Внимание! diplom-global.ru не продает дипломы, аттестаты об образовании и иные документы об образовании. Все услуги на сайте предоставляются исключительно в рамках законодательства РФ.
Экономические знания объединяются в две части экономической теории: микрои макроэкономику. В отличие от микроэкономики, которая изучает главным образом поведение отдельного экономического субъекта (по
Обычно человек старается жить просто и не испытывает потребности в последовательном размышлении. Но человеку присуще и иное состояние души, и он открывает в себе способность продвигаться к истине, отк
Учащиеся под моим руководством изготовили альбом, в котором красочно оформлены высказывания о русском языке многих видных государственных деятелей, писателей, помещены их портреты. Но это только начал
Особое место в системе человеческих ценностей принадлежит сфере супружеских взаимоотношений, и поэтому вопросы, связанные с ней, не были чужды Церкви никогда. Особую остроту приобрели они сейчас, в в
Правда, в наше время никому не придет в голову рассказать о масонских ложах эпохи Ноева ковчега или искать зачатки масонства в мистериях древних греков, но не менее произвольные в сущности, хотя и мен
Библиографический список. Приложение: Диаграмма 1: 'Изменения в структуре населения в трудоспособном возрасте в 1992-2000 гг.' График 1: 'Численность безработных и лиц, ищущих работу, декабрь 1999 г.
Стоимость валовой продукции составила 718420 тыс.руб(животноводство)и 1369331т.р.(растениеводство), стоимость производственных осровных средств 124935т.р. Число работников 396 человек. Поголовье скот
Комплексные числа широко использовал отец русской авиации Н. Е. Жуковский (1847 – 1921) при разработке теории крыла, автором которой он является. Комплексные числа и функции от комплексного переменно
Приборы радиообнаружения получили массовое применение только во второй мировой войне. В наше время радиолокация получила широчайшее применение. Ее методы и средства используются для обнаружения объектов и контроля обстановки в воздушном, космическом, наземном и надводном пространствах, используются в метеорологии и разведке полезных ископаемых.
Современная техника позволяет с большой точностью измерять координаты положения целей, следить за их движением, определять не только формы объектов, но и структуру их поверхности. Не говоря уже об использовании радиолокации в астрономии. И с каждым днем радиолокация находит все новые и новые применения в жизни человека. Но если говорить о чисто 'земных делах', то основное применение радиолокации это организация управления движением. Итак, управление движением. Чтобы управлять движением, необходимо иметь информацию об объектах управления, а точнее: их расположение относительно других объектов, их местонахождение и возможное отклонение от заданного маршрута, их скорости, ускорения, их линейные размеры и др. Но не всегда эту информацию можно получить лишь визуально наблюдая за движением объектов.
Ограничением этому служат как погодные условия и время суток, так и ограниченные возможности человека, не говоря уже о множестве причин, характерных для отдельных видов транспорта, движением которого приходится управлять. Рядом таких ограничений обладает речной транспорт, при прохождении через систему речных шлюзов.
Речной шлюз – гидротехническое сооружение для подъема или опускания судов с одного уровня воды на другой.
Представляет собой, узкий канал с воротами входа и выхода.
Основное наблюдение за движением судов в шлюзе осуществляется из помещения управления, расположенного непосредственно около шлюзового канала и с помощью видеокамер установленных вдоль шлюза.
Однако зачастую не достаточно только визуального наблюдения, так как глубина канала не всегда позволяет видеть находящиеся там мелкие суда. Кроме того, на эффективность наблюдения влияют и погодные условия. Все это может привести к несвоевременному закрытию ворот шлюза, что повлечет за собой трагические последствия.
Выходом из сложившейся ситуации может служить установка радиолокационного оборудования, которое позволит не только полноценно наблюдать за происходящим внутри шлюза движением в любое время суток и в любую погоду, но и существенно облегчит работу диспетчеров, управляющих работой шлюза. В настоящее время, на сколько мне известно, подобное не было применено на практике, однако существуют береговые радиолокационные станции, навигационные станции, устанавливаемые на речных судах, охранные радиолокационные системы и станции обнаружения, тактико-технические характеристики которых призваны выполнять задачи, сравнимые с задачей данного дипломного проекта. 1 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ БЛИЖНЕЙ РАДИОЛОКАЦИИ В настоящее время радиолокационные станции нашли широчайшее применение во многих сферах деятельности человека. Они используются не только для определения координат, характеристик движения различных объектов и навигационных целей, так же радиолокационные станции применяются для разведки полезных ископаемых, для охраны территорий, для космических исследований и многого другого. Далее описываются основные тактико-технические характеристики и область применения радиолокационных станций подобных той, что разрабатывается в дипломном проекте. В настоящее время на вооружении армии иностранных государств имеется боевой парк РЛС разведки наземных целей, подразделяемые на классы: - AN/PPS 15 США); - RB 12B Франция); - - Rasit и Ratak Германия). Парк РЛС разведки наземных целей, разработанных в 70-80 годы, представлен в основном станциями ближнего действия (до 20 наименований). В настоящее время большое внимание уделяется созданию РЛС средней дальности, обеспечивающих обнаружения одиночного человека на удалении 4-5 км и бронетехники на удалении до 10-12 км. При этом в процессе создания современных РЛС средней дальности основное внимание уделяется: автоматизации процесса обнаружения цели, что придает им принципиально новое качество по отношению к парку существующих РЛС этого класса; возможности установки этих РЛС на автотранспорте с обеспечением автоматического горизонтирования антенной системы; повышение надежности, уменьшения ее массы и энергопотребления РЛС при обеспечении высокой разрешающей способности и точности измерения координат цели. РЛС разведки наземных целей 111 L1 «Лис». На решение вышеперечисленных задач была направлена разработка ХК «Укрспецтехника» РЛС разведки наземных целей средней дальности 111 L1 «Лис». Главная отличительная черта РЛС «Лис» - работа в миллиметровом диапазоне длин волн, что облегчает решение ряда технических задач: не создает помех радиотехническим средствам; повышает невосприимчивость к случайным и преднамеренным помехам; практически безвредна для здоровья человека. По принципу действия станция разведки является когерентно-доплеровской РЛС непрерывного излучения миллиметрового диапазона с фазо-кодоманипулированным сигналом. РЛС «Лис» - это мобильное средство обнаружения цели и устанавливается на автотранспорте. Она обеспечивает автоматическое обнаружение движущихся целей (людей и техники) в любое время года и суток, в дождь, в пыли и в тумане при отсутствии оптической видимости.
Антенная система РЛС представляет собой пару раздельных антенн (приемная и передающая антенны), чем обеспечивается необходимая развязка между передающим и приемным каналом.
Антенны выполняются в виде параболоидов вращения.
Облучатель – круглый волновод.
Приемная передающая антенна расположены симметрично относительно вертикальной оси вращения всей антенной системы.
Диаграмма направленности антенны близка к игольчатой. Малая ширина диаграммы направленности обеспечивает необходимую угловую разрешающую способность РЛС. Приемопередающее устройство РЛС выполнено на основе транзисторов.
Усилитель мощности передатчика и малошумящий усилитель высокой частоты приемника разработаны в микрополосковом исполнении.
Процесс обнаружения цели РЛС «Лис» осуществляет при автоматической адаптации порога обнаружения местности и метеоусловия.
Обнаруженные цели (до 10) отображаются на жидкокристаллическом дисплее в наглядном виде: яркостная отметка, соответствующая положению цели с определенными координатами пеленга и дальности. Радом с яркостной отметкой отображается номер цели, на свободном пространстве экрана монитора отображается формуляр обнаруженных целей в цифровом виде.
Используемые в РЛС алгоритмы и программы цифровой обработки сигналов позволяют осуществлять автоматическое обнаружение и распознавание движущихся целей и обеспечивает надежное подавление помех.
Характеристики РЛС разведки наземных целей «Лис» приведены в таблице 1.1. Таблица 1.1 – Тактико-технические характеристики РЛС «Лис»
Параметр | Значение |
Зона обзора: | |
- по азимуту, | 120 |
- по дальности, км | 0…12 |
Время полного обзора: | |
- в нормальных условиях, с | 25 |
- в сложной помеховой обстановке, с | 50 |
Дальность обнаружения целей: | |
- одиночный человек, км | 5,4 |
- автомобиль, моторная лодка, км | 11,5 |
- вертолет, км | 12 |
Разрешающая способность: | |
- по пеленгу, не хуже | 2 |
- по дальности, не хуже, м | 25 |
Частота, ГГц | 36 |
Мощность передатчика, Вт | 0,2 |
Диаметр раскрыва антенны, мм | 400 |
Энергопотребление, Вт | 60 |
Масса аппаратуры, кг | 30 |
Площадь охраняемой территории 1-1,5 км 2 . Границы зоны охраны могут оперативно изменяться при изменении конфигурации охраняемой территории. РЛСО позволяет классифицировать тип обнаруженных нарушителей (одиночный человек, группа людей, автотранспорт, животное) по звуковой индикации доплеровских сигналов и позволяет исключить ложные цели. РЛСО работает в миллиметровом диапазоне длин волн, что позволяет эффективнее решать задачи обнаружения движущихся объектов и обладает рядом преимуществ: малая масса и габариты, экологическая чистота из-за малой глубины проникновения излучений миллиметрового диапазона в организм человека, невосприимчивость к помехам, создаваемым техническими средствами, отсутствие помех для технических средств, работающих вблизи от охраняемой территории. РЛСО состоит из стационарной РЛС, обеспечивающей автоматическое обнаружение нарушителей, и патрульной мини-РЛС, обеспечивающей допоиск нарушителей патрулем, оперативно выехавшим на место нарушения.
Стационарная РЛС состоит из информационного модуля и вынесенного пульта управления, связь между которыми обеспечивается по радиоканалу до удаления 3 км.
Модификации стационарной РЛС могут монтироваться на автотранспорте.
Комплектующие РЛСО РЛС являются автоматическими миллиметровыми когерентно-доплеровскими гомодинными РЛС с аналоговыми фильтрами подавления помех от подстилающей поверхности, адаптивным цифровым обнаружителем, работающим с учетом измерения уровня помех в каждом элементе пространства и с автоматическим измерением координации.
Таблица 1.2 – Тактико-технические характеристики РЛСО
Параметр | Стационарная РЛС | Патрульная РЛС |
Дальность обнаружения: | ||
- человека | 1,2 | 0,6 |
- автотранспорта | 2 | 1 |
Разрешающая способность: | ||
- по азимуту | 4 | 8 |
Параметр | Стационарная РЛС | Патрульная РЛС |
- по дальности | 20 м | 20 м |
Излучаемая мощность: | 25 мВт | 25 мВт |
Потребляемая мощность: | 100 Вт | 25 Вт |
Масса | 20 кг | 6 кг |
Проектируемая РЛС так же предназначена для наблюдения за целями на земной или водной поверхности и характеризуется схожими техническими параметрами, такими как дальность действия, излучаемая мощность, разрешающая способность и время обзора. То есть существование подобных станций не исключает возможности реализации подобного проекта. 2 ВЫБОР ВИДА ОБЗОРА Как уже говорилось, в дипломном проекте требуется разработать радиолокационную станцию обнаружения надводных целей, чему и будет посвящена основная часть.
Рисунок 2.1- Усть-Каменогорска ГЭС Одним из первых вопросов, на которые нужно ответить, приступая к проектированию станции, является вопрос о виде излучаемых колебаний: непрерывные или импульсные. РЛС с непрерывным излучением характеризуются (по сравнению с импульсными) более низкой чувствительностью, трудностями измерения и разрешения по дальности; их достоинствами являются относительно низкая мощность излучаемых колебаний и лучшее качество селекции целей по скорости. Так как нет потребности в высокой чувствительности на подобных расстояниях; разрешение по дальности на малых расстояниях требует импульсов длительностью порядка нескольких наносекунд, что очень сложно реализовать, то целесообразно реализовать радиолокационную станцию с непрерывным излучением. А разрешение по дальности обеспечим с помощью двухпозиционной системы. Для наилучшего обзора всего шлюза приемную и передающую антенны лучше расположить у ворот входа или выхода шлюза, и на некотором возвышении, чтобы они не мешали проплывающему транспорту.
Удобно разместить их на здании, в котором находятся установки по подъему ворот. Для лучшего разрешения по дальности необходимо достаточно большое расстояние (базис) между антеннами, однако, по понятным причинам, для полноценного обзора базис не должен превышать ширину шлюзовой камеры, которая составляет 18 м.
Рисунок 3.1 – Зависимость излучаемой энергии от длины волны Из рисунка видно, что длина волны =4 см находится правее минимальной энергии для необходимого расстояния и не требует больших энергетически затрат.
Положение цели в зоне обзора будет находиться по двум азимутальным углам, определенным передающей и приемной сканирующей антенной, и базису – расстоянию между этими антеннами.
Определим мощность излучения, необходимую для обнаружения целей с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги на требуемом расстоянии. Это не сложно сделать, воспользовавшись уравнением дальности для двухпозиционной системы [8] : (2.1.3) где P t –мощность передатчика РЛС; R max – максимальная дальность обнаружения целей; G t – коэффициент направленного действия передающей антенны; G r – коэффициент направленного действия приемной антенны; – длина волны; P t – мощность отраженного от цели сигнала на входе приемника; ц – эффективная площадь рассеяния цели (по таблице 2.2 из [11] для лодки ц =5 м 2 ). Рассчитаем недостающие составляющие в уравнение (2.1.3). Мощность отраженного от цели сигнала на входе приемника или пороговый сигнал обнаружения выразим через характеристики приемника:
Местоположение цели будет определяться по пересечению узконаправленных лучей диаграмм направленности приемной и передающей антенн. На каждый элемент разрешения передающей антенны приходится один период обзора приемной антенны (см. рис. 2.1.2). Рисунок 3.2 –Метод обзора шлюзовой камеры Чтобы определить период обновления информации зададимся периодом обзора приемной антенны. Пусть он равен Т обз. пр. =1 с, так как меньший период обзора сложно будет реализовать ввиду инерционных свойств антенны, а увеличение периода обзора негативно влияет на время обновления информации. обз. пр. =1 с, и за это время передающая антенна должна “ освещать” один элемент разрешения по азимуту, то: (3.4) где Ф аз – зона обзора по азимуту; аз – разрешающая способность по азимуту.
Период обзора передающей антенны равен времени обновления информации на индикаторе. Из (2.1.4) следует что, время облучения цели равно Т обл. =1 с, а время наблюдения отраженного сигнала Т наб. =1/45=0,022 с. Из произведенных расчетов видно, что тактико-технические характеристики не противоречат техническому заданию и сравнимы с параметрами аналогичных РЛС, рассмотренных в первой главе. 3.2 Расчет влияния отражений от поверхности воды Проектируемая радиолокационная станция осуществляет наблюдение за объектами внутри шлюза. При обзоре водной поверхности, поступающие на вход РЛС отраженные сигналы, несут информацию как о находящихся в зоне обзора объектах, так и о физических свойствах водной поверхности, что в данном случае является нежелательным фактором.
Необходимо учитывать отражения от водной поверхности.
Рисунок 3.3 – Элемент обзора РЛС Найдем максимальную площадь водной поверхности, которая одновременно попадает под обзор радиолокационной станции, это происходит при обзоре наиболее удаленной части шлюзовой камеры.
Площадь образуется в результате пересечения диаграмм направленности приемной и передающей антенны на противоположном краю шлюза (см. рис. 3.3).
Следовательно, мощность, отраженного от водной поверхности, радиолокационного сигнала будет много меньше полезного сигнала.
Проведя подобные же расчеты для стен шлюзовой камеры, коэффициент отражения 0 для которых (для бетона 0 = -32 дБ) тоже очень мал, можно убедится, что эффективная площадь рассеяния целей гораздо больше ЭПР стен шлюза и отражения от них не повлияют работу радиолокационной станции.
Передатчик РЛС излучает в пространство немодулированные колебания с частотой f 0 =7 ,5 ГГц и мощностью P =30 мВт. В передатчике осуществляется генерация заданной частоты и усиление. На такой большой частоте очень сложно реализовать генератор с необходимой стабильностью, поэтому необходимо генерировать меньшую частоту, а потом увеличивать её в умножителях частоты до нужного значения. Для стабилизации частоты наиболее целесообразно применить кварцевый резонатор (рисунок 4.1).
Рисунок 4.1 – Блок-схема передатчика РЛС После усиления необходимо отфильтровать полученный сигнал от высших гармоник, появившихся в результате работы нелинейного элемента (транзистора) в усилительном каскаде. Эту функцию выполняет выходная колебательная система, выполненная в виде фильтра низких частот. Кроме того, она обеспечивает согласование антенны с усилителем, то есть преобразовывает нагрузочное сопротивление антенны в эквивалентное сопротивление нагрузки оконечного каскада. С выходной колебательной системы готовый радиолокационный сигнал поступает в антенну и излучается в пространство. 4.2 Разработка структурной схемы приемника Приемный тракт проектируемой радиолокационной станции должен усилить принятые приемной антенной отраженные от цели сигналы, произвести их фильтрацию, при которой обеспечивается максимальное различение полезных эхо-сигналов и помех, и извлечь из него полезную информацию. Можно было бы реализовать супергетеродинный приемник с нулевой промежуточной частотой, функцию гетеродина в котором выполняет просачивающийся сигнал от передатчика, но такие приемники не достаточно чувствительны вследствие повышенного шума на низких промежуточных частотах, обусловленного так называемым фликкер-эффектом (мерцательный шум). Величину мерцательных шумов можно сделать небольшой по сравнению с нормальным шумом супергетеродинного приемника, используя достаточно большую промежуточную частоту, это объясняется обратно пропорциональной зависимостью мерцательных шумов от частоты Радиолокатор должен измерять скорости движения целей, что реализовывается на основе эффекта Доплера.
Вместо обычного местного гетеродина используется опорный сигнал, получаемый при смешении части сигнала передатчика и местного сигнала, частота которого равна промежуточной частоте приемника. Так как выходной сигнал смесителя состоит из двух боковых полос, расположенных по обе стороны от несущей, а так же более высоких гармоник, то в качестве опорного сигнала с помощью узкополосного фильтра выбираем верхнюю из боковых полос. В данной схеме стабильность частоты передатчика не влияет на работу приемника, так как отклонение частоты f 0 компенсируется таким же отклонением опорной частоты, и промежуточная частота остается неизменной.
Гораздо легче обеспечить стабильность частоты местного гетеродина, чем приемника, так как она гораздо меньше.
Промежуточная частота f п =5 МГц.
Однако подобный приемник определяет только модуль скорости и не может определить направление.
Сигнал от ограничителя В дифференцируется, кроме того изменяется его полярность.
Выходной сигнал от ограничителя А и дифференцированный выходной сигнал от В сравниваются в схеме совпадения, обозначенной «верхний селектор». При положительных сигналах верхний селектор генерирует импульс, что указывает на удаление цели. При приближении цели схема совпадений верхнего селектора не дает выходного сигнала.
Появление сигнала на выходе схемы совпадения «нижний селектор», возникающего при сравнении выходного сигнала ограничителя А с выходным сигналом инвертирующей схемы, указывает на приближение, а не на удаление цели.
Подсчет импульсов от двух схем совпадения позволяет определить направление и величину доплеровского сдвига частоты.
Каждый из приемников имеет свои достоинства и недостатки, объединение первого и исключение второго, приводит к совмещению двух схем приемников. Кроме того, радиолокационная станция должна обнаруживать ещё и неподвижные цели, то есть не имеющих доплеровского сдвига. Для этого вводится канал С, в котором производится усиление промежуточной частоты в усилителе УПЧ, после чего пороговое устройство принимает решение о наличии или отсутствии цели (рис. 2.3.4) Рисунок 4.4 – Структурная схема РЛС. Рисунок 4.4 представляет собой структурную схему радиолокационной станции.
Антенны снабжаются устройствами измерения угла поворота, которые определяют азимутальные углы поворота антенн, а следовательно, координаты цели.
Сигналы с измерителей угла поворота и все обработанные в приемнике сигналы приходят на аналогово-цифровой преобразователь и затем уже информация, преобразованная в цифровой сигнал, поступает на индикатор, в роли которого выступает персональный компьютер. 5 РАСЧЕТ АВТОГЕНЕРАТОРА Рассчитаем задающий генератор. Его основной функцией является генерация синусоидальных колебаний заданной частоты с необходимой стабильностью.
Рабочая частота генератора f р =150 МГц, Расчет производится по методике изложенной в [5] . Необходимую стабильность частоты обеспечиваем с помощью кварцевого резонатора.
Выберем транзистор. Для увеличения стабильности частоты в задающих автогенераторах выбирают транзисторы малой мощности. Чтобы фазовый сдвиг между колебаниями тока коллектора и напряжения базы можно было устранить с помощью корректирующей цепочки, следует выбирать транзистор, граничная частота f т которого больше, чем заданная частота колебаний f р . Этим требованиям удовлетворяет транзистор 2Т368А со следующими параметрами:
- f т , МГц | 900 ; |
- ос , пс | 4,5 ; |
- C к , пФ | 1,2 ; |
- C э , пФ | 3 ; |
- | 50 ; |
- S гр , мА/В | 30 ; |
- I к доп. , мА | 30 ; |
- U к доп. , В | 15 ; |
- U б доп. , В | 4 ; |
- допустимая мощность рассеяния P рас доп. , мВт | 225 ; |
- напряжение отсечки U отс. , В | 0,6 ; |
Рассчитаем её с учетом корректирующей цепочки.
Учитывая необходимый баланс по самовозбуждению, а так же условие баланса активных мощностей следует, что в стационарном режиме колебаний 1 ( )=0,2…0,3. Тогда выбираем угол отсечки =60 Значения коэффициентов Берга для угла отсечки =60 : 0 =0,218; 1 =0,391; 0 =0,109. Выберем значение коэффициента обратной связи.
Наибольшая стабильность частоты в транзисторном автогенераторе получается при K ос =1…3. Обычно в задающих автогенераторах на биполярных транзисторах выбирают K ос =1. Рассчитаем основные параметры генератора:
Расчет колебательной системы.
Колебательная система автогенератора состоит из контура C1 , C2, C3 и Qz . Параметры кварцевого резонатора РКМ-14:
- f р , МГц | 5…300 | |||
- Q , 10 3 | 12 | |||
- r кв , Ом | 10 | |||
- | 2 |
Значение сопротивления R бл выбирают равным (5…10) R к .
Руководствуясь исходными данными, выбираем транзистор 3П602Д-2, со следующими характеристиками:
- u раничная частота f t , ГГц | 12 ; |
- r рутизна переходной характеристики S, А/В | 0,1 ; |
- E отс , В | -5,1 ; |
- y апряжение отсечки затвора E отс з , В | 0,5 ; |
- у апряжение E с0 , В | 0,65 ; |
- c опротивление насыщения r нас , Ом | 3 ; |
- U с доп , В | 7,5 ; |
- E зи доп , В | 3,5 ; |
- t доп | 130 ; |
- P рас. доп , Вт | 1,35 ; |
- U , В | 0,8 ; |
- зк , пФ | 1,3 ; |
- сз , пФ | 0,4 ; |
- ск , пФ | 0,08 ; |
- r з , Ом | 1 ; |
- r и , Ом | 1,25 ; |
- r с , Ом | 1,5 ; |
- r к , Ом | 5 ; |
- L и , нГн | 0,075 ; |
Расчет производится по методике приведенной в [6] .
Одновременно P с1 не должна превышать P с max . Примем P с1 =1,1· P н =1,1·0,1=0,11 Вт.
Коэффициенты Берга для угла отсечки =180 : 0=0,5; 1=0,5; 0=1; 1=1.
-статический коэффициент передачи тока в схеме с ОЭ | 100 ; |
-граничная частота, ГГц | 8 ; |
-емкость коллекторного перехода, пФ | 0,42 ; |
-емкость эмиттерного перехода, пФ | 0,69 ; |
-индуктивность базового вывода, нГн | 1 ; |
-индуктивность эмиттерного вывода, нГн | 2 ; |
-напряжение отсечки, В | 0,4 ; |
-допустимое напряжение на базе, В | 1 ; |
-допустимое напряжение на коллекторе, В | 10 ; |
-допустимый ток коллектора, мА | 12 ; |
-допустимая мощность рассеяния, мВт | 70 ; |
-крутизна переходной характеристики в граничном режиме, мА/В | 40 ; |
-Допустимая мощность рассеяния на коллекторе, Вт | 7.00E-002; |
-Рабочaя частота, МГц | 7500; |
-Статический коэффициент усиления по току | 100; |
-Напряжение отсечки, B | .400; |
-Крутизна в граничном режиме, A/B | 3.99E-002; |
-Емкость эмиттерного перехода, пФ | .689; |
-Емкость коллекторного перехода, пФ | .419; |
-Допустимое напряжение на базе, В | 1; |
-Допустимый ток коллектора, А | 1.19E-002 ; |
-Допустимое напряжение на коллекторе, В | 10 ; |
-Индуктивность базового вывода, нГн | 1; |
-Индуктивность эмиттерного вывода, нГн | 2; |
-Напряжение источника питания, В | 3; |
-Максимальный ток коллектора, А | 6.99E-003; |
-Граничная частота F betta, МГц | 8000; |
-Угол отсечки, град | 180; |
-Коэффициенты Берга для угла отсечки: | |
-А lfa0= 0.5; | |
-Alfa1= 0.5; | |
-Gamma0= 1 ; | |
-Gamma1= 1 . | |
Режим работы: | |
-Коэффициент использования напpяжения, B | .686; |
-Напpяжение первой гармоники на коллекторе, В | 2.76; |
-Амплитуда 1-й гаpмоники коллекторного тока, А | 3.74E-003; |
-Постоянная составляющая коллекторного тока, А | 1.26E-003; |
-Мощность первой гармоники на выходе, Вт | 7.14E-003; |
-Мощность, потpебляемая коллекторной цепью, Вт | 9.07E-003; |
-Мощность, pассеиваемая на коллекторе, Вт | 2.40E-003; |
-КПД коллекторной цепи | .723; |
-Управляющий заряд, нКл | 1.88E-015; |
-Минимальное мгновенное напpяжение на эмиттерном переходе, В | .397; |
-П-остоянная составляющая на эмиттере, В | .399; |
-Сопротивление коллекторной нагрузки, Ом | 581.5; |
-Амплитуда первой гармоники суммарного тока базы с четом тока емкости коллекторного перехода, А. | 7.55E-002; |
-Сопротивление коррекции закрытого перехода, Ом. | 28.8; |
-Мощность, потребляемая цепью коррекции, Вт | 6.50E-008; |
-Входное сопротивление, Ом | 8.17; |
-Мощность, потребляемая на входе, Вт | 1.22E-002; |
-Мощность на входе, потребляемая каскадом, Вт | 1.22E-002; |
-Коэффициент передачи по мощности | 1.53 |
-Входная индуктивность, нГн | 1.00; |
-Входная емкость, пФ | 848.5; |
-Усредненн. за период сопротивление коррекции, Ом | 16.3. |
Попробуем увеличить выходную мощность предоконечного каскада, повысив напряжение питания и коллекторный ток.
Производим расчет заново:
-Допустимая мощность рассеяния на коллекторе, Вт | 7.00E-002; |
-Рабочaя частота, МГц | 7500; |
-Статический коэффициент усиления по току | 100; |
-Напряжение отсечки, B | .400; |
-Крутизна в граничном режиме, A/B | 3.99E-002; |
-Емкость эмиттерного перехода, пФ | .689; |
-Емкость коллекторного перехода, пФ | .419; |
-Допустимое напряжение на базе, В | 1; |
-Допустимый ток коллектора, А | 1.19E-002 ; |
-Допустимое напряжение на коллекторе, В | 10 ; |
-Индуктивность базового вывода, нГн | 1; |
-Индуктивность эмиттерного вывода, нГн | 2; |
-Напряжение источника питания, В | 4; |
-Максимальный ток коллектора, А | 7.49E-003 ; |
-Граничная частота F betta, МГц | 8000; |
-Угол отсечки, град | 180; |
-Коэффициенты Берга для угла отсечки: | |
-А lfa0= 0.5; | |
-Alfa1= 0.5; | |
-Gamma0= 1 ; | |
-Gamma1= 1 . | |
Режим работы: | |
-Коэффициент использования напpяжения, B | .953; |
-Напpяжение первой гармоники на коллекторе, В | 3.81; |
-Амплитуда 1-й гаpмоники коллекторного тока, А | 4.74E-003; |
-Постоянная составляющая коллекторного тока, А | 2.38-003; |
-Мощность первой гармоники на выходе, Вт | 6.56E-003; |
-Мощность, потpебляемая коллекторной цепью, Вт | 9.54E-003; |
-Мощность, pассеиваемая на коллекторе, Вт | 2.91E-003; |
-КПД коллекторной цепи | .798; |
-Управляющий заряд, нКл | 1.49E-015; |
-Минимальное мгновенное напpяжение на эмиттерном переходе, В | .697; |
-Постоянная составляющая на эмиттере, В | .699; |
-Сопротивление коллекторной нагрузки, Ом | 1016.6; |
-Амплитуда первой гармоники суммарного тока базы с учетом тока емкости коллекторного перехода, А. | 5.47E-002; |
-Сопротивление коррекции закрытого перехода, Ом. | 28.8; |
-Мощность, потребляемая цепью коррекции, Вт | 4.05E-008; |
-Входное сопротивление, Ом | 4.67; |
-Мощность, потребляемая на входе, Вт | 1.33E-002; |
-Мощность на входе, потребляемая каскадом, Вт | 1.33E-002; |
-Коэффициент передачи по мощности | 2.03; |
-Входная индуктивность, нГн | 1.00; |
-Входная емкость, пФ | 1482.3; |
-Усредненн. за период сопротивление коррекции, Ом | 14.4. |
Попробуем ещё повысить напряжение питания и ток колектора.
Вообще ток коллектора не должен превышать 80% от максимально допустимого значения и напряжение питания должно быть в половину меньше допустимого.
Производим расчет:
-Допустимая мощность рассеяния на коллекторе, Вт | 7.00E-002; |
-Рабочая частота, МГц | 7500; |
-Статический коэффициент усиления по току | 100; |
-Напряжение отсечки, B | .400; |
-Крутизна в граничном режиме, A/B | 3.99E-002; |
-Емкость эмиттерного перехода, пФ | .689; |
-Емкость коллекторного перехода, пФ | .419; |
-Допустимое напряжение на базе, В | 1; |
-Допустимый ток коллектора, А | 1.19E-002 ; |
-Допустимое напряжение на коллекторе, В | 10 ; |
-Индуктивность базового вывода, нГн | 1; |
-Индуктивность эмиттерного вывода, нГн | 2; |
-Напряжение источника питания, В | 5; |
-Максимальный ток коллектора, А | 9.51E-003; |
-Граничная частота F betta, МГц | 8000; |
-Угол отсечки, град | 180; |
-Коэффициенты Берга для угла отсечки: | |
-А lfa0= 0.5; | |
-Alfa1= 0.5; | |
-Gamma0= 1 ; | |
-Gamma1= 1 . | |
Режим работы: | |
-Коэффициент использования напpяжения, B | .986; |
-Напpяжение первой гармоники на коллекторе, В | 4.85; |
-Амплитуда 1-й гаpмоники коллекторного тока, А | 8.89E-003; |
-Постоянная составляющая коллекторного тока, А | 3.18E-003; |
-Мощность первой гармоники на выходе, Вт | 4.31E-002; |
-Мощность, потpебляемая коллекторной цепью, Вт | 1.90E-002; |
-Мощность, pассеиваемая на коллекторе, Вт | 4.72E-003; |
-КПД коллекторной цепи | .852; |
-Управляющий заряд, нКл | 8.84E-016; |
-Минимальное мгновенное напряжение на эмиттерном переходе, В | .998; |
-Постоянная составляющая на эмиттере, В | .999; |
-Сопротивление коллекторной нагрузки, Ом | 1150.3; |
-Амплитуда первой гармоники суммарного тока базы учетом тока емкости коллекторного перехода, А. | .013; |
-Сопротивление коррекции закрытого перехода, Ом. | 25.6; |
-Мощность, потребляемая цепью коррекции, Вт | 1.60E-008; |
-Входное сопротивление, Ом | 4.13; |
-Мощность, потребляемая на входе, Вт | 1.69E-002; |
-Мощность на входе, потребляемая каскадом, Вт | 1.69E-002; |
-Коэффициент передачи по мощности | 2.53; |
-Входная индуктивность, нГн | 1.00; |
-Входная емкость, пФ | 3770.5; |
-Усредненн. за период сопротивление коррекции, Ом | 12.8. |
Причем R 01 (R 02 ) выбирают в 3…5 раз меньше по сравнению с наименьшим из сопротивлений R эк и R * Н (R * Н и R А ). Рассчитаем сопротивления элементов цепи:
Коэффициент полезного действия первой:
Определяем нагруженные добротности первой и второй П-цепочек фильтра:
Радиолокационная станция имеет две одинаковые однозеркальные параболические антенны.
Определим их геометрические размеры. Для начала определим тип фидера его шумовую температуру и КПД. В качестве линии передачи выбираем прямоугольный волновод с сечением 2,8 1,3 см и коэффициент ом затухания =0,0794 дБ/м Т афу =67 ° a l ф =67 ° ·0.0 794·30 = 160 . где l ф -длина фидерой линии (принимаем расстояние от технического здание до шлюза, с запасом) Т афу =290 ° (1-КПД); КПД=1-(Т афу /290 ° )=1-0,55=0,45 Вычисление шумовой температуры антенной системы выполняется по формулам Т а =Т афу +КПД·Т Н.СР +КПД·Т о (1- a 1 + a 1 ·u) = = 160+0,45·10+0,45·290(1-0,925+0,925·0,025)=177,3 T a =177,3 K Т=Т а +Т пр T=2277,3 K Определим диаметр раскрыва зеркала.
Ширина диаграммы направленности в случае неравномерного возбуждения раскрыва зеркала определяется: Q 0,5 Е = 1, 3 l / l 1 Q 0,5 H = 1 ,2 l / l 2 где 2 Q 0,5 Н ,2 Q 0,5 E – ширина ДН в плоскостях Н и Е соответственно, рад; l - длина волны; l 1 и l 2 – горизонтальный и вертикальный размеры антенны; l 1 =1. 3 l / Q 0,5 E =(1, 3 *3*10 8 /7,5*10 9 )/ 0,035 = 1,49 м l 2 =1. 2 l / Q 0,5 H =(1, 2 *3*10 8 /7,5*10 9 )/ 1,41 = 0,14 м Определение угла раскрыва и фокусного расстояния зеркальной антенны. С точки зрения оптимизации геометрии антенны по максимальному отношению сигнал / шум необходимо произвести следующий расчет : Чувствительность g определяется формулой g = S a 2 a 3 h g ’ где первые четыре коэффициента не зависят от угла раскрыва Y 0 ,а g ’ вычисляется: g ’=g a 1 /(T 1 + КПД*Т 0 *( cos n+1 Y 0 +u(1-cos n+1 Y 0 ) ) ) где Т 1 =Т пр +Т 0 (1-КПД)+КПД Т нср Т 0 =290 ° К u=(0.2-0.3)- коэффициент учитывающий “ переливание ” части мощности облучателя через края зеркала, a 1 = 1-cos n+1 Y 0 S=0,25 p l 1 l 2 - площадь апертуры зеркала
Рассчитаем геометрические и электродинамические характеристики облучателя. Расчёт сводится к определению геометрических размеров облучателя, при которых уменьшение амплитуды поля на краю раскрыва зеркала происходит до одной трети амплитуды поля в центре раскрыва, и диаграммы направленности облучателя. Рупор пирамидальный
Пирамидальный рупор Диаграммы направленности рупорной антенны рассчитываются по формулам: В Е плоскости (Рис 2.7.3 а)
а | б |
Рисунок 8. 3 – ДН облучателя: а – в Е плоскости; б – в Н плоскости. |
а | б |
Рисунок 8.4 – Распределение поля в апертуре зеркала: а – в Е плоскости; б – в Н плоскости. |
Выражение для нормированной ДН зеркальной параболической антенны при этом имеет вид: где J 1 и J 2 – цилиндрические функции Бесселя первого и второго порядка;
Рисунок 8.5 б - ДН антенны в Н плоскости. Таким образом, реальная ширина диаграммы направленности составляет: в горизонтальной плоскости 0,034 радиана или 1,97 ; в вертикальной плоскости 1,54 радиана или 88,2 ; что вполне удовлетворяет требованиям. 9 УТОЧНЕННЫЕ ТАКТИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РЛС В вышеприведенных пунктах дипломного проекта были рассчитаны основные тактико-технические характеристики радиолокационной станции обзора водной поверхности речного шлюза.
Теперь учтем влияние метеорологических условий среды на работу радиолокационной станции, а точнее, их влияния на характеристики обнаружения. На пути распространения зондирующего и отраженного сигнала могут быть такие метеообразования как дождь или туман. Из рисунков 5.6 и 5.7 [12] находим коэффициенты поглощения энергии радиоволн в различных средах. Зная длину волны l =4 см, зададимся наихудшими условиями: сильный дождь (16 мм/ч), туман с видимостью 30м и так же учтем затухание в кислороде.
Поглощение энергии радиоволн с данной длиной волны в парах воды несущественно, поэтому его можно не учитывать. В итоге суммарный коэффициент поглощения равен:
Тактико-технические характеристики спроектированной радиолокационной станции сведены в таблицу 2.8.1. Таблица 9.1 – Тактико-технические характеристики РЛС
Параметр | Значение | |
Дальность действия, м | 1000 | |
Вероятность правильного обнаружения | 0,95 | |
Вероятность ложной тревоги | 1,1·10 -4 | |
Мощность передатчика, мВт | 122 | |
Ширина диаграммы направленности в вертикальной плоскости, | 88 | |
Ширина диаграммы направленности в горизонталной плоскости, | 1,97 | |
Период обзора приемной антенны, с | 1 | |
Период обзора передающей антенны, с | 45 | |
Время обновления информации, с | 45 | |
Частота, ГГц | 7,5 | |
Раскрыв антенны в горизонтальной плоскости, м | 1,4 | |
Раскрыв антенны в вертикальной плоскости, м | 0,04 | |
Зона обзора по азимуту, | 90 | |
ЭПР целей, | 5 | |
Разрешение по угловой координате | 2 | |
Индикация цели | Яркостная отметка, с цифровыми данными о скорости |
Сущность проекта заключается в проектировании радиолокационной станции для обеспечения безопасности движения речного транспорта в шлюзовой камере. Для организации движения речного транспорта необходимо знать их расположение и характеристики движения. Но в речном шлюзе, представляющим собой узкий и глубокий канал, не всегда можно получить такую информацию с помощью лишь визуального наблюдения, как из-за характерных размеров шлюза, так и неблагоприятных метеорологических условий или времени суток. Можно было бы использовать видео наблюдение, но оно так же не дает полноценной оценки обстановки, а увеличение числа видеокамер ведет к большой трудоемкости в обслуживании и частым поломкам системы видеонаблюдения. В таком случае целесообразно применять радиолокацию. Усть-Каменогорск является промышленным городом, располагающимся на реке Иртыш, и большое количество грузовых и пассажирских перевозок осуществляется по реке. То есть весь транспорт пользуется шлюзом для перехода из Усть-Каменогорского водохранилища в Иртыш. 10.2 Характеристика проекта Проектирование производится для Усть-Каменогорской гидроэлектростанции, плотина которой имеет однокамерный шлюз длиной сто метров и шириной восемнадцать.
Разность высот воды между водохранилищем и рекой составляет около сорока метров. шлюз однокамерный, а перепад уровней воды достаточно большой, что и приводит к трудностям слежения за происходящим при минимальном уровне воды в камере. 10.3 Маркетинг Потребителями услуг шлюза, а значит и услуг радиолокационной станции, являются компании, юридические и частные лица владеющие речным транспортом.
Маркетинговые исследования в области представления услуг шлюза показывают, что количество потребителей данной услуги напрямую зависит от уровня безопасности при прохождении через шлюз. Можно сделать вывод, что обеспечение безопасного прохода речного транспорта через шлюз приводит к увеличению числа потребителей, а следовательно увеличению прибыли.
Подобная радиолокационная система помимо проектируемого назначения может использоваться и для других целей.
Например, для слежения за движением судов в морских и речных портах, для охраны территорий, для поиска объектов в условиях плохой видимости и тому подобное. То есть применение такой РЛС можно найти ни только для наблюдения за речным шлюзом, так же подобные станции могут быть востребованы охранными организациями, компаниями, занимающимися управлением движением, службами спасения и т. д. 10.4 Организационный план Шлюз принадлежит Республиканскому Казенному Восточно-Казахстанскому Предприятию Водных Путей (РКВКПВП), которое относится к Министерству Транспорта и Коммуникаций. Для реализации этого проекта заключается контракт на проектировку с Алматинским Институтом Энергетики и Связи, на изготовление блоков радиолокационной системы и ввод их в строй с Алматинским Строительно-Конструкторским Бюро (АСКБ). Заказчиком этого проекта является РКВКПВП. Финансирование осуществляется за счет средств Министерства транспорта и коммуникаций.
Стоимость реализации проекта включает в себя стоимость оборудования РЛС, стоимость кабельно-волноводного тракта, стоимость монтажных и настроечных работ.
Стоимость оборудования РЛС составляет: - - - Общая стоимость системы РЛС 1500 тыс. тг. без НДС, с учетом НДС 1740 тыс. тг.
Стоимость кабельно-волноводного тракта для всего проекта 66,3 тыс. тг. без НДС, с учетом НДС 77 тыс. тг.
Стоимость монтажных и настроечных работ для всего проекта 358,5 тыс. тг. без НДС, 416 тыс. тг. с учетом НДС. Общая стоимость ввода системы РЛС в работу 1925 тыс. тг. без НДС, с учетом НДС 2233 тыс. тг Срок разработки проекта две недели. Срок изготовления семь недель. На монтаж и настройку необходимо четыре недели Таким образом, общий срок реализации проекта три месяца.
Таблица 10.1– Состав исполнителей и их заработная плата
Должность | Срок работы, дней | Средняя зар. плата в день, тыс. тг. | Итого, тыс. тг. |
Руководитель | 10 | 0,9 | 9 |
Исполнитель разработчик | 14 | 0,6 | 8,4 |
Консультант по разделу ОТ | 5 | 0,6 | 3 |
Консультант по экономической части | 5 | 0,6 | 3 |
Консультант по спец. части | 10 | 0,6 | 6 |
Всего | 29,4 |
Наименование этапов | Исполнители | Количество дней |
Разработка | Исполнитель-разработчик | 14 |
Изготовление | АСКБ | 42 |
Монтаж оборудования | АСКБ | 25 |
Настройка системы | АСКБ | 10 |
Сдача в эксплуатацию | АИЭС и АСКБ | 3 |
Капитальные затраты на организацию кабельных соединений определяются по формуле: К кс =1.7К / к L кл (10.1) где К / к — стоимость одного метра кабеля; L кл — общая длина кабеля, м; коэффициент 1.7 учитывает затраты на монтаж и прокладку кабеля. Длина кабеля РЛС рассчитывается из расстояния от здания управления до шлюза (передача двух сигналов по отдельным проводам) равного 30 м. L кл = 2 30=60 м.
Стоимость одного метра кабеля 150 тенге/м. При выбранной конструкции получаем величину капитальных затрат на организацию кабельных сооружений: К кл = 1.7 150 60 = 15,3 тыс. тг. (без НДС). К кл = 17,8 тыс. тг (с НДС) Капитальные затраты на организацию волноводных соединений определяются по формуле: К вт =1.7К / в L вт (10.2) где К / в – стоимость одного метра волновода; L вт — общая длина волноводной линии, м; коэффициент 1.7 учитывает затраты на монтаж и прокладку волновода. Длина волновода РЛС рассчитывается из расстояние от здания управления до шлюза (два волновода: на прием и передачу) 30 м. L вт = 2 30=60 м.
Стоимость одного метра волновода 500 тенге/м. При выбранной конструкции получаем величину капитальных затрат на организацию волноводного тракта: К вт = 1.7 500 60 = 51 тыс. тенге (без НДС). К вт = 59,2 тыс.тг (с НДС) Капитальные затраты на прокладку кабельно-волноводного тракта составляют: К КиВ =К кл +К вт =15,3+51=66,3 тыс. тенге (без НДС) К КиВ =77 тыс. тг. (с НДС) Капитальные затраты на основное оборудование системы.
Наиболее дорогостоящей частью оборудования проектируемой РЛС является приемо-передающее оборудование, антенная система и система индикации и управления.
Капитальные затраты на установку и монтаж аппаратуры определяются количеством оборудования применяемых в данной РЛС. Предлагаемая конструкция РЛС требует установки: - одного блока приемо-передатчика, - антенная система (приемная и передающая антенны), - блок индикации и управления. Все радиооборудование имеет съемную блочную конструкцию, что позволяет комплектовать аппаратуру в различных сочетаниях, в зависимости от конфигурации сети и нужд ее пользователей.
Затраты на монтаж оборудования составят: Монтаж приемо-передающего оборудования: М пр.-пер. =2,5% С пр.-пер. =0,025 825 =21 тыс. тг.
Монтаж антенной системы: М ас =10% С ас =0,1 300= 30 тыс. тг.
Монтаж блока индикации и управления: М иу =10% С иу =0,1 375= 37,5 тыс. тг. Общие затраты на монтаж РЛС: М= М пр.-пер. + М ас + М иу =21+30+37,5=88,5 тыс. тг. (без НДС) М=103 тыс. тг. (с НДС) Затраты на настройку оборудования: Настройка приемо-передающего оборудования: Н пр.-пер. =15% С пр.-пер. =0,15 825=124 тыс. тг.
Настройка антенной системы: Н ас =30% Н ас =0,3 300= 90 тыс. тг.
Настройка блока индикации и управления: Н иу =15% Н иу =0,15 375= 56 тыс. тг. Общие затраты на настройку системы РЛС: Н= Н пр.-пер. + Н ас + Н иу. =124+90+56=270 тыс. тг. (без НДС) Н=313 тыс. тг. (с НДС). Таким образом, капитальные затраты на оборудование РЛС, его монтаж и настройку составляют: К а =С об +М+Н=1500+88,5+270=1858,5 тыс. тг. (без НДС) Итак, общие капитальные затраты на установку системы РЛС составляют: К=К КиВ +К а =66,3+1858,5=1925 тыс. тг. (без НДС) К = 2233 тыс. тг. (с НДС) Таблица 10.3 – Капитальные затраты
Статьи капитальных затрат. | Величина капитальных затрат без НДС (тыс. тг). | Величина капитальных затрат с НДС (тыс. тг). |
Затраты на проводку кабельных и волноводных соединений, К КиВ . | 66,3 | 77 |
Затраты на оборудование, его монтаж и настройку, К А . | 1858,5 | 2156 |
Общие капитальные затраты (тыс.тг): | 1925 | 2233 |
Затраты по труду.
Затраты по труду определяются по штатному расписанию, сюда включены все виды выплат. Штат персонала по эксплуатации и разработке радиооборудования и кабельно – волноводного тракта проектируемой РЛС приведен в таблице 10.4. Таблица 10.4 – Штатное расписание и заработная плата основного персонала
Должность | Количество человек | Размер заработной платы в месяц (тыс. тг) | Размер годовой заработной платы. (тыс. тг) |
Оператор РЛС | 3 | 12 | 144 |
Дежурный персонал | 1 | 12 | 144 |
Всего | 4 | 48 | 576 |
Расходы в год: Осн = 0,21 0,9 576= 109 тыс.тг.
Расходы на материалы, запасные части и текущий ремонт. Эти расходы определяются по установленным денежным нормативам на единицу оборудования (см. таблицу 10.5). Расходы на материалы: - содержание оборудования РЛС 2 % от стоимости оборудования. - содержание кабельно-волноводного тракта 2 % от стоимости.
Таблица 10.5 - Расходы на материалы и запасные части
Наименования статьи расходов | Денежный норматив (тыс. тенге) | Всего по РЛС в месяц, тыс. тг. | Всего по РЛС за год, тыс. тенге |
Содержание оборудования РЛС | 1% от 1500. | 15 | 180 |
Содержание кабельно-волноводного тракта | 1% от 66,3. | 0,67 | 8 |
Всего (тыс. тенге) | 15,67 | 188 |
Расходы на оплату производственной электроэнергии.
Затраты на электроэнергию рассчитываются исходя из графика работы РЛС. Потребляемая мощность системы складывается из мощностей отдельных частей: - - - Расходы на электроэнергию за 12 месяцев составят: 500 кВт 2,76 тенге 12 месяцев = 16,6 тыс. тенге. Малая величина расходов на электроэнергию объясняется маломощностью РЛС и её малым энергопотреблением.
Накладные расходы: Нр=(0,3 1,5) ФОТ Нр = 0,3 ФОТ = 0,3 576 =172,8 тыс. тг Общие эксплуатационные расходы приведены в таблице 10.6 Таблица 10.6 - Общие эксплуатационные расходы
Статья расходов | Величина в месяц (тыс. тг) | Величина за год (тыс.тенге) |
Затраты по труду | 48 | 576 |
Отчисления на социальный налог | 9,1 | 109 |
Материалы и запасные части | 15,67 | 188 |
Амортизация | 24,9 | 298,8 |
Расходы на электроэнергию | 1,38 | 16,6 |
Накладные расходы | 14,4 | 172,8 |
Всего: | 113,45 | 1361,4 |
Расходы на приобретение этого оборудования приведены в таблице 10.7 (стоимости оборудования взяты из прайс-листов фирмы производителя) Таблица 10.7 – Стоимость системы видео наблюдения
Оборудование | Количество, шт. | стоимость, тыс. тг. без НДС |
Видеокамера VNP-742 | 10 | 517 , 7 |
Монитор SSM-215CE | 1 | 67,7 |
Квадратор SVT-124P | 4 | 425,9 |
Видеомультиплексор YS-DX416 | 1 | 333,6 |
Видеомагнитофон PM-909 | 1 | 41,15 |
Пульт управления CBZ-230 | 1 | 62,17 |
Итого | 1448,2 |
Капитальные затраты на установку системы складываются из капитальных затрат на оборудование его монтаж и настройку.
Затраты на монтаж и настройку оборудования составляют 18 % от стоимости оборудования З мн =18%·С об = 0,18· 1448,2=260,7 тыс. тг. (без НДС) З мн =0,18· 1679,9=302,4 тыс. тг. (с НДС) Таким образом, общие капитальные затраты на оборудование видеонаблюдения, его монтаж и настройку составляют: К а =С об +З мн =1448,2+260,7=1709 тыс. тг. (без НДС) К = 1982 тыс. тг. (с НДС) Эксплуатационные расходы Эксплуатационные расходы на содержание и обслуживание оборудования видеонаблюдения определяется по формуле: Э = Т + З м + А + Э н + Нр + Осн, где Т — затраты по труду; З м — расходы на материалы, запасные части и текущий ремонт; А — амортизационные отчисления; Э н — расходы на оплату производственной электроэнергии; Нр – накладные расходы; Осн – основной социальный налог.
Затраты по труду.
Затраты по труду определяются по штатному расписанию, сюда включены все виды выплат. Штат персонала по эксплуатации системы видеонаблюдения приведен в таблице 10.4. Таблица 10.8 – Штатное расписание и заработная плата основного персонала
Должность | Количество человек | Размер заработной платы в месяц (тыс. тг) | Размер годовой заработной платы. (тыс. тг) |
Оператор РЛС | 3 | 12 | 144 |
Дежурный персонал | 1 | 12 | 144 |
Всего | 4 | 48 | 576 |
Расходы в год: Осн = 0,21 0,9 576= 109 тыс.тг.
Расходы на материалы, запасные части и текущий ремонт. Эти расходы определяются по установленным денежным нормативам на единицу оборудования.
Расходы на материалы и запасные части: - содержание оборудования системы видеонаблюдения 2 % от стоимости оборудования. Р м =2% · С об =0,02· 1448,2=29 тыс. тг.
Амортизационные отчисления. Они определяются на основе капитальных вложений и нормы амортизационных отчислений: А = a ст · К а где а ст — норма амортизации на оборудование, 15 % от суммы капитальных вложений, A = 0,15·1709=256,4 тыс. тг. . Расходы на оплату производственной электроэнергии.
Затраты на электроэнергию рассчитываются исходя из графика работы и потребляемой мощность всей системы видеонаблюдения.
Потребляемая мощность системы 950 Вт Потребляемая энергия системы составляет 684 кВт в месяц, тариф на электроэнергию составляет 2,76 тенге за 1 кВт.
Расходы на электроэнергию за 12 месяцев составят: 684 кВт 2,76 тенге 12 месяцев = 22,65 тыс. тенге.
Накладные расходы: Нр=(0,3 1,5) ФОТ Нр = 0,3 ФОТ = 0,3 576 =172,8 тыс. тг Общие эксплуатационные расходы приведены в таблице 10.6 Таблица 10.9 - Общие эксплуатационные расходы
Статья расходов | Величина в месяц (тыс. тг) | Величина за год (тыс.тенге) |
Затраты по труду | 48 | 576 |
Отчисления на социальный налог | 9,1 | 109 |
Материалы и запасные части | 29 | 348 |
Амортизация | 21,4 | 256,4 |
Расходы на электроэнергию | 1,89 | 22,65 |
Накладные расходы | 14,4 | 172,8 |
Всего: | 123,8 | 1484,9 |
Наименование | РЛС | Система видеонаблюдения |
Капитальные вложения, тыс. тг. | 1925 | 1709 |
Численность обслуж. персонала | 4 | 4 |
Эксплуатационные расходы, тыс. тг. | 1361,4 | 1484,9 |
Приведенные затраты, тыс. тг. | 1650,2 | 1726,3 |
Экономический эффект, тыс. тг. | 76,1 |
Радиолокационная станция имеет меньшее значение приведенных затрат, следовательно она выгоднее.
Экономический эффект составляет: Э эф =Пз(СВН)-Пз(РЛС)=76,1 тыс.тг.
Установка видео системы требует несколько меньших финансовых вложений и видео наблюдение дает больше информации о характере и местоположении цели, однако в условиях плохой видимости все её преимущества сводятся на нет. Кроме того, радиолокационная станция имеет меньшие эксплуатационные расходы за счет меньшего энергопотребления и меньших затрат на запчасти и материалы. Так же система видеонаблюдения является продуктом изготовления иностранной фирмы, что обуславливает дополнительные затраты на таможенные сборы.
Большое количество камер ведет к разветвленной сети соединительных кабелей, сложности восприятия отображаемой информации. С точки зрения эксплуатационных характеристик РЛС более удобна.
Преимуществами РЛС является её способность осуществлять наблюдение в условиях плохой видимости (темное время суток, неблагоприятные погодные условия); в качестве устройства индикации и управления используется персональный компьютер, что облегчает работу оператора, придает более наглядный и удобный вид отображаемой информации, обеспечивает согласование работы РЛС с системами управления шлюзовой камеры. К недостаткам использования радиолокационной станции относится её несколько более высокая стоимость, менее точное определение местоположения цели. Так же РЛС является источником излучения электромагнитных волн СВЧ, что требует более внимательного соблюдения техники безопасности. В целом же применение РЛС для обеспечения безопасности движения более эффективно и выгодно. 11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 11. 1 Разработка системы естественного освещения в помещении контроля и управления шлюзом Проектируемая система радиолокационного наблюдения за объектами в речном шлюзе будет располагаться в двух основных помещениях, в одном из которых будет размещена приемо-передающая аппаратура радиолокационной станции, а в другом устройства контроля, индикации и управления приемо-передающим блоком и прочие системы визуального наблюдения и управления непосредственно шлюзом.
Рациональное освещение помещений является одним из важнейших факторов предупреждения травматизма и профессиональных заболеваний.
Правильно организованное освещение создает благоприятные условия труда, повышает работоспособность и производительность труда.
Освещенность производственных, служебных и вспомогательных помещений регламентируется строительными нормами и правилами (СНиП) и отраслевыми нормами.
Освещение на рабочем месте должно быть таким, чтобы работающий мог без напряжения зрения выполнять свою работу.
Утомляемость органов зрения зависит от ряда причин — недостаточность освещенности, чрезмерная освещенность, неправильное направление света.
Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, преждевременной усталости и ослабляет внимание.
Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах.
Неправильное направление света на рабочее место может создавать резкие тени, блики и дезориентировать работающего. Это может привести к несчастному случаю или профзаболеваниям. В производственных помещениях применяются два вида освещения: естественное и искусственное.
Проведем анализ выполняемой работы с учетом зрительной нагрузки. В помещении приемо-передающей аппаратуры какие-либо постоянные работы проводиться не будут, так как основное управление и наблюдение за данной аппаратурой будет производиться из помещения контроля и управления. За исключением периодического технического обслуживания, которое заключается в поверхностном осмотре. Кроме того, данная аппаратура весьма чувствительна к условиям окружающей среды.
Точность её работы, да и вообще работоспособность, во многом зависит от температуры и влажности воздуха, т.е. в данном помещении необходим постоянный микроклимат, что подразумевает наличие устройств вентиляции, кондиционирования и подогрева воздуха. Таким образом, помещение приемо-передающей аппаратуры не нуждается в естественном освещении, только искусственное. Что же касается помещения управления, то, по СНиП II -4-79, выполняемые в нем работы и зрительные нагрузки можно причислить к разряду средней точности, то есть к разряду IV . Произведем расчет естественного освещения для помещения управления. Выбор параметров освещения рабочего места зависит от характера выполняемой работы.
Нормирование естественного освещения производится с помощью коэффициента естественной освещенности (КЕО), выраженного в процентах [3] : КЕО=Е В 100/Е Н , где Е В - освещенность точки внутри помещения, лк; Е Н - одновременная наружная освещенность горизонтальной поверхности рассеянным светом небосвода (без учета прямых солнечных лучей), лк.
Распределения КЕО внутри помещения не равномерно и зависит от расположения световых проемов.
Объект различения определяется наименьшим размером предмета (детали) или его части, которые нужно различать (узнать) в процессе производства. В зависимости от размеров объекта различения и расстояния предмета до глаз работающего все работы делятся на восемь разрядов точности. Что же касается проектируемой радиолокационной системы, то данную работу можно отнести к среднему разряду точности, т.е. четвертому разряду точности. Это означает что, наименьший линейный размер объекта различения – 0,5-1 мм.
Нормированное значение КЕО при боковом естественном освещении для IV разряд составляет 1,2%. Рассчитаем необходимую площадь световых проемов.
Расчет естественного освещения заключается в определении площади световых проемов. Под площадью световых проемов будет рассчитана площадь боковых проемов.
Исходные данные: - L =10 м., ширина B =5 м., высота H =3 м. - 0.7 м. - - 5 м. - IV световой пояс. - Нормированные значения КЕО приводятся для III пояса светового климата, для остальных поясов ( I , II , IV , V ) светового климата значения определяются по формуле е Н I , II , IV , V =е Н III m с где е Н III - значения КЕО для III пояса; m и c – коэффициенты светового климата. Так как усть-каменогорская ГЭС находится в IV световом поясе, то: е Н IV =е Н III m с Общую площадь окон определяем по формуле: Определим значение всех составляющих, пользуясь таблицами 1.1-1.9 [2] . S n =B L=10 5=50 м 2 . е Н IV =е Н III m с=1,2 0,9 0,8=0,86% Определяем h 0 из таблицы 1.3 [2] . Отношение длины к глубине (т.е. наиболее удаленной точки от окна) L:B = 1 0 : 5 = 2 . Отношение h 1 =0,3+1,5=1,8 м; B : h 1 =5 : 1,8=2,8 ; тогда h 0 =10,5. В качестве светового материала используем пустотелые стеклянные двойные открывающиеся блоки, вид несущих покрытий железобетонные фермы. Из таблицы 1.5 [2] примем значения: t 1 =0,5; t 2 =0,6; t 3 =0,9. t 0 = t 1 t 2 t 3 =0,5 0,6 0,9=0,2 7 . Средний коэффициент отражения в помещении r ср =0,5, принимаем одностороннее боковое освещение.
Определяем значение r 1 из таблицы 1.6 [2] . B : h 1 =5 : 1,8=2,8; l:B=3,5 : 5=0.7; тогда r 1 =1, 7 Так как вблизи не расположено других зданий, то K зд =1
Проектируемая радиолокационная станция работает на частоте 7,5 ГГц, мощность передатчика не превышает 125мВт.
Степень воздействия электромагнитных излучений на человека зависит от частоты, мощности, продолжительности действия, режима излучения (непрерывное или импульсное), а также индивидуальных особенностей человека.
Систематическое воздействие электромагнитных излучений, превышающих допустимые величины, может оказать неблагоприятные влияния на человека, которые выражаются в функциональных нарушениях нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем. При этом появляются повышенная утомляемость, головная боль, сонливость или нарушение сна, гипертония или гипотония и боли в области сердца, тормозятся рефлексы. При воздействии СВЧ излучений могут также наблюдаться изменения в крови, помутнение хрусталика глаз (катаракта), нервно-психические и трофические заболевания (выпадение волос, ломкость ногтей). Например, воздействие электрического поля низкой частоты приводит к нарушениям в деятельности нервной и сердечно - сосудистой системы, а также к изменениям в составе крови. При более высоких частотах воздействие электромагнитного поля проявляется в виде теплового эффекта, что повышает температуру тела и приводит к местному перегреву отдельных тканей и органов со слабой терморегуляцией.
Функциональные нарушения, вызванные биологическим воздействием электромагнитных полей (ЭМП), являются обратимыми, если прекратить воздействие, но способны накапливаться в организме.
Следует отметить, что такая обратимость функциональных сдвигов не является беспредельной и в значительной мере определяется как интенсивностью, длительностью воздействия излучения, так и индивидуальными особенностями организма.
Поэтому в диапазоне СВЧ для количественной оценки облучения ЭМП принята интенсивность облучения, выражаемая в величинах плотности потока энергии в пространстве данного участка.
Плотность потока энергии — энергия, проходящая в 1 с через 1 м 2 (1 см 2 ) поверхности (Вт/м 2 или мкВт/см 2 ). Предельно допустимые плотности потока энергии в диапазоне частот 300 МГц—300 ГГц и время пребывания на рабочих местах и в местах нахождения персонала, связанного профессионально с воздействием ЭМП, определяются по формуле [1] : ППЭ ==W/T, где ППЭ — предельно допустимая плотность потока энергии, мкВт/см 2 ; W —нормированное значение допустимой энергетической. нагрузки на организм, равное 2000 мкВт ч/см 2 для облучения от сканирующихся и вращающихся антенн, и 200 мкВт ч/см 2 -для всех других случаев; Т — время пребывания в зоне облучения в течение смены, ч. Во всех случаях ППЭ не должна превышать 1000 мкВт/см 2 (т.е при такой величине ППЭ человек может находиться в помещении не более 20 минут), а при температуре воздуха выше 28° С или при наличии рентгеновского излучения — 100 мкВт/см 2 . По ГОСТу величина ППЭ не должна превышать 10 мкВт/см 2 (для пребывания в зоне излучения полный рабочий день). На рабочем месте дежурного персонала ППЭ складываются из излучения антенны (дальняя зона) и излучения передатчика (ближняя зона). Рассчитаем ППЭ в дальней зоне, она определяется по следующей формуле [1] :
Основным методом борьбы с электромагнитным излучением на объекте выбираем метод защиты расстоянием. Для этого рассчитаем безопасное расстояние:
Возникновение пожара в здание или сооружение, особенности распространения огня в нем зависит от того, из каких материалов (конструкций) оно выполнено, каковы размеры здания и его расположение. По огнестойкости здание, где располагается объект дипломного проектирования, можно отнести к III степени, так как оно выполнено из несгораемых материалов, перекрытия и перегородки – из трудносгораемых, а совмещенные покрытия – из сгораемых материалов. По пожарной опасности производство относится к категории Д, так как оно не связано с обработкой сгораемых веществ или материалов в горячем состоянии. Пожар на проектируемом предприятии может возникнуть вследствие причин неэлектрического и электрического характера. К причинам неэлектрического характера относятся следующие: - - - - - К причинам электрического характера относятся: - - - - Ток короткого замыкания достигает больших значений, а сопровождающее тепловое и динамическое воздействие может вызвать разрушение электрооборудования, воспламенение изоляции и т. д.
Правильный выбор проводов (выбор сечения токоведущих жил, марки проводов и вида изоляции), аппаратуры и оборудования, а также профилактические осмотры, ремонты и испытания позволяют предупредить возникновение короткого замыкания. Для быстрого отключения оборудования при коротком замыкании служат плавкие предохранители и автоматические включатели. Во избежание перегрузки при проектировании электросетей необходимо правильно выбрать сечения проводников.
Недопустимо включать в сеть новые электроприемники без предварительного расчета тока нагрузки. Для защиты проводов от перегрузки применяют плавкие предохранители или аппараты с максимальной токовой защитой (тепловые, электромагнитные реле). Большое переходное сопротивление в местах соединений и ответвлений проводов, в контактах электромашин и аппаратов приводит к местному перегреву. Для уменьшения переходного сопротивления необходимы надежные соединения проводов (скрутка с последующей пайкой, сварка, механическая прессовка), защита контактов от окисления (нанесение антикоррозийных покрытий, герметизация), применение упругих контактов или специальных пружин.
Ответственным за соблюдение правил пожарной безопасности на предприятии является его руководитель, в цехах, подразделениях, службах – их руководители, назначаемые приказом по предприятию. К мерам пожарной профилактики, устраняющим причины пожаров, можно отнести: - - - - К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных норм при сооружении здания, устройстве отопления и вентиляции, выборе и монтаже электрооборудования, устройстве молниезащиты. Все токоведущие части, распределительные устройства, аппараты и измерительные приборы, предохранительные устройства, рубильники и другие пусковые аппараты монтируются на негорючих основаниях.
Металлические корпуса аппаратуры, а также металлические трубы, в которых проложена электропроводка, заземлены. На фидере антенны, подходящим к приемопередатчику, установлены грозовые разрядники.
Здание оснащено автоматической спринкерной системами пожаротушения, системой кондиционирования и вентиляции. На крыше установлена система молниезащиты. В помещениях установлены комбинированные тепловые и дымовые извещатели типа КИ-1. температура срабатывания этих извещателей 50-80 ° С. Расчетная площадь обслуживания 100м 2 . На случай возникновения пожара предусматривается возможность эвакуации людей.
Эвакуационные пути обеспечивают эвакуацию всех людей, находящихся в помещениях предприятия в течении необходимого времени.
Эксплуатационные мероприятия подразумевают правильную эксплуатацию рабочего оборудования и аппаратуры, правильное содержание зданий и территорий предприятия. К организационным мероприятиям относятся обучение производственного персонала противопожарным правилам и издание необходимых инструкций и плакатов. На предприятии один раз в полгода проводится обучение персонала правилам пожарной безопасности.
Разрабатываются и реализуются нормы и правила пожарной безопасности.
Режимными мероприятиями являются ограничение или запрещение и в пожароопасных местах применение открытого огня, курения, производства электрои газосварочных работ.
Территория объекта должна постоянно содержаться в чистоте, весь горючий мусор систематически должен удаляться на специально отведенные участки и по мере накопления вывозиться. Все дороги и подъезды к зданиям, сооружениям и источникам воды необходимо очищать от завалов, содержать в исправности и освещать в ночное время.
Курение допускается только в специально отведенных местах или комнатах, обозначаемых соответствующими надписями и обеспеченных урнами с водой.
Коридоры, проходы, основные и запасные выходы, тамбуры, лестничные клетки должны постоянно содержаться в исправном состоянии, ничем не загромождаться, а в ночное время иметь освещение. По зданию в общедоступных местах (коридорах, помещениях, лестничных клетках) размещены ручные огнетушители типа ОХП-10. В помещении управления и контроля, а так же в комнате приемо-передающей аппаратуры находятся четыре огнетушителя типа ОУБ-7, так как углекислотно-бромэтиловый огнетушитель пригоден для тушения находящейся под напряжением аппаратуры, поскольку бромистый этил не проводит электрический ток. Все приведенные меры пожарной профилактики должны существенно снизить вероятность возникновения пожаров на данном объекте. ЗАКЛЮЧЕНИЕ С целью обеспечения безопасности движения речного транспорта в камере шлюза Усть-Каменогорской гидроэлектростанции в данном дипломном проекте была разработана радиолокационная станция обнаружения надводных целей, она гораздо эффективнее, чем, например система видео наблюдения. Были рассчитаны основные тактико-технические характеристики радиолокационной станции и разработана её структурная схема. Так же произведены расчеты электрических режимов работы оконечного и предоконечного каскадов усилительного тракта и кварцевого автогенератора.
оценка станков цена в Курске