Автоматизация мехатронной системы деаэраторной установки
Техническая характеристика предприятия. Уровень его автоматизации. Описание технологического процесса участка производств. Понятие деаэрации. Приборы контроля и регулирования. Описание работы схем автоматизации. Расчет капитальных затрат на автоматизацию.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.01.2018 |
| Размер файла | 1,2 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.
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ
КГБ ПОУ
Хабаровский колледж отраслевых технологий
и сферы обслуживания
Специальность 220703 Автоматизация технологических
процессов и производств
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Пояснительная записка
АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕХАТРОННОЙ СИСТЕМЫ ДЕАЭРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
ДП 220703.9.15 ПЗ
Выполнил
студент группы АП-41
Бухтояров В.К.
Руководитель проекта
Шилов М.И.
ВВЕДЕНИЕ
деаэрация автоматизация контроль затраты
Автоматизация - этап развития производства, характеризируемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управления производственными процессами и передачей этих функции техническим устройствам.
Мехатроника - область науки и техники основанная на объединении узлов механики, электроники, электротехническими и компьютерными компонентами, обеспечивающие автоматизацию технологических процессов и производств. Характерно для мехатроники стремление полностью интегрировать (объединить) механику, электрические машины, силовую электронику, микропроцессорную технику и программное обеспечение.
Мехатронная система (МС) - объединение систем контроля, регулирования, управления, обеспечивающая надежную, непрерывную работу технологического процесса, для получения продукции высокого качества, с наименьшими экономическими затратами, безаварийной работы технологического оборудования.
Деаэраторная установка является сложным объектом протекания технологического процесса. Правильно выбранные приборы позволят сделать протекания технологического процесса менее ёмким и более отлаженным. Применение новейших систем автоматизации позволит сократить время регулирования до минимума и позволит в краткие сроки принимать верные решения в случае аварии.
Управление процессом или технологическим объектом в форме автоматического воздействия возможно лишь при наличии измерительной информации об отдельных параметрах, характеризующих процесс или состояние объекта. К ним относятся электрические, механические, технологические параметры, объединенные в мехатронную систему.
1. ОБЩИЙ РАЗДЕЛ
1.1 Техническая характеристика предприятия
В 1950 году было принято правительственное постановление о строительстве ТЭЦ мощностью 125 МВт (пять блоков по 25 МВт) вместо 24 МВт.
В 1953 году в основном был построен главный корпус первой очереди для монтажа трёх котлов и двух турбоагрегатов. Начался монтаж котельного агрегата ТП-170 ст. N 1, турбины ВТ-25-4 и турбоагрегата ТВ-30-2 ст. ЗЧ 1.
В третьем квартале 1954 года приступили к пусконаладочным работам основного и вспомогательного оборудования, и 28 сентября Хабаровская ТЭЦ была введена в эксплуатацию включением турбоагрегата в параллельную работу с энергопоездом на промплощадке ТЭЦ и с ЦЭС Хабаровск-2
В 1955 году были смонтированы и введены в эксплуатацию котел ТП-170 ст. Ns 2, ст. Х 3; турбина ВТП-25-3 ст. М 2.
В 1955 году вошёл в строй первый потребитель пара -- Масложирокомбинат. С развитием электрических сетей, они были выведены из состава электроцеха в самостоятельное предприятие.
С января 1960 года Хабаровская ТЭЦ стала именоваться Хабаровская ТЭЦ-1.Сооружение ТЭЦ-1 производилось в 4 очереди. Последний турбоагрегат ст. Х 9 мощностью 100 МВт введён в 1972 году.
Последний энергетический котёл БКЗ-210-140 ст. Х 16 сдан в эксплуатацию в 1972 году. В целях повышения тепловой мощности дополнительно смонтировано 4 водогрейных котла ПТВМ-100.
До пуска Хабаровской ТЭЦ-1 в городе работало 40 малоэкономичных ведомственных электростанций, в том числе дизельные и локомотивные суммарной мощностью 18 тыс. кВт.
Для использования природного газа пришлось построить газораспределительный пункт непосредственно на ТЭЦ, смонтировать системы газопроводов низкого давления, реконструировать три котла, которые смогут работать и на угле, а в случае острой необходимости -- на мазуте. Создана автоматизированная система управления котлоагрегатами.
Кроме реконструкции самой станции, потребовалось выполнить большой объём работ на внешнем газоснабжении, которое включило в себя строительство газопровода от газораспределительной станции № 1 до ТЭЦ-1 протяженностью 5850 метров, с диаметром трубы 630 миллиметров. Общая стоимость реализации проекта составила 950 миллионов рублей. В 2006 году начат перевод котлов на сжигание природного газа. 26 октября 2006 года заработал на газе котел № 11 БКЗ 210--140.
1.2 Уровень автоматизации предприятия. Основная необходимость автоматизации объекта
Любое предприятие со всеми его многочисленными технологическими процессами и управление ими без помощи автоматики невозможно, а главное, невозможно повышения производительности труда и качества выпускаемой продукции. Во многом это относится и к Хабаровской ТЭЦ - 1.
Аппаратура и средства автоматизации, применяемые на ТЭЦ - 1 помогает решить многие вопросы, поставленные перед предприятием.
В связи с внедрением систем автоматизации сложность понятия о трёх уровнях автоматизации.
Первый уровень - частичный. Он предусматривает автоматически контроль и регулирование некоторых отдельных параметров процесс дистанционное управление. Выбор средств автоматизации обусловлен: необходимостью решения задач стабилизации ( поддержание параметров н заданном значении).
Второй уровень - полный. Здесь выбор средств автоматизации направлен на решение более сложных оптимизаций процессов - это экстремальных задач. Это регулирование с предварением и коррекций. Достигается путём применения: промышленного телевидения, аналоговых систем, экстремальных регуляторов, элементов логики.
И третий уровень автоматизации - комплексный, который предполагает разработку систем управления технологическими процессами с использованием электронно-вычислительных машин.
В настоящее время существует огромное количество разнообразного эффективного оборудования, и приборов, но наиболее распространённым являются электрические приборы.
В промышленных целях целесообразнее применять средства автоматизации у низшего уровня, основанные на' автоматическом контроле и регулировании, что предусмотрено улучшением автоматизации, но между тем в работе они обеспечивают заданную точность регулирования, успешно справляются с поставленной задачей.
Согласно объёмов оснащения средствами КИП и А деаэраторной установки в обязательном порядке должны быть оснащены АСР уровней и давления Греющего пара. Для термической деаэрации воды, т.е. для удаление растворённых в ней газов, заданные параметры с допустимыми по нормам отклонения должны выдерживаться в заданных пределах: уровень в пределах 2/. ёмкости деаэратора (1700 мм). Давление греющего пара -5 кгс/см 2.
Стабильное поддержание этих параметров обеспечивает эффективность деаэраторной установки. Значительное колебание уровня при дистанционно управлении может привести к срыву питательных насосов или переполнении деаэратора.
Срыв питательных насосов может привести к прекращению подачи воды на котле. Переполнение деаэраторов ведёт к появлению гидроударов, аварийной ситуации. Дистанционное регулирование параметров кроме некачественной деаэрации, что, в конечном счете, сказывается на коррозии трубопроводов, а также приводит к большому отвлечению оперативного персонала. Автоматизация деаэраторных установок очевидна, она требуется и директивными материалами.
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ
2.1 Технология производства. Описание технологического процесса участка производств
Деаэрация служит для удаления из питательной или подпилочной воды растворённого в ней газа (кислород и двуокись углерода), вызывающей коррозию металла. Аппараты, где осуществляется этот процесс, называют деаэраторами.
В настоящее время наибольшее распространение получили термические вакуумные деаэраторы. Термический способ деаэрации воды основан на том, что растворение в воде газов уменьшается по мере повышения температуры и совершенно прекращается при достижении температуры насыщения (кипения), когда растворённые газы полностью выделяются из воды.
Химически умягчённая вода подаётся в распределительный коллектор, откуда, стекает на дырчатую секционированную тарелку таким образом, что при минимальной нагрузке работает часть отверстий, а при максимальной включается все отверстия. Такая конструкция первой тарелки обеспечивает полную конденсацию выпара. С указанной тарелки вода струями стекает в лоток. В струях происходит основной подогрев и частичное выделение газа.
Однако вода при этом ещё не догрета до температуры насыщения (кипения) содержит значительное количество растворённых газов - и мельчайших пузырьков. При движении воды по лотку в тонком слое часть этик пузырьков будет выделятся. Затем вода попадает в аккумулирующий объём деаэратора, где выдерживается и дополнительно дегазируется и далее направляется борботажный канал. На борботажном листе вода подогревается на величину соответствующей высоте гидростатического столба жидкости над листом
На листе происходит удаление значительных количеств кислорода и свободной углекислоты, а также частичное разложение бикарбонатов. После обработки борботажном устройстве вода попадает в канал образованный перегородками, где в результате подъёма и вскипания осуществляется её окончательная дегазация. Деаэрированная вода отводится из деаэратора через патрубок расположенный в нижней части.
Пар в деаэраторе подаётся по трубе в нижнею часть в пароприёмного борботажного устройства под борботажный лист. Под листом образуется паровая подушка, обеспечивающая необходимый расход пара через отверстие борботажного листа.
В борботажном устройстве конденсируется только не большая часть пар основной поток его проходит по каналу и направляется в окно в струйный отсеке,где конденсируется.
При увеличении расхода пара выше необходимого для борботажа е избыток отводится через окно в пароприёмной коробке непосредственно в канал, минуя борботажное устройство.
Вынос (смесь газов и пара) конденсируется во встроенном охладителе выпара над тарелкой расположенной в верхней части деаэратора, а неконденсирующиеся газы отводятся из деаэратора по трубе расположенной в самой верхней части ёмкости.
Для защиты от повышенного давления деаэратор имеет комбинированный гидрозатвор. Деаэратор оборудуется регуляторами уровня и давления, а также контрольно - измерительными приборами.
2.2 Выбор параметров подлежащих контролю и регулированию. Величина и выбор их значения для технологического процесса
Для качественного прохода процесса деаэрации воды необходимо осуществлять контроль и регулирование следующих параметров:
ѕ контроль температуры воды на выходе деаэратора
Контроль температуры на выходе из деаэратора необходим, т. к. окончательно процесс деаэрации воды прекращается при достижении температуры 40 `С.
ѕ контроль и регулирование давление пара в деаэраторе
Необходимо для безопасного протекания процесса деаэрации. При несоблюдении норм давления в камере, может нарушится целостность установки.
ѕ контроль и регулирование уровня воды в деаэраторе.
Для качественного протекания процесса деаэрации необходимо контроль и регулирование уровня воды. При уровне воды выше 1700 мм в процессе отстоя воды не будет проходить окончательная деаэрация, что снизит качество деаэрованной воды.
ѕ контроль расхода воды в трубопроводе
Необходим для поддержания постоянных параметров уровня, процесса деаэрирования.
Таблица 1. - Выбор параметров подлежащих контролю и регулированию
|
Наименование измеряемых величин |
Наименование параметра |
Тип преобразователя |
Место отбора |
Среда воздействия |
|
|
Регулирование уровня воды в деаэраторе |
1700 мм |
Радарный уровнемер Rosemount 3300 |
деаэратор |
Вода |
|
|
Регулирование давления пара в деаэраторе |
5кгс/см2 |
Тензорезисторный преобразователь Метран-150- ДИ-1152 4 - 20 мА |
деаэратор |
Пар |
|
|
Контроль температуры воды |
40°С |
Термоэлектрический преобразователь ТСМ гр.50м |
деаэратор |
Вода |
|
|
Контроль давления пара в деаэраторе |
5кгс/см2 |
Тензорезисторный преобразователь Метран-150- ДИ-1152 4 - 20 мА |
деаэратор |
Пар |
|
|
Контроль уровня воды в деаэраторе |
1700 мм |
Радарный уровнемер Rosemount 3300 |
деаэратор |
Вода |
|
|
Контроль расхода воды в трубопроводе |
400 кг/ч |
Расходомер SONOELIS SE406X 4 - 20 мА |
трубопровод |
Вода |
3. СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ
3.1 Обоснование выбора первичных устройств, вторичных приборов контроля и регулирования
3.1.1 Контроль температуры воды
В качестве первичного преобразователя для измерения температуры используется термопреобразователь сопротивления медный ТСМ. Принцип действия основан на свойстве медной проволки, изменять электрическое сопротивление при изменении температуры
Статическая характеристика преобразования сопротивления платиновой проволоки выражается выражением:
Rt = R0(1 + At + Bt2),
где, R0 - сопротивление ТСП при 0 °С.
Постоянные значения:
A = 3,9690 · 10-3 °C-1;
B = -5,841 · 10-7 °C-2;
В головке встроен нормирующий преобразователь электрического выходного сигнала 4-20 мА.
Таблица 2. - Технические характеристики термопреобразователя сопротивления медного гр. 50м
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Предел измерения, °C |
0 … + 100 |
|
|
Градуировка, гр. |
50М |
|
|
Длина погружаемой части, мм |
200 |
|
|
Выходной сигнал, мА |
4 - 20 |
|
|
Материал защитной арматуры |
сталь 12Х18Н10Т |
Термоэлектрический преобразователь ТСМ подключен к двухканальному измерителю ОВЕН ТРМ200-Щ1 с двумя универсальными входами. Прибор предназначен для измерения температуры и приспособлен для щитового крепления. В ТРМ200-Щ1 установлен модуль интерфейса RS-485, который позволяет:
- Конфигурировать прибор на ПК;
- Передавать в сеть текущие значения измеряемых величин.
В процессе работы ТРМ200-Щ1 производит опрос входных датчиков, вычисляя по полученным данным текущие значения измеряемых величин, отображает их на цифровом индикаторе.
Таблица 3. - Техническая характеристика ОВЕН ТРМ200-Щ1
|
Параметр |
Величина |
|
|
Напряжение питания |
220 В |
|
|
Предел основной допускаемой приведённой |
||
|
погрешности при измерении |
0,5% |
|
|
Габаритные размеры, мм |
96х96х70 |
|
|
Время опроса входа, не более |
1 с |
3.1.2 Контроль расхода воды из ХВО
Для контроля расхода воды из ХВО используется ультразвуковой расходомер SONOELIS SE406X.
Принцип ультразвукового расходомера основан по времяимпульсному методу, согласно которому скорость потока жидкости определяется по времени прохождения ультразвукового сигнала между двумя ультразвуковыми преобразователями. Время прохождения измеряется в обоих направлениях распространения сигнальной волны (по потоку и против движения потока), тем самым любая асимметрия в положениях преобразователей эффективно устраняется.
Таблица 4. - Техническая характеристика ультразвукового расходомера SONOELIS SE406X.
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Номинальное давление, МПа |
1,6 - 4 |
|
|
Питание, В |
~220 |
|
|
Частота, Гц |
50 |
|
|
Выходной сигнал, мА |
4 - 20 |
|
|
Потребляемая мощность, ВА |
6 |
Ультразвуковой расходомер подключен к измерителю - регулятору ОВЕН ТРМ200-Щ1, технические характеристики указаны в таблице 2.
3.1.3 Контроль и регулирование давления пара в деаэраторе
Контроль избыточного давления пара производится с помощью тензорезисторного преобразователя давления Метран-100- ДИ-1152
В качестве преобразователя, воспринимающих деформацию мембраны при изменении давления, применяются проволочные фольговые полупроводниковые тензорезисторы. Измерения усилия приводит к изменению потенциалов, а, следовательно, и напряжения, подаваемого к усилителю измерительного устройства.
Тензорезистоный преобразователь имеет встроенный нормирующий преобразователь, который преобразует сигнал в унифицированный.
Таблица 5. - Технические характеристики тензорезисторного преобразователя избыточного давления Метран-100- ДИ-1152
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Выходной сигнал, мА |
4-20 |
|
|
Материал корпуса |
Сталь марки Х18Н10Т |
|
|
Вес, кг |
1,4 |
|
|
Материал мембраны |
Сплав 36НХТЮ |
|
|
Диапазон измерений, МПа |
От 0,2 до 2,4 |
Датчик Метран-150-ДИ измеряющий давление перегретого пара подключён к двухканальному измерителю-регулятору ОВЕН ТРМ10-Щ1 с двумя универсальными входами. ТРМ10-Щ1 предназначен для измерения давления, импульсного управления нагрузкой по пропорционально - интегрально - дифференциальному (ПИД) закону, а также для формирования дополнительного сигнала, который может быть использован для сигнализации о выходе параметра за установленные границы.
Таблица 6. - Технические характеристики ОВЕН ТРМ10-Щ11
|
Параметр |
Величина |
|
|
Диапазон измерения |
0…100% |
|
|
Класс точности |
0,25 |
|
|
Погрешность измерений, не более |
0,15 % |
|
|
Время опроса входа, не более |
0,4 с |
|
|
Напряжение питания |
220 В |
3.1.4 Контроль и регулирование уровня воды в деаэраторе
Для измерения уровня воды в деаэраторе используется радарный уровнемер Rosemount 3300.
Принцип действия акустического уровнемера основан на локации уровня звуковыми импульсами, проходящими через газовую среду, находящуюся над контролируемой жидкостью, и явлении отражения этих импульсов от границы раздела газ -- контролируемая среда. Мерой уровня является время распространения звуковых колебаний от источника излучения до контролируемой границы раздела сред и обратно до приемника.
Таблица 7. - Техническая характеристика радарного уровнемера Rosemount 3300
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Диапазон измерений, м. |
0.1 - 20 |
|
|
Питание, В |
~220 |
|
|
Частота, Гц |
50 |
|
|
Выходной сигнал, мА |
4 - 20 |
|
|
Потребляемая мощность, ВА |
6 |
Ультразвуковой расходомер подключен к измерителю - регулятору ОВЕН 2ТРМ1
Представляет собой двухканальный измеритель-регулятор с входом для подключения датчика, микропроцессорным блоком обработки данных. Имеет блок обработки данных предназначенный для обработки входного сигнала (цифровой фильтрации и коррекции), индикации измеренной величины и формирования сигнала управления логическими устройствами.
Таблица 8. - Технические характеристики измерителя-регулятора 2ТРМ1
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Класс точности |
0,5 |
|
|
Быстродействие, с |
0,5 |
|
|
Габариты, мм |
96x96x100 |
|
|
Питание, В |
24 |
|
|
Потребляемая мощность, ВА |
7 |
|
|
Количество входов |
2 |
|
|
Масса не более, кг |
0,74 |
3.2 Свойства системы регулирования и выбор регулирующего устройства
Для определения сигнала закона управления определяются динамические параметры объекта управления.
Деаэраторная установка является многоемкостным объектом управления. Для определения динамического параметра давления строится кривая разгона, изображенная на рисунке 1. (переходный процесс с минимальной квадратичной площадью отклонения)
1 - избыточное давление; 2 - расход воды.
Рисунок 1 - Статическая характеристика
1. 2.
1 - избыточное давление; 2 - расход воды.
Рисунок 2 - Кривая разгона
Динамическими параметрами является:
-запаздывание,;
- постоянная времени,;
- коэффициент передачи объекта управления, Коу.
Расчетное время регулирования T на кривой разгона не превышает
10 секунд
На основании расчётов ?µ и ? L из таблицы определяют передаточный коэффициент объекта, т.е. максимальное отклонение регулируемой величины к величине положения регулирующего органа вызвавшего это отклонение.
Исходя из отношения т/Т выбран регулятор по роду действия: т/Т = 0,53< 1,5. Регулятор по роду действия непрерывный.
На основании отношения т/Т по переходному процессу с минимальной квадратичной площадью управления определяются динамический коэффициент регулирования Rд, т.е. степень воздействия регулирующего устройства на объект управления.
И = 0,62
П = 0,47
ПИ = 0,39
ПИД = 0,35
И =28/0,9 = 31,1 П = 10/0,9= 11,1 ПИ = 18/0,9=20 ПИД = 13/0,9 = 14,4
На основании расчётов применяются пропорциональный закон управления. Параметром настройки регулирующего устройства является коэффициент регулирования.
Кр = 0,9Т / Ко т
Кр = 0,9*2/2*0,45 = 2.
Поверка коэффициента регулирования по его графическим зависимостям.
Кс =Кр*Ко
Кр =3/2=1,5
Расчет параметров настройки по приближенным формулам и графическим зависимостям примерно одинаковы, следовательно параметры настройки регулятора определены верно. На основании П - закона регулирования уровня воды для системы управления в качестве регулятора используется прибор ОВЕН 2ТРМ1
3.3 Выбор средств автоматизации, электроаппаратуры
3.3.1 Автоматический выключатель
Выбор автоматического выключателя производится по номинальным напряжению и току с соблюдением условий:
U ном.а ? Uном.с;
где, U ном.а - номинальное напряжение автоматического выключателя, В;
Uном.с - номинальное напряжение сети, В;
I ном.а ? I длит;
где, I ном.а - номинальный ток автоматического выключателя, А;
I длит - длительный расчетный ток нагрузки, А.
Таблица 9. - Приборы подключенные на силовую цепь нагрузки
|
Наименование |
Кол-во |
Мощность |
|
|
Тензорезисторный преобразователь Метран 100-ДИ |
1 |
0,7 ВА |
|
|
Измеритель ОВЕН ТРМ200-Щ1 |
1 |
10 ВА |
|
|
Измеритель - регулятор ОВЕН 2ТРМ1 |
1 |
12 ВА |
|
|
Измеритель - регулятор ОВЕН ТРМ10-Щ11 |
1 |
10 ВА |
|
|
Радарный уровнемер Rosemount 3300 |
1 |
6 ВА |
|
|
Задатчик РЗД-22 |
2 |
4 ВА |
|
|
Блок ручного управления БРУ - 7 |
2 |
7 ВА |
|
|
Исполнительный механизм МЭО-16/25-0,25-93 |
2 |
130 ВА |
|
|
Итого |
320,7 ВА |
Суммарная нагрузка в схеме равняется 320,7 ВА. Определяется расчетный ток.
I дл = S / U = 320,7 / 220 = 1,46 А
По таблице 11 номинальный ток автоматического выключателя равен 10 А, так как 10 А > 1,46А, и напряжением 220 В.
Автоматический выключатель АП-50-2Т (двухполюсной, комбинированный) используется в качестве защиты элементов электрической схемы от коротких замыканий и перегрузок. Автоматический выключатель с комбинированным расцепителем тока - электромагнитный и тепловой.
Таблица 10. - Технические характеристики выключателя автоматического АП50Б-2МТ
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Номинальный ток расцепления, А |
10 |
|
|
Число блокировочных контактов |
2 |
Тепловой расцепитель представляет собой биметаллическую пластину. При перегрузке один из концов биметаллической пластины изгибается и через механизм расцепления производит отключение контактов.
3.3.2 Выбор пакетных выключателей и переключателей тумблеров
В качестве ключа выбора режима используется переключатель двухполюсной, характеристики которого сведены в таблицу 9.
Таблица 11. - Технические характеристики переключателя ПП2-10
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Питание, В |
~220 |
|
|
Частота, Гц |
50 |
|
|
Номинальный ток контактов, А |
10 |
Таблица 12. - Выключатель однополюсной ПВ1-10
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Напряжение, В |
~ 220 |
|
|
Частота, Гц |
50 |
|
|
Номинальный ток контактов, А |
6 |
3.3.3 Задающее устройство
Задатчик ручной РЗД рассчитан на установку заданного параметра. Представляет собой реостатный 20%-й преобразователь.
На передней панели РЗД расположена ручка установки значения параметра.
Рисунок 2 - Схема задатчика РЗД-22.
Таблица 13. - Технические характеристики задатчика РЗД-22
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Входной сигнал, % |
0 … 100 |
|
|
Питание, В |
~ 220, 50 |
|
|
Мощность, ВА |
4 |
|
|
Шкала делений |
10 |
3.3.4 Клапан односедельный прямого действия
Клапан установлен фланцевым соединением на трубопроводе (винты, шайбы, уплотнители). Аналоговый унифицированный сигнал 4 -20 мА поступает с пускателя на цифровой позиционер.
Цифровой позиционер - устройство, вмонтированное на пневмоэлектрическом клапане преобразующий электрический сигнал в физическую величину (сжатый воздух).
Таблица 14. - Технические характеристики позиционера Logix 520 MD
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Питание, В |
24 |
|
|
Входной сигнал, мА |
4 - 20 |
|
|
Диапазон давления, кПа |
150 - 600 |
|
|
Диапазон изменения давления на выходе |
0 - 100% |
Для регулирования был выбран регулировочный клапан односедельный прямого действия.
Таблица 15. - Технические характеристики клапана ARI-STEVI 462
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Диаметр, мм |
300 |
|
|
Диапазон температур, °С |
- 196 … +538 |
|
|
Диапазон давления, кПа |
150 - 600 |
|
|
Материал |
Сталь марки 316 |
3.4 Описание работы схем автоматизации
3.4.1 Контроль расхода воды в деаэраторной установке
Для контроля расхода воды используется ультразвуковой расходомер SONOELIS SE406X. (поз. 1а), который присоединен компенсационными проводами к измерителю ОВЕН ТРМ200-Щ1 (поз. 1б).
3.4.2 Контроль давления пара
Для контроля давления пара используется тензорезисторный преобразователь Метран-100- ДИ-1152 с унифицированным сигналом (ТСПУ) (поз. 2а), который соединяется с измерителем - регулятором ОВЕН ТРМ10-Щ11(поз. 2б).
3.4.3 Контроль уровня воды
Для контроля уровня воды используется радарный уровнемер
Rosemount 3300 1152 с унифицированным сигналом (поз. 3а) подключенный к измерителю 2ТРМ1-Щ1 (поз. 3б)
3.4.4 Контроль температуры воды
Для контроля температуры воды используется термоэлектрический преобразователь медный ТСМ гр.50 (поз. 4а) подключенный к двухканальному измерителю ОВЕН ТРМ200-Щ1 с двумя универсальными входами. (поз. 4б).
3.4.5 Регулирование уровня воды в баке
Для регулирования уровня воды в деаэраторе, используется радарный уровнемер Rosemount 3300 (поз. 5а), присоединен к измерителю - регулятору с ПИД - регулированием ОВЕН 2ТРМ1 (поз. 5б), к нему подключен задатчик РЗД-22(поз. 5в), с помощью которого задается значения регулируемого параметра.
Автоматическое или ручное регулирование осуществляется переключателем ПП2-10 (поз. 7г). Ручное управление осуществляется выключателем однополюсным ПВ1-10 (поз. 5д).
В случае неравенства регулируемого избыточного давления с заданным, в регулирующем устройстве формируется сигнал рассогласования, поступающий на тиристорный пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2И (поз. 6в), включающий исполнительный механизм МЭО-63/100-2(поз. 6б), который перемещает седельный однооборотный регулирующий клапан ARI-STEVI 462 (поз. 6а) до установления текущего значения равным заданному. Указатель положения дистанционный ДУП-М (поз.5и) подключен к исполнительному механизму.
3.4.6 Регулирование избыточного давления в деаэраторе
Для регулирования избыточного давления в деаэраторе, используется тензорезисторный преобразователь Метран-100-ДИ-1152 с унифицированным сигналом (ТСПУ) (поз. 7а), присоединен к измерителю - регулятору с ПИД - регулированием ОВЕН ТРМ10-Щ11 (поз. 7б), к нему подключен задатчик РЗД-22(поз. 7в), с помощью которого задается значения регулируемого параметра.
Автоматическое или ручное регулирование осуществляется переключателем ПП2-10 (поз. 7г). Ручное управление осуществляется выключателем однополюсным ПВ1-10 (поз. 6д).
В случае неравенства регулируемого уровня с заданным, в регулирующем устройстве формируется сигнал рассогласования, поступающий на тиристорный пускатель бесконтактный реверсивный ПБР-2И (поз. 8в), включающий исполнительный механизм МЭО-25/100-1(поз. 8б), который перемещает седельный однооборотный регулирующий клапан ARI-STEVI 462 (поз. 8а) до установления текущего значения равным заданному. Указатель положения дистанционный ДУП-М (поз. 7и) подключен к исполнительному механизму.
3.5 Выполнение кабельных, (импульсных) трасс
Электрические проводки проложены по кратчайшему расстоянию между устройствами первичными устройствами к измерителям контроля, регулирования к пневмоэлектрическим клапанам с минимальным числом поворотов, параллельно стенам и перекрытиям и во избежание электрических помех по возможности подальше от технологического оборудования, электрооборудования, силовых и осветительных линий.
Места прокладки электрических подводок доступны для монтажа и обслуживания.
Электрические проводки должны быть надежно защищены от сотрясения, вибрации и механических повреждений, а также от вредных влиянии влаги, агрессивных газов и пыли, укладывают в перфорированные лотки. Лотки выполнены из листа с отверстиями. Выводы кабелей осуществляется в защитных трубах и гибких металлических рукавах.
Лотки расположены на высоте 2 метра над землей
Перфорированный лоток - конструкция, предназначенная для прокладки в ней проводов и кабелей. Лоток изготовлен из несгораемого материала.
3.6 Выбор щита автоматизации
Щит должен соответствовать ОСТ 36.13-76. и руководящим материалам РМ3-82-83. Щит предназначен для установки в закрытых помещениях с температурой окружающей среды от -30оС до +50оС и относительной влажностью не более 80%, с отсутствием вибрации агрессивных газов, паров и токопроводящей пыли.
Шкафной щит монтируется в аппаратном помещении на металлическом основании из швеллера, приваривается и заливается бетоном. Положение аппаратов внутри щита должно соответствовать требованиям инструкции эксплуатации.
Положение щита должно быть строго вертикальным. Питание в щите осуществляется по кабельным трассам, в нижней части щита.
Каркас состоит из четырёх стоек, скрепленных болтами, верхней и нижней рамки. С передней стороны каркаса между стойками устанавливают одну или две перемычки швеллера для крепления фасадных панелей. Стойка выполнена в виде швеллера с приваренными на концах кронштейнами, имеющими отверстия для крепления стоек к рамам. Рама сварена из двух одинаковых деталей швеллерного типа. На основании РТМ 25-91-82 необходимо чтобы между фланцами приборов, крепления хвостовых частей, было не менее 70мм снизу и не менее 30мм сверху.
Заземление приборов в щите производится: провод, прикрепленный к корпусу прибора, находящегося под напряжением, крепится к боковой стенке в нижней части щита. Щит крепится швеллером к общему заземлению цеха, которое подсоединено к металлическому пруту, забитого в землю на глубину 2 метра.
3.7 Описание компоновки и средств контроля и регулирования на щите
Компоновка аппаратуры, арматуры и установочных изделий (в дальнейшем именуемые «аппаратура») должна быть выполнена с учётом их конструктивных особенностей, функционального назначения, обеспечения удобства монтажа и эксплуатации, размеров монтажных зон щитов.
Позиционные обозначения приборов и аппаратуры, установленных на фасадных панелях, выполняют штемпелеванием на задних поверхностях этих панелей в непосредственной близости от прибора (аппаратура).
Для обеспечения необходимых комфортных условий эксплуатации и безопасного обслуживания приборы в щите рекомендуется располагать на следующих расстояниях от нижней кромки опорной рамы:
1) 2000 мм - предохранитель, автоматический выключатель;
2) 1500 мм - регуляторы, функциональные блоки, элементы аналоговой техники, преобразователи;
3) 500 мм-сборки контактных зажимов вертикальные;
Размещение приборов и аппаратов не должно ухудшать или делать затруднительным монтаж и эксплуатацию их (снятие крышек, доступ к установочным отверстиям, а также органам управления аппаратов).
Установка аппаратуры внутри щитов по ОСТ 36.13-76 и ОСТ 36.ЭД113-79. Внутри щитов с приборами и СА на фасадных панелях, электрическую аппаратуру следует, как правило, располагать на левой стенке, а пневматическую - на правой для обеспечения необходимого удобства монтажа и эксплуатации.
3.8 Таблица соединений электрических проводок в щите
Для монтажа электропроводок систем автоматизации используются унифицированные конструкции лотков, в состав которых входят различные элементы (угольники, тройники, крестовины, элементы проходов через стены и т.д.). На лотках провода и кабели должны прокладываться пучками, вплотную друг к другу в один слой. Лотки устанавливаются на высоте не менее 2 метров от уровня пола или площади обслуживания.
Электропроводка в щите выполняется с помощью кабелей и проводов. Электропроводка внутри щита, подключение приборов КИПиА - используются провод: ПВ - провод медный с поливинилхлоридной изоляцией.
таблица 16. - Соединения проводок в щите
|
Проводник |
Откуда идёт |
Куда идёт |
Данные провода |
Примечание |
|
|
Технические требования |
|||||
|
Таблица соединений выполнена на основании |
|||||
|
схемы Э3 |
|||||
|
800 |
XTC |
SF:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
801 |
SF:1 |
PS1:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
801 |
SF:1 |
PS2:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
801 |
SF:1 |
PS3:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
801 |
SF:1 |
P1:13 |
ПВ 1х1 |
||
|
801 |
SF:1 |
P2:13 |
ПВ 1х1 |
||
|
802 |
XT1 |
PS1:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
802 |
XT1 |
PS2:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
802 |
XT1 |
PS3:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
802 |
XT1 |
P1:14 |
ПВ 1х1 |
||
|
802 |
XT1 |
P2:14 |
ПВ 1х1 |
||
|
803 |
GB1:3 |
BP1:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
804 |
GB1:4 |
BP1:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
805 |
GB2:3 |
BL1:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
806 |
GB2:4 |
BL1:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
807 |
SX:2 |
SF1:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
808 |
SX:1 |
SF1:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
110 |
P1:7 |
RP1:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
111 |
P1:9 |
RP1:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
112 |
P1:11 |
RP1:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
113 |
BP1:3 |
P1:15 |
ПВ 1х1 |
||
|
114 |
BP1:4 |
P1:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
115 |
P1:8 |
SA1:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
116 |
P1:10 |
SA1:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
117 |
P1:12 |
SA1:5 |
ПВ 1х1 |
||
|
118 |
SA1:2 |
Y1:20 |
ПВ 1х1 |
||
|
119 |
SA1:4 |
KM1:8 |
ПВ 1х1 |
||
|
120 |
SA1:6 |
Y1:6 |
ПВ 1х1 |
||
|
121 |
SA1:7 |
KM1:10 |
ПВ 1х1 |
||
|
122 |
SA1:8 |
SB1:1,3 |
ПВ 1х1 |
||
|
123 |
Y1:23 |
KM1:7 |
ПВ 1х1 |
||
|
124 |
Y1:9 |
KM1:9 |
ПВ 1х1 |
||
|
125 |
KM1:3 |
Y1:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
126 |
KM1:4 |
Y1:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
127 |
KM1:5 |
Y1:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
128 |
KM1:6 |
Y1:4 |
ПВ 1х1 |
||
|
129 |
P3:3 |
Y1:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
130 |
P3:4 |
Y1:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
131 |
P3:5 |
Y1:18 |
ПВ 1х1 |
||
|
132 |
Y1:13 |
P1:14 |
ПВ 1х1 |
||
|
133 |
Y1:14 |
P1:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
134 |
Y1:15 |
P1:18 |
ПВ 1х1 |
||
|
135 |
P2:7 |
RP2:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
136 |
P2:9 |
RP2:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
137 |
P2:11 |
RP2:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
138 |
BL1:3 |
P2:15 |
ПВ 1х1 |
||
|
139 |
BL2:4 |
P2:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
140 |
P2:8 |
SA2:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
140 |
P2:10 |
SA2:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
141 |
P2:12 |
SA2:5 |
ПВ 1х1 |
||
|
142 |
SA2:2 |
Y2:20 |
ПВ 1х1 |
||
|
143 |
SA2:4 |
KM2:8 |
ПВ 1х1 |
||
|
144 |
SA2:6 |
Y2:6 |
ПВ 1х1 |
||
|
145 |
SA2:7 |
KM2:10 |
ПВ 1х1 |
||
|
146 |
SA2:8 |
SB2:1,3 |
ПВ 1х1 |
||
|
147 |
Y2:23 |
KM2:7 |
ПВ 1х1 |
||
|
148 |
Y2:9 |
KM2:9 |
ПВ 1х1 |
||
|
149 |
KM2:3 |
Y2:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
150 |
KM2:4 |
Y2:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
151 |
KM2:5 |
Y2:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
152 |
KM2:6 |
Y2:4 |
ПВ 1х1 |
||
|
153 |
P4:3 |
Y2:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
154 |
P4:4 |
Y2:17 |
ПВ 1х1 |
||
|
155 |
P4:5 |
Y2:18 |
ПВ 1х1 |
||
|
156 |
Y2:13 |
P2:14 |
ПВ 1х1 |
||
|
157 |
Y2:14 |
P2:16 |
ПВ 1х1 |
||
|
158 |
Y2:15 |
P2:18 |
ПВ 1х1 |
||
|
1 |
PS2:3 |
BP2:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
2 |
PS2:4 |
BP2:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
3 |
PS2:5 |
BP2:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
4 |
PS2:6 |
BP2:4 |
ПВ 1х1 |
||
|
5 |
PS3:3 |
BL2:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
6 |
PS3:4 |
BL2:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
7 |
PS3:5 |
BL2:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
8 |
PS3:6 |
BL2:4 |
ПВ 1х1 |
||
|
9 |
PS1:5 |
BF:1 |
ПВ 1х1 |
||
|
10 |
PS1:6 |
BF:2 |
ПВ 1х1 |
||
|
11 |
PS1:7 |
BF:3 |
ПВ 1х1 |
||
|
12 |
PS1:8 |
BF:4 |
ПВ 1х1 |
||
|
13 |
PS1:9 |
BK |
ПВ 1х1 |
||
|
14 |
PS1:10 |
BK |
ПВ 1х1 |
||
|
15 |
PS1:11 |
BK |
ПВ 1х1 |
||
|
16 |
PS1:12 |
BK |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
PS1 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
PS2 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
PS3 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
KM1 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
KM2 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
P1 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
Y1 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
P2 |
ПВ 1х1 |
||
|
Земля |
Рейка для уст. |
Y2 |
ПВ 1х1 |
3.9 Расчётный раздел
3.9.1 Расчёт специальных устройств автоматизации
В качестве регулирующего органа используется заслонка чугунная поворотная. Она устанавливается на трубопроводе диаметром Dу = 150 мм. Заслонка выполнена из чугуна с удельным весом с = 2,73 кг/ дм3.
Поворотная заслонка имеет следующие характеристики диаметр и толщину.
Диаметр заслонки рассчитывается по формуле
d=0,95 · Dу,
где Dу - диаметр трубопровода, см
d=0,95·150=142,5 мм,
Толщина заслонки д,мм
д=0,02·150= 3
Площадь диска заслонки S, мм2 определяется по формуле площади круга
S= · R2,
где R - радиус заслонки, мм2
S=3,14·71,252 = 15900,625 мм2 = 159 см2
Объем заслонки V,см3 определяется по формуле
V=S·д,
V=159·3=477 см3= 0,477 дм3
Вес заслонки определяется по формуле
N=V·с,
где с - удельный вес материала заслонки;
N=0,477·2,73=1,431 кг, N=1,4·9,81=12 кгс.
На основании расчета веса заслонки выбирается исполнительный механизм типа МЭО-40/10-0,25.
Мн = 40 кгс/м - номинальный крутящий момент на выходном валу,
10 - время полного хода выходного вала, сек,
0,25 - число оборотов выходного вала, об,
S - полная мощность, равная 40 Вт.
Данный исполнительный механизм имеет электродвигатель типа RA71A4
Таблица 17. - технические характеристики электродвигатель RA71A
|
Параметры прибора |
Величина |
|
|
Напряжения питания, В |
220 |
|
|
Частота, Гц |
50 |
|
|
Потребляемая мощность, кВт |
0,25 |
|
|
Число оборотов в минуту об/мин |
1000 |
|
|
Cosц |
0,78 |
|
|
КПД, % |
65 |
3.9.2 Расчёт и выбор аппаратов и средств защиты
Выбор автоматического выключателя производится по номинальным напряжению и току с соблюдением условий:
U ном.а ? Uном.с;
где, U ном.а - номинальное напряжение автоматического выключателя, В;
Uном.с - номинальное напряжение сети, В;
I ном.а ? I длит;
где, I ном.а - номинальный ток автоматического выключателя, А;
I длит - длительный расчетный ток нагрузки, А.
Таблица 16. - Приборы подключенные на силовую цепь нагрузки
|
Наименование |
Кол-во |
Мощность |
|
|
ТСП-0193-01 |
1 |
0,7ВА |
|
|
Измеритель ОВЕН ТРМ200-Щ1 |
1 |
4 ВА |
|
|
Измеритель - регулятор ОВЕН ТРМ 138 |
1 |
8 ВА |
|
|
Датчик уровня Rosemount 3300 |
1 |
6 ВА |
|
|
Задатчик РЗД-22 |
2 |
4 ВА |
|
|
Блок ручного управления БРУ - 7 |
2 |
7 ВА |
|
|
Исполнительный механизм МЭО-40/25-0,25-93 |
2 |
130 ВА |
|
|
Итого |
160 ВА |
Определяется расчетный ток.
I дл = S / U = 74,7 / 220 = 0,33 А
По таблице 16 номинальный ток автоматического выключателя равен 1,6 А, так как 1,6 А > 0,33 А, и напряжением 220 В.
Выбор предохранителя.
Предохранитель предназначен для защиты сетей от коротких замыканий и перегрузки. Работа плавки предохранителей основана на тепловом действии электрического тока. Когда ток в защищаемой цепи превышает определенное значение, плавкая вставка расплавляется, создавая разрыв цепи.
Предохранитель типа ПТ имеет номинальное напряжение до 220В и ток 10А номинальный ток плавких вставок 10 А.
3.9.3 Расчёт сечения кабеля, проводов и выбор их типов
Сечение проводов питающей и распределительных сетей системы электропитания приборов и средств автоматизации выбрали по условиям нагрева электрическим током и механической прочности.
Питающая и распределительная сеть системы электропитания относится, к сетям, не требующим зашиты от перегрузки, и защищаются только от коротких замыканий.
Сечения проводов и кабелей в соответствии с условием нагрева электрическим током определяется по таблицам допустимых длительных токовых нагрузок на провода и кабели с учетом условий их прокладки. Для практических расчётов условия нагревания проводов длительным расчётным током имеет вид
Iдлит. доп. > Iрасч. 1,6 ? 0,33 А
где - Iдлит. доп. - допустимый длительный ток для провода и кабеля при нормальных условиях прокладки, А.
Iрасч. - длительный расчётный ток линии, А.
Выбираем кабель КВВГ с сечением жилы 0,5мм2. КВВГ - кабель с медными жилами с поливинилхлоридной изоляцией в поливинилхлоридной оболочке без защиты, с количеством жил 18, сечением 0,5.
4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ
4.1 Мероприятия по технике безопасности в условиях эксплуатации автоматических устройств
Техника безопасности включает организационные и технические мероприятия и средства, предотвращающие воздействие на работающих вредных производственных факторов.
При монтаже ректификационной колонны возникает необходимость подключения электроустановок к электросети.
Предупреждение электротравм является важной задачей охраны труда, которая на производстве реализуется в виде системы организационных и технических мероприятий, обеспечивающих защиту людей от поражения электрическим током.
Опасность эксплуатации электроустановок определяется тем, что токоведущие проводники (или корпуса машин, оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции) не подают сигналов опасности, на которые реагирует человек. Реакция на электрический ток возникает после его прохождения через ткани человека.
Степень поражения человека зависит от рода и величины напряжения и тока; частоты электрического тока; пути тока через человека; продолжительности действия тока; условий внешней среды.
Меры электробезопасности:
Защитное заземление обеспечивает защиту людей от поражения электрическим током при прикосновении к металлическим нетоковедущим частям оборудования, которые могут оказаться под напряжением в результате повреждения изоляции. Защитное заземление выполнено путём преднамеренного электрического соединения (металлическими проводниками) нетоковедущих частей электроустановок с "землёй" или её эквивалентом.
Защитное отключение - это система быстродействующей защиты, автоматически (за 0,2 и менее) отключающая электроустановку при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током.
Перед проведением электроремонтных работ проводят следующие мероприятия: оформляют наряд-допуск; ремонт производят не менее чем двое рабочих; отключают электропитание; вынимают плавкие предохранители; замыкают накоротко токоведущие провода (после снятия напряжения);
На распределительных устройствах, рубильниках вывешивают предупредительный плакат "Не включать -- работают люди".
4.2 Правила противопожарной безопасности
Пожары возникают по различным причинам и в ряде случаев приносят значительный материальный ущерб, а иногда приводят к гибели людей.
Деаэраторная установка относится к категории III(3) по взрывоопасности.
На предприятии должно быть организовано обучение всех рабочих и служащих правилами пожарной безопасности и действиям на случай возникновения пожара. Лица, не прошедшие инструктаж о соблюдении мер пожарной безопасности, не допускают к работе.
Осуществление мероприятий, направленных на обеспечение пожарной безопасности, возлагается на руководителей предприятий и на начальников цехов.
Для технологической установки допускается проектировать один эвакуационный выход, если расстояние от наиболее удалённого рабочего места до этого выхода не превышает 25 м и количество работающих в смене не более 50 человек.
Для тушения электроустановок применяются огнетушители углекислотные типа ОУ-2, ОУ-5, ОУ-8 и порошковые огнетушители типа ОП-2, ОП-4. Также в помещении располагается шит огнетушения в котором находится лопата, топор (с деревянными ручками), ведра, плотная ткань (брезент), багор, рядом с щитом располагаются ящики с песком.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
5.1 Расчет капитальных затрат на автоматизацию
В этой части, производится расчёт экономической эффективности внедрения деаэраторной установки и сравнение технико-экономических показателей работы подразделения. Экономическая эффективность внедрения системы деаэраторной установки определяется путём сопоставления технико-экономических показателей работы установки до и после внедрения системы. Расчётные данные сопоставимы, то есть объём выпускаемой продукции, материальных ресурсов, сменность работы принимается по двум вариантам.
В приведенной таблице (табл. 17) перечень показателей устанавливается применительно к проектируемому варианту внедрения автоматического устройства.
Таблица 17. - Технико-экономические показатели деаэраторной установки.
|
Показатели, единицы измерения |
Варианты |
||
|
До автоматизации |
После автоматизации |
||
|
1. Годовой объем производства, тонны |
109500 |
109500 |
|
|
2. Электроэнергия, кВт*ч |
15 |
11 |
|
|
3. Цена: |
--- |
--- |
|
|
электроэнергия, руб. за 1 кВт*ч |
3,61 |
3,61 |
|
|
4. Количество рабочих, чел |
18 |
14 |
|
|
Оператор установки 5 разряда |
5 |
4 |
|
|
Рабочий установки 4 разряда |
5 |
5 |
|
|
Мастер КИПа 4 разряда |
6 |
5 |
5.1.1 Расчёт капитальных вложений
Капитальные вложения - составная часть капитал образующих инвестиций. Они представляют собой затраты, направленные на создание и воспроизводство основных фондов.
В состав капитальных затрат входят:
- затраты на строительно-монтажные работы, связанные с реконструкцией зданий и устройством фундаментов для оборудования;
- затраты на приобретение оборудования;
- затраты на проектно-изыскательные работы;
- затраты на научные исследования.
Расчёт затрат на приобретение или изготовление оборудования определяют по действующим ценам и сводят в таблицу.
Таблица 18. - Сметно-финансовые показатели на приобретение оборудования
|
Название |
Кол-во шт. |
Сметная стоимость (руб.) |
||
|
За единицу |
Всего |
|||
|
1 Термопреобразователь сопротивления медный ТСМ |
2 |
4740 |
9480 |
|
|
2 Двухканальный измеритель ОВЕН ТРМ10-Щ11 |
1 |
3700 |
14800 |
|
|
3 Ультразвуковой расходомер SONOELIS |
1 |
12600 |
12600 |
|
|
4 Тензорезисторный преобразователь Метран 150 -ДИ |
1 |
3000 |
3000 |
|
|
5 Двухканальный измеритель ОВЕН 2ТРМ1 |
2 |
3250 |
6500 |
|
|
6 Измеритель-регулятор ТРМ200-Щ1 |
2 |
5000 |
10000 |
|
|
8 Заслонка поворотная S-620B |
2 |
15000 |
30000 |
|
|
9 Задатчик РЗД-22 |
2 |
2650 |
5300 |
|
|
10 Ключ выбора режима ПП2-10 |
2 |
400 |
800 |
|
|
11 Переключатель ПВ1-10 |
2 |
21 |
42 |
|
|
12 Щит шкафной ШЩ-ЗД |
1 |
22000 |
22000 |
|
|
13 Автоматический выключатель АП-50 МТ2 |
1 |
200 |
200 |
|
|
14 Блок питания Элемер БП906 |
4 |
2000 |
8000 |
|
|
Итого |
74591 |
122772 |
Стоимость монтажных работ по установке оборудования, приобретённого со стороны и изготовленного силами предприятия, принимают по укрупнённым показателям в размере 51% от стоимости оборудования. Транспортные и складские расходы принимаются в размере 35% от стоимости оборудования. Затраты на запасные части - 16% от стоимости.
Таблица 19 - Капитальные вложения на приобретение и монтаж нового оборудования
|
Наименование затрат |
Сумма, (руб.) |
Источники расчета |
|
|
Стоимость оборудования |
122772 |
Таблица 19 |
|
|
Транспортные и складские расходы |
42970 |
35% от стоимости оборудования |
|
|
Стоимость монтажных работ |
62614 |
51% от стоимости оборудования |
|
|
Затраты на запасные части |
19644 |
16% от стоимости оборудования |
|
|
Плановые накопления |
74400 |
30% от суммы строк 1 и 4 |
|
|
Итого |
322400 |
5.2 Расчёт себестоимости продукции до и после автоматизации
Себестоимостью продукции называются затраты на ее производство и продажу, выраженные в денежной форме.
При расчёте экономической эффективности внедрения нового устройства, в технологическую себестоимость включают изменяющиеся статьи затрат по двум вариантам:
- по базовому, действующему на предприятии;
- по проектируемому, с учётом внедрения мехатронной системы.
По данной курсовой работе изменяются следующие статьи затрат:
- электроэнергия;
- заработная плата рабочих со страховыми взносами;
- амортизационные отчисления;
- затраты на текущий ремонт и межремонтное обслуживание оборудования.
5.2.1 Затраты на материальные ресурсы
Рассчитываются по формуле:
З = Ц * Н
где, Ц - цена единицы сырья, топлива, электроэнергии;
Н - норма расхода сырья, топлива, электроэнергии на единицу продукции.
Отсюда затраты составят до и после автоматизации:
З1 = Ц1* Н1,
З2 = Ц2 * Н2,
Ц1 - цена единицы сырья, топлива, электроэнергии до автоматизации;
Ц2 - цена единицы сырья, топлива, электроэнергии после автоматизации;
З1 - затраты до автоматизации;
З2 - затраты после автоматизации.
Экономия затрат на единицу продукции составит:
Э = З1 - З2
- затраты на электроэнергию:
З1 = 3,61 * 15 = 54,15 руб.,
З2 = 3,61 * 11 = 39,71 руб.,
Э = 54,15 - 39,71 = 14,44 руб.
5.3 Экономическое обоснование автоматизации
5.3.1 Затраты на заработную плату
В состав годового фонда заработной платы рабочих входит основная и дополнительная заработная плата. Основная зарплата состоит из премии, доплаты, районных коэффициентов, дальневосточной надбавки. Для определения затрат на зарплату необходимо рассчитать годовой фонд зарплаты рабочих связанных с непосредственным управлением работы оборудования, и вспомогательных рабочих обеспечивающих работу данного оборудования.
Исходными данными для расчета являются:
- списочная численность рабочих по базовому и проектируемому варианту;
- Годовой эффективный фонд рабочего времени одного рабочего (в часах);
- часовые тарифные ставки.
- доплата 8% от прямого фонда зарплаты;
Размер доплат:
- премия до автоматизации 25% ;
- после автоматизации 35% от прямого фонда зарплаты;
- основная зарплата;
- районный коэффициент 30% от основной зарплаты;
- дальневосточная надбавка 30% от основной зарплаты;
- основная зарплата с дальневосточной надбавкой;
- дополнительная зарплата 12% от основной зарплаты;
- норматив отчислений по страхованию 30% от фонда оплаты труда.
Часовые тарифные ставки должны соответствовать разрядам выполняемых работ на предприятии. Для расчета эффективного годового фонда рабочего времени составляется баланс рабочего времени на год.
Таблица 20 - Баланс рабочего времени одного рабочего на 2015 год
|
Показатели |
Единицы измерения |
Количество |
|
|
1. Календарный фонд времени |
Дни |
365 |
|
|
2. Выходные |
Дни |
104 |
|
|
3. Праздничные дни |
Дни |
12 |
|
|
3. Номинальный фонд времени |
Дни |
249 |
|
|
4. Невыходы |
|||
|
- отпуск очередной; |
Дни |
32 |
|
|
- отпуск учебный; |
Дни |
1 |
|
|
- по болезни; |
Дни |
1 |
|
|
- прочие, разрешенные законом |
Дни |
1 |
|
|
5. Эффективный фонд времени |
Дни |
213 |
|
|
6. Продолжительность рабочего дня |
Часы |
8 |
|
|
7. Эффективный фонд времени |
Часы |
1704 |
Расчёт годового фонда заработной платы производится для базового и проектируемого вариантов и сводится в таблицу 21.
Таблица 21 - Расчёт годового фонда заработной платы рабочих
|
Профессия |
Подобные документы
Анализ технологического процесса. Уровень автоматизации работы смесительной установки. Алгоритм производственного процесса. Описание функциональной схемы автоматизации дозаторного отделения, принципиальной электрической схемы надбункерного отделения.
контрольная работа [14,2 K], добавлен 04.04.2014Изучение технологического процесса сушки макарон. Структурная схема системы автоматизации управления технологическими процессами. Приборы и средства автоматизации. Преобразования структурных схем (основные правила). Типы соединения динамических звеньев.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 22.12.2010Общая характеристика технологического процесса и задачи его автоматизации, выбор и обоснование параметров контроля и регулирования, технических средств автоматизации. Схемы контроля, регулирования и сигнализации расхода, температуры, уровня и давления.
курсовая работа [42,5 K], добавлен 21.06.2010Краткое описание технологического процесса. Описание схемы автоматизации с обоснованием выбора приборов и технических средств. Сводная спецификация на выбранные приборы. Системы регулирования отдельных технологических параметров и процессов.
реферат [309,8 K], добавлен 09.02.2005Описание технологического процесса нагревания. Теплообменник как объект регулирования температуры. Задачи автоматизации технологического процесса. Развернутая и упрощенная функциональная схема, выбор технических средств автоматизации процесса нагревания.
курсовая работа [401,0 K], добавлен 03.11.2010Описание технологического процесса производства стекломассы. Существующий уровень автоматизации и целесообразность принятого решения. Структура системы управления технологическим процессом. Функциональная схема автоматизации стекловаренной печи.
курсовая работа [319,2 K], добавлен 22.01.2015Описание технологического процесса и характеристика оборудования механизмов передвижения. Выбор электродвигателя и элементной базы сталевоза. Последовательность работы механизма и разработка алгоритма работы автоматизации технологического процесса.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 07.04.2014Описание установки как объекта автоматизации, варианты совершенствования технологического процесса. Расчет и выбор элементов комплекса технических средств. Расчет системы автоматического управления. Разработка прикладного программного обеспечения.
дипломная работа [4,2 M], добавлен 24.11.2014Схема автоматизации процесса сушки. Индикация, регистрация и регулирование разрежения в смесительной камере. Электропривод, магнитный пускатель. Описание системы контроля и регулирования, индикация температуры барабана. Спецификация средств автоматизации.
курсовая работа [173,3 K], добавлен 15.08.2012Характеристика объекта автоматизации. Описание поточной линии для приготовления шоколадных масс. Анализ технологического процесса как объекта автоматизации и выбор контролируемых параметров. Выбор технических средств и описание схемы автоматизации.
курсовая работа [170,4 K], добавлен 09.05.2011
