Автоматизація кульового барабанного млина
Розрахунок параметрів настроювання автоматичного регулятора. Ознайомлення з результатами техніко-економічного обґрунтування вибору функціональної схеми автоматизації. Характеристика особливостей процесу вибору мікропроцесорних засобів автоматизації.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 08.04.2016 |
| Размер файла | 1,4 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
З отриманого графіка знаходимо: щ*=0.1013; щ**=0,3179.
Для заданого m в площині параметрів , будуємо границю області запасу стійкості, з якої визначаємо оптимальні значення параметрів настроювання ()опт, ()опт, отримані при другій мінімальній оцінці.
Програма в середовищі Matlab для знаходження оптимальних параметрів настроювання регулятора при другій мінімальній інтегральній оцінці перехідного процесу по збуренню витрати слабо підігрітого повітря наведена нижче.
clear,clc;
T1=5;m=0.3;k=2;tau=2;
Tz=2;kz=4;
w=[0.2:0.001:0.76];
p=-m.*w+i.*w;
Wop=k.*exp(-p*tau)./(T1*p+1);
Aop= abs(Wop);
ff=phase(Wop);
kp_Tiz=-w.*(m.^2+1).*sin(ff)./Aop;
kp=-(cos(ff)+m.*sin(ff))./Aop;
for i=1:length(w)
t=[0:0.1:24];
Wz1=tf(kz,[Tz 1]);
Wz2=tf(1,[Tz 1]);
Wz3=tf(1,[Tz 1]);
Wz=Wz1*Wz2*Wz3;
Wop1=tf(k,[T1 1]);
[n,d]=pade(tau,10);
Wop2=tf(n,d);
Wop=Wop1*Wop2;
War1=tf(kp(i),[0 1]);
War2=tf(kp_Tiz(i),[1 0]);
War=War1+War2;
Wcap=Wz/(1+Wop*War);
y=step(Wcap,t)*15;
q=trapz(t,(y).^2);
S(i)=q;
end
[Jmin i]=min(S)
kp_Tizopt=kp_Tiz(i)
kpopt=kp(i)
figure(1);
plot(kp,kp_Tiz,'k',kpopt,kp_Tizopt,'*k');grid;
xlabel('kp'); ylabel('kp/Tiz');
figure(2);
plot(kp,S,'k',kpopt,Jmin,'*k'),grid;
xlabel('kp'); ylabel('J');
Результати виконання програми :
Jmin = 2.1669e+003
i =418
kp_Tizopt = 0.2531
kpopt =1.1098
Рис.5.3. Границя області заданого запасу стійкості САР перепаду тиску в КБМ з ПІ-регулятором.
Рис.5.4. Графік залежності між значеннями другої інтегральної оцінки якості J2 і параметром настроювання АР Кр.
Отже, функція передачі ПІ- регулятора: .
5.4 Моделювання системи автоматичного регулювання перепаду тиску на КБМ
Моделювання автоматичної системи регулювання перепаду тиску на КБМ здійснюється за допомогою комп'ютера, методом структурного моделювання. Моделювання CAP проводиться за допомогою програмного пакету Matlab. Синтез системи регулювання здійснюється шляхом використання типових структурних ланок.
Функція передачі об'єкту регулювання:
Функція передачі за збуренням:
Функція передачі ПІ-регулятора:
Змоделюємо структурну схему процесу регулювання в Simulink при знайдених оптимальних параметрах:
Рис.5.5. Структурна схема моделювання САР реалізована в середовищі SIMULINK.
Результати виконання програми:
Рис.5.6. Перехідний процес САР регулюючій дії 10% завантаження млина вугіллям.
Показники якості процесу регулювання:
Максимальне динамічне відхилення А1=8.3 кгс/м2 задовольняється (А1доп=16 кгс/м2 ).
Час регулювання tp=9 хв з заздалегідь встановленою похибкою Д=±1 кгс/м2 задовольняється (tрдоп=13 хв).
Перерегулювання регульованої величини ц=12.2 %.
Коефіцієнт заникання ш=0.88.
Час досягнення першого максимуму tmax=6 хв.
Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.
Рис.5.7. Перехідний процес САР при збуренні витратою слабо підігрітого повітря на 10%.
Показники якості процесу регулювання:
Максимальне динамічне відхилення А1=15.2 кгс/м2 задовольняється (А1доп=16 кгс/м2 ).
Час регулювання tp=11 хв з заздалегідь встановленою похибкою Д=±1 кгс/м2 задовольняється (tрдоп=13 хв).
Перерегулювання регульованої величини ц=5.26 %.
Коефіцієнт заникання ш=0.95.
Час досягнення першого максимуму tmax=6 хв.
Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.
Рис.5.8. Перехідний процес САР зміною заданого значення перепаду тиску на 4кгс/м2.
Показники якості процесу регулювання:
Максимальне динамічне відхилення А1=5.8 кгс/м2 задовольняється (А1доп=16 кгс/м2 ).
Час регулювання tp=8 хв з заздалегідь встановленою похибкою Д=±1 кгс/м2 задовольняється (tрдоп=13 хв).
Перерегулювання регульованої величини ц=11.11 %.
Коефіцієнт заникання ш=0.89.
Час досягнення першого максимуму tmax=7 хв.
Отже, вимоги до якості процесу регулювання виконуються.
В даному розділі маючи криву розгону, функцію передачі об'єкта регулювання і вимоги до якості процесу регулювання було вибрано одноконтурну схему системи автоматичного регулювання і розраховано для неї параметри настроювання ПІ-регулятора.
Функція передачі ПІ-регулятора: .
Дослідивши перехідний процес САР із оптимальними параметрами ПІ-регулятора при зміні регулюючої дії на 10% завантаження млина вугіллям , висновок такий, що ПІ-регулятор може забезпечити якісний процес регулювання з такими показниками якості,які не перевищують допустимі значення: максимальне динамічне відхилення А1=15.2 кгс/м2, час регулювання tp=11хв з заздалегідь встановленою похибкою Д=±1 кгс/м2 .
6. Опис функціональної схеми автоматизації
На аркуші представлена розгорнута функціональна схема автоматизації.
Регулювання перепаду тиску на млині. Вихідний сигнал 4-20 мА перетворювача різниці тисків Сапфір 22ДД (поз. 1-1) подається на мікропроцесорний контролер Schneider Electric M340. Сигнал завдання з задавача БРУ-1 (поз. 1-4) надходить на аналоговий вхід мікропроцесорного контролера Schneider Electric M340. Вихідний сигнал з регулятора надходить на блок ручного керування БРУ-17 (поз. 1-2) , де відбувається ручне перемикання з автоматичного режиму в ручний або навпаки. Сигнал з БРУ-17 поступає на частотний перетворювач Siemens SINAMICS G120C (поз. 1-3), який в свою чергу змінює частоту швидкості обертання двигуна, а двигун змінює швидкість подачі вугілля в КБМ.
Регулювання температури аеросуміші за млином. Сигнал від термоперетворювача опору Pt 100 (поз. 3-1, 4-1) надходить до нормуючого перетворювача Sitrans TH-100 (поз. 3-2, 4-2), де відбувається перетворення сигналу в уніфікований сигнал 4-20 мА, що поступає на мікропроцесорний контролер Schneider Electric M340. Вихідний дискретний сигнал з блоку ручного управління БРУ-32 (поз. 3-3, 4-3), де відбувається ручне перемикання з автоматичного режиму в ручний, надходить на мікропроцесорний контролер Schneider Electric M340. Вихідний сигнал з регулятора надходить на пускач безконтактний реверсивний ПБР-3А (поз. 3-4, 4-4), який запускає електричний виконавчий механізм МЕО-400 (поз. 3-7, 4-7), що керує роботою поворотної заслінки (поз. 3-8, 3-9, 4-8).
Регулювання розрідження перед млином. Тиск перед КБМ вимірює перетворювач розрідження типу Сапфір 22ДВ, 2240 (поз. 2-1) . Нормований сигнал 4-20 мА надходить на мікропроцесорний контролер Schneider Electric M340. Вихідний дискретний сигнал з блоку ручного управління БРУ-32 (поз. 2-2), де відбувається ручне перемикання з автоматичного режиму в ручний, надходить на мікропроцесорний контролер Schneider Electric M340. Після формування регулюючого сигналу 4-20 мА в мікропроцесорному контролері Schneider Electric M340, сигнал надходить на пускач безконтактний реверсивний ПБР-3А (поз. 2-3), який запускає електричний виконавчий механізм МЕО-400 (поз. 2-6), що керує роботою поворотної заслінки (поз. 2-7), через яку проходить суміш гарячого і слабо підігрітого повітря.
Висновки: В представленому розділі було проведено детальний опис функціональної схеми автоматизації.
7. Специфікація засобів автоматизації
|
№ п/п |
№ позиції |
Назва параметра |
Назва засобу та коротка технічна характеристика |
Тип |
К-ть |
|
|
1. |
1-1 |
Перепад тиску на млині |
Вимірювальний перетворювач перепаду тиску. Межі вимірювання 0- 0,25 МПа. Допустиме значення основної зведеної похибки 0.25 %. Вихідний сигнал 4-20 мА. |
Сапфир 22ДД, 2440 |
1 |
|
|
2. |
1-2 |
Перепад тиску на млині |
Блок ручного керування. Допустиме значення основної зведеної похибки 0.25%. Вихідний сигнал 4-20 мА. Вхідний опір 100 Ом. |
БРУ-17 |
1 |
|
|
3. |
1-3 |
Перепад тиску на млині |
Частотний перетворювач. Напруга - 380 - 480В,струм - 8.8А, потужність - 4 кВт, 3 фази - 380 В. |
Siemens SINAMICS G120C |
1 |
|
|
4. |
1-4 2-5 3-6 4-6 |
Перепад тиску на млині Розрідження перед млином Температура за млином |
Блок ручного задавача аналогового сигналу. Допустиме значення основної зведеної похибки 2%. Вихідний сигнал 4-20 мА. Вхідний опір 100 Ом. |
БРУ-1 |
4 |
|
|
5. |
2-1 |
Тиск перед млином |
Вимірювальний перетворювач розрідження. Межі вимірювання 0-25 кПа. Допустиме значення основної зведеної похибки 0. 25%. Вихідний сигнал 4-20 мА. |
Сапфир 22ДВ , 2240 |
1 |
|
|
6. |
2-2 3-3 4-3 |
Розрідження перед млином Температура за млином |
Блок управління: ручне-автоматичне керування. Комутуюча здатність: постійний струм до 0,25 А при напрузі до 34 В;змінний струм до 0,25 А при напрузі до 220 В. Межі зміни вихідного сигналу 4-20 мА. Вхідний опір 200 Ом. |
БРУ-32 |
3 |
|
|
7. |
2-3 3-4 4-4 |
Розрідження перед млином Температура за млином |
Пускач безконтактний реверсивний. Вхідний опір пускача 750Ом. Максимальний комутуючий струм 4А. Напруга джерела живлення 24В. |
ПБР-3А |
3 |
|
|
8. |
2-4 3-5 4-5 |
Розрідження перед млином Температура за млином |
Блок сигналізації положення струмовий. Межі зміни вихідного сигналу 0-20 мА. |
БСПТ-10 |
3 |
|
|
9. |
2-6 3-7 4-7 |
Розрідження перед млином Температура за млином |
Електричний виконавчий механізм . Номінальний крутний момент 16 Н/м. Час повного ходу 10с. Повний хід 0,25 обертів. |
МЕО-400 |
3 |
|
|
10. |
2-7 3-8 3-9 4-8 |
Розрідження перед млином Температура за млином |
Поворотна заслінка типу«батерфляй». Температура робочого середовища -40 до 400°C. Ду=450мм; Тиск-2.5МПа. |
Ukspar RBV-16-90-F-450 |
4 |
|
|
11. |
3-1, 4-1 |
Температура за млином |
Термоперетворювач опору. Діапазон вимірювання -50°С до +500°С. Клас точності В. |
Pt 100 |
2 |
|
|
12. |
3-2, 4-2 |
Температура за млином |
Нормуючий перетворювач сигналу термоперетворювача опору типу Pt 100 в уніфікований сигнал постійного струму 4-20 мА. |
Sitrans TH-10 |
2 |
|
|
13. |
На щиті |
Процесорний модуль мікропроцесорного контролера Schneider M340 |
BMX P34 2020 |
1 |
||
|
14. |
На щиті |
Блок живлення контролера Schneider M340 |
СPS 2000 |
1 |
||
|
15. |
На щиті |
Модуль аналогових входів. Кількість каналів 4, діапазон сигналу 0-20мА, 4-20мА. |
BMX AMI 410 |
3 |
||
|
16. |
На щиті |
Модуль аналогових виходів. Кількість каналів 4, діапазон сигналу 0-20мА, 4-20мА. |
BMX AMО 410 |
1 |
||
|
17. |
На щиті |
Змішаний модуль дискретних входів/виходів. Кількість вхідних та вихідних каналів 8. |
BMX DDM 16022 |
1 |
В представленому розділі було складено специфікацію засобів автоматизації.
8. Охорона праці та навколишнього середовища
Охорона праці - це система правових, соціально-економічних, організаційно-технічних, санітарно-гігієнічних і лікувально-профілактичних заходів та засобів, спрямованих на збереження здоров'я і працездатності людини в процесі праці. Головний об'єкт охорони праці - це людина в процесі праці, виробниче середовище, організація праці на виробництві. Основна мета охорони праці - це створення здорових і безпечних умов праці.
Охорона праці як система заходів та засобів, що відображається у діяльності, спрямованій на забезпечення безпеки та здоров'я людини під час праці, є невід'ємною частиною виробничого процесу зі створення матеріальних та духовних благ, необхідних для задоволення різних потреб людини.
В Україні правове регулювання охорони праці здійснюється на основі загальних нормативних актів, до яких відносять Конституцію України, Кодекс Законів про працю, Закон України «Про охорону праці», Закон України «Про загальнообов'язкове державне соціальне страхування від нещасного випадку на виробництві та професійного захворювання, які спричинили втрату працездатності».
8.1 Організація служби охорони праці на підприємстві
Власник створює на підприємстві з чисельністю працюючих 50 і більше осіб службу охорони праці. На підприємстві з чисельністю менше 50 чоловік функції служби охорони праці можуть виконувати в порядку сумісництва особи, які мають відповідну підготовку. На підприємстві з чисельністю менше 20 чоловік для виконання функцій служби охорони праці можуть залучатися сторонні фахівці, які мають відповідну підготовку, на договірних засадах (ст. 15 Закону, «Типове положення про службу охорони праці», затверджене Держнаглядохоронпраці, наказ № 79 від 3.08.93).
Керівники й фахівці служби охорони праці за своєю посадою і заробітною платою прирівнюються до керівників і фахівців основних виробничо-технічних служб.
Служба охорони праці підпорядковується безпосередньо керівнику підприємства.
Служба охорони праці комплектується фахівцями, які мають вищу освіту і стаж роботи за профілем виробництва не менше 3 років. Фахівці з середньою фаховою освітою приймаються в службу охорони праці у виняткових випадках. Обмеження за виробничим стажем не стосується осіб, які мають фахову освіту з охорони праці.
Перевірку знань з охорони праці працівників служби охорони праці здійснюють у встановленому порядку до початку виконання ними своїх функціональних обов'язків і періодично, один раз у три роки.
З урахуванням специфіки виробництва на підприємстві розробляються і затверджуються його власником Положення про службу охорони праці.
Розпорядження фахівця з охорони праці, у тому числі про зупинку робіт, може скасувати в писемній формі тільки посадова особа, якій підлегла служба охорони праці.
Працівники служби охорони праці не можуть залучатися до виконання функцій, не передбачених Законом «Про охорону праці» і Типовим положенням.
Ліквідація служби охорони праці допускається тільки у разі ліквідації підприємства.
8.2 Вимоги нормативних документів до систем виробничого освітлення
Зорові відчуття при впливі світла на очі людини викликають електромагнітні хвилі оптичного діапазону. Область видимих оптичних електромагнітних випромінювань розташована між областю ультрафіолетових та ІЧ- випромінювань.
Виробниче освітлення - це система заходів і пристроїв, що забезпечують сприятливу роботу зорового аналізатора людини та виключають шкідливий або небезпечний вплив світла на нього в процесі праці.
Освітлення у виробничих будинках і на відкритих площадках здійснюється природним і штучним світлом. При недостатності природного застосовують сполучене освітлення, при якому у світлий час доби використовується одночасно природне і штучне освітлення.
Нормуються всі види освітлення за характеристикою зорової роботи (ступеня її точності) відповідно до вимог ДБН 8.2.5-28-2006 «Природне і штучне освітлення. Норми проектування», згідно з яким для створення нормальних умов роботи зорового аналізатора людини в процесі праці повинні виконувати- ся такі основні вимоги:
* освітленість на робочих місцях має відповідати характеру зорової роботи (забезпечення необхідної освітленості робочих поверхонь поліпшує умо- ви бачення об'єктів, підвищує продуктивність праці);
* рівномірний розподіл яскравості на робочій поверхні (при нерівномірній яскравості в процесі роботи око змушене переадаптуватися, що веде до стомлення зорового аналізатора);
* відсутність різких тіней на робочих поверхнях (у полі зору людини різкі тіні спотворюють розміри й форми об'єктів розрізнення, що додатково втомлює зір, а тіні, що рухаються, можуть призвести до травм);
* відсутність блисткості й засліпленості (блисткість викликає порушення зорових функцій, а засліпленість - призводить до швидкого втомлення зорового аналізатора і зниження працездатності людини);
* сталість освітленості в часі (коливання освітленості викликає переадапта- цію ока, призводить до значного втомлення);
* правильна передача кольору (спектральний склад штучних джерел світла повинен бути максимально наближений до спектра природного освітлення);
* забезпечення електро-, вибухо- і пожежонебезпечності;
* економічність.
8.3 Загальні вимоги безпеки до технологічних процесів і устаткування
Безпека виробничих процесів забезпечується, у першу чергу, безпекою устаткування, що досягається в основному, врахуванням вимог безпеки на етапі його проектування. Загальні вимоги безпеки до виробничих процесів визначені ГОСТ 12.3.003-75. Вони включають такі положення:
* усунення безпосереднього контакту працюючих з вихідною сировиною, напівфабрикатами, готовою продукцією і відходами виробництва, що шкідливо впливають на організм людини;
* заміна технологічних процесів і операцій, що є джерелом небезпечних і шкідливих виробничих факторів, процесами й операціями, в яких зазначені фактори відсутні або мають допустиму інтенсивність стосовно здоров'я працюючих;
* комплексна механізація й автоматизація виробництва;
* застосування дистанційного керування технологічними процесами й опе- раціями при наявності небезпечних і шкідливих виробничих факторів;
* герметизація устаткування, що є джерелом шкідливих речовин;
* впровадження систем контролю й керування технологічним процесом, що забезпечують захист працюючих і аварійне виключення виробничого обладнання;
* своєчасне одержання інформації про виникнення небезпечних і шкідливих виробничих факторів на окремих операціях за допомогою автоматичних контрольно-вимірювальних пристроїв і систем;
* раціональна організація праці й відпочинку з метою профілактики монотонності чи гіподинамії, обмеження важкості праці;
* своєчасне видалення і знешкодження відходів виробництва, що є джерелами небезпечних і шкідливих факторів;
* застосування методів колективного захисту працюючих;
* забезпечення пожежної і вибухової безпечності.
При визначенні необхідних засобів захисту працюючих необхідно керуватися відповідними стандартами системи безпеки праці (ССБП), безпеки виробничих процесів і виробничого устаткування, що застосовується в цих процесах.
Вимоги безпеки при протіканні технологічного процесу повинні передбачатися в технологічній документації.
Заходи щодо забезпечення пожежної безпеки виробничих процесів мають відповідати ГОСТ 12.1.004-91, а вибухобезпечності - ГОСТ 12.1.010-76.
Виробничі будинки й споруди, залежно від обраного архітектурно-будівельного й об'ємно-планувального рішення, можуть впливати на такі фактори умов праці, як освітлення, шум, мікроклімат, вміст шкідливих домішок у повітряному середовищі, виробнича вібрація.
Крім того, неправильне колірне або архітектурне оформлення інтер'єра виробничих приміщень і території підприємств може призвести до несприятливого психологічного впливу на працюючих.
Правильна організація робочих місць включає також врахування ергономічних вимог до організації робочого місця, передбачених ГОСТ 12.2.049-80. Виконання цих вимог забезпечує економію рухів працюючого, виключення незручних поз при обслуговуванні устаткування, правильне компонування пультів керування і т. п.
Розташування виробничого обладнання, матеріалів, заготовок, готової продукції й відходів виробництва в приміщеннях і на робочих місцях не повинне створювати небезпеку для працюючих. Відстань між одиницями устаткування, а також між обладнанням і стінами виробничих приміщень, будинків та споруд повинна відповідати вимогам діючих норм технологічного проектування, будівельним нормам і правилам.
При транспортуванні вантажів необхідно забезпечувати:
* використання безпечних транспортних комунікацій:
* застосування засобів пересування вантажів, що виключають виникнення небезпечних і шкідливих виробничих факторів;
* механізацію й автоматизацію перевезень.
У формуванні безпечних умов праці велике значення мають навчання та інструктаж працюючих з безпечних методів проведення робіт, а також урахування медичних протипоказань до використання персоналу в окремих технологічних процесах.
8.4 Протипожежні заходи
До основних протипожежних заходів відносяться:
* зонування території підприємства;
* додержання протипожежних розривів;
* влаштування протипожежних перешкод;
* забезпечення шляхів евакуації.
Зонування території підприємства. При генеральному плануванні підприємств об'єкти групуються в окремі комплекси, споріднені за функціональним призначенням та ознакою пожежної небезпеки. При цьому враховуються рельєф місцевості й роза вітрів. Об'єкти з підвищеною пожежною небезпекою розташовують з підвітряної сторони відносно об'єктів з меншою пожежною небезпекою. Склади легкозаймистих і горючих рідин розміщують у більш низьких місцях, для того, щоб при пожежі рідина не розтікалася до інших будинків і споруд. Котлові та інші установки з відкритим вогнем розташовують з підвітряного боку по відношенню до відкритих складів легкозаймистих і горючих рідин.
Важливе значення має правильне планування доріг на території підприємства. Дороги повинні забезпечувати безперешкодний проїзд пожежних машин до будь-якого будинку чи споруди.
Протипожежні розриви. Для попередження поширення пожежі з одного будинку на інший між ними влаштовують протипожежні розриви. При визначенні розмірів протипожежних розривів виходять з того, що найбільшу пожежну небезпеку щодо можливого запалення сусідніх будинків і споруд представляє теплове випромінювання від вогнища пожежі. Кількість сприйманого тепла будинком, який розташований поряд з палаючим об'єктом, залежить від властивостей горючих матеріалів і температури полум'я, а також від величини випромінюючої поверхні, площі світлових прорізів, групи займистості обгороджувальних конструкцій, наявності протипожежних перешкод, взаємного розташування будинків, метеорологічних умов і т. п. Тому при визначенні протипожежних розривів враховують і ступінь вогнестійкості будинку.
За певних умов, що виключають можливість виникнення або поширення пожежі, розриви не нормуються. Наприклад, при розміщенні виробництв категорій Г і Д у будинках I й II ступенів вогнестійкості з негорючою покрівлею, а також при наявності зовнішніх протипожежних стін і т. д.
Шляхи евакуації. При проектуванні будинків та споруд вирішується завдання про забезпечення шляхів евакуації та евакуаційних виходів на випадок виникнення пожежі. Виходи вважаються евакуаційними, якщо вони ведуть: автоматичний регулятор мікропроцесорний
* з приміщень першого поверху безпосередньо назовні або через коридор;
* з приміщень будь-якого поверху (крім першого) у коридор або прохід, що виходить до сходової клітки або безпосередньо на сходову клітку, що має самостійний вихід назовні або через вестибюль;
* з приміщення в сусідні приміщення на тому ж поверсі, які забезпечені виходами назовні і в яких немає виробництв категорій А чи Б.
Число евакуаційних виходів потрібно проектувати не менше двох.
При виникненні пожежі люди повинні вийти назовні найкоротшим шляхом. Максимальні відстані від найбільш віддаленого робочого місця до евакуаційного виходу регламентуються СНиП. Вони залежать від категорії виробництва, поверховості й ступені вогнестійкості будинків і лежать в межах від 40 до 100 м. Нормами регламентуються також найменша і найбільша ширина проходів, коридорів, дверей, маршів і сходових площадок.
8.5 Пожежобезпека в системах пилоприготування вугільного палива
Останнім часом в Україні зростає споживання твердих видів палива. Проте поряд з головною позитивною якістю вугілля - наявністю власних запасів в Україні - маємо й головний недолік - високу пожежонебезпечність у процесі приготування пиловугільного палива. В нормативних документах України вказано, що все вугілля та його пил схильні до самозагоряння. Там же відзначено, що всі елементи системи пилоприготування працюють в області небезпечних концентрацій пилу з погляду пожежовибухонебезпеки.
На даний час недостатньо вивчені процеси самозагоряння пиловідкладень у системах приготування вугільного палива і загоряння вугілля в кульових млинах.
Для збереження обладнання від пошкоджень у момент пожежі і вибуху, що можливо при помелі вугілля з великим виходом летких речовин, на пилосистемах встановлюються пожежовибухові клапани:
- на вхідному і вихідному патрубках млина;
- на сепараторі пилу;
- на трубопроводі перед введенням у циклон;
- на циклоні;
- на трубопроводі, що виходить з циклону;
- на бункері пилу;
- на вході і виході з млинового вентилятора;
- на коробах первинного повітря.
Аналіз даних по теплових електростанціях (ТЕС) і промислових котельних, що спалюють пилоподібне паливо, показує, що самозагоряння, вибухи і виляски пилу було відмічено на кожній третій з обстежених теплових електростанцій з пилоподібним спалюванням вибухонебезпечних палив.
Основними елементами агрегату для помелу, де може статися загоряння або самозагоряння вугілля, є млин і місця відкладень пилу.
Боротьба із самозагорянням і вибухами на виробництвах, пов'язаних з використанням вугілля, розвивається у декількох напрямах :
- вдосконалення технологічних процесів видобутку і переробки вугілля з метою скорочення часу контакту палива з атмосферним киснем і вологою, зменшення пилоутворення, виключення потенційних джерел спалаху (перегріву);
- використовування спеціального вибухозахищеного обладнання і спеціальних будівельних конструкцій;
- обробка вугілля спеціальними речовинами, що інгібірують процеси самозагоряння і перешкоджають виникненню вибуху;
- використовування спеціальних автоматичних систем протипожежного захисту і вибухопридушення;
- проведення організаційно-технічних заходів на виробництві, пов'язаних, перш за все, зі зміцненням виробничої дисципліни.
згідно наказу Міністерства палива та енергетики України № 343 від 26.07.2005 р. «Про затвердження Правил пожежної безпеки в компаніях, на підприємствах та в організаціях енергетичної галузі України» (пункт 11) необхідно запроваджувати відповідні заходи щодо боротьби з пило відкладеннями.
У пункті 11 Правил пожежної безпеки вказано, що графік і порядок прибирання визначається місцевими інструкціями, адже наукової бази для розробки цих документів немає. Немає кількісних характеристик для рекомендацій типу - не допускати, негайно усунути, зведення до мінімуму і т.д. всі ці заходи здійснюються на базі досвіду спеціалістів з великою часткою суб'єктивізму.
Вдосконалення технологічних процесів подрібнення вугілля, з метою зменшення пожежовибухонебезпечності, є головним напрямом у боротьбі зі спалахами і вибухами на виробництвах. Проте пожежовибухонебезпечність залежить від великої кількості чинників, які необхідно враховувати при експлуатації і створенні обладнання.
В основу покладено принцип запобігання самозагорянню вугілля в помольних агрегатах за рахунок відвернення умов самозагоряння пилових відкладень на різних ділянках технологічних трактів, а також загорянню вугілля у млині за рахунок регулювання в них концентрації пилу вугілля і температурного режиму в зоні удару молольних тіл.
Основними показниками оцінки пожежонебезпечності помелу вугілля є температурні умови теплового самозагоряння, тобто температура самозагоряння і температура тління.
Висновок: В даному розділі БКР було проаналізовано основні виробничі небезпеки систем процесу пилtприготування вугільного палива, розглянуто заходи й засоби захисту працюючих від недопустимих параметрів , вимоги нормативних документів до систем виробничого освітлення, загальні вимоги безпеки до технологічних процесів та устаткування. Знайшли рішення щодо зниження пожежонебезпечності даного технологічного процесу.
9. Економічна доцільність та ефективність впровадження системи автоматизації
Оскільки виробничі ресурси обмежені, а потреби безмежні, то суспільне виробництво не може сповна задовольняти матеріальні і духовні потреби населення, але воно повинно прагнути до якнайповнішого задоволення їх, раціонально й ефективно використовуючи наявні ресурси.
Ефективність суспільного виробництва є складною і багатоплановою категорією. Її окремі сторони можна виміряти за допомогою системи економічних показників. З їх допомогою визначається результативність використання окремих видів ресурсів, зокрема праці, фондів, матеріалів.
Автоматизація технологічних процесів є найважливішим засобом підвищення продуктивності праці. Впровадження автоматизації призводить до скорочення витрат матеріалів та енергії, покращення якості продукції і підвищення надійності роботи. Автоматичне управління і регулювання виробничих процесів дозволяє звільнити робітників від одноманітних і стомлюючих операцій по управлінню механізмами.
9.1 Розрахунок і обгрунтування витрат на здійснення заходів з автоматизації
Для розрахунку витрат на впровадження спроектованої схеми автоматизації складаємо кошторис на придбання, транспортування і монтаж контрольно-вимірювальних приладів (таблиця 9.1).
Вартість монтажних робіт складається з витрат на матеріали, енергію, основну і додаткову заробітну плату і накладні витрати, які можуть становити 45 % від вартості КВПіА. Транспортні витрати становитимуть 25% від вартості КВПіА.
Таблиця 9.1 Кошторис витрат на автоматизацію
|
№ |
Назва приладу |
Тип приладу |
К-ть (шт) |
Вартість, грн |
|||
|
одиниці |
монтажу одиниці |
повна |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
|
1 |
Вимірювальний перетворювач перепаду тиску |
Сапфір-22ДД 2410 |
1 |
1900 |
855 |
2755 |
|
|
2 |
Блок ручного управління |
БРУ-17 |
1 |
4345 |
1955 |
6300 |
|
|
3 |
Частотний перетворювач |
Siemens G120C |
1 |
6400 |
2880 |
9280 |
|
|
4 |
Задавач |
БРУ-1 |
4 |
300 |
135 |
1740 |
|
|
5 |
Нормуючий перетворювач сигналу термоперетворювача опору |
Pt100, SitransTH100 |
2 |
2453 |
1104 |
7114 |
|
|
6 |
Вимірювальний перетворювач розрідження |
Сапфір-22ДВ 2301 |
1 |
1800 |
810 |
2610 |
|
|
7 |
Блок ручного управління |
БРУ-32 |
3 |
1025 |
461 |
4458 |
|
|
8 |
Пускач безконтактний реверсивний |
ПБР-3А |
3 |
960 |
432 |
4176 |
|
|
9 |
Блок сигналізації положення |
БСПТ-10 |
3 |
1350 |
608 |
5874 |
|
|
10 |
Електричний виконавчий механізм |
МЕО-400 |
3 |
5360 |
2412 |
23316 |
|
|
11 |
Поворотна заслінка |
Ukspar RBV-16-90-F-450 |
4 |
6750 |
2038 |
35152 |
|
|
12 |
Контролер |
Schneider Electric M340 BMX P34 2020 |
1 |
27350 |
12308 |
39658 |
|
|
13 |
Блок живлення |
CPS 2000 |
1 |
3642 |
1639 |
5281 |
|
|
14 |
Модуль дискретних входів та виходів |
DDM 16022 |
1 |
3140 |
1413 |
4553 |
|
|
15 |
Модуль аналогових входів |
AMI 410 |
3 |
5640 |
2538 |
24534 |
|
|
16 |
Модуль аналогових виходів |
AMO 0410 |
1 |
4830 |
1274 |
6104 |
|
|
17 |
Модуль дискретних виходів |
BMX DDO 1602 |
1 |
2730 |
1229 |
3959 |
|
|
Всього |
30 |
79975 |
34091 |
186864 |
Затрати на облаштування операторського приміщення становитимуть 30000 грн.
Транспортні витрати Т=186864+30000*0.25= 54216 грн.
Отже, кошторис витрат на автоматизацію буде: К=186864+30000+54216=271080 грн.
9.2 Розрахунок амортизаційних відрахувань
Відрахування на амортизацію визначаємо за балансовою вартістю основних фондів (КВПіА), які беруть участь в автоматизації, та норм амортизації. Норми амортизації складають 40% від загальної вартості автоматизації.
Таблиця 9.2. Розрахунок річної суми амортизаційних відрахувань.
|
№з/п |
Прилади |
Повна вартість, грн. |
Норма амортизації, % |
Річна сума амортизації, грн. |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
|
1 |
Разом |
271080 |
40 |
108432 |
9.3 Розрахунок впливу автоматизації на техніко-економічні показники
Впровадження автоматизації веде до змін техніко-економічних показників виробництва. Необхідно визначити напрямки розрахунку економії від впровадження автоматизації, показати, які показники впливають на економічну ефективність автоматизації: за рахунок зниження витратних коефіцієнтів сировини, допоміжних матеріалів, палива, енергії; збільшення виробничої потужності; зниження трудомісткості обслуговування; підвищення якості продукції тощо.
Після автоматизації на 1т продуктивності (25т/год) економія електроенергії становить 0,6кВт•год.
За рік (365 днів) продуктивність кульвого барабанного млина буде:
25т/год·8760 год=219000 т/рік.
Отже, економія електроенергії за рік буде:
219000·0.6=131400 кВт•год.
А економія затрат становитиме:
Е1=131400 кВт•год/рік 1.5грн/кВт•год=197100 грн.
Оскільки до автоматизації кількість основних робітників складала чотири особи в зміну, а після автоматизації достатньо буде двох працівниківв зміну, економія по заробітній платі за рахунок зниження кількості обслуговуючого персоналу буде:
Ез = Зроб·12·2·n =3988·12·2·3 = 287136 грн/рік
де Зроб - місячна зарплата одного працівника, грн./міс;
n - кількість змін
Сумарна економія дорівнює:
Ес = Е1 + Ез =197100 + 287136=626148 грн
Впровадження автоматизації виробництва дає змогу встановити відповідний штат основних технологічних робітників у цеху (відділенні, дільниці тощо). Враховуючи особливості процесу виробництва і виробничого обладнання, необхідно розподілити обов'язки між робітниками зміни, встановити тарифні розряди робітникам, користуючись чинними тарифно-кваліфікаційними довідниками.
Явкову чисельність робітників визначають з розстановлювального штату і змінної роботи.
Таблиця 9.3. Розрахунок спискової та явкової кількості основних робітників
|
№ |
Назва професій |
Тарифний розряд |
Розстановочний штат у зміну |
Кількість змін |
Явкова к-сть осіб на добу |
Спискова кількість осіб на добу |
||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
8 |
9 |
|
|
1 2 |
Апаратчик Апаратчик |
VI VI |
1 1 |
3 3 |
1,5 1,5 |
3 3 |
4,5 4,5 |
|
|
Разом |
6 |
9 |
Щоб перейти від явкової чисельності робітників до спискової, необхідно визначити коефіцієнт переходу від явкової чисельності до спискової:
а) для виробників з безперервним режимом роботи:
=365/245=1,5
де Тк -- календарний фонд робочого часу,
ефективний фонд робочого часу 1-го середньоспискового робітника;
= 6*1,5=9 осіб
Для визначення ефективного фонду робочого часу складаємо баланс робочого часу чотирьох середньоспискових робітників із врахуванням режиму роботи.
Таблиця 9.4 Баланс робочого часу одного середньоспискового робітника
|
Неперервне в-во |
||
|
Показники |
при 8-годинному робоч. дні і 4-х бригадн. графіку |
|
|
1 |
2 |
|
|
1. Календарний фонд часу 2. Вихідні дні 3. Святкові дні |
365 91 |
|
|
4. Номінальний фонд робочого часу, дні 5. Невиходи на роботу, дні; -- чергова відпустка; -- відпустка з вагітності; -- відпустка за хворобою; -- виконання державних обов'язків; -- відпустка у зв'язку з навчанням |
274 24 2 1 1 1 |
|
|
6. Разом, невиходи на роботу, дні 7. Ефективний час роботи, дні: -- год |
29 245 1960 |
Таблиця 9.5. Розрахунок суми денних тарифних ставок основних робітників
|
№ |
Назва професій |
Кількість людей за зміну |
Тарифний розряд |
Годинна тарифна ставка, грн. |
Денна тарифна ставка, грн. |
Сума тарифних ставок, грн. |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
6 |
|
|
1 |
Оператор |
1 |
ІV |
15 |
120 |
120 |
9.4 Розрахунок річного фонду заробітної плати
Розрахунок заробітної плати треба починати з вибору і обґрунтування форми і оплати системи праці та встановлення тарифних ставок.
Фонд заробітної плати розраховують, керуючись положеннями про посадові оклади.
ФЗП = ФЗПосн + ФЗПдод
ФЗПосн=С*Теф=15грн.*1960год.=29400 грн.
Премія 39200*0.25=7350 грн.
Вечірні 49 000/3*0.2=1960 грн.
Нічні 49 000/3*0.4=3920 грн.
Святкові 15*3*12*8=4320 грн.
Відпустка
ФЗПдод=7350+3328+5952+177+1649=18456 грн.
ФЗП=29400+23234=47856 грн.
Середньомісячна З/П = 47856/12=3988 грн.
9.5 Розрахунок експлуатаційних витрат на автоматизацію
До експлуатаційних витрат на автоматизацію належать:
А) Енергозатрати на живлення і засобів автоматизації.
Таблиця 9.6 Розрахунок витрат електроенергії.
|
№ |
Назва приладу |
Потужність приладу, Вт |
К-сть приладів, шт. |
Загальна потужність, Вт |
К-сть год. роботи на рік. год. |
Витрати ел. енергії в рік. кВт.год |
Витрати електроенергії на рік, грн |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
|
1 |
Сапфір-22ДД 2410 |
2 |
1 |
2 |
8760 |
4380 |
6570 |
|
|
2 |
БРУ-17 |
8 |
1 |
8 |
8760 |
1095 |
1642.5 |
|
|
3 |
Siemens G120C |
3400 |
1 |
3400 |
8760 |
2.6 |
3.9 |
|
|
4 |
ЗУ-11 |
5 |
4 |
20 |
8760 |
1752 |
2628 |
|
|
5 |
Pt100, SitransTH100 |
20 |
2 |
40 |
8760 |
438 |
657 |
|
|
6 |
Сапфір-22ДВ 2301 |
2 |
1 |
2 |
8760 |
4380 |
6570 |
|
|
7 |
БРУ-32 |
8 |
3 |
24 |
8760 |
1095 |
1642.5 |
|
|
8 |
ПБР-3А |
5 |
3 |
15 |
8760 |
1752 |
2628 |
|
|
9 |
БСПТ-10 |
1 |
3 |
3 |
8760 |
8760 |
13140 |
Сумарна витрата електроенергії на живлення засобів автоматизації:
25880 на рік
Вартість спожитої енергії буде:
З1 =258801.5 = 38820 грн на рік.
Б) Витрати на утримання прийнятих робітників на обслуговування КВПіА:
З2 = Зроб·12міс·1·n = 3988·12·2·3=287136 грн/рік
Де n - кількість змін.
В) Амортизаційні витрати:
З3= 108432 грн
Г) Витрати на охорону праці знову прийнятих робітників на обслуговування КВПіА:
З4= 5000 грн/рік
Д) Витрати на ремонт КВПіА:
З5= 30000 грн/рік
Е) Витрати на єдиний соціальний внесок:
З6=0,38*ФЗП
Експлуатаційні витрати складуть суму всіх витрат:
Зе=З1+З2+З3+З4+З5+З6=38820+287136+108432+5000+30000+0.38*47856= =7573грн/рік.
9.6 Розрахунок річного економічного ефекту і терміну окупності
А) Річний економічний ефект визначаємо по формулі:
Ер=Езаг-К·Ен=138575-271080·0.15=97913 грн.
загальна умовно-річна економія за рахунок різноманітних джерел визначається по формулі:
Езаг=Еі-Зе=626148-487573=138575 грн.
де - економія за рахунок і-го джерела (палива, енергії, матеріалів, зарплати).
К - капітальні витрати на автоматизацію (згідно кошторису).
коефіцієнт ефективності (=0,15).
- експлуатаційні затрати на автоматизацію.
Б) Термін окупності:
роки.
В) коефіцієнт економічної ефективності:
.
Таблиця 9.7 Основні техніко-економічні показники.
|
№ |
Показник |
Одиниці вимірювання |
Величина |
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
1 |
Витрати на автоматизацію. |
грн. |
271080 |
|
|
2 |
Чисельність робітників в день (1 зміна). |
чол. |
2 |
|
|
3 |
Середньорічна заробітна плата на одного робітника. |
грн. |
47856 |
|
|
4 |
Річний економічний ефект. |
грн. |
97913 |
|
|
5 |
Термін окупності. |
рік. |
1.96 |
|
|
6 |
Коефіцієнт економічної ефективності. |
0.51 |
У результаті проведення розрахунків отримано дані згідно яких можна впроваджувати заходи для автоматизації кульового барабанного млина, бо вони збільшать річний економічний ефект на 97913 грн і окупляться за 1.96 роки. При цьому,заробітна плата працівників буде досить високою.
Висновки
Бакалаврська кваліфікаційна робота присвячена автоматизації кульового барабанного млина. У цій роботі мною проаналізовано процес, вивчено основні фактори, що впливають на його перебіг, описано матеріальний та тепловий баланси. Враховуючи проведений аналіз та поставлені завдання розробила функціональну схему автоматизації, вибрала необхідні технічні засоби автоматизації, розробила специфікацію засобів автоматизації.
Для регулювання технологічних параметрів використала мікропроцесорний контролер Schneider Electric M340. У відповідному розділі бакалаврської кваліфікаційної роботи сформулювала та реалізувала алгоритм роботи системи.
У розділі моделювання бакалаврської кваліфікаційної роботи дослідила систему автоматичного регулювання перепаду тиску на кульовому барабанному млині. На базі одержаної математичної моделі розрахувала одноконтурну САР, а також оптимальні параметри настроювання ПІ-регулятора. Перехідні процеси САР досліджувалися трьома каналами: зміні регулюючої дії на 10%; зміні збурюючої величини на 10 % ; зміні заданого значення перепаду тиску на 4кгс/м2.
При виконанні бакалаврської кваліфікаційної роботи мною були наведені заходи по охороні праці .
У бакалаврській кваліфікаційній роботі я розрахувала економічні показники і показала, що впровадження автоматизації є економічно ефективним заходом щодо економії . Термін окупності коштів витрачених на автоматизацію становить 1,96 року, що є хорошим показником.
Список літератури
1. Андреев С. Е. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых / Андреев С. Е., Зверевич В. В., Перов В. А. - М.: Недра, 1980. - 415 с.
2. Греков С. П. Расчет пожаробезопасных скоростей фильтрации воздуха через угольное скопление / С. П. Греков, И. Н. Зинченко, Г. Б. Тында // Горноспасательное дело: сб. научн. труд. (НИИГД «Респиратор»). - Донецк, 2006. - Вып. 43. - С. 24 - 30.
3. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности: Учебн. для техникумов. - 2-ое изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1985.
4. Саленко Ю.С., «Обладнання для подрібнення матеріалів: дробарки та млини»: Нав. Посібник. - Кременчук: КДПУ, 2008. - 100 с.
5. Крих Г.Б., Матіко Ф.Д., Савицький В.К. «Визначення параметрів математичних моделей елементів систем автоматичного регулювання за експериментальними перехідними функціями»: Інструкція до лабораторних робіт № 1, 2, 3 з курсу „ Теорія автоматичного керування” для студентів базового напряму „ Автоматизація і комп'ютерно-інтегровані технології ” - Львів,2001. - 8с.
6. Клюев А.С. и др. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. - М.: Энергия, 1980.
7. ГОСТ 21.404 - 85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах. - М.: Стандартиздат, 1985.
8. ГОСТ 2.106-96. Единая система конструкторской документации. Текстовые документы. - М.: Стандартиздат, 1996.
9. Засоби автоматизації технологічних процесів. Каталог продукції ВО "Мікрол". - Івано-Франківськ, 2005 р.
10. Макаров А.С. Автоматизация пылесистем с шаровыми барабанными мельницами. Издательство «Энергия», Москва 1965.
11. Стенцель Й.І. Математичне моделювання технологічних об'єктів
керування: Навч. посібник. - К.: ІСДО, 1993.
12. Плетнев Г.П. Автоматическое управление и защита теплоэнергетических установок электростанций: Учебник для техникумов.- 3-е изд.,перераб. - М.: Энергоатомиздат, 1986.
13. Пожаровзрывоопасность горючих пылей. Общие требования: ГОСТ 12.1.044-83.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Обґрунтування вибору відбіркових пристроїв, первинних перетворювачів, приладів контролю та засобів автоматизації парогенератора типу ПЕК–350–260. Розрахунок звужуючого пристрою та регулятора. Вибір параметрів, які підлягають контролю та сигналізації.
дипломная работа [66,8 K], добавлен 21.06.2014Вимоги до схеми автоматичного управління автоматизації бункера активного вентилювання зерна. Розробка схеми автоматичного управління, розрахунок електродвигуна, пускозахисної апаратури і інших засобів автоматизації. Заходи з монтажу електрообладнання.
курсовая работа [91,8 K], добавлен 27.05.2015Опис технологічної схеми процесу виробництва силікатної цегли. Аналіз існуючої системи автоматизації. Основні відомості про процес автоклавові обробки. Сигнально-блокувальні пристрої автоклавів. Розрахунок оптимальних настроювальних параметрів регулятора.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 03.05.2017Ознайомлення з системою автоматизації технологічних процесів. Обґрунтування вибору модифікації приладів і контролера, їх технічна характеристика. Принципи розробки та опис принципової схеми. Особливості розрахунку та монтажу щитів і перетворювачів.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 20.03.2011Вибір параметрів контролю, реєстрації, управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розробка функціональної схеми автоматизації. Розрахунок оптимальних настроювань регулятора. Моделювання та оптимізація перехідного процесу.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 15.11.2012Обґрунтування і вибір параметрів контролю, реєстрації, дискретного управління, програмного регулювання, захисту, блокування та сигналізації. Розроблення розгорнутої функціональної схеми автоматизації. Розрахунок програмного забезпечення проекту.
курсовая работа [693,8 K], добавлен 15.04.2014Типи та характеристики технологічного обладнання. Опис схеми технологічного процесу. Параметри контролю, регулювання, керування, сигналізації та блокування. Техніко-економічне обґрунтування автоматизації. Розрахунок регулюючого органу та надійності.
дипломная работа [897,0 K], добавлен 23.08.2013Техніко-економічне обґрунтування проектованої системи автоматизації. Характеристика продукту виробництва еритроміцину, опис його технології. Розрахунок та проектування системи автоматичного керування технологічним процесом. Організація охорони праці.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 08.11.2011Характеристика об'єкта автоматизації з параметричним аналізом. Вибір та короткий опис принципу дії первинних перетворювачів (чутливих елементів) для вимірювання основних технологічних параметрів. Складання специфікації на прилади та засоби автоматизації.
контрольная работа [113,9 K], добавлен 05.12.2012Основні параметри процесу очищення конденсату парової турбіни. Опис принципової електричної схеми імпульсної сигналізації. Визначення особливостей проекту згідно галузевих стандартів. Обґрунтування розміщення засобів автоматизації на щиті і пульті.
курсовая работа [489,7 K], добавлен 26.12.2014
