Подставим значения и получим:



5. Структурная схема электропривода прессовой части

Рис.11 Структурная схема электропривода прессовой части.

В данной схеме К_дт1, К_дт2 ,К_дт3 это коэффициенты передачи датчиков тока для двигателей1-ой, 2-ой и 3-ей приводных точек соответственно.

Мс_сумм - это суммарный статический момент сопротивления приложенный к двигателям 2-ой и 3-ей приводных точек. Кп - это коэффициент перераспределения нагрузки между двигателями 2-ой и 3-ей приводных точек. Кv - коэффициент преобразующий модуль упругости в силу натяжения.Ln = L - длинна натянутого сукна между двигателями 1-ой и 2-ой приводных точек.



Рис.12 Расчетная схема электропривода прессовой части.

На рис.11 представлена структурная схема электропривода прессовой части для привода пересасывающего, центрального и отсасывающего валов, между которыми происходит распределение нагрузки. Для реализации структурной схемы необходимы параметры контуров тока и контуров скорости для двигателей отсасывающего и центрального валов, контур регулирования скорости и потока для асинхронного двигателя вала пик-ап, а также модель двигателя в координатах a-b , которые рассчитали ранее. Также необходимы параметры валов, редукторов, моментов сопротивления и скорости бумагоделательной машины.



Рис.13. График переходного процесса линейной скорости при разгоне прессовой части.

Рис.14 Графики подачи моментов возмущения для 1-ой (1), 2-ой и 3-ей (2) приводных точек.

Рис.15 График переходного процесса силы натяжения сукна.



Рис.16 Графики моментов двигателей 1-ой (1), 2-ой (2) и 3-ей (3) приводных точек при разгоне прессовой части.

Рис.17 График силы натяжения сукна при подаче возмущающего момента 30% от номинального (M_в=1100 Н*м для 2-ой и 3-ой приводных точек, M_в=107 Н*м для 1-ой приводной точки).

Рис.18 График линейной скорости для двигателя первой приводной точки при подаче возмущающего момента 30% от номинального.



Рис.19 График линейной скорости для двигателей 2-ой и 3-ей приводных точек при подаче возмущающего момента 30% от номинального.

При подаче возмущающего момента для двигателей 2-ой и 3-ей приводных точек, равняющегося 30% от суммы номинальных моментов двигателей центрального и отсасывающего валов, линейная скорость уменьшилась на 0,0042 м/с, что равняется 0,036% от заданной скорости для привода. При подаче возмущающего момента для двигателя пересасывающего вала линейная скорость на валу отклонилась на 0,0002 м/с. Что составляет 0,0018% от заданной скорости. Сила натяжения уменьшилась на 0,245 Н, т.е. на 7% от заданного натяжения сукна. Возмущение подавалось только в установившемся режиме работы прессовой части, так как во время разгона БДМ бумажное полотно на пресс не поступает. Даже при возмущениях между двигателями 2-ой и 3-ей приводных точек происходит перераспределение моментов, что повышает качество выпускаемой продукции при незначительных колебаниях параметров механизма и окружающей среды. Задание на скорость выбиралось, исходя из технического задания на модернизацию, и подходит в пределы предлагаемых значений ускорений для разгона.

6. Алгоритм управления

6.1 Словесный алгоритм

Рис. 20 граф состояний системы управления прессом.

Согласно техническому заданию работа прессовой части БДМ №1 может протекать в трех режимах:

1.Режим рабочей скорости.

2.Режим вспомогательной скорости.

3. Толчковый режим.

Переход между режимами осуществляется с помощью трех кнопок с соответствующими названиями на панели управления. Переход возможен только после нажатия кнопки "стоп". Не допускается работа одновременно в двух и более режимах.

До выполнения действий, индивидуальных для каждого из режимов, следует определить, не поступают ли сигналы блокировок и не сработала ли какая либо из защит. После этого нужно выполнить следующие действия:

В режиме рабочей скорости после нажатия кнопки "KN_PODGOTOVKA" в течение 10 секунд звучит сигнал сирены. По истечению этого времени схема управления приходит в состояние готовности к пуску и сохраняет его в течении 15 секунд, после чего возвращается в исходное положение. Если за эти 15 секунд подан сигнал запуска (кнопка "KN_RAB"), установка выходит на рабочую скорость.

В режиме вспомогательной скорости запуск происходит без включения сирены. Направление вращения может быть только прямым. В толчковом режиме запуск также происходит без включения сирены. Направление вращения - только прямое. Секция выходит на вспомогательную скорость только при нажатой кнопке "KN_TOLKNUT", при отпущенной кнопке "KN_TOLKNUT" секция останавливается.Остановка двигателя может осуществляться кнопкой "STOP" на панели управления, произойти из-за срабатывания защиты или при поступлении сигнала блокировок.

6.2 Алгоритм управления представленный формулами логики

Чтобы записать формулы логики для данного алгоритма, опишем логические переменные.

Входные переменные:

KN_RAB - "Истина", если кнопка "Режим рабочей скорости" нажата, иначе - "ложь";

KN_VSPOM - "Истина", если кнопка "Режим вспомогательной скорости" нажата, иначе - "ложь";

KN_TOL - "Истина", если кнопка "Толчковый режим" нажата, иначе - "ложь";

KN_PODGOTOVKA - "Истина", если кнопка "Готовность к пуску" нажата, иначе - "ложь";

KN_STOP - "Истина", если кнопка "Стоп" отпущена, иначе - "ложь";

KN_TOLKNUT -"Истина", если кнопка "Толкнуть" нажата, иначе - "ложь".

Промежуточные переменные:

RAB - "Истина", если прессовая часть работает в "режиме рабочей скорости", иначе "ложь";

VSPOM - "Истина", если прессовая часть работает в "режиме вспомогательной скорости", иначе "ложь" ;

TOL - "Истина", если прессовая часть работает в "толчковом режиме", иначе "ложь";

PODGOTOVKA - "Истина", если прессовая часть находится в состоянии подготовки иначе "ложь";

GOTOV - "Истина", если прессовая часть находится в состоянии готовности (ожидается нажатие кнопки "KN_RAB "), иначе "ложь";

AVARIA - "Истина", если ток статора фазы двигателя больше I_уст = 2I_n и выдержка 30с закончилась, иначе "ложь".

Выходные переменные:

V_RAB - "Истина", если прессовая часть запущена в режиме рабочей скорости, иначе "ложь";

V_VSPOM - "Истина", если прессовая часть запущена в режиме вспомогательной скорости, иначе "ложь" ;

V_TOL - "Истина", если прессовая часть переведена в толчковый режим и нажата кнопка "KN_TOLKNUT", иначе "ложь";

PEREGRUZKA - "Истина", если ток статора фазы двигателя больше I_уст = 2I_n, иначе "ложь";

SIRENA - "Истина", если звучит сирена, иначе "ложь";

PUSK - "Истина", система не находится в состоянии аварии и находится в одном из режимов: рабочей скорости, вспомогательной скорости или "толчковом", иначе "ложь".

Дополнительно объявим таймеры с задержкой на включение с уставкой 10 с (TIMER10) и уставкой 30 с (TIMER30) и таймер с задержкой на выключение с уcтавкой 15 с (TIMER15).



6.3 Программа на языке LAD



Рис.20 Операции программы упрвления для контроллера на языке LAD реализованной в программном обеспечении CoDeSys.

6.4 Выбор промышленного контроллера

Для реализации созданной программы управления, перераспределения моментов приводов ,а также поддержания разности скоростей необходимо использование промышленного контроллера. Это позволит полностью автоматизировать процесс. Использование промышленного контроллера фирмы Siemens Simatic S7-300, позволит максимально эффективно управлять технологическим процессом.

Simatic S7-300 - это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации низкой и средней степени сложности.

Эффективному применению контроллера способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.

Контроллеры Simatic S7-300 имеют модульную конструкцию и включают в свой состав:

- Модуль центрального процессора (CPU). В зависимости от степени сложности решаемой задачи в контроллерах могут быть использованы различные типы центральных процессоров, отличающихся производительностью, объемом памяти, наличием или отсутствием встроенных входов-выходов.

- Модуль блока питания (PS), обеспечивающие возможность питания контроллера от сети переменного тока напряжением 120/230В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110В.

- Сигнальные модули (SM), предназначенные для ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов с различными электрическими и временными параметрами.

- Коммуникационные процессоры (CP) для подключения к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet, AS-Interface или организации связи по PtP (point to point) интерфейсу.

- Функциональные модули (FM), способные самостоятельно решать задачи автоматического регулирования, позиционирования, обработки сигналов.

- Интерфейсные модули (IM), обеспечивающие возможность подключения к базовому блоку (стойка с CPU) стоек расширения ввода-вывода. Контроллеры SIMATIC S7-300 позволяют использовать в своем составе до 32 сигнальных и функциональных модулей, а также коммуникационных процессоров, распределенных по 4 монтажным стойкам. Все модули работают с естественным охлаждением.

Таблица №13

Блок питания вход 230 В, выход 24 В / 5 А	PS 307 5A
Центральный процессор	317 - 2DP
Коммуникационный процессор для подкл. к ETHERNET	CP 343 - 1
Цифровой ввод с развязкой потенциалов 40 - полюсный 24 В	SM 321
Цифровой вывод с развязкой потенциалов 40 - полюсный 24 В/5A	SM 322

7. Принципиальная схема электропривода прессовой части

Рис. 21 Принципиальная схема отсасывающего и центрального валов.

Рис. 22 Принципиальная схема пересасывающего вала.

Спецификация оборудования

Обознач.	Наименование	Кол-во
М1	Асинхронный двигатель 5АM250М6	1
	Uном=380В, Рном=55кВт, Iном=104А,
	n=1476об/мин
М2, М3	ДПТ PXOMf 126a	2
	Uном=440В, Рном=248кВт, Iном=850А,
	n=1307об/мин
Эн1,Эн2,Эн3	Энкодер Siemens 6SL3055-0AA00-5CA2 (4000 имп/об, HTL)	3
QF1	Автоматический выключатель Compact	1
	NSX160N, Micrologic 2.2 Iном=160А,
	Iрасц=130А
QF2, QF3	Автоматический выключатель Compact NSX 650N	2
	Iном=650А, Iрасц=490А
SF1	Автоматический выключатель Multi9	1
	NG125H хар. "C", Iном=10А
LR1	Сетевой дроссель U~400В, 50 Гц, Iном=130А	1
LR2, LR3	Сетевой дроссель U~400В, 50 Гц, Iном=650А	2
КМ1	Контактор электромагнитный типа	1
	LC1-D115M7 Iном=95-115А, Pном=55кВт
КМ2, KM3	Контактор электромагнитный типа	2
	LC1-D315S7 Iном=600-650А, Pном=250кВт
UZ1	Преобразователь ABB ACS800-01-0060-3	1
	Pном = 55кВт, Iном = 138 А
UZ2, UZ3	Преобразователь SIEMENS AG SIMOREG DC MASTER 6RA70 U~400В, Pном = 250кВт, Iном = 850 А	2
KL2,KL3,KL4	Реле R4-2012-23-5220, 2C/O	3
ПС1	Пост сигнальный ПС-1У2	1
ПС2	Пост сигнальный ПС-1У2,	1
SQ1	Концевой выключатель XCKD2145P16,	1
	1к н.о., 1к н.з.
Обозначение	Наименование	Кол - во
U1	Блок питания SIMANTIC S7-300 PS 307 5A	1
	вход 230 В, выход 24 В / 5 А
U2	ЦПУ SIMANTIC S7-300 317 - 2DP	1
U3	Коммуникационный процессор SIMANTIC	1
	NET CP 343 - 1 для подкл. к ETHERNET
U4	Цифровой ввод SIMANTIC S7-300 SM 321	1
	с развязкой потенциалов 40 - полюсный 24 В
U5	Цифровой вывод SIMANTIC S7-300 SM 322	1
	с развязкой потенциалов 40 - полюсный 24В/5А
SB1	Кнопка черная: "Подготовка"	1
	Толкатель кнопки 8LP2TB102
	Вспомогательный контакт 8LM2TC10 (н.о.)
SB2	Кнопка черная: "Раб.Ск."	1
	Толкатель кнопки 8LP2TB102
	Вспомогательный контакт 8LM2TC10 (н.о.)
SB3	Кнопка красная: "Стоп"	1
	Толкатель кнопки 8LP2TB104
	Вспомогательный контакт 8LM2TC01 (н.з.)
SB4	Кнопка красная: "Толчек"	1
	Толкатель грибовидный кнопки 8LP2TB6144
	Вспомогательный контакт 8LM2TC01 (н.о.)
SB5	Кнопка черная: "Толкнуть"	1
	Толкатель кнопки 8LP2TB102
	Вспомогательный контакт 8LM2TC10 (н.о.)
SB6	Кнопка черная: "Всп.Ск."	1
	Толкатель кнопки 8LP2TB102
	Вспомогательный контакт 8LM2TC10 (н.о.)
HL1	Сигнальная лампа со встроенным	1
	светодиодом: "Старт"
	СКЛ14.А-З-2-220, "З"
HL2	Сигнальная лампа со встроенным	1
	светодиодом: "Питание"
	СКЛ14.А-З-2-220, "З"

8. Безопасность объекта

8.1 Производственная безопасность

Современная целлюлозно-бумажная промышленность представляет собой сложный комплекс разнообразных инженерных сооружений и агрегатов, работающих непрерывно и автоматически. Отделочные машины могут причинить вред здоровью человека. Существует много факторов, которые влияют на человеческий организм, например: шумы, вибрация, статическое электричество, а так же травмы, связанные с электричеством.

В данном разделе дипломного проекта рассматривается безопасность работы персонала на предприятии ООО "Сухонский ЦБК" в цехе бумагоделательной машины №1 производства флютинга.

8.1.1 Оценка безопасности при наличии шума

Шумы, создаваемые агрегатами, воздействуют на человека. Они вызывают раздражение, ослабляют внимание, вызывают утомление, тем самым, снижая производительность и эффективность труда.

Основными источниками шума в прессовой части являются валы и подвижные механические узлы. Согласно ГОСТ 12.1.003 и "Санитарных правил допустимых уровней шума на рабочих местах" ПДУ шума в зоне прессовой части БДМ прописаны в таблице 14.

Таблица 14 Предельно допустимые уровни звукового давления, уровни звука и эквивалентные уровни звука.

Уровни звукового давления, дБ в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц	Уровни звука и эквивалентные уровни звука, дБА
Гц	31,5	65	121	190	500	1110	2000	3800	700
дБ	107	95	85	89	78	75	73	71	69	85

Фактический уровень производственного шума составляет 100 дБА, что является недопустимым.

Поэтому обслуживающий персонал должен находиться в звукоизоляционных кабинах (пультах). Для технологического и технического обслуживания в зоне прессовой части персоналом должен использовать средства индивидуальной защиты (СИЗ) - наушники, беруши позволяющие снизить ощущение громкости шума на различных частотах от 17 до 31 дБ.

8.1.2 Оценка безопасности воздействия механических нагрузок

Прессовая часть БДМ №1 не имеет ограждений рабочей зоны, поэтому персоналом должны быть соблюдены следующие правила:

1) к работе на станке допускается только персонал, прошедший специальное обучение, а также инструктаж по технике безопасности;

2) запрещается прикасаться к подвижным частям станка во время его работы;

3) запрещается находиться в цехе без защитной каски;

4) запрещается эксплуатировать станок в режимах, не предусмотренных данным проектом.

Тяжесть труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на опорно-двигательный аппарат и функциональные системы (сердечно-сосудистую, дыхательную и др.), обеспечивающие его деятельность.

Напряженность труда - характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на центральную нервную систему.

По классу условий труда и степени вредности и опасности:

· тяжесть труда - 2;

· напряженность труда - 3.1.

8.1.3 Оценка безопасности при наличии вибрации

Большинство работающих машин как прессовая часть БДМ, имеющих вращающиеся части создают вибрацию, которая может передаваться обслуживающему персоналу. Вибрация обусловлена невозможностью реализовать идеальную центровку электродвигателей с приводными валами, наличием люфтов в редукторах. Вибрация влияет на условия труда и может стать источником многих болезней. Для борьбы с вибрацией используется автоматическое и дистанционное управление. оборудованием и технологическим процессом (удаленное управление процессом). Для обслуживающего персонала, проводящего плановые обходы оборудования, предусмотрены такие меры защиты как виброгасящие крепления оборудования (резиновые подвесы и т.д.). Максимальное значение вибрации не должно превышать санитарные нормы по виброускорению и по виброскорости согласно ГОСТ 12.1.012-90 "Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования".

Таблица 15 Предельно допустимые значения вибрации рабочих мест категории 3 -технологической типа "а".

эквивалентные корректированные значения и их уровни	виброускорения	виброскорости
	м/с2	дБ	м/с•10-2	дБ
	0,1	110	0,2	91

По ПДК, ПДУ общая вибрация в зоне прессовой части должна составлять не более 100 дБ. Фактический уровень вибрации составляет 76 дБ, что является допустимым.

8.1.4 Оценка безопасности при наличии вредных веществ

В соответствии с ГОСТ 12.1.007 на производстве мешочных бумаг используются вредные вещества:

3-го класса - умеренно опасные и 4-го класса - малоопасные.

На предприятии поддерживается в рабочем состоянии перечень всех химических веществ, применяющихся в процессе производства. На все химические вещества имеются паспорта безопасности на русском языке.

При работе с химическими веществами руководствуются инструкцией по обеспечению безопасности при использовании химических веществ.

Согласно "Общего методического требования к организации и проведению контроля содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны", регламентируют порядок осуществления контроля за содержанием вредных химических веществ и аэрозолей преимущественно фиброгенного действия в воздухе рабочей зоны: выбору мест (точек) отбора, продолжительности, периодичности, оценке результатов измерения в целях получения сопоставимых данных по загрязнению воздуха рабочей зоны.

Контроль содержания вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводится при сравнении измеренных среднесменных и максимальных концентраций с их предельно допустимыми значениями - максимально разовыми (ПДК) и среднесменными (ПДК) нормативами.

В таблице 15 приведен фактический уровень концентрации бумажной пыли в воздухе в цехе БДМ №1.

Таблица 16

Наименование производственного фактора, ед. измер.	ПДК, ПДУ	Фактический уровень производственного фактора
Пыль бумажная, мг/м3	5,9	2,2

Из таблицы видно, что уровень концентрации не превышает предельно допустимой.

8.1.5 Оценка безопасности освещения

Недостаточное освещение не только затрудняет работу и ведет к снижению производительности труда, но и может оказаться причиной несчастных случаев и профзаболеваний глаз.

Основной целью нормирования осветительных установок является обеспечение надлежащего уровня видимости при допустимом с народнохозяйственной точки зрения расходе э/э, материалов и оборудования.

На производстве мешочной бумаги используют естественное, искусственное освещение. Искусственное освещение разделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное и охранное.

Естественное и искусственное освещение в производственных и вспомогательных помещениях и на производственных площадках должно соответствовать требованиям СНиП 23-05-95 "Естественное и искусственное освещение", а также "Отраслевых норм искусственного освещения предприятий бумажной промышленности (ВСН 31-82/1)" и "Отраслевых норм искусственного освещения основных цехов предприятий бумажной промышленности (ВСН 03-89)".

В зале бумагоделательной машины, в прессовой части при высоте подвеса не менее 6 м используется искусственное рабочее освещение с применением ртутных ламп высокого давления. Рабочая освещенность по ПДК, ПДУ должна составлять 200 Лк Фактическое рабочее освещение составляет 180 Лк.

При аварийном режиме наименьшая освещенность рабочих поверхностей, составляет 5% освещенности, нормируемой для рабочего освещения при системе общего освещения, но не менее 2 Лк внутри зданий.

Осветительная установка не должна создавать опасности поражения электрическим током, возникновения пожара. Для станционных светильников применяют напряжение в 220В, а в помещениях с повышенной опасностью (например, у контрольно-измерительных приборов) 12-36 В.

В цехе установлены осветительные лампы на 230 В.

8.1.6 Оценка электробезопасности

Питающее напряжение на секции бумагоделательной машины подается от четырех трансформаторов с изолированной нейтралью.

В электрооборудование прессовой части входят электрические двигатели, шкафы силовой части, а также части управления приводом, преобразователи тока и напряжения, выпрямители и блоки торможения.

Проектирование электроустановок осуществляется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ). При монтаже электрооборудования руководствуются Строительными нормами и правилами. Безопасная эксплуатация электроустановок регламентируется Правилами техники безопасности (ПТБ).

Поражение человека электрическим током может быть в случаях:

- прикосновения к токоведущим частям электроустановки, находящейся под напряжением к двум фазам при изоляции ног от земли;

- к одной фазе при нахождении ног на земле, токопроводящем полу;

- к токоведущим частям, оказавшимся под напряжением из-за повреждений изоляции и т.д.

В цехе БДМ №1 применяются следующие мероприятия, предупреждающие опасность поражения электрическим током:

1. ток малого напряжения (для служб КИПиА это 24 В);

2. ограждение токоведущих частей электрооборудования;

3. устройство заземления всех металлических конструкций, которые могут оказаться под напряжением: корпуса электродвигателей, корпуса шкафов управления, трубы с электропроводкой и другие металлические части, которые могут оказаться под напряжением. Заземляется также бронированная оболочка соединительных кабелей;

4. применение персональных защитных средств при обслуживании электроустановок (изолирующие штанги, изолирующие клещи, резиновые перчатки, галоши и т.д.);

5. организационные мероприятия, обеспечивающие безопасность производственных работ (контроль и профилактика повреждения изоляции, периодическое проведение инструктажа персоналу);

6. выбор и установка электрооборудования в соответствии с условиями окружающей среды.

7. механическая блокировка, недопускающая открывания при включённом главном разъединителе применяется для обеспечения безопасности при открывании дверей шкафов.

8.1.7 Оценка безопасности микроклимата

Под микроклиматом производственных помещений понимают совокупность физических характеристик, их внутренней среды, влияющих на тепловое состояние организма в период трудовой деятельности человека.

Оценка микроклимата проводится на основе измерений его параметров (температура, влажность воздуха, скорость его движения, тепловое излучение) на всех местах пребывания работника в течение смены и сопоставления с нормативами согласно СанПиН 2.2.4.548-96 "Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений".

Ниже в таблице 17 показаны фактические и предельно допустимые параметры микроклимата цеха БДМ №1.

Таблица 17

Наименование производственного фактора, ед. измер.	ПДК, ПДУ	Фактический уровень производственного фактора
Температура воздуха, С	16 - 23	27
Скорость движ. возд., м/с	0.1 - 0.3	0.1
Влажность воздуха, %	18 - 77	55

При сравнении нормативных ограничений и фактических параметров микроклимата цеха мы можем сделать вывод, что параметры микроклимата цеха является недопустимым по температуре.

Для поддержания регламентированных ГОСТ микроклиматических условий в производственных помещениях используют комплекс мероприятий, таких как:

· теплоизоляция и экранирование нагретых поверхностей оборудования, его герметизация;

· эффективная вентиляция и кондиционирование;

· отопление и т.д.

8.1.8 Оценка радиационной безопасности

На данном участке БДМ не используется оборудование, излучающее радиацию.

8.1.9 Оценка пожарной безопасности

Категория помещения или здания по нормам пожарной безопасности НПБ 105-95: Д.

В целях обеспечения пожарной безопасности в цехе используется трубопровод пожарной безопасности, и линия с ответвлениями на пожарные краны. Рядом с краном находится ящик с пожарным рукавом и гидрантом и огнетушителем. Также предусмотрены щиты пожарной безопасности, включающие в себя пенные и водяные огнетушители.

Схема пожарного трубопровода вывешена на видном месте.

Обеспечивается пожарная связь и сигнализация с пожарной охраной. Сигнализация представляет собой датчики, установленные на потолке и реагирующие на дым или температуру, а также датчики находящиеся непосредственно в самом оборудовании.

При проведении ремонтных работ в цехе, связанных с применением электросварки или газовой резки металла выдается письменное разрешение на проведение огневых работ с указанием мер пожарной безопасности и с конкретным указанием оборудования и аттестованного персонала по правилам противопожарной безопасности.

На комбинате имеется ВПЧ-05.

Проектируемая аппаратура соответствует нормам противопожарной безопасности. Наиболее частыми причинами пожара являются: перегрузка, короткое замыкание, электрическая дуга.

При возникновении пожара необходимо отключить электропривод путём выключения автомата на сетевом щите и приступить к ликвидации очага возгорания с помощью углекислотного огнетушителя. После ликвидации пожара необходимо восстановить нарушенный участок и всю аппаратуру проверить на предмет неисправности с обязательным замером изоляции всей установки.

Основные меры для предупреждения и предотвращения пожара следующие:

· наличие защиты от короткого замыкания;

· принудительное охлаждение силового оборудования;

· кнопка аварийного отключения оборудования;

· наличие противопожарного щита;

· должна быть электрическая пожарная сигнализация.

Безопасность людей, находящихся во время пожара внутри цеха БДМ, зависит от числа и размеров выходов из помещений и путей эвакуации. Вследствие большой длины зала бумагоделательного цеха один из эвакуационных выходов установлен в средней части зала. В зале цеха БДМ №1 имеется пять рассредоточенных эвакуационных выходов. Двери для эвакуации открываются по направлению выхода из здания.

8.1.10 Мероприятия, повышающие уровень производственной безопасности

В целях безопасного ведения процесса производства бумаги предусмотрены:

· централизованное управление оборудованием и технологическим процессом, сигнальные устройства;

· первичные средства пожаротушения (огнетушители порошковые ОП-100, песок, производственно-пожарный трубопровод, извещатели пожарной сигнализации);

· рабочее, ремонтное и аварийное освещение;

· заземление металлических частей производственного оборудования в соответствии с требованиями "Правил устройства электроустановок";

· защита зданий от прямых ударов молний и их вторичных проявлений;

· проведение предварительных и периодических медосмотров работающих;

На производстве проводится оценка риска рабочих мест. Оценки риска на рабочих местах используются в целях:

· принятия оперативных мер для предотвращения травматизма и аварийности;

· планирование и проведения мероприятий по охране и условиям труда в соответствии с действующими нормативными правовыми документами;

· ознакомления работающих с условиями труда на рабочих местах.

По периодичности проведения оценка риска делится на:

Плановая - в соответствии с планом мероприятий по охране труда на производстве.

Внеплановая - на основании записи в "Журнале производственного контроля", в "Журнале административно-общественного контроля", а также в случаях аварии, инцидента, несчастного случая, получения работником микротравмы, результатов обследования общественной комиссии по охране труда.

Способы оценки: по научно-технической, технической, конструкторской, технологической документации, по актам несчастных случаев, пробным испытаниям, визуальной, экспертной оценки.

Также для улучшения условий труда в организации проводится аттестация рабочих мест, которая включает гигиеническую оценку существующих условий и характера труда, оценку травмобезопасности рабочих мест и учет обеспеченности работников средствами индивидуальной защиты. Сроки проведения аттестации проводятся не реже одного раза в 5 лет с момента проведения последних измерений или после замены производственного оборудования, изменения технологического процесса, реконструкции средств коллективной защиты и др., а также по требованию органов Государственной экспертизы условий труда Российской Федерации.

По результатам аттестации рабочих мест по условиям труда аттестационной комиссией с учетом предложений, поступивших от подразделений организации, отдельных работников, разрабатывается План мероприятий по улучшению и оздоровлению условий труда в организации.

8.2 Экологическая безопасность

8.2.1 Оценка экологического воздействия газовых выбросов

Источником выделения бумажной пыли являются продольно-резательные станки, оборудованные местными отсосами, с отводом загрязненного воздуха в атмосферу - 1.004 Т/год; 6,2 мг/м3.

Паровоздушная смесь из под колпака сушильной части поступает на трехступенчатую систему теплорекуперации, где улавливается тепло, используемое для подогрева воды системы теплофикации бумфабрики, для подогрева воздуха, поступающего в сушильную часть БДМ, а также для подогрева воды для технологических нужд.

Также при производстве бумаги в бумагоделательном цехе в вентиляцию попадают вредные вещества являющиеся композитными для различных сортов бумаги.

8.2.2 Оценка экологического воздействия сточных вод

В волокносодержащую канализацию поступают отходы вихревой очистки, отходы от сортировок, отходы от дуговых сит, очищающих воду от сукномоек и корыт сушильной части, избыток светлого фильтрата от дискового фильтра ЭНСО. Спрыски для подогрева воды для технологических нужд улавливают пыль из паровоздушной смеси, которая осаждается на фильтре. Избыток оборотных вод подвергается осветлению на дисковом фильтре и сбрасывается в волокносодержащую канализацию.

Оборотная вода от сгустителей хвойной и лиственной целлюлозы поступает на САЦ.

Вода от вакуумной системы как условно-чистая, самотёком поступает в отстойник ливневых стоков. Количество условно-чистой воды будет уточнено после расчёта баланса воды и волокна. Волокносодержащая вода поступает в промканализацию и подаётся на СБО.

- количество - 5,8 м3/мин

- концентрация взвешенных веществ, не более - 1350 мг/л

- температура - 28-37 С

- зольность - 45-58%

- рН- 6.3-8.0

8.2.3 Оценка экологического воздействия твердых отходов

Оборотный брак, образующийся на бумагоделательной машине, при резке и упаковке бумаги, а также бракованные рулоны с производства листовых бумаг собираются в бассейнах-аккумуляторах. Затем масса сгущается и подвергается двухступенчатой очистке. Отходы со второй ступени очистки брака поступают в волокносодержащую канализацию и далее на общекомбинатовские очистные сооружения.

Отходы упаковочной бумаги и изготовления гильз прессуются и продаются в виде макулатуры.

Производственный брак перерабатывается в гидроразбевателях внутри производства.

Мусор вывозится на свалку.

8.2.4 Мероприятия по снижению экологического ущерба

Одной из задач по снижению экологического ущерба является снижение количества выбросов, твердых отходов, сточных вод.

Твердые отходы производства необходимо сортировать на макулатуру, мусор, производственный брак.

8.3 Безопасность в условиях чрезвычайных ситуаций

8.3.1 План мероприятий по защите персонала

Для проведения мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, управления силами и средствами для их выполнения создается комиссия по чрезвычайным ситуациям.

Вся ответственность за выполнение мероприятий по предупреждению аварий, катастроф и стихийных бедствий, ликвидации их последствий, снижению потерь и ущерба в структурных подразделениях возлагается на их руководителей.

В каждом структурном подразделении в том числе и в цехе БДМ №1 разработаны частные планы по ликвидации последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, в которых учтены возможные варианты экстремальной обстановки и предусмотрены следующие основные мероприятия:

· оповещение об аварии, катастрофе или стихийном бедствии рабочих и служащих структурного подразделения;

· сбор лиц ответственных за проведение мероприятий по защите людей и ликвидации последствий происшествий;

· безаварийная остановка производства;

· защита рабочих и служащих при авариях химически опасных веществ (АХОВ), от воздействия радиации и пожаров (укрытие в защитных сооружениях, специально подготовленных помещениях, вывод из зоны поражения, эвакуация и другие мероприятия);

· подготовка и приведение в готовность сил и средств структурных подразделений;

· руководство силами и средствами структурного подразделения, а также выделяемыми объектовой комиссией по чрезвычайным ситуациям;

· оказание медицинской помощи пострадавшим от аварий, катастроф и стихийных бедствий; усиление охраны общественного порядка и материальных ценностей структурных подразделений, В плане должны быть указаны взрывопожароопасные помещения, участки, рабочие места, возможные варианты поражения АХОВ и заражения радиоактивными веществами в случае аварий на объектах.

Оповещение для развертывания работ по борьбе со стихийными бедствиями руководитель структурного подразделения получает от объектовой комиссии по чрезвычайным ситуациям по диспетчерской связи, радиовещанию объединения или по телефону. Объектовая комиссия приступает к работе в диспетчерском зале. Оперативная группа этой комиссии работает в штабе ГО и ЧС объединения. При угрозе возникновения чрезвычайных ситуаций и при их возникновении, руководитель структурных подразделений организовывает наблюдение за состоянием сооружений, зданий помещений, коммуникаций и территории.

Наблюдение за территорией объекта, зданиями и сооружениями, коммунально-энергетическими сетями и объектами возложены на посты охранного комплекса, службы главного энергетика и структурные подразделения.

Руководство работами по оказанию медицинской помощи пострадавшим в чрезвычайных ситуациях возложено на начальника медицинской службы объекта. Оснащение сил ГО табельным имуществом и перевязочными материалами и медикаментами производится штабом ГО и медицинской службой объекта.

Дополнительные силы и средства в структурные подразделения выделяются централизованно объектовой комиссией по чрезвычайным ситуациям.

При возникновении пожаров

· при возникновении пожара в структурном подразделении немедленно сообщить в пожарную часть по телефону 01, принять все меры по защите рабочих и служащих (вывести их в безопасное место) и предотвратить разлив горючих жидкостей,

· немедленно доложить генеральному директору (в рабочее время) или дежурному по объединению в нерабочее время (старший в подразделении)

· при возникновении пожара в компрессорной станции или в помещениях, где хранятся или используются сосуды высокого давления необходимо:

· эвакуировать рабочих и служащих,

· исключить возможность взрывов, охладить сосуды или вывезти (вынести) их в безопасное место или снизить давление в них до безопасного

· при возникновении пожара на участках, где возможны взрывы древесной пыли, принять меры по увлажнению помещений,

· при пожарах в структурных подразделениях, применяющих в технологических процессах химические реактивы, немедленно, вывести рабочих и служащих в безопасные места. Организовать работы по предотвращению разлива химических веществ. Проводить работы только в средствах индивидуальной защиты при строгом соблюдении мер безопасности,

· при возникновении пожара на ГРП немедленно перекрыть подачу газа и всеми силами (имеющимися в данный момент), приступить к тушению пожара в средствах защиты с соблюдением мер безопасности,

· по выполнении всех перечисленных мероприятий приступить к тушению пожара силами структурных подразделений под руководством руководителей этих подразделений при строгом соблюдении мер безопасности.

8.3.2 План мероприятий при радиоактивном заражении объекта

В рабочее время при получении, сигнала об аварии на АЭС (или других объектах, имеющих реакторы, в зону поражения которых попадает объект) выполняются следующие мероприятия:

· довести до всех информацию об аварии,

· организовать получение со складов ГО и АХО необходимых материалов для проведения герметизации служебных и производственных помещений, подготовки автотранспорта к эвакуации рабочих и служащих объекта и изготовления ватно-марлевых повязок,

· организовать получение средств индивидуальной и медицинской защиты (включая средства йодистой профилактики) с пунктов выдачи, доставку их в структурные подразделения и выдачу рабочим и служащим,

· организовать проведение работ по обеспечению жизнедеятельности структурного подразделения, в условиях радиоактивного заражения (герметизация служебных и производственных помещений, создание запасов питьевой воды, изготовление ВМП для всех рабочих и служащих и другие мероприятия),

· напомнить рабочим и служащим места укрытия с получением сигнала "РАДИАЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ" и памятки по поведению на местности зараженной радиоактивными веществами,

· привести в готовность к приёму укрываемых защитные сооружения (структурные подразделения за которыми они закреплены),

· привести в готовность невоенизированные формирования ГО (структурные подразделения формирующие их),

· подготовить бытовые помещения для проведения санитарной обработки личного состава невоенизированных формирований ГО рабочих и служащих,

· отпустить домой рабочих и служащих имеющих престарелых родителей и детей не посещающих дошкольные учреждения,

· провести подготовительные мероприятия по проведению дозиметрического контроля и по эвакуации рабочих и служащих с объекта в безопасное место,

· организовать приём рабочими и служащими препаратов йодистой профилактики.

9. Технико-экономическое обоснование модернизации системы.

Задачей дипломного проекта являлась модернизация электропривода прессовой части БДМ №1 ООО "Сухонский ЦБК". Основанием на проведение реконструкции послужил моральный и физический износ оборудования, которое уже не обеспечивало в полной мере требований технологического процесса и являлось причиной внеплановых простоев и выработки бракованной продукции.

Модернизация позволит увеличить скорость машины по сетке с 630 м/мин до 700 м/мин.

Определим годовую производительность БДМ.

Для этого рассчитаем теоретическую производительность БДМ:

(1)

где: b_нак - ширина бумажного полотна на накате, м.

m - масса одного квадратного метра бумажного полотна, кг/м²

х_лин - линейная скорость БДМ по сетке, м/мин.

t - среднее время работы БДМ в сутки, час.

T - количество полных рабочих дней БДМ в год, дн.

Таким образом до модернизации теоретическая производительность БДМ равна:

После модернизации теоретическая производительность БДМ будет равна:

Фактическую производительность БДМ определим по следующей формуле:

(2)

где: k_раб - коэффициент использования рабочего хода машины (k_раб =0,96);

k_раб - коэффициент выхода продукции (k_раб =0,95);

k_загр- коэффициент часовой загрузки (k_загр =0,88);

До модернизации фактическая производительность БДМ равна:

После модернизации фактическая производительность БДМ будет равна:

Инвестицмонные затраты на оборудование (включая монтаж) для модернизации электропривода прессовой части БДМ №1 ООО "Сухонский ЦБК" составляет 25867,30 рублей.

9.1 Расчет калькуляции себестоимости продукции до и после модернизации электропривода прессовой части

1. Рассчитаем годовой фонд оплаты труда после модернизации:

(3)

где: ФОТ₁ - фонд оплаты труда до модернизации, руб.

k_{пост зп} - доля условно-постоянной заработной платы (k_{пост зп} =0,8);

k_мод - коэффициент модернизации определяется как отношение производительности БДМ после модернизации к производительности БДМ до модернизации.

Фонд оплаты труда на 1 тонну продукции составит:

2. Рассчитаем годовую сумму отчислений на социальное страхование:

3. Рассчитаем расходы на очистку сточных вод после модернизации:

(4)

4. Рассчитаем расходы на содержание и эксплуатацию оборудования. Для этого необходимо рассчитать:

а) Амортизационные отчисления.

Примем срок полезного использования (Тп) равным 10 годам. Следовательно норма амортизации равна:

Годовая сумма амортизации равна:

(5)

б) Дополнительные расходы на текущий ремонт оборудования. Условно принимаем равными 2% в год от стоимости оборудования:

(6)

в) Условно-постоянные затраты на содержание и эксплуатацию оборудования:

(7)

где: УПЗ_об1 - затраты на содержание и эксплуатацию оборудования до модернизации, руб.

k_{пост об} - доля условно-постоянных затрат (k_{пост об} =0,55);

Общая сумма затрат по эксплуатации оборудования составит:

(8)

Сумма затрат по эксплуатации оборудования на 1 тонну продукции составит:

5. Рассчитаем цеховые расходы после модернизации:

(10)

где: ЦР₁ - цеховые расходы до модернизации, руб.

k_{пост цр} - доля условно-постоянных цеховых расходов (k_{пост цр} =0,75);

Цеховые расходы на 1 тонну продукции составят:

6. Рассчитаем общезаводские расходы после модернизации:

(11)

где: ОЗР₁ - общезаводские расходы до модернизации, руб.

k_{пост озр} - доля условно-постоянных общезаводских расходов (k_{пост озр} =0,6);

Общезаводские расходы на 1 тонну продукции составят:

(12)

7. Рассчитаем коммерческие расходы после модернизации:

(13)

где: КР₁ - коммерческие расходы до модернизации, руб.

k_{пост кр} - доля условно-постоянных коммерческих расходов (k_{пост кр} =0,4);

Коммерческие расходы на 1 тонну продукции составят:

(14)

Полученные результаты сведем в таблицу 18

Таблица 18 Калькуляция себестоимости продукции до и после модернизации системы.

№	Наименование затрат	До модернизации (138722,05 т/год)	После модернизации (147129,44 т/год)
		На 1 тонну продукции	На весь выпуск	На 1 тонну продукции	На весь выпуск
		Сумма, руб.	Сумма, млн.	Сумма, руб.	Сумма, млн.
1	2	3	4	5	6
1.	Сырье	3236	448 ,89	3236	476 ,10
2.	Химикаты	63,06	8 ,74	63,15	9 ,27
3.	Энергетика	603,26	83, 68	600	88 ,27
4.	Основная з/плата	69,12	9 ,58	66	9 ,70
5.	ФСЗН 27.7%	19,146	2 ,65	18,35	2 ,68
6.	Расходы по очистке	69,49	9, 63	69,49	10, 22
7.	Расходы по CиЭО	691,15	95 ,86	687,25	101 ,11
8.	Цеховые расходы	122,26	16, 96	117	17 ,21
9.	Цеховая себестоимость	4873,45	676 ,04	4875	714, 60
10.	Расходы на упаковку	34,23	4 ,74	34,23	5, 03
11.	Общезаводские расходы	312,24	43, 30	301,55	44, 35
12.	Коммерческие расходы	1752,74	243, 13	1712,65	251, 97
13.	Полная с/с	6972,44	967, 23	6905,34	1 015, 97

9.2 Оценка эффективности модернизации электропривода

Оценку эффективности модернизации электропривода прессовой части проведем на основе расчета следующих экономических показателей:

1. Валовый выпуск продукции.

(15)

где: Ц_ед - цена одной тонны продукции.(Ц_ед =11000), руб.

До модернизации:

После модернизации:

2. Полная себестоимость продукции.

(16)

где: С/С_ед - себестоимость одной тонны продукции.

До модернизации:

После модернизации:

3. Валовый доход.

(17)

До модернизации:

После модернизации:

4. Чистый доход.

(18)

где: k_{пост чд} - доля валового дохода, остающегося в распоряжении предприятия (k_{пост чд} =0,8);

До модернизации:

После модернизации:

5. Рентабельность производства.

(19)

До модернизации:

После модернизации:

5. Простой срок окупаемости.

(20)

где: ИнвЗ - инвестиционные затраты в проект, руб

6. Коэффициент экономической эффективности.

(21)

где: А_год - годовая сумма амортизации

Полученные результаты сведем в таблицу 19.

Таблица 19 Экономические показатели эффективности модернизации электропривода прессовой части БДМ №1 ООО "Сухонский ЦБК"

Показатели	Ед. изм.	До модернизации	После модернизации	Отклонения
Объем производства	тыс.т	138,72	147,13	8,40
Полная себестоимость
* на единицу продукции	руб./т.	6972,41	6905,33	-67,07
* на весь выпуск	млн.руб.	967,25	1016,45	48,89
Валовый выпуск продукции	млн.руб.	1525,94	1618,44	92,65
Валовый доход	млн.руб.	558,78	602,24	43,87
Чистый доход	млн.руб.	447,00	481,79	34,89
Рентабельность продукции	%	57,78	59,53	1,45
Простой срок окупаемости	лет	Х	0,70	0,70
Коэффициент экономической эффективности модернизации	лет	Х	1,43	1,43

Сравнительный анализ экономических показателей производства бумаги показал, что модернизация электропривода прессовой части БДМ №1 позволит увеличить выпуск продукции с 138,72 тысячи тонн до 147,13 тысяч тонн. При этом себестоимость 1тонны продукции уменьшится на 67,07 рублей.

Валовый выпуск продукции возрастет на 92,5 миллиона рублей и составит 1618,4 миллиона рублей, а валовый доход увеличится на 43,7 миллиона рублей с 558,7 миллиона рублей до 602,4 миллиона рублей.

Чистая прибыль предприятия увеличится на 34,9 миллиона рублей в год, при этом рентабельность возрастет на 1,5 процента и составит 59,3 процентов.

Простой срок окупаемости модернизации составит 0,7 лет, а дисконтированный 0,8 лет. Коэффициент экономической эффективности модернизации равен 1,43.

Вывод: проект является экономически выгодным и рекомендуется к внедрению на ООО "Сухонский ЦБК".

10. Заключение

В дипломном проекте были решены такие задачи, как расчёт мощности для трех двигателей, с целью проверки запаса по мощности и выбор преобразователей. Произведён расчёт и моделирование приводов и схем распределения нагрузки для них. Был разработан алгоритм управления прессом. Были рассмотрены вопросы безопасности объекта, а также произведён расчёт экономической эффективности модернизации.

11. Список литературы

электропривод пресс двигатель вал мощность

1. Барышников В.Д., Куликов С.Н. Автоматизированные электроприводы машин бумагоделательного производства. Ленинград: "Энергоиздат". 1982г.

2. Козярук А.Е., Рудаков В.В. Современное и перспективное алгоритмическое обеспечение частотно-регулируемых приводов. Санкт-Петербург 2002г.

3. Козярук А.Е., Алексеев В.В., Загривный Э.А. Моделирование электрических машин приводов горного оборудования. Санкт-Петербург 2006г.

4. Клюев А.С., Глазов Б.В., Дубровский А.Х., Клюев А.А. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. Москва "Энергоатомиздат". 1990.

5. С.А.Ковчин, Ю.А.Сабинин. Теория электропривода. Санкт-Петербург: Энергоатомиздат. 2000.

6. Кугушев И.Д., Терентьев О.А.. Бумагоделательные и картоноделательные машины. Санкт-Петербург 2008.

Размещено на Allbest.ru