Автоматизация технологического процесса производства цемента с регулированием уровня загрузки и вязкости шлама в цементной мельнице

8) внедрение передовых приемов и методов работы на данном рабочем месте;

9) разработку оптимального режима труда для данного рабочего места.

На ряде цементных заводов организации рабочих мест уделяется большое внимание. И это дает ощутимые результаты.

Для того чтобы существенно облегчить труд работников производится замена устаревшего оборудования на более совершенное, внедряются новые средства автоматизации.

12.2 Расчет полезного эффекта от внедрения и использования нового оборудования

Полезный эффект (Э_п) нового оборудования в эксплуатации представляет собой стоимостную оценку изменения его потребительских свойств, которые оказывают влияние на показатели производительности, долговечности, качество, экологичности и т. п.

Расчет полезного эффекта нового предприятия осуществляется по формуле:

Э_п=Ц_б(к_эк*к_д-1)+?и+?к, (25)

Где Ц_б - цена базового предприятия, к_эк - коэффициент эквивалентности, для предприятия производственного назначения и измерительной аппаратуры - соотношение коэффициента роста производительности нового оборудования по сравнению с базовым. Рассчитывается как отношение (В2/В1) годовых обьемов продукции, производимой при использовании нового оборудования (В2) и базового оборудования (В1); к_д - коэффициент учета изменения срока службы нового оборудования по сравнению с базовым; рассчитывается как соотношение:

к_д=(1/Т1+Е_н)/(1/Т2+Е_н), (26)

где Т1 - срок службы базового оборудования, Т2 - срок службы нового оборудования, Е_н - нормативный коэффициент сравнительной экономической эффективности (Е_н=0,15);

?и - изменение текущих издержек эксплуатации у потребителя при использовании им нового оборудования взамен базового за срок службы нового оборудования, ?и рассчитывается по формуле:

?и=(и₁-и₂)/(1/Т2+Е_н),(27)

и₁ и₂ - годовые эксплуатационные издержки при использовании им соответственно базового и нового оборудования. Годовые издержки потребителя рассчитываются согласно таблице

?к - изменение отчислений от сопутствующих капитальных вложений потребителя за срок службы с учетом морального износа при использовании им нового оборудования взамен базового.

Сопутствующие капитальные вложения представляют собой сумму единовременных затрат в основные и оборотные фонды, без которых невозможна эксплуатация нового оборудования. Она включает в себя затраты на реконструкцию здания для размещения оборудования, аппаратуры, сопутствующее и вспомогательное оборудование и т. д.

?к=(к₁-к₂)/(1/Т2+Ен),(28)

к₁ и к₂ - сопутствующие капитальные вложения потребителя при использовании им базового и нового предприятия. В приближенных расчетах можно определить как

к=ц*0,14 (29)

Исходные данные для расчета:

Ц_б=220000 руб. - цена базового предприятия,

Ц_н=310000 руб. - цена нового предприятия,

Т1=8 лет - срок службы базового предприятия,

Т2=11 лет - срок службы нового предприятия,

В1=1280 тыс. тонн в год - выработка базового предприятия,

В2=2800 тыс. тонн в год - выработка нового предприятия,

Т=23 ч. - время работы предприятия в сутки,

Д=248 дней - годовой рабочий период,

W1=6,1 кВт/ч - мощность базового оборудования,

W2=5,2 кВт/ч - мощность нового оборудования,

Ц_э=2.00 руб. - стоимость 1 кВт/ч электроэнергии с НДС,

С_р=60 руб. - часовая ставка работника, обслуживающего оборудование,

К_дз=0,2 - коэффициент дополнительной заработной платы,

К_есн=0,26 - единый социальный налог,

Ф_р=8 ч. - фонд времени одного работника в сутки,

Р_о=2 и 1 - число работников обслуживающих базовое и новое оборудование соответственно в смену,

К_р - коэффициент отчислений на капремонт равный 4%,

К_с - коэффициент отчислений на послегарантийное сервисное обслуживание, равный 7%,

Н_а - норма амортизации, равная 8%

Порядок расчета:

1. Коэффициент эквивалентности -

к_экв к_экв=В1:В2 (30)

к_эк=2800:1280=2,2

2. Коэффициент учета изменения срока службы нового оборудования по сравнению с базовым - к_д

к_д=1/8+0,15):(1/11+0,15)=1,15

3. Текущие издержки потребителя до и после внедрения оборудования

1)Расходы на электроэнергию

Э=Ц_э•Т•W(31)

Э1=2•23•248•6,1=69588,8 руб

Э2=2•23•248•5,2=59321,6 руб

2)Заработная плата с начислением

З=Р_о•Ф_р•С_р(1+к_дз)(1+К_о)•Д(32)

З1=2•8•60(1+0,2)(1+0,26)•243•3=1079930руб

З2=1•8•60(1+0,2)(1+0,26)•243•3=539965 руб

3)Расходы на капремонт

U_кр=Ц•К_кр(33)

U1=220000•0,04=8800 руб

U2=310000•0,04=12400 руб

4)Расходы на послегарантийное сервисное обслуживание и покупку запчастей

U_с=Ц•К_с(34)

U1=220000•0,07=15400 руб

U2=310000•0,07=21700 руб

5)Амортизация

А=К•Н_а/100(35)

А1=220000•8/100=17600 руб

А2=310000•8/100=24800 руб

4. Изменение текущих издержек эксплуатации - ?и

?и=(и₁-и₂)/(1/Т2+Е_н)

и₁=69588,8+1079930+8800+15400+17600=1191318,8 руб

и₂=59321,6+539965+12400+21700+24800=658186,6 руб

и₁-и₂=1191318,8-658186,6=533132,2 руб

?и=533132,2/(1/11+0,15)=2221384,2 руб

5. Сопутствующие капитальные вложения при использовании базового и нового оборудования - К1 и К2

К1=220000•0,14=30800 руб

К2=310000•0,14=43400 руб

6. Изменение отклонений от сопутствующих капитальных вложений - ?к

?к=(30800-43400) /(1/11+0,15)=-52500 руб

7. Полезный эффект нового оборудования

Э_п=220000(2,2•1,15-1)+2221384,2-52500=2505484,2 руб

Таблица 18 Текущие издержки потребителя до и после внедрения оборудования

Наименование показателей	Единица измерения	Базовое оборудование	Новое оборудование
Расходы на электроэнергию	Руб.	69588,8	59321,6
Зарплата с начислением	Руб.	1079930	539965
Расходы на капремонт	Руб.	8800	12400
Расходы на покупку запчастей	Руб.	15400	21700
Амортизация	Руб.	17600	24800

Ввод нового оборудования привёл к следующим положительным результатам:

- увеличению срока службы оборудования на 3 года;

- увеличению производительности оборудования в 2,2 раза

- уменьшению годовых эксплуатационных издержек при использовании нового оборудования за счет уменьшения расходов за электроэнергию, за счет снижения расходов на заработную плату обслуживающего персонала в 2 раза, из-за высвобождения по одному человеку в каждой смене;

- сокращению затрат на дополнительное обучение обслуживающего персонала из-за упрощения процессов обслуживания оборудования;

Но ввод нового оборудования привёл и к другим результатам:

- привлечению дополнительных инвестиций;

- увеличению затрат на капитальный ремонт в процессе эксплуатации оборудования;

- увеличению амортизационных отчислений;

- увеличению расходов на послегарантийное сервисное обслуживание и покупку запасных частей.

Полезный эффект от внедрения новой линии составил 2505484,2 рублей, что указывает на экономическую целесообразность внедрения.

13 ОХРАНА ТРУДА

Общие требования по охране труда для работников, занятых в производстве цемента

1. Опасными и вредными производственными факторами на цементном предприятии являются:

- движущиеся машины и механизмы;

- подвижные части производственного оборудования;

- запыленность воздуха, превышающая установленные нормативы;

- пониженная температура воздуха рабочей зоны, поверхностей оборудования, материалов;

- повышенная влажность воздуха;

- повышенный уровень звука на рабочих местах;

- электроустановки напряжением выше 42 В, при нарушении целостности изоляции которых возможно поражение человека электрическим током;

- недостаточная освещенность рабочего места;

- острые кромки, заусенцы и шероховатости на поверхностях оборудования, инструмента;

- наличие радиоизотопных приборов и техногенных материалов, используемых в производстве;

- наличие на предприятии топливоподготовительных участков и топливопотребляющих агрегатов и установок, которые относятся к объектам повышенной взрыво- и пожароопасности.

2. Здоровые и безопасные условия труда при производстве цемента обеспечиваются:

- выполнением руководством предприятия всех требований отраслевого стандарта безопасности труда в промышленности строительных материалов ОСТ 21.112.0.004-83;

- соблюдением работниками требований настоящей инструкции, инструкции по техническому обслуживанию закрепленного за ними оборудования и инструкции о мерах пожарной безопасности.

3. К самостоятельному обслуживанию оборудования на цементном предприятии допускаются работники не моложе 18 лет, имеющие

- профессиональные навыки и прошедшие:

- предварительный медицинский осмотр;

- предварительное обучение по обслуживанию оборудования, безопасным методам и приемам работ, сдавшие экзамен на право производства работ;

- вводный инструктаж; первичный инструктаж на рабочем месте.

К работе с электрифицированным оборудованием допускаются работники, прошедшие соответствующее обучение и инструктаж, имеющие первую квалификационную группу по электробезопасности.

4. Работник должен:

выполнять только порученную работу и не передавать ее другому лицу без разрешения мастера или начальника цеха;

выполнять требования правил внутреннего трудового распорядка, установленных на предприятии;

знать номера телефонов медицинской службы и пожарной охраны;

знать место расположения средств оказания доврачебной помощи, первичных средств пожаротушения, главных и запасных выходов, пути эвакуации в случае аварии или пожара;

- уметь оказывать первую доврачебную помощь;

- знать и соблюдать нормы переноски тяжестей вручную;

- правильно применять средства индивидуальной и коллективной защиты;

- знать сроки испытания защитных средств и приспособлений, правила эксплуатации, ухода и пользования ими. Не разрешается использовать защитные средства и приспособления с истекшим сроком проверки.

5. Работник должен соблюдать в цехе следующие правила:

- ходить только по установленным проходам и переходным мостикам;

- не садиться и не облокачиваться на случайные предметы и ограждения;

- не подниматься и не спускаться бегом по лестничным маршам;

- не находиться в зоне действия грузоподъемных машин;

- не смотреть на дугу электросварки без защитных средств;

- не прикасаться к электрическим проводам и кабелям;

- не устранять неисправности в электрических сетях и пусковых устройствах.

6. При заболевании или травмировании следует сообщить в медпункт, мастеру или начальнику цеха. Также необходимо сообщить о получении травмы в быту, по пути на работу или с работы, при выполнении работ, в том числе вне предприятия, по заданию администрации.

8. При несчастном случае необходимо оказать первую доврачебную помощь пострадавшему, немедленно принять меры к вызову скорой медицинской помощи и сообщить о случившемся администрации. Сохранить до расследования обстановку на рабочем месте и состояние оборудования такими, какими они были на момент происшествия, если это не угрожает жизни и здоровью окружающих, не повлечет аварии.

8. При возникновении пожара необходимо сообщить в пожарную охрану и в администрацию любым видом связи или посыльным. Приступить к тушению пожара имеющимися средствами.

9. Необходимо обращать внимание на знаки и сигналы безопасности, выполнять их требования. Запрещается включать в работу оборудование, если на пульте управления установлен запрещающий знак "Не включать - работают люди!". Запрещающий знак имеет право снять только работник, который его установил.

10. При передвижении по территории необходимо соблюдать следующие требования:

ходить по пешеходным дорожкам, тротуарам, установленным проходам;

переходить железнодорожные пути и автомобильные дороги в установленных местах;

не подлезать под стоящие вагоны;

не перелезать через сцепления вагонов;

не переходить железнодорожные пути между расцепленными вагонами, если вблизи стоит локомотив;

при выходе из здания убедиться в отсутствии движущегося транспорта.

11. Для питья применять воду только из сатураторов, специально оборудованных фонтанчиков или питьевых бачков.

12. Принимать пищу в специально оборудованных помещениях.

13. Курить только в специально отведенных местах.

14. При применении в цехе радиоизотопных приборов запрещается:

- вскрывать блок источника;

- производить любые работы в зоне пучка излучения;

- находиться от прибора на расстоянии менее 1 метра.

15. Требования настоящей инструкции обязательны для всех работников, занятых в производстве цемента и утилизации отходов. Работники несут ответственность за их нарушение в соответствии с действующим законодательством.

16. В случаях, не предусмотренных настоящей инструкцией, следует обращаться к своему непосредственному руководителю.

14 ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

В настоящее время стремительно развивается промышленное производство цемента и бетонных изделий, в связи с этим появилось понятие промышленной экологии при производстве цемента. Цементное производство достаточно "грязное". Даже на Западе, где действуют строгие законы об охране окружающей среды, проблема эта полностью не решена. В странах СНГ ситуация, естественно, обстоит куда хуже. Решение экологических проблем требует колоссальных вложений. А их порой и на развитие производства не хватает. Тем не менее, закон обязывает все действующие предприятия принимать меры для улучшения промышленной экологии при производстве цемента. Такие меры заключаются в приобретении новых систем фильтрации на цементные склады, а также в поддержании их в рабочем состоянии, что значительно уменьшает выбросы цементной пыли в атмосферу.

Главные воздействия на окружающую среду при производстве цемента связанны со следующими факторами:

· Пыль (выбросы из дымовых труб и быстроиспаряющиеся компоненты)

· Газообразные выбросы в атмосферу (NOx, SO2, CO2, VOC, другие)

· Другие выбросы (шум и колебания, запах, техническая вода, отходы производства и т.д.)

· Потребление ресурсов (энергия, сырье)

Пыль

Исторически, выбросы пыли (особенно от печей), как загрязняющий окружающую среду фактор цементного производства, вызывают наибольшее беспокойство. В основном причиной выбросов пыли являются сырьевые заводы, печи для обжига, цементные мельницы. Основная особенность этих процессов это то, горячий отработанный газ или отработанный воздух проходит через измельченный до состояния пыли материал, что приводит к образованию дисперсионной смеси газа и пыли. Основные свойства частиц зависят от исходного материала, а именно сырьевого материала, клинкера или цемента.

На данный момент доступны современные технические методы снижения пыли (электростатические осадители, фильтры), что снизило пылеобразование в цементной промышленности за последние 20 лет приблизительно на 90 %.

Пылеобразование из рассредоточенных источников на территории завода ("сдуваемая пыль"), может происходить в результате хранения и погрузки, то есть в транспортной системе, складских запасах, во время движения подъемного крана, упаковки в мешки, и т.д., и в процессе транспортировки, во время движения транспорта по грунтовым дорогам.

Поскольку химический и минералогический состав цементной пыли подобен природному камню, ее воздействие на здоровье человека считается вредным, но не токсичным и может нанести серьезный вред здоровью работника.

Длительное вдыхание пыли вызывает раздражение и изменение соединительной ткани легких, что ведет к ограничению их дыхательной поверхности и ухудшению состояния всего организма.

Твердые пылинки с острыми краями могут вызвать травмы глаз. Запыление глаз может привести к развитию конъюнктивита и изменениям роговицы глаз. Пыль независимо от ее состава покрывает кожу, может закупоривать выходы сальных и потовых желез, что приводит к воспалительным заболеваниям кожи (дерматитам, экземам и т.п).

На всех переделах цементного производства есть различные по характеру и интенсивности источники загрязнения воздуха рабочих зон и окружающей атмосферы. Так, при дроблении сырьевых карбонатных материалов источниками пылеобразования являются: приемный бункер дробилки крупного дробления; узлы загрузки и выгрузки дробилок крупного, среднего и мелкого дробления; узлы перегрузки и сброса на ленточных конвейерах, транспортирующих материалы на склад

Локализация очагов пыли осуществляется с помощью аспирационных укрытий, из которых запыленный воздух отсасывается в пылеулавливающие аппараты, и после очистки в них выбрасывается в атмосферу. Количество воздуха, которое необходимо отсасывать от дробилок, составляет от 50 до 200 м³ на тонну дробленого материала.

Цехи обжига клинкера и помола цемента оснащены мощным обеспыливающим оборудованием.

Снижение и контроль за пылеобразованием на современном цементном заводе нуждается в инвестировании и компетентных методах управления, но это уже не технические проблемы.

Выделение газов в атмосферу

Газообразные выделения от системы печей, выбрасываемые в атмосферу, являются проблемой номер один в борьбе с загрязнением окружающей среды при производстве цемента сегодня.

Основные газы, которые выбрасываються в атмосферу это - NO_x и SO₂. Другие менее вредные соединения - VOC_s (летучие органические соединения), CO, аммиак, HCl, и тяжелые металлы.

CO₂ - газ, который в значительных количествах используется для отопления оранжерей, теплиц.

Формирование NO_x является неизбежным следствием высокотемпературных процессов горения.

Сера, поступающая в печи вместе с сырьем и топливом, в значительной степени поглощается продуктами печи.

Однако, сера, содержавшаяся в сырье как сульфиды (или органические сернистые вещества) - легко улетучивается при низких температурах (то есть 400- 600 ° C), что может привести к значительным испарениям SO₂ через дымовые трубы. Другие легко испаряющиеся нежелательные вещества, поступающие в систему печей или эффективно разрушаются при высоко температурном горении, или почти полностью поглощаются продуктом.

Таким образом, неотъемлемой частью процесса в печах для обжига цемента есть незначительные выделения газов, таких как VOC_s, HCl, HF, NH₃ или тяжелые металлы.

Наличие органических компонентов в природном сырье может существенно повысить уровень углеводорода и выбросы СО.

Выделение хлорсодержащих углеводородов типа диоксинов и фуранов обычно значительно ниже существующих предельных норм.

Другие летучие компоненты, такие как ртуть - тщательно контролируются , чтобы предотвратить нежелательные выбросы в атмосферу.

Как результат обжига исходного сырья и сгорания ископаемого топлива выделяется углекислота.

Выделение углекислого газа, как результат потребления топлива, было прогрессивно снижено в результате воздействия сильного экономического стимула к минимизации потребления топливной энергии.

Другие выбросы

Шум является причиной быстрой утомляемости и снижения работоспособности. Сильный шум часто вызывает у людей головные боли, головокружение, беспричинную раздражительность. Во время работы он мешает концентрации внимания, вследствие чего снижается производительность труда.

Вибрация -- одна из разновидностей механических колебаний и в отличие от воздушного звукового шума представляет собой материальный шум, передаваемый человеку непосредственно от источника вибрации или по элементам конструкций производственных зданий. На отдельных предприятиях цементной промышленности, особенно там, где есть старое оборудование, основания вибрационных агрегатов, машин и механизмов жестко связаны с фундаментом здания, что приводит к распространению вибрации на перекрытие и пол. На таких участках работающие подвергаются вибрации в течение всего рабочего дня.

15 ОБЯЗАННОСТИ МАСТЕРА ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УЧАСТКА

Производственный участок промышленного предприятия объединяет определенное количество рабочих мест, расположенных на отдельной территории, где производится однотипная продукция или выполняются технологически однородные операции. Управление производственным участком должно обеспечить эффективную и бесперебойную работу всех его рабочих мест, повышение их технического и технологического уровня, тесную взаимосвязь и координацию действий. Возможность достижения этих целей в значительной мере зависит от порядка размещения рабочих мест на участке, организации труда на рабочих местах, управления действиями людей. Все это контролирует мастер производственного участка.

Содержание труда мастера определяется тем кругом работ, которые он должен выполнять в процессе производства. Приводимый перечень видов работ мастера составлен в соответствии с Типовым положением о мастере производственного участка и существующей практикой. Мастер выполняет следующие виды работ:

1. Прием и сдача смены: обход участка, выяснение всех вопросов по подготовке к работе смены, осмотр состояния рабочих мест и территории участка, принятие решений по устранению выявленных недостатков подведение итогов выполненной за смену работы, оформление сменных заданий, сменного рапорта, информирование о работе смены старшего мастера, контроль за уборкой оборудования, подготовка участка к следующей смене, сдача смены, заполнение журнала приема-сдачи смены.

2. Выдача задании на смену: обмен информацией со старшим мастером по выполнению сменного задания, внесение корректив в сменный план работы ознакомление рабочих с итогами работы за прошедшую смену и с планом работы на текущую смену, инструктаж рабочих при переналадке оборудования и выполнении новых работ, выдача сменных заданий с учетом производственных заданий и заданий по росту производительности труда, нарядов.

3. Административно-техническое руководство: периодический обход участка с целью комплексного контроля за ходом производства и техникой безопасности, принятие практических мер по устранению возникших неполадок, организация и контроль обеспечения рабочих мест заготовками, технологической оснасткой, режущими и из мерительными инструментами, технической документацией, организация обслуживания рабочих мест транспортными, подъемными и другими вспомогательными средствами, контроль за выполнением технологических процессов, оказание помощи рабочим в изучении технологической документации, проверка выполнения сменных заданий рабочими, участие в планировании производственной деятельности участка, в определении месячных и годовых производственных заданий рабочим, разработка и внедрение мероприятий, обеспечивающих их выполнение, изучение сменного задания на следующий день и составление плана загрузки рабочих мест, проверка выполнения графиков по номенклатуре, осмотр и сдача готовой продукции, подготовка и участие в совещаниях по производственным вопросам и по итогам рабочего дня, информирование руководителей цеха о ходе производства, оформление отчетной документации, проведение воспитательной работы среди рабочих, выяснение причин невыходов и опоздании на работу, оформление документов и заявлений рабочих.

4. Контроль качества продукции: проверка качества выпускаемой продукции непосредственно на рабочих местах, анализ причин выпуска некачественной продукции принятие мер по исправлению брака, разбор рекламаций и принятие решений совместно с работниками отдела технического контроля по исправлению брака или его списанию, составление актов на бракованную продукцию.

5. Анализ технико-экономических показателей производственной деятельности: анализ выполнения сменных декадных, месячных заданий по всем показателям работы, учет и корректировка месячных, квартальных и годовых производственных заданий рабочих (бригад) участие в разработке и пересмотре норм выработки и норм времени, анализ расхода фонда заработной платы, распределение премиального фонда мастера на поощрение лучших рабочих.

6. Повышение квалификации кадров: обучение рабочих передовым приемам и методам труда, организация и контроль за проведением технической учебы и сдачи экзаменов, ознакомление учеников, молодых рабочих и практикантов с организацией труда и технологией производства, изучение технической и экономической литературы.

7. Охрана труда и техника безопасности: инструктаж рабочих по технике безопасности и противопожарному состоянию, обучение рабочих безопасным приемам труда, расследование случаев травматизма и составление актов, оформление журнала по технике безопасности, выписка спецодежды.

8. Контроль за работой и состоянием оборудования: проверка технического состояния оборудования и правильности его эксплуатации, контроль за графиком ремонта оборудования, вызов на участок работников ремонтной службы для устранения неполадок, участие в сдаче оборудования, инструментов в ремонт и принятие их из ремонта, составление заявок на приобретение новых инструментов, оформление актов на списание инструментов, пришедших в негодность.

9. Оформление, сдача документов на оплату труда: оформление и сдача нарядов.

16 АСПЕКТЫ ВНЕДРЕНИЯ АСУТП НА ЦЕМЕНТНОМ ЗАВОДЕ

В последние, годы автоматизация процессов на предприятиях цементной промышленности осуществляется в широких масштабах: в значительных объемах вводятся в действие системы автоматического контроля регулирования отдельных процессов (агрегатов); предусматриваются системы автоматизации с централизованным управлением на всех проектируемых и вновь строящихся заводах; вводятся в действие автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) с УВМ; создаются автоматизированные технологические комплексы (АТК) для заводов с высокопроизводительным оборудованием.

Для отдельных агрегатов, таких как цементная мельница, были разработаны и нашли применение системы автоматического контроля и регулирования процессами мокрого помола сырья, помола шихты в процессе получения цемента (в трубных шаровых многокамерных мельницах). Все эти системы обеспечивают стабилизацию качества получаемой продукции: тонкость помола, химический состав сырьевого шлама или готового цемента и др.;

В последнее время на цементных заводах широко применяются также автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) с использованием цифровой вычислительной техники (управляющих вычислительных машин и др.).

На многих заводах внедрение АСУТП осуществляется для процессов приготовления сырьевых смесей (как для периодических процессов, так и для непрерывных мокрого и сухого способов производства цемента), процессов помола в шаровых трубных мельницах, в мельницах "Гидрофол" и др.

Массовое внедрение малых АСУТП, базирующихся на применении современных мини-ЭВМ, может быть обеспечено при малой их стоимости и высокой эксплуатационной надежности. В условиях вновь проектируемых мощных предприятий разработка АСУ должна осуществляться в рамках проектирования автоматизированного технологического комплекса (АТК). Последний является системой, в которой технологические решения и решения по автоматизации рассматриваются как единое целое, т. е. технология учитывает возможности автоматизации, а системы автоматизации являются технологической необходимостью.

Данная подсистема предназначена для управления технологическим процессом мокрого помола твердого сырья в многокамерных шаровых мельницах открытого цикла.

Подсистема обеспечивает минимизацию суммарных затрат на помол сырья (и его обжиг на последующей стадии производства), связанных, с одной стороны, с затратами на измельчение сырья, с другой -- на выпаривание воды при обжиге. С этой целью в подсистеме предусмотрены минимизация влажности шлама при ограничениях, определяемых его транспортабельностью, и стабилизация загрузки мельницы сырьем.

В качестве исходной информации для подсистемы контроля и управления используются следующие аналоговые сигналы: расход воды, положение ножа тарельчатого питателя (или датчика расхода сырья), электроакустические сигналы, распределенные по, длине мельницы, и выходной сигнал -- вязкость шлама. Помимо этого, в подсистеме учитываются релейные сигналы, характеризующие режим работы мельницы и вспомогательных механизмов, поступление сырья в бункеры и в мельницу.

Алгоритмы контроля процесса мокрого помола сырья, входящие в подсистему, включают для каждой мельницы:

- текущий контроль аналоговых сигналов и печать смены состояний релейных сигналов;

- обнаружение нарушений технологического процесса и аварийных ситуаций с соответствующей сигнализацией и печатью;

- обнаружение нарушений работы аппаратурного комплекса АСУ, непосредственно связанного с объектом контроля и управления;

- вычисление средних (за заданный интервал времени) значений показателей работы мельниц и среднеквадратических отклонений основных измеряемых величин;

- регистрацию и учет времени работы оборудования и перебоев в поступлении сырья.

Схема подсистемы управления процессом помола сырья представлена на рисунке 19. Здесь показаны местный пост управления, УВМ и основные связи, реализуемые в указанной подсистеме.

Подсистема включает в себя контуры управления расходами сырья и воды по электроакустическим сигналам, контролируемым в двух участках мельницы (в первой камере и в зоне шламообразования). Эти сигналы имеют малое запаздывание, поэтому удается компенсировать основную часть высокочастотных возмущений, благодаря чему последние практически не влияют на выходные показатели работы мельниц: вязкость шлама и тонкость помола.

Компенсация низкочастотных возмущений обеспечивается коррекцией управления расходом воды по вязкости шлама.

Учитывая, что процесс помола сырья характеризуется существенной нестационарностью его характеристик, был разработан специальный корреляционный алгоритм самонастройки контура управления расходом воды по промежуточной переменной. Суть этого алгоритма заключается в минимизации степени связи между промежуточной и выходной величинами. Кроме рассмотренных алгоритмов в подсистеме разработан алгоритм управления технологическим процессом в переходных режимах: после пуска мельницы и подачи в нее сырья, а также при длительных перебоях в поступлении сырья.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном дипломном проекте была разработана функциональная схема автоматизации управления мокрого помола сырьевых материалов при производстве цемента.

Выбраны контролируемые параметры - уровень шума, вязкость, расход. Проведён расчёт надёжности и было установлено, что данная система является надёжной, так как наработка на отказ (Т₀) составляет 5,2 лет.

Определён интервал, в котором находятся значения измеряемого параметра.

По статическим характеристикам мы определили устойчивость системы: при пересечении двух статических характеристик под углом 62° система характеризуется хорошей устойчивостью.

Определен критерий устойчивости системы автоматического управления, построен годограф: порядок характеристического уравнения равен 2 и вектор на рисунке повернут в положительном направлении на 2 квадранта - система является устойчивой.

Выбраны приборы и оборудование - цементная мельница, микрофонное устройство, приборы следящего уравновешивания, диафрагма камерная, дифманометр, вискозиметр ротационный; разработана таблица соединений и подключений, схема соединений внешних проводок, перечень составных частей щита, рассчитаны погрешности измерительных приборов: приведенная погрешность прибора КСУ2 равная 0,25 не превышает класс точности равный 1,5 , то прибор годен к эксплуатации.

Рассчитан экономический эффект от внедрения нового оборудования: ввод нового оборудования привёл к следующим положительным результатам таким как увеличению срока службы оборудования на 3 года, производительности оборудования в 2,2 раза; уменьшению годовых эксплуатационных издержек при использовании нового оборудования за счет уменьшения расходов на электроэнергию, за счет снижения расходов на заработную плату обслуживающего персонала в 2 раза, из-за высвобождения по одному человеку в каждой смене и привел к сокращению затрат на дополнительное обучение обслуживающего персонала из-за упрощения процессов обслуживания оборудования;

Так же ввод нового оборудования привёл и к другим результатам: привлечению дополнительных инвестиций; увеличению затрат на капитальный ремонт в процессе эксплуатации оборудования; увеличению амортизационных отчислений; увеличению расходов на послегарантийное сервисное обслуживание и покупку запасных частей.

Полезный эффект от внедрения нового оборудования составил 2505484,2 рублей, что указывает на экономическую целесообразность внедрения.

Помимо расчетных данных в данном проекте были полностью освещены вопросы охраны труда, техники безопасности, защиты экологии окружающей среды, приведены обязанности мастера на производстве и рассмотрены аспекты внедрения АСУТП на цементном заводе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1 ГОСТ 2.105-95 ЕСКД Общие требования к текстовым документам.

2 ГОСТ 2.701-76 ЕСКД Схемы. Виды и типы. Общие требования.

3 Гальперин М.В. Автоматическое управление.- М.: ФОРУM: ИНФРА-М, 2004

4 Горошков Б. И. Автоматическое управление - М.: Издательский центр

"Академия", 2003.

5 Экономика строительства Под редакцией И. С. Степанова. М. : Юрайт, 1997

6 Клюев А. С., Глазов Б. В., Миндин М. Б. Техника чтения схем автоматического управления и техническою контроля,- Энерго-атомиздательство, 1983.

7 Кочетов В С., Марченко А. А., Немировский Л. Р. Автоматизациия производственных процессов и АСУП промышленности строительных материалов - Л : Стройиздательство, 1981

8 Солодовников В. В., Плотников В. Н. Яковлев А. В. Основы теории и элементы систем автоматического peгулирования.-М.:Машиностроение,1988

9 Топчеев Ю. И. Атлас проектирования систем автоматического peгулирования.- М.: Машиностроение, 1989

10 Комлев Е. Н. Научные основы управления и организации труда: Учеб. пособие для машиностр. спец. техникумов.-М.:1987

11 Каталоги средств автоматизации