Разработка конструкции и технологии изготовления модуля управления тепловыми процессами

Тесты показывают, что нагрузочный  резистор номиналом 1 кОм позволяет работать с кабелем значительной длины. Однако если даже применить резистор сопротивлением меньше 1 кОм, то при большой ёмкости кабеля всё равно не удаётся достигнуть правильной формы сигналов. Также повышается зависимость работы системы от качества контактов (от сопротивления контакта). Для увеличения длины кабеля рекомендуется использовать кабель с малой погонной ёмкостью – около 15 пФ/м.

Тесты так же показывают, что витая  пара проводов работает лучше, чем два  параллельных провода. Например, корректная работа iButton была достигнута на линии до 300 м с использованием простого витого телефонного кабеля. Нагрузочный резистор был уменьшен до 1 кОм. 30 Экземпляров iButton были подключены параллельно в конце кабеля. Шина 1-Wire управлялась выводом порта 0 микроконтроллера DS5000 (совместимый с Intel 8051). Адаптеры для COM – порта PC работают на расстояниях до 200 м на большинстве PC.

2. Разработка программного обеспечения.

 

В качестве программного обеспечения  устройства управления тепловыми процессами была разработана программа для считывания содержимого памяти iButton DS1996. Программа является демонстрационной, т.е. при заказе уточняются требования заказчиков к возможностям программного обеспечения. Демонстрационная версия программы имеет следующие возможности:

• Чтение и анализ служебной информации на первой странице iButton.
• Построение графика в соответствии с записанными данными.
• Запись содержимого iButton в файл.
• Запись в память iButton содержимого файла либо другого iButton.
• Вывод на печать графика.

Структура памяти DS1996 показана на рисунке 6.2.1.

В отличие от чтения, непосредственная запись в память iButton DS1996 не предусмотрена. Запись производится в буфер записи (scratchpad) с последующим его копированием в память.

Рисунок  6.2.1.  Интерфейс программы “Термограф”.

 

Как видно из рисунка основную часть  интерфейса занимает график. На нём отображаются данные, прочитанные с iButton или из файла, до записи 0FF55h, которая принята за обозначение конца записи данных. Если iButton не подключена, кнопка “Read iButton” не активна, что исключает возможность прочесть неверные данные. На этапе разработки присутствует также кнопка “Write iButton”, которая использовалась для отладки, проверки идентичности записанных и прочитанных данных, а так же для форматирования iButton. Все остальные органы управления используются для удобства просмотра графика. В меню Options можно вручную задать текстовые подписи к осям координат, которые по умолчанию устанавливаются исходя из интервала записи, который закодирован на первой странице iButton в служебной информации.

Через меню File можно прочесть из файла либо сохранить на диск данные с iButton. Также имеются вкладки свойств принтера и отправки на печать графика изменения температуры.

Для того чтобы правильно построить график, необходимо дешифровать служебную информацию, структура которой представлена на рисунке 6.2.2. дешифрация выполнена в виде ассемблерной вставки. В данной версии программы используется только 3 байта для хранения служебной информации. Оставшиеся 255 страниц памяти содержат данные.

 

 

 

Подключение iButton к компьютеру осуществляется с помощью Blue Dot Receptor DS 9097E фирмы Dallas Semiconductor, который подключается к последовательному порту. Кроме того программой поддерживаются все коммутационные устройства Dallas Semiconductor для COM, LPT и USB.

Исходный текст программы написан  с помощью Borland C++ Builder 5.0 с использованием ассемблерных вставок. Для написания программы были использованы SDK и стандартные драйвера фирмы Dallas Semiconductor,, которые можно найти по адресу www.ibutton.com .

 

7. Технико-экономическое обоснование.

7.1.  Расчет экономической  эффективности  в сфере эксплуатации новой техники

 

7.1.1.  Характеристика  проекта. 

 

Разработанное устройство ориентированно рынок устройств автоматизации. Причем, имеется в виду рынок стран  СНГ и Балтии. Неофициальные маркетинговые  исследования показывают, что потребность  в таких устройствах существует, прежде всего, у государственных предприятий. Можно даже рассчитывать на появление спроса  со стороны зарубежных производителей подобного рода продукции. Поэтому проект признается  высокорентабельным и доходным.

Однако, не смотря на хорошие перспективы, стоит всё же обратить внимание на имеющуюся конкуренцию в данной области разработок.  Анализ рынка показывает, что опасаться стоит не отечественного производителя, а разработчиков из-за рубежа.

Лучшей методикой технико-экономического обоснования будет сравнение разрабатываемого устройства с аналогом зарубежных стран производителей — по единовременным  и экспериментальным затратам.  Эти затраты определяют себестоимость и цену продукта, не последнюю роль играющие при выборе устройства пользователем (заказчиком) из набора аналогичных систем.

Значительно снизить цену устройства можно, используя в производстве его только отечественные комплектующие  и материалы.  Но практике, конечно, не все комплектующие производятся промышленностью РБ, что говорит о необходимости кооперации с партнерами по СНГ и др. странами. Достигнув оптимальных соотношений “цена-качество”, “цена потребительские свойства”, можно заставить конкурентов оставить эту нишу рынка.

По этим причинам методика сравнения  с аналогом выявит реальную экономическую эффективность, когда будет обеспечена многократная разница в ценах недорогого по западным меркам, но затратного. Большой разрыв в ценах (не менее 50%  цены аналога) необходим для случая, если во время начала производства проектируемого устройства  на рынке появится новый аналог этих производителей.  Таким образом, можно прогнозировать появление аналогов с лучшим, чем у своих прототипов, соотношением “цена-качество”, не опасаясь ошибиться в расчетах экономической эффективности с помощью данной методики.

 

7.1.2.  Расчет себестоимости и  цены проектируемого устройства

 

Под себестоимостью понимают совокупность затрат предприятия на изготовление и реализацию продукции, выраженную в денежной форме.  Планирование себестоимости предполагает определение оптимальной величины затрат на производство и сбыт продукции требуемого качества при наиболее рациональном использовании всех производственных ресурсов, прогрессивной технологии, передовом уровне управления и организации труда и производства.

В соответствии с действующими основными  и отраслевыми положениями по планированию, учету и калькулированию  себестоимости применяется группировка  калькуляционных статей затрат по их производственному значению и месту  возникновения в процессе производства и сбыта продукции.

 

7.1.2.1.  Определяем затраты на  сырьё и основные материалы  с учетом транспортно-заготовительных  расходов (за вычетом отходов)  по следующей формуле: 

,                                (7.1)

где  — коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы ( Ктр = 1,06);

—  соответственно цена единицы  материала и единицы отходов  материала i-ого вида, руб.;

—  количество используемого  отхода материала i-ого вида.

Результаты расчетов сведены в  таблицу 7.1.

Таблица 7.1.       Расчет стоимости материалов

Наименование Материала	ед. изм.	Цена, руб.	Норма расхода	Сумма,  руб
Стеклотекстолит	кг	7000	0,02	140
припой ПОС-61	кг	6000	0,04	240
Хлорное железо	кг	1300	0,05	65
Флюс	кг	1400	0,07	98
Лак УР-231	кг	4000	0,03	120
спирт этиловый	л	3500	0,04	140
Краска маркировочная	кг	5200	0,06	312
ИТОГО:				1115

Стоимость материалов с транспортно-заготовительными расходами — 1182 (руб.); возвратные отходы (1%) — 11,8 (руб.).

Определяем затраты  на комплектующие изделия и полуфабрикаты  с учетом транспортно-заготовительных  расходов по формуле:

,руб                                    (7.2)

где — норма расхода i-ого вида комплектующих  изделий и полуфабрикатов;

 —  цена за единицу  комплектующих изделий и полуфабрикатов.

Результаты расчетов по выражению  сведены в таблицу 7.2.

Таблица 7.2       Расчет стоимости комплектующих изделий

Наименование комплектующих изделий	Кол-во, шт.		Цена, Руб.			Сумма, руб.
1	2		3			4
Конденсаторы:
К50- 16	2		450			900
ИТОГО:	2					900
Микросхемы:
КР 1171 СП42	1		250			250
КР 1157 ЕН501А	1		300			300
КР 1533 ТЛ2	1		150			150
AT 89S8252-24PC	1		6750			6750
LM358A	1		10000			10000
ИТОГО:	4					17450
Резисторы:
МЛТ	2		100	200
РП1-60	1		200	200
НР1-19-1	1		400		400
ИТОГО:	4			800
Индикатор:
DV 16110S1FBLY/R	1		5200			5200
ИТОГО:	1					5200
Кнопки:
КМ1-1	3		300			300
ИТОГО:	3					300
Микротумблер:
МТ1	1		400			400
ИТОГО:	1					400
Резонатор кварцевый:
РК	1		200			200
ИТОГО:	1					200
Разъем:
СНО-51	1		1500			1500
ИТОГО:	1					1500
Корпус:
Корпус	1	10000		10000
ВСЕГО:					32670
Стоимость комплектующих с транспортно-заготовительными расходами				34556

 

7.1.2.2. Определяем основную заработную  плату производственных рабочих по следующей формуле:

, руб,                                        (7.3)

где — коэффициент премий, установленный за выполнение определенных       показателей; 

—  средняя часовая тарифная ставка по i-ой операции (руб.);

 — нормированная трудоемкость  изготовления единицы продукции  по i-й операции; норма/час.

Результаты расчетов по формуле  сведены в таблицу 7.3.

 

 

 

Таблица 7.3   Расчет основной заработной платы производственных рабочих.

Наименование операций	Разряд рабочих	Часовая тарифная ставка, руб.	Норма Времени по операции, час	Основная зарплата (расценка) руб.
1	2	3	4	5
1.Заготовительные	3	157	0,2	31,4
2.Механообрабатывающие	3	157	0,15	23,55
3.Фрезерные	3	157	0,1	15,7
4.Гальванические	4	182	0,2	36,4
5.Сборочно-монтажные	5	202	0,4	80,8
6.Регулировка	6	220	0,5	110
ИТОГО:				297,85
Премия 40%				119,14
Всего с премией:				417

 

7.1.2.3. Расчет себестоимости и  отпускной  цены единицы продукции сведён к табличному виду.  Таблица 7.4 наглядно демонстрирует методику расчёта и его результаты.

 

Таблица 7.4.   Расчет себестоимости и отпускной цены единицы продукции.

Наименование статей затрат	Услов-ное обоз.	Значение, руб.	Примечание
1	2	3	4
1. Сырье и материалы за вычетом  отходов	Рм	1170,2	см табл.7.1.
2. Покупные  комплектующие изделия,  полуфабрикаты	Рк	34556	см. табл.7.2.
3. Основная заработная плата  производственных рабочих	Зо	417	см. табл.7.3.
4. Дополнительная заработная плата производственных рабочих	Зд	83,4	Зд = Зо *  20%
5. Отчисление органам социальной  защиты и в фонд занятости	Рсоц	180	Рсоц =  (Зо + Зд ) * 36 %
6. Чрезвычайный чернобыльский налог	Рчн	20	Рчн = (Зо + Зд ) * 4%
7.  Износ инструментов и приспособлений  целевого назначения	Риз	50	Риз = Зо *12%
8.  Общепроизводственные расходы	Робп	500	Робп = Зо * 120%
9.  Общехозяйственные расходы	Робх	667	Робх = Зо * 160%
10. Прочие производственные расходы	Рпр	8,34	Рпр = Зо * 2%
Производственная себестоимость	Спр	37651,94	Спр = Рм + Рк + Зо + Зд + Рсоц + Рчн + Риз + Робп + Робх + Рпр
11. Коммерческие расходы	Рком	1129,5	Рком = Спр * 3%
Полная себестоимость	Сп	38781,44	Сп = Спр + Рком
12. Плановая прибыль на единицу  продукции	Пед	13573,5	Пед =  Сп * 35%
Оптовая цена продукции	Цопт.	52354,94	Цопт = Сп + Пед
14. Отчисления в местные бюджеты	Омб	1342,43	, Нсф  = 2,5%
15. Отчисления в республиканские фонды	Орб	1096	Нрб = 2%.
Итого Ц*	Ц*	54793,2	Ц* = ЦОПТ +ОМБ + ОРБ
16. Налог на добавленную стоимость (20% от Ц*)	Ндс	10958,6	, Ндс = 20%
Отпускная (свободная) цена	ЦОТП	65751,8	ЦОТП= Ц* + Ндс