Автоматизация производства цинка

6.1 Построение кривой разгона с учетом запаздывания

Диапазон температур составляет от 0 до 70 0С. Ступенчатое возмущение х величиной 30 процентов нанесено по каналу регулирующего воздействия путем увеличения расхода теплоносителя. Величина транспортного запаздывания ф = 10 с. Степень колебательности m равна 0,22. Тип регулятора - ПИ.

Экспериментальная кривая разгона температуры в объекте в безразмерной форме, исключая участок транспортного запаздывания, представлена в таблице 6.1.

Таблица 6.1 - Экспериментальная кривая разгона в безразмерной форме

S	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
q	0	0,07	0,25	0,43	0,58	0.78	0,80	0,84	0,89	0,92	0,94	0,96	0,97	0,98	0,985	0,99	0,995	1,00

Действительные значения ординат кривой разгона определяются по уравнениям время t, с, и температура Т,0С:

t = a · S (6.1)

T = b · и (6.2)

где а - время, равное 5 с;

b - температура, равная 70 0С.

На основе выше указанных данных находим координаты кривой разгона объекта в натуральной форме. Результат приведен в таблице 6.2.

Таблица 6.2 - Экспериментальная кривая разгона в натуральной форме

t,с	0	5	10	15	20	25	30	35	40	45	50	55	60	65	70	75	80	85
T,0С	0	4,9	17,5	30,1	40,6	54,6	56	58,8	62,3	64,4	65,8	67,2	67,9	68,6	68,95	69,3	69,65	70

Начало кривой разгона смещаем по оси t на время =10 с. Получаем экспериментальную кривую разгона с учетом . Результат приведен в таблице 6.3.

Таблица 6.3 - Экспериментальная кривая разгона с учетом времени 

t, c	0	4	8	12	16	20	24	28	32	36	40	44	48	52	56	60	64	68	72
T,єC	0	0	4,9	17,5	30,1	40,6	54,6	56	58,8	62,3	64,4	65,8	67,2	67,9	68,6	68,95	69,3	69,65	70

В программе Razgon.exe рассчитываем координаты аппроксимирующей кривой разгона, которые предоставлены в приложении Б. По данным таблицы 6.3 строим экспериментальную кривую разгона объекта с запаздыванием и аппроксимирующую кривую разгона. График натуральной и аппроксимирующей кривых разгона расположен на чертеже 360140ДП06.01.

6.2 Определение передаточной функции и дифференциального уравнения объекта

Определяем передаточную функцию объекта по методу площадей (метод Симою). С помощью этого метода находятся численные значения коэффициентов F1 и F2 в передаточной функции. В программе Perfun.exe находим коэффициенты F1 = 20,6 и F2 = 100,86. Результат предоставлен в приложении А. Передаточная функция будет иметь вид:

(6.3)

где коэффициенты Fn…F1 имеют смысл и размерность времени.

Ограничиваемся уравнением второго порядка:

(6.4)

F связаны с кривой разгона интегральными соотношениями:

(6.5)

.

(6.6)

где и = - безразмерное время.

При расчете исключается из рассмотрения участок транспортного запаздывания. При наличии запаздывания в полученную передаточную функцию вводится множитель . Тогда:

(6.7)

Для определения передаточной функции объекта в численном виде находим значение передаточного коэффициента объекта , :

(6.8)

Подставляя численные значения F1=20,6, F2=100,86, Коб=2,33 и ф =10 в выражение (6.7), находим передаточную функцию объекта в численном виде:

Находим дифференциальное уравнение объекта, исходя из выражения:

(6.9)

(6.10)

(6.11)

Применяя обратное преобразование Лапласа к выражению, и подставляя численные значения F1, F2, Коб и ф в выражение (6.11) получаем:

6.3 Определение максимального динамического отклонения аппроксимирующей кривой от заданной в натуральной форме

Находим максимальное отклонение аппроксимированной кривой разгона от натуральной кривой разгона с запаздыванием .

По построенному графику натуральной и аппроксимирующей кривых разгона, который расположен на чертеже 360140ДП05.01 находим, что максимальное отклонение Y'(t) от Y(t) наблюдается в точке:

t = 35 c;

Y'(t) = 54,9

Y(t) = 49

(6.12)

Следовательно, точность аппроксимации = 8,4%.

Находим постоянную времени объекта. Для этого из точки t = 10 c (соответствует времени запаздывания) к участку максимальной скорости нарастания температуры проводим касательную до момента пересечения её с линией  (T = 70 °С). Временной участок, заключенный между точкой пересечения касательной с  и , равен постоянной времени объекта T' = 42 c, t = 10 c:

T=T' - t

Т = 42-10 = 32 с

6.4 Расчет расширенных АФХ ФЧХ объекта для заданного запаса устойчивости

Запас устойчивости системы может быть охарактеризована величиной степени затухания “Ш”, которая связана со степенью колебательности системы”m” зависимостью:

(6.13)

Расчет на заданную степень затухания (заданный запас устойчивости m) проводят по расширенным частотным характеристикам - АФХ регулятора и объекта.

P = (j - m)·щ (6.14)

Используя критерий Найквиста, согласно которому система будет находиться на границе устойчивости, если АФХ разомкнутой системы пройдет через критическую точку с координатами (1; j0) и с учетом заданного запаса устойчивости m.

АФХ разомкнутой системы:

Wраз.(m ; jщ) = -1 (6.15)

WR.(m ; jщ) ·Wоб.(m ; jщ) = 1 (6.16)

В регуляторе происходит перемена знака сигнала.

Представим АФХ регулятора и объекта в показательной форме, тогда:

(6.17)

При условии выполнения равенств:

(6.18)

(6.19)

Настроечные параметры регулятора, определяемые системой, будут оптимальными с точки зрения обеспечения заданной степени затухания m, и следовательно, заданного запаса устойчивости САР.

Выражение 6.7 преобразуем:

(6.20)

Тогда АФХ объекта:

(6.21)

Тогда:

(6.22)

Подставим в формулу (6.22) вместо :

(6.23)

Преобразуем числитель:

(6.24)

Из формулы (6.24) выделяем вещественную часть - P(m,щ) и коэффициент при мнимой части Q(m,щ):

(6.25)

(6.26)

Из общих преобразований находим АЧХ объекта:

(6.27)

Подставляем в выражение (6.27) для :

Подставляя вместо a и b в выражение (6.28) получим:

(6.28)

Находим ФЧХ объекта:

(6.29)

Для нахождения отношения , воспользуемся выражением (6.24):

P(m,щ) -jQ(m,щ)

Тогда:

(6.30)

(6.31)

Находим численные значения для расширенных характеристик объекта при F1 = 20,6, F2 = 100,86, Kоб = 2,33, ф = 10, m = 0,22:

Для построения графиков Аоб(m,щ) и цоб(m,щ) используется участок АФХ в области рабочих частот. Графики представлены на чертеже 360140ДП06.01.

6.5 Определение оптимальных настроечных параметров регулятора

Строим линию равного затухания переходного процесса в плоскости настроечных параметров. Расчет выполняется в программе Rcho.exe. Результаты расчета приведены в приложении В. График апмлитудно-фазовой характеристики объекта расопложен на чертеже 360140ДП.06.01.

Передаточная функция ПИ - регулятора:

(6.32)

где  - коэффициент передачи пропорциональной части;

- коэффициент передачи интегральной части;

- время интегрирования:

Расчетные формулы для  и :

(6.33)

(6.34)

По программе Linz.exe получаем результаты, которые расположены в приложении Г, где Q[i] =, K[i] =  и X[i] = щ, i - номер точки. Строим график линии равной степени затухания переходного процесса, который расположен на чертеже 360140ДП06.01.

Из графика определяем оптимальные значения параметра. Условием оптимальности является минимум интегрального критерия качества, который обеспечивается при =max:

 = 0,42

Находим степень упругой связи д, :

(6.35)

Показатель затухания регулятора  находиться по формуле:

(6.36)

6.6 Определение запаса устойчивости САР по модулю и по фазе

Используя критерий Найквиста, находим АФХ разомкнутой системы с ПИ - регулятором. Передаточная функция разомкнутой системы:

(6.37)

Проведя преобразования получим:

(6.38)

Найдем выражение для АФХ разомкнутой системы без запаздывания. Для этого в формуле (6.38) без сомножителя заменим р на jw:

(6.39)

(6.40)

(6.41)

(6.42)

(6.43)

АФХ разомкнутой системы с запаздыванием:

(6.44)

Преобразовав выражение (6.44), получаем результат:

(6.45)

(6.46)

(6.47)

Подставляя численные значения в выражении (6.42), (6.43), (6.46), (6.47), получаем искомый результат:

Расчет годографа производится в программе Ust-pi.exe и представлен в приложении Д. График АФХ разомкнутой САР предоставлен на чертеже 360140ДП01.06. Из графика определяем: система устойчива с запасом по модулю с = 0,01 по фазе г = 4°.

6.7 Определение передаточной функцию замкнутой системы по задающему воздействию

Передаточная функция замкнутой САР находиться по формуле:

(6.48)

Из выражений (6.37), (6.7) и (6.32) получаем преобразованную передаточную функцию:

(6.49)

Подставляя значения в выражение (6.49) получаем:

6.8 Определение вещественной частотной характеристики замкнутой системы

В выражении (6.49) заменим :

(6.50)

Выделяем из выражения (6.50) вещественную часть Р(щ):

(6.51)

Подставляя в выражение (6.51) численные значения и проведя преобразования, получим:

Значения вещественной частотной характеристики рассчитываются в программе Gchх.3401.exe. Результат расчетов предоставлен в приложении Е.

6.9 Расчет и построение переходного процесса методом трапецеидальных частотных характеристик

Кривая ВЧХ (вещественная частотная характеристика) строится по полученным результатам с помощью программы Gchх.3401.exe. Её график расположен на чертеже 360140ДП60.01. Кривая заменяется ломаной линией (касательными к каждой точке сопряжения). Ломаная линия заменяется трапециями так, чтобы площадь, ограниченная ломаной линией, была точно равна сумме всех трапеций, взятых с соответствующим знаком. Трапеции обязательно должны начинаться от точки щ = 0 (одна боковая грань лежит на оси ординат), а основание должно быть параллельно оси абсцисс.

Для каждой определенной трапеции рассчитывается соответствующий переходный процесс и строится график переходного процесса. Графически складываясь, ординаты переходных процессов образуют переходный процесс системы в целом. Основные характеристики трапеций: rо - высота, щd - частота, при которой заканчивается верхнее основание трапеции, щ п - частота, при которой заканчивается нижнее основание трапеции, - наклон трапеции.

Действительное время , с, и амплитуда  для каждой трапеции переходного процесса системы в целом, находиться по формуле:

(6.52)

(6.53)

 Сделанные измерения и данные по таблицам записаны в приложении Ж. Переходные процессы трапеций представлены на графике вещественной частотной характеристики на чертеже 360140ДП06.01.

6.10 Показатели качества регулирования

Из графика переходные процессы трапеций строится график переходного процесса системы, который расположен на чертеже 360140ДП06.01. По графику переходного процесса системы определяются показатели качества регулирования.

Время регулирования: ТР= 148 c.

Максимальное отклонение выходной величины = 1,39 °C.

Статическая ошибка.

Перерегулирование определяется по формуле:

  (6.54)

Степень затухания  определяется по формуле:

(6.55)

где ,  - амплитуды.

Статическая ошибка  находится по формуле:

(6.56)

6.11 Результат исследования локальной САР

Характеристики объекта:

- коэффициенты передаточной функции объекта F1 = 20,6 F2= 100,86;

- коэффициент передачи объекта  ;

- передаточная функция объекта в численной форме:

;

- дифференциальное уравнение в численной форме:

;

- точность аппроксимации ;

- постоянная времени объекта Тоб= 32с;

Характеристики регулятора:

- коэффициент передачи пропорциональной части KR = 0,42;

- коэффициент передачи интегральной части ;

- степень упругой связи ;

- степень затухания для регулятора ;

Характеристики САР:

- система устойчивая;

- запас устойчивости по модулю с = 0,01;

- запас устойчивости по фазе г = 4°;

- время регулирования Тр= 148 с;

- максимальное отклонение выходной величины Ymax= 1,39 °C;

- перерегулирование 24 %;

- степень затухания 69,2 %;

- статическая ошибка -1,96 %.



7. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

7.1.1 Составляющие эффективности проекта

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшения условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

При создании АСУ ТП приходится сталкиваться с рядом проблем. Необходимость установки комплекса технических средств, обязательность значительных материальных затрат обуславливают некоторый барьер целесообразности создания АСУ ТП. Этот барьер носит экономический характер и определяется рентабельностью автоматизируемого процесса, с одной стороны, и минимальными затратами на создание АСУ ТП - с другой.

Экономический эффект от применения АСУ ТП обуславливается прежде всего повышением эффективности автоматизируемого производства, определяемым повышением качества и надежности управления, снижением потерь, повышением производительности. Сама АСУТП должна быть также экономичной.

7.1.2 С внедрением новой системы появятся широкие возможности по оперативному изменению параметров технологического процесса, что позволит, в конечном счете, увеличить качество выпускаемой продукции. Внедрение автоматизации ведет к улучшению условий труда, повышению его безопасности и безвредности, что имеет большое экономическое значение и положительно влияет на экономические результаты производства - производительность труда, качество и себестоимость выпускаемой продукции.

Также в результате автоматизации планируется снизить затраты на обслуживание и ремонт оборудования, так как внедряемое оборудование отвечает самым высоким требованиям надежности. Использование современной элементной базы и нового подхода в измерительной технике позволят значительно уменьшить затраты на создание и эксплуатацию АСУТП. Повсеместное внедрение аппаратных средств автоматизации в технологическую линию обеспечит снижение доли участия человека в процессе, позволит значительно сократить штат обслуживающего персонала и упростить структуру взаимосвязей между отдельными участками. Таким образом значительно снижается время внепланового простоя оборудования, что положительно сказывается на общей производительности и имеет значительный экономический эффект. Данное обстоятельство позволяет обоснованно считать внедрение проекта эффективным и экономически выгодным с точки зрения возможности реализовать производство в непрерывном режиме, обеспечивающее максимальную производительность технологической линии в целом.

7.2 Капитальные затраты на создание системы автоматизации

7.2.1 Расчет капитальных вложений при внедрении оборудования:

Капитальные вложения по внедрению КВ, тенге, определяются по формуле:

где  - стоимость внедряемых приборов системы автоматизации с учетом транспортировки их к месту монтажа, тенге;

 - стоимость монтажа всех приборов новой системы на месте, эксплуатации, включая стоимость установленных конструкций, тенге;

 - стоимость проверки, принимается 15 процентов от стоимости внедряемого устройства, тенге;

 - стоимость наладки приборов, принимается 5 процентов от стоимости внедряемых устройств.

Стоимость внедряемых приборов с учетом транспортировки до места монтажа и стоимость монтажа приведены в таблице 7.2

Таблица 7.2 - Стоимость приборов и монтажа

Наименование товара	Кол.	Стоимость, тенге
		Оборудование	Монтаж
		на един.	общая	на един.	общая
ТСП Метран-206 (100П), L=2000мм	6	11077	66462	2317	13902
ТСП Метран-206 (100П), L=500мм	1	6424	6424	2317	2317
Sitrans Probe LR	6	783892	4703352	4266	25596
РОС-301.2	8	19026	152208	6306	50448
Комплект УРСВ-010М-001	6	242018	1452108	11884	71304
Е854/2-М1	4	13803	55212	2603	10412
БРУ-32	4	29042	116168	2603	10412
ПБР-3М2.3	4	38068	152272	5181	20724
МЭО-160/63-0,25-92К	4	325744	1302976	3001	12004
ШкафTS8	1	111215	111215	9142	9142
БП96/24-4/80	2	63725	127450	627	1254
SimaticMP370-12	1	532199	532199	16488	16488
Программное обеспечение	1	804191	804191	127420	127420
CPU 314	1	98039	98039	1878	1878
PS 307	1	33124	33124	627	627
IM 360	1	31137	31137	627	627
IM 361	2	35764	71530	627	1254
SM 331 AI 8x12	5	95548	477740	627	3135
SM 322 DO 16x24	2	84872	169744	627	1254
SM 321 DI 16x24	4	47151	188604	627	2508
Итог		3406059	10652155	199795	382706

 - стоимость проверки, принимается 15 процентов от стоимости

внедряемого устройства, тенге;

 =10652155*0,15=1597823,25

 - стоимость наладки приборов, принимается 5 процентов от стоимости внедряемых устройств.

=10652155*0,05=532607,75

 тенге.

7.3 Амортизационные отчисления на вычислительную технику

Норма амортизационных отчислений на полное восстановление установлена 10%, следовательно амортизационные отчисления составляют в денежном выражении:

Аобщ. = КВ*0,1,

Аобщ. =13 165 292*0,1=1 316 529,2 тг.

7.3.1 Затраты на текущий ремонт средств автоматизации

Затраты на текущий ремонт средств автоматизации и вычислительной техники составляют 2,5% от величины капитальных затрат на создание системы автоматизации.

Ст.р. = КВ * 0,025,

Ст.р. = 13 165 292 * 0,025 =329 132,3 тг.

7.3.2 Затраты на содержание оборудования системы автоматизации

Величина затрат на содержание оборудования системы автоматизации составляет 2,3% от капитальных затрат на ее создание:

Сс.о. = КВ.* 0,023,

Сс.о. = 13 165 292* 0,023 = 302 801,7 тг.



7.3.3 Затраты на электроэнергию

Затраты за потребляемую электроэнергию основным оборудованием , тенге, рассчитываются по формуле:

где  - коэффициент использования учитывающий работу оборудования в течении года, равен 0,97;

N - количество основного оборудования использующего электроэнергию;

 - потребляемая электроэнергия основным оборудованием, КВт;

 - тарифная ставка за потребляемую электроэнергию, равна 12 тг/КВт.

К оборудованию, потребляемому электроэнергию, относятся: дымосос - 250 КВт, рабочие и резервные насосы 2x7,5КВт=15КВт, элеватор - 5,5 КВт, шнек 4,5 КВт, конвейер 2,2 КВт.

тенге.

Затраты на потребляемую электроэнергию приборами , тенге, рассчитывается по формуле:

где  - потребляемая электроэнергия приборами, КВт, которая приведена в таблице.7.3

Таблица 7.3 - Потребляемая электроэнергия приборами.

Тип прибора	Кол.	Потребляемая мощность, , Вт
		На единицу	Общая
Sitrans Probe LR	6	4,8	22,8
РОС-301.2	8	12	96
Комплект УРСВ-010М-001	6	15	90
БРУ-32	4	2,5	10
ПБР-3М2.3	4	10	40
БП96/24-4/80	2	15	30
SimaticS7-300	1	250	250
Simatic МР370-12	1	36	36
Итог			574,8

 тенге.

 Величина экономии электроэнергии при внедрении приборов составляет 15 %, следовательно потребление электроэнергии новой системы равно 144 151 938тг.

7.4 Расчет годового фонда основной заработной платы для обслуживающего персонала

В таблице 7.4 приведен список обслуживающего персонала существующей системы:

Таблица 7.4 Штатное расписание обслуживающего персонала существующей системы

№	Должность	Кол-во	Мес.оклад, тг.	Общая сумма, тг.
1	Слесарь КИПиА(5)	3	70 000	210 000
2	Слесарь КИПиА(6)	2	80 000	160 000
	Слесарь КИПиА(7)	1	90 000	90 000
Итого 6 460 000

Годовой фонд заработной платы обслуживающего персонала существующего системы с отчислениями на социальные нужды составляют:

Заработная плата с отчислениями на социальный налог: С 01.01.2014 года МРП составляет 1 852 тенге.

Нсоц =( ЗПобщ - 1МРП* nмес - (Нп * ЗПобщ /100%))*Нс

где Нп- норматив отчислений в пенсионный фонд,10 %; Нс - норматив отчислений на социальный налог, 11%

Нсоц = (460 000-1852*6*12- 46 000)*0,11 = 30 872 тг.

Зразр = ЗПобщ+ Нсоц

где ЗПобщ - заработная плата разработчиков на период разработки.

Зразр. = 460 000+ 30 872= 490 872 тг.

При вводе в эксплуатацию новой автоматизированной системы управления будут произведены изменения в составе обслуживающего персонала в соответствии с таблицей 5.7:

Таблица 7.4.1

Штатное расписание обслуживающего персонала новой системы

№	Должность	Кол-во	Мес.оклад, тг.	Общая сумма, тг.
1	Слесарь КИПиА(5)	1	70 000	70 000
	Слесарь КИПиА(6)	1	80 000	80 000
	Слесарь КИПиА(7)	1	90 000	90 000
	Итого 3 240 000

Обслуживающий персонал сокращается на 3 человек, тогда годовой фонд заработной платы сокращаемого обслуживающего персонала с отчислениями составит:

Заработная плата с отчислениями на социальный налог:

Нсоц = (240 000-1852 * 3 * 12- 24 000)*0,11 = 16 426 тг.

Зсок о п= 240 000 + 16 426= 256 426 тг.

Экономия ФЗП=ФЗПдо - ФЗПпосле=490 872 - 256 426 = 234 446 тг(в мес)

7.5 Расчет экономической эффективности внедрения системы автоматизации

Результат производственной деятельности предприятия является реализацией продукции покупателю, потребителю и выручка определенной суммы денег. Разность между денежной выручкой и издержками производства составляет прибыль предприятию.

Экономическая эффективность определяется на годовом объеме производства продукции в расчетном году, то есть является годовым экономическим эффектом. За рассчитанный год принимается первый год после окончания планируемого срока освоения новой техники. Годовой экономический эффект новой техники представляет собой суммарную экономию всех производственных ресурсов (живого труда, материалов, капитальных вложений), которые получает предприятие в результате производства и использования новой техники.

Экономия будет складываться из следующих составляющих:

? экономия энергии;

? сокращение обслуживающего персонала.

? сокращение бюджета на ремонт оборудования

Согласно нормам указанных в «Справочнике структурных показателей для формирования цен на энергоремонты» стоимость капитального ремонта который проводится раз в 2 года, составляет 2000000тг. Капитальный ремонт новой системы будет проводиться раз в 3 года, из этого следует экономия по ремонту оборудования составит 1000000тг

Смета эксплуатационных расходов до и после внедрения автоматизации, представлена в таблице 7.5

Таблица 7.5 - Смета эксплуатационных расходов, тг/год

Статьи расходов	до	после	D
Потребление электроэнергии	169 590 516	144 151 938	25408578
Заработанная плата персонала	5 890 464	3 077 112	2 813 352
Капитальный ремонт	2 000 000	1 000 000	1 000 000
Амортизация		1 316 529,2	1 316 529,2
Итого	177 480 980 148 645 579,2 28835400,8

 

После расчета эксплуатационных расходов рассчитывается дополнительная прибыль (DП ) или дополнительный денежный приток (ДП) от проекта, которая получается за счет снижения эксплуатационных расходов после автоматизации

, 

177 480 980 - 148 645 579,2 = 28 835 400,8 

7.6 Расчет срока окупаемости

Срок окупаемости - период, как правило, измеряемый в годах, за который денежные оттоки сравниваются с притоками.

, лет

где КВ - капиталовложения или капитальные затраты

?П - экономия или дополнительная прибыль без амортизации, тенге

 года

Расчетный коэффициент эффективности капиталовложений находиться по формуле:

По результатом можно сделать вывод, что модернизация электролизного отделения экономически целесообразна. Проведение комплексной автоматизации позволит оптимизироваться технологические процессы, а так же приведет к значительной экономии как материальных, так и денежных средств.

7.7 Теория временной стоимости денег

Инвестиции - вложение денег сегодня с целью получения прибыли в будущем.

Оценка инвестиционных проектов использует в основном не прибыль, а денежный приток, т.к. в оборудование вкладываются «живые» деньги оценивать необходимо на основе «живых» денег.

ДП =  + Аобщ.

 28 835 400,8 + 1 316 529,2 = 30 151 930тг

Так как инвестиции - долговременные вложения, для оценки инвестиционных проектов используется временная стоимость денег, основанная на предположении, что деньги должны всегда приносить деньги.

Формула будущей и текущей стоимости денег выглядит следующим образом

 ,

где FV - будущая стоимость денег;

PV - настоящая (текущая) стоимость денег;

(1+r)n- фактор (коэффициент) дисконтирования будущей стоимости.

где r - средняя стоимость собственного и заемного капитала

В факторе дисконтирования обычно указывают процент и срок: 

Существуют специальные таблицы факторов дисконтирования для разных сроков и разных ставок капитала (ставка доходности, процентов).

Дисконтирование - расчет будущей или текущей стоимости денег.

7.8 Чистая приведенная стоимость проекта (NPV)

Этот показатель позволяет сравнить вложения денежных средств в оборудование с альтернативным вложением денежных средств в ценные бумаги

,

где  - настоящая стоимость будущих денежных поступлений от проекта.

Если NPV>0 проект следует одобрить, NPV<0 стоит отказаться.

Таблица 7.8 Чистая приведенная стоимость проекта

Годы	Денежный приток	Fd	PV
0	(13 165 292)	1	13 165 292
1	30 151 930	0,8929	26 922 658,3
2	30 151 930	0,7972	24 037 118,6
3	30 151 930	0,7118	21 462 143,8
4	30 151 930	0,6355	19 161 551 ,5
Итого			104 748 764,2

,тг.

тг.

NPV больше нуля - проект следует одобрить.



8. БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

8.1 Система управления охраной труда на производстве

СУОТ - это совокупность взаимосвязанных, организационных и технических мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности, трудящихся в процессе труда.

СУОТ должна обеспечиваться выполнением следующих функций и задач:- организация, координация и регулирование работ по охране труда;

- планирование работ по охране труда;

- контроль за состояние охраны труда;

- учёт, анализ и оценка работ по охране труда;

- воспитание трудящихся и укрепление дисциплины.

В процессе функционирования СУОТ должны решаться следующие задачи по охране труда:

- профотбор и обучение работающих безопасным приёмам труда;

- пропаганда вопросов охраны труда;

- обеспечение единой технической политики по созданию безопасных и здоровых условий труда;

- обеспечение безопасной эксплуатации производственного оборудования;

- обеспечение безопасности производственных процессов;

- обеспечение безопасной эксплуатации зданий, сооружений и производственных сооружений;

- разработка и внедрение новой высокопроизводительной и безопасной технологии и техники;

- нормализация санитарно-гигиенических условий труда;

- обеспечение работающих спецодеждой, спец обувью и индивидуальными средствами защиты;

- обеспечение оптимальных режимов труда и отдыха;

- санитарно-бытовое обслуживание работающих;

- организация лечебно-профилактического обслуживания работающих;

- расследование н/с и аварий.

Организация работ по охране труда должна обеспечивать:

- приоритет жизни и здоровья работников по отношению к результатам производственной деятельности;

- всемерную поддержку деятельности трудящихся, коллективов, общественных организаций, направленную на обеспечение охраны труда;

- изучение и внедрение передового опыта по охране труда;

- координирующую и направляющую роль отделов техники безопасности в функционировании СУОТ и контроль её эффективности;

- распределение прав и обязанностей в области охраны труда между руководителями, специалистами и исполнителями.

Контроль за состоянием охраны труда.

Во всех подразделениях должен осуществляться ведомственный контроль за состоянием охраны труда, включающий:

- оперативный контроль - является основной формой ведомственного контроля и проводится в соответствии с тремя ступенями контроля;

- целевые проверки - проводятся с целью детального обследования состояния безопасности отдельных видов оборудования, технологических процессов, операций, приспособлений, инструмента и т.п.;

- комплексные проверки - проводятся с целью детального изучения всех вопросов безопасности.

8.2 Трёхступенчатый контроль за состоянием техники безопасности

Первая ступень контроля производится на рабочих местах, производственных участках, отделениях, службах структурных подразделений производства.

На первой ступени контроля проверяется:

- выполнение мероприятий по устранению нарушений, выявленных и не устранённых предыдущей сменой;

- состояние, безопасная организация работ;

- состояние проходов, переходов, проездов;

- исправность и безопасность основного и вспомогательного оборудования, грузоподъёмных, транспортных средств и др. средств механизации;

- исправность эл.оборудования и соблюдение работающими правил эл.безопасности при работе на эл.установках и с эл.инструментом;

- наличие и исправность ограждений, защитных и блокировочных устройств, заземления эл.оборудования, знаков безопасности и предохранительных надписей и плакатов;

- исправность и эффективная работа приточной и вытяжной вентиляции, пыле- и газоулавливающих устройств;

- освещённость рабочих мест, проходов и проездов;

- соблюдение правил безопасности при работе с вредными пожаро- и взрывоопасными веществами, а так же при выполнении всех видов работ и ведении технологических процессов;

- наличие и правильность использования работающими средств индивидуальной защиты;

- наличие у работающих удостоверений на право работы и нарядов-допусков на выполнение работ повышенной опасности;

- наличие необходимой технической документации на выполняемые виды работ и ознакомление с ней рабочих и ИТР под роспись.

Вторая ступень контроля проводится комиссиями, возглавляемыми руководителями цеха, совместно со специалистами цеха еженедельно каждый четверг.

Выявленные замечания заносятся в журнал второй ступени контроля с указанием даты и ответственного ИТР за устранение выявленных нарушений. Контроль за выполнением всех мероприятий по устранению нарушений правил безопасности, выявленных в ходе проверок состояния охраны труда в цехах, возлагается на начальника цеха и главных специалистов цеха. Главные специалисты завода оказывают практическую помощь цехам в устранении нарушений.

Третья ступень контроля проводится ежемесячно в установленный день комиссиями, возглавляемыми руководителем, главным инженером завода и председателем профкома.

В состав комиссии включаются:

- зам. главного инженера по охране труда;

- руководители технических служб (по принадлежности);

- ответственный по надзору за ЗиС завода;

- ответственный по надзору за ГПМ завода;

- руководитель здравпункта.

На третьей ступени контроля проверяется:

- организация и эффективность контроля первой и второй ступени;

- выполнение мероприятий по материалам расследований н/с и аварий;

- техническое состояние и содержание зданий, сооружений, помещений цехов и прилегающих к ним территорий в соответствии с требованиями охраны труда, состояние проезжей и пешеходной части дорог, тоннелей, переходов и галерей;

- соответствие технологического, грузоподъёмного, транспортного, энергетического и другого оборудования требованиям стандарта ССБТ, правил безопасности и других нормативно-технических документов по охране труда;

- организация лечебно-профилактического обслуживания работающих;

- соблюдение установленного режима труда и отдыха



8.3 Общие требования безопасности на производстве

Все вновь поступающие на работу, а также переведенные с одной специальности на другую, получают вводный инструктаж в отделе охраны труда и первичный инструктаж на рабочем месте в цехе, проходят десяти часовую программу обучения по ТБ с последующей сдачей экзаменов цеховой комиссии под председательством начальника цеха.

Руководитель цеха оформляет на работу только при наличии выписки из приказа или направления отдела кадров цинкового завода, в распоряжении о закреплении указывается, за кем закреплен обучающийся. Ответственность за общую постановку работы по технике безопасности в цехе возлагается на начальника и заместителя начальника цеха. Ответственность за текущий порядок на рабочем месте и за несчастные случаи, могущие произойти с рабочими цеха на работе, возлагается на руководителей служб, мастеров смен, которые своими действиями должны обеспечить безопасное ведение работ. Утвержденные инструкции по безопасности труда являются законом, за нарушение которого нарушители подлежат административным взысканиям вплоть до расторжения ИТД и передачи дел в суд для привлечения к уголовной ответственности.

Если лица административно-технического персонала своими действиями или распоряжениями, или отсутствием последних не обеспечили безопасное ведение работ, то они несут в зависимости от тяжести последствий, уголовную и материальную ответственность согласно законодательства РК. Для всех работающих в электролизном отделении опасным является электрический ток. Шинопроводы, электролизные ванны находятся под напряжением 540-880в.Нарушение правил техники безопасности может привести к смертельному исходу для нарушителей. Поэтому, важное значение приобретает спецодежда и защитные средства, защищающие рабочих от поражения электрическим током.

Рабочий выполняет только ту работу или часть её, которая ему поручена мастером или бригадиром.

Работа выполняется только в исправной спецодежде, установленной для работы в данном цехе. Волосы убираются под косынку или каску. Защитные средства: диэлектрические перчатки, калоши, штанги и инструменты должны быть исправны. Не допускается использование защитных приспособлений, обуви, инструмента, неисправных или с просроченной проверкой, т.к. это может привести к поражению электрическим током.

Не разрешается в цехе при выполнении заданий спать, читать, отвлекаться для посторонних разговоров, поручать исполнение своих обязанностей другим лицам без разрешения вышестоящего руководителя.

Перед началом работы проверяется исправность индивидуальных средств защиты: очков, щитков, перчаток, респираторов, неисправные средства защиты или средства защиты, срок годности которых истек, заменяются. Замена производится только при сдаче негодного к использованию.

Пользоваться открытым огнем, курить разрешается в отведенных для этого местах. Электрогазосварочные работы производятся в специально отведенных для этого местах и площадках или с разрешения мастера. В случае аварийного отключения электроэнергии, освещение цеха производится от аварийной сети с помощью аккумуляторных батарей.

Перед началом работ производится осмотр рабочей площадки, крепление деталей, перекрытие проемов, ёмкостей, установку ограждений, которые должны соответствовать «Общим правилам безопасности», принимаются меры, исключающие опрокидывание или падение деталей и предметов, проверяется отсутствие нависшего груза. Не разрешается присутствовать посторонним лицам в цехе. В случае появления посторонних, принимаются меры к их удалению, ставится в известность мастер смены.

На все работы, проводимые в цехе подрядными организациями, выдается наряд-допуск, производится ознакомление с планом защиты персонала и ликвидации возможных аварий и инструктаж.

Работа в цехе с выключенной вентиляцией не допускается. При обнаружении неработающей вентиляционной установки ставится в известность мастер, принимаются меры к её запуску.

При проведении работ по смазке, регулированию, текущему ремонту, установке ограждений и покраски оборудования разбирается схема и вывешивается плакат «Не включать. Работают люди»«Не включать. Работают люди».

После проведения ремонта или ревизии оборудования, все работающие удаляются на безопасное расстояние, подается трехкратный сигнал голосом «Бойся», после этого производится запуск.

При обнаружении неполадок механизм останавливается, и в работу не запускается до устранения неполадок.

Использование каких-либо деталей, предметов и механизмов не по назначению не допускается, так как это может привести к несчастному случаю (травме).

Управление кран-балками, тельферами, электропогрузчиками разрешается лицам, имеющих удостоверение на право управления кран-балкой, электропогрузчиком и прошедшим ежегодную проверку знаний.

При сбрасывании снега с крыши, зона падения снега ограждается. Лица, производящие сбрасывание снега, страхуются от падения испытанными поясами и веревками.

При производстве работ на высоте страховка производится с помощью испытанных монтажного пояса и веревки, веревка завязывается за строительную конструкцию.

Все работы производятся по наряду-допуску с проведением инструктажа.

8.4 Техника безопасности в электролизном отделении

В атмосферу помещения электролизного отделения выделяется значительное количество паров серной кислоты и сульфата цинка, в связи с чем, в дополнение к естественной вентиляции через фонарь, цех оборудован приточной вентиляцией.

Для снижения выделения вредных примесей в атмосферу особое внимание уделяется наличию на поверхности ванн пенного покрова.

Выделяющийся при электролизе водород и кислород могут образовать взрывоопасную гремучую смесь, поэтому курить разрешается только в специально отведенном месте.

Необходимо избегать коротких замыканий при установке катодов, которые приводят к искрообразованию и хлопкам от вспышек гремучего газа. Частые хлопки вредят слуху работающих на ваннах, поэтому ношение берушей обязательно и, кроме того, от хлопка возможен выброс пены и кислого электролита из ванн в глаза.

При установке в ванны новых свинцовых анодов наблюдается усиленное выделение газов, возможно выделение хлора. Во избежание этого в ванну нельзя устанавливать одновременно более 5 новых анодов.

Электролизные ванны представляют опасность поражения электрическим током, поэтому рабочие должны работать в специальной одежде из кислотостойкой ткани, исправной резиновой обуви (чуни, калоши, сапоги), резиновых диэлектрических перчатках, рукавицах с кислотостойкой пропиткой и т.д. (предусмотренные и соответствующие для каждой профессии).

Во избежание замыкания параллельных рядов ванн при сдирке катодного цинка запрещается передавать какие-либо токопроводящие предметы с одного ряда ванн на другой или с ванны на пол другому рабочему.

Проходы между ваннами должны быть сухими, свободными от посторонних предметов.

Для освещения во время ремонта или чистки ванн, испарителей, баков нужно пользоваться переносными лампами напряжением 12В с исправными проводами в резиновой изоляции.

При чистке анодов, ванн и изоляторов рабочие должны соблюдать правила электробезопасности, а также остерегаться попадания на кожу и глаза раствора и шлама.

При работе на катодоочистительной машине необходимо следить за исправной вытяжной вентиляцией и пылеулавливающей установки. Так как пыль, образующаяся при чистке катодов, является взрывоопасной термической смесью, то необходимо своевременно убирать пыль, не допускать искрообразования, сварочных работ вблизи установок и курения.

При приготовлении раствора, сурьму содержащего, необходимо надевать резиновые перчатки, тщательно мыть руки перед едой горячей водой с мылом.

Кроме указанных мер предосторожности и правил безопасной работы, рабочие электролизного цеха должны знать и соблюдать правила, предусмотренные инструкциями по технике безопасности для каждой профессии и видам работ.

Все работающие в цехе должны выполнять требования предупредительных знаков и сигналов

8.5 Влияние завода Казахмыс на окружающую среду

Горная добыча оказывает существенное воздействие на окружающую среду, целью являются управление и снижение вредного воздействия, как во время, так и после завершения нашей производственной деятельности. Это предполагает рациональное использование энергии, воды и прочих ресурсов; снижение выбросов парниковых газов, производственных отходов и вредных выбросов в атмосферу, на прилегающую территорию и в водные объекты, а также ответственное управление и рекультивацию земельных ресурсов во избежание утраты их биологического разнообразия.

 Компания производит обязательные платежи за эмиссии в окружающую среду, такие как отработанная вода, хвосты, зола и шлаки, и ежеквартально отчитывается уполномоченным органам в области охраны окружающей среды. Со стороны уполномоченных органов проводятся инспекционные проверки предприятий на предмет соблюдения природоохранного законодательства.

Казахмыс производит значительные выбросы парниковых газов (ПГ) в результате потребления электрической и производства тепловой энергии на рудниках и других производственных объектах, сжигания угля на четырех электростанциях и использования топлива для транспорта. Ужесточающиеся законодательные требования в отношении выбросов ПГ, образуемые в результате использования ископаемого топлива, могут представлять долгосрочные риски для подразделений, занимающихся добычей угля, генерированием электроэнергии и разведкой нефти.

Компания намерена снизить выбросы ПГ предприятиями за счет энергосбережения и использования новых технологий.

Водоснабжение становится все более ограниченным по мере роста числа населения и всеобщей индустриализации. В горной добыче используются большие объемы воды, создавая риск конкуренции за водные ресурсы между предприятиями и населением в регионах, где запасы воды очень ограничены.

В Казахстане водоснабжение сильно зависит от времени года и географического расположения. В некоторых районах, запасы воды ограничены, особенно в засушливое время года. В связи с этим эффективное использование водных ресурсов является крайне важным для долгосрочной жизнеспособности ряда производственных предприятий. Кроме того, всем предприятиям необходимо тщательно контролировать сбросы в местные водоемы во избежание их загрязнения и для поддержания качества воды в местных источниках.

Компания осознает необходимость минимизации ущерба, наносимого земельным ресурсам, и защиты биологического разнообразия в течение всего срока эксплуатации наших производственных предприятий. Местное законодательство требует восстановления территорий по всем отработанным объектам. В подразделении Kazakhmys Copper для этой цели предусмотрены специальные резервы, являющиеся одним из условий контракта на недропользование.

Производственными предприятиями проводятся различные мероприятия по управлению земельными ресурсами, такие как использование вскрышных пород, золошлаков для заполнения отработанных пространств рудников и восстановления ландшафта, а также озеленения территории производственных предприятий.

Все большая осведомленность и понимание причин и последствий вреда, наносимого окружающей среде, необходимы для изменения культуры и улучшения показателей деятельности. С этой целью предприятие принимает участие в различных мероприятиях таких как встречи с представителями Министра ООС РК, общественные собрания и семинары неправительственных организаций, а также написание и публикации различных статей на тему экологии в республиканских и региональных средствах информации.

8.6 Электробезопасность электролизного отделения

 В цехах электролиза электрическая аппаратура и другое оборудование переменного тока электроизолировано от строительных конструкций и заземлено, кроме электросварочного оборудования.

Электрооборудование, используемое в помещениях с химически активной средой, защищено от воздействия этой среды. Все элементы электропроводки, используемой в указанных помещениях, стойкие по отношению к среде или защищены от воздействия среды.

Грузоподъемные механизмы, обслуживающие электролизные ванны, имеют трехступенчатую электроизоляцию.

Подача раствора в ванну производится по трубопроводам, желобам и рукавам из неэлектропроводного материала.

Металлические каркасы желобов имеют электроизоляционные разрывы, расположенные:

1) вдоль ванн - между каждыми двумя ваннами;

2) поперек цеха - между каждыми двумя рядами ванн.

Корпус ванны гидроизолирован. Эксплуатация ванн с нарушенной гидроизоляцией не допускается.

Изоляторы под ваннами и обслуживающими площадками защищены от попадания на них растворов при переливах. Места их установки освещены и доступны для чистки.

Чистка изоляторов производится с площадок и лестниц, изолированных от пола.

Электролизные цехи и отделения оборудованы устройством контроля изоляции, сблокированным с подачей светового и звукового сигналов.

Для уменьшения выделения аэрозолей серной кислоты из ванн поверхность электролита имеет защитные покрытия.

Электролизные цехи и отделения оборудованы устройством аварийного отключения серии ванн на подстанции.

Перемычки для отключения ванн рассчитаны на допустимую силу тока, и хранятся на стеллажах.

Серии электролитных ванн пронумерованы. Номер хорошо видимый.

При складировании катодного цинка для перевозки, высота стоп катодных основ не более 0,8 м.

Полы в помещениях должны быть устойчивы к допускаемым в процессе производства механическим, тепловым или химическим воздействиям и выполняться:

в цехах электролиза - неэлектропроводными, влагонепроницаемыми и теплостойкими

8.6.1 Первая помощь при поражении электрическим током

 При поражении электрическим током у пострадавшего может прекратиться дыхание и прекратиться сердечная деятельность, что быстро (в течение нескольких минут) приводит к наступлению необратимых явлений в нервных клетках головного мозга, которыми управляются жизненно-важные функции организма. Поэтому весьма важно немедленное оказание помощи на месте происшествия.

Методы оживления включают в себя два основных приема:

- проведение искусственного дыхания путем ритмичного вдувания воздуха из своего рта в нос или в рот пострадавшего;

- поддержанию у него искусственного кровообращения путем сжатия сердца посредством ритмичных надавливаний на переднюю стенку грудной клетки.

Этим приемом, называемым наружным непрямым массажем сердца, выталкивается кровь из его полостей в кровеносные сосуды и таким образом поддерживается достаточный кровоток в организме при отсутствии самостоятельной сердечной деятельности. Оживление применяется всегда и везде, где произошел несчастный случай. В оживлении обычно участвуют два человека.

8.6.2 ТБ при работе с кислотами и щелочами

Концентрированные кислоты и щелочи вызывают ожоги трех степеней.

При химических ожогах поверхностей тела немедленно промыть пораженное место большим количеством холодной воды до прекращения пощипываний.

При обращении с кислотами и щелочами обязательно ношение защитных очков, резиновых перчаток, рукавиц КР, прорезиненных фартуков, резиновых сапог, кислотостойких костюмов. Брюки одеваются поверх сапог.

Первая помощь при химическом ожоге

Ожоги бывают трех степеней, начиная от легкого покраснения до тяжелого омертвления обширных участков кожи, и иногда более глубоких тканей. При тяжелых ожогах очень осторожно снимается одежда и обувь, лучше разрезать их. В загрязненной ране начинается загноение и рана долго не заживает. Поэтому нельзя касаться руками обожженного участка кожи или смазывать его какими-либо мазями, маслом, вазелином или растворами. Обожженная поверхность перевязывается так же, как свежая рана, покрывается стерилизованной салфеткой и сверху накладывается слой ваты, и все закрепляется бинтом, после чего пострадавший направляется в лечебное учреждение. Этим самым простым легко выполнимым способом достигаются лучшие результаты в дальнейшем лечении ожогов. Такой способ первой помощи применяется при всех ожогах, чем бы они ни были вызваны: паром, вольтовой дугой, горячим битумом. При этом не вскрываются пузыри, не уделяется приставшая мастика и другие смолистые вещества, так как при удалении их легко сдирается кожа, и тем самым создаются благоприятные условия для заражения раны микробами и последующим нагноением. Не сдираются обгоревшие, приставшие кусочки одежды, в случае необходимости они обрезаются острыми ножницами.

При ожогах глаз вольтовой дугой применяются холодные примочки из борной кислоты, и немедленно направляется пострадавший к врачу. При ожогах, вызванных кислотами, щелочами и другими едкими веществами, пораженное место должно быть тщательно промыто большим количеством воды. После этого обожженное место промывается 5% раствором перманганата калия.

После промывки обожженные участки покрываются марлей, пропитанной смесью равных частей масла (льняного или сливочного) и известковой водой. В случае попадания едких веществ в виде жидкости, паров и газов в глаза и полость рта, производится промывка или полоскание пострадавших мест. При попадании кислоты 5% раствором двууглекислого натрия, при попадании щелочи 3% раствором уксусной кислоты или 2 % раствором борной кислоты.

При оказании первой помощи необходимо строго придерживаться следующих правил:

- нельзя промывать рану водой или даже каким-либо лекарством, веществом, засыпать порошком и покрывать мазями, т. к. это препятствует заживанию ран, занося в нее грязь с поверхности кожи, вызывая тем самым последующее нагноение;

- нельзя стирать с раны песок, землю и т. д., т. к. удалить таким способом все, что загрязняет рану, невозможно, но при этом можно глубже втереть грязь и легче вызвать заражение раны, очистить рану как следует, может только врач;

- нельзя удалять из раны сгустки крови, так как это может вызвать сильное кровотечение; для оказания первой помощи при ранении вскрывается имеющаяся в шкафчике (сумке) первой помощи индивидуальный пакет (наставление напечатано на его обложке), накладывается содержащийся в нем стерильный перевязочный материал на рану и завязывается бинтом, производится нейтрализация распылением при помощи: пульверизатора 10% раствором двууглекислого натрия, а при попадании щелочи - распыленной 5% уксусной кислотой.

При порезах стеклом, при одновременном воздействии кислоты или щёлочи, прежде всего, необходимо убедиться в том, что в ране нет осколков стекла, а затем быстро промывается рана соответствующим раствором йода и перевязывается порез стерильной ватой и бинтом.

При значительных ожогах пострадавший после оказания первой помощи, сразу направляется к врачу.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте были изучены и описаны все необходимые разделы, которые учитываются при создании автоматизированной системы управления.

В дипломной проекте имеются 7 чертежей: описание технологического процесса электролиза цинка; структурная схема системы автоматизации; функциональная схема; электрическая принципиальная схема; чертежи общих видов и пультов; схема внешних соединений; исследование локальной САР.

Было проведено исследование локальной САР, из чего был сделан вывод что система устойчива. Так же описаны правила техники безопасности на объекте, и рассчитаны капитальные затраты по внедрению данного проекта.

Систему автоматизации можно реализовать в реальном времени, используя проектную документации дипломной работы. Первым плюсом системы автоматизации электролизного процесса, является минимум затрат на датчики т. к. используются распространенные модели. Второй плюс - в случае возникновения каких-либо новых требование к датчикам, можно заказать новый, подходящий для решения проблемы. Фирмы и адреса изготовителей известны.

Главной особенностью системы автоматизации технологического процесса является освобождения работника от тяжелой работы, он наблюдатель, а не исполнитель. Всю трудоемкую работу с высокой точностью выполняют приборы, увеличивая темп и скорость технологического процесса. Значительное повышение эффективности. Так же наблюдается обеспечение безопасного функционирования технологического объекта управления, снижается вредное воздействие химических веществ, становится более безопасной работа сотрудников цеха и уменьшение износа оборудования за счет повышения качества управления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бакланов А.Е., Проходова Л.А. «Методические указания к дипломному проекту для студентов специальности 360140», 2007 г.

2. Бушуев С.Д. «Автоматика и автоматизации производственных процессов».

3. Волков О.И. «Экономика предприятия/ Учебник», 2000 г.