Автоматизированная система управления процессом атмосферной перегонки нефти

Сч1кат = 8000 / (21 • 8) = 47,62 руб.,

для инженера-проектировщика 1 категории;

Сч2кат = 6200 / (21 • 8) = 36,90 руб.,

для инженера-проектировщика 2 категории.

По формуле (6) тарифный фонд заработной платы составит:

Зтар.1кат = 459,21 • 47,62 = 21867,58 руб.,

Зтар.2кат = 1079,04 • 36,90 = 39816,58 руб.

Премия определяется в долях от тарифной заработной платы и принимается равной 30%.

Основная заработная плата составит:

Зосн.1кат = Зтар.1кат + П1кат = 21867,58 + 0,3 •21867,58 = 28430,55 руб.,

Зосн.2кат = Зтар.2кат + П2кат = 39816,58 + 0,3 •39816,58 = 51761,55 руб.

С учетом регионального коэффициента, равного 15%, общая заработная плата составит:

Зобщ.1кат = 1,15 •Зосн. 1кат = 1,15 • 28430,55 = 32695,14 руб.,

для инженера-проектировщика 1 категории;

Зобщ.2кат = 1,15 •Зосн. 2кат = 1,15 • 51761,55 = 59525,78 руб.,

для инженера- проектировщика 2 категории.

Единый социальный налог составляет 26,3 % от всех выплат по заработной плате разработчиков.

ЕСН1кат = 32695,14 • 0,263 = 8598,82 руб.,

ЕСН2кат = 59525,78 • 0,263 = 15655,28 руб.

Общие затраты предприятия на заработную плату инженеров-проектировщиков и на ЕСН:

ЗП = 32695,14 + 59525,78 = 92220,92 руб.,

ЕСН = 8598,82 + 15655,28 = 24254,10 руб.

Т.о. суммарные затраты на проектирование конструкторской документации составляют:

Зпр = ЗП + ЕСН = 92220,92 + 24254,10 = 116475,02 руб. (8.7)

8.2 Затраты на комплекс технических средств АСУ

Стоимость КТС АСУ ТП атмосферной перегонки нефти (включая доставку) представлена в таблице 8.3

Таблица 8.3

Наименование	Стоимость, руб.	Кол-во	Общая стоимость, руб.
Процессорный модуль CPU-315-2DP	60000	2	60000
Коммуникационный процессор CP343-1	57000	2	114000
Модуль аналогового ввода SM 331	25000	2	50000
Модуль аналогового вывода SM 332	24000	1	24000
Модуль дискретного ввода SM 321	22000	3	66000
Модуль дискретного вывода SM 322	23000	1	23000
Модуль дискретного ввода/вывода SM 323	25000	1	25000
Блок питания PS 307	22000	3	66000
Станция распределенного вв/выв ET-200M	10000	1	10000
Интерфейсный модуль IM 153-3	36000	1	36000
Вибрационный сигнализатор уровня VEGASWING 61	8700	5	43500
Датчик раздела фаз радарный VEGAFLEX 67	200000	1	200000
Датчик уровня VEGAFLEX 61	67000	2	134000
Датчик перепада давления VEGADIF 55	152000	1	152000
Пневматический отсечной клапан Samson	55900	2	111800
Пневматический регулирующий клапан Samson 241-7- газ	142600	1	142600
Пневматический регулирующий клапан Samson 251-7	158800	5	794000
Датчик давления серии ДМ02-160-1-M	151200	7	1058400
Вихревой расходомер DY080 «Yokogava»	469000	2	938000
Датчик избыточного давления VEGABAR 52	140000	4	560000
ТСПУ Метран-286-02	22400	11	246400
Интеллектуальный преобразователь температуры «Ruhrpumper Gmbh»	16800	15	252000
Сигнализатор давления «SYNDANE»	210000	5	1050000
Реле температуры «SYNDANE»	97000	5	485000
Преобразователь частоты ACS800-01-020-3	149000	8	1192000
Шкаф управления EMA-VB1201T2D00	31000	1	31000
Клеммная коробка КП24	680	23	15640
ИТОГО	Зкомпл = 7881340 руб.

8.3 Затраты на монтаж КТС и пусконаладочные работы

Монтажные и пусконаладочные работы производит инжиниринговая фирма ОАО ВСУ «МонтажХимЗащита» г. Волгоград.

Материалы, необходимые для монтажа системы (кабельная продукция, защитные трубы, несущая арматура и пр.) выбирает и согласовывает с заказчиком исполнитель.

Сводная стоимость монтажных и пусконаладочных работ представлена в таблице 8.4

Таблица 8.4

Наименование	Общая стоимость, руб.
МАТЕРИАЛЫ:
Кабельная продукция	756000
Трубные проводки	842000
Несущие конструкции	323000
Прочее	184400
МОНТАЖ:
Датчики	183900
Отсечные клапаны	122000
Регулирующие клапаны	160800
Кабельные трассы	165400
Контроллер и подсистема ввода/вывода	35100
ЛВС	19200
АРМ и средства связи	10500
ПОДКЛЮЧЕНИЕ:
Поле	12600
Аппаратная	55800
Операторная	5900
Пусконаладочные работы	120000
ИТОГО:	Змонт = 2996600 руб.

8.4 Затраты на программное обеспечение АСУ

ПО поставляется вместе с КТС SIMATIC фирмы SIMENS. Номенклатура пакетов ПО определяется количеством узлов управления, а размер лицензии - количеством тегов параметров устройств (ТПУ - измеряемая переменная или управляющий выходной сигнал, используемый в стратегиях управления).

В таблице 8.5 приведена стоимость ПО и лицензий для заложенной конфигурации системы.

Таблица 8.5

Наименование	Стоимость, руб.
Пакет ПО «STEP7Lite»	11690
Лицензия на 50 аналоговых входов (ТПУ)	53200
Лицензия на 25 аналоговых выходов (ТПУ)	34900
Лицензия на 50 дискретных входов (ТПУ)	62800
Лицензия на 25 дискретных выходов (ТПУ)	44300
Генератор отчетов SyTech, расширенная версия, лицензия на 1 рабочее место	33600
ИТОГО:	ЗПО+лиц = 240490 руб.

Разработку программ управления осуществляет фирма ООО «Волгопром автоматика», г. Волгоград, являющаяся официальным представителем компании Siemens и работающая как партнер департамента Automation & Drives компании Siemens. Затраты на создание программ управления определяются количеством ТПУ и дополнительными требованиями, предъявляемыми заказчиком. Ориентировочная стоимость:

Зпрогр = 100000 руб.

Т.о. суммарные затраты на ПО АСУ:

ЗПО = ЗПО+лиц + Зпрог= 240490 руб. + 100000 руб.=340490 руб. (8.8)

8.5 Затраты на обучение персонала

Работы по обучению обслуживающего персонала выполнит фирма ООО «Волгопром автоматика», г. Волгоград.

Стоимость обучения, включая выезд специалистов на место проведения обучения, составит:

Зобуч.= 150000руб. (8.9)

8.6 Затраты на обслуживание АСУ

Обслуживанием внедряемой СУ будет заниматься фирма ООО «Сервис-Центр Автоматика». Стоимость обслуживания составит:

Зобсл. = 166100 руб./год. (8.10)

8.7 Расчет результатов внедрения АСУ

Применение современных нефтеперерабатывающих агрегатов позволяет улучшить качественные и количественные показатели процесса переработки нефти, но вместе с тем усложняется процесс управления технологическим процессом и повышаются требования к его качеству. Кроме того, повышаются требования к качеству подготовки нефти.

Эти и другие потребности позволяет удовлетворить внедряемая система автоматизации на основе микропроцессорного контроллера SIMATIC фирмы SIMENS в качестве комплекса управления и регулирования процесса атмосферной перегонки нефти. Экономическая эффективность обуславливается:

- сокращением затрат на топливно-энергетические ресурсы за счет оптимизации режимов эксплуатации оборудования;

- увеличением выхода бензина за счет оперативного контроля за технологическим процессом, повышение достоверности данных о состоянии технологического оборудования с помощью внедрения системы АСУ ТП;

- сократить численность обслуживающего персонала за счет автоматизации ручных операций.

- уменьшение времени простоя и увеличение срока службы ТО, за счет оперативного контроля процесса атмосферной перегонки нефти, повышения стабильности работы АСУ в целом.

По новому технологическому регламенту цикл работы блока (таблица 8.6):

Таблица 8.6

Фаза	Выполняемые работы	Продолжительность, дней
Отбензинивание
	Пуск блока отбензинивания	1
	Отбензинивание нефти	15
Тех. обслуживание
	Осмотр и текущий ремонт ТО, загрузка катализатора, обслуживание КТС АСУ, тестирование полноты отработок блокировок и алгоритмов управления	2
Простои
	Вследствие неисправности ТО	0,08*
	Вследствие неисправности КТС АСУ	0,05*
	Вследствие внешних факторов (отсутствие сырья, неисправность других блоков установки и пр.)	0,12*
ИТОГО:	Тцикла = 18,25 дня

* - средние расчетные значения по данным ОАО «ОНХП».

Рассчитаем среднее число дней в году работы блока отбензинивания нефти под управлением новой АСУ:

Р2отбенз = 15*364/18,25 = 299 дней.

Следовательно, в результате внедрения новой АСУ эффективное использование блока отбензинивания должно увеличится на:

ДРгидр = Р2отбенз - Р1отбенз = 299 - 280 = 19 дней/год (6,97 %).

Где Р1отбенз -среднее число дней в году работы блока в режиме отбензиневания составляет:

Р1отбенз = 280 дней.

Производительность блока:

Q = 1,3 тыс.т/сут.

Прибыль, получаемая предприятием с каждой тонны бензина:

P1т = 658 руб.

Т.о. стоимостная оценка результата увеличения времени использования ТО:

(8.11)

Произведем оценку рентабельности производства:

Рп=( Pреал./Зпр.) 100%(8.12)

Где Pреал.- прибыль от реализации, Зпр.- затраты на производство.

Зпр.= 82156000 руб. ( по данным ОАО «ОНХП»)

Рп = ( 16252600/54175333) 100% = 30%

Уровень рентабельности, характеризующий размер прибыли, приходящейся на 1 рубль затрат, составляет 30%

8.8 Расчет экономического эффекта

Рассчитаем экономический эффект от внедрения АСУ для первого года эксплуатации (tрп = 1 год).

Единовременные затраты на создание АСУ и ввод ее в действие:

К = Кп + Кк,

где Кп - предпроизводственные затраты,

Кк - капитальные затраты на создание АСУ.

С учетом (8.8) (8.9) и значений в таблицах 8.3, 8.4:

 (8.13)

Текущие затраты на функционирование АСУ:

Иг = ИКСА + Из ,

где ИКСА - годовые текущие затраты на эксплуатацию КТС (без учета заработной платы обслуживающего персонала),

Из - годовые затраты на заработную плату специалистов и работников группы эксплуатации.

ИКСА = Зобсл = 166100 руб./год.

По данным предприятия, расходы на заработную плату персонала, задействованного при работе АСУ, составляют:

Из = 112800 руб./мес.

Тогда:

Иг = 166100 + 112800 ·12 =1519700руб./год. (8.14)

Суммарные затраты на создание и функционирование АСУ с учетом (8.13), (8.14):

ЗТ =К (kR +EП)+Иг (8.15)

kR= EП /(1 + EП)tсл -1,

Где kR - норма реновации основных фондов при использовании продукции,

EП - норматив проведения разновременных затрат и результатов, EП =0,1

tсл - срок службы средств и орудий труда долговременного применения, tсл=15 лет

kR=0,1/(1+0,1)15-1=0,031,

ЗТ = 11483905,02·(0,031+0,1)+1519700=3024091,55

Стоимостная оценка результатов внедрения АСУ за расчетный период tрп = 1 год:

РТ = 28754600руб./год. (8.16)

Подставляя (8.15), (8.16) в (8.1) определим экономический эффект от внедрения АСУ ТП атмосферной перегонки нефти:

Эт = 16252600 - 11483905,02 = 4768694,98 руб.

9 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

В данном разделе производится анализ опасных и вредных производственных факторов, приводятся меры по их устранению; производится оценка напряженности трудового процесса; определяется категория помещения по пожаровзрывобезопасности.

9.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов на рабочем месте оператора АСУ процессом атмосферной перегонки нефти

Производственные факторы подразделяют на опасные и вредные. Опасным производственным фактором называют фактор, воздействие которого в определенных условиях приводит к травме или к другому внезапному ухудшению здоровья. Воздействие вредного производственного фактора приводит к заболеванию или снижению работоспособности.

Опасные и вредные производственные факторы, воздействующие на оператора, можно разделить (ГОСТ 12.0.003-74) по природе действия на: физические и психофизиологические.

9.1.1 Неблагоприятные параметры микроклимата

Источниками тепла в операторной являются: электрические приборы (монитор, системный блок и электрообогреватели в холодное время года), батареи, сам человек.

Повышенная температура в сочетании с высокой влажностью негативно сказываются на работоспособности оператора, увеличивается время реакции, нарушается координация движений, вследствие чего возрастает количество ошибочных действий, что отражается на производительности оператора.

Человек постоянно находится в процессе теплового взаимодействия с окружающей его рабочее место средой. Температура, относительная влажность и скорость движения окружающего воздуха характеризуют процесс теплообмена. Данные параметры оказывают комплексное воздействие на процесс теплообмена на рабочем месте.

В соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96 «Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений» значения температуры, влажности и скорости движения воздуха устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений в зависимости от категории тяжести выполняемой работы, величины избытков явного тепла, выделяемого в помещении, и периода года.

В таблице 9.1 приведены оптимальные и допустимые величины показателей микроклимата на рабочих местах производственных помещений для оператора ЭВМ (категория труда Iа: легкая, энергозатраты до 139 Вт).

Таблица 9.1

Оптимальные и допустимые величины показателей микроклимата

Период года	Температура воздуха, С	Температура поверхностей, С	Относительная влажность воздуха, %	Скорость движения воздуха, м/с
	оптим.	допуст.	оптим.	допуст.	оптим.	допуст.	оптим.	допуст.
Холодный	22-24	20-25	21-25	19-26	40-60	15-75	0,1	0,1
Теплый	23-25	21-28	22-26	20-29	40-60	15-75	0,1	0,1-0,2

9.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны.

Работа оператора ЭВМ является работой зрительного характера, т.е. основное физическое напряжение принимают глаза, поэтому освещению рабочего места оператора следует уделять особое внимание.

Нормирование параметров световой среды для операторов ЭВМ осуществляется в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278-03 «Гигиенические требования к естественному, искусственному и совмещенному освещению жилых и общественных зданий».

Помещение с ПЭВМ должно иметь естественное и искусственное освещение. Искусственное освещение в помещениях эксплуатации ПЭВМ должно осуществляться системой общего равномерного освещения.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300-500 лк. Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, должна быть не более 200 кд/ кв.м. Следует ограничивать отраженную блесткость на рабочих поверхностях (экран, стол, клавиатура и др.) за счет правильного выбора типов светильников и расположения рабочих мест по отношению к источникам естественного и искусственного освещения, при этом яркость бликов на экране ВДТ и ПЭВМ не должна превышать 40 кд/кв.м и яркость потолка, при применении системы отраженного освещения, не должна превышать 200 кд/кв. м.

В качестве источников света при искусственном освещении должны применяться преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ. При устройстве отраженного освещения в производственных и административно-общественных помещениях допускается применение металлогалогенных ламп мощностью до 250 Вт. Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения.

Показатель ослепленности для источников общего искусственного освещения в производственных помещениях должен быть не более 20.

Яркость светильников общего освещения в зоне углов излучения от 50 до 90 градусов с вертикалью в продольной и поперечной плоскостях должна составлять не более 200 кд/кв.м, защитный угол светильников должен быть не менее 40 градусов.

Коэффициент пульсации не должен превышать 5%. Коэффициент запаса (Кз) для осветительных установок общего освещения должен приниматься равным 1,4.

Для работы с вычислительной техникой рекомендуются помещения с односторонним боковым естественным освещением, с северной, северо-западной или северо-восточной ориентацией светопроемов. Площадь светового проема должна составлять 25% площади пола, рабочие столы следует располагать подальше от окон и таким образом, чтобы оконные проемы находились сбоку от работающих, а естественный свет падал с левой или с правой стороны.

Для внутренней отделки помещений должны использоваться диффузно-отражающие материалы с коэффициентом отражения от потолка - 0,7 - 0,8; для стен 0,5 - 0,6; для пола - 0,3 - 0,5. Полимерные материалы для внутренней отделки должны быть разрешены для применения органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России.

9.1.3 Повышенный уровень электромагнитного излучения.

Электромагнитным излучением называется излучение, вызывающее ионизацию среды. Источниками электромагнитного излучения на рабочем месте оператора ЭВМ является дисплей и периферийное оборудование, поэтому необходимо правильно организовывать защиту работающего от влияния данного фактора. Спектр излучения монитора включает электромагнитное излучение широкого диапазона частот. Низкочастотные электромагнитные поля могут инициировать биологические изменения в тканях организма. Длительное воздействие на человека электромагнитных полей большой интенсивности вызывает повышенную утомляемость, сонливость, нарушение сна, головную боль, гипертонию, боли в области сердца. Воздействие полей сверхвысоких частот может вызвать изменение в составе крови, заболевание глаз, а у отдельных людей - нервно-психические заболевания и трофические явления.

Воздействие статического электричества на человека может проявляться в виде слабого длительно протекающего тока или в форме кратковременного разряда через его тело. Такой разряд вызывает у человека рефлекторное движение, что может привести к травмам. Электростатическое поле повышенной напряженности отрицательно влияет на организм человека, вызывая функциональные изменения со стороны центральной нервной, сердечно-сосудистой и других систем организма.

Согласно СанПиН 2.2.4.1191-03 «Электромагнитные поля в производственных условиях» предельная допустимая напряженность электростатическая поля Ед на рабочих местах не должна превышать 60 кВ/м при воздействии до 1 ч; при воздействии свыше 1 ч до 9 ч величину Ед определяют по формуле , где t - время воздействия, ч. Указанные нормативные величины при напряженности электростатического поля свыше 20 кВ/м применяют при условии, что в остальное время рабочего дня Ед не превышает 20 кВ/м.

Напряженность электромагнитного поля на расстоянии 50 см вокруг ВДТ по электрической составляющей должна быть не более: 25 В/м (для частот 5 Гц - 2 кГц); 2.5 В/м (для частот 2 кГц - 400 кГц). Плотность магнитного потока должна быть не более: 250 нТл (для частот 5 Гц - 2 кГц); 25 нТл (для частот 2 кГц - 400 кГц). Поверхностный электростатический потенциал не должен превышать 500 В.

9.1.4 Опасность поражения электрическим током.

Опасное и вредное воздействие на людей электрического тока, электрической дуги проявляется в виде электротравм и профессиональных заболеваний.

Действие электрического тока на живую ткань в отличие от других материальных факторов носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм, электрический ток производит следующие действия: термическое (проявляется в нагреве тканей, вплоть до ожогов отдельных участков тела, перегрева кровеносных сосудов и крови, что вызывает в них серьезные функциональные нарушения); электролитическое (вызывает разложение крови и плазмы, значительные нарушения их физико-химических составов и тканей в целом); биологическое (выражается в раздражении и возбуждении живых тканей организма, что может сопровождаться непроизвольными судорожными сокращениями мышц, в том числе мышц сердца и легких).

Любое из этих действий тока может привести к электротравмам, которые условно можно свести к двум видам: местным электротравмам и общим электротравмам (электрическим ударам).

Степень опасного и вредного воздействий на человека электрического тока, электрической дуги зависит от рода и величины напряжения и тока, частоты электрического тока, пути прохождения тока через тело человека, продолжительности воздействия на организм человека, условий внешней среды.

Электрическое сопротивление тела человека и приложенное к нему напряжение также влияют на исход поражения, но лишь постольку, поскольку они определяют значение тока, проходящего через тело человека.

Длительность протекания тока через тело человека влияет на исход поражения вследствие того, что со временем резко повышается ток, за счет уменьшения сопротивления тела, и накапливаются отрицательные последствия воздействия тока на организм.

Род и частота тока в значительной степени определяют исход поражения. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20-100 Гц.

При постоянном токе пороговый ощутимый ток повышается до 6-7 мА, пороговый неотпускающкй ток - до 50-70 мА, а фибрилляционный при длительности воздействия более 0,5 с - до 300 мА.

Нормативным документом, устанавливающим допустимый уровень напряжения, является ГОСТ 12.1.038-82 «Электробезопасность. Предельно-допустимые значения напряжений прикосновения и токов». При нормальном (неаварийном) режиме напряжение прикосновения и токи, протекающие через тело человека, не должны превышать: напряжение -- не более 2,0 В; сила тока -- не более 0,3 мА.

Предельно допустимое время прикосновения к источнику напряжения при аварийном режиме (для тока частотой 50 Гц) не должно превышать значений, указанных в таблице 9.2.

Таблица 9.2

Предельно допустимое время прикосновения к источнику напряжения

Уровень напряжения, В	220	200	100	70	55	50	40	35	30	25	25	12
Предельно допустимое время воздействия, сек.	0,01- 0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	>1

9.2 Меры по снижению и устранению опасных и вредных факторов

o Обеспечение установленных норм микроклиматических параметров. Для обеспечения установленных норм микроклиматических параметров и чистоты воздуха в операторной и других помещениях применяют вентиляцию. Общеобменная вентиляция используется для обеспечения соответствующего микроклимата; местные вентиляторы - для охлаждения ЭВМ и вспомогательных устройств.

В холодное время года предусматривается система отопления. Для отопления помещений используются водяные, воздушные и панельно-лучевые системы центрального отопления.

Для повышения влажности воздуха в помещении следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой.

Каждые два часа в течение 15 минут необходимо проветривать помещение. В помещениях с ЭВМ ежедневно должна проводиться влажная уборка.

o Мероприятия по устранению или снижению недостаточной освещенности рабочей зоны. Для повышения освещенности рабочего места в светлое время суток следует предусмотреть возможность использования естественного освещения, а в темное время суток использовать общее искусственное освещение в сочетании с местным. Для человека наиболее благоприятно естественное освещение, поэтому лампы дневного света более предпочтительны, чем лампы накаливания. Для общего освещения лучше использовать люминесцентные лампы, поскольку они обладают: высокой световой отдачей; продолжительным сроком службы; малой яркостью светящейся поверхности.

Работа на компьютере связана с различением мелких деталей, поэтому помещение должно быть оборудовано люминесцентными лампами белого цвета. Освещение должно быть рационально распределено в поле зрения оператора. Все светильники в помещении с компьютерами должны иметь рассеиватели для того, чтобы не допускать появления бликов на экране.

Избавиться от бликов можно с помощью оконных штор, занавесок или жалюзи, которые позволяют ограничивать световой поток, проходящий через окна. Чтобы избежать отражений, которые могут снизить четкость восприятия, нельзя располагать рабочее место прямо под источником верхнего света. Одним из средств борьбы с бликами является использование поляризационных защитных экранов, а так же мониторов со специальным антибликовым покрытием.

Клавиатура и другие блоки и устройства ЭВМ должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом 0,4-0,6 и не иметь блестящих деталей.

o Мероприятия по устранению или снижению повышенного уровня электромагнитных излучений. Для снижения уровня электромагнитных излучений на рабочем месте необходима организация работы согласно СанПиН /2.2.4.1191-03. Для защиты от электромагнитных и электростатических полей допускается применение приэкранных фильтров, специальных экранов и других средств индивидуальной защиты, прошедших испытания в аккредитованных лабораториях и имеющих соответствующий гигиенический сертификат.

Операторы не должны находиться к своему дисплею ближе 30-50 см, а к дисплеям других сотрудников 1,5 м.

В обязательном порядке необходимо заземление монитора, чтобы обеспечить правильную работу защитного экрана, который практически полностью снимает статическое напряжение. Достаточная влажность воздуха снижает уровень напряженности электростатического поля.

o Мероприятия по снижению опасности поражения электрическим током. Основными мероприятиями по защите от электротравматизма являются:

1. Расположение кабелей и проводов в недоступных для работающего местах, удаленных от нагретых деталей и острых кромок оборудования;

2. Применение средств коллективной защиты от поражения электрическим током (защитного заземления, защитного зануления, защитного отключения);

3. Использовать сигнальные знаки и надписи;

4. Стремиться использовать пониженное напряжение (например, 36В, вместо 220В)

5. Использование устройств бесперебойного питания.

Технические способы и средства применяют раздельно или в сочетании друг с другом так, чтобы обеспечивалась оптимальная защита.

9.3 Оценка напряженности трудового процесса

Напряженность труда - это характеристика трудового процесса, отражающая преимущественную нагрузку на ЦНС, т.е. определяется нервным, психоэмоциональным напряжением, длительностью и интенсивностью интеллектуальной нагрузки. Напряженность трудового процесса оценивают в соответствии с Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда».

Оценка напряженности трудового процесса производят по показателям напряженности, которые сгруппированы по видам нагрузок: интеллектуальные, сенсорные, эмоциональные, монотонные и режимные [].

9.3.1 Нагрузки интеллектуального характера

· Содержание работы. Работа оператора требует решения сложных задач с выбором по известным алгоритмам (в случае возникновения нештатной ситуации) и выполняется в условиях дефицита времени (высокая динамика процессов) - относим показатель к классу 3.1;

· Восприятие сигналов (информации) и их оценка. Оператор должен следить за параметрами, характеризующими тех. процесс и осуществлять их комплексную оценку; вводить необходимые корректировки - относим показатель к классу 3.2;

· Распределение функций по степени сложности задания. В обязанности оператора входят: обработка, проверка и контроль выполнения норм технологического режима - относим показатель к классу 3.1;

· Характер выполняемой работы. Оператор работает в условиях с дефицитом времени (в случае возникновения нештатной ситуации) - относим показатель к классу 3.1.

9.3.2 Сенсорные нагрузки

· Длительность сосредоточенного наблюдения (в процентах от времени смены). В соответствии с листом наблюдений, длительность сосредоточенного наблюдения за ходом ТП у оператора составляет 6 часов при 12 рабочей смене или 50% - относим показатель ко 2 классу;

· Плотность сигналов (световых, звуковых) и сообщений в среднем за один час работы. В соответствии с листом наблюдений, оператор в среднем за час получает 43 сообщения (в среднем 40 сообщений/час в нормальном режиме (99% времени работы установки) и 250 в случае нештатной ситуации (1% времени работы установки)) - относим показатель к 1 классу;

· Число производственных объектов одновременного наблюдения. Для оператора объектами одновременного наблюдения служат различные индикаторы, органы управления на дисплее, клавиатура. Число одновременно наблюдаемых объектов не превышает 9 - относим показатель ко 2 классу;

· Размер объекта различения при длительности сосредоточенного внимания (в процентах от времени смены). Размеры всех объектов различения более 5 мм (при расстоянии от глаз оператора до объектов различения не более 0,5 м) - относим показатель к 1 классу;

· Работа с оптическими приборами: отсутствует - относим к 1 классу;

· Наблюдение за экраном видеотерминала (часов в смену). В соответствии с листом наблюдений оператор взаимодействует с экраном дисплея 5 часов 40 минут, при этом в основном присутствует графический тип отображения информации - относим показатель к классу 3.1;

· Нагрузка на слуховой анализатор. Рабочее место - операторная, в которой созданы необходимые условия для комфортной работы - относим параметр к 1 классу;

· Нагрузка на голосовой аппарат (суммарное количество часов, наговариваемых в неделю). В соответствии с листом наблюдений оператор в среднем наговаривает 4,5 часов в неделю - относим показатель к 1 классу.

9.3.3 Эмоциональные нагрузки

· Степень ответственности за результат собственной деятельности и значимость ошибки. Оператор несет ответственность за качество получаемого продукта, а его ошибочные действия могут привести к остановке технологического процесса и к возникновению опасности для жизни - относим показатель к классу 3.2;

· Степень риска для собственной жизни. Помещение операторной находится вне взрывоопасной зоны технологического процесса на безопасном расстоянии, т.о. риск для жизни оператора исключен - относим показатель к 1 классу.

· Степень ответственности за безопасность других лиц. На объекте управления возможно присутствие обслуживающего персонала во время работы установки - относим показатель к классу 3.2.

9.3.4 Монотонность нагрузок

· Число элементов (приемов), необходимых для реализации простого задания или многократно повторяющихся операций. В среднем простое задание реализуется оператором в 8 приемов - относим показатель ко 2 классу;

· Продолжительность (в секундах) выполнения простых производственных заданий или повторяющихся операций. На простое производственное задание (пуск насосов) оператор затрачивает 1 минуту - относим показатель ко 2 классу;

· Время активных действий (в процентах от продолжительности смены). В соответствии с листом наблюдений, среднее время активных действий оператора составляет 25 минут при 12 часовой рабочей смене (3,5%) - относим показатель к классу 3.2;

· Монотонность производственной обстановки (время пассивного наблюдения за ходом техпроцесса в процентах от времени смены). В соответствии с листом наблюдений, оператор наблюдает за ходом техпроцесса в среднем 5,5 часов при 12 часовой смене (45%) - относим показатель к 1 классу.

9.3.5 Режим работы

· Фактическая продолжительность рабочего дня. Рабочая смена оператора длится 12 часов - относим показатель к классу 3.1;

· Сменность работы. Регламент распорядка труда операторов: смена в день - сутки отдых - смена в ночь - сутки отдых - относим показатель к классу 3.2;

· Наличие регламентированных перерывов. Перерывы регламентированы: 10 минут на 1,5 часа работы - относим показатель к 1 классу.

Результаты оценки напряженности приведены в табл. 9.3

Таблица 9.3

Показатели напряженности	Класс условий труда
	1	2	3.1	3.2	3.3
Количество в каждом классе	8	4	5	5
Общая оценка напряженности труда				+

Примечание: 5 показателей отнесены к классу 3.1 и 5 показателей - к классу 3.2, поэтому общая оценка напряженности труда оператора соответствует классу 3.2.

9.5 Определение категории помещения по пожаровзрывобезопасности

Пожаро- и взрывоопасность производственных помещений, зданий, в которых размещаются производства, оцениваются с учетом пожаровзрывоопасных свойств и количества, находящихся в помещении веществ и материалов.

Согласно НПБ 105-03 «Определение категорий помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной опасности» помещения и здания подразделяются на категории А, Б, В1 - В4, Г и Д. Рабочее помещение оператора, в соответствии с НПБ 105-03, по пожарной, взрывной, взрывопожарной опасности относится к категории В4 - в помещении находятся твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть; помещение не относится к категориям А или Б; суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 10% суммарной площади всех помещений.

Пожарная безопасность производственных объектов и взрывоопасности технологических процессов обеспечивается за счет систем предотвращения пожаров, взрывов и систем пожаро- и взрывозащиты, определяемых ГОСТ P 12.3.047 "Пожарная безопасность технологических процессов. Общие требования и методы" и ПБ 09-540-03 "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств".

Пожарная безопасность установки атмосферной перегонки нефти обеспечивается комплексом мероприятий предупреждения, оповещения, защиты, предотвращения распространения и снижения последствий пожара или загорания.

Комплекс мероприятий противопожарной безопасности включает использование:

o систем автоматической и ручной пожарной сигнализации;

o систем противопожарных водопроводов с узлами подключения подачи воды;

o первичных средств пожаротушения;

o системы оповещения людей о пожаре.

К системам предотвращения пожара и взрыва относятся: предотвращение образования горючей и взрывоопасной среды и образования в горючей среде (или внесение в нее) источников зажигания и инициирования взрыва; поддержки температуры горючей среды ниже температуры самовоспламенения и воспламенения; уменьшение объема горючей среды ниже предельно допустимой взрывобезопасной концентрации, т.е. обеспечение пожаро-взрывобезопасности технологического процесса, систем отопления и вентиляции. В качестве средств огнетушения для данных процессов рекомендуется использовать следующие: распыленная вода, все виды пен, составы на основе галоидалкинов, порошки. Для обеспечения охлаждения технологической рекомендуется предусмотреть установку лафетных стволов с обеих сторон установки, которые должны обеспечивать орошение любой точки технологического оборудования как минимум одной струей воды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения дипломного проекта была разработана автоматизированная система управления процессом атмосферной перегонки нефти.

Аппаратная часть АСУ ТП реализована в виде двухуровневой системы с использованием аппаратных и программных средств управления Simatic фирмы Siemens. Нижний уровень - станция распределенного ввода/вывода ET200M, управляющая исполнительными механизмами блока (насосы, регулирующие и отсечные клапаны) на основе сигналов дискретных и аналоговых датчиков, расположенных на технологическом оборудовании и трубопроводах; команд, поступающих с АРМ. Верхний уровень - АРМ оператора блока атмосферной перегонки нефти, реализует взаимодействие оператора с системой управления и связь с нижним уровнем управления.

Были разработаны алгоритмы управления процессом атмосферной перегонки нефти, часть управляющей программы в среде программирования STEP7Lite, интерфейс оператора для АРМ во внешней ЛВС на базе InTouch 8.1.

В расчетной части дипломного проекта была произведена настройка контура регулирования температуры в верху колонны отбензиневания, с результатами: вид переходного процесса - апериодический; время переходного процесса 7,39 с; запас устойчивости по фазе 64,7°.

В дипломном проекте приведен расчет экономического эффекта от внедрения АСУ процессом атмосферной перегонки нефти - 4,77 млн. руб. в первый год эксплуатации, рассмотрены вопросы безопасности жизнедеятельности.

Внедрение АСУ процессом атмосферной перегонки нефти позволило:

- расширить функции автоматического и автоматизированного контроля и управления;

- повысить надежность функционирования системы противоаварийной защиты;

- повысить качество управления технологическим процессом;

- сократить количество и время локализации аварийных ситуаций и отказов оборудования.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электротехнические чертежи и схемы. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 300[4] с., ил.

2. Датчики давления и расхода. «VEGA». Каталог 2005.

3. Датчики температуры. ОАО «Метран». Каталог 2004.

4. Датчики уровня. «VEGA». Каталог 2005.

5. Журнал «СТА», №3, 2000 г.

6. Журнал «СТА», №2, 2004 г.

7. Кудрявцев Е.М. Оформление дипломных проектов на компьютере. - М.: ДМК Пресс, 2004. - 224 с.: ил. (Серия «Проектирование»)

8. Проектирование систем автоматизации технологических процессов: Справочное пособие / А.С. Клюев, Б.В. Глазов, А.Х. Дубровский, А.А. Клюев; Под ред. А.С. Клюева. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 464 с.: ил.

9. Контроллеры SIMATIC S7-300. Каталог 2003.

10. Программирование STEP7Lite. 2005.

11. Ротач В.Я., Теория автоматического управления: Учебник для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Издательство МЭИ, 2004. - 400 с., ил.

12. Сердюк В.С., Цорина Е.Н. Оценка напряженности трудового процесса: Методические указания к практической работе по курсу «Экспертиза условий труда». - Омск: ОмГТУ, 2001. - 23 с.

13. Расходомеры фирмы «Yokogawa». Каталог 2004.

14. Скабкин Н.Г., Глотов В.А., Опарин Ю.А. Затраты на проектирование конструкторской и технологической документации на изделия машиностроения и приборостроения: Методические указания. - Омск: ОмГТУ, 2006. - 43 с.

15. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: Учеб. пособие для втузов/ Л.А. Астреина, В.В. Балдесов, В.К. Беклешов и др.; Под ред. В.К. Беклешова. - М.: Высш. шк., 1991. - 176 с.: ил.

16. Федотов А.В. Автоматизация управления в производственных системах: Учебное пособие. - Омск: ОмГТУ, 2001. - 368 с.

17. Федотов А.В. Составление технического задания: Методические указания к курсовому и дипломному проектированию. - Омск: ОмГТУ, 1999. - 24 с.

18. «Samson»: Регулирующие клапаны для технологических процессов. Клапаны серии 230, 240. Том 1, 2004.

19. «Samson»: Регулирующие клапаны для технологических процессов. Клапаны серии 250. Сервоприводы. Том 2, 2004.

20. «Samson»: Регулирующие клапаны для технологических процессов. Приборы и принадлежности для регулирующих клапанов. Том 3, 2004.

21. Решения: нефть и газ. SIMATIC TIA, 2004.

22. Щелкунов В.А., Скобло А.И., Владимиров А.И. Процессы и аппараты нефтегазопереработки и нефтехимии.-С.П.:Недра, 2004

23. ГОСТ 21.404-85. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.

24. ГОСТ 15.001-88. Составление технического задания.

Приложение А

Техническое задание

1 Наименование и область применения

Автоматизированная система управления процессом атмосферной перегонки нефти. Область применения - установка АВТ в ОАО «Новошахтинский НПЗ».

2 Основание для разработки

Задание на дипломное проектирование, утвержденное приказом по факультету автоматизации, приказ № ________ от "___" __________ 2007 г.

3 Цель и назначение разработки

Целью данной разработки является создание новой автоматизированной системы управления процессом атмосферной перегонки нефти.

4 Источники для разработки

Источниками для разработки являются:

- технологическая схема процесса атмосферной перегонки;

- описание технологического процесса.

5 Технические требования

5.1 Состав продукции и требования к конструктивному устройству

Система управления состоит из:

- узла управления на базе программируемого контроллера;

- автоматизированного рабочего места АРМ;

- программного обеспечения, поставляемого на CD-ROM.

5.2 Показатели назначения

АСУ ТП атмосферной перегонки должна обеспечивать:

- ведение технологического процесса на основе автоматического контроля технологических параметров;

- снижение трудоемкости при измерении и управлении технологическими операциями;

- визуализацию и хронометрирование параметров технологических процессов и аварийных событий;

- архивацию данных, позволяющих оценить качество управления технологическими параметрами с целью выработки рекомендаций по улучшению работы установки;

- автоматическое включение резервного оборудования при нарушении работы основного (насосы и др.);

- автоматическое управление исполнительными механизмами;

- безаварийный пуск/останов и переключение технологического оборудования;

- предотвращение развития аварийных ситуаций и обеспечение безопасного завершения процесса по заданной программе;

- прием информации с верхнего уровня системы автоматизации и формирование управляющих воздействий на исполнительные механизмы;

- функционирование программ управления технологическим процессом в соответствии с логикой алгоритмов управления;

- вычисление и анализ расчетных параметров, косвенно характеризующих технологический процесс.

5.3 Требования к надежности

Показатели надежности Системы должны отвечать требованиям ГОСТ 24.701-86 ЕСС АСУ "Автоматизированные Системы Управления Технологическими Процессами. Надежность. Основные положения" и п.6.3.10 ПБ09-540-03.

Программное обеспечение функциональной подсистемы должно предотвращать возникновение отказов в выполнении функций АСУТП при отказах технических средств функциональной подсистемы и при ошибках персонала, участвующего в выполнении этой функции, либо должно обеспечить перевод отказов, ведущих к большим потерям, в отказы, сопряженные с меньшими потерями.

Система должна быть многофункциональной, восстанавливаемой и должна отвечать следующим требованиям к надежности:

- коэффициент готовности, должен быть не менее 0.995;

- средняя наработка на отказ комплекса средств вычислительной техники системы должна быть не менее 30000 часов.

В системе должны быть дублированы: процессорные модули; источники питания; линии связи.

Кроме аппаратурного резерва, система должна обладать временной и функциональной избыточностью (степень загруженности контроллеров, запас емкости памяти и свободных функциональных блоков и т.д.).

5.4 Требования к технологичности и метрологическому обеспечению разработки, производства и эксплуатации

Система должна отвечать требованиям открытости (т. е. должна использовать стандартные международные входные и выходные сигналы, интерфейсы и конструктивы), что позволит, при необходимости расширения, производить подключение новых модулей и блоков без нарушения общей конфигурации системы и значительных затрат.

Метрологическое обеспечение АСУ ТП должно отвечать требованиям:

- ГОСТ 24.104-85 ЕСС АСУ "Автоматизированные системы управления. Общие требования";

- МИ 1669-87 ЕСС АСУ "Метрологическое обеспечение АСУ. Основные положения";

- ПБ 09-540-03 "Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств" (раздел 5.6), а также требованиям стандартов Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ), Единой системы стандартов автоматизированных систем управления (ЕСС АСУ).

5.5 Требования к уровню унификации и стандартизации

Разрабатываемая система должна быть универсальной, обеспечивать возможность ее использования на широком классе объектов управления.

При разработке системы управления необходимо обеспечить максимальную унификацию применяемых узлов и деталей; использование стандартных крепежных изделий.

Использование серийно выпускаемых комплектующих изделий не менее 95%.

Все приобретаемые изделия и узлы, входящие в комплект должны быть общего назначения и не подлежать согласованию.

5.6 Требования к безопасности и влияния на окружающую среду

Технические средства АСУТП должны соответствовать требованиям:

- ПБ 09-563-03 «Правила промышленной безопасности для нефтеперерабатывающих производств». ПБ 03-576-03 «Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением»;

- ПБ09-540-03 «Общие правила взрывобезопасности для взрывопожароопасных, химических, нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств»;

- ПУЭ-2002 гл.7.3 "Правил устройства электроустановок";

- ГОСТ 12.2.070-81 "Правила техники безопасности электрических цепей";

- ПБЭ НП-2001 «Правила безопасной эксплуатации и охраны труда для нефтеперерабатывающих производств».

- СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03. «Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы».

- ГОСТ 25861-83 "Машины вычислительные и системы обработки данных. Требования электрической и механической безопасности и методы испытаний".

Все внешние элементы технических средств системы, находящиеся под напряжением, должны иметь защиту от случайного прикосновения человека, а сами технические средства - заземлены в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030-2001 ССБТ "Защитное заземление, зануление" и "Правил устройства электроустановок" ПУЭ-2002, глава 7.3.

Установка технических средств должна соответствовать требованиям действующих «Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ 2003г.)

Требования безопасности при монтаже, наладке, эксплуатации, обслуживании и ремонте технических средств АСУТП должны быть приведены в документации на технические средства.

5.7 Эстетические и эргономические требования

Удобство обслуживания обеспечить по ГОСТ 12.2.049.-80. Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие эргономические требования.

Эстетику обеспечить по ГОСТ 20.39.108-85. Комплексная система общих технических требований. Требования по эргономике, обитаемости и технической эстетике. Номенклатура и порядок выбора.

Общие эргономические требования к залу операторов и расположению рабочих мест должны соответствовать ГОСТ 21958-76 "Общие эргономические требования к расположению рабочих мест".

Общие эргономические требования, регламентирующие организацию рабочего места, взаимное расположение средств связи в пределах одного рабочего места - по ГОСТ 22269-76 "Система Человек - машина. Рабочее место оператора. Взаимное расположение элементов рабочего места. Общие эргономические требования".

5.8 Требования к составным частям продукции, сырью, исходным и эксплуатационным материалам

В разработке могут использоваться комплектующие как отечественного, так и импортного производства.

5.9 Условия эксплуатации. Требования к техническому обслуживанию и ремонту

АСУТП должна быть рассчитана на непрерывный круглосуточный режим работы.

Виды, периодичность и регламент обслуживания технических средств должны быть указаны в соответствующих инструкциях по эксплуатации.

Поставщик должен предоставить Заказчику перечень узлов, компонентов, разъемов и блоков, подлежащих профилактическому осмотру, калибровке и поверке, с указанием периодичности последних, а также инструкции по выполнению этих работ.

Для нормального функционирования вычислительной и микропроцессорной техники в помещениях аппаратных и операторных должны быть обеспечены соответствующие условия:

- температура окружающего воздуха: (22…24) оС;

- относительная влажность окружающего воздуха: (40...60) % без конденсации;

- запыленность воздуха в помещении (операторной и аппаратной) - не более 0,3 мг/м3 при размере частиц не более 3 мкм;

- частота вибрации должна быть не более 14 Гц при амплитуде смещений не более 0,5 мм;

Расположение технических средств АСУТП должно быть рациональным как с точки зрения монтажных связей между ними, так и удобства и безопасности их эксплуатации и обслуживания.

5.10 Требования к транспортированию и хранению

Хранение блоков системы производить в таре в закрытом помещении при температуре от +5 єС до +35 єС и относительной влажности не более 85%.

Составные части СУ должны транспортироваться в упаковке предприятия-изготовителя в закрытом транспорте (автомобильном, железнодорожном, воздушном в отапливаемых отсеках) в условиях хранения 5 по ГОСТ 15150-80.

6 Порядок контроля и приемки

Контроль выполнения работы осуществлять:

Первая проверка (45%) “___”______2007

Вторая проверка (75%) “___”______2007

Представление готовой работы “___”______2007

По завершении выполнения проекта его необходимо защитить на государственной аттестационной комиссии кафедры АРТ “___”______2007

Размещено на Allbest.ru