Мостовой кран (С-10кН) с разработкой грейферной тележки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть

1.1 Описание технического процесса дробления руд

Исходная руда с максимальной крупностью кусков не более 1200 мм железнодорожным транспортом подается в приемные бункера корпуса крупного дробления. С целью усреднения руды по качеству, разгрузка ее должна производиться с 2-х путей, с поочередной раскантовкой думпкар.

В первой стадии дробления установлены конусные дробилки крупного дробления ККД-1500/180-2 шт., работающие под завалом.

Производительность дробилки 2500 т/час, ширина разгрузочной щели 200 мм, крупность дробления продукта 350-400 мм.

Из-под дробилок ККД-1500/180 дробленая руда четырьмя пластинчатыми питателями 1800/15000 мм подается на вторую стадию дробления, где установлены четыре конусные редукционные дробилки КРД- 700/100. Производительность дробилок 1000 т/час, ширина разгрузочной щели 90-100 мм, крупность дробленого продукта не более 220 мм.

Продукт второй стадии дробления конвейерами №№ 4,6 (1 очередь) и №№ 3,5 (2 очередь) подается в бункера корпуса среднего и мелкого дробления (КСМД). Разгрузочные тележки конвейеров № 5, №6 работают в автоматическом (челночно-точечном) режиме.

Бункера КСМД емкостью по 6000 тонн на каждую очередь разделены на 6 секций по количеству каскадов (в каскад входят: пластинчатый питатель, колосниковый грохот, дробилки среднего и мелкого дробления, вибрационный грохот).

Из промежуточных бункеров КСМД пластинчатыми питателями 1500*6000 мм руда подается на первую стадию грохочения, где установлены колосниковые грохоты 1750*3500 мм с шириной щели между колосниками 50-70 мм.

Надрешетный продукт первой стадии грохочения поступает на третью стадию дробления, где установлены конусные дробилки среднего дробления КСД-2200Т (6 дробилок на каждой очереди). Производительность одной дробилки 350-400 т/час, ширина разгрузочной щели 17-19 мм, крупность дробленого продукта не более 40 мм.

Подрешетный продукт первой стадии грохочения и продукт третьей стадии дробления поступают на вторую стадию грохочения, где происходит разделение на классы крупности плюс 16 мм и минус 16 мм. Во второй стадии грохочения установлены инерционные грохота ГИТ-51М, с размером просеивающей поверхности 1750*3500 мм. На грохоте установлены резиновые сита толщиной 40 мм с размером ячейки сита 25 мм.

Надрешетный продукт второй стадии грохочения поступает на четвертую стадию дробления, где установлены конусные дробилки мелкого дробления КМД-2200Т (6 на каждую очередь), производительность дробилок 250-300 т/час, ширина разгрузочной щели 8-9 мм. Подрешетный продукт второй стадии грохочения конвейерами №№10,34,36,3, №36 (1 очередь) и конвейерами №№ 9,33,35,35^35 (2 очередь) подается в бункера корпуса мокрой магнитной сепарации (ММС).

Продукт четвертой стадии дробления конвейерами №№12,14,16 (1 очередь) и №№11,13,15,17 (2 очередь) подается в бункера корпуса сухой магнитной сепарации (КСМС). Разгрузочные тележки конвейеров №№16 и 17 работают в автоматическом (челночно-точечном) режиме.

Емкость бункеров в корпусе КСМС 1000 тонн на каждую очередь. Из бункеров ленточными питателями руда подается на третью стадию грохочения. В операции третьей стадии грохочения установлены инерционные двухситные грохота ВSк 8,0*2S в количестве 10 штук (5 грохотов на одну очередь).Производительность одного сепаратора 230 т/час. Подрешетный продукт третьей стадии грохочения (класс минус 10 мм) поступает в операцию СМС SDМ 0,9/1,5 (5 штук на каждую очередь). Производительность одного сепаратора 160 т/час. Положение делительных шиберов сепараторов регулируется в зависимости от качественных показателей продуктов СМС (промпродукт и хвосты).

Хвосты СМС сепараторов SDМ 0,9/2,1 и SDМ 0,9/1,5 объединяются и конвейерами №№20,28,30,102,103,104 (1 очередь) и №№21,29,101,103,104 (2 очередь) подаются на склад отвальных хвостов. В случае необходимости, хвосты СМС первой очереди, конвейерами №№ 20,22,23,25, могут подаваться на склад хвостов под конвейером №25.

Промпродукт СМС с сепараторов 8ВМ 0,9/1,5 (класс минус 10) конвейерами №№18,32,34,36,36^а36^б(1 очередь) и №№19,22,31,33,35,35^а35^б(2 очередь) подается в бункера участка мокрого магнитного обогащения (ММО).

Промпродукт СМС сепараторов 8ВМ 0,9/2,1 (класс плюс 10 мм) конвейерами №№18,18^ф ,18^б ,16 (1 очередь) и №№ 19, 19^а,19б,17 (2 очередь) подается в бункера пятой стадии дробления. Разгрузочные тележки конвейеров №№16,17. Работают в автоматическом (челночно-точечном) режиме.

Из бункеров ленточными питателями промпродукт поступает на пятую стадию дробления в роторные дробилки ударного действия Меrlin VSI RР 109 (5 штук на одну очередь)

Дробленый продукт пятой стадии дробления поступает на поверочное грохочение на грохота ВSk 8,0*2S с размером ячеек верхнего сита - 25*25 мм, нижнего-13*13 мм.

Подрешетный продукт поверочного грохочения (класс минус 10 мм) поступает на конвейер №18 (1 очередь) и №19 (2 очередь) и совместно с промпродуктом сепараторов SDМ 0,9/1,5 системой конвейеров подается в бункера участка ММО.

Надрешетный продукт (класс плюс 10 мм) системой конвейеров №№ 18,18^a,18^б,16 (1 очередь) и №№19,19^а,19^б,17 (2 очередь) возвращается на додрабли-вание в дробилки Меrlin VSI RP 109.

В случае отсутствия места бункерах участка ММО, промпродукт первой очереди конвейерами №№18,22,23,24,25 подается на открытый склад промпродукта. При недостаточном количестве промпродукта в бункерах участка ММО, подача его осуществляется с открытых складов автомобильным транспортом через бункер, пластинчатый питатель конвейера №№28,29,32,34,36^а,36^б(1 очередь) и №№ 28,29,31,33,35,35^а35^б (2 очередь), а также железнодорожным транспортом через приемные бункера ККД.

1.2 Характеристика технологического оборудования

В первой стадии первичного крупного дробления установлены конусные дробилки с подвесным валом типа ККД 1500/180 с механическим регулированием выходной щели. Во второй стадии вторичного крупного дробления установлены редукционные дробилки типа КРД 700/100 с гидравлическим регулированием выходной щели. Технические характеристики дробилок приведены в таблице 1.

Таблица - Технические характеристики дробилок крупного дробления

Параметр	Типоразмер дробилки
	ККД 150/180	КРД 700/100
Ширина приёмного отверстия, мм	1500	700
Номинальная ширина выходной щели в фазе раскрытия, мм	180	100
Диаметр основания подвижного конуса, мм	2520	2040
Частота качаний подвижного конуса, мин-1	110	125
Объёмная производительность при номинальной выходной щели на руде средней плотности, влажности до 4%, т/ч	1450	400
Мощность электродвигателя, кВт	400	250
Масса дробилки, тонн	403	137,8

Конусные дробилки среднего (КСД) и мелкого (КМД) дробления установлены на третьей и четвёртой стадиях дробления для приёма руды с прочностью на сжатие до 300 кПа. Технические характеристики дробилок приведены в таблице 2.

На первой стадии грохочения установлены колосниковые грохоты. Размер щелей проссеивающей поверхности 50 мм, проссеивающая поверхность таких грохотов неподвижная и составлена из стальных или профильных колосников, а также из обрезков рельс, уложенных параллельно друг другу и скрепленных поперечно-стяжными болтами.

Во второй стадии грохочения установлены грохота инерционного типа, траектория которых приближена к круговой, что повышает эффективность грохочения. Технические характеристики грохота инерционного типа ГИТ 51М приведены в таблице 3

На третьей и четвёртой стадиях грохочения установлен грохот инерционного типа В8К 0.8-28. Технические характеристики грохота приведены в таблице 4.

Таблица Технические характеристики конусных дробилок

Параметр	Типоразмер дробилки
	КСД 2200Т	КМД 2200Т
Диаметр основания подвижного конуса, мм	2200	2200
Ширина приёмного отверстия на открытой стороне, мм	275	130
Наибольший размер кусков исходного материала, мм	250	85
Частота вращения, мин-1	495	495
Объёмная производительность при дроблении материала средней твёрдости с влагосодержанием до 4%, мЗ/ч	180-360	160-220
Мощность электропривода, кВт	250	250

Таблица - Технические характеристики грохота ГИТ 51М

Параметр	Типоразмер
	ГИТ 51М
Размер решета	ширина, мм	1750
	длина, мм	3500
Наибольший размер куска исходного материала, мм	400
Производительность, т/ч	1000
Габаритные размеры	длина, м	5,15
	ширина, м	2,93

Таблица Технические характеристики грохота ВSК 0.8-2S

Параметр	Типоразмер
	ВSК 0.8-2S
Размер просеивающей поверхности верхний ярус: ширина, мм длина, мм	1750
	4470
нижний ярус: ширина, мм длина, мм	1750
	4600
Площадь просеивающей поверхности верхний ярус, м2	7,8
нижний ярус, м2	8,0
Число ярусов, шт	2
Амплитуда колебаний короба, регулируемая, мм	2,2- 4,7
Номинальная мощность электропривода, кВт	22

Таблица Технические характеристики конвейера

Типоразмер конвейера	Ширина ленты, мм	Барабаны ,мм	Ролики	Завод-изготовитель
		Длина	Наружный диаметр	Желобчатой роликоопоры	Прямые нижние
				Диаметр, мм	Длина трубы, мм	Масса опоры, кг	Длина трубы, мм	Масса, кг
160125-200	1600	180 0	500;630; 800; 1000; 1250; 1600	159; 194	600	128; 210	1800	65	23; 102

1.3 Конвейер как объект автоматизации

Главной задачей при разработке системы управления является выбор параметров, которые должны участвовать в управлении с изменением которых в объект будут поступать возмущающие воздействия. Правильный выбор параметров управления позволит так же определить критерий оптимального управления для проектируемой системы. Для того чтобы выявить основные параметры контроля и управления в системе автоматизации необходимо разработать блок-схему типовых воздействий на проектируемый объект управления (см. рис.1).В проектируемой системе автоматического контроля содержания магнетитового железа в хвостах СМС основным объектом управления является конвейер. Основной принцип управления по возмущению с применением программно-логического управления, которое определяет воздействие на систему по заранее заданной программе. Отклонение содержания магнетитового железа в хвостах СМС от допустимого должно учитываться в ТП с целью корректировки ТП. При разработке блок-схемы типовых воздействий на конвейер необходимо учесть максимально возможное число параметров, основываясь на которые в дальнейшем выберем основные наиболее характерные для контура управления. По результатам разработки блок-схемы будут выбираться не только параметры контроля и управления, но и средства автоматизации.

Рисунок 1 - Блок-схема типовых воздействий:

Возмущающие воздействия (Z):

2 - механическое повреждение роликов;

2 - изменение скорости движения ленты, м/с;

2 - изменение погонной нагрузки, т/ми;

2 - изменение уровня материала, м;

2 - изменение расхода материала, т;

2 - проскальзывание ленты;

2 - трение в роликоопорах;

2 - порыв ленты;

2 - вибрация;

2 - сопротивление тяговой силе;

2 - износ ленты

Входные параметры (X):

X - скорость движения ленты, м/с;

X - крупность промпродукта исходная, м;

X - погонная нагрузка, т/пм;

Выходные параметры:

У - расход материала, т;

У -заданная крупность материала, м;

Рисунок 1- Блок-схема типовых воздействий

1.4 Выбор параметров контроля и управления

Система управления должна обеспечивать достижение цели управления за счет заданной точности поддержания технологических регламентов в любых условиях производства при соблюдении надежной и безаварийной работы оборудования и требований взрыва и пожаробезопасности.

Целью управления проектируемой системы является контроль содержания массовой доли магнетитового и общего железа в хвостах СМС.

Контролю подлежат те параметры, по значению которых осуществляется оперативное управление технологическим процессом, а так же пуск и останов основных технологических агрегатов. В проектируемой системе к таким параметрам относится крупность промпродукта 35, 36 конвейер.

Ленточные конвейера получили широкое распространения на обогатительных фабриках благодаря простоте конструкции, высокой производительности и экономичности. Крупность транспортируемых кусков должна быть не более 400-500 мм

Передвижные конвейера имеют две приводные станции (для движения ленты и передвижения конвейера). По мощности привода конвейера можно разделить на 4 типа: легкие, с приводом мощностью до 10 Квт; средние (нормального) - от 10 до 400Квт; тяжелые - от 400 до 1000Квт; сверхтяжелые - с приводом свыше 1000 Квт.

Во избежание схода ленты под действием натяжения в сторону от роликоопор, ленточные конвейера должны быть прямолинейные в плане; в вертикальной плоскости они могут иметь изогнутую форму с выпуклостью вверх или вниз. Секция рамы обычно изготавливаются из уголков и швеллеров на сварке. Профили применяются преимущественно легкого типа. Высота рамы 0,5 - 0,75 м, а ширина на 0,3-0,4 м больше ширины ленты. Для предотвращения обратного хода ленты наклонных конвейеров или большого ускорения при транспортировании руды вниз в приводе необходимо предусмотреть остановку - систему тормозных устройств - в режиме экстренного торможения. Корпус барабана изготавливается из стальных труб или вальцуется из листового проката размером соответствующих ГОСТ.

Технические характеристики приведены в таблице 5.

В проектируемой системе крупности промпродукта 35, 36 конвейера основным объектом управления является конвейер.

По результатам разработки блок-схемы будут выбираться не только параметры контроля и управления , но и средства автоматизации.

1.5 Определение классов пожара и взрывоопасных зон

Расположение оборудования и коммуникаций ТОУ должно предусматривать их безопасное обслуживание и соответствовать требованиям действующих нормативных документов. Общей компоновки проектируемой автоматизирование системы управления (АСУ) должна быть приведена в соответствии характеристик среды обслуживания к пожаро- и взрывоопасности (ПВО) и обеспечивав удобные, надежные и безопасные условия эксплуатации системы. Кроме этого, учет условий окружающей среды поможет правильно выбрать приборы и средства автоматизации по исполнению, в результате чего будут реализованы схемы автоматизации и спроектирована безопасная, надежная и экологически эффективная система контроля железа в руде. Среда обслуживания проектируемой системы характеризуется как пыльная, с повышенной концентрацией пыли выше допустимой нормы.

Таблица Категории и классы помещений по пожаро- и взрывоопасности

Наименование производства	Категория по пожарной опасности	Категория молниезащиты	Краткая характеристика помещения
Дробильно-обогатительная фабрика	Д	З	Пыльное с возможностью повышения концентрации выше допустимой нормы

2 Специальная часть

2.1 Схема автоматизации

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта, который определяет функциональную структуру системы управления, оснащение его средствами автоматизации, указывает на расположение оборудования системы. В функциональной схеме системы автоматического контроля содержания железа в руде, изображенной в графической части проекта (см. лист 1) отображен технологический процесс системы автоматического контроля содержания железа в руде.

Функционально в систему контроля входят:

- устройство зондовое У3053, устанавливаемое под лентой конвейера;

- блок преобразования информации БПИ010, размещённый в шкафу ШО13;

- функциональные субблоки, установленные в блок-каркасе БПИ010.

В генераторные катушки УЗ от генератора ГС поступает стабилизированный по амплитуде переменный ток синусоидальной формы частотой 318 Гц, который создаёт первичное магнитное поле, намагничивающее рудный материал на конвейере. Вторичное поле намагниченного материала создаёт в контурах приёмных катушек двух индукционных зондов УЗ информативные сигналы, величина которых зависит от магнитных свойств рудного материала.

После усиления в предварительном усилителе УЗ информативные сигналы от каждого из двух индукционных зондов в виде сигналов напряжения переменного тока у! и 11₂ поступают в шкаф ШО13 магнитометра МВ-5 в блок преобразования информации БПИ010 на входы усилителей напряжения переменного тока УГШ. С выходов УПН сигналы поступают на входы преобразователя сигналов ПС, выполняющего функцию активного полосового фильтра и фазового детектора, устраняющего неинформативную квадратную составляющую сигналов.

С выходов ПС информативные сигналы, преобразованные в сигналы напряжения постоянного тока, пропорциональные магнитной восприимчивости рудного материала, поступают на входы аналого-цифрового преобразователя АЦП микропроцессорного контроллера МК магнитометра МВ-5.

Также на выходы АЦП МК поступают аналоговые сигналы от входной аналоговой развязки АР, выполняющей функцию гальванического разделения и преобразования входных аналоговых сигналов постоянного тока 0-5 мА (от конвейерных тензовесов или других аналоговых сигналов) в унифицированные сигналы напряжения постоянного тока величиной 0 - 10 В.

В магнитометре МВ-5 используются входные дискретные сигналы ДС1 и ДС2 типа "сухой контакт" для ввода в МК дискретной информации (например, сигнала "Работа конвейера" из схемы управления конвейером).

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта, который определяет функциональную структуру системы управления, оснащение его средствами автоматизации, указывает на расположение оборудования системы. В функциональной схеме системы автоматического контроля содержания железа в руде, изображенной в графической части проекта (см. лист 1) отображен технологический процесс системы автоматического контроля содержания железа в руде.

Функционально в систему контроля входят:

- устройство зондовое У3053, устанавливаемое под лентой конвейера;

- блок преобразования информации БПИ010, размещённый в шкафу ШО13;

- функциональные субблоки, установленные в блок-каркасе БПИ010.

В генераторные катушки УЗ от генератора ГС поступает стабилизированный по амплитуде переменный ток синусоидальной формы частотой 318Гц, который создаёт первичное магнитное поле, намагничивающее рудный материал на конвейере. Вторичное поле намагниченного материала создаёт в контурах приёмных катушек двух индукционных зондов УЗ информативные сигналы, величина которых зависит от магнитных свойств рудного материала.

После усиления в предварительном усилителе УЗ информативные сигналы от каждого из двух индукционных зондов в виде сигналов напряжения переменного тока U₁ и U₂ поступают в шкаф ШО13 магнитометра МВ-5 в блок преобразования информации БПИ010 на входы усилителей напряжения переменного тока УГШ. С выходов УПН сигналы поступают на входы преобразователя сигналов ПС, выполняющего функцию активного полосового фильтра и фазового детектора, устраняющего неинформативную квадратную составляющую сигналов.

С выходов ПС информативные сигналы, преобразованные в сигналы напряжения постоянного тока, пропорциональные магнитной восприимчивости рудного материала, поступают на входы аналого-цифрового преобразователя АЦП микропроцессорного контроллера МК магнитометра МВ-5.

Также на выходы АЦП МК поступают аналоговые сигналы от входной аналоговой развязки АР, выполняющей функцию гальванического разделения и преобразования входных аналоговых сигналов постоянного тока 0-5 мА (от конвейерных тензовесов или других аналоговых сигналов) в унифицированные сигналы напряжения постоянного тока величиной 0 - 10 В.

В магнитометре МВ-5 используются входные дискретные сигналы ДС1 и ДС 2 типа "сухой контакт" для ввода в МК дискретной информации (например, сигнала "Работа конвейера" из схемы управления конвейером).

Связь между магнитометром МВ-5 и вычислительным комплексом системы осуществляется в формате RS-485 по линии связи.

В схеме магнитометра МВ-5 предусмотрена возможность формирования двух выходных сигналов типа «сухой контакт» (или «оптотранзисторный ключ») для выдачи управляющих или сигнализирующих сигналов.

Также, при необходимости вывода информации в аналоговой форме, в магнитометр устанавливается выходная аналоговая развязка РА, выполняющая функцию преобразования и гальванического разделения сигнала напряжения постоянного тока с выхода цифро-аналогового преобразователя ЦАП МК в два унифицированных аналоговых сигнала постоянного тока величиной 0-5 мА.

В состав БПИ010 входят следующие функциональные узлы, конструктивно выполненные в виде субблоков:

- Блок выпрямителей - субблок БВ033, содержащий сетевой трансформатор и выпрямители. Индикация включения блока и наличия выпрямленных напряжений производится светодиодными индикаторами, расположенными на лицевой панели блока. Там же расположены тумблеры «КС», «2 СИ», «I_г»,используемые для операций проверки работоспособности магнитометра МВ-5;

- Стабилизатор напряжения - субблок СН15-1, содержащий два независимых канала А2, А3 источников стабилизированного напряжения "15 В", включающие устройства защиты от перегрузки по току и превышения номинального выходного напряжения;

- Генератор синусоидального тока - субблок ГС013, служит для генерирования стабилизированного по амплитуде и частоте синусоидального тока, питающего намагничивающие катушки У3053. Рабочая частота генератора 318 Гц, величина входного тока 60 мА;

- Усилитель переменного напряжения - субблок УПН119, содержащий два канала усиления и фильтрации сигналов, поступающих с устройства зондового. Основное усиление сигнала выполняется микросхемами В1 и В2. Фильтрация сигнала производится активными полосовыми фильтрами и настроенными на рабочую частоту 318 Гц;

- Преобразователь сигналов - субблок ПС059, содержащий два идентичных канала Е1 и Е2 фазового детектирования информативных сигнала УЗ, усиленных усилителем УГШ119. Фазовый синхронный детектор DАЗ, DА5 исключает из информативного сигнала квадратную составляющую, не содержащую информацию о магнитных свойствах рудного материала;

- Входная развязка аналоговых сигналов - субблок АР077 служит для приёма и гальванического разделения двух независимых сигналов постоянного тока 0-5 мА и преобразования их в пропорциональные сигналы напряжения постоянного тока величиной 0 - 10В;

- Микропроцессорный контроллер - субблок МК002 предназначен для приёма, преобразования в цифровую форму и обработки входных сигналов У3053 и других входных аналоговых и дискретных сигналов магнитометра, а также передачи информации по текущим значениям информационных сигналов в вышестоящую систему по стандарту интерфейса RS-485;

- Выходная развязка аналоговых сигналов - субблок РА134 предназначен для преобразования сигнала постоянного напряжения, формируемого на выходе ЦАП МК, в гальванически развязанные пропорциональные унифицированные сигналы постоянного тока величиной 0-5 мА.

Персональный компьютер в данной работе используется для обработки данных, поступающих с блока БПИ010 через адаптер связи.

2.2 Выбор средств автоматизации

Автоматические устройства и средства вычислительной техники реализующие функциональное управление должны выбираться в рамках Государственной Системы Приборов с учетом сложности объекта, его режимов работы, ПВО, химической агрессивности и токсичности окружающей среды, вида измеряемого параметра, расстояния от датчиков до пунктов управления, требуемой точности и быстродействия, допустимой погрешности измерительных систем, место установки автоматических устройств.

Для контроля содержания железа в руде в хвостах СМС предлагается применить датчик концентрации железа в рудном материале типа зондовое устройство У3053, блок преобразования информации БПИ010, адаптер связи АС015, вычислительный комплекс на базе персонального компьютера «Pentium - II».

Устройство зондовое У3053 выполняет функцию преобразования магнитных свойств железорудного материала, транспортируемого конвейером, в пропорциональные электрические сигналы.

У3053 содержит 10 модульных катушек, образующих два индукционных зонда, и двухканальный предварительный усилитель для усиления сигналов каждого из зондов. Расположение катушек в У3053 и его положение относительно материала на ленте конвейера показано на функциональной схеме (см. лист1).

Десять модульных катушек в составе УЗ образуют два автономных индукционных зонда, имеющие различные геометрические факторы, зависящие от эффективной длины зондов. Приёмные катушки каждого зонда соединены последовательно согласно с независимым выходом на входы двух каналов предварительного усиления. Общие генераторные катушки включены последовательно согласно в парах L1, L2; LЗ, L4 и встречно между парами. Указанная схема соединения генераторных и приёмных цепей обеспечивает получение нулевых сигналов индукционных зондов при отсутствии рудного материала на конвейере.

Суммарное магнитное поле Н₀ генераторных катушек действует в объёме, существенно превышающим максимальную высоту слоя железорудного материала. Намагниченный первичным полем слой рудного материала создаёт собственное (вторичное) поле Н, создающее на каждой приёмной катушке вторичное U^', в результате на выходе УЗ после усиления формируются два выходных сигнала напряжения переменного тока U₁, U₂ первого и второго индукционных зондов соответственно.

Формирование выходных сигналов У3053 - сигналов напряжения переменного тока U₁ и U₂ производит двухканальный предварительный усилитель, выполненный на микросхемах. Коэффициент усиления каждого канала постоянный. Усилитель расположен в корпусе У3053.

Проверка функционирования УЗ при отсутствии рудного материала производится путём раскомпенсации поля генераторных катушек L1, L2 и L3, L4 за счёт отключения части витков L1 и L4 с помощью контактов реле К1, К2. Включение К1, К2 производится из шкафа ШО13 с помощью тумблеров, установленных в блоке БВ033.

Блок преобразования информации БПИ010 предназначен для:

-приёма информационных сигналов от УЗ и их преобразования в унифицированные аналоговые сигналы напряжения постоянного тока величиной 0 - 5В;

-аналого-цифрового преобразования этих сигналов с последующей передачей их в цифровой форме в виде сигналов стандартного интерфейса RS-485 через адаптер связи АС015 в персональный компьютер вычислительного комплекса системы;

-приёма информации от вычислительного комплекса системы в цифровой форме в виде сигналов стандартного интерфейса RS-485;

-преобразования и выдачи информации по содержанию магнетитового (общего) железа в конвейерном потоке в виде унифицированного аналогового сигнала постоянного тока величиной 0-5 мА.

Периферийный интерфейсный адаптер связи АСО15 предназначен для коммутации и преобразования цифровых сигналов с физическими уровнями в стандарте RS-485, поступающих по восьми гальванически развязанным друг от друга каналам, в сигнал уровня, соответствующими стандарту RS-232.

Адаптер связи применяется для сопряжения компьютера, имеющего один последовательный вход в стандарте RS-232 (СОМ-порт), с несколькими датчиками или измерительными системами, имеющими цифровой выходной сигнал в стандарте RS-485.

Адаптер связи АСО15 разработан для применения в составе автоматизированных систем контроля качества железорудного сырья в конвейерных потоках.

2.3 Разработка электрической принципиальной схемы

Электрическая принципиальная схема разрабатывается в соответствии с функциональной схемой контура управления и является основным документом проекта по которому изучается принцип действия приборов и узлов схемы, определяются неисправности в электрических соединениях приборов, разрабатываются монтажно-коммутационные схемы проекта.

Электрические принципиальные схемы на чертежах изображаются двумя способами: совмещенным и разнесенным. В практике проектирования нашел широкое применение совмещенный способ, при котором все элементы одного узла схемы (либо прибора) располагаются вне посредственной близости и заключаются в прямоугольный контур выполненный тонкой сплошной линией, к каждому прибору подводится питание. Изображаются входные и выходные коммутационные цепи. На листе 2 графической части дипломного проекта изображена электрическая принципиальная схема преобразователя сигналов ПС059 изображенная совмещенным способом. Схема работает следующим образом:

Преобразователь сигналов - субблок ПС059, содержит два идентичных канала Е1 и Е2 фазового детектирования информативных сигналов УЗ, усиленных усилителем УПН 119. Фазовый синхронный детектор DА3, DА5 исключает из информативного сигнала квадратную составляющую, не содержащую информацию о магнитных свойствах рудного материала.

Сигнал с выхода УПН119 поступает на вход 1 субблока ПС059 и далее на информационный вход фазового синхронного детектора.

На управляющий вход фазового детектора должны поступать прямоугольные импульсы, согласованные по фазе с информационным сигналом. Они формируются следующим образом: опорный сигнал с выхода 3 генератора ГС013 поступает на вход 3 субблока ПС059 и далее на вход фазовращателя. Фазовращатель (R30, R10, С4) служит для приведения фазы тока на выходе 3 генератора к фазе информационного сигнала. Переменный резистор R30 фаза 1 обеспечивает изменение фазы на величину около 90°. С фазовращателя сигнал поступает на формирователь прямоугольных импульсов (DА6 типа КР551 УД1А, R15).

Фазовый детектор - это двунаправленный ключ на микросхеме типа К561КТЗ.

Микросхема КТ561КТЗ - это коммутатор цифровых и аналоговых сигналов. Каждый ключ имеет вход и выход сигнала, а также вход разрешения прохождения сигнала. В КТ561КТЗ -- ключ двойной оппозитный: когда проходной канал разомкнут вход заземляется, если канал замкнут вход отмыкается от нуля напряжения. Канал проводимости в этих коммутаторах двунаправленный. Двойно и контакт нейтрализует влияние переходного процесса изменения сопротивления канала при его замыкании.

С резистора R19 сигнал поступает на активный сглаживающий фильтр (DА4, R21, R22, С5). На выходе фильтра выделяется интегральная постоянная сигнала, формируемого фазовым детектором.

С выхода фильтра сигнал поступает на активный инвертирующий выпрямитель (DА3, VD6, VD7, R23, R25, R26, R27), на выходы которого проходит только сигнал отрицательной полярности. Коэффициент усиления усилителя = 3.

Для компенсации фоновой составляющей информационного сигнала на операционный усилитель DАЗ подаётся напряжение постоянного тока, снимаемое с резистора R24, с помощью которого устанавливается уровень компенсации.

Для контроля как бедных, так и богатых руд предусмотрено пять диапазонов контроля датчиков МВ-5. В связи с этим необходимо задание одного из пяти диапазонов компенсации фоновой составляющей: 0 - 0,25 ед. СИ; 0 - 0,5 ед. СИ; О - 0,75 ед. СИ; 0-1,25 ед. СИ; 0 - 2 ед. СИ. Задание одного из пяти рабочих диапазонов осуществляется на резисторе R11.

2.4 Выбор щита управления. Разработка общего вида щита

дробление руда автоматизация управление

При выборе исполнения щитов необходимо руководствоваться следующими рекомендациями:

- щиты, стативы должны иметь климатическое исполнение У, категории размещения 4 ГОСТ 15150-89;

- степень защиты щитов, стативов от прикосновения к токоведущим частям, попадания посторонних тел и прикосновения воды должно соответствовать: для шкафных щитов - IР30, для панельных щитов с каркасом и стативов - IР00;

- стандартные щиты, стативы предназначены для эксплуатации в следующих условиях:

а) температура окружающей среды 1 - 35°С;

б) влажность воздуха 65% при температуре 20°С и не более 80% при температуре 25°С;

При выборе щитов и их габаритных размеров следует учитывать:

а) их назначение;

б) количество и габариты средств автоматизации и электроаппаратуры на фасадных панелях и внутри щитов;

в) размеры помещения, где предусматривается установка щитов;

г) правила техники безопасности в части проходов обслуживания щитов.

Для защиты от внешних воздействий и удобства эксплуатации блок преобразования информации предлагается разместить в щите шкафном малогабаритном типа ШО13.

Корпус шкафа цельнометаллический. Исполнение - пылебрызгозащещённое, с откидывающейся передней крышкой. Крышка шкафа закрывается и фиксируется в закрытом положении крепёжными винтами.

Блок БПИ010 устанавливается в шкафу с помощью направляющих.

Степень защиты от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96 - IР54.

Шкаф устанавливается на стальном листе размером 620x420x5 мм, привариваемом к металлическим конструкциям галереи конвейера на расстоянии (по кабелю) не далее 15 м от зондового устройства. Крепление шкафа к пластинке выполняется болтовым соединением. Следует избегать размещение шкафа вблизи щитов управления электродвигателем или других источников электромагнитных помех.

Так как шкаф не имеет вентиляционных отверстий, жалюзей и т.п., по этому недопустимо его размещение вблизи тепловыделяющих устройств.

Место установки шкафа должно обеспечивать удобный и безопасный подход к нему и сквозное открывание крышки.

Место установки шкафа должно обеспечивать удобный и безопасный подход к нему и сквозное открывание крышки.

В шкафу будут размещены следующие субблоки: блок выпрямителей - субблок БВ033, стабилизатор напряжения - субблок СН15-1, генератор синусоидального тока - субблок ГС013, усилитель переменного напряжения - субблок УПН119, преобразователь сигналов - субблок ПС059, входная развязка аналоговых сигналов - субблок АР077, микропроцессорный контроллер - субблок МК002, выходная развязка аналоговых сигналов - субблок РА134.

Общий вид блока БПИ представлен в ГЧДП. Лист 1.

2.5 Разработка монтажно-коммутационной схемы

Монтажно-коммутационные схемы позволяют получить сведения, необходимые для выполнения соединений внутри шкафа, установить, какие приборы, аппараты, ряды зажимов и другие изделия установлены в блоке преобразования информации, как обозначены их выводы, что с чем следует соединить, проводами каких марок, какую выполнить маркировку. Монтажно-коммутационную схему выполняют без масштаба и она должна точно соответствовать принципиальной схеме. Приборы, предусмотренные принципиальной схемой, должны быть полностью отражены на монтажной схеме. Позиционные обозначения приборов и аппаратов, а также маркировка участков цепей, принятая в принципиальной схеме, должна быть сохранена в монтажной схеме.

Монтажные схемы выполняются тремя способами: графическим, адресным и табличным.

Монтажно-коммутационная схема, выполненная графическим способом, представлена в ГЧ дипломного проекта лист 3. На схеме показаны разъёмы восьми субблоков преобразования информации, зондового устройства и выходной разъём.

Описание схемы будет производится по нескольким клеммным разъёмам.

Опорный сигнал поступает с клемм 1, 2, 3 клеммного разъёма X11 генератора синусоидальных токов ГС013 на клеммы 5, 6 клеммного разъёма X14 преобразователя сигналов ПС059.

С клемм 14,15 клеммного разъёма Х8 стабилизатора напряжения СН15-1 напряжения питания -15В подаётся на клеммы 9, 10 клеммного разъёмов XII генератора синусоидальных токов ГС013, разъёма X12 усилителя переменного напряжения УПН119, Х14 преобразователя сигналов ПС059, затем на клемму 2 клеммного разъёма XI6 микроконтроллера МК002, затем на клеммы 9, 10 разъёма X18 выходной развязки РА 134, и далее на клеммы 19, 20 клеммного разъёма Х21 зондового устройства У3053. С клеммы 22, 23 клеммного разъёма Х8 стабилизатора напряжения СН15-1 напряжение питания +15 В подаётся на клеммы 21, 22 клеммных разъёма XI1 генератора токов ГС013, разъёма Х12 усилителя переменного напряжения УПН119, разъёма Х14 преобразователя сигналов ПС059, затем на клемму 1 клеммного разъёма X16 микроконтроллера МК002, затем на клеммы 21, 23 разъёма X18 выходной развязки РА 134, и далее на клеммы 17, 18 клеммного разъёма Х21 зондового устройства У3053.

Общий провод с клемм 12, 13 клеммного разъёма Х8 стабилизатора напряжения СН15-1 соединяется с клеммой 16 разъёма X12 усилителя переменного напряжения УПН119, затем с клеммами 15,16 разъёма Х14 преобразователя сигналов ПС059.

Клеммы 11, 12, 13 клеммного разъёма X12 усилителя переменного напряжения УПН119 соединяются с клеммами 12, 13 клеммного разъёма X14 преобразователя сигналов ПС059. Клеммы 17, 18, 19 разъёма Х12 усилителя переменного напряжения с клеммами 24, 25 клеммного разъёма X14 преобразователя сигналов ПС059. Клеммы 29, 30 клеммного разъема Х14 преобразователя сигналов ПС059 соединяются с клеммой 8 клеммного разъема XI6 микроконтроллера МК002. С клеммы 15 клеммного разъема X микроконтроллера МК002 сигнал поступает на клеммы 13, 14 клеммного разъема XI8 аналоговой развязки РА 134. А так же с клемм 24, 26 клеммного разъема XI6 микроконтроллера МК002 сигнал поступает на клеммы 29, 30 клеммного разъема Х22. С клемм 29, 30, 31 клеммного разъема Х22 сигнал по линии связи RS485 поступает на адаптер связи АСО15.Следовательно с адаптера связи АС015 поступает на вычислительный комплекс.

2.6 Разработка схемы внешних соединений

Схемы внешних соединений проводок - это комбинированная схема, на которой показаны электрические и трубные связи между приборами и средствами автоматизации, установленными на технологическом оборудовании, вне щитов и на щитах, а также подключение проводок к приборам и щитам.

Схему внешних соединений читают совместно со следующими документами: схемой автоматизации технологических процессов; принципиальной электрической схемой; эксплуатацией на приборы и С А, применяемые в проекте; таблицами соединений и подключений проводок щитов и пультов; чертежами расположения технологического, электрического и другого оборудования, и трубопроводов с отборными и приёмными устройствами.

Маркировка жил кабелей и проводок проставляется в соответствии с принципиальной электрической схемой.

На схеме сверху поля чертежа размещена таблица с поясняющими надписями. Строки таблицы разбиты на заголовки и подзаголовки, приборы группируют по принадлежности к одному и тому же технологическому оборудованию. В таблицу внесён следующий параметр - содержание железа в руде. Показаны зондовые устройства, установленные под конвейерами 101, 102. К зондовому устройству (поз. А1) подключен контрольный кабель с порядковым номером 1 типа КВВБГ 14?0,75, который приходит к блоку преобразования информации (поз. А2) на весового комплекса, а на клеммник Х6.2 присоединяется кабель 4 типа КВВГ 4?0,75, который приходит из схемы управления конвейером. Питание к блоку подводится проводом с порядковым номером 7 типа КВВГ 4?0,75 на клеммник X1.

С клеммника Х6.2 блока преобразования информации уходит кабель с порядковым номером 5 типа КССПВ2х2х0,35 в соединительную коробку (поз. А4) на клеммник Х23, которая находится в помещении операторской. На этот же клеммник приходит кабель 5а типа КССПВ2?2?0,35 контроля содержания железа в руде конвейера 102. С соединительной коробки кабель с порядковым номером 8 типа 7КССПВ2?2?0,35 уходит на клеммник Х24.1 адаптера связи (поз. А6), который находится в помещении операторской. С клеммника Х24.2 адаптера связи кабель с порядковым номером 9 типа ЗКССПВ2?2?0,35 уходит к вычислительному комплексу системы.

2.7 Расчетная часть

2.7.1 Определение комплексного показателя уровня автоматизации

Уровень автоматизации характеризует долю труда по управлению ТП, производимую автоматически без участия человека. Его количественная оценка определяется с помощью комплексного показателя К, при использовании которого можно проводить анализ состояния автоматизации действующих установок.

К_тах 1 - автоматическое 100% труда по управлению выполняется автоматическими устройствами.

К_н = 0.75 - 0.99 - автоматизированная система 75 - 99% труда выполняется автоматическими устройствами.

Комплексный показатель рассчитывается по формуле

где Кi - частные показатели уровня автоматизации отдельных функций

а_i - коэффициент "важности" отдельных функций

1 - 12 - количество функций управлений в системе

Анализируя функциональную схему, составляем таблицу данных для расчетов.

Таблица 8 - Расчет уровня автоматизации

Номер функции	n0б	Кj	nj	Коэффициент "важности" а
К1	2	0,2;0,7;1	2;2;1	0,9
К3	2	0,2;0,6;1	2;2;1	0,7
К4	4	0,2;0,7	4;2	1,0
К6	6	0,2; 1	6;6	0,8
К12	6	0,2;0,3;1	6;4;2	0,1

- Определяется частный показатель уровня автоматизации контроля технолoгических параметров

- Определяется частный показатель уровня автоматизации регистрации технологических параметров

- Определяется частный показатель уровня автоматизации контроля состояния оборудования

- Определяется частный показатель уровня автоматизации расчета ТЭП

- Определяется частный показатель уровня автоматизации пуска и останова

- Определяется частный показатель уровня автоматизации обмена информации со смежным и выше стоящими уровнями управления

- Определяется комплексный показатель уровня автоматизации системы

Вывод: уровень автоматизации проектируемой системы достаточен, так как количественная оценка показателя уровня автоматизации лежит в пределах нормативного:

0,7 < 0,98 < 1,

то есть в системе ручной труд используется на 1 %.

2.7.2 Расчет электрической схемы

Под надежностью понимают свойства объекта выполнять заданные функции, сохраняя свои эксплуатационные показатели в соответствующих пределах. На надежность схем автоматизации показывает влияние количество элементов в схеме, способ их соединения, факторы окружающей среды. Степень достоверности расчета зависит принятой допустимой интенсивности отказов каждого элемента схемы и от точности оценки влияния различных факторов надежности. Износ и старение материала во внимание не берется. Эксплуатационные показатели надежности это безопасность, ремонтопригодность, долговечность. К средствам автоматизации предъявляются повышенные требования надежности. Для расчета надежности существуют различные методики, в данном случае применим методику расчета надежности, основанную на определении вероятности безотказной работы схемы, анализируя электрическую принципиальную схему, составляем таблицу данных для расчета, а интенсивность отказов элементов схемы определяется из технических инструкций на приборе, таблица 10.

Таблица 10 Интенсивность отказов элементов схемы

Наименование элементов	Кол-во	Интенсивность отказов л, ч -1	?л, ч -1
Конденсатор	7	1,4·10-5	1,4·10-5
Микросхема	8	4,0·10-5	4,0·10-5
Резистор	30	0,3 ·10-5	0,3 ·10-5
Диод	4	2,0·10 -6	0,2·10-5
Гнездо контрольное МГК11	7	3,56·10-5	3,56· 10-5
Реле РЭС 55А	2	2, 17·10-5	2, 17·10-5
Стабилитрон	3	0,364·10 -6	0,0364·10-5
Резистор МЛТ - 0,5	4	12,01·10 -6	1,20· 10-5

Расчет: Принимаем срок нормальной эксплуатации схемы:

Т=1000ч

Определяется результирующую, суммарную интенсивность отказов всей схемы:

Определяется величину относительной наработки на отказ.

,

а = 1000?12,8?10 ^-5 =0,128

Определяется вероятность безотказной работы схемы:

,

Р = 2,78 ^-0,128 = 0,87

Вывод: вероятность безотказной работы электрической принципиальной схемы автоматизированной системы близка к единице следовательно схему можно считать надежной.

2.7.3 Оценка структурной надежности системы автоматизации

Оценка структурной надежности системы называется надежность системы в целом, оцененная по структурной схеме с учетом надежности автоматических устройств составляющих схему и надежности объекта управления - конвейер. В ходе оценки надежности сделаем предположение, что все элементы схемы соединены последовательно и выход из строя какого-либо элемента схемы приведёт к выходу всю систему. Оценка надежности системы проводится методом сравнения вероятностей безотказной работы объекта управления и схемы САК.

- Вероятность безотказной работы автоматических устройств составляющих электрическую принципиальную схему САК в соответствии с проведенными ранее расчетами составляет - 0,87.

- Из технического паспорта конвейера выписываем вероятность безотказной работы объекта управления, которая составляет - 0,61.

- Сравниваем надежность объекта контроля и автоматических устройств

0,69 < 0,87,

так как вероятность безотказной работы объекта управления меньше вероятности безотказной работы автоматических устройств, то автоматические устройства, составляющие схему не снизят надежности объекта управления, а средняя вероятность безотказной работы системы в целом будет иметь следующие значения:

(12)

Что лежит в пределах нормативного:

0,61<0,74<1



ТОУ - Объект управления - конвейер

УЗ - Устройство зондовое

ДВ - Датчик веса - тензовесы

БПИ - Блок преобразования информации

ПК - Персональный компьютер

Рисунок -

4 Экономика предприятия

4.1 Капитальные вложения

Капитальные вложения - это совокупность затрат на строительство новых, реконструкцию и расширение действующих предприятий, на приобретение новой техники и т.п. Основными источниками финансирования капитальных вложений являются средства из государственного бюджета, а также средства предприятий, организаций, ссуды и кредиты госбанков.

Повышение экономической эффективности капитальных вложений имеет исключительно важное значение для роста эффективности общественного производства и заключается в снижении стоимости и сроков строительства новых и реконструкции действующих предприятий, повышении качества и снижении себестоимости выпускаемой продукции, снижении численности работников и повышении производительности их труда, улучшении использования минеральных и других природных ресурсов.

Инвестиция - это денежные средства, банковские вклады и другие ценные бумаги, технологии машины, оборудования, ценности, вкладываемые в объекты предпринимательской деятельности в целях получения дохода.

Основные фонды - это орудие труда многократно использующееся в процессе производства и переносящее свою стоимость на готовый продукт постепенно по мере износа, сохраняя натуральную форму.

Таблица Плановые капитальные вложения

Наименование оборудования	Количество	Первоначальная стоимость тенге	Суммарная первоначальная стоимость,тенге
		Цена изготовителя	Транспортные расходы, тг	Расходы на монтаж, тг	Прочие расходы, тг	Итого
Конвейер	2	1951600	195160	156128	39032	2341920	4683840

а) транспортные расходы зависят от расстояния, тарифов на перевозку и на погрузочные работы. В данном дипломном проекте эти тарифы принимаются 10% от цены изготовителя.

б) затраты на монтаж оборудования определяются по смете. В данном дипломном проекте условно принимается 7% от цены изготовителя.

в) прочие расходы (растоможивание, непредвиденные расходы на транспортировку) принимаются в размере 2% от цены изготовителя.

4.2 Амортизационные отчисления

Участвуя в длительное время в процессе производства, основные фонды постоянно изнашиваются. Различают физический и моральный износ основных фондов. Под физическим износом понимают процесс постепенной потери основными фондами своих качественных характеристик, в результате чего они теряют свою потребительскую стоимость и требуется их полная замена (обновление). Моральный износ состоит в том, что в результате развития и усовершенствования техники и технологии они обесцениваются до наступления физического износа.

Различают две формы морального износа:

а) В результате повышения производительности общественного труда в сфере производства средств производства снижаются затраты трудовых и материальных ресурсов для воспроизводства основных фондов.

б) С внедрением в производство новой техники и организации производства экономически не целесообразно использовать морально устаревшие основные фонды и возникает необходимость преждевременной замены устаревших основных фондов новыми, более современными.

Создание источников средств на возмещение износа основных фондов их воспроизводства делает необходимым производить амортизационные отчисления.

Амортизация - это часть стоимости основных фондов, которая в процессе их эксплуатации переносится на стоимость годового продукта. Сумма отчислений, предназначенная на возмещение стоимости износа основных фондов, называется амортизационными отчислениями. Амортизационные отчисления накапливаются на специальных счетах и образуют амортизационный фонд.

Амортизационные отчисления на капитальный ремонт включаются в фонд развития производства и могут быть использованы не только на капитальный ремонт и модернизацию, но и на приобретение новых основных фондов взамен устаревших, капитальный ремонт которых экономически нецелесообразен.

Амортизационные отчисления производятся планомерно по утвержденным нормам амортизации, представляющий собой годовой процент возмещения стоимости основных фондов.

Общая норма амортизации состоит из двух частных норм: нормы амортизации на полное восстановление основных фондов и нормы амортизации на капитальный ремонт и модернизацию.

Таблица Амортизационные отчисления

Наименование объекта	Количество шт	Суммарная первоначальная стоимость тенге	Норма амортизации %	Годовые амортизационные отчисления тенге
Конвейер	2	4683840	16,3	763465,9

4.2.2 Затраты на электроэнергию

Основной задачей энергитического хозяйства является безперебойное обеспечение всех производственных звеньев соответствующими видами энергии высокого качества, наиболее полное использование мощности энергоустановок, внедрение новой энергитической техники, соблюдать строжайшего режима экономии.

Основное потребление электроэнергии на руднике являются компрессорные, вентиляторные, подъемные водоотливные установки.

Приходная и расходная части баланса потребляемой электроэнергии учитывается по показателям счетчиков.

Расчет электропотребления производится:

-По количеству электропотребления их электрической мощности и времени работ.

-Исходя из удельного расхода электроэнергии на единицу продукции (на единицу объема работ) и годового объема выпуска продукции (на годовой объем работ) Оплата электроэнергии производится по установленному тарифу.

Потребление электроэнергии	Количество оборудования	Р, кВ	Р, кВт	Коэфицент использования	Р активная	Плановый фонд рабочего времени	Плановое Электро потребле ние, кВт
Конвейер	2	30	60	0,7	42	8290	348180

Предприятия рассчитывается за потребленную электроэнергию согласно показаниям электросчетчиков по установленному тарифу за 1 кВт в час. Расчет энергетических затрат производится исходя из плана по производству, данных о численности двигателей, их мощности и количеству, часов их работы. Экономия электроэнергии предприятием осуществляется за счет рационального использования электрооборудования и по возможности исключения холостого хода.

Э=W·T;

Э - Годовые энергозатраты, тг

W - Плановое количество электроэнергией-348180 кВт

Т- Установленный тариф за 1 кВт - 2,5

Э = 348180·2,5 = 870450 тг

4.2.3 Затраты на материалы

План материально - технического снабжения представляет собой органическую часть техпромфинплана предприятия.