

6.  Колбун В. С. Проектирование печатного монтажа с помощью САПР PCAD. Учебное пособие по курсу “Прикладное программное обеспечение САПР”. - Мн.: БГУИР, 1995. - 49с.

7.  Система P-CAD 8.5-8.7 / В.Д. Разевиг Москва “Солон-Р” 1999г.

8.  Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА. – М.: Радио и связь, 1983. – 312с.

9.  Конструирование радиоэлектронных средств: Учебное пособие для студентов специальности “Конструирование и технология радиоэлектронных средств”./ Под ред. Образцова Н. С. – Мн.: БГУИР, 1994 – 201с.

10.  Методические указания по технико-экономическому обоснованию дипломных проектов / Елецких Т.В., Афитов Э.А., Палицын В.А., Феденя А.К. – Мн.: БГУИР, 1995. – 124 с.

11.  Методическое пособие по технико-экономическому обосновнию дипломных проектов / А.А.Носенко, А.В.Грицай. – Мн.: БГУИиР, 2002г. – 50с.

12.  Охрана труда в машиностроении: Учебник для машиностроительных вузов/ Юдин Е.Я., Белов С.В., Баланцев С.К. и др.; Под ред. Юдина Е.Я., Белова С.В. – М.: Машиностроение, 1983, 432 с., ил.

13.  Практические расчеты по инженерному обеспечению безопасности труда, ч.1. Учебное пособие для дипломного проектирования./ Шакиров Р.С. - Мн.: МРТИ, 1985г. - 56с.

14.  Задачи и расчеты по охране труда, ч.1. Методическое пособие./ Михнюк Т.Ф., Тупов В.В. – Мн.: БГУИиР, 1996г. – 36с.

15.  Разработка и оформление конструкторской документации РЭА. Справочник / Под ред. Романычевой Э.Т. – М.: Радио и связь, 1989. – 448с.

16.  ГОСТ 2.417-91 ЕСКД. Правила выполнения чертежей печатных плат.

17.  ГОСТ 2.702-75 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем.