Система автоматичного регулювання температури в зоні випалювання тунельної печі

Метою роботи є створення комплексної системи автоматизації виробництва, серед задач якої є також поліпшення умови праці робітників.

АСКТП печі містить наступні прилади: перетворювачі температури з уніфікованим вихідним сигналом ТПУ-0304, датчики перепаду тиску на вентиляторах PS-1500, програмований логічний контролер Simatic S7-1200, модулі вводу-виводу, виконавчі механізми Belimo-LHQ24,GM24A, 2 перетворювача частоти DanfossHVAC, перетворювачі тиску-витратоміри ДМЕР.

У даному розділі дипломного проекту запропоновані технічні рішення та організаційні заходи щодо безпечної експлуатації засобів автоматизації (програмно-логічних контролерів, датчиків, виконавчих пристроїв та засобів людино-машинного інтерфейсу), технічні рішення та організаційна заходи з гігієни праці та виробничої санітарії, а також вирішення питань з пожежної безпеки.

4.1 Технічні рішення щодо безпечної експлуатації засобів автоматизації

Засоби автоматизації, розміщені на місцях

Планування виробничих приміщень повністю задовольняє вимогам [18].

Виробничі приміщення з постійним перебуванням персоналу мають висоту від полу до низу виступаючих конструкцій 3,2 м, в місцях з непостійним перебуванням персоналу - 2,2 м.

Виконавчими пристроями системи автоматизованого керування є однофазний електродвигун змінного струму Belimo (живлення 24В) та перетворювач частоти Danfoss, працюючими під напругою 220 В. До кожного з механізмів, а також до арматури та датчиків забезпечується безпечний безперешкодний доступ для обслуговування завдяки улаштуванню площадок и сходинок. Сходи обладнано поручнями висотою 1,2 м, із суцільним обшиванням поруччя від полу 200 мм. Настил на робочих площадках і сходинках виготовлений з рифленої листової сталі із направленим рельєфом. Кут нахилу сходинок становить 300. При довжині площадки більш 5 м сходи мають не менш 2 сходинок. Ширина сходинок складає 1 м, максимальна висота між ступінями 200 мм, ширина ступіні становить 150 мм. Ширина вільного проходу площадки для обслуговування арматури і КВПіА становить 1,5 м, в інших площадок не менш 800 мм. Вільна висота над прохідними площадками і сход не менш 2-х м. Для виключення падіння робочих із площадки при підйомі із сходин на площадки передбачені двері із клямкою, які відкриваються всередину площадки. На площадках розвішені таблички із вказаним максимальним навантаженням на них.

Прокладку силових та контрольних кабелів здійснено в сітчастих та тонкостінних металевих коробах, що розташовані на стінах, або вмуровані у підлогу. Також стенд обладнаний відсічними клапанами, що забезпечують своєчасне припинення подачі газу при неприпустимому відхиленні тиску газу від заданого, загасанні полум'я робочих пальників, зменшенні розрідження димових газів, припиненні подачі повітря та ін. Електродвигуни розташовані на газо- і повітропроводах, де виключений випадковий доступ людини і захищені захисною сіткою, що забезпечує безпечну експлуатацію обладнання. При виконанні робіт на трубопроводах, що працюють під тиском, попередньо вони відключаються і скидається тиск до атмосферного. Для безпечної продувки імпульсних ліній наявні спеціальні продувні пристрої. Заміна давачів проводиться тільки після вимкнення печі і зниження температури в зоні випалювання до 20°С. Щільність газопроводу перевіряють за графіком не рідше 1-2 рази на місяць шляхом промазування місць мильним розчином. Поява пухирців газу свідчить про порушення герметичності, і тоді проводиться заміна прокладок і ремонт роз'ємних з'єднань.

Якщо яка-небудь апаратура або прилади, ВМ знаходяться в ремонті, вивішуються відповідні таблички.

Щитове приміщення та засоби автоматизації, розміщені у ньому.

Експлуатація та контроль обладнання здійснюється з щита керування, де є можливість керувати всім технологічним обладнанням стенду.

Приміщення, де розташований щит керування, знаходиться у відгородженому від цеху приміщенні. Загальна площа приміщення становить 35 м2. У ньому знаходиться щити з приладами для виміру параметрів і контролю технологічних процесів, а також контролер. Для передачі сигналів від давачів використовується токовий сигнал 4-20 мА. У приміщенні також розташовані пристрої сигналізації і зв'язку (світлове табло, індикатори, телефон). Зручне раціональне розташування щитів і пульта дозволяє оператору виключити зайві рухи. Планування робочого місця звільняє працюючу людину від стомлюючих трудових рухів і забезпечує зручну робочу позу. Розміри робочої поверхні столу складають 1200х700 мм. Робоче місце виконане з урахуванням вимог технічної естетики, ергономіки, антропометричних даних тіла людини (зріст, розміри, форма тіла, сила і напруга руху рук і ніг, зору, слуху) [19].

Умови роботи на терміналах визначаються:

характером виконуваної роботи, а саме: підвищеною інтенсивністю; монотонністю праці; примусовістю праці.

Ці фактори приводять до психічних і психофізичних навантажень. Тому дотримується рекомендація з режиму праці і відпочинку.

характером технологічного устаткування: розташування екранної частини обчислювальної техніки; розташування клавіатури і маніпуляторів; розташування органів оперативного керування.

Ці фактори приводять до навантаження органів зору, кістково-м'язової системи. Організація робочих місць у дисплейному приміщенні здійснюється на основі сучасних енергоємних вимог.

виробничим середовищем, тепловиділенням, шумом, випромінюванням.

Фактори цієї групи приводять до психофізичних навантажень, погіршенню зору і кровообігу. Для зменшення рівнів електромагнітного випромінювання застосовуються відеотермінали з захисним покриттям [20].

Так як характер праці оператора монотонний, стомлюючий, передбачене чергування періодів роботи з періодами відпочинку, при якому досягається найбільша ефективність діяльності людини і гарний стан її здоров'я. Робота проводиться за графіком. Тривалість однієї зміни 8 годин. Тривалість робочого часу в нічний час скорочена на 1 годину. Оптимальний режим праці і відпочинку досягається паузами в роботі і перервами (для прийому їжі, усунення монотонності і малорухомості, зняття нервово-психічних перевантажень). Для цього передбачена спеціальна кімната відпочинку з використанням психологічного впливу кольору, музики, засобів технічної естетики (акваріум, квіти, картини).

Стіни приміщення пофарбовані в неяскравий, малоконтрасний ясно-сірий колір, що не розсіює уваги оператора. Підлога в приміщенні рівна, неслизька, не теплопровідна (паркет).

Електробезпека

Живлення приладів, контролерів, органів оперативного керування здійснюється від чотирьопровідної мережі змінного струму напругою 380/220 В з глухо заземленою нейтраллю, частотою 50 Гц через пакетний вимикач.

Для захисту від ураження електричним струмом при експлуатації машин повинні застосовуватися такі заходи безпеки:

струмовідні частини виробничого обладнання, які є джерелами небезпеки, повинні бути надійно ізольовані, огороджені або розташовані в недоступних для людей місцях;

струмовідні частини електрообладнання повинні бути розміщені всередині корпусів (шаф, блоків) з дверима, що замикаються або закриті захисними кожухами при розташуванні в доступних для людей місцях;

металеві частини виробничого обладнання, які внаслідок пошкодження ізоляції можуть опинитися під напругою небезпечної величини, повинні бути заземлені (занулені) згідно ПУЕ [21].

Технічні заходи по запобіганню електричних травм від дотику до нормально струмоведучих частин

У щитової живлення підводиться до рейки зажимів і через неї розподіляється на прилади. Рейка закрита кришкою, яка запобігає контакту людей з струмоведучими частинами [22]. За допомогою рейки зажимів підключені давачі і здійснені з'єднання щита контролерів з силовим щитом і виконавчими пристроями, розташованими за місцем. Питання надійності електропостачання вирішується в залежності від категорії відповідальності електроприймачів. Так як в приміщенні електроприймачі, у яких порушення електропостачання приводить до виникнення небезпеки для життя людей, а також до порушення складного технологічного процесу (відповідає 1 категорії), тому для електроприймачів 1 категорії відповідальності повинно бути 2 джерела живлення, з автоматичним включенням резервного при автоматичному вимиканні основного. Розміщення і вибір апаратів керування і захисту виконане по напрузі, силі струму, функціональним можливостям. Всі електроприймачі є однофазними електроприймачами змінного струму, що включені в мережу на фазну напругу ~220 В за однофазною двопровідною схемою.

Для запобігання електротравм всі нормально струмовідні елементи електроустаткування ізольовано відповідно з вимогами нормативів (опір ізоляції нового устаткування не менше 1кОм на 1 В напруги).

На силовому щиті біля стенду, де знаходиться силова частина системи автоматики, електрична шафа має закрите виконання, що виключає випадкове доторкання до струмоведучих частин.

Спроектований місцевий щит засобів автоматизації запобігає контакту працівника з нормально струмовідними частинами. З використанням щитів знижується можливість механічних ушкоджень, практично виключається можливість проникнення вологи на струмоведучі частини (ступінь захисту IP54- захист від пилу та бризок).

Контроллери і прилади, а також різна апаратура встановлені так, щоб була забезпечена безпека обслуговування. Апарати з рухливими струмоведучими частинами (автомати, реле) встановлюються так, щоб вони не могли замкнути ланцюг мимовільно під дією сили ваги. Для електропроводки, встановленої на дверях, поворотних рамах застосовані гнучкі мідні проводи. Приєднання проводів і кабелів до приладів і апаратів, що мають штепсельні роз'єми, виконується за допомогою гнучких мідних проводів, що прокладаються від спеціально встановлених сполучних коробок до приладів і апаратів з наступним переходом на проводи і кабелі з алюмінієвими жилами.

Для захисту електропроводок застосовуються труби вініпластові. Застосовується прокладка кабелів в асбоцементних трубах в підлозі тунелю.

Крім цього, здійснюється контроль ізоляції автоматичними пристроями контролю активного опору ізоляції мережі в її робочому режимі з оцінкою результатів, з уставкою, що задається за умовами електробезпеки (не нижче 0,5 кОм/В), включення сигналізації або впливу на прилад що відключає. Таким чином, ці пристрої контролю ізоляції здійснюють захист людини від ураження струмом шляхом ведення беззупинного вимірювання опору ізоляції з метою підтримки його значення на рівні, при якому при дотику людини до струмоведучих частин, струм через тіло не перевищує безпечного значення. Достатньою умовою є підтримка опору на рівні не вище критичного. Застосовуються різні електрозахисні засоби: екрани, рукавички, боти, коврики, штанги, струмовимірюючі кліщі і покажчики напруги, сходи-драбини, монтерський інструмент з ізолюючими рукоятками. Усі захисні засоби з гуми зберігаються в спеціальній шафі, що захищає їх від впливу тепловипромінення.

Технічні рішення по запобіганню електротравматизму персоналу при переході напруги на нормально неструмоведучі частини

При роботі електрообладнання пробій ізоляції на корпус призводить до того, що торкання до корпусу приладу чи щита розглядається як торкання до фази, що призводить до ураження електричним струмом. Проектом передбачено застосування занулення корпусів, кожухів та інших нормально неструмоведучих частин електроапаратури. Це дозволяє перетворити будь-який пробій фази на корпус у коротке замикання, що призводить до відключення пошкодженого споживача від мережі.

Вимоги ПУЭ [21] до занулення:

До схеми занулення ПУЭ ставить наступні вимоги (напруга мережі 380/220В):

1) струм трифазного короткого замикання повинен перевищувати не менш ніж в 3 рази номінальний струм плавкої вставки найближчого запобіжника або струм спрацьовування роз'єднувача автоматичного вимикача;

2) повна провідність нульового проводу повинна бути не менш ніж провідність фазного проводу;

3) опір заземляючого пристрою, до якого під'єднуються нейтралі джерел живлення не повинен перевищувати значень:

заземлення нейтралі трансформаторів - 40 Ом;

повторних заземлювачів нульового проводу - 30 Ом;

еквівалентний штучних заземлювачів - 10 Ом;

еквівалентний кожного повторного заземлювача - 30 Ом.

В приміщенні щитової та на силовому щиті на стенді проектом передбачено занулення таких електроспоживаючих приладів: металеві корпуси шаф; апарати захисту, управління, сигналізації; корпуси електродвигунів виконавчих механізмів та електроприводів засувок; металеві оболонки контрольних та силових кабелів; металорукави, захисні труби для прокладання кабелів, протяжні та з'єднувальні коробки; електрифікований інструмент.

Електрозахисні засоби

Передбачено використання переносних та індивідуальних електрозахисних засобів для захисту робочих в електроустаткуванні від дії електричного струму електричної дуги або електромагнітного поля.

Перелік засобів захисту, що використовуються, регламентується.

Для захисту обслуговуючого персоналу використовуються колективні (попереджуючі плакати та написи), індивідуальні (рукавички, окуляри, боти, штанги та кліщі), ізолюючі (спецодяг, спец.взуття), огороджуючі (переносні екрани, огорожі) та охороняючі (каска, пояс, рукавички) засоби захисту.

Загальні вимоги по техніці безпеки для тунельних печей

Поверхня печі повинна покриватися жаростійкими теплоізоляційними матеріалами. Поверхня печі повинна мати температуру не вище 50 ° С. У місцях, де не вдається цього досягти повинні бути встановлені огороджувальні пристрої. Огороджувальні пристрої призначені для виключення появи людини в небезпечній зоні. Огороджувальні пристрої застосовуються для огородження рухомих частин машин і устаткування, для захисту від високих температур. В огороджувальних пристроях передбачаються блокування та сигнальні пристрої, що попереджають про їх несправності або відсутності. Як правило, зняття захисного пристрою повинне привести до відключення і зупинки механізму або машини в цілому.

Необхідно стежити за станом кладки і футеровки, садки виробів і їх розвантаження, регулюванням процесу горіння і видалення газів. У водяні сорочки вагранок подають тільки очищену воду, в іншому випадку утворюються накипу на стінках трубопроводів і водяної сорочки, що може привести до закупорки відвода і вибуху установки. Зважаючи на особливу небезпеку при застосуванні газу, рідкого і пиловугільного палива, а також щоб уникнути вибуху перед пуском установок необхідно ретельно продути системи трубопроводів негорючими газами або парою і переконатися в їх герметичності. З метою уникнення розповсюдження вогню все підводять паливо трубопроводи повинні мати відключають шибери і автоматичні вогнезатримуючі засувки, спрацювання від термореле або термоелементів. До огороджувальних пристроїв пред'являється ряд вимог: вони повинні бути зручними в експлуатації та ремонті, не перешкоджати переміщенню робочого, не створювати додаткових небезпек. Конструкцію та матеріал огородження вибирають, виходячи з технологічних та експлуатаційних вимог, умов обслуговування даної машини. Конструктивно огородження виконуються у вигляді кожухів, грат, екранів. Звукова та світлова сигналізація повинна попереджати про пуск якого обладнання, а також про несправності чи аварійних ситуаціях. Безпека експлуатації машини і технологічного обладнання вирішується на стадії проектування. При проектуванні проводитися вибір приводу, силових передач, робочих органів таким чином, щоб повністю виключити можливість контакту робочого з елементами приводу, а в робочій зоні передбачити блокування і автоматику, що виключають рух робочих органів у момент знаходження робітника або його рук в небезпечній зоні наприклад, при знаходженні рук міжрухомий і нерухомими частинами).

У цехах і на робочих місцях повинні бути вивішені таблиці сигналів та інструкції про порядок пуску і зупинки устаткування. Сигнальні елементи (дзвінки, сирени, лампи) повинні бути захищені від механічних пошкоджень і розташовані так, щоб забезпечувалися надійна чутність і видимість сигналу в зоні обслуговуючого персоналу.

Повна зупинка вентиляційних пристроїв повинна супроводжуватися аварійною сигналізацією. Гази, відходять від печей, перед викидом в атмосферу обов'язково повинні проходити очищення, ступінь якої повинна бути узгоджена з санітарною інспекцією. Випалювальний цех повинен бути укомплектований первинними засобами пожежогасіння та засобами контролю та оперативного оповіщення про загрозливу ситуацію. Протипожежне обладнання повинно міститися в справному, працездатному стані. Проходи до протипожежного устаткування повинні бути завжди вільні і позначені відповідними знаками. Випал цегли пов'язаний з підвищеним вмістом тепла і вологи в приміщенні, де проводиться випал. У зв'язку з цим весь обслуговуючий персонал повинен бути забезпечений спецодягом. Верхній одяг повинен бути з щільного негорючого матеріалу. Робітник повинен мати головний убір, що оберігає від теплового удару. Також повинні бути в наявності щільні рукавиці.

4.2 Технічні рішення з гігієни праці та виробничої санітарії

Основні виробничі фактори, що визначають санітарно-гігієнічні умови праці:

Мікроклімат, склад повітряного середовища, природне освітлення, штучне освітлення, шум, вібрації.

Виробнича санітарія - один з важливих розділів охорони праці - забезпечує санітарно-гігієнічні умови праці, зберігає здоров'я, сприяє високій продуктивності праці.

В процесі праці на організм людини впливають різні виробничі фактори. В залежності від умов робіт ці фактори класифікують наступним чином:

оптимальні виробничі фактори: організм людини не несе додаткових енерговитрат, щоби справитися з відхиленням факторів виробничого середовища від оптимальних;

допустимі виробничі фактори: параметри факторів виробничого середовища не перевищують допустимих по нормах;

шкідливі виробничі фактори: фактори, що можуть призвести до захворювання або зниженню працездатності;

небезпечні виробничі фактори: фактори, вплив яких на організм людини може призвести до травмування або іншому різкому погіршенню стану здоров'я.

Завдання гігієни праці і виробничої санітарії - вивчення особливостей технологічного процесу та, на основі цього, розробка науково-організаційних і санітарно-гігієнічних заходів щодо виключення або зменшення впливу шкідливих та небезпечних виробничих факторів на організм людини.

Технічні рішення цього розділу відносяться до умов експлуатації засобів автоматизації у операторській.

Мікроклімат робочої зони

Параметри мікроклімату, що нормуються: температура повітря (t 0C), відносна вологість повітря (W, %), швидкість переміщення повітря (м/с), потужність теплових випромінювань (Вт/м2).

Оптимальні (допустимі) параметри мікроклімату для умов, що розглядаються (категорія виконання робіт - І-б (оператор), ІІ-а (механік)) наведені в таблиці 4.1.

Таблиця 4.1 - Параметри мікроклімату відповідно до [23]

Період року	Категорія робіт	Оптимальні	Допустимі
		t 0C	W, %	V м/с	t 0C	W, %	V м/с
Теплий	І-б	22-24	40-60	< 0,2	20-24	60	0,1-0,3
	ІІ-а	21-23	40-60	< 0,3	18-27	65	0,2-0,4
Холодний	І-б	21-23	40-60	< 0,1	20-24	75	< 0,2
	ІІ-а	18-20	40-60	< 0,2	17-23	75	< 0,3



Розглянемо засоби і заходи щодо підтримання необхідного мікроклімату у операторський.

Для створення комфортних умов роботи у літній період проектом передбачене кондиціонування повітря. Кондиціонери монтуються у фрамугу вікон, що відкривається.

У комфортної роботи у холодний час року передбачена система водяного опалення. Фактична температура в приміщенні в холодний період року 22 0С, а в теплий - 24 0С, швидкість руху повітря 0,1 м/с, відносна вологість 60%. Нормовані параметри знаходяться в межах норми. У приміщенні операторської виконується індивідуальне кондиціонування повітря згідно. Для операторів під час перерв передбачений відпочинок у спеціально обладнаній кімнаті відпочинку, де забезпечується заданий сприятливий мікроклімат. Завдяки місцевій витяжний приточной вентиляції подача зовнішнього повітря забезпечується в кількості 25 м3/год, а також здійснюється видалення повітря з приміщення.

Склад повітря робочої зони

Забруднення повітря робочої зони регламентується гранично - допустимими концентраціями (ГДК), мг/м3 [24].

В операторському приміщенні повітряне середовище робочої зони в своєму складі отрут та фіброгенних речовин не має, оскілки приміщення ізольоване від цеху. Тому регламентується лише вміст пилу. Для приміщення щитової вміст пилу не перевищує 2 мг/м3.

В повітрі ж робочого середовища біля стенду наявні пил та оксид мангану. Дані по максимальному вмісту пилу та оксиду мангану у повітрі вказані у табл. 4.2.

Таблиця 4.2 - Максимальна коцентрація речовин

Визначувана речовина	Кількість проб	ГДК, мг/м3	Максимальна концентрація, мг/м3	Середня із усіх проб, мг/м3
пил	2	4	8,2	7,5
Оксид мангану	2	0,05	0,17	0,15

Слід зазначити, що оксид мангану не є особливо небезпечним, тому таке перевищення ГДК не оказує значного впливу на здоров'я робітників.

З метою зниження концентрації вказаних речовин вжито наступних заходів.

Задля зменшення вмісту пилу в цеху проводять регулярне вакуумне прибирання, що дає змогу зібрати пил в будь-якому місці приміщення, навіть у важкодоступних місцях.

Виробничий шум

Відповідно до [25] нормуються допустимі рівні звукового тиску L, дБ, залежно від частоти, характеру робіт і характеру шуму, або допустимі рівні звуку LА, дБа, залежно від характеру робіт і характеру шуму.

В даному дипломному проекті в приміщенні щитової нема шуму вище за межі, вказані в таблиці 4.3:

Таблиця 4.3 - Допустимі рівні звукового тиску

Робоче місце	Рівні звукового тиску, дБ, в октавних смугах зі середньогеометричними частотами, Гц	Рівні шуму і еквівалентні рівні шуму, дБА
	31,5	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Операторська	96	83	74	68	63	60	57	55	54	65
Стенд	107	95	87	82	78	75	73	71	69	80

У приміщенні щитової знаходяться наступні джерела шуму: принтер і вентилятор системного блоку. Шум, що виробляє вентилятор, можна вважати постійним, інші джерела шуму - імпульсні. Рівень звука, обмірюваний за шкалою А шумомера при роботі всього устаткування, що дозволяє зробити висновок про відповідність рівня звуку в приміщенні вимогам.

Для створення комфортних умов праці оперативного персоналу проектом передбачається також шумозахист приміщення пульта оперативного керування приміщення: подвійний вітраж, що виконує роль тамбура входу, стіни приміщення устелені плиткою, підвісна стеля виконана з шумопоглинаючих плит.

Виробничі вібрації

Відповідно до [27] нормуються допустимі величини віброшвидкості, м/с, віброприскорення, м/с2 або логарифмічні рівні віброшвидкості, дБ, залежно від частоти коливань, їх виду, напрямку і часу дії протягом зміни.

В приміщенні операторської вібрації не перевищують меж, вказаних в таблиці 4.4.

Таблиця 4.4 - Допустимі вібрації

Частота, Гц	Амплітуда, мм	Вібро- швидкість, м/с	Вібро-прискорення, м/с2	Логаріфмічні рівні віброшвидкості
8-15 15-25	0,05-0,03 0,03-0,009	0,25-0,20 0,28-0,17	13-27 27-32	99-93 ?92

Для виміру вібрацій використовують шумовібровимірювальний комплект ИШВ-1, що реєструє амплітуди вібрацій від 0,005 мм до 1,5 мм. Заходи, що проводяться з метою не допустити вібрації: контроль за експлуатацією, монтажем, ремонтом устаткування, виконання правил технічної експлуатації машин, упроваджуються нові технології і засоби автоматизації на базі СВТ.

Виробничі випромінювання

Іонізуюче випромінювання - будь-яке випромінювання, взаємодія якого із середовищем приводить до утворення в середовищі електричних зарядів різних знаків, тобто іонізації середовища.

У приміщенні оперативного пульта керування основним джерелом іонізації повітря є термінали. Санітарно-гігієнічними нормами регламентується кількість позитивних і негативних іонів у 1 см3 повітря [26].

Їхні оптимальні значення приведені в таблиці 4.5.



Таблиця 4.5 - Оптимальна і припустима кількість іонів обох знаків у 1 см3 повітря

	Кількість іонів у 1 см3 повітря
	П +	П -
Мінімально необхідне	400	600
Оптимальне	1500-3000	3000-5000
Максимально необхідне	50000	50000

Для нормалізації іонного складу повітря застосовується вентиляція приміщення. Крім того, дотримується особливий режим роботи з терміналами - протягом кожних 3-х годин роботи термінал відключається на 10 хв.

4.3 Пожежна безпека та профілактика

Джерелами загоряння в приміщенні можуть бути: коротке замикання, перевантаження електромереж, захламленість приміщення, несправність освітлювальних приладів, діяльність оператора. [28]

Тому для запобігання пожежі прийняті міри:

застосовуються плавкі запобіжники, електромагнітні розщіплювачі для захисту від короткого замикання і струмів тривалих перевантажень; мережа з напругою 220 В виконана проводами у вініпластових трубах, прокладена в підлозі і стінах;

освітлювальні установки піддаються постійному нагляду: регулярному очищенню освітлювальних приладів, своєчасній заміні перегорілих ламп, поточному і профілактичному ремонту;

проводиться контроль за справністю електропроводки;

Влаштування приміщень автоматичними установками пожежогасіння здійснюється у відповідності з [29]. В якості вогнегасного засобу застосовується розпилена вода. Установкою автоматичного водяного пожежегасіння захищаються кабельні приміщення, маслогосподарства турбоагрегатів. На розподільчій мережі АПГ кабельних приміщень встановлюються зрошувачі ДВ-10; для гасіння трансформаторів і маслогосподарства застосовані зрошувачі ОПДР-15 Автоматичний пуск системи пожежогасіння виконується:

для кабельних приміщень від датчиків пожежної сигналізації типу ДИП-2 з пультами ППС-3;

для блочного трансформатора і трансформаторів в.п. від релейного захисту трансформаторів;

Управління всіма системами пожежогасіння здійснюється від панелей пожежогасіння, які встановлені в приміщенні ЦЩУ та кнопками управління засувками пожежогасіння на місцях.

Технологічними рішеннями передбачається газотурбінну установку обладнати системою автоматичного газового (СО2) пожежогасіння, яка складатиметься, в свою чергу з:

системи датчиків рівня температури у відповідних зонах турбоустановки;

системи сопел, розміщених у відповідних зонах;

системою клапанів та трубопроводів, що з'єднують відповідні зони з ресиверною установкою, що містить вуглекислий газ під тиском.

вогневі роботи на обладнанні, розташованому в зоні діючого устаткування і виробничих приміщеннях, проводити за нарядом - допуском



Розділ 5. Економічна частина

Складемо кошторис по створеній АСР печі для випалювання цегли. Вартість монтажних робіт складає 20% від вартості обладнання. Зарплата 0,03% від вартості обладнання.

Таблиця 5.1 - Кошторис

№ п/п	Найменування обладнання	Од. вим	К-ть	Вартість одиниці, грн	Загальна вартісь, грн
				Облад нання	Монтажних робіт	Облад- нання	Монтажних робіт
					Всього	Заробітня плата		Всього	Заробітня плата
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
1	Термоелектричний перетворювач ТПУ-0304	шт	7	850	170	25,5	5950	1190	178,5
2	Термоперетворювач опору ТСМУ-0198	шт	1	300	60	9	300	60	9
3	Термоелектричний перетворювач ТХАУ	шт	1	1685	337	50,55	1685	337	50,55
4	Датчик тиску ДМП3331	шт	2	4760	952	142,8	9520	1904	285,6
5	Датчик диф.тиску PS-1500	шт	3	459	91,8	13,77	1377	275,4	41,31
6	Витратомір ДМЕР-МИ	шт	3	600	120	18	1800	360	54
7	Діафрагма камерна	шт	3	2500	500	75	7500	1500	225
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
8	Виконавчий механізм Belimo LHQSR24A-100	шт	1	433,33	86,66	13	433,33	86,66	13
9	Частотний перетворювач DanfossHVACFC-102	шт	2	68568,84	13713,77	2057	137137,7	27427,54	4114,13
10	Блок ручного управління БРУ-10	шт	1	2666,6	533,33	80	2666,6	533,33	80
11	Комутаційний модуль CM1241	шт	1	1994	398,8	59,82	1994	398,8	59,82
12	Модуль вводу аналоговий SM1231	шт	1	4885,6	977,13	146,57	4885,6	977,13	146,57
13	Блок живлення РМ1207	шт	1	1880	376	56,4	1880	376	56,4
14	Контролер Siemens S7-1200 (CPU)	шт	1	7215	1443	216,45	7215	1443	216,45
15	Автоматичний вимикач 3Vn 5200	шт	2	3840	768	115,2	3840	768	115,2
16	Виконавчий механізм Belimo GM24A	шт	1	2833,3	566,66	85	2833,3	566,66	85
17	Модуль вводу аналоговий SM1234	шт	1	4885,6	977,13	146,57	4885,6	977,13	146,57
18	Пакетний вимикач 5 ТЕ1340	шт	1	2100	420	63	2100	420	63
19	Автоматичний вимикач 5SX21	шт	2	120	24	3,6	120	24	3,6
20	Клемник Phoenix Contact UK 5 N	шт	2	6,75	ё	0,2025	13,5	2,025	0,405
21	Блок живлення Sitop lite PSU	шт	2	1426	285,2	42,78	1426	285,2	42,78
22	КБЗ-24-14	шт	1	225	45	6,75	225	45	6,75
23	Кабель силовий ВВГ 5х5	м	40	360	72	10,8	360	72	10,8
24	Кабель контролю КВВГE 4х0.75	м	700	5	1	0,15	3500	700	105
25	Кабель контролю КВВГE 5х1	м	150	10	2	0,3	1500	300	45
26	Кабель контролю КВВГE 4х1	м	250	8	1,6	0,24	2000	400	60
27	Кабель контролю КВВГЕ 7х1.5	м	150	15,5	3,1	0,465	2325	465	69,75
28	Гофротруба 350 Н ПЕ d=20/14,1	м	1200	3,86	0,579	0,1158	4632	694,8	138,96
29	DIN-рейка	шт	6	7,78	1,167	0,2334	46,68	7,002	1,4004
30	Щит Sarel малогабаритний	шт	1	1954	390,8	58,62	1954	390,8	58,62
Всього	216113,3	42995,48	6493,165

Загальна вартість: 265602грн

АСР дає економічний ефект завдяки зменшенню витрати природнього газу. Відомо, що витрата природного газу зменшилась на 0.42% за год. Знаючи, що кількість годин роботи об'єта складає 8000 год/рік, можемо скористатися формулою:

; (5.1)



; (5.2)

-термін окупності системи

К - капіталовкладення (вартість системи)

Е - економічний ефект від впровадження системи

- зменшення витрати природного газу м3

- ціна природного газу за 1000 м3.

Тр = час роботи за рік, год

Враховуючи, що середній час роботи будь-якої системи автоматизації без необхідності переобладнання складає 6 років, можемо зробити висновок, що система автоматизації є економічно доцільною.



Висновок

Розроблена АСР повністю відповідає поставленим вимогам. Передаточна функція об'єкту має вигляд

.

За допомогою декількох методів були обраховані налаштування ПІ регулятора для одноконтурної системи. Поставлені вимоги, щодо показників якості, задовольняли 2 метода. Проте для печі з випалювання цегли коливання температури по каналу завдання небажані, тому були обрані налаштування регулятора, які дозволяються уникнути коливань температури. За методом Chien'a(0% перегулювання)були отриманні наступні налаштування регулятора

Регульованою величиною є температура в зоні випалювання. Вона підтримується витратою природного газу, а також повітря, яким його спалюють. В якості ВМ на газопроводі було обрано електропривід для заслінок BelimoLHQ24A-SR100. Для керування витратою холодного повітря було обрано частотний перетворювач DanfossHVACFC-102, який впливає на двигун вентилятора. Також було побудовано схеми інформаційної та керуючої функцій. По відповідним схемам було розрахована надійність реалізації цих функцій. В результаті була отримана нерівність, що свідчить про відповідність АСУ поставленим вимогам.



Розроблена система була змодельована за допомогою спеціального програмного забезпечення. Нижній рівень імітовано на основі емулятора контролера PLCWinNT24 та завантаженої в нього програми, створеної в середовищі CoDeSys мовою FBD. В якості супервізорного рівня була розроблена HMI/SCADAсистема. Об'єкт був змодельований в середовищі MatLab. Всі елементи об'єднуються через OPC сервер, що й забезпечує зв'язок між ними.

В розділі охорони праці запропоновані технічні рішення із забезпечення безпечної експлуатації засобів автоматизації, а також технічні рішення з гігієни праці та виробничої санітарії та розглянуті питання з пожежної безпеки та профілактики.

Даний проект є економічно доцільним, про що свідчить його швидкий термін окупності 2,34 роки..

В графічній частині проекту виконано схему програмно технічного комплексу, схему автоматизації функціональну, схему принципову електричну, креслення щита загальне, схему з'єднань зовнішніх проводок та графічні ілюстрації до розрахункової частини. На всіх графічних роботах присутні всі чотири контури регулювання, включаючи той контур, що розраховувався в даному дипломному проекті.



Список літератури

1. Ралко А.В., Крупа А.А., Тепловые процессы в технологии силикатов. -К.: Вища шк., 1986. -232с.

2. Булавин И.А. Тепловые процессы в технологии силикатных материалов. М.: Стройиздат. 1982. -248с.

3. Бабушкин В.И., Матвеем Г.М. Термодинамика силикатов. -М. Госстройиздат, 1972. -266с.

4. Будников П.П. Химическая технология керамики и огнеупоров. -М.: Стройиздат, 1972. -551с.

5. Голінко І. М. Процес випалювання кераміки як об'єкт автоматизації. -К.: АТЕП, 2008. -48с.

6. Нохратян К.А. Сушка и Обжиг в промышленности строительной керамики М.: ГСИ, 1962. - 602 с. і З.А. Смолякова

7. Д.О. Ковалюк, С.М. Москвіна Моделювання технологічних параметрів з розподіленими параметрами.:М. Вінниця, ВНТУ, 2010. -58с.

8. Мазуров Д.Я., Роговой М.И., Волгина Ю.М. Теплотехника и теплотехническое оборудование предприятий промышленности строительных материалов Часть II. - М.: Стройиздат,1966. - 492 с.

9. Попов Л.Н. Общая технологія строительных предприятий. -М.: Вища шк., 1989, -204с.

10. Гурвич Р.М., Наумов М.М. Механизация производстав кирпича. -М.: Стройиздат, 1970. -223с.

11. Мороз И.И. Автоматизация производства строительной керамики. -К.: Гостстройиздат УССР, 1961. -98с.

12. Виговская А.П. Температурный режим обжига стеновых керамических изделий из отходов флотации углей:.-К., 1986.- 164с.

13. Глянець Д.Б. “Автоматизовані системи керування технологічними процесами”. ЖДТУ, ІКАТ.470014.029-ПЗ.

14. Siemens S7-1200. Технические данные. Руководство.

15. Каталог продукції ООО «Елемер».

16. Каталог продукції ООО «BD Sensor».

17. Каталог продукції ООО «Титан».

18. CНиП 2.09.02-85. Производственные здания.

19. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

20. ДСанПін 3.3.2.007-98. Державні санітарні правила і норми роботи з візуальними дисплейними терміналами ЕОМ.

21. Правила устройства электроустановок. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

22. ДНАОП 0.00-1.21-98. Правила безпечної експлуатації електроустановок споживачів. Держнаглядохоронпраці.

23. ДБН 3.3.6.042-99. Санітарні норми мікроклімату виробничих приміщень.

24. ГОСТ 12.1.005-88. ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

25. ДБН 3.3.6.037-99. Санітарні норми виробничого шуму, інфра- та ультразвуку.

26. ДНАОП 0.03-3.06-80. Санітарно-гігієнічні норми допустимих рівнів іонізації повітря виробничих та громадських приміщень.

27. ДСН.3.3.6.039-99. Державні санітарні норми виробничої загальної та локальної вібрації.

28. ГОСТ 12.1.004-91. ССБТ. Пожарная безопасность. Общие требования.

29. ГОСТ 12.2.003-91.ССБТ. Оборудование производственное. Общие требования безопасности.

Размещено на Allbest.ru