9) Контур контроля давления в трубопроводе аргона (1,0-2,0 МПа) измеряется при помощи интеллектуального датчика давления Rosemount 3051 (поз. 9-1), с которого поступает на аналоговый вход модуля ввода В13 контроллера S7-400.

10) Контур контроля и регулирования массы сыпучих материалов и ферросплавов. Масса подаваемых ферросплавов изменяется в пределах 50-500 кг. Взвешивание сыпучих материалов происходит при помощи тензодатчиков Flintec SB14 (поз. 10-1). Так как сигнал с тензодатчика не является стандартным, то мы пропускаем его через тензопреобразователь Flintec LDU68 (поз. 10-2). С тензопреобразователя стандартный аналоговый сигнал поступает на вход контроллера В14, а на В15 подается аналоговый сигнал с задатчика БРУ-7 (поз. 10-3). С задатчика через контроллер сигнал подается на блок ручного управления БРУ-10 (поз. 10-4). В контроллере происходит выработка управляющего воздействия, поступающего через В05 на БРУ-10. С БРУ-10 сигнал поступает на частотный преобразователь Hyundai N100 (поз. 10-5). С частотного преобразователя сигнал попадает на электродвигатель вибропитателя.

11) Контур контроля и регулирования массы подаваемой металлической сечки. Масса подаваемых порошковых реагентов изменяется в пределах 0-2000 кг. Взвешивание происходит при помощи тензодатчиков Flintec SB14 (поз. 11-1). Сигнал пропускается через тензопреобразователь Flintec LDU68 (поз. 11-2). С тензопреобразователя стандартный аналоговый сигнал поступает на вход контроллера В16, а на В17 подается аналоговый сигнал с задатчика БРУ-7 (поз. 11-3). В контроллере происходит выработка управляющего воздействия, поступающего через В06 на БРУ-10 (поз. 11-4). С БРУ-10 сигнал поступает начастотный преобразователь Hyundai N100 (поз. 11-5). С частотного преобразователя сигнал попадает на электродвигатель вибропитателя.

12) Контур контроля и регулирования вдуваемых порошковых реагентов. Масса подаваемых порошковых реагентов изменяется в пределах 30-2000 кг. Вдувание порошковых реагентов происходит при помощи аргонопровода, порошковых материалов взвешиваем при помощи тензодатчиков Flintec SB14 (поз. 12-1) . Сигнал с тензодатчика не является стандартным, поэтому мы пропускаем его через тензопреобразователь Flintec LDU68 (поз. 12-2). С тензопреобразователя стандартный аналоговый сигнал поступает на вход контроллера В18, а на В19 подается аналоговый сигнал с задатчика в БРУ-7 (поз. 12-3). В контроллере происходит выработка управляющего воздействия, поступающего через В07 на БРУ-10 (поз. 12-4). С БРУ-10 сигнал поступает на частотный преобразователь Hyundai N100 (поз. 12-5). С частотного преобразователя сигнал попадает на электродвигатель вибропитателя.

4.2.3 Функциональной схемы автоматизациии выбор технических средств автоматизации МНЛЗ

Функциональная схема автоматизации прилагается к записке

(АТПиП.3н22л.Д07.4В)

Для нормального бесперебойного функционирования АСУ ТП предусмотрены следующие контуры оперативного контроля и управления:

1) Контур контроля температуры металла в стальковше;

2) Контур контроля уровня металла в стальковше;

3) Контур контроля и регулирования уровня металла в промковше;

4) Контур контроля температуры металла в промковше;

5) Контур контроля и регулирования уровня металла в кристаллизаторе;

6) Контур контроля усилия вытягивания слитка;

7) Контур контроля и регулирования теплового режима в кристаллизаторе;

8) Контур контроля температуры поверхности слитка;

9) Контур контроля и регулирования давления воды на вторичном охлаждении;

10) Контур контроля скорости вытягивания слитка;

11) Контур контроля и регулирования температуры воды на вторичном охлаждении;

12) Контур контроля и регулирования расхода графитовой смазки в кристаллизаторе;

13) Контур контроля и регулирования системы топливо воздух в МГР.

Рассмотрим данные контуры более подробно.

1) Контур контроля температуры металла в стальковше

Контроль температуры производится с помощью термопары разового погружения ВР-20, аналоговый сигнал с которой поступает на преобразователь Rosemount 644,где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

2) Контур контроля уровня металла в стальковше

Контроль уровня производится путем измерения массы стальковша тензометрическими датчиками Flintec SB14, аналоговый сигнал с которых поступает на тензопреобразователь Flintec LDU68, где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

3) Контур контроля и регулирования уровня металла в промковше

Контроль и регулирование уровня производится путем измерения массы промковша тензометрическими датчиками Flintec SB14, аналоговый сигнал с которых поступает на тензопреобразователь Flintec LDU68, где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В, который поступает на МЭО. Регулирование производится путем подачи определенного количества металла из стальковша в промковш.

4) Контур контроля температуры металла в промковше

Контроль температуры производится с помощью термопары разового погружения ВР-20, аналоговый сигнал с которой поступает на преобразователь Rosemount 644,где он преобразуется в унифицированный сигнал 4-20мА, который поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

5) Контур контроля и регулирования уровня металла в кристаллизаторе

Контроль и регулирование уровня производится с помощью датчика уровня металла ДУМ бортовой, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В, который поступает на МЭО. Регулирование производится путем добавления металла из промковша.

6) Контур контроля усилия вытягивания слитка

Усилие вытягивания слитка контролируется измерительным трансформатором тока Circutor TCM 420, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

7) Контур контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора

Данный контур состоит из двух термопреобразователей Метран 2700 для измерения температуры воды поступающей на вход в кристаллизатор и выходящей из него, а также датчика Rosemount 8800 для измерения расхода воды приходящей в кристаллизатор. Унифицированный сигнал 4-20мА от этих датчиков поступает на на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. С модуля аналогового вывода SM-432 аналоговый сигнал поступает на многоканальный вторичный прибор Метран 900. Также на контроллер поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В, который поступает на МЭО. Регулирование производится открытием клапана подачи воды в кристаллизатор.

8) Контур контроля температуры поверхности слитка

Контроль температуры производится с помощью пирометра ARDOCELL PS22 AF22 унифицированный сигнал 4-20мА на выходе которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

9) Контур контроля и регулирования давления воды на вторичное охлаждение

Контроль и регулирование давления производится с помощью датчика давления Yokogawa JGA530A, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В. Этот сигнал поступает на МЭО, которое управляет клапаном подачи воды.

10) Контур контроля скорости вытягивания слитка

Контроль скорости вытягивания слитка осуществляется с помощью лазерной системы измерения скорости LSV62000 унифицированный сигнал 4-20мА на выходе которой поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

11) Контур контроля температуры воды на вторичное охлаждение

Контроль температуры осуществляется с помощью термометра сопротивления Метран 2700 унифицированный сигнал 4-20мА на выходе которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400.

12) Контур контроля и регулирования расхода графитовой смазки в кристаллизаторе

Контроль и регулирование расхода графитовой смазки осуществляется с помощью датчика расхода Rosemount 8700, унифицированный сигнал 4-20мА с которого поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В. Этот сигнал поступает на МЭО, котоое управляет клапаном подачи смазки.

13) Контур контроля и регулирования системы топливо-воздух в машине газовой резки

Контроль и регулирование расхода расхода топлива и расхода воздуха осуществляется с помощью датчика расхода Rosemount 8800D, один из которых стоит в трубе по которой приходит воздух, а другой - топливо. Унифицированный сигнал 4-20мА с датчика поступает на вход вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-901 и затем на вход модуля аналогового ввода SM-431 контроллера Siemens S7-400. На другой вход контроллера поступает сигнал от задатчика БРУ-5. С выхода контроллера дискретный сигнал поступает на вход БРУ-10 и далее на пускатель ПБР-2М, который преобразует его в сигнал напряжения переменного тока 220В. Этот сигнал поступает на МЭО, которое управляет клапаном подачи топлива или воздуха соответственно.

4.3 Описание структуры комплекса технических средств АСУ ТПККЦ-АДСК-МНЛЗ

Для реализации данной АСУТП необходимо 4 ПЭВМ, которые имеют следующее назначение. На среднем уровне находится автоматизированное рабочее место - дистрибуторщика ККЦ, оператора АДСК и оператора МНЛЗ, который имеет возможность производить локальное регулирование определенных параметров процесса. На верхнем уровне находятся автоматизированное рабочее место ведущего инженера АСУТП, который осуществляет принятие решений по управлению непосредственно всем технологическим процессом и также имеет возможность выдачи заданий в локальные системы регулирования. На верхнем уровне расположен сервер баз данных 1 и дублирующий сервер баз данных 2, которые также реализованы на ПЭВМ.

Сигналы от датчиков, установленных непосредственно на конвертере поступают на пульт управления дистрибуторщика, на котором схематически указанны группы приборов, предназначенных для ручного задания параметров (БРУ-7) и управления процессом в ручном режиме (БРУ-10), так же установлены показывающие приборы (ИТМ-10). Параллельно с пульта управления сигнал идет на вход аналогового модуля SM 431 микроконтроллера S7-400.

Сигналы от датчиков, установленных на МНЛЗ поступают на пульт управления оператора, на котором схематически указаны группы приборов, предназначенных для ручного задания параметров (БРУ-5) и управления процессом в ручном режиме (БРУ-10), так же установлены показывающие приборы (Метран-900, Метран-901). Параллельно с пульта управления сигнал идет на вход аналогового модуля SM 431 микроконтроллера S7-400.

При помощи Ethernet модуля сигналы попадают на сервер БД, где осуществляется их архивирование и расчет математической модели, информация поступает на ЭВМ ведущего инженера АСУТП и на ЭВМ дистрибуторщика и оператора МНЛЗ и АДСК, где осуществляется визуализация технологического процесса.

4.4 Взаимосвязь функциональных задач АСУ ТП комплекса ККЦ-АДСК-МНЛЗ

Взаимосвязь функциональных задач прилагается к записке (АТПиП.3н22л.Д07.ВФЗ)

АСУ ТП комплекса ККЦ-АДСК-МНЛЗ печи представляют собой систему функциональных задач, в которую входят следующие подсистемы:

1. Подсистема нижнего уровня. Содержит 5 основных задач, необходимых для функционирования нижнего уровня АСУ. Включает в себя:1.1Опрос датчиков.1.2 Сигнализацию и блокировку параметров.1.3 Регулирование параметров.1.4 Фильтрацию, масштабирование и сглаживание сигналов.1.5 Обмен информацией с подсистемой верхнего уровня.

2. Информационная подсистема. Предназначена для связи с оператором, выдачи на устройства визуализации необходимой информации и передачи информации подсистеме баз данных.

2.1 Информационная подсистема ККЦ, включает в себя:2.1.1 Формирование информации о протекании ТП выплавки стали в кислородном конвертере

2.1.2 Визуализацию работы кислородного конвертера.2.1.3 Информационную модель процесса выплавки стали в кислородном конвертере.

2.1.4 Обмен информацией с подсистемой нижнего уровня

2.2 Информационная подсистема АДСК, включает в себя:

2.2.1 Формирование информации о протекании ТП доводки стали на АДСК.

2.2.2 Визуализацию работы АДСК

2.2.3 Информационную модель процесса доводки стали на АДСК

2.2.4 Обмен информацией с подсистемой нижнего уровня

2.3 Информационная подсистема МНЛЗ, включает себя:

2.3.1 Формирование информации о протекании ТП непрерывного литья

2.3.2 Визуализацию работы МНЛЗ.2.3.3 Информационную модель процесса непрерывного литья.2.3.4 Обмен информацией с подсистемой нижнего уровня.

3. Подсистема ведения базы данных. Необходима для занесения информации о работе агрегата в базу данных, так же включает в себя комплексы для обслуживания текущей и архивной баз данных. Включает в себя:

3.1 Прием информации в базу данных.

3.2 Хранение и обслуживание текущей базы данных.

3.3 Запись информации в текущую базу данных.

3.4 Обслуживание архивной базы данных.

3.5 Запись информации в архивную базу данных.

3.6 Выдача информации.

4. Научная подсистема. Предназначена для анализа и обработки информации, связанной с функционированием используемых моделей.

4.1 Научная подсистема ККЦ, включает в себя:4.1.1 Математическую модель управления дутьевым режимом в конвертерной плавке.4.1.2 Расчет параметров дутьевого режима.

4.1.3 Оптимизацию протекания дутьевого режима в ККЦ.

4.2 Научная подсистема АДСК, включает в себя:4.2.1 Математическую модель аргонной продувки на АДСК.4.2.2 Расчет параметров продувки аргоном.

4.2.3 Оптимизацию протекания процесса аргонной продувки стали на АДСК.

4.1 Научная подсистема МНЛЗ, включает в себя:4.1.1 Математическую модель затвердевания слитка в кристаллизаторе.4.1.2 Расчет параметров затвердевания слитка.

4.1.3 Оптимизацию протекания затвердевания слитка в кристаллизаторе.

5. Подсистема запуска/перезапуска

5.1 Организация запуска/ перезапуска систем.

6. Подсистема связи АСУТП цеха с АСУТП смежных узлов.

6.1 Связь с АСУТП ККЦ.

6.2 Связь с АСУТП АДСК.

6.3 Связь с АСУТП МНЛЗ.

7. Подсистема оценки качества показателей работы.

7.1 Подсистема оценки качества показателей работы ККЦ, включает в себя:

7.1.1 Расчет технико-экономических показателей работы ККЦ и АСУТП.

7.1.2 Оценка качества работы АСУТП и оборудования.

7.2 Подсистема оценки качества показателей работы АДСК, включает в себя:

7.2.1 Расчет технико-экономических показателей работы АДСК и АСУТП.

7.2.2 Оценка качества работы АСУТП и оборудования.

7.3 Подсистема оценки качества показателей работы МНЛЗ, включает в себя:

7.3.1 Расчет технико-экономических показателей работы МНЛЗ и АСУТП.

7.3.2 Оценка качества работы МНЛЗ и оборудования.

автоматизированный технологический литье заготовка



5. СПЕЦЧАСТЬ

5.1 Математическая модель затвердевания стали в кристаллизаторе

При выборе конструктивных параметров МНЛЗ и ее узлов необходимо знать закономерность роста толщины оболочки заготовки. Без знания толщины оболочки на любом участке машины и величины протяженности жидкой фазы в слитке в зависимости от, скорости разлива невозможно определить необходимую длину технологической линии МНЛЗ, допустимые расстояния между поддерживающими роликами в направляющем аппарате, усилия, действующие на эти ролики и многие другие параметры.

Теоретические методы определения толщины затвердевающей оболочки заготовки базируются на решении задачи Стефана.

В общем случае закономерность продвижения фронта кристаллизации может быть описана дифференциальным уравнением теплового баланса, по которому количество тепла, отводимого с поверхности заготовки, равно количеству тепла, выделяющегося в процессе затвердевания оболочки и за счет понижения ее температуры.

Но в результате того, что кристаллизация стали происходит в определенном интервале температур, в заготовке образуется двухфазная зона, которая со стороны жидкого металла ограничена изотермой ликвидуса, а со стороны поверхности заготовки - изотермой солидуса, что вносит соответствующие коррективы в определение толщины оболочки. Создание принудительного движения жидкой фазы, например посредством электромагнитного ее перемешивания, может повлиять на размеры двухфазной зоны и на процесс теплообмена.

При затвердевании заготовки тепловые процессы в общем случае описываются дифференциальным уравнением нестационарной теплопроводности



(5.1)

где -- плотность; с -- коэффициент теплоемкости; -- коэффициент теплопроводности; -- удельная теплота плавления; -- относительное количество твердой фазы в двухфазной зоне.

Решение уравнения (1) обычно осуществляют численными методами уже при упрощенных граничных условиях. Уточнение граничных условий формирования заготовки при постановке задачи лишь усугубляет математические сложности, не давая надежной гарантии в точности определения фронта затвердевания. Главная причина -- трудностиполноценного учете реального состояния двухфазной зоны и достоверной оценки дискретизации, устойчивости и сходимости численного решения.. Поэтому для инженерных расчетов при определении толщины оболочки вполне достаточно пользоваться известной зависимостью

(5.2)

где- расстояние от мениска металла в кристаллизаторе до рассматриваемого сечения.

Коэффициент затвердевания определяется совокупностью физических свойств расплава и затвердевшего слоя и может быть приближенно найден из решения задачи о затвердевании полуограниченного массива расплава.

,(5.3)

где - коэффициент теплопроводности твердой корки, Вт/(мК); - температура кристаллизации, равная

;

- температура поверхности затвердевшей корки металла;- плотность расплава, кг/;

Помимо интенсивности охлаждения и физических свойств металла на величину коэффициента оказывает влияние и профиль заготовки, хотя это непосредственно не следует из выражения (2) . Поэтому на практике чаще пользуются значениями этого коэффициента, полученными экспериментальным путем.

Для слябовых заготовок из углеродистых сталей средняя величина коэффициента затвердевания находится в пределах 0,003 - 0.0036 с (23-28 мм).

Толщина оболочки на выходе из кристаллизатора может быть также определена по количеству отводимого тепла в пределах кристаллизатора

(5.4)

где - тепловой поток в кристаллизаторе, Вт;- скрытая теплота затвердевания,Дж/кг; - периметр сечения заготовки, м; - скорость разливки, м/с.

Скрытая теплота затвердевания приближенно равна

(5.5)

где^_ средняя температура поверхности заготовки °С

Тепловой поток в кристаллизаторе определяется экспериментально по перепаду температуры воды охлаждения на входе и выходе из кристаллизатора и ее расходу



(5.6)

где - плотность воды, кг/м³; - расход воды на охлаждение кристаллизатора, м³/с; - теплоемкость воды, Дж/(кг К); - перепад температуры воды на входе в кристаллизатор и на выходе из него, °С (при однократном ее использовании обычно не превышает 4-6 °С). [22]

5.2 Программная реализация математической модели

Листинг программы представлен в ПРИЛОЖЕНИИ Б.

В данной программе рассчитывается толщина корки на выходе из кристаллизатора, исходя из формул 5.4,5.5 и 5.6.

Работа программы возможна в двух режимах: «Ручное» и «Автомат». Для переключения между режимами следует нажать на соответствующую кнопку. В ручном режиме возможно регулировать расход воды в кристаллизаторе, вводя новые значения для расхода. В «автомате» значения регулируются без участия человека.

Кнопка «Запустить» служит для старта процесса, а «Остановить» для его завершения

Также возможно изменять скорость вытягивания слитка в диапазонах от 0.1 до 1.1 м/мин

Программа содержит график текущего расхода воды, а также график изменения толщины слитка от времени.

Пример работы программы представлен в ПРИЛОЖЕНИЕ В.

5.3 Разработка и описание принципиальной электрической схемы контура контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора

Принципиальная электрическая схема прилагается к записке (АТПиП.3н22л.Д07.4Д)

Для принципиальной электрической схемы выбран контур контроля и регулирования теплового режима кристаллизатора.

На схеме представлены следующие приборы: ТСП Метран С2700(2 штуки), Rosemount 8800DF, Метран900, контроллер Siemens S7-400 с блоком аналогового ввода SM-431, аналогового вывода SM-432, дискретного вывода SM-422, БРУ-10, БРУ-5, ПБР2М-2, МЭО, блоки питания на 24В.

Температура воды поступающая на вход кристаллизатор и выходящей из него измеряется термопреобразователями Метран 2700 (диапазон измерения: -40...1000°С) На клеммы 1 и 2 данных датчиков поступает сигнал 24 В, а с клемм 3 и 4 унифицированный токовый сигнал поступает на клеммы 1,2 и 3,4 блока аналогово ввода SM-431.

Расход воды на вход в кристаллизатор измеряется датчиком расхода Rosemount 8800DF. На клеммы 1 и 2 данного датчика поступает сигнал 24 В, а с клемм 3 и 4 унифицированный токовый сигнал поступает на клеммы 5,6 блока аналогово ввода SM-431.

С задатчика БРУ-5 аналоговый сигнал с клемм 19,20,21 поступает на клеммы 9,10,11 блока аналогового ввода SM-431. Питается задатчик от сети 220 В(клеммы 1,2).

Блок аналогового ввода SM-431, аналогового вывода SM-432, дискретного вывода SM-422, питаются с блока питания 24В.(клеммы 10,11 для SM-432; клеммы 1,2 для SM-431; клеммы 4,5 для SM-422).

С блока аналогового вывода SM-432 сигнал поступает с клемм 5,6 на клемму 1,2 заглушки Х1 вторичного показывающего и регистрирующего прибора Метран-900, с клемм 7,8 на клеммы 1,2 заглушки Х2, а с клемм 9,10 на клеммы 1,2 заглушки Х3. Клеммы 1,2 заглушки Х0 Метрана-90бора от сети 220В.

Аналоговый сигнал с выхода блока SM-432 (клемма 3) поступает на вход БРУ-10 (24), а с клеммы 4 сигнал поступает на клемму 16 (вход - 4-20ма) МЭО. Таким образов SM-432 соединен с БРУ и МЭО по токовой петле. Клемма 22 БРУ соединена с клеммой 18(+4-20мА) МЭО. С клеммы 1 блока SM-432 сингал поступает на вход Ср. в ПБР-2М2 (клемма 8)

При подачи сигнала «Больше» или «Меньше» сигнал из SM-422, (клеммы 2,3) поступает на БРУ-10 (клеммы 14,16). Сигнал поступает из БРУ-10 (клемма 22) на клемму 21 в МЭО (Кв.вх.Б.), если был подан сигнал «Больше»; либо с клеммы 19 (БРУ-10) на клемму 19 в МЭО если был подан сигнал «Меньше»

С исполнительного механизма (клеммы 20,24) сигнал поступает на пускатель ПБР- 2М2 (клемма 7- вход «Меньше», клемма 9 - вход «Больше») С выхода пускателя(клеммы 3, 5) подается напряжение на клеммы 2,3 двигателя МЭО, который поворачивает регулирующий орган.

Индикация осуществяется в БРУ-10 путем подачи сигнала с клемм 17,18, на исполнительный механизм (клеммы 23,19 соответственно).

Питание ПБР-2М и БРУ-10 производится от сети 220В.



6. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

6.1 Организация производства

6.1.1 Организация работ по текущей эксплуатации приборов и средств автоматизации

Для обслуживания средств и систем автоматизации в отдельных крупных цехах, оснащенных системами автоматизации с применением управляющих вычислительных машин, могут быть организованы цеховые службы АСУ ТП производства (например, сталеплавильного, прокатного и т.п.), в состав которых входят участи КИПиА.

Цех КИПиА осуществляет следующие функции:

1) техническое обслуживание (ТО) и ремонт (Р) рабочих средств измерений (СИ), средств и систем автоматизации (СА);

2) обеспечение ведомственного метрологического надзора за состоянием применяемой на предприятии измерительной техники (по закрепленным видам измерений);

3) разработку и внедрение новых СИ СА агрегатов и цехов (на предприятиях, где организована самостоятельная ЦЛАМ, эти работы выполняются ею);

4) участие в разборе причин брака и аварий на технологических агрегатах, связанных с работой СИ и СА;

5) совершенствование методов ремонта и обслуживания СИ и СА;

6) ведение технологической документации и анализ отказов защит для повышения качества работы СА;

7) внедрение новых методов контроля, совершенствование схем защит и автоматизации;

8) контроль за проектированием и монтажом СА и приемка из монтажа этих устройств на вновь пускаемом оборудовании;

9) участие в обеспечении аппаратурой испытаний, проводимых на предприятии; и т.д.

Эксплуатация СИ, СА и систем автоматизации заключается в их использовании по назначению, в своевременном, достаточном и качественном проведении ТО и ППР, осуществлении за ними должного технического и метрологического контроля.

Техническое обслуживание СИ, СА и систем автоматизации в производственных цехах предприятия выполняется в три смены персоналом эксплуатационных участков.

ТО - это комплекс операций по поддержанию работоспособности или исправности изделия при использовании по назначению, хранении и транспортировании.

Все СИ и СА, находящиеся в эксплуатации должны быть закреплены за бригадами или отдельными лицами, которые несут ответственность за их техническое состояние. Дежурный персонал эксплуатационных участков также отвечает в течение смены за работоспособность всех СИ и СА на участке независимо от их закрепления.

Основные работы по ТО (регламентированное и сезонное ТО, большая часть восстановительных работ, демонтажи подготовка СИ и СА к ремонту и периодическим поверкам) выполняет персонал эксплуатационных участков, как правило, в дневную смену.

Дежурный персонал вечерней и ночной смен осуществляет контроль за техническим состоянием СИ, СА и систем автоматизации, а также при необходимости восстановительные работы и замену использованных материалов.

Расчет годового фонда времени

(6.1.1)

дня,



где ВД - выходные дни;

КВ - календарное время, (КВ=365 дней).

Номинальное время считают по формуле:

(6.1.2)

дня.

Праздничные дни при 4-хбригадном графике отсутствуют ПД=0 дней. Длительность отпуска принимаем 36 дней О=36 дней.

Невыходы по причине болезни принимаем 3.5% от номинального времени:

,(6.1.3)

Б=182,5·0.035 = 7 дней

Невыходы в связи с выполнением общественных и государственных обязанностей принимают 1% от номинального времени:

,(6.1.4)

дня.

Действительный годовой фонд времени работников определяется по формуле:

, (6.1.5)

дней.

Коэффициент списочности определяется по формуле:



,(6.1.6)

Для прерывного графика работы номинальное время считается по формуле:

,(6.1.7)

дней,

где ВД - выходные дни, (ВД=105 дней);

ПД - праздничные дни, (ПД=8 дней);

КВ - календарное время, (КВ=365 дней).

Длительность отпуска принимаем 30 дней О=30 дней. Невыходы по причине болезни принимаем 3.5% от номинального времени:

,(6.1.8)

Б=252·0.035 = 9 дней.

Невыходы в связи с выполнением общественных и государственных обязанностей принимают 0.7% от номинального времени:

,(6.1.9)

дня.

Действительный годовой фонд времени работников определяется по формуле:

,(6.1.10)

дней.

Коэффициент списочности определяется по формуле:

,(6.1.11)

.

Плановый баланс использования рабочего времени за год для дежурных работников по эксплуатации приборов, работающих по непрерывному четырехбригадному графику работы, и работников по текущему ремонту, работающих по пятидневной рабочей неделе, приведен в таблице 1.1

Таблица 6.1.1

Плановый баланс использования рабочего времени

Показатели	Непрерывный график	Прерывный график
Календарное время, дни	365	365
Дни отдыха по графику	182,5	105
Праздничные дни	--	8
Номинальное время	182,5	252
Отпуск, дни	36	30
Болезнь, дни	7	9
Выполнение гос. и общ. обязанностей	2	3
Фактическое время к отработке(дни)	137,5	210
Фактическое время к отработке (часы)	1100	1680
Коэффициент сменности	1.33	1.2

6.1.2 Определение штата, обслуживающих предлагаемую систему контроля и автоматического регулирования

Численность работников определяется в зависимости от объема и сложности работ, то есть от количества и качества установленных приборов, их размещения на участке, конструкции, типа приборов и средств автоматизации по укрупненным нормативам времени на работы по текущему обслуживанию.

Таблица 6.1.2

Затраты времени на обслуживание существующей системы контроля

Наименование прибора	Количествошт	Трудоемкость одного прибора, у.е.	Общий коэф. трудоемкости, у.е.
1	2	3	4
Датчик давления YOKOGAWAJGA530A 0-2МПа	120	0,45	54
Датчик температуры Thermocont TBJ 521-2	30	0,2	6
Датчик расхода воды YOKOGAWA AXF 080G	8	0,4	3,2
Датчик расхода воды YOKOGAWA AXF 200G	8	0,4	3,2
Микроконтроллер Siemens S7 300	2	1	2
ПК	2	1	2
Вторичный прибор Метран-901	13	0,8	10,4
Блок ручного управления БРУ-10	6	0,8	4,8
Исполнительный механизм МЭО	6	0,48	1,92
Задатчик БРУ-5	6	0,8	3,2
Термопара ТХК	2	1	2
Тензодатчики	4	0,6	2,4
Итого	207	10,48	145,1

Таблица 6.1.3

Затраты времени на обслуживание для внедряемой системы контроля

Наименование прибора	Количество, шт	Трудоемкость одного прибора, у.е.	Общий коэф. трудоемкости, у.е.
1	2	3	4
Датчик давления YOKOGAWAJGA530A 0-2МПа	120	0,45	54
Датчик температуры Метран 2700	30	0,15	4,5
Датчик расхода воды Rosemount 8800D	16	0,4	6,4
Микроконтроллер Siemens S7 400	1	1	1
ПК	2	1	2
Вторичный прибор Метран-901	13	0,8	10,4
Блок ручного управления БРУ-10	4	0,8	3,2
Исполнительный механизм МЭО	4	0,48	1,92
Задатчик БРУ-5	4	0,8	3,2
Термопара ТХК	2	1	2
Тензодатчики	4	0,6	2,4
Итого	206	10,46	142,2

Общую трудоемкость необходимо умножить на коэффициент 1,15, включающий выполнение неучтенных работ:

Т=142,2·1,15=163,53

Определяем необходимое количество персонала по формуле:

П_д=Т·Н_об·К_сп·Н_см,(6.1.12)

где П_д - количество рабочих всего (чел.)

_Т - суммарная трудоёмкость обслуживания приборов с учётом неучтенных работ (у.е.)

Н_об - норматив обслуживания на одну прибороединицу, чел, Н_об=0.041 чел

К_сп- коэффициент списочности

Н_см - количество смен, Н_см=4.

П_д=163,53*0.041*1.33*4=36 (чел.)

Необходимое количество персонала за одну смену - 8 человек.

6.2 Экономика производства

6.2.1 Расчет капитальных затрат

Цены на контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации определяются по прейскурантам. Первоначальная (балансовая) стоимость приборов может быть рассчитана по формуле 2.1:

К_перв = Ц_опт+З_тр+З_м,(6.2.1)

где Ц_опт - оптовая цена, грн;

З_тр - транспортные расходы, грн;

З_м - затраты на монтаж, грн.

При определении капитальных затрат необходимо учитывать затраты на резервные контрольно-измерительные приборы и регуляторы. Их стоимость составляет 3-5% от стоимости установленных на технологических агрегатах приборов.

Таблица 6.2.1

Расчет капитальных затрат

Наименование приборов	Кол-во	Оптовая цена, грн	Монтаж 7%, грн	Трансп. расходы всего 8%, грн	Итого, грн
		За ед.	Всего	Ед.	Всего
YOKOGAWA JGA530A 0-2МПа	120	4000	480000	280	33600	38400	552000
Метран 2700	30	3200	96000	224	6720	7680	110400
Rosemount 8800D	16	4000	64000	560	4480	5120	73600
Контроллер	1	41000	41000	2870	2870	3280	47150
ПК	2	4000	8000	280	560	640	9200
Метран-901	13	2700	35100	189	2457	2808	40365
БРУ-10	8	2500	20000	175	1400	1600	23000
МЭО	6	4000	24000	280	1680	1920	27600
БРУ-5	6	3470	20820	242,9	1457,4	1665,6	23877
Термопара ТХК	2	7600	15200	532	1064	1216	17480
Тензодатчики	4	12200	48800	854	3416	3904	56120
Итого:	208	92870	19316960	6500,9	59816,4	68361,6	982632

Итого капитальные затраты равны 982632грн.

Стоимость резервных приборов равна 4% от общей суммы капитальных затрат и равна 39300грн

При реконструкции систем контроля и автоматического регулирования происходит замена действующих приборов новыми, более совершенными. В этом случае капитальные затраты на реконструкцию определяются по формуле 2.2:

К_рек = К_доп+К_ост(6.2.2)

где К_доп - капитальные затраты на дополнительно устанавливаемые приборы, грн;

К_ост - остаточная стоимость заменяемых приборов, грн.;

К_ост = К_неам + З_дем + К_ликв(6.2.3)

где К_неам - неамортизированная часть по заменяемым приборам, грн.;

З_дем - затраты на демонтаж приборов (1-1,5% от первоначальной стоимости приборов), грн;

К_ликв - ликвидационная стоимость демонтируемых приборов 5% (сумма, которая может быть получена от реализации демонтируемых приборов как металлолома), грн.

К_неам = К_перв,(6.2.4)

где К_перв - первоначальная стоимость демонтируемых приборов, грн.;

Н_а - норма амортизации, 24%;

Т_ф - фактический срок службы демонтируемых приборов.



Таблица 6.2.2

Расчётные значения стоимости демонтируемых приборов

Наименование	Кол-во, шт.	Кперв, грн.	ВСЕГО Кперв, грн.	Кнеам (25%), грн	Здем	Кликв
					(1%), грн	(5%), грн
Thermocont TBJ 521-2	30	2000	60000	15000	600	3000
YOKOGAWA AXF 080G	8	2500	20000	5000	200	1000
Siemens S7 300	2	30000	60000	15000	600	3000
Итого	40	34500	140000	35000	1400	7000

К_ост = 35000+ 1400 + 7000 = 43400 грн.

К_рек = 231150 + 43400= 261127 грн.

6.2.2 Затраты на текущий ремонт КИП и автоматики

Затраты на материалы и запасные части принимаем в размере 6% от суммы, капитальных вложений в систему автоматизации. Затраты на ремонт УВК принимаем в размере 10-12% от суммы капитальных вложений в систему автоматизации.

Затраты на текущий ремонт внедряемой системы

,(6.2.5)

где К_рек. - капитальные вложения в систему автоматизации, грн;

З_тек.р = 0,05•261127 + 0,1•2000 = 13256 грн.

6.2.3 Расчет фонда заработной платы

В основу расчета заработной платы принимаются тарифные сетки, часовые тарифные ставки, годовые фонды времени рабочих, количество рабочих, обязательные положения о доплатах и гарантиях предусмотренные трудовым законодательством.

Для оплаты труда рабочих участка КИПиА применяется шестиразрядная сетка. Оплата труда работников производится по повременно - премиальной системе. При данной системе оплаты труда рабочие премируются за своевременное и качественное выполнение работы, при отсутствии простоев и аварий оборудования по вине рабочего и при условии выполнения месячного плана, обслуживаемым участком.

Расчет зарплаты производится отдельно для каждой группы рабочих по средневзвешенной часовой тарифной ставке (h_ср):

h_ср = h_iЧ_i /Ч_i,(6.2.6)

где h_i - тарифная ставка рабочего i-го разряда, грн/ч;

Ч_i - численность рабочих i-го разряда, чел.

Расчет зарплаты для работника КИПиА с тарифной ставкой 15 грн/час (количество 8 человека)

Рассчитываем основные элементы зарплаты рабочих.

Зарплата по тарифу (З_т) определяется по формуле:

Ч, грн,(6.2.7)

где Ф_д - действительный фонд времени рабочего, час;

Ч - списочный штат рабочих, чел.

=196800 грн

Премия (З_п) производится в размере 35%.

,(6.2.8)

=68880 грн.

Доплата за переработку графику производится по формуле

,(6.2.9)

,(6.2.10)



где С - процент переработки графика, С=2.5%

КВ - календарное время, КВ=365

547 грн.

грн.

Доплата за работу в праздничные дни производят по формуле

(6.2.11)

грн.

Доплата отпусков определяется по формуле:

,(6.2.12)

где З - сумма всех вышеперечисленных элементов основной зарплаты, грн.;

О - длительность отпуска, дней;

ФВ - фонд времени, дней;

грн.

Доплата за выполнение государственных и общественных обязанностей определяется по формуле:

,(6.2.13)



где З - сумма всех вышеперечисленных элементов основной зарплаты, грн.;

ФВ - фонд времени, дней;

Г - длительность выполнения государственных и общественных обязанностей, дней.

грн.

Таблица 6.2.3

Годовой фонд заработной платы

Вид оплаты	Вспомогательные рабочие
Оплата по тарифу	196800
Премия
За переработку	1092
За работу в праздничные дни	7520
Отпуск	47020
За выполнение государственных обязанностей	10500
Итого годовой фонд з\п	331812
Среднемесячная з\п на штат	27650
Среднемесячная з\п на человека	3455

6.2.4 Расчет отчислений на социальные нужды

Расчет отчислений отчисления в пенсионный фонд на государственное и социальное страхование осуществляется следующим образом:

(6.2.14)

где Носм - норматив отчислений на социальные мероприятия (37,5% от ФОТ),%.

= 331812*0,375=124429грн

Отчисления из заработной платы осуществляются на основании единого социального взноса в пенсионный фонд, а уже в рамках ПФ идет перераспределение данных денежных средств между ПФ, фондом соцстраха и фондом по безработице.

6.2.5 Прочие цеховые расходы

В прочие цеховые расходы включаются расходы на рационализацию, изобретательство, охрану труда, технику безопасности, спецпитание, спецодежду, и др. Величину этих расходов принимаем 10% от суммы з/п персонала:

З_пр. = 0,1* З_год(6.2.15)

З_пр. = 0,1*331812= 33181 грн.

6.2.6 Расчет амортизационных отчислений

С применением нового налогового законодательства в 2011 г. размер амортизационных отчислений определяется с помощью прямолинейного метода расчета амортизации, согласно которого годовая сумма амортизации определяется путем деления стоимости, которая амортизируется, на срок полезного использования объекта основных средств:

(6.2.16)

где Кб - балансовая стоимость прибора, тыс. грн.;

t - срок полезного использования прибора, лет.

Поскольку отдельные приборы имеют различные сроки полезного использования, годовые амортизационные отчисления определяются по формуле (2.15) по каждому прибору отдельно, а затем суммируются. Расчет амортизационных отчислений представлен в таблице 2.4.

Таблица 6.2.4

Расчет амортизационных отчислений

Наименование приборов	Кол-во	Балансовая стоимость, грн	Срок полезного использования, лет	Годовая сумма амортизационных отчислений, грн.
1	2	3	4	5
YOKOGAWA JGA530A 0-2МПа	120	4000	2	240000
Метран 2700	30	3200	1	96000
Rosemount 8800D	16	4000	1	64000
Контроллер	1	41000	20	2050
ПК	2	4000	3	2666
Метран-901	13	2700	4	8775
БРУ-10	8	2500	4	5000
МЭО	6	4000	2	12000
БРУ-5	6	3470	3	6940
Термопара ТХК	2	7600	0,01	152000
Тензодатчики	4	12200	1	48800
Итого:				589431

6.2.7 Расчет энергетических затрат

Затраты на электроэнергию, потребляемую приборами в процессе эксплуатации в течение года определяются исходя из мощности приборов, действительного годового фонда времени работы оборудования и стоимости 1 квт-ч электроэнергии.

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

З_эл = N * T * K * Ц_эл,(6.2.17)

где N - установленная мощность данной группы приборов, кВт;

T - действительный годовой фонд времени работы оборудования, час;

К - коэффициент, учитывающий использование годового действительного фонда времени, К=0,75;

Ц_эл - тариф на электроэнергию, Ц_эл = 0,9 грн.

Таблица 6.2.6

Мощность средств КИП и А существующей системы

Наименование прибора	Кол-во, шт	Мощность одного прибора, Вт	Общая мощность приборов, Вт
YOKOGAWA JGA530A 0-2МПа	120	10	1200
Thermocont TBJ 521-2	30	10	300
YOKOGAWA AXF 080G	8	14	112
YOKOGAWA AXF 200G	8	14	112
Siemens S7 300	2	150	300
ПК	2	300	600
Метран-901	13	200	2600
БРУ-10	4	200	800
МЭО	4	2000	8000
Задатчик БРУ-5	4	200	800
Термопара ТХК	2	5	10
Тензодатчики	4	24	96
Итого:	201	3127	14930

Таблица 6.2.7

Мощность средств КИП и А внедряемой системы

Наименование прибора	Кол-во, шт	Мощность одного прибора, Вт	Общая мощность приборов, Вт
YOKOGAWA JGA530A 0-2МПа	120	10	1200
Метран 2700	30	8	240
Rosemount 8800D	16	12	192
Контроллер	1	200	200
ПК	2	300	600
Метран-901	13	200	2600
БРУ-10	4	200	800
МЭО	4	2000	8000
БРУ-5	4	200	800
Термопара ТХК	2	5	10
Тензодатчики	4	24	96
Итого:	200	3159	14738

Для старой системы затраты были:

З_эл = 14,910*365*24*0,75*0,9 = 88162 грн/год

Для вводимой:

З_эл = 14,738*365*24*0,75*0,9 =87144 грн/год

Вводимая система позволяет экономить 507грн/год.

В результате всех выполненных расчетов определим сумму дополнительных эксплуатационных расходов, связанных с внедрением системы контроля и автоматического регулирования:

,(2.18)

где З_тр - затраты на текущий ремонт, грн;

З_а - затраты амортизационных отчислений, грн;

З_ц - прочие цеховые расходы;

З_эл - расходы на электроэнергию, грн;

З_авт = 13256 +589431+33181+87144 =723012 грн.

6.3 Экономическая эффективность предлагаемой системы

Оценка экономической эффективности проектируемой системы основывается на сопоставлении экономического эффекта, создаваемого внедряемой системой, и затратами на осуществление проекта.

Экономия в результате реконструкции определяется сопоставлением норм расхода на единицу продукции до и после внедрения и рассчитывается на годовой объем производства. В связи с уменьшением количества некачественных листов, из-за внедрения новой системы рассчитаем годовой объём экономии



М = (Н_р1*Ц_м - Н_р2*Ц_м) * В₂,(6.3.1)

где М - годовая экономия;

Н_р1 и Н_р2- норма некачественных листов в год

Ц_м- цена металла, Ц_м = 1000грн.;

В₂- годовой объём производства после внедрения, В₂ =1400000 т

М = (0,0009) *1000*1400000 = 1260000 грн.

суммарный экономический эффект от внедрения системы автоматизации за вычетом затрат:

Э_а=М - З_авт,(6.3.2)

Э_а = 1260000- 723012 = 536988 грн.

Снижение себестоимости на единицу продукции равно:

?(6.3.3)

?С = 723012/1400000 = 0,38грн./т

Себестоимость единицы продукции после осуществления автоматизации определяется по формуле:

С₂=С₁- ?С,(6.3.4)

где С₁ и С₂ - себестоимость единицы продукции до и после автоматизации, грн (С₁=1000 грн.)

С₂= 1000 - 0,38 = 999,6грн.

По данным расчета себестоимости продукции после внедрения определяем годовой экономический эффект:

Э_год=Э_а - Е_н * К_доп,(6.3.5)

где Е_н - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности (Е_н=0,33).

Э_год = 536988 - 0,33*231150 = 460708грн.

Целесообразность внедрения системы автоматизации определяем по расчетам показателей срока окупаемости и коэффициента эффективности.

Срок окупаемости внедряемой системы определяем по формуле:

(6.3.6)

Т_р= 231150 /536988 = 0,43 года ? 160дней

Коэффициент эффективности определяем по формуле

(6.3.7)

Е_р= 536988 /231150 = 2,3

6.4. Технико-экономические показатели

Таблица 6.4.1

Технико-экономические показатели проекта

Показатели	Единицы измерения	До внедрения	После внедрения
Объём производства	т/год	1400000	1400000
Себестоимость	грн/т	1000	999,6
Капитальные вложения в систему автоматизации	грн	-	231150
Годовая экономия	грн	-	1260000
Годовой экономический эффект	грн	-	460708
Срок окупаемости	год	-	0,43
Коэффициент эффективности капитальных вложений	-	-	2,3



7. ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТИ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

7.1 Охрана труда

7.1.1 Анализ условий труда на конвертерном участке кислородно-конвертерного цеха комбината «Азовсталь»

Металлургическая отрасль характеризуется высокой степенью риска возникновения чрезвычайных ситуаций и несчастных случаев. Это связано с тем что, условия труда на рабочих местах складываются под воздействием большого числа факторов, различных по своей природе, формам проявления, характеру воздействия на человека. Что в свою очередь связано с большим количеством движущихся частей, машин, механизмов и другого оборудования, шумом, вибрацией, тепловым излучением, высокими температурами, запыленностью, загазованностью и т.п.

Рассмотрим опасные и вредные факторы которым могут подвергаться персонал цеха и способы снижения их влияния.(Таблица Х.1.1)

Таблица 7.1

Опасные и вредные факторы в цеху

Наименование фактора	Количественная оценка	ГОСТ	Нормирование	Примечание
1	2	3	4	5
Повышенная запыленность, мг/м3 - производственная пыль	6,2 мг/м3	ГОСТ 12.1.007-76	5 мг/м3	Не соответствует нормируемой оценке.
Шум, дБа	75 дБа	ГОСТ 12.1.003-83	80 дБа	Соответствует нормируемой оценке.
Повышенная температура воздуха в рабочей зоне, 0С	360С	ГОСТ 12.1.007-76	23-250С	Не соответствует нормируемой оценке.
Выделение вредных веществ - МnO2 - Fe2O3 - кальция оксид	0,08 мг/м3 2,0 мг/м3 1,2 мг/м3	ГОСТ 12.1.005-88	1 мг/ м3	Не соответствует нормируемой оценке.
Повышенный уровень вибрации, дБ	95 дБ	ГОСТ 12.1.012-2004	115 дБ	Соответствует нормируемой оценке.
Загазованность, мг/м3 - выделение СО	14 мг/ м3	ГОСТ 12.1.007-76	20 мг/ м3	Соответствует нормируемой оценке.
Повышенный уровень инфракрасного излучений, Вт/м2	125 Вт/м2	ГОСТ 12.01.005-88	100 Вт/м2	Не соответствует нормируемой оценке.
Опасные факторы:
-пожар	В местах где есть источники открытого огня и источники повышенного теплового излучения	Редко
- взрыв	В местах скопления горючих смесей	Редко
- механические травмы	В местах перемещения грузов, при работе на высоте, в местах с наличием движущихся частей механизмов	Часто
- поражение электрическим током	Электрические щитовые, электрооборудование	Редко

На основании вышепредставленных данных делаем вывод, что на участке МНЛЗ вредные факторы (повышенная запыленность, повышенная температура воздуха, повышенный уровень инфракрасного излучения, выделение вредных веществ) не соответствуют нормативным требованиям. Опасные факторы такие как: пожары взрывы, поражение электрическим током случаются редко, а механические травмы на производстве случаются часто.

7.1.2 Расчет воздухообмена в помещении. Расчет количества воздуха, необходимого для удаления избытков вредных газов и паров

В основных цехах металлургических, теплоэнергетических и других предприятий характерными являются выделения в окружающую среду углекислого газа (СО₂), окиси углерода (СО), серного (SО₃) и сернистою (SО₂) ангидрида. В меньшей степени это присуще сварочному и машиностроительному производствам.

Основным источником вредных газов и паров является человек. Следовательно расчет количества воздуха, необходимо для разбавления вредных газов и паров до предельно допустимых концентраций, м³/с, выполняется по формуле:

(7.2.1)

где L_уд - удельное количество воздуха;

n - количество людей;

q_со - допустимая концентрация СО в воздухе, 0,02 г/м³

(м³/с) (7.2.2)

7.1.2.1 Расчет сумммарного количества тепла, выделяющегося в производственном помещении

Суммарное количество избыточного тепла, выделяющегося в производственном помещении можно рассчитать по формуле:

(7.2.3)

Q_изб - суммарное количество избыточного теплоотдачи, выделяющейся в производственном помещении, кДж/с.

Q_і - тепловыделение от работающих людей;

Тепловыделения в окружающую среду от нагрева корпуса и основания электромеханического оборудования, кДж/с:

(7.2.4)

где N_i - мощность i-го электроприбора, работающего в помещении, кВт;

_i - КПД i-го электроприбора;

к_1і - коэффициент загрузки (принимается в интервале 0,5 - 08,)

к_2і - коэффициент одновременной работы оборудования (0,5 - 1,0)

В помещении АСУТП находятся пять компьютеров мощностью по 200 Вт и с КПД 0,8:

Количество тепла, вносимого солнечной радиацией, кДж/с

Q = Q'+ Q''(7.2.5)

Где Q' - количество тепла, вносимого солнечной радиацией через остекленные поверхности, кВт;

Q'' - количество тепла, вносимого солнечной радиацией через покрытия, кВт.

Q'= q_ост F_ост(7.2.6)

гдеб - коэффициент, зависящий от характеристики остекления (прозрачности стекол, чистоты и т.д.). Для рамных проемов и фонарей принимается равным 1,15;

q_ост - количество тепла, передаваемого через 1 мІ остекления, кВт/мІ. Для окон с двойным остеклением и металлическими рамками, а также для фонарей с двойным вертикальным остеклением и металлическими переплетами для широт 45-55є с.ш.