VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

ВВЕДЕНИЕ

Все больше предприятий, в настоящее время, стремятся решить проблему организации управления данными, которая обеспечила бы наиболее эффективную работу. В большинстве случаев, организации, предпочитают компьютеризированные способы – позволяющие систематизировать, структурировать и вычислять большие объемы данных.

Для реализации функциональных задач в любой предметной области необходимо использование автоматизированных рабочих мест на базе профессиональных персональных компьютеров. Для каждой предметной области необходимо предусматривать АРМ, соответствующие их назначению. Принципы создания любых АРМ должны быть общими: системность, гибкость, устойчивость, эффективность.

Теплотехнический отдел ОАО ХК «Якутуголь» не имеет у себя в наличии специализированных программ, в связи с чем, скорость расчетов и трудоемкость проектирования систем вентиляций, отопления и теплоснабжения очень высока.

В обязанности теплотехников, входит большой перечень работ, в связи с этим, нет универсальных автоматизированных рабочих мест для них, как и нет программ подходящих для всех вычислений и работ. Каждая организация, для экономии, своими силами старается создавать программы для своих сотрудников, для увеличения качества их работ.

Актуальность данной работы очень велика. Во первых, предприятие не имеет ни одной программы для проведения необходимых расчетов и проектирования. Так же как и все автоматизированные рабочие места, место для теплотехника способствует снижению трудоемкости, сокращение временных затрат на произведение необходимых вычислений, ускоряет этапы проектирования вентиляционных систем. Уменьшает случаи ошибок.

Исходя из этого – целью данной работы является разработка приложения автоматизирующего рабочее место теплотехника для ОАО ХК «Якутуголь».

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

- выявление недостатков и проблем возникающих в расчетах производимых отделом;

- определить необходимые функции программного продукта;

- разработать и внедрить автоматизированное рабочее место.

Объектом работы является теплотехнический отдел. Предметом исследования является программное обеспечение для автоматизированного рабочего места теплотехника.

В первой главе рассмотрена предметная область и специфика внутренних процессов теплотехнического участка, а также проведен анализ существующих программных продуктов в теплотехнической сфере.

Во второй главе рассмотрены требования к составлению технического задания, стандарты написания и его структура и сам технический отчет.

В третьей главе описаны средства реализации информационной системы, структура модулей программы и рассмотрены основные её функции.

Проект реализован с помощью среды разработки «С#». Выбор обусловлен наибольшей адаптированностью программ к условиям реализации, гибкостью, а также тем, что данная программа была предоставлена предприятием.

1. ОПИСАНИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ

Холдинговая компания ОАО «Якутуголь» является одной из немногочисленных в России компаний-производителей твердых коксующихся углей. Добывает очень высокого качества уголь марки «К9». Потребителей, компания, находит на внешнем и внутреннем рынках. В Японии, Китае и Корее очень много покупателей концентрата коксующегося угля, который производят в «Якутугле».

В состав холдинговой компании входят 3 предприятия: разрез «Нерюнгринский», шахта «Джебарики-Хая» и разрез «Кангаласский». ХК «Якутуголь» является одной из самых крупных российских угледобывающих компаний.

Компанией были привлечены зарубежные инвестиции для проведения технического переоснащения. Приобретены 2 экскаватора с 36-ти кубовой емкостью ковша, а также двадцать пять большегрузных автомобилей и много другого оборудования.

Разрез "Нерюнгринский" имеет запас угля около 200 млн. т.

В организации присутствует участок СМНУ (строительное монтажно-наладочное управление) которое обеспечивает надежность и устойчивое состояние высокой работоспособности предприятия в целом.

Однако автоматизировать все области участка, практически невозможно, да и несет колоссальные и финансовые и временные затраты. В связи, с чем объектом исследования был выбран теплотехнический участок – СМНУ-3.

1.1.Теплотехнический отдел

Теплотехника - общетехническая дисциплина, изучающая методы получения, преобразования, передачи и использования теплоты, а также принцип действия и конструктивные особенности тепло- и парогенераторов тепловых машин, агрегатов и устройств. Теоретическими разделами теплотехники, в которых исследуются законы превращения и свойства тепловой энергии, а также процессы распространения теплоты являются техническая термодинамика и теория теплообмена. В развитии теплотехники и её теоретических основ большая заслуга принадлежит российским учёным. Д. И. Менделеев провёл фундаментальные работы по общей теории теплоёмкостей и установил существование для каждого вещества критической температуры. М. В. Ломоносов создал основы молекулярно-кинетической теории вещества и установил взаимосвязь между тепловой и механической энергией. [Лариков, 2008 ]

Как можно понять из определения, отдел занимается проектированием, проверкой, установкой и настройкой отопительных и вентиляционных систем, а так же обеспечивает поддержание их на требуемом уровне.

Вентиляция - это замена воздуха, который уже «отработал» на свежий, наружный. При необходимости, или затруднении замены воздуха, над ним проводят определенные действия, такие как осушение или увлажнение, кондиционирование, изменение температуры (подогрев или охлаждение), применяется ионизационный способ и фильтрация. Вентиляция обеспечивает соблюдение СНиПов, и регулируется соответственно ими же.

Все процессы очень трудоемкие, сотрудниками проводится большое количество расчетов, строится большое количество схем, планов и диаграмм.

Заявка на выполнение поступает начальнику участка, он ее передает инженеру, который должен распределить обязанности между наладчиками, что бы уложиться в срок.

Далее, если это уже установленная система, проводятся многократные замеры производительности, определяется кратность, расчеты площади, определяется количество выделенного и необходимого, недостающего параметра, производится расчет калориферной установки, максимального тока потребляемого калорифером, замеры сравниваются с проектом, и определяется коэффициент невязки. Делаются определенные проектные решения. Все результаты компонуются опять инженером, и отдаются начальнику, который передает отчет заказчику, будь то другой отдел, подразделение или сторонняя организация.

Все действия производятся в соответствии с нормами технологического процесса и с соблюдением должностной инструкции.

1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА РАЗРАБОКУ АРМ

2.1. Основные требование и стандарты составления технического задания

Целью разработки информационной системы любого уровня сложности является создание высококачественной системы, отвечающей потребностям заказчика, т.е. конкретной организации и ее подразделений. Создаваемые ИС представляют из себя сложные комплексы с многоуровневой иерархией и заметной динамикой в развитии, имеющие тенденцию к росту и интеграции как с другими аналогичными системами, так и с глобальными ИС. Исходя из этого, необходимым представляется требование о достаточно жестком управлении процессом разработки. Более того, сама разработка должна подчиняться строгой дисциплине, включать стандартные процедуры и завершаться подготовкой нормативных документов.

Техническое задание (ТЗ) позволяет регламентировать процесс разработки программного обеспечения, определить требования к проекту и четко разделить зоны и меры ответственности между сторонами.

Техническое заданиеустанавливает основное назначение разрабатываемого объекта, его технические и тактико-технические характеристики, показатели качества и технико-экономические требования, предписание по выполнению необходимых стадий создания документации (конструкторской, технологической, программной и т. д.) и её состав, а также специальные требования.

• исходные данные и требуемые результаты, которые определяют функции программы или системы;

• среда функционирования (программная и аппаратная) - может быть задана, а может выбираться для обеспечения параметров, указанных в техническом задании;

2.2. Краткое техническое задание

1.1. Полное наименование системы

Полное наименование: Калькулятор расчета системы вентиляции.

1.2. Основания для проведения работ

Работа выполняется на основании договора б/н от 01.12.2014 г. между ОАО ХК “Якутуголь” и Бондаренко Александром Васильевичем.

1.3. Наименование организаций – Заказчика и Разработчика

1.3.1. Заказчик

Заказчик: ОАО ХК “Якутуголь” Адрес фактический: 678960, Республика Саха (Якутия), г. Нерюнгри, ул.Разрезовская, 15

Телефон / Факс: 8(41147) 9-11-72

1.3.2. Разработчик

Разработчик: Бондаренко Александр Васильевич.

Адрес фактический: 678960, Республика Саха (Якутия), г. Нерюнгри,

ул. Дружбы Народов 19

Телефон / Факс: 8(924) 17-88-497.

Календарный план Проекта.

01.12.2014 г. – 04.12.2014 г. Исследование предметной области. Подготовка теоретического материала. Анализ требований к программе.

05.12.2014 г. Создание алгоритмов. Проектирование архитектуры программы.

06.12.2014 г. – 07.12.2014 г. Написание кода программы.

08.12.2014 г. – 09.12.2014 г. Отладка программы, исправление найденных ошибок.

09.12.2014 г. Написание документации (отчета).

10.12.2014 г. – 10.01.2015 г. Испытания и Отладка программы на территории Заказчика, исправление найденных ошибок. Ввод в эксплуатацию.

2.1. Назначение системы

Калькулятор предназначен для автоматизации рабочего места теплотехника на предприятии Заказчика.

В рамках проекта автоматизируются следующие виды деятельности:

• проектирования и расчета систем вентиляции;

• хранение результатов расчета.

2.2. Цели создания системы

Калькулятор создается с целью:

• ускорения процесса расчетов;

• уменьшения вероятности появления ошибок в расчетах;

• уменьшение нагрузки в объеме работ теплотехника;

• реализации возможности печати и хранения расчетов в электронном виде.

4.1. Требования к численности персонала

В состав персонала, необходимого для обеспечения эксплуатации Калькулятора в рамках соответствующих подразделений Заказчика, необходимо выделение следующих ответственных лиц:

• теплотехник (3);

• системный администратор (1).

Данные лица должны выполнять следующие функциональные обязанности.

• Теплотехник - ввод данных, получение отчета, сохранение отчета.

• Системный администратор - обеспечение поддержки пользователей, поддерживание работы Системы.

1. РЕАЛИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НА ПРЕДПРИЯТИИ

3.1. Описание работы информационной системы

Информационная система предназначена для автоматизации рабочего места теплотехника при проектировании и расчете систем вентиляции производственных помещений.

Данная программа позволяет произвести:

• расчет производительности системы вентиляции помещения по количеству людей;

• расчет производительности системы вентиляции помещения по кратности воздухообмена;

• расчет общей производительности системы вентиляции;

• расчет площади воздуховода;

• расчет диаметра воздуховода;

• расчет сопротивления воздухопроводной сети;

• расчет мощности калорифера;

• расчет максимального тока, потребляемого калорифером.

После запуска программы появляется окно с тремя вкладками:

1. Параметры воздухообмена.

2. Расчет производительности по помещениям.

3. Расчет общей производительности и сопротивления сети. Расчет калорифера.

Рассмотрим основную форму программы (рис. 4).

Рис. 4. Интерфейс пользователя

Вкладка 1. Параметры воздухообмена.

Данные вводимые в поля этой вкладки являются основой для последующих расчетов. Все поля при запуске программы пустые, их заполнение осуществляет вручную, либо выбором из предустановленных значений. Так, тип воздуховода, можно выбрать из трех предложенных вариантов, а длину воздуховода и количество поворотов нужно ввести вручную, тогда как, скорость воздуха вводится вручную, либо выбором из выпадающего списка (рис. 5).

Рис. 5. Выпадающий список

Заполнение параметров магистрального воздуховода является обязательным, без них не производится дальнейший расчет. Заполнять поля для ответвления от магистрального воздуховода пользователь может на своё усмотрение, по необходимости.

Вкладка 2. Расчет производительности по помещениям (рис. 6).

После выбора количества помещений (от 1 до 4) нужно заполнить параметры для каждого из выбранных помещений. По умолчанию выбрано одно помещение (№1). Расчет производительности (по людям и по кратности) будет произведен автоматически. Пользователь в любой момент может изменить значение любого поля и сразу же увидит результат перерасчета. Расчет производится отдельно для каждого помещения.

Рис. 6. Вкладка 2

Данная вкладка предназначена для расчета производительности системы:

• по людям;

• по кратности.

Так же результатом расчета во вкладке 2 является площадь сечения проектируемого воздуховода в см2 и эквивалентный диаметр воздуховода в мм. При заполнении параметров для помещения/ий результирующая производительность используется для последующих расчетов во вкладке 3.

При запуске приложения и вводе параметров внизу вкладки 1 и 2 в качестве информирования пользователя система пишет “Ожидание ввода параметров”. После заполнения параметров, происходит автоматический расчет производительности и система меняет сообщение на “Готово”.

Вкладка 3. Расчет общей производительности и сопротивления сети. Расчет калорифера (рис. 7).

Рис.7. Вкладка 3

Общая производительность системы, площадь сечения магистрального воздуховода и эквивалентный диаметр вычисляются автоматически в зависимости от параметров, введенных во вкладках 1 и 2.

Расчет мощности калорифера в кВт и максимальный ток, потребляемый калорифером, производится после заполнения полей:

• производительность системы вентиляции (вручную, либо используя предыдущие расчеты (поставить галку возле соответствующего пункта));

• температура наружного воздуха (по Цельсию);

• температура приточного воздуха (по Цельсию);

и выборе напряжения сети.

При необходимости осуществить новый расчет с другими параметрами пользователь может нажать кнопку Сброс и все поля вкладок очистятся. Если в ходе заполнения полей и расчетов по вкладкам нужно изменить какие-то данные, то это можно сделать в любой момент, перейдя на соответствующую вкладку, при этом перерасчет произойдёт автоматически.

Для просмотра данных и расчетов со всех вкладок можно воспользоваться кнопкой Показать Отчет (рис. 8).

Рис.8. Просмотр отчета

Пока пользователь не введёт параметры, а система не выполнит расчеты, кнопка Показать Отчет неактивна.

При необходимости можно сохранить отчет в формате .rtf, либо .txt, воспользовавшись кнопкой Сохранить (рис. 9).

Рис.9. Сохранение отчета

Для дальнейшего форматирования или распечатки отчета используются стандартные средства Microsoft Office. Для этого нужно закрыть отчет в приложении и открыть сохраненный файл отчета в формате .rtf, либо .txt. И работать с ним как с обычным документом Word.

Свернуть/Развернуть/Закрыть приложение можно с помощью кнопок, показанных на рисунке 10.

Рис.10. Кнопки Свернуть/Развернуть/Закрыть

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате выполнения данной дипломной работы цель была достигнута, поставленные задачи решены. Было разработано приложение, которое позволит автоматизировать рабочее место теплотехника на предприятии ОАО ХК «Якутуголь».

Данная информационная система была написана с помощью языка программирования С# и среды разработки «Microsoft Visual Studio».

Автоматизированное рабочее место позволяет решить следующие задачи:

• автоматизация процессов проектирования и расчета систем вентиляции производственных помещений

• выявление недостатков и проблем, возникающих при расчетах;

• сохранение произведенных расчетов, результатов в электронном

виде; расчет производительности системы вентиляции помещения

по количеству людей;

• расчет производительности системы вентиляции помещения по кратности воздухообмена;

• расчет общей производительности системы вентиляции;

• расчет площади воздуховода;

• расчет диаметра воздуховода;

• расчет сопротивления воздухопроводной сети;

• расчет мощности калорифера;

• расчет максимального тока, потребляемого калорифером;

• организация быстрого поиска и подбора проектного решения;

• осуществление изменений и ввод новых данных;

• генерация отчетов по проделанной работе.

Данный программный продукт позволил автоматизировать работу предприятия в теплотехническом отделе. Программа реализована под специфику данного предприятия, но реализация и настройка под другое предприятие возможна. Внедрение в дальнейшем необходимых компонентов, отчетов, модулей реализуется по необходимости.

В будущем планируется усовершенствовать наработанную систему и заниматься ее поддержкой.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

Вьейра Р. – «Программирование». - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2004 г. - 808 с.

Джон Скит C# для профессионалов: тонкости программирования, 3-е издание, новый перевод = C# in Depth, 3rd ed.. — М.: «Вильямс», 2014. — 608 с.

Дрейер Мартин. С# для школьников, 126 стр., 2009.

Забудский Е.И. Учебно-методический комплекс дисциплины «Объектно-ориентированный анализ и программирование». М.: Кафедра АПС ГУ-ВШЭ, 2008. Web-ресурс – http://new.hse.ru/C7/C17/zabudskiy-e-i/default.aspx

Кристиан Нейгел и др. C# 5.0 и платформа .NET 4.5 для профессионалов = Professional C# 5.0 and .NET 4.5. — М.: «Диалектика», 2013. — 1440 с

Капустин М. Я., Нюберг А. Г., Тимонов В. Е., Вентиляция зданий // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Лариков Н. Н. Теплотехника М.: Стройиздат 1985

Нейгель, Ивьен, Глинн, Уотсон, Скиннер. С# 2008 и платформа .NET3.5 для профессионалов. 1392 стр., 2009.

Рубанцев Валерий. Как решать головоломные задачи на компьютере на языке C#, 2013.

Савельев Н. Ф., Электрическая вентиляция // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: В 86 томах (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Троелсен Эндрю. Язык программирования C# 2010 и платформа .NET 4.0 (5-е издание + исходники), 2011.

Уоткинз Д., Хаммонд М, Эйбрамз Б. Программирование на платформе .NET.: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2003.

Уотсон Карли и дрю С# 2008 Базовый курс, 1211 стр., 2009.

Фараонов В.А. – «Программирование на языке высокого уровня.» - СПб.: Питер, 2006 год. - 640 с.

Эндрю Троелсен Язык программирования C# 5.0 и платформа .NET 4.5, 6-е издание.

Код для цитирования: Скопировать