Автоматизированная система управления линии обработки деревянных панелей

Еще одна важная особенность сети Ethernet/IP - зто то, что она использует серийные компоненты Ethernet и стандартные аппаратные средства передачи данных. Такой подход позволяет получить экономичное решение для приложений производственного уровня, используя знакомую и понятую инфраструктуру.

Таблица 2.3

Технические характеристики сети Ethernet/IP

Размер сети	масштабируемая сеть, размер практически не ограничен;
Скорость передачи данных	10, 100, 1000 Мбит/с;
Протяженность линий связи	10/100 Base-T - 100 м; при применении оптоволоконного кабеля длина линии связи составляет 352000м, в зависимости от типа кабеля и скорости передачи данных;
Топология сети	звезда;
Адресация	инкапсуляция (многоуровневое вложение заголовков);
Структура данных	первые четыре слоя протокола являются стандартными и обеспечивают: передачу данных, доступ к шине, Интернет-протокол (IP) и TCP/UDP протоколы; над этими слоями располагаются пакеты данных CIP протокола Ethernet/IP.

3. Организационно-экономический раздел

3.1 Технико-экономическое обоснование НИР

Целесообразность проведения научно-технических решений можно установить лишь на основе технико-экономического анализа.

Научное исследование представляет собой процесс подготовки и осуществления инновационных изменений в науке и технике. В результате этого процесса появляется возможность реализации этих изменений (инноваций: новые материалы, новая технология, новая техника). В деловых рыночных отношениях имеет место конкуренция товаропроизводителей, заинтересованных в обновлении продукции, и наличие рынка конкурирующих нововведений. Поэтому существует рыночный отбор нововведений. В связи с этим еще более возросла роль оценки экономической эффективности использования результатов научно-исследовательских работ (НИР). Указанные факторы обуславливают особые требования, предъявляемые к отбору научно-исследовательских работ.

В дипломном проекте используется промышленный контроллер CompactLogix производства фирмы Allen Bradley. В этом контроллере воплощены: большая производительность, короткий цикл обработки кода программы, быстрая обработка модулей входов и выходов, большой выбор встроенных функций, которые позволяют оптимизировать код программы, сокращать период разработки модулей данных.

Внедрение контроллеров и связь их с современными ЭВМ, ПЭВМ ведет к интеграции автоматизированных систем управления технологическим процессом (АСУТП) и новейших программ в области визуализации. Эта связь ведет к тому, что процесс становится легкоуправляемым и контролируемым. Операторы переходят на новый уровень работы. Также новые ПЭВМ создают связь между процессом и разработчиками, экономическими отделами предприятия, отделами сбыта. Наглядность работы даёт возможность увидеть все плюсы и минусы производственного процесса, позволяя тем самым планировать будущие изменения.

Внедрение дипломной работы связано с производственной и технологической необходимостью. Задача продиктована необходимостью в расширении производства. Достижение целей дипломной работы связано с непосредственным осуществлением автоматизации и расширением функциональных возможностей.

Источниками эффективности разработки и внедрения системы являются:

разработки в области устройств автоматизирования систем;

комплексный подход к автоматизации ТП и созданию АСУТП;

обеспечение надежности системы и защиты устройств на более высоком уровне;

современные разработки в области программирования контроллеров, создания систем визуализации и управления ТП.

Разрабатываемая АСУ ТП предназначена для управления конвейерной системой распределения и подачи продукции на упаковку на базе контроллеров фирмы Allen Bradley, а также системы визуализации фирмы Wonderare Intouch 10.1. Система предоставляет возможность управления процессом в ручном и автоматическом режиме с автоматизированного рабочего места со SCADA системой или непосредственно на объекте управления.

В создании АСУТП применялись последние достижения в области разработки автоматизированных систем: контроллеры управления процессом, система визуализации и новейшее программное обеспечение, позволяющее легко и быстро, зафиксировать любые модификации системы.

3.2 Расчет затрат на разработку АСУ ЛОП

В стоимость разработки АСУ ТП включаются следующие расходы:

Затраты на материалы.

Основная заработная плата участников исследования (ОЗП).

Дополнительная заработная плата исполнителей (ДЗП).

Отчисления на социальное страхование (ОСС).

Текущий ремонт и содержание основных средств:

амортизационные отчисления (АО);

затраты на ремонт и содержание оборудования (СиР).

Затраты на технологическую электроэнергию;

Прочие расходы (ПР).

К статье "Затраты на материалы" относим все затраты на оптические носители данных, бумагу для печатающих устройств, канцтовары и прочее. Определение затрат производится по экспертным оценкам и в соответствии с прейскурантами (прайслистами). Расчет этой статьи производится в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Затраты на материалы

№ п/п	Наименование материала	Единица измерения	Кол-во	Цена за ед., [руб]	Цена общая, [руб]
1.	USB флешь накопитель	шт	1	500	500
2.	Бумага	упаковка	2	150	300
3.	Канцтовары	комплект	2	100	200
4.	Книги	шт	5	80,00-500,00	1000
	ИТОГО:	2000

К статье "Основная заработная плата" относим заработную плату следующих участников исследования:

Руководитель дипломной работы;

Консультант по организационно-экономическому разделу;

Консультант по экологии и безопасности;

Инженер-разработчик;

Эта статья представлена в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Основная заработная плата участников исследования

№	Участники исследования	Количество человек	Тарифная ставка, [руб/час]	Трудозатраты,[час]	Общая ОЗП, [руб]
1.	Руководитель дипломной работы	1	285	19,5	5557,5
2.	Консультант по организационно-экономическому разделу	1	285	4	1140
3.	Консультант по экологии и безопасности	1	205	4	820
4.	Инженер-разработчик	1	300	600	180000
	ИТОГО:				187517,50

Расходы по статье "Дополнительная заработная плата" составляют 10% от ОЗП:

ДЗП = ОЗП * 0,1 = 187517,50 * 0,1 = 18751,75 руб

Затраты по статье "Страховые взносы" составляют 30% от суммы основной и дополнительной заработных плат:

ОСС = (ОЗП + ДЗП) * 0,3 = (187517,50 + 18751,75) * 0,3 =61880,78руб.

Статья "текущий ремонт и содержание основных средств" включают в себя затраты на амортизационные отчисления (АО), ремонт и содержание оборудования (СиР), приобретение и поддержку программного обеспечения. Затраты на амортизационные отчисления составляют 25% в год от стоимости оборудования (СО), которая представлена в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Стоимость оборудования

№ п/п	Наименование	Кол-во	Ед.	Цена, [руб]	Сумма, [руб]
1	Блок питания PS 307, 5А	1	шт	6400,00	6400,00
2	CPU 314	1	шт	27560,	24560,00
3	Флеш-карта MMC, 128 kB	1	шт	3200,00	3200,00
4	Коммуникационный процессор, CP-343-1	1	шт	47040,00	47040,00
5	Модуль быстрых счетчиков, FM-352	1	шт	37280,00	37280,00
4	Дискретный модуль ввода постоянного тока Allen Bradley.	3	шт	11520,00	34560,00
5	Дискретный модуль вывода постоянного тока Allen Bradley.	2	шт	15960,00	31920,00
6	Аналоговый модуль ввода Allen Bradley	1	шт	1394,00	1394,00
7	Контактор 6А, 3кВт/400В, DC 24В, 3-полюсный	5	шт	1681,00	8405,00
8	Блок питания Sitop	1	шт	15800,00	15800,00
9	Межсетевой шлюз Allen Bradley 22-COMM-E	1	шт	26720,00	26720,00
10	Межсетевой шлюз Allen Bradley 24-COMM-E	2	шт	56000,00	112000,00
11	Автоматический выключатель С4А	17	шт	1900,00	32300,00
12	Автоматический выключатель С3А	24	шт	1400,00	33600,00
13	Автоматический выключатель С2А	3	шт	1100,00	3300,00
14	Преобразователь частоты ATV32	17	шт	7000,00	119000,00
15	Серво ЧП Lexium 32	24	шт	19400,00	465600,00
16	Коммуникационная карта для ЧП	41	шт	5200,00	213000,00
17	Сенсорный промышленный компьютер	5	шт	50000,00	250000,00
18	Оптический датчик Omron	20	шт	3000,00	60000,00
19	Оптический датчик Omron	13	шт	6720,00	87360,00
20	Датчик уровня герконный	8	шт	1280,00	10240,00
21	Датчик температуры	4	шт	7640,00	30560,00
22	Шкаф двухдверный RITTAL и комлектующие	2	шт	34880,00	69760,00
23	Лампа освещения шкафа	4	шт	5000,00	20000,00
24	Вентилятор для охлаждения шкафа	2	шт	5200,00	10400,00
25	Промышленный компьютер Princeps-2H-2	1	шт	36000,00	36000,00
26	Work switch	17	шт	480,00	8610,00
27	Кнопка Em-STOP	5	шт	840,00	4200,00
28	Wonderware Intouch 10.1	1	шт	69160,00	69160,00
29	Runtime WinCC flexible 2008	1	шт	56000,00	56000,00
30	Контактор	15	шт	800,00	12000,00
31	PC-адаптер (MPI/USB)	1	шт	13535,00	13535,00
32	Din рейка, 2000мм	5	шт	350,00	1750,00
33	Клемма	600	шт	45,00	27000,00
34	Провода, кабели				40000,00
35	Прочее (стяжки, пластины с описанием)				20000,00
	ИТОГО:	2045404,00

АО = СО * 0,25 / 12 = 1482714,00* 0,25 / 12 = 30889,88 руб.

Затраты на ремонт и содержание оборудования составляют 50% от затрат на амортизацию:

СиР = АО * 0,5 = 30889,88 * 0,5 = 15444,94 руб.

Затраты на технологическую электроэнергию рассчитываются по формуле:

ЗЭЛ = N * a,

где N - установленная мощность оборудования, кВт/час, a - тариф за 1 кВт/час электроэнергии (по данным Мосэнерго в среднем 3,58 руб.).

ЗЭЛ = N * a = 17 * 3,58 = 60,86 руб/час.

Следовательно, при 40-ка часовой рабочей неделе, расходы на электроэнергию за месяц будут составлять 9737,60 руб.

Статью "Прочие расходы" составляют 5% от суммы статей затрат на материалы, фонда оплаты труда, затрат на текущий ремонт и содержание основных средств, а также затрат на электроэнергию:

ПР = (СМ + ОЗП + ДЗП + ОСС + АО + СиР + ЗЭЛ) * 0,05 = (2000 + 187517,50 + 18751,75+ 61880,78 +30889,88 + 15444,94 + 9737,60) * 0,05 = 16311,12 руб

Себестоимость разработки АСУ ТП для АСУ РиПП представлена в табл. 3.4.

Таблица 3.4.

Смета затрат на разработку АСУ ТП

№ п/п	Статья расходов	Сумма расходов, [руб]	%
1.	Затраты на материалы	2000,00	0,58
2.	Основная заработная плата	187517,50	54,74
3.	Дополнительная заработная плата	18751,75	5,47
4.	Отчисления на социальное страхование	61880,78	18,07
5.	Амортизационные отчисления	30889,88	9,02
6.	Затраты на ремонт и содержание оборудования	15444,94	4,51
7.	Затраты на технологическую электроэнергию	9737,60	2,84
8.	Прочие расходы	16311,12	4,76
	ИТОГО:	342533,56	100

Использование ПО в общем случае включает в себя:

собственно использование потребителем приобретенного ПО;

возможность получения квалифицированных услуг по внедрению и эффективному использованию ПО.

Поставка потребителям ПО и предоставление услуг по их освоению осуществляется по договорным ценам в соответствии с соглашением, заключенным с заказчиком. Договорная цена учитывает и отражает экономические интересы организации производителя и организации пользователя ПО, научные и производственные интересы сторон, предполагаемый объем освоения ПО, масштабы использования, а также конкурентоспособность.

В договорную цену включаются затраты, непосредственно связанные с производством и передачей ПО и установленный (принятый) норматив рентабельности.

Ц = С + П, где

Ц - цена ПО, [руб];

С - смета затрат на разработку, [руб];

П - прибыль, [руб].

П = (С - См) * R, где

См - затраты на материалы, [руб];

R - рентабельность, R= 50%.

П = (342533,56- 2000) * 0,5 = 170266,78 руб.

Ц = 342533,56+ 170266,78 = 512800,34 руб.

3.3 Оценка экономической эффективности разработанной АСУ ЛОП

Целью данной системы является обеспечение распределения и подачи продукта на упаковку. Система не имеет значительного прямого экономического эффекта, но имеет огромное значение для работы всей производственной линии. Благодаря внедрению данной системы обеспечивается увеличивается скорость упаковки продукции, что позволяет повысить производительность производственной линии.

Для достижения максимальной производительности системы и получения наибольшей экономической эффективности необходимы следующие требования:

Электрическое оборудование согласно спецификации.

Для управления процессом необходим контроллер фирмы Allen Bradley.

Для организации межсетевого взаимодействия и совместной работы системы как единого целого необходимы межсетевые шлюзы Allen Bradley 22-COMM-E

Для реализации интерфейсной части взаимодействия между процессом и оператором необходима ПЭВМ со следующей конфигурацией: оперативная память 2048 Мб; центральный процессор Intel Core 2 Duo 3,0 ГГц; наличие HDD 250 Гб (для хранения истории); монитор 19'' c разрешением экрана не менее 1280х1024 пикселей;.

Программное обеспечение для программирования контроллеров фирмы RSlogix 5000.

Программное обеспечение для визуализации процесса и контроля за процессом, которое осуществляет интерфейс взаимодействия между оператором процесса и контроллером - пакет Wonderware Intouch 10.1, включающий в себя приложение RunTime.

Набор лицензий для среды программирования и SCADA.

Расчет экономического эффекта производится на основе разности приведенных затрат по базовому и проектному вариантам, где (б)- указывает на базовый вариант, а (п)- на проектный вариант.

За базовый вариант при расчетах технико-экономических показателей принимаем ручные распределение продукта по зонам и корректировку подачи продукта в лаги упаковочной машины, со всеми вытекающими отсюда недостатками. Коренным недостатком такой системы является низкая скорость работы производственной линии, пропуски лаг, которые могут приводить к обрыву упаковочной пленки. Отсюда неполная загрузка оборудования, периодические простои и, как следствие, малая эффективность работы всего производства и материальные убытки.

Новая система решает проблему производства в целом, давая возможность работать производственной линии при полной загрузке. Полностью устраняет проблему материальных издержек, связанных с простоями оборудования. Гарантирует работу системы на новом уровне с высокой степенью надежности. Эффективно решает проблему с загрузкой обслуживающего и управляющего персонала, упрощает контроль и составление отчетной документации, снижает количество ошибок и воздействие человеческого фактора.

Экономический эффект достигается за счет:

повышения качества вычислительных работ;

сокращения сроков расчета;

снижения трудоемкости работ;

уменьшения вероятности ошибок;

устранения материальных издержек, возникающих за счет простоя оборудования в случае ручного распределения продукта по зонам и корректировки подачи продукта в лаги упаковочной машины.

Расчет "Стоимости материалов" по базовому и проектному вариантам производится в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Затраты на материалы по базовому и проектному вариантам

№	Наименование материала	Единица измерения	Цена за единицу, [руб]	Базовый вариант	Проектный вариант
1.	Бумага	упаковка	150	2	300	2	300
2.	Канцелярские принадлежности	комплект	100	2	200	2	200
3.	Чертежные	комплект	200	2	400	-	-
4.	Ватман	шт	5	5	25	-	-
5.	Калькулятор	шт	75	1	75	-	-
6.	USB флеш накопитель	шт	1	-	-	1	500
	ИТОГО:	1000		1000

Расчет "Основной заработной платы" исполнителей по базовому и проектному вариантам представлен в табл. 3.6.

Таблица 3.6

Основная заработная плата исполнителей по базовому и проектному вариантам

№ п/п	Категория исполнителя	Среднемес. зар. плата, [руб]	Базовый вариант	Проектный вариант
			Кол-во исполнит.	Основная зар. плата, [руб]	Кол-во исполнит.	Основная зар. плата, м
1.	Экономист	21500	1	21500	1	21500
2.	Технолог	27000	1	27000	1	27000
3.	Сотрудник отдела планирования и развития	24000	1	24000	1	24000
4.	Начальник смены	31000	4	124000	4	124000
5.	Оператор	22000	10	220000	4	88000
	ИТОГО:	17	416500	11	284500

"Дополнительная заработная плата" исполнителей составляет 10% от ОЗП:

ДЗП(б) = ОЗП(б) * 0,1 = 416500 * 0,1 =41650 руб.

ДЗП(п) = ОЗП(п) * 0,1 = 284500 * 0,1 = 28450 руб.

"Страховые взносы" составляют 30% от суммы основной и дополнительной заработных плат:

ОСС(б) = (ОЗП(б) + ДЗП(б)) * 0,30= (416500+ 41650) * 0,30 = 137545 руб.

ОСС(б) = (ОЗП(б) + ДЗП(б)) * 0,30 = (284500 + 28450) * 0,30 = 93885 руб.

Годовая норма амортизации составляет 25% от капитальных затрат, соответственно месячная составляет 25/12 = 2,083 %. "Амортизационные отчисления" по базовому и проектному вариантам составляют 2,083 % от капитальных вложений, которые представлены в табл. 3.7.

Таблица 3.7

Капитальные затраты

№ п/п	Наименование	Ед. изм	Цена за единицу, [руб]	Базовый вариант	Проектный вариант
				Кол-во	Сумма	Кол-во	Сумма
1.	Здание	м2	3 500,00	300	1 050 000,00	300	1 050 000,00
2.	Оборудование согласно табл. 3.3.3	-	-	-	-	-	1 482 714,00
3.	Оборудование ручной системы	-	-	-	113 000,00	-	-
4.	Хозинвентарь	-	-	-	20 000,00	-	20 000,00
5.	Прочее	-	-	-	7 000,00	-	7 000,00
	ИТОГО:	1 190 000,00		2 559 714,00

АO(б) = 1190000* 0,02083 = 24787,70 руб.

АO(п) = 2559714 * 0,02083 =53318,84 руб.

"Затраты на ремонт и содержание оборудования" по базовому и проектному вариантам составляют 50% от затрат на амортизацию (по базовому и проектному вариантам соответственно):

СиР(б) = 24787,70 * 0,5 = 12393,85 руб.

СиР(п) = 53318,84 * 0,5 = 26659,42 руб.

Затраты на технологическую электроэнергию по базовому и проектному варианту составляют:

ЗЭЛ(б) = N * a = 17 * 3,58 = 60,86 руб/час.

ЗЭЛ(п) = N * a = 17 * 3,58 = 60,86 руб/час.

где N - установленная мощность оборудования, кВт/час, a - тариф за 1 кВт/час электроэнергии (по данным Мосэнерго в среднем 3,58 руб.).

Следовательно, при 40-ка часовой рабочей неделе, расходы на электроэнергию за месяц будут составлять 9737,60 руб. как для базового, так и для проектного вариантов.

"Прочие расходы" по базовому и проектному вариантам составляют 5% от суммы затрат: См, ОЗП, ДЗП, ОСС, АО, СиР, ЗЭЛ (по базовому и проектному вариантам соответственно):

ПР(б) = (См(б) + ОЗП(б) + ДЗП(б) + ОСС(б) + АО(б) + СиР(б) + ЗЭЛ(б)) * 0,05 = (1000 + 416500 +41650 + 137455 + 24787,70 +12393,85 +9737,60) * 0,05 =32175,51 руб.

ПР(п) = (См(п) + ОЗП(п) + ДЗП(п) + ОСС(п) + АО(п) + СиР(п) + ЗЭЛ(п)) * 0,05 = (1000 +284500 + 28450 +93885 +53318,84 +26659,42 +9737,60) * 0,05 = 24877,54 руб.

Себестоимость проекта по базовому и проектному вариантам рассчитывается в табл. 3.8.

Таблица 3.8

Смета затрат по базовому и проектному вариантам, руб

№ п/п	Наименование статьи затрат	Базовый вариант	Проектный вариант
1.	Затраты на материалы	1000,00	1000,00
2.	Основная заработная плата	416500,00	284500,00
3.	Дополнительная заработная плата	41650,00	28450,00
4.	Отчисления на социальное страхование	137445,00	93885,00
5.	Амортизационные отчисления	24787,70	53318,84
6.	Затраты на ремонт и содержание оборудования	12393,85	26659,42
7.	Затраты на технологическую электроэнергию	9737,60	9737,60
8.	Прочие расходы	32175,71	24877,54
9.	Экономические потери из-за простоя оборудования вследствие низкой скорости работы производственной линии	1975800,00	-
	ИТОГО:	2651489,86	522428,41

Примечание: Экономические потери из-за простоя оборудования вследствие низкой скорости работы производственной линии (п.9 табл. 3.8) приведены по данным отдела планирования и развития, а также по данным отдела экономики и статистики, с учетом коэффициента участия системы в ТП. Коэффициент участия в ТП Ку = 0,13.

Экономический эффект от использования АСУ ТП определяется по сумме капитальных вложений и текущих затрат.

Э = (П3(б) - П3(п)) = [(Сб(б) + Ен * К(б)) - (Сб(п) + Ен * К(п))], где П3(б), П3(п) - приведенные затраты по вариантам, [руб];

Сб(б), Сб(п) - себестоимость базового и проектного варианта, [руб];

Ен - нормативный коэффициент эффективности, Ен = 0,15;

K(б), K(п) - капитальные вложения по вариантам, [руб].

П3(б) = 2651489,86 + 0,15 * 1190000 = 2829989,86 руб.

П3(п) = 522428,41 + 0,15 * 2559714 = 906385,51 руб.

Э = 2829989,86 - 906385,51 =1923604,35 руб.

Результаты расчётов сводятся в таблицу 3.9.

Таблица 3.9

Сводные технико-экономические показатели по вариантам

№ п/п	Наименования показателей	Единица измерения	Значения показателей	Проектный показатель
				в % к
			Базовый	Проектный вариант	базовому
			вариант
1.	Степень автоматизации	-	Вручную	АСУТП	-
2.	Трудоёмкость	чел. дни	-	300	-
	разработки
3.	Длительность разработки	дни	-	80	-
4.	Смета затрат	руб.	-	342533,56	-
	на разработку
5.	Договорная цена	руб.	-	512 800,34	-
6.	Численность исполнителей	чел.	17	11	64,71
7.	Себестоимость выполнения работ	руб.	2651489,86	522428,41	19,70
8.	Экономические потери из-за простоя оборудования вследствие низкой скорости работы производственной линии	руб.	1975800,00	-	-
9.	Ожидаемый	руб.	1923604,35
	экономический
	эффект

4. Промышленная экология и безопасность производства

В этом разделе проводиться анализ опасных и вредных производственных факторов и возможных чрезвычайных ситуаций, возникших при работе и эксплуатации АСУ. Разработаны технические меры безопасности, снижающие действия вредных и негативных факторов.

4.1 Экологический анализ деревообрабатывающего производства

Одна из проблем, стоящих перед лесной промышленность, - это сокращение потерь древесного сырья в процессе заготовки и переработки. Речь идет как о снижении объемов образуемых отходов, так и о ликвидации недорубов и потерь заготовленной древесины от несвоевременной вывозки, несовершенных методов транспортировки, накопления древесины у временных транспортных путей и т.д.

Основное направление ресурсосбережения в лесной промышленности - рациональное использование древесного сырья (что на стадии заготовки древесины выражается в максимально эффективном использовании лесосечного фонда, сокращении потерь древесины), а также расширение использования и переработки древесных отходов в качестве заменителя деловой древесины, позволяющие достичь ощутимого экологического эффекта, состоящего в сокращении вырубаемых лесных площадей, сохранении природной среды и т.д.

Промышленно-хозяйственная деятельность лесного комплекса тесно связана с проблемами развития природоохранных и социальных функций лесов.

Ограничение на дальнейшее увеличение объемов заготавливаемого древесного сырья вместе с требованиями сохранения и улучшения состояния лесной среды как части биосферы, с необходимостью повышения эффективности и использования всей биомассы, получаемой на лесосеках, требуют переориентации всего комплекса на ресурсосберегающий путь развития.

Этот переход возможен только на основе использования новейших достижений науки и техники, внедрения безотходных технологий, расширения объемов использования вторичных ресурсов и отходов производства.

При недостатке древесного сырья медленно решается проблема комплексного использования древесины, дефицит современного оборудования и передовых технологий не позволяет расширить масштабы переработки лиственной древесины, древесных отходов, макулатуры для выработки эффективных заменителей деловой древесины.

4.2 Анализ условий труда

При механической обработке древесных материалов в результате воздействия на них режущего или шлифовального инструмента образуются древесные частицы -- кусковые, отщепы, стружка, опилки, пыль. Во всех процессах деревообработки, кроме шлифования и полирования, вращающийся режущий инструмент станка сообщает древесным частицам значительную скорость вылета, что приводит к загрязнению рабочего места и воздуха в рабочей зоне. Для предотвращения травматизма и создания требуемых санитарно-гигиенических условий деревообрабатывающие станки снабжаются местными отсосами-пылеприемниками, через которые вместе с отсасываемым воздухом удаляются древесные частицы. Стремление максимально удалить древесные частицы от мест их образования приводит к тому, что в отсасываемом воздухе находятся во взвешенном состоянии древесные частицы с размерами от нескольких сантиметров до нескольких десятков микрон. В большинстве процессов деревообработки (пилении, строгании, фрезеровании, сверлении) собственно пыль, т. е. частицы с размерами dч > 200 мкм, составляют небольшую долю от общей массы образующихся частиц. Преобладание весьма крупных, с точки зрения пылеулавливания, фракций древесных частиц нередко приводит к неверному выводу о простоте решений по пылеулавливанию. При этом не учитывается, что из-за высокой интенсивности пылеобразования содержание наиболее мелких фракций может быть настолько значительным, что использование обычно применяемых для пылеулавливания древесных частиц циклонов не позволит обеспечить нормативы ПДВ.

Пылеобразование при шлифовании древесных материалов имеет другой характер, чем при их обработке режущим инструментом. Пыль в этом случае образуется в результате взаимодействия абразивных частиц шлифовальной ленты с поверхностью обрабатываемого материала. В результате воздействия абразивных частиц образуются измельченные древесные частицы с размерами dч < 200 мкм.

Экспериментальные данные показывают, что при толщине слоя 0,2--0,5 мм, удаляемого на станках типа ШлПС, средний размер частиц dm = 20 мкм, а при толщине слоя 3,0мм, удаляемого на шлифовальных станках с вальцовой подачей, dm = 40 мкм. Отличие экспериментальных данных от данных табл. 19.1 вызвано, очевидно, агрегацией мелких частиц, которую трудно учесть при сухом способе рассева на ситах. Еще более высокой дисперсностью характеризуется пыль, образующаяся при шлифовании древесных материалов, покрытых слоем полиэфирного лака на лаконаливных машинах. Средний размер частиц пыли в этом случае составляет dm = 8--10 мкм.

4.3 Требования электробезопасности и противопожарной безопасности

Предупреждение травм, получаемых при воздействии электрического тока, во многом зависит от правильного выполнения электрической части ещё при проектировании оборудования. Токоведущие части должны быть защищены от воздействия охлаждающей жидкости, высокой температуры, смазочных материалов, стружки, агрессивных веществ, которые могут нарушить сопротивление изоляции проводов, вызвать замыкание электрических контактов.

Изоляция токоведущих частей или частей, которые могут оказаться под напряжением, является одним из эффективных средств защиты от поражения человека электрическим током.

Класс изоляции электрических линий, приборов, устройств следует выбирать с учётом номинального напряжения установки.

Изоляцию необходимо защищать от среды, которая разрушает или ослабляет её изолирующие свойства. С этой целью на поверхность изоляции наносят защитные покрытия.

Пол перед электротехническими установками (пульты управления, электрощиты) следует покрывать диэлектрическим материалом или резиновыми ковриками, для того, чтобы предотвратить прохождение электротока через человека.

Защиту изоляции проводов, питающих электротехническое оборудование в местах возможного механического повреждения или истирания (входные и выходные отверстия электрооборудования), следует выполнять с помощью металлических труб, капроновых или текстолитовых втулок.

Шинопроводы и все токоведущие части, расположенные в зоне досягаемости человеком, при напряжении свыше 12В в особо опасных помещениях и свыше 36В в помещениях с повышенной опасностью, следует размещать в коробах из несгораемого и токонепроводящего материала. Короба из токонепроводящего материала необходимо снабжать клеммой для закрепления провода заземления.

Короб должен быть достаточно жёстким, например рифлёным. На его поверхности следует предусматривать знак, предупреждающий о возможной опасности поражения током.

С целью предупреждения случайного прикосновения к токоведущим частям штепселя, рукоятки реостатов, рубильников, переключателей различных электротехнических устройств следует выполнять из диэлектрического материала.

Предупреждение случайного пуска оборудования может быть осуществлено путём тщательного укрытия гнёзд, контактов и прочих токоведущих частей, которые являются частью линии управления и находятся на наружной стороне оборудования.

4.4 Основные правила техники безопасности и меры по обеспечению безопасности труда

Требования безопасности к конструкции и внешнему оформлению технологического оборудования, автоматическим линиям.

Безопасность рабочих во многом зависит от свойства производственного оборудования сохранять безопасное состояние при выполнении заданных функций в определенных условиях в течение установленного времени, т. е. его безопасность.

В зависимости от назначения, конструкции, характеристики рабочей среды, а также условий протекания технологического процесса оборудование подразделяется на оборудование с повышенной опасностью и неопасное. Повышенная опасность оборудования определяется наличием опасных и вредных факторов, которые при нарушении тех или иных правил техники безопасности могут привести к аварии или несчастному случаю.

В значительной мере повышенная опасность технологического оборудования зависит от свойств перерабатываемых им веществ или характеристики рабочей среды.

Во всех случаях первостепенная роль в обеспечении безопасной эксплуатации оборудования принадлежит его безопасной конструкции, оснащенной необходимой контрольно-измерительной аппаратурой, приборами безопасности, блокировочными устройствами, автоматическими средствами сигнализации и защиты, позволяющими контролировать соблюдение нормальных режимов технологического процесса, а также исключающими возможность возникновения аварий и несчастных случаев. Основными требованиями охраны труда, предъявляемыми при проектировании машин и механизмов, являются: безопасность для человека, надежность и удобство эксплуатации. Требования безопасности определяются системой стандартов безопасности труда.

Согласно этим стандартам безопасность производственного оборудования обеспечивается выбором принципов действия, конструктивных схем, применением в конструкции средств механизации, автоматизации, средств защиты, выполнением эргономических требований, учетом требований безопасности в технической документации по монтажу, эксплуатации, ремонту, транспортированию и хранению.

Конструкция производственного оборудования выполняется таким образом, что исключается возможность случайного соприкосновения рабочих с горячими частями и тем самым защищает их от ожогов, предусматривает защиту от поражения электрическим током, включая случаи ошибочных действий.

Все машины и оборудование должны обеспечивать исключение или снижение уровней шума, вибрации до регламентированных уровней.

Безопасным и оперативным способом управления работой оборудования, входящего в состав комплексно-механизированных и автоматизированных поточных линий, является дистанционное управление, осуществляемое с центрального пульта, на котором установлены органы управления, контрольно-измерительные приборы, сигнализирующие устройства.

Схемы управления конвейерными линиями предусматривают последовательность включения и выключения элементов линий при аварийных ситуациях. Кроме того, предусматриваются блокировки, исключающие возможность повторного включения привода любой машины для конвейера, входящего в состав линии, до ликвидации аварийной ситуации и выдачи разрешения с места включения.

Требования безопасности к размещению рабочих мест и площадок.

Расположение и расстановка оборудования в производственных помещениях осуществляются в соответствии с отраслевыми нормами технологического проектирования, при этом обязательно предусматривается соблюдение следующих условий: последовательность расстановки оборудования по технологической схеме, обеспечение удобства и безопасности обслуживания и ремонта, максимально естественного освещения и поступления свежего воздуха.

При размещении технологического оборудования необходимо соблюдать следующие нормы ширины проходов: для магистральных--не менее 1,5 м, между оборудованием--не менее 1,2 м, между стенами производственных зданий и оборудованием -- не менее 1 м, предназначенных для обслуживания и ремонта оборудования--не менее 0,7 м.

Ширина проходов у рабочих мест должна быть увеличена не менее чем на 0,75 м при одностороннем расположении работающих от проходов и проездов и не менее чем на 1,5м при расположении рабочих мест по обе стороны проходов и проездов. Ширина проездов устанавливается в зависимости от вида применяемого транспорта с учетом радиуса его поворота.

Крупногабаритное оборудование для удобства и безопасности обслуживания на высоте более 1,5 м оборудуются стационарными площадками и лестницами.

Поверхности металлических площадок и ступеней лестниц выполняют из рифленой или просечно-вытяжной стали. Применение металлических площадок и ступеней с гладкой поверхностью, а также из круглой прутковой стали не допускается.

Требования безопасности к органам и пультам управления, аварийного выключения.

Безопасность работы на оборудовании может быть обеспечена лишь при наличии на нем необходимых органов управления. Органы управления производственным оборудованием независимо от его мощности, габаритов и назначения должны соответствовать следующим основным требованиям: обеспечивать надежность пуска; быстроту остановки, легкость и удобство пользования; исключать возможность ошибочного или случайного включения как оборудования в целом, так и отдельных его механизмов.

Контакты аппаратов включения и выключения (кнопки-переключатели, контроллеры и т. п.) должны, быть защищены от попадания на них пыли, масел, паров и жидкостей, применяемых в производстве. Кнопки включения привода оборудования заглубляются на 3--5 мм за габариты пусковой коробки, а кнопки остановки, наоборот, выступают и окрашены в красный цвет.

Для нормального ведения технологического процесса и обеспечения безопасной работы обслуживающего персонала машины и аппараты оснащаются необходимыми контрольно-измерительными приборами (термометры, манометры, электроизмерительные приборы и др.), звуковой и световой сигнализацией, которые часто автоматически связываются с органами управления оборудования.

4.6 Действия при чрезвычайных ситуациях (во время пожара)

Пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Пожары могут причинить большой материальный ущерб на предприятии и представляют большую опасность для рабочих. Поэтому от слаженных действий персонала зависит не только возможность уничтожения материальных ценностей, но и собственная жизнь людей.

Пожарная безопасность на предприятии обеспечивается техническими, эксплуатационными, организационными и режимными мероприятиями, устраняющими причины пожаров и взрывов. К техническим мероприятиям относится соблюдение противопожарных норм при строительстве зданий и сооружений, выборе и монтаже электрооборудования, устройстве молниезащиты и т. д. Эксплуатационные мероприятия предусматривают правильную эксплуатацию производственных установок и оборудования, правильное содержание зданий и территорий. К организационным мероприятиям относится обучение производственного персонала противопожарным правилам, издание и изучение необходимых инструкций и плакатов, создание добровольных пожарных дружин в цехах и на участках, имеющих боевые расчеты и оснащенных противопожарной техникой.

Согласно СНиП II-M2 предприятия лесной и деревообрабатывающей промышленности относятся к категории В - пожароопасных, что обусловлено наличием твердых сгораемых материалов при незначительном запылении воздушной среды древесной пылью. В зависимости от категории пожароопасности к зданиям, сооружениям и оборудованию предприятий предъявляются соответствующие требования: заданная огнестойкость зданий и сооружений; наличие противопожарных преград, разрывов и зон; выбор взрывобезопасных электродвигателей и т. п.

В каждом здании и на каждом участке в случае возникновения пожара следует обеспечить быструю безопасную эвакуацию людей, для чего должны быть предусмотрены эвакуационные выходы и проходы. Число выходов должно быть не менее двух (по возможности в противоположных сторонах помещения).

Пожарная техника (ГОСТ 12.2.037). К пожарной технике относятся ручные и механизированные приборы, машины, аппараты и агрегаты предназначенные для тушения пожаров химическими средствами и водой, а также связь и сигнализация.

В качестве ручных приборов для тушения пожаров применяют: гидропульт-ведро, пожарные рукава и рукавные соединения, а так же сами соединения такие как спрыски, стволы, приборы -- огнетушители. Гидропульт-ведро - это ручной насос одноцилиндровый, который монтируется в ведро объемом 10 л. Данное ведро используется во время тушения пожара: вода из ведра через рукав и ствол подается в виде струи. Водяные стволы применяются на пожаре для наведения на очаг возгорания струи воды, а спрыски применяются для образования распыленной или компактной струи. Для борьбы с большими пожарами на лесных складах рекомендуется применять стволы переносного или стационарного типа со спец. лафетными устройствами. Для подачи воды используют прорезиненные, пеньковые и льняные пожарные рукава, соединяемые с насосом, стволами и между собой быстросмыкаемыми соединительными головками. Для тушения пожара в момент его возникновения используют различные виды огнетушителей: пенные, углекислотные, порошковые и др. Для получения воздушно-механической пены в воду вносят пенообразователи из сухих химических порошков. Полученная пенная струя через воздушно-пенные стволы вырывается на 15…20 м.

Механизированные агрегаты, которые применяются на пожаре -- это переносные мотопомпы, автонасосы, автоцистерны, пожарные поезда, автомобили, а так же пожарные катера. Для тушения пожаров иногда используются машины хозяйственного предназначения: дождевальные установки, поливочно-моечные, землеройные машины, и их приемы использования устанавливаются местными пожарными командами.

В особо пожароопасных помещениях применяют стационарные огнетушительные установки автоматического и дистанционного действия для тушения пожара распыленной водой или пеной. Автоматическая огнегасительная установка состоит из датчиков, сигнализирующих о возникновении пожара или повышении температуры в помещении, электрических целей, по которым сигнал передается в преобразующее устройство, пускового устройства, с помощью которого открывается доступ огнегасительному веществу в систему трубопроводов с приспособлениями для подачи этого вещества в защищаемое помещение, резервуаров, в которых содержится огнегасительное вещество. Преобразующее устройство одновременно с приведением в действие установки должно включать сигнал о пожаре.

При возникновении пожара:

Немедленно лично или находящемуся рядом по телефону “01” сообщить в пожарную охрану о случившемся, т.е. где горит, что горит, есть ли угроза для жизни людей, кто звонит и другую информацию при разговоре с диспетчером пожарной охраны.

Произвести аварийную остановку технологического оборудования.

Включить автономную систему пожаротушения, а также применить передвижные и ручные средства пожаротушения для ликвидации и локализации очага горения.

Эвакуировать людей с участков и помещений, где возник пожар.

Эвакуировать из зоны горения готовую продукцию.

Встретить прибывших работников пожарной охраны и сообщить им есть ли угроза людям, что и где горит, отключено ли оборудование, задействованы или нет средства пожаротушения, куда распространяется пожар, где находится продукция.

Поступить в распоряжение руководителя тушения пожара для оказания практической помощи.

Заключение

В результате выполнения данной дипломной работы была разработана система автоматизированного управления газовой печью нагрева заготовок из жаропрочных никелевых сплавов. В связи с поставленной целью были решены следующие задачи:

Изучена информация по затронутой в данной дипломной работе проблеме;

проведено техническое обследование объекта данной дипломной работы, его назначение и функции;

был выбран PLC, обеспечивающий быструю и бесперебойную работу системы управления и удовлетворяющий ее техническим требованиям;

был разработан алгоритм управления в среде программирования RSLogix500;

графический интерфейс был реализован в Wonderware InTouch 10.1.

Результаты внедрения данной СУ способствуют:

снижению затрат труда;

улучшение качества продукции;

улучшение условий труда;

снижение стоимости производства;

увеличение производительности;

снижение риска, связанного с “человеческим фактором”.

В дипломной работе была произведена организационно-экономическая оценка проекта и рассчитан экономический эффект от внедрения данной системы управления. Также в данной работе были проанализированы опасные и вредные производственные факторы, влияющие на работников, разработаны технические меры безопасности и действия при чрезвычайных и нештатных ситуациях.

Список литературы

1. Громаков Е.И. Проектирование автоматизированных систем. “Издательство Томского Политехнического Университета”. - 2009., 135 с.

2. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. - М.:“Горячая линия-Телеком”. - 2009., 608с.

3. Соснин О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производств. - М.: “Академия”. - 2006., 206с.

4. Мишин Г.Л., Хазанова О.В. Системы автоматизации с использованием программируемых логических контроллеров: Учебное пособие. - М.: ИЦ МГТУ «Станкин». - 2005., 136 с.

5. Каталог. Контроллеры SLC 500. Руководство по выбору. - “ALLEN - BRADLEY”. - 2005., 140c.

6. Каталог. Промышленные сети. “ALLEN - BRADLEY”. - 2012., 163c.

7. Козлов В.Н, Кангин В.В. Аппаратные и программные средства систем управления. Промышленные сети и контроллеры. - M.,“Бином”. - 2010., 424 с.

Размещено на Allbest.ru