Автоматизация водогрейного котла VITOPLEX 100

При современных индустриальных методах монтажа все эти операции должны производиться в заготовительных мастерских или на производственных базах подсобного производства монтажных управлений (участков);

- сборочно-монтажные работы представляют собой сборку отдельных звеньев трубопроводов (или трубных блоков) в единую трубную трассу (или группу трасс).

Монтаж трубных проводок должен обеспечить:

- прочность и плотность труб, их соединений между собой и присоединений к арматуре, приборам и средствам автоматизации;

- надежность закрепления труб на опорных конструкциях;

- возможность удаления воздуха и газов из трубных проводок, заполняемых жидкостями, и сток влаги из трубных проводок, заполняемых газами;

- возможность их продувки и промывки.

Электрические проводки к приборам и средствам автоматизации прокладывают по кратчайшему расстоянию между соединяемыми приборами. С минимальным числом поворотов, параллельно стенам и перекрытиям. Во избежание электрических помех, по возможности проводки прокладывают дальше от технологического оборудования, электрооборудования, силовых и осветительных линий. Места прокладки электрических проводок должны быть доступны для монтажа и обслуживания. Особо повышенные требования предъявляют к прокладке измерительных электрических проводок, в связи с тем, что нарушение правил их прокладки может привести к снижению точности показаний всей измерительной системы, а в отдельных случаях к выводу её из строя.

Трасса выбирается с учетом наименьшего расхода проводов и кабеля. При открытой прокладке электропроводов в сухих помещениях, где отсутствуют газы, вредно действующие на изоляцию проводов и кабелей, и существуют возможность, механического повреждения, рекомендуется использовать стальные лотки. Высота установки лотков не должна быть меньше двух метров от уровня пола или площадки обслуживания. В щитовых помещениях, в которые имеет доступ только обслуживающие персонал, высота лотков не нормируется. В коробках и лотках рекомендуется прокладывать провода и кабели, собранные бандажами в пучки ( до 30 проводов в одном пучке). На лотках ручки располагаются в один ряд. На горизонтальных участках допускается прокладка проводов без объединения их в пучки.

Наружные электропроводки должны противостоять воздействию ветров, гололедов, осадков и быть защищены от непосредственного действия солнечных лучей.

Монтаж исполнительных и регулирующих устройств выполняется в точном соответствии с проектными материалами и инструкциями заводов-изготовителей. 

Качество работы автоматической системы регулирования или дистанционного управления в значительной мере зависит от способа сочленения исполнительного механизма (ИМ) с регулирующим органом (РО) и правильности его выполнения. Способы сочленения ИМ и РО определяются в каждом конкретном случае в зависимости от типа и конструкции РО и ИМ, их взаимного расположения, требуемого характера перемещения РО и других условий. Существует довольно много способов таких сочленений.

Следует убедиться, что сальниковое (или другое) уплотнение оси мотылька или других движущихся частей не пропускает регулируемую среду, а движущиеся части имеют свободный ход. Необходимо проследить, чтобы имеющаяся на оси регулирующего органа риска была достаточно четко выбита, а ее положение соответствовало положению регулирующего органа. За этим надо следить в процессе установки регулирующего органа или до его установки. Затем необходимо проверить, выполнены ли байпасные (обводные) линии в тех случаях, когда это предусмотрено проектом. Монтаж исполнительных механизмов производится на заранее подготовленных фундаментах, кронштейнах или конструкциях. Следует отметить, что работы должны выполняться специализированной организацией. Сочленение с регулирующим органом осуществляется тягами (жесткое) или тросом (в этом случае устанавливают противовес, действующий па открывание). Крепление исполнительного механизма должно быть, безусловно, жестким, а все узлы сочленения исполнительного механизма с регулирующим органом не должны иметь люфтов. Электрические исполнительные механизмы монтируются так же, как и гидравлические, но с учетом требований правил устройства электроустановок (ПУЭ). Провода к электрическим исполнительным механизмам подводятся так же, как к приборам. Электрические исполнительные механизмы обязательно должны быть заземлены.

10. Наладка автоматических устройств

10.1Определение структуры систем регулирования и принципов

Регулирования

Каскадно- связанная схема регулирования температуры котловой воды и температуры в котле.

Рисунок 8- Каскадно-связанная схема регулирования температуры котловой воды и температуры в котле.

Измеренная температура наружного воздуха Хвых4, температуру прямой воды ХвыхЗ поступает на отопительный график (в регуляторе VITOTRONIC 333), по отопительному графику прибор VITOTRONIC 333 выдает температуру уставки для регулятора VITOTRONIC 100 (per. 3 ; per. 2), который поддерживает ее с помощью МЭО, управляя заслонкой котловой воды Хвых1 и корректирует задание для регулятора (per. 2), который поддерживает температуру в котле (ОУ), с помощью подачи воздуха и через блок управления горелкой управляя регулировочным клапаном подачи газа. Для регулирования используем ПИД-регулятор.

Для обеспечения оптимального горения используем схему регулирования соотношения воздух, топливо, которое реализовано следующем образом. Давление воздуха хвых 1 и давление хвых 2 газа поступает в регулятор соотношения, который по ПИ закону вырабатывает регулирующее воздействие и управляя вентилятором поддерживает заданное соотношение воздух - топливо.

10.2 Качество системы регулирования

К автоматическим системам регулирования предъявляются требования не только относительно её устойчивости. Для работоспособности системы не менее необходимо, чтобы процесс автоматического регулирования осуществлялся при обеспечении определенных качественных показателей. Качество процесса регулирования системы, как правило, осуществляется по её переходной функции. Основными показателями качества являются время регулирования, время перерегулирования, колебательность и установившаяся ошибка. Показатели качества системы регулирования можно определить непосредственно из графика переходного процесса. Однако для построения этого графика необходимо решить дифференциальное уравнение системы, или экспериментально решить график переходного процесса. Числовое значение дифференциального уравнения и проведение эксперимента является трудоёмкой задачей, так как по условиям технологии эксперимент не всегда можно осуществить, и он требует наличия специальной аппаратуры. В связи с этим кроме определения показателей качества регулирования, по каналам переходного процесса в инженерной практике находят широкое применение косвенной оценки качества.

10.3 Расчет оптимальных параметров настройки системы регулирования

Для расчета оптимальных настроек регулирования температуры котловой воды. В результате проведенного эксперимента стабилизации температуры котловой воды, получены следующие данные. Получаем кривую разгона. Коб = 2, тоб = 1,5 мин, Тоб = З мин.

Для приближённой оценки объект аппроксимируется 2 -мя элементарными звеньями, соединёнными последовательно: апериодического звена первого порядка и запаздывающего звена. Передаточная функция данного объекта имеет вид переходного апериодического процесса.

|/п-- 0,950195___

Кр~ Коб Тоб /Тоб 2 х 1,5/3

Время интегрирования Ти = 2,4 х1.5 = 3,6 Время позиционирования Тп = 0,4 * 1,5 = 0.6

Вывод: для обеспечения апериодического процесса выбираем следующие оптимальные настройки регулятора: Кр= 0,95 ,Ти= 3,6 ; Тп = 0,6.

11. Эксплуатация электрооборудования и элементов автоматических

устройств

Поверка средств измерений - это совокупность операций выполняемых органами Государственной Метрологической Службы (другими уполномоченными на то органами и организациями) с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленным технологическим требованиям.

Калибровка средств измерений - это совокупность операций выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и пригодности к применению средств измерений, не подлежащего Государственному Метрологическому Контролю и Надзору. В поверку представляются СИ, подлежащие Государственному Метрологическому Контролю и Надзору.

Ремонт средств измерений и средств автоматизации.

Представляют собой комплекс операций по восстановлению их исправности или работоспособности и восстановлению их ресурса. Предусматривается выполнение текущего и капитального ремонта. Объём текущего и капитального ремонта устанавливается ремонтной документацией. Текущий ремонт выполняется для обеспечения или восстановления работоспособности средств измерений и средств автоматизации и состоит в замене или восстановлении отдельных частей. Капитальный ремонт выполняется для восстановления исправности или работоспособности СИ и СА и полного или близкого к полному восстановлению их ресурса с заменой или восстановлением любых их частей с последующей поверкой (калибровкой) средств измерений и контроля технического состояния средств автоматизации.

12. Техника безопасности при монтаже, наладке и эксплуатации

автоматических устройств системы управления

Крепление приборов на технологическом оборудовании и трубопроводах не должно нарушать целостности и работоспособности трубопровода и аппаратов, на которые они устанавливаются.

Запрещается выполнять: монтаж приборов, массой более 5 кг одним рабочим; монтажные работы на щитах, до их проектного заключения, монтаж приборов лестниц.

В местах установки приборов и средств автоматизации, труднодоступных для монтажа и эксплуатационного обслуживания, должно быть до начала монтажа закончено сооружение лестниц, колодцев и площадок, в соответствии с рабочими чертежами строительной части проекта. Крепление приборов и средств автоматизации на несущих конструкциях (стенах, щитах и т.п.) производят стандартными крепежными изделиями без сорванных резьб, шлицев и граней с необходимой затяжкой резьбовых соединений. При вибрациях в местах установки приборов, резьбовое соединение должны иметь приспособления, исключающие самопроизвольное их отвинчивание (пружинные шайбы, контргайки, шплинты и т.п.). Материалы прокладок и набивок, необходимые при установке приборов и средств автоматизации, должны быть предусмотрены проектом в соответствии с условиями работы приборов и средств автоматизации. Изменение материала закладных устройств, карманов и т.п. и их размеров без разрешения проектной организации запрещается.

При переносе все открывающиеся части должны быть надёжно закрыты, а для жидкостных приборов жидкость, находящаяся в негерметичных сосудах, должна быть слита в специальную тару.

При индивидуальном опробовании приборов и средств автоматизации следует соблюдать следующие меры предосторожности:

- пробное включение электрических приборов и регуляторов, следует проводить только после тщательной проверке правильности сборки схемы согласно проекту, проверке надежности контактов на всех приборах, аппаратах и других элементах схемы, а также после установки предупредительных плакатов;

- необходимо убедиться в отсутствии людей вблизи токоведущих частей;

- пробное заполнение пневматических и гидравлических приборов и регуляторов, а также импульсных линий рабочей средой, следует производить только после проверке правильности сборки схемы, согласно проекту, а так же в соответствии с заводскими монтажно-эксплуатационными инструкциями.

Индивидуальное опробование приборов производят только после отклонения импульсных линий от технологических аппаратов и трубопроводов.

13. Санитарно-технические, экологические и противопожарные

мероприятия, техника безопасности на производстве

Санитарно-технические и противопожарные мероприятия. Так как в процессе работы цеха, ни каких выбросов вредных веществ не происходит, используют естественную вентиляцию. Воздух перемещается под влиянием естественных факторов.

Всякий пожар легче всего ликвидировать в его начальной стадии, применив меры к локализации очага, чтобы предотвратить увеличение площади горения. Успех быстрой локализации и ликвидации пожара в его начальной стадии, зависит от использования соответствующих огнетушащих средств, наличие средств пожарной связи и сигнализации для вызова пожарной помощи. Кроме того, каждый работающий должен уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения и приводить в действие автоматические и ручные огнетушащие установки. В целях ликвидации очагов пожара, в цехе используются следующие средства пожаротушения внутренний пожарный кран, который снабжается рукавом, диаметр которого 50 мм, длина 20 м.

В рабочих помещении имеются:

- два пожарных крана;

- огнетушители химические пенные типа ОХП - 10;

- порошковые огнетушители ОПУ - 2;

- песок.

С целью своевременного оповещения о возникновении пожара действует система пожарной связи и оповещения. На телефонном аппарате закрепляется табличка с указанием номера телефона для вызова пожарной охраны.

Охрана труда и техника безопасности - это комплекс методов, разработанных и направленных на охрану здоровья и безопасности сотрудников предприятий в процессе выполнения ими их рабочих обязанностей в рабочее время, а также при работе сотрудников с различным оборудованием.

Техника безопасности - это комплекс мероприятий организационно-технического характера, которые направлены на создание безопасных условий труда на предприятии, позволяя снизить или исключить производственный травматизм. Для этого проверяют исправность действующего оборудования, защитных приспособлений к машинам, станкам, нагревательным установкам. Оптимизируют с целью безопасности условия работы, обеспечивая хорошую освещенность рабочих мест и производственных помещений, хорошую вентиляцию, своевременное удаление пыли и отходов производства, поддержание нормальной температуры в помещениях. Лицом, ответственным за выполнение условий безопасности труда на предприятии, проводится инструктаж по правилам техники безопасности на предприятии в целом и при работе с конкретным оборудованием, обучение персонала и проверка знаний о правилах безопасности. Также охрана труда на предприятии включает в себя обеспечение персонала инструкциями по технике безопасности, оснащение рабочих мест плакатами и наглядными пособиями по работе с оборудованием и изображениями, визуализирующими наиболее опасные места на производстве и действия, предотвращающие производственный травматизм.

Правила техники безопасности слесаря КИПиА

Слесарь КИПиА должен быть обучен специальной программе и сдать экзамен квалификационной комиссии, иметь не ниже второй квалификационной группы по эксплуатации электроустановок. перед допуском к работе каждый поступающий в цех должен быть ознакомлен с начальником цеха или его заместителем по техники безопасности, с общими правилами ведения работ, после чего мастер проводит инструктаж поступающего, на рабочем месте.

При этом рабочий должен быть ознакомлен с особенностями работы на данном рабочем месте, с оборудованием и инструментом. После инструктажа на рабочем месте рабочий допускается к стажировке и обучению на рабочем месте под руководством опытного рабочего, о чем издается приказ по цеху. К самостоятельной работе рабочий должен быть допущен только после окончания срока стажировки, установленного для данного рабочего места и после проверки знаний комиссией назначенной распоряжением по цеху. Рабочий обязан твердо знать опасные моменты своего рабочего места и методы устранения их.

При пожаре обслуживающий персонал обязан:

- немедленно вызвать пожарную охрану по телефону;

- приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения, не прекращая наблюдения за техническими средствами.

Лица, принимаемые на работу по обслуживанию тепломеханического оборудования, должны пройти предварительный медицинский осмотр и в дальнейшем проходить его периодически в сроки, установленные для персонала энергопредприятия.

Лица, обслуживающие оборудование цехов электростанций и тепловых сетей должны знать и выполнять правила техники безопасности, применительно к занимаемой должности. персонал, использующий в своей работе электрозащитные средства, обязан знать и выполнять правила применения и испытания средств защиты, используемые в электроустановках. Весь персонал должен быть обеспечен по действующим нормам спецодеждой, спецобувью и другими средствами защиты в соответствии с характеристикой выполняемых работ и обязан пользоваться ими во время работы. Весь производственный персонал должен быть практически обучен приемам освобождения человека попавшего под напряжение, от действия электрического тока и оказания ему доврачебной помощи, а также приемам оказания доврачебной помощи пострадавшим при других несчастных случаях. Каждый работник должен четко знать и выполнять требования правил пожарной безопасности и противоаварийного режима на объекте, не допускать действий, которые могут привести к пожару или загоранию.

14. Экономическая эффективность системы автоматизации

Таблица 4 - Затраты на приобретение, транспортировку и монтаж

Наименования	Кол-во	Стоим ед.	Сумма на оборуд.	Затраты на трансп.	Затраты на монтаж	Сумма затрат всего
1Термометры сопротивления ТСП 100П	9	480	4320	216	864	5400
2Расходомер Rosemaunt 8700	1	17000	17000	850	3400	21250
3Теплосчетчик HC 200WT	1	22000	22000	1100	4400	27500
4Концентрация ДГП-1	2	11300	22600	1130	4520	28250
5Манометр МТ-4И	6	3100	18600	930	3720	23250
6 Контроллер Vitotronic-100.333	4	11500	46000	2300	9200	57500
7Датчик реле АДП	1	11000	11000	550	2200	13750
8Магнитный клапан DVM-D/11	1	6200	6200	310	1240	7750
9 Электронный корректор объема газа SEVC-S	1	8200	8200	410	1640	10250
Итого						194900

Расчет амортизационных отчислений

Таблица 5 - Амортизационные отчисления

В рублях

Наименование	Сумма затрат	Норма амортизационных отчислений	Сумма амортизационных отчислений
1Термометры сопротивления ТСП 100П	5400	33,3	1798
2Расходомер Rosemaunt 8700	21250	20,0	4250
3Теплосчетчик HC 200WT	27500	20,0	5500
4Концентрация ДГП-1	28250	33,3	9407
5Манометр МТ-4И	23250	33,3	7742
6 Контроллер Vitotronic-100.333	57500	20,0	11500
7Датчик реле АДП	13750	33,3	4579
8Магнитный клапан DVM-D/11	7750	33,3	2581
9 Электронный корректор объема газа SEVC-S	10250	20,0	2050
Итого			49407

Расчет снижения себестоимости продукции за счет автоматизации производства

Расчет экономии энергозатрат

Таблица 6 - Виды экономии энергии в год

В рублях

Наименование	Ед. измер.	Цена за ед. (без НДС Руб	Норма расхода	Сумма расхода руб	Сумма экономии руб
			до авт.	после авт.	до авт.	после авт.
Электро-энергия	КВт/ч	3,12	418760	397822	1306531	1241205	65326
Природный газ	Куб.м	4371,48 за 1000 куб м	1879900	1785905	8217945	7807048	410897

Расчет экономии фонда зарплаты

Таблица 7 - Фонд зарплаты рабочих цеха КИПиА

В рублях

Профессия	Система оплаты труда	Тарифный разряд	Численность	Дневная тар. ставка	Доплаты	Основной фонд	Дополная зар.плата	Годовой фонд зар. платы
					Премия		сумма % к осн.ф
					%	Сумм-ма
Служба КИПиА	повременно премиальная	6	2	1000	30	300	566800	75384 13,3	642184
Приборист	повременно премиальная	6	2	1000	40	400	610400	81183 13,3	691583
Итого							1177200	156567	1333767

Таблица 8 - Сравнительная калькуляция

В рублях

Статьи расхода	Себестоимость до автоматизации	Себестоимость после автоматизации	Полученная экономия или перерасход
Электроэнергия	1306531	1241205	- 65326
Природный газ	8217945	7807048	- 410897
Зарплата рабочих	1333767	1333767	0
Начисления на зарплату (34,3%)	457482	457482	0
Амортизация дополнительного оборудования	0	49407	-49407
Всего	11315725	10888909	- 426816

Расчет технико-экономических показателей

Расчет прибыли: (8)

где - себестоимость единицы продукции до и после автоматизации.

П = 11315725-10888909 = 426816 руб

Расчет срока окупаемости вложенных капитальных затрат

(3)

где, Кз - капитальные затраты

П - Полученная прибыль от автоматизации.

Ток = года

Нормативный срок окупаемости средств автоматизации - 3 года, значит, наш срок окупаемости меньше предела нормативного.

Расчет коэффициента эффективности внедренных средств автоматизации составит:

(4)

где, Ток - срок окупаемости средств автоматизации

Годовой экономический эффект от внедрения средств автоматизации составит

(5)

Кэн - нормативный коэффициент эффективности (0,33)

Эгод = (11315725-10888909) - 0,33 х 194900 = 362499

Вывод: за счет внедрения средств автоматизации газовой котельной ЗАО «ЛИТ» сократились затраты на выработку теплоэнергии. Экономия затрат на выработку теплоэнергии в год составила в сумме 426816 руб., в том числе электроэнергии 65326 рублей, природного газа 410897 рублей. В результате за счет экономии энергоресурсов при внедрении средств автоматизации производственного процесса годовой экономический эффект составил 362499 рублей. Срок окупаемости - 0,5 года.

Заключение

В данном дипломном проекте бала проанализирована система автоматизации управления процессом приготовления горячей воды.

Взамен некоторого приборного парка было установлено новая микропроцессорная техника.

Внедрение новой системы способствует улучшению качества регулирования и точности, увеличению производительности труда операторов и обслуживающего персонала, улучшению их работы. В дипломном проекте разработана функциональная схема автоматизации процесса приготовления горячей воды. Также выполнен проект схем внешних соединений, сигнализации и схема общего вида щита, которая была изменена.

В экономической части дипломного проекта проведен расчет экономической эффективности от внедрения новой системы в процесс приготовления горячей воды и определен срок окупаемости, который составляет 0,5 года. Произведенные расчеты показывают, что внедрение автоматизации не привело к уменьшению персонала. Позволило уменьшить затраты природного газа и электроэнергии, а производительность оставить на прежнем уровне.

Список литературы

1 ГОСТ 2.105- 95 Общие требования к текстовым документам

2 Подлесный Н.И. Элементы систем автоматического управления и контроля/ Подлесный Н.И Киев: Высшая школа, 1982.

3 Шкатов Е.Ф. Технические измерения и КИП на предприятиях химической промышленности / Шкатов Е.Ф. М., Химия, 1986

4 Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности/ Шувалов В.В - Москва: Химия, 1991 г.

5 Каталог продукции Прософт 2004/2005 (10.0) - Москва, 2004 г.

6 Отчет по технологической практике.

7 Клюев А.С. Автоматическое регулирование/ Клюев А.С. - М: Высшая школа, 2001 г.

8 Каталог ПКФ СТАТУС,2000 г.

9 Головинский О.И. Основы автоматики/ Головинский О.И. - М: Высшая школа, 1987

10 Келим Ю.М. Типовые элементы систем автоматического управления.

Размещено на Allbest.ru