Автоматизация картоноделательной машины К-27 установленной на ОАО "Санкт-Петербургского картонно-полиграфического комбината" г. Коммунар

SIMATIC S7-300.

Области применения

S7-300 находит применение для :

- автоматизации машин специального назначения

- текстильных и упаковочных машин

- машиностроительного оборудования

- оборудования для производства технических средств управления и электротехнического оборудования

- в системах автоматизации судовых установок и систем водоснабжения и т .д .

Конструктивные особенности

Программируемые контроллеры S7-300 мо гут включать в свой состав :

*Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемых задач в программируемом контроллере могут использоваться различные типы центральных процессоров .

*Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов , в том числе и модули Ex-исполнения .

*Коммуникационные процессоры (CP) для организации обмена данными через Industrial Ethernet, PROFIBUS, AS-Interface и PtP интерфейс .

*Функциональные модули (FM) - интеллектуальные модули для решения задач скоростного счета , позиционирования , автоматического регулирования и других .

*Интерфейсные модули (IM) для подключения стоек расширения к базовому блоку контроллера .

*Блоки питания (PS) для питания контроллера от сети переменного или постоянного тока .

Конструкция контроллера отличается высокой гибкостью и удобством обслуживания :

*Все модули устанавливаются на профильную шину DIN и фиксируются в рабочих положениях винтами . Объединение модулей в единую систему выполняется с помощью шинных соединителей (входят в комплект поставки каждого модуля ), устанавливаемых на тыльную часть корпуса .

*Произвольный порядок размещения модулей в монтажных стойках . Фиксированные посадочные места должны занимать только блоки питания , центральные процессоры и интерфейсные модули .

*Наличие съемных фронтальных соединителей (заказываются отдельно), позволяющих производить быструю замену модулей без де монтажа их внешних цепей и упрощающих выполнение операций подключения внешних цепей модулей . Механическое кодирование фронтальных соединителей

исключает возможность возникновения ошибок при замене модулей .

*Применение модульных и гибких соединителей TOP Connect, существенно упрощающих выполнение монтажных работ и снижающих время их выполнения.

Центральные процессоры

Центральные процессоры S7-300 представлены линейкой новых моделей CPU 312/ CPU 314/ CPU 315-2DP/ CPU 317-2DP, а также центральными процессорами семейства S7-300C (Compact). Все

новые CPU отличаются увеличенными объемами рабочей памяти и повышенным быстродействием , работают без буферной батареи , используют в качестве загружаемой памяти микро карту памяти MMC (3 В NFlash) емкостью до 8 Мбайт , способны поддерживать большое количество активных

коммуникационных соединений. Кроме того, MMC используется для сохранения данных при перебоях в питании CPU, хранения архива проекта включая символьную таблицу и комментарии, а также для архивирования промежуточных данных .

Отличительной чертой CPU S7-300C является наличие встроенных входов и выходов , а также набора встроенных в операционную систему технологических функций . Количество и вид встроенных входов и выходов зависит от типа конкретного центрального процессора . Все встроенные дискретные входы универсальны . Они могут использоваться для ввода входных дискретных сигналов или для выполнения встроенных функций. Часть дискретных выходов может работать в импульсном режиме. Набор встроенных функций также зависит от типа конкретного CPU. В наиболее мощных CPU обеспечивается возможность использования всех дискретных входов в качестве входов аппаратных прерываний, поддерживаются функции скоростного счета, измерения частоты или длительности периода, ПИД - регулирования, позиционирования по одной оси, перевода части дискретных выходов в импульсный режим.

Указанные особенности позволяют использовать CPU S7-300C в виде готовых блоков управления. При необходимости система ввода -вывода CPU S7-300C может расширяться любыми

модулями программируемого контроллера S7-300.

Система команд центральных процессоров включает в свой состав более 350 инструкций и позволяет выполнять:

*Логические операции, операции сдвига, вращения, дополнения, операции сравнения, преобразования типов данных, операции с таймерами и счетчиками .

*Арифметические операции с фиксированной и плавающей точкой, извлечение квадратного корня, логарифмические операции, тригонометрические функции, операции со скобками .

*Операции загрузки, сохранения и перемещения данных, операции переходов, вызова блоков, и другие операции .

Для программирования и конфигурирования контроллеров SIMATIC S7-300 могут использоваться пакеты STEP 7 или STEP 7 Lite. Пакет STEP 7 Lite может применяться для программирования и конфигурирования контроллеров S7-300, используемых только в качестве автономных систем управления, не содержащих CP и FM.

Кроме того, для программирования контроллеров S7-300 может использоваться также весь набор программного обеспечения Runtime, а также широкий спектр инструментальных средств проектирования.

Сигнальные модули

Широкая гамма модулей ввода -вывода дискретных и аналоговых сигналов позволяет максимально адаптировать S7- 300 к требованиям решаемой задачи. В составе S7-300 могут использоваться сигнальные модули стандартного исполнения , модули с расширенным набором диагностических функций , модули Ex-исполнения .

Коммуникационные процессоры

Коммуникационные процессоры - это интеллектуальные модули , выполняющие автономную обработку коммуникационных задач дл я промышленных сетей AS-Interface, PROFIBUS, Industrial Ethernet и интерфейс PtP.

Функциональные модули

Интеллектуальные модули ввода -вывода, оснащенные встроенным микропроцессором и способные выполнять задачи автоматического регулирования , позиционирования , скоростного счета , управления перемещением и т .д . Целый ряд функциональных модулей способен продолжать выполнение возложенных на них задач да же в случае остановки центрального процессора .

Кроме того, в составе S7-300 могут использоваться модули систем взвешивания и дозирования семейства SIWAREX.

Интерфейсные модули

Большинство центральных процессоров S7-300 позволяет использовать в системе локального ввода -вывода до 32 модулей различного назначения. При этом для размещения модулей может потребоваться до 4 монтажных стоек . Связь между монтажными стойками осуществляется через интерфейсные модули . Модули IM 365 позволяют создавать 2-рядные конфигурации , модули IM 360 и IM 361 - 2-, 3- и 4-рядные конфигурации .

Блоки питания

Каждый центральный процессор S7-300 оснащен встроенным блоком питания с входным напряжением =24 В. Для питания центрального процессора и других модулей контроллера используются блоки питания PS 305 и PS 307. PS 305 используют для своей работы входное напряжение постоянного тока , PS 307 - входное напряжение переменного тока промышленной частоты .

Таблица 4.2.2.

4.2.3 Программное обеспечение STEP -7

SIMATIC STEP7, S7-PLCSIM - Стандартные инжиниринговые средства

SIMATIC Manager

Программный пакет STEP7 предназначен для конфигурирования, задания коммуникаций , программирования , тестирования и обслуживания , документирования и архивирования созданных проектов для программируемых логических контроллеров SIMATIC S7-300/400, C7, WinAC. Данный пакет является частью стандартных инструментальных средств, он может быть дополнен инжиниринговыми пакетами, облегчающими пользователю работу над сложными проектами .

STEP7 имеет дружественный интерфейс для всех фаз проектирования системы автоматизации . STEP7 также решает много задач , которые до этого должны были выполняться вручную.

STEP7 ( STEP5) является частью стандартного программного обеспечения предустановленного на программаторы Field и PowerPG. Он также доступен как пакет программ для ПК (Windows 98 / NT / 2000), при этом необходимы : плата CP5611 или адаптер для PC.

Базовый пакет STEP7 предоставляет пользователю различные инструменты для воплощения его проекта :

*SIMATIC Manager - для коллективного управления с легким обзором всех инструментальных средств и данных для SIMATIC S7 и C7. Все инструменты автоматически вызываются из SIMATIC Manager.

*Symbol Editor - для определения символических обозначений, типов данных, и комментариев для глобальных переменных . Символьные обозначения доступны во всех во всех приложениях .

*Hardware Configuration - для программного конфигурирования аппаратного обеспечения системы автоматизации и для параметризации всех модулей . Все вводимые параметры проверяются на допустимость

*Communication - для задания управляемой по времени циклической передачи данных между компонентами автоматизации через MPI или для управляемой событиями передачи данных через MPI, PROFIBUS или Industrial Ethernet.

*System diagnosis - предоставляет пользователю обзор состояния контроллера .

*Information functions - для быстрого обзора данных CPU и поведения написанной пользователем программы .

*Документирование - предоставляет пользователю функции документирования всего проекта .

Редактор программ - для создания программы пользователя .

STEP7 предлагает редактор программ , содержащий следующие языки программирования , отвечающие стандарту EN 61131-3: Statement List (STL); Ladder Diagram (LAD); Function Block Diagram (FBD). Более того , для специальных задач могут использоваться дополнительные языки программирования высокого уровня или ориентированные на технологию. STEP7 хранит все пользовательские программы и все данные в блоках. Возможность вызова , внутри одного блока других блоков , как если бы они были подпрограммами , позволяет структурировать программы пользователя. Это значительно увеличивает организационную ясность , понимание и легкость сопровождения программ ПЛК . Различают следующие типы блоков : Организационные блоки (OB), Функциональные блоки (FB), Функции (FC), Блоки данных (DB). Блоки , встроенные в операционную систему CPU: Системные функциональные блоки (SFB), Системные функции (SFC), Системные блоки данных (SDB).

FBD.Набор операций

STEP7 предлагает очень богатый основной набор команд , что позволяет лёгко и быстро запрограммировать сложные функции :

*Двоичная логика (определение фронта ), сдвиги, операции со словами

*Таймеры / счётчики;

*Операции сравнения, преобразования

*Математические функции (тригонометрические, степенные, логарифмические )

*Управление программой (переходы, вызовы)

*Установка точек прерывания

*Установка входов /выходов;

*Поддержка многопроцессорной работы ( S7- 400)

STEP 7 Lite это недорогое программное обеспечение для реализации простых , самостоятельных систем на базе контроллеров SIMATIC S7-300 и C7-620. Кроме того, поддерживается программирование ЕТ 200S CPU и ET200X CPU в stand-alone варианте. Пакет прост и функционален за счет дружественного графического и интуитивно - интерфейса для конфигурирования, программирования и диагностики контроллера . Программы , созданные в STEP 7 Lite, могут быть обработаны в STEP7.

S7-PLCSIM это программное обеспечение, предназначенное для тестирования созданных программ на PG/PC, независимо от доступности целевого контроллера. Это позволяет отлаживать программы на ранних стадиях реализации проекта, что позволяет ускорить и удешевить ввод в эксплуатацию и повысить качество программ . S7-PLCSIM может использоваться для всех пользовательских блоков и для выбора существующих системных функций, которые были разработаны в одном из следующих языков программирования STL, LAD, FBD, S7-GRAPH, S7-HiGraph, S7-SCL. S7-PLCSIM эмулирует SIMATIC S7- CPU с соответствующим отображением процесса.

Тестируемая программа загружается в эмулированный S7-CPU также , как и в реальный . S7-PLCSIM интегрируется в STEP 7, благодаря чему доступны следующие функции :

*Различные режимы работы : постоянное , один цикл

*Отображение аккумуляторов и регистров

*Интерфейс пользователя для отображения и модифицирования входов, выходов, маркеров, таймеров, данных и т.д.

*Тестирование и ввод в эксплуатацию функций STEP 7

*Тестирование функций S7 в соответствии с использованным языком программирования.

4.2.4 Операторская станция

SIMATIC Panel PC 670, Panel PC 870 и Panel IL 70

Промышленные PC с плоским экраном

Промышленные компьютеры SIMATIC Panel PC расширяют существующую линию компьютеров с плоскими экранами SIMATIC FI. Основное применение - визуализация, операторские интерфейсы, а так же системы совмещающие на одной платформе ПК управление процессом и визуализацию .

SIMATIC Panel PC - компактный компьютер промышленного исполнения, предназначенный для встраивания в технологические установки, пульты операторов, оборудование и требует для своей установки минимальных объемов.

SIMATIC Panel PC поставляется в различных модификациях ( для серии 670, три для серии 870 и

две для IL 70) отличающихся размером дисплея, вариантом встроенной мембранной клавиатуры и наличием сенсорного экрана . Лицевая панель компьютеров имеет степень защиты IP 65, что делает их наиболее пригодными для использования в загрязненной промышленной среде . Пыль не попадет внутрь , водяные струи попадающие на поверхность экрана под любым углом не причинят ему вреда . На материнской плате SIMATIC Panel PC уже встроены контроллеры дисков , видеоадаптер и сетевые платы . Клавиши встроенной мембранной клавиатуры имеют эргономичное исполнение с ощутимыми щелчками при нажатии .

Модели с мембранной клавиатурой дополнительно могут оснащаться модулем прямых клавиш позволяющих подавать сигнал управления непосредственно на объект автоматизации или контроллер . Новые стандарты в обслуживании Удобный крепеж позволяет быстро ремонтировать панель в случае замены компьютера или ламп задней подсветки . Для удобства доступа процессор , главная память и платы расширения находятся под разными крышками , а разъемы USB шины установлены на передней и задней панелях . Специальный подвес для жесткого диска обеспечивает его защиту от ударов и вибрации . Для закрепления плат расширения на материнской плате имеется специальный фиксатор . SIMATIC Panel PC полностью обеспечивает специальные требования промышленных применений :

*высокая электромагнитная совместимость ;

*высокая стойкость к ударам и сотрясениям ;

*соответствие национальным и международным стандартам (DIN, UL, FCC Class A, ISO 9001);

*метка СЕ ;

*PC99 совместимость и оптимизация для Microsoft приложений.

Опции

При заказе SIMATIC Panel PC возможно изменять или добавлять некоторые позиции . Например, добавить CD- ROM, возможно заказать HDD EIDE/SCSI большей емкости , увеличить объем оперативной памяти , или изменить процессор . Документация и ОС Документация и драйвера поставляются с компьютером на CD-ROM.

SIMATIC Panel PC поставляется с предустановленной операционной системой Windows NT ,Windows 2000 или Windows XP по выбору , и драйверами необходимыми для регулирования температуры , управления светодиодами клавиатуры и подсветкой .

Таблица 4.2.1.

4.2.5 Модуль связи Master Piece-Siemens

Связь осуществляется через плату производства АВВ: DSCA180F MVI-Profibus.

Multi Vendor Interface (MVI)- этот интерфейс используется для связи с контроллерами других фирм. Контроллеры соединённые через этот интерфейс отображаются в системы АВВ как контроллеры в локальной сети управления Master Net.

Тип связи - точка-К-точке.

Плата имеет 2 независимых порта, каждый из которых формирует локальную сеть управления.

Поддерживаются следующие функции:

Посылка/приём(выборка) данных памяти:

-Абсолютных адресов

-Блоков данных

-Входных и выходных битов

-Флаговых битов

-Счётчиков

-Таймеров

Дистанция:

До 15м связь возможна без повторителей

Свыше 15м применяются повторители с помощью которых можно увеличить расстояние до 3 км.

Скорость обмена зависит от дистанции (9600-19200 Кбод)

5. РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

5.1 Конфигурация аппаратных средств

Для реализации системы управления влажностью картонного полотна необходим программно-технический комплекс с наличием операторской станции, контроллера с возможностью PID-регулирования и наличием 40 аналоговых входов, 40 аналоговых выходов, 28 дискретных входов и 4 выходов.

Для того, чтобы реализовать данную задачу на технике фирмы Siemens необходимо наличие контроллера Simatic S7-300 и операторской станции (т.е. персонального компьютера с коммуникационной платой)

Рис 5.1.1. Конфигурация модулей контроллера.

На рис 5.1.1. изображены 2 корзины контроллера, в которых находятся:

1 корзина:

1- PS 307 10A -Блок питания 10А, 24В

2- CPU 315-2 DP -Процессор 315 с 2 портами DP-PROFIBUS

3- IM 365 -Коммуникационный процессор для связи корзин между собой

4-8- AI8x12Bit -12 -битовый, 8-канальный блок аналогового ввода

9-11- AO8x12Bit -12 -битовый, 8-канальный блок аналогового вывода

2 корзина:

1- PS 307 10A -Блок питания 10А, 24В

3- IM 365 -Коммуникационный процессор для связи корзин между собой

4,5- AO8x12Bit -12 -битовый, 8-канальный блок аналогового вывода

6- DI32xDC24V -32-канальный блок дискретного ввода (24В пост. тока)

7- DО32xDC24V -4-канальный блок дискретного вывода (24В\10мА пост. тока)

Рис. 5.1.2. Структурная схема Комплекса технических средств

5.2 Разработка тела программы.

Для качественного регулирования влажности картонного полотна необходимо реализовать следующие функции:

Организация ПИ-регулирования контуров влажности, давления пара 5 группы.

Контроль и предупреждение неправильного ввода оператором заданий влажности и давления пара в 5 группе. Вывод на экран аварийных сообщений о обрывах картонного полотна и достижениях предельных значениях пара. Организация ПИ-регулирования контуров влажности и давления пара 5 группы. Для данной задачи используются 2 ПИ-регулятора непрерывного действия. На вход регулятора влажности с контроллера Master Piece 200 ABB, посредством передачи данных по ProfiBus подаётся цифровой сигнал в формате целого числа. Также вводится задание оператора со станции, ПИ-регулятор обрабатывает ошибку рассогласования и выдаёт управляющее воздействие на регулятор давления пара 5 группы.

Оператор также может вводить задание на давление пара в ручном режиме. Также предусмотрен безударный переход с ручного режима в автоматический и с автоматического в ручной.

Для того чтобы оператор не ввёл некорректные задания на контура влажности и давления пара предусмотрен фильтр ограничивающий ввод заданий:

На влажность 5-12%

На давление пара 0-5

Распечатка тела программы см. Приложение 1.

5.3 Разработка интерфейса операторской станции

Разработанный интерфейс для управления пароконденсатной системы КДМ-1 отражает все группы и позволяет управлять давлениями в группах, уровнями в сепараторах, температурами в установках теплорекуперации, а также скоростью машины. Выполнена на 5 страницах.

Предусмотрен вывод аварийных сообщений и их архивирование.

Распечатка рабочего проекта см. Приложение 1.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАЩИТЫ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ

6.1 Система автоматической защиты "Обрыв картонного полотна"

6.1.1 Причины и последствия обрыва картонного полотна

Причинами обрыва картонного полотна могут быть:

1.Нарушения в работе вакуум-формующих цилиндров, что может привести к обрыву картонного полотна как в мокрой, так и в сушильной части.

2. Неправильное соотношение скоростей между соседними приводными группами, что приводит к неравномерному натяжению картонного полотна.

Последствиями обрыва картонного полотна являются:

1. Потери тепла в сушке и пересушивание картона при перезаправки.

2. Пережег сушильных цилиндров.

3. Прекращение непрерывного процесса производства, а следовательно экономические потери.

6.1.2 Описание САЗ " Обрыв картонного полотна"

Когда происходит обрыв картонного полотна после клеильного пресса в IV или V сушильной группе, и если он не привел к потере картонного полотна в предшествующих группах, то снижение задания (давление пара) произойдет только в V сушильной группе. В этом случае картонное полотно уходит в гидроразбиватель под клеильным прессом. Если обрыв привел к потере картонного полотна во всех сушильных группах, то контуры управления паром в I, III, V-ой сушильных группах снижают задания (давление пара) и остаются постоянными по величине. В этом случае картонное полотно уходит в гидроразбиватель под гауч-прессом. Величина задания определяется в виде процента от предшествовавшего обрыву задания и устанавливается оператором с операторской станции. Например, при 20% уставке, в случае обрыва полотна, клапан подачи пара закроется на 20% от предшествующего значения. Если в уставке при обрыве установлено 0%, то снижение задания не произойдет. К концу обрыва все задания снова автоматически меняются до величин, предшествовавших обрыву.

6.1.3 Логическая схема САЗ " Обрыв картонного полотна"

Сигнал логической единицы на выходе элементов "и" (3), (4) и (5) появится если на вход этих элементов соответственно поступят два сигнала логической единицы, что будет свидетельствовать о том, что система введена и аварийная ситуация наступила.

При обрыве картонного полотна в III гр. на вход элемента "или" (1) поступает сигнал логической единицы, что приводит к появлению сигнала логической единицы на выходе элемента "или" (1). Также сигнал логической единицы приходит на вход элемента "или" (2), что приводит к появлению сигнала логической единицы на выходе элемента "или"(2). Следовательно сигналы логической единицы поступят на входы элементов "и" (3), (4) и (5). При введенном задании "уставка при обрыве в I гр., III гр. и V гр." сигналы логической единицы соответственно поступят на элементы "и" (3), (4) и (5). Тогда на выходах элементов "и" (3), (4) и (5) появятся сигналы логической единицы, которые выдают команды на снижение давление пара соответственно в I гр., III гр. и V гр.

6.1.4 Комплекс технических средств

Датчик обрыва картонного полотна.

Датчиком обрыва картонного полотна является фотореле специальное унифицированное типа ФРСУ-4.

Напряжение питания 220 В или 240 В (отклонение: +10%, -15%), частота 50 Гц (отклонение +-11 Гц).

Потребляемая мощность не более 30 ВА.

Ток срабатывания усилителя 1,6…2,2 мА.

Ток отпускания 0,96…1,65 мА.

Фотореле имеет 3 выхода:

а) первый бесконтактный с релейной характеристикой.

Напряжение на нагрузке 220 Ом 12 В +- 20 % в состоянии "I", и не более 0,6 В в состоянии "0".

б) второй бесконтактный выход.

Напряжение на нагрузке 2,2 кОм 220 В +-20% в состоянии "I" и не более 11 В в состоянии "0". Выход предназначен для подключения контактора КП-21 или реле РЭ-500, или другой аналогичной аппаратуры.

в) контактный выход на встроенном реле типа РПУ-1 (или МКУ-48).Устройство и работа фотореле.

1. Осветитель предназначен для создания направленного и сфокусированного светового потока, используемого для освещения фотоэлемента фотоголовки.

2. Фотоголовка типа ФГ-25-4 служит для приема светового излучения от осветлителя, преобразования его в электрический сигнал и предварительного усиления этого сигнала. В качестве светочувствительного элемента применен фоторезистор СФ3-7А или СФ3-2Б. Напряжение питания 24 В подается от выпрямителя блока усилителя.

3. Усилитель фотореле служит для дальнейшего усиления сигнала с фотоголовки и преобразования его в импульсный сигнал. В блоке усилителя, помещенного в специальный корпус, смонтированы: трансформатор, выпрямитель напряжения, выходное реле, плата. Для подключения к внешним цепям на задней стенке корпуса установлены клеммные платы К1 и К2. На лицевой панели усилителя смонтированы две сигнальные лампы: с надписью "сеть", сигнализирующая о подаче напряжения на усилитель, и с надписью "реле", сигнализирующая о срабатывании фотореле.

4. Работа фотореле происходит таким образом: при появлении контролируемого объекта в зоне зрения фотоголовки последняя выдает сигнал, который поступает на вход усилителя. На первом бесконтактном выходе усилителя при этом появляется импульс напряжения порядка 12 В, на втором бесконтактном выходе появляется постоянное напряжение 220 В, выходное реле усилителя срабатывает и своими контактами замыкает (размыкает) внешние цепи автоматики, а также замыкает цепи питания сигнальных лампочек усилителя и фотоголовки.

Электропневматический позиционер.

Электропневматический позиционер NE 700 фирмы "Neles-Automation" (Финляндия) является пропорциональным позиционером для регулирующих клапанов, обеспечивающий пропорциональную зависимость выходного давления воздуха входному сигналу в миллиамперах. Может быть использован в сочетании с поршневым или мембранным приводом.

Электропневматический позиционер управляется электрическим токовым сигналом, поступающbм от контроллера.



Исполнительный механизм

Пневматический поршневой привод типа BJА 8 фирмы "Neles-Automation" (Финляндия).

Клапан

Сегментный регулирующий клапан R21-150 с фланцами фирмы "Neles-Automation" (Финляндия).



Рис. 3.2. Структурная схема КТС САЗ " Обрыв картонного полотна".

На рис.3.2. представлена структурная схема КТС САЗ " Обрыв картонного полотна", реализованная на базе технологического контроллера Simatic S7-300 фирмы Siemens.

При обрыве картонного полотна дискретный сигнал +12В с фотореле поступает в контроллер. Там в зависимости от уставки, установленной оператором и в каких группах произошел обрыв вырабатывается управляющее воздействие. С контроллера аналоговый сигнал 4-20мА поступает на электропневматический позиционер, где преобразовывается в выходной сигнал давления воздуха и в комплекте с пневматическим поршневым приводом и регулирующим клапаном изменяется давление пара.

7. БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЪЕКТА

7.1 Производственная безопасность

7.1.1 Оценка безопасности при наличии шума

Шум - это беспорядочное сочетание звуков различной частоты и интенсивности (силы), возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах.

Шум отрицательно влияет на организм человека, и в первую очередь на его центральную нервную и сердечно-сосудистую системы. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, и повышает кровяное давление, утомляет центральную нервную систему, в результате чего ослабляется внимание увеличивается количество ошибок в действиях работающего, снижается производительность труда.

Воздействие шума приводит к появлению профессиональных заболеваний и может явиться также причиной несчастного случая.

Источником производственного шума являются машины (электродвигатели) механическое оборудование и инструмент.

Органы слуха человека воспринимают звуковые волны с частотой 16...20000 Гц. Колебания с частотой ниже 20 Гц (инфразвук) и выше 20000Гц (ультразвук) не вызывают слуховых ощущений, но оказывают биологическое воздействие на организм. Диапазон звуков, воспринимаемых органом слуха человека, 0... 140 дБ. По частоте шумы подразделяются на низкочастотные (максимум частот ниже 400 Гц), среднечастотные (400... 1000 Гц) и высокочастотные (свыше 1000 Гц).

Постоянным считается шум, уровень которого за восьмичасовой рабочий день изменяется во времени не более чем на 5 дБА, непостоянным - более чем на 5 дБА .

Производственный шум нарушает информационные связи, что вызывает снижение эффективности и безопасности деятельности человека, так как высокий уровень шума мешает услышать предупреждающий сигнал опасности. Кроме того, шум вызывает обычную усталость.

При действии шума снижаются способность сосредоточения внимания, точность выполнения работ, связанных с приемом и анализом информации, и производительность труда.

7.1.2 Оценка безопасности при наличии вибрации

Вибрация представляет собой процесс распространения механических колебаний в твердом теле. Длительное воздействие вибрации ведет к развитию профессиональной вибрационной болезни. Вибрация, воздействуя на машинный компонент системы ЧМ (человек- машина), снижает производительность технических установок (за исключением специальных случаев) и точность считываемых показаний приборов, вызывает знакопеременные приводящие к усталостному разрушению напряжения в конструкции и т.д.

Вибрация по способу передачи телу человека подразделяется на общую (воздействие на все тело человека) и локальную (воздействие на отдельные части тела- руки или ноги).

7.1.3 Оценка безопасности освещения

При недостаточной освещенности и плохом качестве освещения состояние зрительных функций находится на низком исходном функциональном уровне, повышается утомление зрения в процессе выполнения работы, возрастает опасность травматизма.

Обеспечение гигиенически рациональных условий освещения в производственных помещениях способствует длительному сохранению работоспособности, что приводит к росту производительности труда и к улучшению качества выпускаемой продукции. Создание гигиенически благоприятных условий освещения для работ имеет особо важное значение. В производственных помещениях используются три вида освещения: естественное, искусственное и смешанное.

Источником естественного освещения является солнце. Условия освещения в помещении определяются в основном диффузным светом небосвода. Для искусственного освещения промышленных предприятий в настоящее время применяются лампы накаливания. Смешанное освещение характеризуется одновременным сочетанием естественного и искусственного освещения. Смешанное освещение применяется, когда естественное освещение не может обеспечить необходимые условия для выполнения производственных операций. Различают следующие системы освещении: общее, местное и комбинированное.

Общее освещение предназначено для освещения всего помещения, оно может быть равномерным или локализованным. Общее равномерное освещение создает условия для выполнения работы в любом месте освещаемого пространства, так как рабочие и соседние с ними поверхности освещаются практчески одинаково.При общем локализованном освещении светильники размещаются в соответствии с расположением оборудования, что дает возможность создания более высоких освещенностей на рабочих местах.

Комбинированное освещение состоит из общего и местного. Комбинированное освещение целесообразно устраивать при работах высокой точности, при необходимости определенного или изменяемого в процессе работы направления света. Местное освещение предназначено для освещения только рабочих поверхностей, оно может быть стационарным и переносным, последнее используется для временного увеличения освещенности отдельных мест при осмотре и ремонте оборудования.

Таблица 7.1

7.1.4 Оценка безопасности микроклимата

Микроклимат производственных помещений - это климат внутренней среды этих помещений, который определяется действующими на организм человека сочетаниями температуры, влажности и скорости движения воздуха, а также температуры окружающих поверхностей.

Длительное воздействие на человека неблагоприятных метеорологических условий резко ухудшает его самочувствие, снижает производительность труда и приводит к заболеваниям. Между человеком и окружающей его средой происходит постоянный теплообмен. Он, как и все животные, обладает способностью регулировать процессы теплообразования и теплопотерь организма в границах, необходимых для жизнедеятельности.

Теплообменные функции организма, регулируемые терморегуляторными центрами и корой головного мозга, обеспечивают динамическое соотношение процессов теплообразования и теплоотдачи в зависимости от конкретных метеорологических условий среды. Доминирующая роль в теплообменных процессах у человека принадлежит физиологическим механизмам регуляции теплоотдачи через поверхностные ткани.

Высокая температура воздуха способствует быстрой утомляемости работающего, может привести к перегреву организма, тепловому удару или профзаболеванию.

Низкая температура воздуха может вызвать местное или общее охлаждение организма, стать причиной простудного заболевания либо обморожения.

Влажность воздуха оказывает значительное влияние на терморегуляцию организма человека.

Высокая относительная влажность (отношение содержания водяных паров в 1 м³ воздуха к их максимально возможному содержанию в этом же объеме) при высокой температуре воздуха способствует перегреванию организма, при низкой же температуре она усиливает теплоотдачу с поверхности кожи, что ведет к переохлаждению организма.

Низкая влажность вызывает пересыхание слизистых оболочек дыхательных путей работающего.

Подвижность воздуха эффективно способствует теплоотдаче организма человека и положительно проявляется при высоких температурах, но отрицательно при низких.

Для создания нормальных условий труда в производственных помещениях обеспечивают нормативные значения параметров микроклимата-температуры воздуха, его относительной влажности и скорости движения, а также интенсивности теплового излучения.

Оптимальные микроклиматические условия представляют собой сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального теплового состояния его организма без напряжения механизмов терморегуляции. Они обеспечивают ощущение теплового комфорта и создают предпосылки для высокого уровня работоспособности.

Допустимые микроклиматические условия представляют собой сочетание количественных показателей микроклимата, которые при длительном и систематическом воздействии на человека могут вызвать переходящие и быстро нормализующиеся изменения теплового состояния его организма, сопровождающиеся напряжением механизма терморегуляции, не выходящие за пределы физиологических приспособительных возможностей. При этом не возникает ухудшения или нарушения состояния здоровья, но могут наблюдаться дискомфортные теплоощущения, ухудшение самочувствия и снижение работоспособности.

7.1.5 Оценка электробезопасности

Электробезопасность - это система организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрического поля и статического электричества.

Степень опасности оборудования электрических установок определяют условия эксплуатации электрооборудования и характер производственной среды. По степени опасности поражения электрическим током все помещения делятся натри категории:

помещения без повышенной опасности;

помещения с повышенной опасностью;

помещения особо опасные.

К защитным мероприятиям, предупреждающим опасность поражения электрическим током, относятся:

применение малого напряжения;

выбор и установка электрооборудования в соответствии с условиями окружающей среды;

ограждение токоведущих частей электрооборудования;

устройство заземления или зануление всех металлических конструкций, которые могут оказаться под напряжением, а также применение защитного отключения;

применение защитных средств при обслуживании электроустановок;

6. организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность производственных работ.

Способы и средства защиты персонала от воздействия электромагнитных полей по ССБТ в основном сводятся к следующим мероприятиям: уменьшению напряженности и плотности тока энергии ЭМП (электромагнитных полей) посредством использования согласованных нагрузок и поглотителей мощности; экранированию рабочего места; удалению рабочего места от источника ЭМП (электромагнитных полей); рациональному размещению в рабочем помещении оборудования, излучающего электромагнитную энергию; установлению рациональных режимов работы оборудования и обслуживающего персонала; применению средств предупреждающей сигнализации (световая, звуковая); применению средств индивидуальной защиты.

Электротравматизм по сравнению с другими видами производственного травматизма составляет небольшой процент, однако по числу травм с тяжелым, и особенно летальным, исходом занимает одно из первых мест.

Наибольшее число электротравм (60...70%) происходит при работе на электроустановках напряжением до 1000В. Это объясняется широким распространением таких установок и сравнительно низким уровнем подготовки лиц, эксплуатирующих их.

Одно из важных условий безопасной организации работ - надлежащая подготовка обслуживающего персонала. Лицам, допускаемым к работе с электрооборудованием, необходимо иметь техническую квалификацию в соответствии с выполняемой операцией, квалификационную группу не ниже первой, усвоить безопасные методы труда на своем участке работы; их знания следует проверять, в ряде случаев им нужно проходить стажировку.

7.1.6 Обеспечение пожарной безопасности

Пожарная безопасность предусматривает обеспечение безопасности людей и сохранения материальных ценностей предприятия на всех стадиях его жизненного цикла.

Основными системами пожарной безопасности являются системы предотвращения пожара и противопожарной защиты, включая организационно - технические мероприятия.

Систему предотвращения пожара составляет комплекс организационных мероприятий и технических средств, направленных на исключение возможности возникновения пожара.

Систему противопожарной защиты составляет комплекс организационных и технических средств, направленных на предотвращение воздействия на людей опасных факторов пожара и ограничение материального ущерба от него. Противопожарная защита обеспечивается: максимально возможным применением негорючих и трудногорючих веществ и материалов вместо пожароопасных ограничением количества горючих веществ и их размещения; изоляцией горючей среды; предотвращением распространения пожара за пределы очага; применением средств пожаротушения; применением конструкции объектов с регламентированными пределами огнестойкости и горючестью; эвакуацией людей; системами противодымной защиты; применением средств пожарной охраны промышленных объектов.

Применяемые на производстве средства пожаротушения должны максимально ограничивать размеры пожара и обеспечивать его быстрое тушение.

Пожары могут возникать в результате накопления статического электричества, неисправности производственного оборудования и нарушения технологического процесса, течи и проливания смазочных веществ, плохой изоляции приводов и других причин.

Наибольшую опасность представляет собой достаточное количество волокнистой пыли, осевшей на оборудовании, подтеки смазочного масла, высокая температура. Волокнистая пыль легко воспламеняется от искр, возникающих из-за неисправности электрооборудования. Причиной загорания волокнистой пыли может стать накопление статического электричества в картоне. Смазочное масло воспламеняется при неудовлетворительной смазке трущихся поверхностей в подшипниковых узлах.

Для предупреждения случаев возгорания в цехе должен быть установлен противопожарный режим, соблюдение которого обязательно для всех работающих. Необходимо тщательно следить за температурой подшипников и состоянием электрооборудования. Следует систематически удалять пыль с оборудования и строительных конструкций здания. В особо опасных местах должны быть установлены пожарные рукава и огнетушители. Необходимо периодически проверять исправность противопожарного инвентаря и правильности его размещения в цехе, а также проверять систему пожарной сигнализации.

Картон в виде рулонов горит плохо, так как отсутствует доступ воздуха в толщу рулона, однако пожары могут возникать в результате накопления статического электричества, неисправности производственного оборудования и нарушения технологического процесса, течи и проливания смазочных веществ, плохой изоляции приводов и других причин.

Зал картоноделательной машины, особенно у сушильной части, наката и продольно-резательного станка является опасным в пожарном отношении помещением. Наибольшую опасность представляет собой скопление брака и достаточное количество волокнистой пыли, осевшей на оборудовании, подтеки смазочного масла, высокая температура. Волокнистая пыль легко воспламеняется от искр, возникающих из-за неисправности электрооборудования. Причиной загорания волокнистой пыли может стать накопление статического электричества в картоне. Смазочное масло воспламеняется при неудовлетворительной смазке трущихся поверхностей в подшипниковых узлах. Для предупреждения случаев возгорания в цехе должен быть установлен строжайший противопожарный режим, соблюдение которого обязательно для всех работающих. Необходимо тщательно следить за температурой подшипников и состоянием электрооборудования. Следует систематически удалять пыль с сушильной части машины, наката, оборудования и строительных конструкций здания, своевременно убирать картонный брак. В местах скопления сухого брака должны быть установлены пожарные рукава и огнетушители. Необходимо периодически проверять неисправность противопожарного инвентаря и правильности его размещения в зале картоноделательной машины, а также проверять систему пожарной сигнализации.

Для тушения пожара в цехе предусмотрены системы автоматического пожаротушения: спринклерная водяного пожаротушения в зале картоноделательной машины и дренчерная пенного пожаротушения под колпаком КДМ и в кабельных полуэтажах цеха. В кабельных полуэтажах дренчерная система снабжена оросителями типа ОЭ-25, под потолком полуэтажей находятся дымовые извещатели ИДФ-1м. Кроме того, по периметру картоноделательной машины проложен пожарный трубопровод с отводящими пожарными гидрантами, снабженными вентилями и гайками Рота для подсоединения пожарных рукавов со стволами.

При возникновении пожара следует немедленно отключить вентиляцию, закрыть поступления пара в сушильные цилиндры, а скорость картоноделательной машины снизить до минимальной и приступить к тушению пожара.

Рабочие, обслуживающие картоноделательную машину, должны быть обучены приемам тушения пожара.

7.1.7 Оценка несчастные случаев и травматизма

Несчастные случаи и травматизм в картоноделательном цехе объясняется тем, что картоноделательная машина является очень сложным агрегатом с большим количеством вращающихся деталей и требует осуществления ручных операций по заправке картона и уходу за одеждой машины, что представляет определенную опасность для рабочего. Это усугубляется еще и тем, что многие вращающиеся и движущиеся части по условиям эксплуатации машины не могут быть ограждены. Поэтому обслуживание картоноделательной машины требует от членов бригады внимательного отношения, осторожности, умения и ловкости при безукоризненном выполнении инструкций по охране труда и инструкций по эксплуатации оборудования.

Для предупреждения несчастных случаев необходимо выполнять следующие требования:

Запрещается работать на неисправном оборудовании и неисправным инструментом; заходить за ограждения привода;

Запрещается прикасаться к движущимся и вращающимся частям или производить какие-либо исправления в механизмах на ходу.

Необходимо следить за чистотой, исправностью и надежностью закрепления площадок, лестниц, мостиков, поручней и ограждений. На мостиках и ступеньках недопускается наличие масла и посторонних предметов.

Средства индивидуальной защиты обслуживаемого персонала: хлопчатобумажный костюм, хлопчатобумажные перчатки, резиновые сапоги.

7.1.8 Мероприятия, повышающие уровень производственной безопасности

К работе по обслуживанию потоков роспуска, подготовки макулатурной массы допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие производственное обучение и получившие профессиональную подготовку и квалификацию, соответствующую характеру данной работы, обладающие знаниями, навыками безопасного выполнения операций труда, правил пожарной безопасности, способов оказания первой помощи пострадавшим при несчастных случаям, а также прошедших стажировку на рабочих местах.

Каждый рабочий должен выполнять только порученную ему работу. Переход на другое рабочее место производится только по распоряжению начальника смены, после получения дополнительного инструктажа. Запрещается доверять управление закрепленным за собой оборудованием посторонним лицам.

Зоны, опасные для прохождения людей, должны быть ограждены и снабжены предупредительными плакатами (аншлагами).

При перевозке кип полуфабрикатов соблюдать осторожность, следить за работой погрузчиков.

При перекусывании проволоки клещами не наклонять низко голову, чтобы не поранить проволокой лицо.

Перед пуском электродвигателей оборудования убедиться в отсутствии людей в Зоне пускаемого оборудования.

Перед пуском подать предупредительный звуковой сигнал.

Убедиться в наличии аншлага о дистанционном пуске оборудования в рабочих зонах.

Вести технологический процесс и обслуживать оборудование в соответствии с установленным режимом и инструкцией по обслуживанию, выдерживая все необходимые параметры: концентрацию, помол, композицию, давление, уровни, нагрузки и т.д.

Не допускать попадания воды на электродвигатели и пусковую аппаратуру.

При угрозе аварии или несчастного случая немедленно остановить агрегат.

При осмотре и проведении ремонтных работ на оборудовании необходимо снять напряжение и вывести аншлаг: "НЕ ВКЛЮЧАТЬ! РАБОТАЮТ ЛЮДИ!"

Для освещения при осмотрах и ремонтах пользоваться переносными лампами напряжением 36 В, а внутри емкостей /металлических/ напряжением 12 В и обязательно вдвоем - один внутри емкости, другой - снаружи.

ЗАПРЕЩАЕТСЯ

На вакуум-формующей и прессовой части.

Запрещается работать на неисправном оборудовании и неисправным инструментом; заходить за ограждения привода; находиться между частями машины, когда одна из них находится в работе; производить чистку прессов и их сборочных единиц во время работы.

Для чистки шаберов необходимо пользоваться сжатым воздухом и металлическими скребками. Необходимо своевременно убирать мокрый брак, не допускать скопления его на шаберах, поскольку скопившийся брак будет мешать безопасной заправке картонного полотна. Намотавшееся картонное полотно на сукноведущие и картоноведущие валики сдувать сжатым воздухом или смывать водой высокого давления.

Запрещается прикасаться к движущимся и вращающимся частям или производить какие-либо исправления в механизмах на ходу машины.

Необходимо следить за чистотой, исправностью и надежностью закрепления площадок, лестниц, мостиков, поручней и ограждений на машине. На мостиках и ступеньках недопускается наличие масла и посторонних предметах.

Запрещается обрыв кромок сукна на рабочей скорости машины. Растаскивание сукна разрешается производить только на вспомогательной скорости, при этом один из рабочих должен находится у кнопки экстренной остановки привода машины.

Средства индивидуальной защиты обслуживаемого персонала: хлопчатобумажный костюм, хлопчатобумажные перчатки, кожаные полуботинки. При выполнении работ по промывки машины: фартук прорезиненный, сапоги резиновые, перчатки резиновые, защитные очки.

В сушильной части. У каландра и наката.

Запрещается работать на неисправном оборудовании и неисправным инструментом.

Запрещается пускать и эксплуатировать сушильную часть машины при:

при повышении давления в сушильных цилиндрах выше допустимого;

обнаружении в сушильных цилиндрах трещин, выпучиваний, течи в болтовых соединениях;

отсутствии давления масла в системе централизованной смазки;

скопления большого количества брака и пыли в сушильной части;

отсутствие давления воды в системах пожаротушения.

Очистка оборудования сушильной части должна производиться сжатым воздухом, скребками и специальными баграми. Удаление пыли должно осуществляться только во время останова машины.

Перед пуском картоноделательной машины сушильщик должен проверить наличие и исправность ограждений, освещенность зоны обслуживания, визуально проверить запорную арматуру, контрольно-измерительные приборы. Перед пуском после ППР и длительных простоев убедиться в отсутствии людей и посторонних предметов в зоне обслуживания и опасных местах.

Заправка картона в каландр и накат должна производится сжатым воздухом, в качестве приспособления должна использоваться палка с закругленным концом. Запрещается вводить картон рукой между валами.

При загорании в сушильной части выключить приточно-вытяжную и технологическую вентиляцию, перекрыть пар, перевести машину на вспомогательную скорость, выключить насосы централизованной смазки.

Средства индивидуальной защиты

Для защиты от воздействия опасных и вредных производственных факторов работники на предприятии должны использовать средства индивидуальной защиты, выдаваемые в соответствии с "Инструкцией о порядке обеспечения рабочих и служащих специальной одеждой, специальной обувью и другими средствами индивидуальной защиты".

Все средства индивидуальной защиты должны иметь сертификаты соответствия, выдаваемые изготовителями.

Средства индивидуальной защиты, применяемые работниками, должны осматриваться и испытываться в порядке и в сроки, установленные "Методическими указаниями по периодической оценке защитных средств индивидуальной защиты".

Работа без защитных приспособлений и специальной одежды, предусмотренных нормами, не допускается.

При работе в опасных зонах на предприятии должны быть разработан и утвержден перечень профессий работников, которые обязаны пользоваться защитными касками. Для защиты глаз от ультрафиолетовых и инфракрасных лучей, яркого света и бликов, ожогов и механических травм должны применяться защитные очки или щитки со светофильтрами.

Для защиты органов слуха работников от воздействия производственного шума должны использоваться соответствующие средства индивидуальной защиты (противошумные наушники, вкладыши и т.д.).

Для предохранения кожи от загрязняющих и раздражающих веществ должны применяться соответствующие средства индивидуальной защиты (рукавицы или резиновые перчатки, защитные кремы, пасты, мази и специальные моющие средства). Для защиты органов дыхания, при выполнении работ с пылеобразующими материалами, следует пользоваться противопыльными респираторами промышленного изготовления.

7.2 Экологическая безопасность

7.2.1 Оценка экологического воздействия сточных вод

Предельно допустимые концентрация (ПДК) при сбросе сточных вод в водоем называется его концентрацией, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, а также не нарушает биологического оптимума в водоеме В настоящее время определены ПДК далеко не всех вредных веществ, сбрасываемых в водоемы, что объясняется длительностью и большими трудностями в их определении. Трудность определения ПДК связана с тем, что кроме санитарного ее величина имеет и большое экономическое значение, так как неоправданное занижение ПДК может привести к большим затратам на очистку воды.