Комплексная автоматизация процесса производства алюминиевых профилей

6.3 Сетевой график производства монтажных работ

В связи с возникновением многих сложных взаимосвязанных работ, требующих для выполнения решения многих технических и организационных вопросов, пользуются сетевой моделью в виде графика, состоящего из стрелок и кружков. Такой график представляет собой сетевую модель с рассчитанными временными параметрами (рисунок 6.1). В основе ее лежат два понятия:

- работа ? это производственный процесс, требующий затрат времени и материалов, приводящий к достижению определенных результатов;

- событие ? это факт окончания одной или нескольких работ, достаточный для начала следующих работ.

Рисунок 6.1 ? Сетевой график монтажных работ

Начальное событие определяет начало данной работы и является конечным для предшествующей работы. Конечное событие определяет окончание данной работы и является началом для последующих работ. Путь ? непрерывная последовательность работ в сетевом графике.

Сетевой график представляет собой графическую модель процесса производства монтажных работ на объекте автоматизации, в целом по монтажному управлению и отражает технологическую взаимосвязь между работами.

Элементами построения сетевого графика монтажных работ являются кружки, обозначающие события, и стрелки, означающие работу.

Расчет сетевого графика заключается в определении раннего и позднего сроков начала и окончания работ, критического пути и работ, лежащих на нем, резервов времени, календарных дат.

Общее время выполнения работ, лежащих на “критическом пути” определяет полную продолжительность строительно-монтажных работ. Уменьшив продолжительность работ, лежащих на “критическом пути”, можно сократить сроки монтажа и ускорить ввод объекта в эксплуатацию.

Щиты и пульты устанавливают в помещениях, предусмотренных проектом по типовым технологическим картам или ППР, составленным в соответствии со СНиП 3.05.07-85 и техническими инструкциями на монтаж приборов и средств автоматизации.

Перед монтажом блочных щитов и пультов в диспетчерских (операторских) щитовых помещениях надо предварительно установить опорные конструкции-основания под щиты и закладные детали для их крепления. Если этого не сделать, то заготовленные и собранные в блоки щиты не будут стыковаться с опорными конструкциями.

Монтаж щитов следует вести в определенной технологической последовательности. Например, сначала собирают из многосекционных блоков центральный щит и закрепляют его на основании. Затем устанавливают основные за щитовые рамные конструкции, релейные щиты, щиты электропитания, централизованный узел питания приборов сжатым воздухом, вспомогательные щиты и стативы.

После установки основных щитов и конструкций для прокладки межщитовых трасс делают контрольные промеры, результаты которых сверяют с рабочими чертежами или эскизами, переданными на заготовительный участок для их изготовления. При наличии отклонения вносят соответствующие коррективы. Если отклонений не обнаружено, приступают к сборке межщитовых защитных конструкций и трасс.

Сборку межщитовых проводок нужно начинать с входного разветвительного или соединительного ящика, бронеплиты, а также коллекторов, располагаемых непосредственно над щитами или конструкциями. Затем собирают соединительные короба или защитные трубы между щитами. Использование унифицированных деталей и секций значительно облегчает монтаж межщитовых защитных трасс. После полной сборки, выверки и крепления всех защитных конструкций межщитовых трасс укладывают жгуты проводов.

Шкафные и панельные щиты, а также отдельно стоящие и приставные пульты можно устанавливать на различных конструкциях. Шкафные малогабаритные и панельные щиты монтируют на кронштейнах, заделываемых в стену, на подставках или каркасах, закрепляемых на полу. Крепление щитов к закладным конструкциям может быть неразъемным. Соединение панелей между собой должно быть разъемным. При вибрации, нарушающей работу приборов, щиты и пульты необходимо оснащать амортизаторами и устанавливать. На отдельных основаниях.

На щитах и пультах, устанавливаемых во взрыво - или пожароопасных помещениях, можно монтировать приборы, а также органы управления и сигнализации, исполнение которых отвечает требованиям ПУЭ и Правил изготовления взрывозащищенного электрооборудования. Без ограничений в этих помещениях можно устанавливать щиты и пульты с приборами и органами управления без электрического питания (механические приборы, пневматические контрольные и регулирующие приборы, аппаратуру дистанционного управления). Щиты и пульты, на которых монтируют аппаратуру с электрическим питанием, не отвечающую упомянутым правилам, надо располагать вне указанных помещений по месту. Данную аппаратуру размещают в отдельных щитовых или соседних невзрывоопасных помещениях. При этом трубные и электрические линии связи между щитом и оборудованием, установленным во взрывоопасном помещении, нужно выполнять в полном соответствия с требованиями ПУЭ, которым должны отвечать также первичные приборы и исполнительные органы, расположенные в этом помещении.

До начала монтажа щитов и пультов на строительстве должны быть произведены все подготовительные работы, проложены постоянные или временные сети, подводящие к месту монтажа электрическую энергию. С устройством для подключения, устроены каналы и их перекрытия, борозды и ниши для электрических и трубных проводок, подходящих к пультам; сооружены фундаменты и установлены закладные детали под пульты, выполнены чистые полы; закончена отделка помещении; и в необходимых местах установлены леса и подмости. Все вспомогательные работы, связанные с ударами, вибрацией и огневыми операциями надо закончить до начала монтажа щитов и пультов.

Сетевая подводка и линии управления исполнительными органами, блокировкой и отключением исполнительных органов вентиляторов выполняются согласно приложенной коммутационной схеме. Достаточно сечение проводов 1,5 мм² Сu.

Особое внимание следует обращать на качественное заземление установки. При необходимости следует уложить отдельный заземляюший провод до безупречной точки заземления. В случае использования токоведущего сетевого нулевого провода для заземления могут возникнуть помехи в измерительных цепях.

6.4 Мероприятия по диагностике систем управления

Диагностика систем автоматизации является необходимой частью любого процесса. В последнее время производители средств автоматизации уделяют данной проблеме огромное значение. Для разрешения проблемы диагностики на уровне сетей в микропроцессорной технике разработана следующая методика. Прежде, чем подать запрос на получение информационного сигнала центральное устройство (ЦУ) “запускает” в сеть контрольный бит информации по всей системе. Таким образом проверяется работоспособность всей системы. Данный метод наиболее удобен при использовании связи по Ethernet и ей подобных сетях.

Для обнаружения неполадок в коммуникационных линиях и определения неисправных линий замеряются характеристики всех линий (сопротивление, емкость между проводами, напряжение, сила тока в линии), эти характеристики заносятся в устройство слежения (которым может быть промышленный компьютер или контроллер), которое будет сравнивать их с текущими параметрами линии, определяя таким образом неполадки.

При необходимости диагностики трубопроводов в современной промышленности так же используется электрический сигнал. В трубопроводе укладываются провода, и замеряется емкость между ними. При возникновении разрывов или образовании различных наростов в трубопроводе эта емкость изменяется. Ее изменение регистрируется и определяется неисправная линия. При этом необходимо учитывать возможное изменение вышеизложенных величин при регулировании, поэтому в следящие устройства обязательно нужно подавать информацию о появлении и величине управляющего воздействия. Имеющиеся на сегодняшний день достаточно мощные вычислительные машины в состоянии обеспечивать такие функции, а соответственно и выполнять диагностику системы автоматизации на необходимом уровне.

Диагностическая диаграмма процесса прессования представлена на рисунке 6.2.



Рис. 6.2 ? Блок-схема управления процессом прессования

На рисунке. 6.3 показана блок-схема контроля матрицы. Поскольку процесс прессования характеризуется многими параметрами, необходимо выдерживать близкую взаимосвязь между режимом прессования, в расчете на который была спроектирована матрица, режимом опрессовки и режимами, при которых будет эксплуатироваться матрица. Кроме того, может быть выполнен ряд экспериментов с учетом контрольного листа процесса прессования для определения наиболее приемлемых параметров процесса с точки зрения производительности и качества профилей для конкретного сплава и матрицы.

Правка растяжением и порезка играют важную роль в получении профиля с требуемой геометрией при максимальном выходе годного. Изменение величины удлинения при правке позволяет менять форму и размеры поперечного сечения профиля, хотя и в ограниченном диапазоне.

Рис. 6.3 ? Блок-схема контроля матрицы

7. Энерго- и ресурсосбережение

7.1 Основные направления политики энергосбережения в Республике Беларусь

Нормативно-правовая база энергосбережения является одним из основных механизмов повышения эффективности использования ТЭР, и в Республики Беларусь она создана. В её основе лежит Закон Республики Беларусь "Об энергосбережении". В развитие его правительством и другими республиканскими органами управления принято более 35 нормативно- технических документов, регулирующих деятельность юридических и физических лиц по эффективному использованию ТЭР и другим вопросам, связанным с реализацией государственной энергосберегающей политики. Кодексом Республики Беларусь об административных правонарушениях предусмотрена административная ответственность за нерациональное использование ТЭР.

Принятым в 1998 г. Законом Республики Беларусь «Об энергосбережении» (15 июля 1998 г. № 190-3) регулируются отношения, возникающие в процессе деятельности юридических и физических лиц в сфере энергосбережения в целях повышения эффективности использования ТЭР, и установлены правовые основы этих отношений. В нём подчёркнуто, что энергосбережение является приоритетом государственной политики в решении энергетической проблемы в Республике Беларусь, и установлено, что объектами отношений в сфере энергосбережения являются физические и юридические лица (пользователи и производители ТЭР) осуществляющие следующие виды деятельности:

-- добычу, переработку, производство, транспортировку, хранение, использование и утилизацию всех видов ТЭР;

-- производство и поставку энергогенерирующих и энергопотребляющих оборудования, машин, механизмов и материалов, а также приборов учёта, контроля, регулирования расходов ТЭР.

-- проведение научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ (НИОКР), экспертных, специализированных, монтажных, наладочных, ремонтных, энергосберегающих и других видов работ, связанных с повышением эффективности использования и экономии ТЭР;

-- реализацию мероприятий, связанных с развитием и применением нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, использование возобновляемых энергетических ресурсов;

-- информационное обеспечение юридических и физических лиц, подготовка кадров для сферы энергосбережения;

-- разработку и внедрение эффективных систем управления энергосбережением и средств контроля за эффективным использованием ТЭР.

Законом определены основные принципы государственного управлении в сфере энергосбережения:

-- осуществление государственного надзора за рациональным использованием ТЭР;

-- разработка государственных и межгосударственных научно-технических, республиканских, отраслевых и региональных программ энергосбережения и их финансирование;

-- приведение нормативных документов в соответствии с требованием снижения энергоёмкости материального производства, сферы услуг и быта;

-- создание системы финансово-экономических механизмов, обеспечивающих экономическую заинтересованность производителей и пользователей в эффективном использовании ТЭР, вовлечение в топливно-энергетический баланс нетрадиционных и возобновляемых источников энергии, а также в инвестировании средств в энергосберегающие мероприятия;

-- повышение уровня самообеспечения республики местными ТЭР;

-- осуществление государственной экспертизы энергетической эффективности проектных решений;

-- создание и широкое распространение экологически чистых и безопасных энергетических технологий, обеспечение безопасного для населения состояния окружающей среды в процессе использования ТЭР;

-- реализация демонстрационных проектов высокой энергетической эффективности;

-- информационное обеспечение деятельности по энергосбережению и пропаганда передового отечественного и зарубежного опыта в этой области;

-- обучение производственного персонала и населения методам экономии топлива и энергии;

-- создание других экономических, информационных, организационных условий для реализации принципов энергосбережения.

Законом определено также, что необходимо обеспечить установление технически и экономически обоснованных прогрессивных норм расхода топлива, которые должны в обязательном порядке включатся в технологические регламенты, технические паспорта, ремонтные карты, технологические инструкции по эксплуатации всех видов энергопотребляющей продукции. Национальная система стандартизации, сертификации обеспечивает контроль за соответствием продукции, работ, услуг, а также ТЭР требованиям эффективного энергопотребления. Кроме того, предусмотрено проведение государственной экспертизы энергетической эффективности проектных решений для определения их соответствия требованиям нормативной документации.

В целях оценки эффективности использования ТЭР и обеспечения их экономии предусмотрено проведение энергетических обследований субъектов хозяйствования, расположенных на территории Республики Беларусь, и введена система нормирования расхода топлива и энергии.

Законом определены источники финансирования мероприятий по энергосбережению. Ими являются средства:

-- республиканского и местного бюджетов;

-- республиканского фонда энергосбережения;

-- юридических и физических лиц, направленных на цели энергосбережения;

-- инновационного фонда концерна «Белэнерго»;

-- инновационных фондов министерств и ведомств, а также:

-- льготные кредиты;

-- инвестиции по линии Всемирного банка;

-- другие источники.

Для производителей и пользователей топливно-энергетических ресурсов предусмотрена система получения льготных кредитов для проведения энергосберегающих мероприятий, определён порядок образования и использования фондов «Ресурсо- и энергосбережение» субъектами хозяйствования.

7.2 Энергосбережение на промышленных предприятиях

Эффективное решение задач по экономии электрической энергии на промышленных предприятиях обеспечивается в увязке с технологией производства [11]. В основу этих мероприятий закладываются следующие принципы:

-- оптимальный энергетический режим с максимальной производительностью технологического оборудования с минимальными удельными расходами энергии;

-- изменение технологии производства с полным или частичным сокращением энергоемких переделов или процессов.

Ниже приведены мероприятия, обеспечивающие экономию электроэнергии на промышленных предприятиях.

-- Сети внешнего и внутреннего энергоснабжения:

а) перевод внутренних и внешних сетей на повышенное напряжение и реконструкция сетей.

-- Трансформаторы:

а) установление экономичных режимов работы трансформаторов, с определением числа одновременно включенных, обеспечивающих минимум потерь электроэнергии в этих трансформаторах;

б) размещение цеховых трансформаторов в зоне центра электрических нагрузок.

-- Электродвигатели:

а) снижение удельных расходов электроэнергии за счет увеличения средней нагрузки рабочих машин;

б) сокращение холостого хода и применение ограничителей холостого хода рабочих машин;

в) замена незагруженных электродвигателей, электродвигателями меньшей мощности (замена целесообразна, если средняя нагрузка электродвигателя составляет менее 45% номинальной мощности).

-- Промышленные электропечи:

а) повышение массы садки и совершенствование подготовки шихты (подбор оптимальных составов с использованием крупного лома, среднего и мелочи);

б) снижение электрических потерь (подбор оптимальной плотности тока, уменьшение сопротивления электрических контактов и др.);

в) снижение тепловых потерь (увеличение стойкости футеровки, улучшение качества футеровки, снижение потерь с охлаждающей водой, уменьшение потерь тепла с отходящими газами);

г) сокращение простоев печей;

д) оптимизация электрических и технологических режимов работы печей;

е) увеличение мощности печей;

ж) автоматизация управления режимом печей.

-- Экономия электроэнергии в системах пневмотранспорта

Сокращение расходов электроэнергии при выработке сжатого воздуха можно осуществить по следующим направлениям:

а) регулирование производительности компрессоров при существенных колебаниях расхода сжатого воздуха;

б) отключение лишних компрессоров при снижении расходов сжатого воздуха;

в) снижение номинального рабочего давления компрессорной установки с учетом требований различных потребителей (применение редукторов, инжекторов и регуляторов давления);

г) внедрение в поршневых компрессорах прямоточных клапанов вместо кольцевых (снижение удельного расхода электроэнергии в среднем на 13-15%);

д) резонансный наддув поршневых компрессоров (сокращение удельного расхода электроэнергии на 3-5%);

е)осуществление подогрева сжатого воздуха перед пневмоприемниками (теплоизоляция воздуховодов);

ж) контроль за утечками сжатого воздуха;

з) замена сжатого воздуха другими энергоносителями;

и) замена пневмоинструмента электроинструментом (в среднем экономия электроэнергии составляет 7-10%);

к) замена сжатого воздуха вентиляторным дутьем.

-- Насосные установки:

а) повышение к. п. д. насосов до паспортных данных;

б)улучшение загрузки насосов и совершенствование регулирования их работы;

в) уменьшение сопротивления трубопроводов;

г) сокращение расхода и потерь воды (установка расходомеров);

д) внедрение оборотного водоснабжения (экономия электроэнергии 15-20%); алюминиевый профиль автоматизация прессование нагрев

е) совершенствование систем охлаждения (уменьшение объемов потребляемой воды в 2-3 раза с соответствующим снижением рас ходов электроэнергии).

Вентиляция:

а) замена старых вентиляторов новыми, более экономичными;

б) внедрение рациональных способов регулирования производительности вентиляторов (применение многоскоростных электродвигателей - экономия энергии составляет 20-25%);

в) блокировка вентиляторов тепловых завес с устройствами открывания и закрывания ворот;

г) отключение вентиляционных установок во время технологических и организационных перерывов (экономия электроэнергии до 20%);

д) внедрение автоматического управления вентиляционными установками.

-- Электросварочные установки:

а) перевод сварки с постоянного на переменный ток (снижение удельных расходов электроэнергии на 1 кг наплавленного металла для ручной сварки на 2,9 кВт•ч/кг, для автоматической и полуавтоматической сварки под слоем флюса -- 2,0 кВт•ч/кг);

б) замена ручной дуговой сварки механизированными и автоматизированными способами сварки (снижение удельных расходов электроэнергии на 1 кг наплавленного металла при переменном токе на 0,17 кВт•ч/кг и при постоянном токе на 0,65 кВт•ч/кг);

в) переход на точечную контактную сварку (снижение расхода электроэнергии в 2-2,5 раза);

г) замена ручной дуговой сварки на контактную шовную сварку (снижение расхода электроэнергии на 15%);

д) ограничение холостого хода сварочных трансформаторов или преобразователей (экономия электроэнергии до 15% в зависимости от режима ее работы);

е) применение электродов с покрытием, в которое введен железный порошок (снижение удельного расхода электроэнергии на 8 %);

ж) замена электродной сплошной проволоки на порошковую (снижение удельного расхода электроэнергии на 8-12%);

з) применение полуавтоматической и автоматической сварки в среде углекислого газа (повышение производительности труда):

и) применение автоматической дуговой сварки под слоем флюса с применением присадки в виде металла в порошке (снижение удельных расходов электроэнергии на 30-40%);

к) применение электрошлаковой сварки на переменном токе (при соединении деталей толщиной более 30-40 мм).

-- Освещение:

К основным мероприятиям по экономии электроэнергии при освещении промышленных предприятий и объектов жилищно-гражданского назначения можно отнести:

а) уменьшение продолжительности работы источников света;

б) применение энергоэффективных источников с меньшей установленной мощностью, но большей светоотдачей (приложение 7);

в) внедрение систем управления и экономичных систем запуска источников света;

г) уменьшение затрат на обслуживание осветительных установок при повышении качества этого обслуживания;

д) использование энергоэкономичных источников, систем с направленным световым потоком;

е) изменение времени начала рабочего дня с привязкой к световому климату региона;

ж) перераспределение поступившего в здание светового потока без потери уровня инсоляции;

з) правильное размещение зданий относительно природного и архитектурного ландшафтов;

и) правильное расположение зеленых насаждений относительно здания;

к) точное определение рабочих и подсобных помещений в самомздании, а также рабочих зон в помещениях;

л) применение «пакетного» способа освещения вместо отдельных линий, расположенных вдоль цеха (экономия электроэнергии до 30% от общей присоединенной мощности);

м) не допускать завышения установленной мощности осветительных установок;

н) поддержание номинальных уровней напряжения в осветительной сети.

8. Мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности

8.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов производства алюминиевого профиля в условиях СООО «Алюминтехно»

Производство алюминиевого профиля на прессе фирмы Cometall CООО «Алюминтехно».

Производство профилей в рассматриваемом цехе начинается с подвоза слитков. Подвоз слитков из литейного цеха осуществляется автотранспортом, а внутрицеховое перемещение - с помощью мостового крана грузоподьёмностью 10 т.

После контроля качества поверхности слитков, производится их нагрев в газовой печи до температуры 480 - 500 ^оС с последующей резкой на мерные длины.

После нагрева производится прессование полунепрерывным методом на гидравлическом прессе усилием 1800 МT.

Вышедший из пресса профиль задаётся в губки тележки линии натяжения с помощью предварительного механизма подъёма, установленного на передвижной платформе и перемещается до упора, установленного на определённом в зависимости от длины профиля расстоянии.

Затем происходит передача профиля с приёмного стола на шаговый поперечный транспортёр - холодильник, на котором изделие охлаждается до 30 ^оС. Для охлаждения профиля вдоль выходной линии пресса установлены вентиляторы.

Цель процесса: получение алюминиевого профиля заданого качества.

Прессовая линия состоит из: гидравлического пресса, гидробака, поршневых насосов, матрицы формирования профиля, контейнера нагрева заготовки, и т.д.

Заготовка длинной L=700мм предварительно обработанная поступает для дальнейшей обработки в контейнер нагрева где должны поддерживаться следующие параметры: с последующей резкой на мерные длины.

После нагрева производится прессование полунепрерывным методом на гидравлическом прессе усилием 1800 МT.Заготовка с помощью прессштемпеля подается в контейнер где подерживается температура . Регулирование скорости прессштемпеля осуществляется с помощью масла, которое подается четырьмя поршневыми насосами от гидробака. Масло отработанное циркулирует обратно в гидробак, где предварительно охлаждается с помощью теплообменника. После того когда заготовка попадает в контейнер, контейнер с помощью давления масла прижимается к матрице. После этого заготовка продавливается через матрицу с определенной скоростью. Температура контейнера и втулки должна соответствовать температуре матрице ) для формирования определенных геометрических качеств профиля. Система управления прессом снабжена системой изотермического прессования. Для этогот температура профиля, который выходит из матрицы, должна соответствовать температуре контейнера. Профиль вытягивается из матрицы с усилием с помощью пуллера натяжения. Уровень установленный на передней части бака, он должен не превышать отметки MAX, при нахождении главного цилиндра в крайнем заднем положении и не доходить до значения MIN при нахождении главного цилиндра в крайнем переднем положении. Выход уровня масла за эти положения приведет к аварийной остановке пресса.

В процессе прессования получаем профиль заданного качества. Для этого существует несколько контуров регулирования параметров это: подержание уровня в гидробаке, стабилизация температуры в гидробаке и в контейнере нагрева заготовок, подержание давления, подержание скорости прессштемпеля.

В процессе производства алюминиевого прояиля на работников воздействуют опасные и вредные производственные факторы [2]: повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека; недостаточная освещенность рабочей зоны; повышенная или пониженная температура воздуха рабочей зоны; повышенная или пониженная влажность воздуха; движущиеся машины и механизмы; подвижные и вращающиеся части производственного оборудования; передвигающиеся изделия, заготовки, материалы; нагретые до высокой температуры металлы и детали производственного оборудования; острые кромки, заусеницы и шероховатости на поверхности заготовок, инструментов, оборудования; повышенные значения шума от работающего оборудования; статические и динамические нагрузки, напряжение зрения и внимания.

Особенностью производства алюминиевого профиля является повышенная запыленность. Основными условиями безопасного ведения процесса является соблюдение нормального технологического режима и правил техники безопасности при работе, пуске и остановке производства, а также проведение плановых уборок цеха.

Основные виды опасностей в цехе:

-- наличие электрооборудования с напряжением 24, 48, 110, 220 и 380 В, а также накопление статического электричества на поверхностях оборудования;

-- возможность термических ожогов при прикосновении к горячим частям печи нагрева слитков;

-- наличие движущихся частей механизмов (конвейеры, сортировочная машина, упаковочная машина);

-- возможность отравления персонала цеха продуктами сгорания природного газа в обжиговой печи и вертикальной сушилки;

Во время работы цеха могут иметь место следующие опасные факторы производства:

-- прорыв газа с последующим загоранием и взрывом;

-- термические ожоги, вследствие контакта с нагретыми частями оборудования;

-- поражения электрическим током при неисправностях электрооборудования и электрических сетей;

-- механические травмы при неправильном обслуживании машин, механизмов и другого оборудования;

-- отравление продуктами сгорания природным газом;

-- загорание масла или обтирочного материала;

-- запыленность цеха.

Нарушение технологического режима может привести к серьезным последствиям и, в частности, к разрушению аппаратов, машин, коммуникаций, со вторичными проявлениями в виде взрывов, пожаров, отравлений.

Химически опасные и вредные производственные факторы:

-- метан. Горючий бесцветный газ, теплота сгорания -- 802 кДж/моль. Горит бесцветным пламенем. Нижний концентрационный предел распределения пламени в воздухе 5,28-14,1 %. В 100 мл спирта растворяется 52 мл при 0 °С, в 100 мл диэтилового эфира 106,6 мл при 0 °С. Роль метана, как источника отравления невелика по сравнению с его взрывоопасностью [13, 14];

-- оксиды углерода. Взрывопожаробезопасный газ. Ингибирует ферменты, участвующие в активации кислорода, взаимодействует с гемоглобином в крови [13, 14].

Источником запыленность рабочей зоны цеха являются четыре пресса. Образующаяся в процессе производства алюминиевого профиля пыль не относится к взрываемой. Параметры компонентов пыли указаны в таблице 8.1 [13-15].

Таблица 8.1 -- Основные показатели токсичности, взрыво- и пожароопасности, запыленности и загазованности

№ п/п	Наименование вредных веществ и выделений	Характеристика по токсичности	Характеристика по пожароопасности	Характер воздействия на организм человека
		ПДК,мг/м3	класс опасности	tвсп, °С	tсам, °С	НПВ, %	ВПВ, %
2	метан	300	4	--	537	5,28	14,1	учащенный пульс, увеличение объема дыхания, рота, головная боль, удушье
4	оксид углерода	20	4	Пожаровзрывобезопасен	связывают гемоглобин в крови

Потенциально опасными объектами, которые могут выделять продукты сгорания природного газа или природного газа являются обжиговые печи и сушилки.

Алюминиевый профиль, все компоненты и пыль, образующаяся в процессе производства, по пожаро-технической классификации относятся к негорючим, по распространению пламени по поверхности к группе РП1 (не распространяющие) [15].

Пожароопасность веществ и материала -- совокупность свойств, характеризующих их способность к возникновению и распространению горения.

Поддоны, находящиеся в цехе, относятся к твердым сгораемым материалам, способным возгораться при воздействии источника зажигания и самостоятельно гореть после его удаления.

По взрывопожарной опасности выделит четыре категории имеющихся помещений: В1 (помещения в которых хранятся горючие вещества и материалы с удельной пожарной нагрузкой более 2200 Дж), В4 (помещения в которых хранятся горючие вещества и материалы с удельной пожарной нагрузкой до 180 Дж), Г1 (помещения в которых имеются горючие газы, использующиеся в качестве топлива), Д (помещения в которых хранятся негорючие вещества) [15].

Так как в помещении цеха находятся горючие и трудногорючие вещества.

В цехе располагаются помещения, относящиеся к П-IIа (зоны производственных помещений, в которых обращаются горючие вещества) и В-Iа (зоны производственных помещений, в которых взрывоопасная концентрация газов и паров возможна только в результате аварии или неисправности) классам помещений по классификации ПУЭ. Характеристики помещений по различным классификациям указаны в таблице 8.2 [15].

Таблица 8.2 -- Характеристики помещений по различным классификациям

Помещение	Параметры
	Категория по взрывопожарной и пожарной опасности	Группа помещения по степени опасности развития пожара	Класс помещений по ПУЭ
Участок МЗО	Д	--	П-IIа
Зона нагревания	Г1	--	В-Iа
Склад хранения готовой продукции	В4	5	П-IIа

В соответствии с СанПиН 9-80-98 [16] микроклимат производственных помещений определяется действующими в них на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температурой окружающих поверхностей и категории тяжести выполняемых работ. Работа, выполняемая персоналом, относится к легкой физической работе и относится к категории Iб (работы, проводимые сидя, стоя или связанные с ходьбой и сопровождающиеся некоторыми физическими усилиями) [15].

Допустимые и оптимальные параметры микроклимата в рабочей зоне производственных помещений в холодный и теплый период года СанПиН 9-80-98 [16].

Наиболее важно правильно подобрать освещение рабочей зоны, что будет благоприятно сказываться на процессе работы и качестве выполняемой работы. При правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость.

Разряд зрительных работ а, для которых характерно КЕО - 1,8% и освещенности 200 лк [17].

Основными источниками шума в цехе являются конвееры с уровнем шума 70 дБА и пресса -- 56 дБА. В соответствии с СанПиН 2.2.4/2.1.8.10-32-2002 для работ с легкой физической нагрузкой и с легкой напряженностью допустимый уровень шума на рабочих местах не должен превышать 80 дБА [18].

Уровень автоматизации и механизации производства постоянно повышается за счет закупки более современного оборудования и модернизации действующего. Защита работающего персонала от попадания под движущиеся части оборудования обеспечивается системами безопасности:

а) на каждом пульте управления имеется кнопка аварийной остановки оборудования;

б) вдоль конвейеров натянуты троса безопасности, при нажатии на которые происходит моментальная остановка конвейера;

в) около оборудования, укладывающего плитку на поддоны, смонтирована система оптических прострелов, при перекрытии оператором пути светового луча произойдет остановка машины;

г) движущиеся части оборудования закрыты защитными кожухами.

Борьба с запыленностью цеха ведется следующими способами:

а) пресса закрыты защитными пластиковыми стендами на металлических каркасах;

б) около каждого пресса установлены пылеотсасывающие установки;

в) внутреннее пространство круглосуточно принудительно вентилируется;

г) периодически пылесосится и убирается пол в цехе.

На газопроводах, по которым подается природный газ в обжиговые печи и сушилки, установлены системы безопасности. При падении давления или чрезмерном его увеличении произойдет автоматическое закрывание газовой арматуры и затухание горелок. При отсутствии пламени на горелке система безопасности прекращает подачу газа на горелку.

В случае выхода из строя электродвигателя на откачку продуктов сгорания природного газа из зон печи или сушилки произойдет автоматическое отключение подачи газа.

Для защиты жизни и здоровья рабочего персонала корпуса всего оборудования заземлены.

В случае возникновения любой аварийной ситуации на пульте управления оборудованием высвечивается аварийное сообщение, а также срабатывает звуковая си световая сигнализации.

Все подвижные элементы находятся внутри корпуса пресса, а входной и выходной конвейеры ограждены тросом безопасности. На пульте управления и внешних панелях сушилки установлены кнопки аварийного отключения установки.

8.2 Инженерные решения по обеспечению безопасности проектируемого объекта

Одним из наиболее опасных факторов в производстве алюминиевых профилей является поражение электрическим током персонала. Поэтому в качестве мероприятия по охране труда и безопасности жизнедеятельности людей рассчитаем защитное заземление для электропривода. Питание электропривода осуществляется от 3-х фазной сети с изолированной нейтралью напряжением 380/220 В. В качестве заземлителей выберем уголки 50х50х5 мм длиной 3 м, а в качестве горизонтальной соединительной полосы - стальную полосу 40х4мм. Расстояние между уголками выберем 4,5 м. Уголки предполагается забить по контуру корпуса установки. Глубину заложения горизонтального заземлителя примем 0,7 м. Грунт - песок с удельным сопротивлением с_гр. равным 300 Ом·м.

Так, как питание электродвигателя осуществляется от 3-х фазной сети напряжением 380/220 В, то нормируемое сопротивление заземляющего устройства R_ЗН равным 4 Ом.

Здесь d равно 0,95b; b - ширина полки уголка;

Значение коэффициента сезонности для вертикальных электродов k_c равно 1,5 принято по табл. 64 [4] для климатической зоны III так, как территория Республики Беларусь полностью принадлежит этой климатической зоне.

Таким образом, принимаем к установке 18 уголков.

Длина горизонтального заземлителя (полосы):

Значение коэффициента сезонности для горизонтальной полосы k_c принимаем равным 2.25 (принято по табл. 64 [4] для климатической зоны III).

Действительное сопротивление растеканию горизонтального заземлителя с учетом коэффициента использования:

Принимаем к установке 16 вертикальных заземлителей (уголков).

Таким образом, провели расчет заземляющего устройства, т.е. определили геометрические параметры и число заземлителей, принимаемых к установке для обеспечения защиты людей от поражения электрическим током.

8.3 Меры безопасности при эксплуатации пресса фирмы Cometall

На начальника цеха возлагается обязанность проверить рабочий персонал, с тем, чтобы убедиться в том, что:

- он отвечает требованиям, приведённым ниже;

- он прочёл и изучил руководство;

- он прошёл обучение и инструктаж, необходимые для выполнения своих заданий в условиях безопасности;

- он прошёл специфический инструктаж по эксплуатации машины.

Оператор должен иметь, по крайней мере:

- знание технологического процесса и специфический опыт управления машиной;

- удовлетворительное общее образование и общее техническое образование, уровень которого должен являться достаточным для того, чтобы прочесть и понять содержание руководства по эксплуатации и техобслуживанию, включая правильное понимание чертежей;

- иметь хорошее знание и опыт использования контрольной микропроцессорной системы, а также быть в состоянии сопоставлять введённые данные с их эффектом на производство, понимая аварийные сообщения и действуя, основываясь на данных сообщениях (информируя компетентный рабочий персонал о возможных неполадках);

- достаточные технические знания (в области электрического, механического и пневматического оборудования) для выполнения операций, указанных в настоящем руководстве по эксплуатации и техобслуживанию, ответственность за которые возлагается на оператора;

- знание правил техники безопасности;

- общих (правила личной гигиены, требования по безопасности при работе, профилактические меры предотвращения несчастных случаев на производстве) и специфических (касающихся типологии изделия, производимого машиной, или вида операции, осуществляемой машиной), являющихся действующими в стране, в которой устанавливается машина.

Следует выбирать ремонтников, основываясь на тех же принципах.

Кроме того, они должны иметь специфические технические и отраслевые знания (в отрасли электрического, механического и пневматического оборудования), необходимые для выполнения операций, указанных в настоящем руководстве, ответственность за которые возлагается на них.

Задания и ограничения, относящиеся к оператору и к ремонтникам

В разных пунктах настоящего руководства указаны операции по эксплуатации и техобслуживанию, подразделённые на основе возлагаемой ответственности (эксплуатация, повседневное техническое обслуживание и внеплановое техническое обслуживание).

Требование безопасности при смене инструмента и устранения затечек алюминия между контейнером и матрицей:

При подъеме инструмента пользоваться исправными грузозахватными приспособлениями.

Команда на смену матричного комплекта подается прессовщиком.

При выбивании матрицы не пользоваться случайными предметами. Использовать станок для распрессовки матричного комплекта.

Наносить удары по инструменту разрешается только медными (латунными) или алюминиевыми кувалдами или через соответствующие медные (латунные) прокладки.

Во время вывода профиля из окна пресса пользуйтесь средствами индивидуальной защиты (краги кожаные, каска со щитком) и приспособлениями (щипцы).

При работе на газовой печи нагрева заготовок соблюдайте следующие требования безопасности:

Осуществляйте контроль за исправным состоянием оборудования, ограждением движущихся частей печи, электроаппаратуры, защитного заземления. Не стойте против выходного окна работающей печи.

Следите за тем, чтобы при нагреве столба в зоне ножниц отрезки заготовок и передающих механизмов никого не было.

Следить за показаниями температуры на контролирующих приборах. Не допускать перегрева или недостаточного нагрева слитков. При возникновении неисправности в работе печи, печь необходимо отключить и сообщить о случившемся мастеру, дежурному слесарю-механику или газовщику и до устранения неисправности к работе не приступать.

Для предотвращения поражения электрическим током выполняйте следующие требования безопасности:

Доступ внутрь электрического пульта управления механизмами, разрешается только электротехническому персоналу, закрепленному за этим оборудованием. Все работы на токоведущих частях (или вблизи них) должны производиться при снятом напряжении. Для обеспечения защиты от случайного соприкосновения к токоведущим частям оборудования применять защитные ограждения, изоляцию токоведущих частей, изоляцию рабочего места, предупредительную сигнализацию, а также знаки безопасности. Запрещается прикасаться к арматуре общего пользования, оборванным электропроводам, клеммам и другим легкодоступным токоведущим частям, открывать дверцы электрораспределительных шкафов и снимать ограждения и защитные кожухи токоведущих частей оборудования. При обнаружении неисправных выключателей, электрических проводов с поврежденной изоляцией, а также при всех случаях ударов электротоком необходимо немедленно работы прекратить и об обнаружении неисправностей сообщить мастеру.

При работе на пиле финишной резки соблюдайте следующие требования безопасности:

Устанавливать дисковые пилы на станок должен специально обученный слесарь-ремонтник. Пилы без маркировки и отметки об их испытании устанавливать нельзя.

Во время работы пилы запрещается открывать или снимать ограждения и предохранительные устройства.

Установленная дисковая пила должна быть подвергнута кратковременному вращению вхолостую на рабочей скорости, при диаметре свыше 150 мм - не менее 5 мин. Наличие защитного кожуха для пилы обязательно.

Проверьте, нет ли на дисковой пиле заметных трещин и выбоин. Поврежденную дисковую пилу необходимо заменить. Длинномерные детали укладывать на роликовые подставки, имеющие одинаковую высоту между собой и с крепежной плоскостью тисков.

Сосредочьте все внимание на выполняемой работе.

Оберегайте дисковую пилу от ударов и толчков.

Не измеряйте деталь во время работы станка при не отведенной дисковой пиле.

Во время работы станка не брать и не передавать через станок какие-либо предметы, не подтягивать болты, гайки и другие соединительные детали станка.

При резке металла пользуйтесь очками или щитком, перчатками и головным убором, другими индивидуальными средствами защиты.

Не работать со снятыми защитными кожухами.

Перед каждым включением пилы убедиться, что ее пуск никому не угрожает.

Обязательно остановить пилу и выключить электродвигатель при:

а)уходе от станка даже на короткое время;

б)временном прекращении работы;

в)перерыве подачи электроэнергии;

г)уборке, смазке, чистке станка;

д)обнаружении неисправности в оборудовании;

ж)подтягивании болтов, гаек и других соединительных деталей пилы.

Заметив нарушения безопасного ведения работ другим рабочим, не оставайтесь безучастным, предупредите его о необходимости соблюдения.

8.4 Мероприятия по безопасности жизнедеятельности. Расчет инженерной защиты персонала цеха при ЧС

При возникновении ЧС для обеспечения безопасности персонала цеха используется убежище, встроенное в административно-хозяйственный корпус. Вместимость защитного помещения определяется в соответствии с нормами объемно-планировочных решений. Оценивается возможность укрытия персонала по площади и объему. Ниже приведен расчет убежища.

Численность работающих в наиболее многочисленной смене составляет 30 человек. С учетом возможности укрытия персонала прилегающих цехов рассчитаем убежище на 150 мест. Предусматриваем устройство убежища с двухъярусным расположением нар. Рассчитаем площадь основного помещения для укрываемых в убежище по формуле.

Объем убежища на одного укрываемого, согласно СНБ 3.02.03-03, составляет не менее 1,5 м³. Тогда высота потолка в убежище определяется из выражения

Покрытие убежища - бетонное, толщиной 60 см. Плотность застройки на территории цеха составляет 10% (оборудование расположено в здании). Оцениваем защитные свойства убежища по отношению к -излучению ядерного взрыва - коэффициент ослабления радиации

Следовательно, в убежище достаточно установить один фильтровентиляционный комплект ФВК-1 производительностью в I режиме 1200 м³/ч, во II режиме 300 м³/ч .

Санитарный узел раздельный для мужчин и женщин. В санитарном узле установлен 1 писсуар и 1 унитаз на 50 мужчин и 2 унитаза на 40 женщин. В каждом санитарном узле установлено по одному умывальнику. Общая вместимость санитарно-технической системы составит

Эвакуация населения из зон ЧС проводится в случае угрозы возникновения или появления реальной опасности в этих зонах под влиянием разрушительных сил природы, техногенных факторов и применения современного оружия. Эвакуацию людей следует осуществлять путем организованного вывода населения в ближайшие безопасные места, заранее подготовленные по планам экономического развития соответствующих регионов и оборудованные в соответствии с требованиями временного размещения людей.

9. Экономические расчеты

В 2005 году группа компаний «Алютех» ввела в строй завод по производству экструдированных алюминиевых профилей с тремя прессовыми комплексами (два 5-дюймовых и один 7-дюймовый), который обеспечил выпуск широкого спектра продукции с объемом производства более 14 000 тонн в год.

Основной целью данного раздела диплома является определение экономической целесообразности модернизации системы управления технологическим процессом производства алюминиевого профиля. В процессе модернизации системы управления производством алюминиевых профилей был заменен CPU Siemens 317 и установлена цепь. Выбор замены CPU - вызван необходимостью большей памяти и скоростью экструзии. Выбор замены цепи над тросом- это нулевое проскальзывание. Срок службы ремня или цепи безусловно выше, чем троса, около 2 лет. Установка ремня под роликами может быть проблематичной в случае падения горячего профиля. В этом случае полимерный материал может расплавиться, оставив оголенным кабель. Подобная система исключает увеличенное натяжение троса, обеспечивая значительно более высокий срок службы троса. Данное техническое решение позволит оптимизировать процесс управления, что будет способствовать экономии электроэнергии. Своевременность выполнения технологических операций не будет зависеть от реакции человека, что позволит максимально снизить риск возникновения чрезвычайных ситуаций.

9.1 Расчет капитальных затрат

Капитальные затраты на введение установки следующие:

-- стоимость технических средств;

-- затраты на монтаж установки;

-- затраты на специальные работы;

-- прочие капитальные затраты.

Расчет стоимости технических средств производится исходя из количества необходимых приборов и существующих на них цен с учетом транспортных расходов. Транспортные расходы составляют 10% от стоимости оборудования. Расчет стоимости ТСА приведен в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Расчет стоимости ТСА

Наименование	Кол., шт.	Закупочная цена за шт., тыс. руб.	Стоимость всего оборудования, тыс. руб.	Затраты на доставку, тыс. руб.	Общая стоимость, тыс. руб.
1. PC сенсорная панель	1	245,000	245,000	73,500	318,5
2. CPU:Siemens 317 / 319	1	500,000	500,000	160,000	660,000
3. PENTAX:CTE 240	1	349,000	349,000	49,800	398,800
4. Плата интерфейс PANEL - PLC	1	253,000	253,000	25,300	278,300
5. MODEM ADSL	1	200,000	200,000	30,100	230,100
6. Цилиндр с индуктивным датчиком	4	191,000	764,000	19,100	783,100
7. Датчик давления	1	235,000	235,000	23,500	258,500
9. Цилиндр натяжения	1	120,000	120,000	50,000	170,000
10. Шкивы	4	110,000	440,000	20,000	460,000
11. Опорная роликовая цепь	1	120,000	120,000	36,000	156,000
12.Пластины для натяжения для изменения со стороны пресса	1	120,000	120,000	60,000	180,000
13.Цепь - двойное соединение	1	8000,000	8000,000	220,000	8220,000
Итого					12113,300

Далее рассчитаем затраты на монтаж автоматизированной системы управления. Затраты на монтаж технических средств включают в себя стоимость материалов и энергии, заработную плату рабочих, занятых монтажом, отчисления в бюджет и внебюджетные фонды от этой заработной платы.

Стоимость материалов определяется исходя из их потребного количества и заготовительных цен. Расчет стоимости материалов приведен в таблице 9.2.

Таблица 9.2 - Расчет стоимости материалов

Наименование	Кол-во	Планово-заготовительная цена, тыс. руб.	Сумма, тыс. руб.
ВВГ 3х4, м	200	1,200	240,000
ВВГ 4х1,5, м	30	1,300	39,000
ВВГ 5х1,5, м	90	2,200	198,000
КВВГ 4х0,75, м	195	0,900	175,500
КВВГ 4х1,5, м	330	1,100	363,000
Болты М6, кг	6	12,000	72,000
Гайки М6, кг	6	9,000	54,000
Труба защитная, 20Ч2.0, м	3	140,000	420,000
DIN рейка, м	2	30,000	60,000
Шкаф КИПиА, шт.	1	2000,000	2000,000
Итого:	3621,000

Расчет заработной платы рабочих, занятых монтажом, производится на основании трудоемкости монтажных работ, разряда рабочих, тарифной ставки соответствующего разряда и доплат к заработной плате.

Трудоемкость монтажных работ рассчитывается на основании перечня работ и их трудоемкости в отдельности и приведена в таблице 9.3.

Таблица 9.3 - Перечень работ и их трудоемкости

Перечень работ	Трудоемкость, чел./ч.
Демонтаж щитов, пультов	20
Подготовительные работы	25
Установка системы	75
Прокладка линий питания и связи	65
Наладка системы	70
Заключительные работы	20
Итого:	275

Тарифный фонд зарплаты рабочих, занятых монтажом и наладкой системы, определяется как произведение часовой тарифной ставки на трудоемкость выполняемых работ.

Доплаты к тарифному фонду составляют 30 от тарифного фонда, дополнительная заработная плата - 10 от основной заработной платы, которая складывается из тарифного фонда и доплат к нему.

На основании вышеприведенных расчетов составляют сводную смету капитальных затрат на модернизацию системы автоматического управления. Данная смета приведена в таблице 9.4.

Таблица 9.4 - Сводная смета капитальных затрат

Виды капитальных затрат	Сумма, тыс. руб.
1. Затраты на КИПиА с учетом доставки
2. Расходы на монтаж
3. Расходы на специальные работы
4. Прочие затраты
Итого:

9.2 Определение себестоимости производства алюминиевого профиля

В результате проведения модернизации снизилась себестоимость производства алюминиевого профиля за счет сокращения затрат на энергетические ресурсы. Калькуляция стоимости алюминиевого профиля до внедрения системы автоматизации и с учётом внедрения системы автоматизации приведена в таблице 9.5.

Таблица 9.5 - Калькуляция стоимости алюминиевого профиля

Годовой выпуск: 250 тыс.м алюминиевого профиля
Статьи расходов	Затраты на единицу продукции, руб.
	До модернизации	После модернизации
1. Сырье и материалы	2489,510	2489,510
2. Электроэнергия на технологические нужды	1300,000	1250,000
3. Основная и дополнительная зарплата	95,070	95,070
4. Отчисления в фонд социального страхования	33,270	33,270
5. Общепроизводственные расходы	106,760	116,08
6. Общехозяйственные расходы	267,030	267,030
7. Производственная себестоимость	4291,640	4250,960
8. Внепроизводственные расходы	329,000	329,000
9. Полная себестоимость	4620,640	4579,960
10. Отчисления в инновационный фонд	48,000	48,000
11. Полная себестоимость с учетом инновационного фонда	4668,640	4627,960
11. Цена 1 м профиля алюминиевого	6920,000	6920,000

Из таблицы 9.5 видно что себестоимости алюминиевого профиля после модернизации уменьшилась на 0,87% за счет внедрения автоматизированной системы управления.