Проектирование автоматизированной системы управления технологическим процессом вакуумной компрессорной станции на КСП-23 Самотлорского месторождения
Общая характеристика системы контроля и управления. Разработка автоматизированной 2-х уровневой системы управления технологическим процессом вакуумной компрессорной станции № 23 Самотлорского месторождения на базе продукции компании Rockwell Automation.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 29.09.2013 |
Размер файла | 2,6 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
1/ч.
Учитывая интенсивность отказов, определим, по формуле (4.26), среднее время безотказной работ:
часа.
Вероятность безотказной работы цепочки измерения давления в сепараторе изменяется по следуюзему закону:
(4.29)
Определим вероятность безотказной работы за период времени равны 5 годам:
0,256
4.3 Расчёт потребляемой мощности
Рассчитаем мощность, потребляемую всей аппаратурой системы.
Потребляемая мощность всей системы вычисляется по формуле:
(3.27)
где, Pi - мощность, потребляемая i-ым элементом системы;
n - число элементов всей системы.
Система состоит из контроллера с подключёнными к нему модулями ввода-вывода. Потребляемая мощность этой системы составляет:
Потребляемая мощность рабочей станции составляет 450 Вт.
Тогда потребляемая мощность всей системы будет равна:
Вт
5. Оценка экономической эффективности проекта
5.1 Характеристика объекта исследования
Целью работы является проектирование системы автоматического управления вакуумной компрессорной станции на базе программируемого контроллера ControlLogix фирмы Allen-Bradley, современных датчиков отечественного и зарубежного производства, имеющих унифицированные выходные сигналы и программного обеспечения фирмы Rockwell Software.
Разрабатываемая система повлияет на:
- повышение надёжности системы;
- повышение культуры труда и качества работы персонала;
- уменьшение количества аварийных остановок станции;
- сокращение численности обслуживающего персонала;
- увеличение точности и оперативности получения информации.
Все расчеты ведутся по методическому указанию к оценке экономической эффективности технических систем [25].
5.2 Расчет единовременных затрат
В общем случае единовременные затраты на создание системы определяются по формуле:
К = Краз + Кпрог + Кизг (5.1)
где, Краз - затраты на проектирование (разработку) системы, тыс.р.;
Кпрог - затраты на программирование, тыс.р.;
Кизг - затраты на изготовление, тыс.р.
Перечень исходных данных предприятия разработчика для расчета единовременных затрат представлен в таблице 5.1
Таблица 5.1 - Данные для расчета единовременных затрат предприятия разработчика
Показатель |
Значение |
|
Заработная плата разработчика, р. |
25000 |
|
Коэффициент доплат к заработной плате, доли ед. |
0,5 |
|
Районный коэффициент, доли ед. |
0,7 |
|
Коэффициент отчисления в социальные фонды, доли ед. |
0,385 |
|
Время разработки системы, месяцы |
3 |
|
Время использования компьютерной техники для разработки программы, час |
510 |
|
Коэффициент накладных расходов, доли ед. |
0,2 |
|
Годовой фонд работы компьютерной техники, час |
2500 |
|
Годовой фонд оплаты труда персонала обслуживающего компьютерной техники, р. |
120000 |
|
Норма амортизационных отчислений компьютерной техники, доли ед. |
0,2 |
|
Норма амортизационных отчислений здания, доли ед. |
0,02 |
|
Площадь занимаемая компьютерной техникой, м2 |
5 |
|
Стоимость одного м2 здания, р. |
2000 |
|
Стоимость компьютерной техники, р. |
25000 |
|
Коэффициент накладных расходов на эксплуатацию компьютерной техники, доли ед. |
0,02 |
|
Потребляемая мощность ЭВМ, кВт |
0,25 |
|
Стоимость кВт/часа, р. |
0,75 |
|
Коэффициент затрат на ремонт компьютерной техники (от стоимости), доли ед. |
0,15 |
|
Затраты на материалы для эксплуатации компьютерной техники, р. |
500 |
|
Коэффициент затрат на содержание компьютерной техники, доли ед. |
0,1 |
|
Коэффициент интенсивного использования компьютерной техники во время разработки проекта, доли ед |
0,7 |
5.3 Расчет затрат на разработку системы
Затраты на разработку можно представить в виде:
Краз = Зо Траз (1+Кд) (1+Кр) (1+Ксн) (1+Кн.раз) (5.2)
где, Зо - месячный оклад разработчика, р.;
Траз - трудоемкость разработки проекта и проектной документации, чмес.;
Кд, Кр - соответственно коэффициенты доплат к заработной плате и районный, доли ед. ;
Ксн - коэффициент отчислений на социальные нужды, доли ед. ;
Кнраз - коэффициент накладных расходов, доли ед.
Перечень элементов трудоемкости разработки представлен в таблице 5.2.
Таблица 5.2 - Данные для расчета трудоемкости разработки
Стадии разработки |
Трудоемкость, чел.месяц |
|
Изучение патентов |
0,5 |
|
Изучение литературных источников |
0,5 |
|
Разработка технического задания |
0,2 |
|
Разработка эскизного проекта |
0,2 |
|
Разработка технического проекта |
0,7 |
|
Разработка рабочего проекта |
1,5 |
|
Внедрение проекта |
0,4 |
|
Итого: |
4 |
Подставив данные из таблицы 5.1 исходных данных в формулу (5.2) получаем Краз.
Краз = 25000 4 (1+0,5) (1+0,7) (1+0,385) (1+0,02)=360 238,5 р.
5.4 Расчет затрат на разработку программного обеспечения
Затраты на разработку программного обеспечения можно представить в виде:
Кпрог=Зо Тпрог (1+Кд)(1+Кр)(1+Ксн)(1+Кн.прог) +Смч Тпрог Кч (5.3)
где, Зо - месячный оклад программиста, тыс.р;
Тпрог - трудоемкость разработки программного обеспечения, ч*мес;
Кн.прогр - коэффициент накладных расходов, доли ед. ;
Cмч - стоимость машино-часа компьютерной техники, р.;
Кч - коэффициент перевода единиц времени.
Стоимость машино-часа компьютерной техники рассчитывается по формуле:
Смч = Sэкс / Тпол (5.4)
где, Sэкс - годовые эксплуатационные расходы, связанные с обслуживанием компьютерной техники, р.;
Тпол - годовой фонд работы компьютерной техники, час.
Эксплуатационные расходы рассчитываются по формуле:
Sэкс =12ЗП (1+Кд)(1+Кр)(1+Ксн)+А+Тр+Э+М+Нрэкс (5.5)
где, ЗП - месячная оплата труда всего обслуживающего персонала в сумме, р.;
А - амортизационные отчисления от стоимости компьютерной техники и здания, р./год ;
Тр - затраты на ремонт, р/год;
Э - затраты на электроэнергию, р/год;
М - затраты на материалы, р.;
Нрэкс - накладные расходы, связанные с эксплуатацией компьютерной техники, р/год.
Затраты на амортизацию вычисляются по формуле:
А = Кэвм Нэвм + Сзд Sзд Нзд (5.6)
где Кэвм - балансовая стоимость компьютерной техники, р.;
Нэвм - норма амортизационных отчислений от стоимости компьютерной техники, доли ед.;
Сзд - стоимость 1 м2 здания, р/м2;
Sзд - площадь, занимаемая компьютерной техники, м2;
Нзд - норма амортизационных отчислений от стоимости здания, доли ед.
Подставив данные из таблицы 5.1 исходных данных в формулу (5.6) получаем затраты на амортизацию (А).
А = 25000 0,2 + 2000 5 0,02 = 5200 р
Затраты на ремонт вычислим по формуле :
Тр = Кэвм Ктрэвм (5.7)
где Ктрэвм - коэффициент, учитывающий затраты на ремонт компьютерной техники.
Подставив данные из таблицы 5.1 исходных данных в формулу (5.7) получаем затраты на ремонт (Тр).
Тр = 25000 · 0,15 = 3750 р.
Затраты на электроэнергию, потребляемую компьютерной техникой за год эксплуатации определяем по формуле:
Э = Ц Тпол N Км (5.8)
где, Ц - цена за один кВтч электроэнергии, р.;
N - потребляемая мощность, кВт ;
Км - коэффициент интенсивного использования мощности вычислительной техники.
Подставив данные из таблицы 5.1 в формулу (5.8) получаем затраты на электроэнергию (Э).
Э = 0,75 2500 0,25 0,8 = 375 р.
Затраты на материалы определяем по формуле:
(5.9)
где, i - вид материала;
Цi - цена i-того материала, р.;
Мi - количество i-го материала.
Расчет представлен в виде таблице 5.3.
Таблица 5.3 - Перечень и стоимость материалов используемых для компьютерной техники
Наименование материала |
Количество в год |
Цена за ед., р. |
Стоимость, р. |
|
Гибкие магнитные диски, штук |
10 |
22 |
220 |
|
Красящая лента, катушек |
1 |
330 |
330 |
|
Бумага, кг. |
5 |
130 |
650 |
|
Ткань обтирочная, кв.м. |
1 |
25 |
25 |
|
Спирт этиловый, л. |
0,2 |
40 |
8 |
|
Итого: |
1233 |
В годовые эксплуатационные затраты по обслуживанию компьютерной техники входят также накладные расходы, которые рассчитываются по формуле:
Нрэкс = 12 Зо (1 + Кд) (1 + Кр) Кнэкс (5.10)
где Кнэкс - коэффициент накладных расходов, связанных с эксплуатацией компьютерной техники.
Подставив данные из таблицы 5.1 в формулу (5.10) получаем накладные расходы (Нрэкс).
Нрэкс = 12 25000 (1 + 0,5) (1 + 0,7) 0,02 = 15 300 р.
Подставив данные из таблицы 5.1, формул (5.65.10) получаем эксплуатационные расходы (Sэкс).
Sэкс=294525(1+0,5)(1+0,7)(1+0,385)+5200+3750+375+1233+6120=1066047 р. Подставив данные из таблицы 5.1 и результаты формул (5.55.10) в формулу (5.4) получим стоимость одного машино-часа (Смч). Смч = 1066047/ 2500 = 426 р. Исходя из полученных результатов по формуле (5.3) и исходных данных таблицы 5.1 находим капитальные затраты на разработку программного обеспечения Кпрог
Кпрог =250002(1+0,5)(1+0,7)(1+0,26)(1+0,02)+4264510 = 1050 013,33 р.
5.5 Расчет затрат на изготовление и отладку проектируемой системы
Величина затрат на внедрение системы определяется по формуле:
КИЗГ = Кктс + Кмонт (5.11)
где, Кктс - сметная стоимость комплекса технических средств (КТС), руб.;
Кмонт - затраты на установку и монтаж системы, руб.
Таблица 5.4 - Исходные данные для расчета сметной стоимости КТС
Наименование и тип элемента |
Количество, шт. |
Цена за единицу (без НДС) ,р. |
Сумма (без НДС), р. |
|
КИПиА |
||||
РД1600 |
8 |
3000 |
24000 |
|
РД100 |
3 |
1200 |
3600 |
|
Наименование и тип элемента |
Количество, шт. |
Цена за единицу (без НДС) ,р. |
Сумма (без НДС), р. |
|
РД400 |
2 |
1500 |
3000 |
|
ДИ 01 |
2 |
4250 |
8500 |
|
СУР-3 |
4 |
3500 |
14000 |
|
ТГП-100 |
4 |
300 |
1200 |
|
ИП 101-32-В |
2 |
500 |
1000 |
|
СГОЭС |
2 |
36144 |
72288 |
|
ИКЛЖ.402218.001 |
2 |
5400 |
10800 |
|
ДН-3М1 |
2 |
3000 |
6000 |
|
Ментран 243 |
4 |
400 |
1600 |
|
Resemount 3144Р |
1 |
30000 |
30000 |
|
ТСМУ - 205Ех |
6 |
1941 |
11646 |
|
Метран 100 ДА |
1 |
10000 |
10000 |
|
Метран 100 ДИВ |
1 |
5000 |
5000 |
|
Задвижки 30с941нж |
5 |
22500 |
112500 |
|
Регулятор Mokveld Valves |
1 |
40104 |
40104 |
|
Контроллер |
||||
1756-А13 |
1 |
18729,92 |
18729,92 |
|
CL 1756-L61 |
1 |
146383,6 |
146383,6 |
|
1756-ENBT |
1 |
49622,66 |
49622,66 |
|
1756-IB32 |
2 |
12000,3 |
24000,6 |
|
1756-IF16 |
1 |
40014,26 |
40014,26 |
|
1756-IF8 |
1 |
27203,06 |
27203,06 |
|
1756-OF4 |
1 |
30730,22 |
30730,22 |
|
1756-PA75 |
1 |
28784,4 |
28784,4 |
|
1756-TC02 |
1 |
3040,62 |
3040,62 |
|
1756-ОB32 |
1 |
17270,64 |
17270,64 |
|
Программное обеспечение |
||||
Комплект (RSLinx500, RSLogix5000, RSView32) |
1 |
50000 |
50000 |
|
Итого |
791 018 |
Сметная стоимость проекта Кктс=791 018 рублей.
Затраты на установку системы рассчитаем по формуле
Кмонт = (Зэ + Звэ)(1 + Кд.э)(1 + Кр)(1 + Ксн)(1 + Кн.м) · Тм +Зотл· (1+Кд.отл)· (1+Кр)· (1+Ксн)·(1+Кн.отл)·Тотл (5.12)
где, Зэ - месячная заработная плата электрика при монтаже системы, руб.;
КД.Э - коэффициент доплаты к заработной плате электрика, доли ед.;
Кр - районный коэффициент, доли ед.;
Ксн - коэффициент отчислений на социальные нужды, доли ед.;
КН.М - коэффициент накладных расходов при монтаже системы, доли ед.;
ТМ - время монтажа системы, мес.;
ЗОТЛ - месячная заработная плата программиста, занимающегося отладкой системы, руб.;
КД.ОТЛ - коэффициент доплаты к заработной плате программиста, доли ед.;
КН.ОТЛ - коэффициент накладных расходов при отладке системы, доли ед.;
ТОТЛ - время монтажа и отладки системы (время работы специалиста предприятия-разработчика), мес.;
Исходные данные для расчета затрат на установку и отладку системы приведены в таблице 5.5.
Таблица 5.5 - Исходные данные для расчета затрат на монтаж и установку
Показатель |
Обозначение |
Значение |
|
Месячный оклад электрика, руб. |
Зэ |
15000 |
|
Месячный оклад водителя-электрика, руб. |
ЗВЭ |
10000 |
|
Коэффициент доплаты к заработной плате электриков, доли ед. |
Кд.Э |
0,1 |
|
Районный коэффициент, доли ед. |
Кр |
1,7 |
|
Коэффициент отчислений на соцнужды, доли ед. |
Ксн |
0,385 |
|
Коэффициент накладных расходов при монтаже системы, доли ед. |
Кн.м |
0,4 |
|
Месячный оклад программиста-наладчика, руб. |
Зотл |
15000 |
|
Коэффициент доплаты к заработной плате программиста-наладчика, доли ед. |
Кд.отл |
0,3 |
|
Коэффициент накладных расходов при отладке системы, доли ед. |
Кн.отл |
0,15 |
|
Время монтажа системы, мес. |
ТМ |
1 |
|
Время монтажа и отладки системы, мес. |
ТОТЛ |
1,5 |
Подставляя данные из таблицы 5.5 в формулу (5.12) получаем величину затрат на монтаж и установку системы:
КМОНТ = (15000 + 10000)(1+0,1)(1+1,7)(1+0,385)(1+0,4)·1 + +15000·(1+0,3)(1+1,7)(1+0,385)(1+0,15)·1,5 = 256669,93 руб.
Пользуясь полученными выше результатами, определяем по формуле (5.11) затраты на внедрение системы:
КИЗГ = 791 018 + 256669,93 = 1047687,9 руб.
5.6 Единовременные затраты предприятия-заказчика
Расчет себестоимости системы для предприятия-разработчика проводится по формуле (5.1):
K = KРАЗ+KПРОГ+КИЗГ =360 238,5 +1 050 013,33+1047687,9= 2 457 939,74руб.
5.7 Расчет ежегодной экономии
Доходная часть предлагаемого проекта будет формироваться, в основном, за счет экономии денежных средств на заработную плату работников объекта и снижения потребления электроэнергии, а также на экономии платы за выбросы газа. Данные необходимые для расчета экономии представлены в таблице 5.6.
Таблица 5.6 - Данные для расчета ежегодной экономии
Наименование показателя |
Значение показателя |
|
Расход электроэнергии, кВт/г |
7300800 |
|
Предполагаемая экономия электроэнергии, % |
5 |
|
Среднегодовая зарплата работника объекта, руб. |
20000 |
|
Численность высвобождаемого персонала, чел. |
2 |
Экономия электроэнергии рассчитывается по формуле (5.13):
Ээл.эн= Fэ Цэл ?Рэл.эн (5.13)
где, Fэ - расход электроэнергии, кВт/г;
Цэл - стоимость кВт/час;
?Рэл.эн - предполагаемая экономия электроэнергии, %.
Экономия заработной платы считается по формуле (5.14):
Эзп=ЗП Ч 12 (5.14)
где, ЗП - среднегодовая зарплата работника объекта, руб.;
Ч - численность высвобождаемого персонала, чел.
Подставив данные из таблицы 5.6 в формулу (5.13), получим годовую экономию электроэнергии:
Ээл.эн = 7300800 0,75 0,05 = 273780 руб.
Подставив данные из таблицы 5.6 в формулу (5.14), получим годовую экономию заработной платы:
Эзп = 200001,51,71,26 2 12 = 1542240 руб.
Тогда общая экономия найдется по формуле (5.15):
Э = Ээл.эн + Эзп (5.15)
где, Ээл.эн - экономия электроэнергии;
Эзп - экономия заработной платы;
Подставив ранее найденные значения в формулу (5.15), получим годовую экономию от системы автоматизации комплексного сборного пункта:
Э = 273780+1542240= 1816020 руб.
5.8. Анализ чувствительности проекта к риску
Для обоснования эффективности системы используем метод дисконтирования. Чистый доход (ЧДt) рассчитываем по формуле:
ЧДt = Cдt - Срt + At - Ht - Kt
где, Cдt , Срt - годовые эксплуатационные затраты на систему автоматизации соответственно в действующем и разработанном вариантах, тыс.р;
Аt - амортизационные отчисления от стоимости системы, тыс.р.;
Нt - сумма налогов, уплачиваемых предприятием из прибыли в бюджет, тыс.р.;
Кt - единовременные затраты в году t, тыс.р.
Коэффициент дисконтирования рассчитаем при Ен = 0,12. Чистый дисконтированный доход в t-ом году расчетного периода определяется произведением ЧДt на коэффициент дисконтирования соответствующего года, и последовательным накоплением этих величин.
Оформим расчеты в таблице 5.7
Таблица 5.7 - Показатели эффективности проекта
Показатель |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
|
Единовременные затраты, тыс. руб |
2 457939,74 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Экономия эксплуатационных затрат, тыс. руб |
- |
1816020 |
1816020 |
1816020,00 |
1816020,00 |
1816020 |
|
Амортизационные отчисления (Na=20%), тыс. руб |
- |
491587,95 |
491587,95 |
491587,95 |
491587,95 |
491587 |
|
Налог на имущество (2% от остаточной стоимости), тыс. руб |
- |
39327,04 |
29495,28 |
19663,52 |
9831,76 |
0,00 |
|
Показатель |
2008 |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
|
Налог на прибыль (24% от налогооблагаемой прибыли), тыс. руб |
- |
426406,31 |
428765,93 |
431125,56 |
433485,18 |
435844 |
|
Чистый доход, тыс. руб |
-2457939,74 |
858698,70 |
866170,84 |
873642,98 |
881115,11 |
888587 |
|
Коэффициент дисконтирования (E=12%), % |
1,00 |
0,89 |
0,80 |
0,71 |
0,64 |
0,57 |
|
Чистый дисконтированный доход, руб |
-2457939,74 |
766695,27 |
690506,09 |
621841,82 |
559964,58 |
504208, |
|
Чистый дисконтированный доход накопленный, руб |
-2457939,74 |
-1691244 |
-1000739 |
-378896,6 |
181068,02 |
685276 |
Срок окупаемости капитальных вложений определим графическим способом. Для этого необходимо построить зависимость ЧДД от расчетного года. Зависимость ЧДД от расчетного года представлена на рисунке 5.1. Точка пересечения линии ЧДД и оси абсцисс позволяет определить период окупаемости единовременных затрат.
Рисунок 5.1. - Зависимость ЧДД от расчетного года
По графику можно определить, что проект полностью окупает себя во второй декаде 2011 года, то есть примерно через 3,6 года.
Максимально возможный процент по кредиту определим так же с помощью графического способа. Необходимо построить график зависимости ЧДД от нормы дисконта. Для этого зададимся несколькими значениями Е; рассчитаем для них alfa t; определим ЧДД и по полученным точкам построим кривую. Расчет ЧДД при изменении нормы дисконта приведен в таблице 5.8
Таблица 5.8 - Расчет ЧДД при изменении нормы дисконта
Е |
2009 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2014 |
ЧДД, тыс. руб |
|
0,2 |
1,00 |
0,83 |
0,69 |
0,58 |
0,48 |
0,40 |
146754,24 |
|
0,3 |
1,00 |
0,77 |
0,59 |
0,46 |
0,35 |
0,27 |
-339397,18 |
|
0,4 |
1,00 |
0,71 |
0,51 |
0,36 |
0,26 |
0,19 |
-689696,16 |
|
0,5 |
1,00 |
0,67 |
0,44 |
0,30 |
0,20 |
0,13 |
-950588,91 |
|
0,6 |
1,00 |
0,63 |
0,39 |
0,24 |
0,15 |
0,10 |
-1150423,54 |
|
0,7 |
1,00 |
0,59 |
0,35 |
0,20 |
0,12 |
0,07 |
-1307207,95 |
|
0,8 |
1,00 |
0,56 |
0,31 |
0,17 |
0,10 |
0,05 |
-1432785,76 |
|
0,9 |
1,00 |
0,53 |
0,28 |
0,15 |
0,08 |
0,04 |
-1535187,05 |
|
1 |
1,00 |
0,50 |
0,25 |
0,13 |
0,06 |
0,03 |
-1620004,26 |
Графический способ расчета ВНД представлен на рисунке 5.2
Рисунок 5.2 - Зависимость внутренней нормы доходности от нормы дисконта
На графике внутренняя норма доходности представлена пересечением кривой ЧДД с нулевой линией. График пересекает ось E в точке 0,23. Это означает, что максимально возможный процент по кредиту равен 23%.
Рентабельность системы:
Р = (685276+2457939,7)/ 2457939,7 100% = 128%
Коэффициент окупаемости:
КОК = (685276+2457939,7)/ 2457939,7 = 1,28
Для анализа чувствительности к риску выбираются факторы, которые оказывают наибольшее влияние на величину прибыли. Факторы, влияющие на величину прибыли показаны в таблице 4.6.
По результатам расчета строим диаграмму «паук» которая наказана на рисунке 5.3. В таблице 5.9 показаны факторы влияющие на прибыль.
Таблица 5.9 - Факторы влияющие на величину прибыли
Капитальные затраты |
-20% |
0% |
10% |
|
1543265,60 |
685276 |
256281,6 |
||
Заработная плата |
-10% |
0% |
10% |
|
737793 |
685276 |
632759,6 |
||
Налоги |
-8% |
0% |
8% |
|
815761 |
685276 |
554791 |
Рисунок 5.3 - Диаграмма «Паук»
Подведем результаты. Результаты расчета экономической эффективности представлены в таблице 5.10.
Таблица 5.10 - Результат расчета экономической эффективности
Наименование показателей, ед.изм. |
Значение |
|
Внутренняя норма доходности (ВНР), доли ед. |
0,23 |
|
Чистая текущая стоимость (ЧТС), руб. |
685276 |
|
Поток денежной наличности (ПДН), руб. |
888587 |
|
Срок окупаемости, лет |
3,6 |
|
Прибыль, руб. |
504208 |
|
Коэффициент отдачи капитала, доли ед. |
1,28 |
Выводы по разделу
В экономическом разделе был проведен анализ экономической эффективности внедрения системы автоматизации, разработанной на базе микропроцессорной техники. В процессе работы сделан расчёт единовременных затрат предприятия и определена прибыль которую принесёт проект на производстве.
Произведенные расчеты позволяют сделать следующие выводы:
- в условиях реальной экономической ситуации реализация проекта на предприятии является прибыльной, поскольку суммарный ЧДД положителен;
- система является рентабельной, так как расчетная величина рентабельности равна 128 %;
- период возврата единовременных затрат на внедрение системы автоматизации составляет 3,6 года с момента начала реализации проекта, что является большим плюсом АСУ ТП в условиях современной быстро меняющейся экономической обстановки.
вакуумный компрессорный rockwell automation
6. Безопасность и экологичность проекта
6.1 Общие требования безопасности
Порядок организации работ, регламентация обязанностей и ответственность административно-технического персонала по охране труда и технике безопасности на технологических площадках установки подготовки и перекачки газа ОАО «Самотлорнефтегаз» определяются требованиями “Правил безопасности в нефтедобывающей промышленности”, “Правил безопасности при сборе, подготовке и транспортировании нефти и газа на предприятиях нефтяной промышленности”, “Основными положениями об организации работы по охране труда в нефтяной промышленности”, утвержденными Министерством топлива и энергетики Российской Федерации. Организация работ и контроль по охране труда и технике безопасности и контроль осуществляется комплексной службой обеспечения безопасных условий труда (КСОБУТ) ОАО «Самотлорнефтегаз».
Во всех службах, занимающихся эксплуатацией, ремонтом и обслуживанием объектов установки подготовки и перекачки нефти, руководство работой по охране труда и ответственность за состояние техники безопасности и производственной санитарии возлагается на руководителей этих подразделений.
6.2 Характеристики условий труда
6.2.1 Химические ОВПФ
Характеристики веществ имеющихся на производстве располагаются в таблице 6.1.
Таблица 6.1 - Характеристика веществ, имеющихся на производстве
№п/п |
Наименование вещества |
Класс опасности по ГОСТ 12.1.007-76 |
Температура,К |
Концентрационный предел воспламенения |
Характеристика токсичности (воздействие на организм человека) |
ПДК вредных веществ рабочей зоны, производственных помещений, мг/м3 |
||||
вспышки |
воспламенения |
самовоспламенения |
нижний предел, объемн. Доля, % |
верхний предел, объемн. доля,% |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
1. |
Нефтяной газ |
4 |
629 |
3,3 |
13,6 |
Наркотический, учащающийся пульс, увеличивается объем дыхания, ослабляется внимание, нарушается координация, потеря сознания |
300 |
|||
2. |
Масло турбинное |
3 |
184 |
400 |
Пары токсичны, масла вызывают заболевание кожи |
5 |
||||
3. |
Углеводородный конденсат |
4 |
1,2 |
7,5 |
Нервный почечный яд при попадании внутрь организма человека. Наркотический яд |
100 |
6.2.2 Оценка напряженности трудового процесса
Напряженность трудового процесса определяем по данным таблицы 6.2.
Таблица 6.2 - Класс условий труда по показателям напряженности трудового процесса
Показатели |
Класс условий труда условий труда |
|||||
1 |
2 |
3.1 |
3.2 |
3.3 |
||
1. Интеллектуальные нагрузки |
||||||
Содержание работы |
+ |
|||||
Восприятие информации и их оценка |
+ |
|||||
Характер выполняемой работы |
+ |
|||||
2. Сенсорные нагрузки |
||||||
Длительность сосредоточенного |
||||||
наблюдения |
+ |
|||||
Плотность сигналов и сообщений |
+ |
|||||
Наблюдение за экраном видеотерминала |
+ |
|||||
Размер объекта различения |
+ |
|||||
Нагрузка на слуховой анализатор |
+ |
|||||
3. Эмоциональные нагрузки |
||||||
Степень ответственности, значимость |
||||||
ошибки |
+ |
|||||
4. Монотонность нагрузок |
||||||
Число элементов для реализации простого |
||||||
задания |
+ |
|||||
Продолжительность выполнения заданий |
+ |
|||||
Время активных действий |
+ |
|||||
Монотонность производственной обстановки |
+ |
|||||
5. Режим работы |
+ |
|||||
Продолжительность рабочего дня |
+ |
|||||
Наличие регламентированных перерывов |
||||||
Количество показателей в каждом классе |
2 |
2 |
10 |
1 |
Общая оценка труда - класс условий труда по напряженности на данном рабочем месте 3.1 - вредный первой степени.
6.3 Организация служебного помещения
Под служебным помещением будем понимать помещение, в котором располагается ПК оператора и в котором происходит взаимодействие пользователя с разработанной системой.
Наиболее удобной является прямоугольная форма комнат с соотношение сторон 1:1, 1:1,5 и предельно 1:2. Минимальная высота комнат 3.25 м, а минимальная ширина 2.5-3 м. Комната диспетчера имеет ширину 5 м и длину 7,5 м, что соответствует оптимальному соотношению сторон помещения.
В служебных помещениях действующими санитарными нормами установлена минимальная площадь 4 м на одно рабочее место служащего. Нормированная площадь при работе оператора выдержана в соответствии с рекомендуемыми параметрами.
Окно расположено вне поля зрения человека, находящегося на рабочем месте, поэтому стол диспетчера системы управления располагается перпендикулярно к окнам.
Лучшим положением окна считается слева от работающего. Необходимо избегать неблагоприятного воздействия лучистого тепла от приборов отопления, поэтому рабочие места не располагаются в их непосредственной близости [26].
В служебных помещениях между столами (в пространстве, где нет стульев) не менее 55 см для одного лица и не менее 80-100 см двух-трех лиц; между отопительными приборами и столом - не менее 55 см и между стеной и столом - не менее 65 см.
При работе сидя габариты мебели должны обеспечить такое положение рук, при котором сгибание в плечевом суставном сочленении, т.е. вынос плеча вперед, не превышает 15', а внутренний угол в локтевом суставе находится в пределах 90-120 '.
6.3.1 Естественное и искусственное освещение
Работа, выполняемая с использованием вычислительной техники, имеют следующие недостатки:
- вероятность появления прямой блесткости;
- ухудшенная контрастность между изображением и фоном;
- отражение экрана.
В связи с тем, что естественное освещение слабое, т.к. в помещении окно маленького размера, на рабочем месте должно применяться также искусственное освещение. Далее будет произведен расчет искусственного освещения.
Размещение светильников определяется следующими размерами:
Н = 3 м. - высота помещения
hc = 0,25 м. - расстояние светильников от перекрытия
hп = H - hc = 3 - 0,25 = 2,75 м. - высота светильников над полом
hp = высота расчетной поверхности = 0,7 м (для помещений, связанных с работой ПЭВМ)
h = hп - hp = 2,75 - 0,7 = 2,05 - расчетная высота.
Светильника типа ЛДР (2х40 Вт). Длина 1,24 м, ширина 0,27 м, высота 0,10 м.
L - расстояние между соседними светильниками (рядами люминесцентных светильников), Lа (по длине помещения) = 1,76 м, Lв (по ширине помещения) = 3 м.
l - расстояние от крайних светильников или рядов светильников до стены, l = 0,3 - 0,5L.
lа = 0,5La, lв = 0,3Lв
la = 0,88 м., lв = 0,73 м.
Светильники с люминесцентными лампами в помещениях для работы рекомендуют устанавливать рядами.
Метод коэффициента использования светового потока предназначен для расчета общего равномерного освещения горизонтальных поверхностей при отсутствии крупных затемняющих предметов. Потребный поток ламп в каждом светильнике
Ф = Е r S z / N (6.1)
где, Е - заданная минимальная освещенность = 300 лк., т.к. разряд зрительных работ = 3
r - коэффициент запаса = 1,3 (для помещений, связанных с работой ПЭВМ)
S - освещаемая площадь = 30 м2.
z - характеризует неравномерное освещение, z = Еср / Еmin - зависит от отношения = L/h , a = La/h = 0,6, в = Lв/h = 1,5. Т.к. превышают допустимых значений, то z=1,1 (для люминесцентных ламп).
N - число светильников, намечаемое до расчета. Первоначально намечается число рядов n, которое подставляется вместо N. N = Ф/Ф1, где Ф1 - поток ламп в каждом светильнике.Тогда Ф - поток ламп одного ряда.
- коэффициент использования. Для его нахождения выбирают индекс помещения i и предположительно оцениваются коэффициенты отражения поверхностей помещения пот. (потолка) = 70%, ст. (стены) = 50%, р. (пола) = 30%.
Подставим данные в формулу (6.1):
Ф = 300 1,3 25 1,1 / 2 0,3 = 21450 лм.
В нашем случае необходимо использовать освещение в виде 4 светильников с лампами ЛТБ 40 4х40 Вт с общим потоком 11400 лм.
6.3.2 Микроклимат
В служебном помещении соблюдается оптимальные метеорологические условия (микроклимат) производственной среды. В понятие метеорологических условий производственной среды входят: температура воздуха, его влажность и скорость движения [26].
Оптимальные нормы в холодный и переходный период года:
- температура воздуха - 20-23 °С;
- влажность воздуха - 60-40 %;
- скорость движения воздуха - 0,2 м/с.
Оптимальные нормы в теплый период года:
- температура воздуха - 22-25 °С;
- влажность воздуха - 60-40 %;
- скорость движения воздуха - 0,2 м/с.
Допустимые нормы:
- температура воздуха - 19-25 °С;
- влажность воздуха - 75%;
- скорость движения воздуха - 0,2 м/с.
- температура вне постоянных рабочих мест - 15-25 °С.
Во избежание перегрева и обеспечения надежности работы технические средства охлаждаются с помощью встроенных вентиляторов воздухом помещения (автономная вентиляция) или воздухом, специально подаваемым в технические средства (централизованная вентиляция) по воздуховодам, либо путем поддува охлажденного воздуха в подпольное пространство помещения.
6.3.3 Шумы
Для снижения уровня шума потолки и стены помещений оборудованы звукопоглощающими конструкциями. Звукопоглощающие конструкции представляют собой совокупность декоративного покрытия и звукопоглощающего наполнителя.
Для предотвращения загрязнения воздуха помещения звукопоглощающий заполнитель покрывают акустически прозрачными материалами - полиэтилен-терефталатной пленкой.
Для борьбы с шумом проведены следующие мероприятия: устройство приспособлений, устраняющих хлопанье дверьми, укладка в коридорах и помещениях ковровых дорожек, установка амортизаторов - прокладок между столами и машинами, подкладок под ножки столов, под основания машин.
Уровень шума, возникающий от нескольких некогерентных источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников:
L? =10*lg0,1Li (6.2)
где, Li - уровень звукового давления i-ro источника шума;
n - количество источников шума.
Уровни звукового давления источников шума, действующих на рабочем месте представлены в таблице 6.3.
Таблица 6.3 - Уровни шума на рабочем месте
Источник шума |
Уровень шума, дБ |
|
Жесткий диск |
40 |
|
Вентилятор |
45 |
|
Монитор |
17 |
|
Клавиатура |
10 |
Рабочее место оснащено следующим оборудованием: винчестер в системном блоке, вентилятор(ы) систем охлаждения ПК, монитор, клавиатура.
Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу (6.2), получим:
L? =10*lg(104+104,5+101,7+101)= 46.1995788 дБА
Полученное значение не превышает допустимый уровень шума для данного рабочего места, равный 65 дБА(СанПиН 3044-84).
6.4 Взрывопожаробезопасность
Рассмотрим здание диспетчерской на предмет взрывоопасной и пожарной опасности. Возникновение пожара будет зависеть от степени огнестойкости здания, а также от плотности застройки.
Плотность застройки в районе здания невелика, рядом со зданием нет деревянных и легковоспламеняющихся построек, минимальное расстояние до ближайшего здания равно ~ 10-12 м. Таким образом, вероятность возникновения сплошного пожара практически равна нулю.
Здание характеризуется высокой степенью пожаростойкости: здание не содержит деревянных конструкций и перекрытий, пол в помещениях выложен каменной плиткой.
Возможный путь возникновения пожара - перегорание электропроводки. При обнаружении подобной ситуации необходимо отключить все электроприборы, в т.ч. ЭВМ. Мощность теплового импульса при котором происходит воспламенение изоляции равна 250 - 420 кДж/м2; сохраняется устойчивое горение 630 - 840 кДж/м2.
Пределы огнестойкости:
- Стены и перегородки - 3.7.
- Стойки, колонны, столбы - 4.
- Перекрытие и покрытие -2.2.
- Заполнение пробелов - 2.
- Двери, люки, ворота - 1.5.
В случае возникновения пожара расстояние из диспетчерской до эвакуационного выхода составляет 10м.
На основании проведенного анализа можно сделать вывод: здание соответствует нормам по пожарной безопасности, пути эвакуации не загромождены. Расстояние до ближайшего выхода удовлетворяет нормам.
6.4.1 Характеристика производства по взрыво-пожароопасности, вредности и системам защиты
Компрессорная станция для компримирования попутного нефтяного газа является пожароопасным и взрывоопасным производством.
Нефтяной газ, пары газового конденсата в смеси с воздухом могут образовать взрывоопасную смесь. Масло, применяемое для охлаждения компрессоров и смазки подшипников, является горючей жидкостью с температурой вспышки 180-2000С. В процессе эксплуатации температура вспышки масла может существенно меняться.
Классификация производственных и вспомогательных помещений и наружных установок по их взрыво-пожароопасности приведены в таблице 6.4.
Таблица 6.4 - Классификация производственных и вспомогательных помещений и наружных установок по их взрыво-пожароопасности
Наименование помещений и наружных установок |
Степень огнестойкости зданий и сооружений по СНиП 2.09. 02-85. Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений |
Категория произв. по взрывной, взрыво-пожарной опасности по НПБ 105-95 |
Классификация взрывоопасных и пожароопасных зон по ПУЭ-86 “Правила устр-ва эл.установок”. |
Категория группы взрывоопасных смесей по ГОСТ 12.0.011-78 “ССБТ” смеси взрыво-опасные” |
Наименование и температура среды находящейся в аппарате или трубопроводе в указанном помещении или наружной уст-ке |
Санитарная характеристика веществ, используемых и обращающихся в производстве |
|
Наружная площадка компрессорной станции |
II |
В-1г |
IIА-Т3 |
Попутный нефтяной газ 5-1000С масла, 35-900 |
1б |
||
Операторная (блок управления) |
II |
Д |
- |
- |
- |
||
Блок-бокс обогрева обслуживающего персонала. |
II |
Д |
- |
- |
- |
||
Блок управления |
II |
Д |
- |
- |
- |
||
Блок-боксы компрессоров |
II |
А |
В-1а |
IIА-Т3 |
Попутный нефтяной газ 5-1000С, масло 35-900С |
1б |
|
Приточно-вытяжная вентиляция |
II |
Д |
- |
- |
- |
По степени пожарной опасности компрессорная установка относится к категории “А”. Блоки компрессорной установки по степени взрывоопасности относятся к классу В-1а, т.к. в этих помещениях при авариях или неисправностях могут образоваться взрывоопасные смеси.
Наружная установка относится к классу В-1г.
Пожарная безопасность объекта обеспечена системами предотвращения пожара, противопожарной защиты и организационно-техническими мероприятиями.
Предотвращение пожара достигается:
- предотвращением образования горючей смеси
- предотвращением образования в горючей среде источника огня
Для предотвращения образования горючей среды на установке предусмотрено:
- применение для всех горючих веществ герметичного оборудования;
- максимальная автоматизация технологического процесса (дистанционный контроль над всеми параметрами процесса, сигнализация на щит управления аварийных значений параметров, автоматическая остановка агрегатов при достижении аварийных значений параметров.)
Предотвращение образования в горючей среде источников зажигания достигается:
- применением компрессоров, насосов и другого оборудования, при эксплуатации которых не образуются источники зажигания;
- применением электрооборудования, соответствующего пожароопасной и взрывоопасной зонам, группе и категории взрывоопасной смеси в соответствии с требованиями ПУЭ;
- применением защитного отключения эл.двигателя от предельных значений параметров (при повышении температуры подшипников, перегрузке);
- устройством молниезащиты зданий, сооружений и оборудования;
- применением не искрящего инструмента при работе с легковоспламеняющимися газами;
- выполнением правил пожарной безопасности.
Для ограничения объема горючих веществ предусмотрено:
- автоматическая остановка компрессора при превышении уровня конденсата в приемном сепараторе;
- аварийное стравливание газа из маслоотделителя на факел при повышении давления выше нормы.
Противопожарная защита обеспечена:
- применением предусмотренных средств пожаротушения (пожарные гидранты, первичные средства пожаротушения, стационарный автоматический огнетушитель ОПА-100) и соответствующих видов пожарной техники военизированной пожарной части;
- применением строительных конструкций, зданий и сооружений с регламентированными пределами огнестойкости;
- организацией своевременной эвакуации людей при пожаре.
Предотвращение образования взрывоопасных смесей на установке достигается:
- постоянным контролем состава воздушной среды (автоматические газосигнализаторы в блоках компрессорной станции, контроль воздушной среды по графику переносными приборами):
- применением в помещениях естественной и приточной вентиляции.
Предотвращение возникновения источника инициирования взрыва обеспечивается выполнением мероприятий по предотвращению образования источников зажигания (изложены выше) и строгим выполнением требований инструкций по организации безопасного проведения огневых работ на объектах.
К организационно-техническим мероприятиям по обеспечению пожарной безопасности относятся:
- разработка инструкций по технике безопасности, средств наглядной агитации, регламента, технологической карты и др.;
- организация обучения рабочих, стажировка, сдача экзаменов, инструктажа и допуска к работе;
- осуществление контроля за соблюдением технологического режима, правил и норм по технике безопасности и промсанитарии;
- разработка плана ликвидации аварий.
6.4.2 Средства пожаротушения
Компрессорная станция обеспечена средствами пожаротушения согласно перечню, согласованного пожарной охраной. Пожарные посты, согласно норм, укомплектованы ящиками с песком объемом 1,0 м3 огнетушителями ОП-5, лопатами, ведрами, кошмой и ломами. Электроустановки, операторная укомплектованы углекислотными огнетушителями. Каждый блок компрессорной установки оборудован стационарным автоматическим порошковым огнетушителем ОПА-100. Огнетушитель оборудован устройством ручного дистанционного пуска.
При возникновении пожара в блоках происходит расплавление и выжигание одной из вставок замков тросовой системы, натянутой грузом. Груз при падении в направляющей трубе ударом вскрывает запорно-пусковое устройство баллона с двуокисью углерода. Газ из баллона поступает в придонную полость корпуса огнетушителя с порошком. Порошок переходит в псевдосжиженное состояние, благодаря чему становится текучим. При повышении давления в корпусе огнетушителя до 8,0 кгс/см2 срабатывает пневматический клапан и порошок из корпуса по имеющейся в нем сифонной трубе поступает по распределительному трубопроводу к распылителям.
6.5 Электробезопасность
По молниезащитным устройствам площадка компрессорной станции относится ко II категории. Молниезащита осуществляется молниеотводом, устанавливаемым на существующей прожекторной мачте.
Для защиты от статического электричества все технологическое оборудование присоединено к контуру заземления в 2-х диаметрально противоположных точках. Контуры заземления молниеприемника и защиты от статического электричества имеют сопротивление растеканию тока промышленной частоты не более 10 Ом.
Для защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током проектом предусмотрены мероприятия:
- зануление в электроустановках напряжением 380 Вт с глухозаземленной нейтралью;
- заземление в электроустановках напряжением 6 кВт с изолированной нейтралью;
Заземлению и занулению подлежат все металлические части электрооборудования, нормально не находящиеся под напряжением. В проекте предусмотрено заземляющее устройство для защитного заземления и для молниезащиты наружных установок. Молниезащита зданий, сооружений и наружных установок выполнена в соответствии с СО 153-34.21.122-2003 «Инструкцией по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций». Сопротивление заземляющего устройства должно быть не выше 10 Ом, расчет заземляющего устройства выполнен для грунтов с удельным электрическим сопротивлением 100 Ом.м.
В качестве искусственных заземляющих устройств применены электроды из круглой стали диаметром 12мм, соединение между ними выполняется видимым сварным швом полосовой сталью 40х4мм.
6.6 Оценка экологичности проекта
Состав газа на выходе ВКС и его основные характеристики приведены в таблице 6.4:
Таблица 6.4 - Состав газа на выходе ВКС
Состав и свойства газов |
На выходе ВКС % объемн. |
|
N2 |
0,24 |
|
CO2 |
0,35 |
|
C1 |
75,52 |
|
C2 |
3,62 |
|
C3 |
9,43 |
|
iC4 |
2,53 |
|
nC4 |
4,61 |
|
iC5 |
1,2 |
|
nC5 |
1,23 |
|
C6+В |
1,27 |
|
Молекулярный вес газа |
25,28 |
|
Плотность газа (кг/м3) при 20 оС и 0,1013 МПа (абс) |
1,0514 |
|
Давление, МПа |
0,7 |
|
Температура,0С |
100 |
При эксплуатации вакуумной компрессорной станции в качестве побочного продукта в приемном сепараторе выделяется газовый конденсат - легковоспламеняющаяся жидкость.
Конденсат пожароопасен и взрывоопасен. Плотность -600 кг/м3, температура вспышки - менее 280С, ПДК-300 мг/м3.
Для охлаждения газа в процессе сжатия и герметизации зазоров в рабочую полость компрессора впрыскивается масло. Часть масла подается на смазку подшипников, в торцевое уплотнения, в запорные втулки и в полость разгрузочного устройства. Масло - горючая жидкость.
6.6.1 Выбросы в атмосферу
В период эксплуатации источниками загрязнения атмосферы являются организованные и неорганизованные источники загрязнения атмосферы.
К ним относится источники загрязнения атмосферы компрессоров, аппарат воздушного охлаждения газа, неплотности запорной арматуры, фланцев, воздушки емкостей.
Перечень загрязняющих веществ, выбрасываемых в атмосферу приведен в таблице 6.5
Таблица 6.5 - Перечень ВВ, выбрасываемых в атмосферу
Вещество |
Использ. критерий |
Значение критерия, мг/м3 |
Класс опасности |
||
Код |
Наименование |
||||
0415 |
Углеводороды предельные С1-С5 |
ОБУВ |
50 |
||
0416 |
Углеводороды предельные С6-С10 |
ОБУВ |
30 |
||
0602 |
Бензол |
ПДК м/р |
0,3 |
2 |
|
0616 |
Ксилол (смесь изомеров) |
ПДК м/р |
0,2 |
3 |
|
0621 |
Толуол |
ПДК м/р |
0,6 |
3 |
|
2754 |
Углеводороды предельные С12-19 |
ПДК м/р |
1 |
4 |
|
Всего веществ: 6 |
|||||
в том числе твердых: 0 |
|||||
жидких/газообразных: 6 |
Выбросы от ВКС незначительны. В соответствии с п. 8.5.14ОНД-86 на период эксплуатации расчет рассеивания проводить нецелесообразно. Согласно «Методическому пособию по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух» С-Пб., 2005, для предприятия, в зоне возможного влияния выбросов которого на атмосферный воздух отсутствуют места постоянного проживания населения, нормативы ПДВ устанавливаются без проведения расчетовзагрязнения атмосферы и соответствуют фактическим значениям выбросов загрязняющихвеществ в атмосферу данным предприятием. Промышленная площадка удалены на значительное расстояние от селитебной территории (Ближайший населенный пункт г. Нижневартовск расположен на расстоянии 50- 60 км).
В соответствии с пунктом 2.4. «Методического пособия по расчету, нормированию и контролю выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух» С-Пб., 2005 «если приземная концентрация вредного вещества в зоне влияния выбросов предприятия на границе ближайшей жилой застройки меньше 0,1, то при нормировании выбросов такого вещества учет фонового загрязнения не требуется.
6.6.2 Выбросы в гидросферу
При эксплуатации проектируемых объектов в рабочем режиме исключается их влияние на поверхностные и подземные воды, т.к. не предусмотрен забор пресных вод из поверхностных источников для хозяйственно бытовых и производственных нужд.
К технологии работ предъявляется ряд требований:
Для сбора и отвода поверхностных условно чистых талых и дождевых вод с планируемой территории принята открытая система водоотвода в направлении понижения естественного рельефа прилегающей местности.
6.6.3 Выбросы в литосферы
Воздействие на почвенно-растительный покров сведено к минимуму.
6.7 Чрезвычайные ситуации
6.7.1 Анализ возможных чрезвычайных ситуаций мирного времени
Возникновение ЧС условно можно поделить на 2 вида воздействия:
- возникающие в результате воздействия природного и техногенного характера;
- возникающие в результате неполадок технологического процесса.
К внешним воздействиям природного характера относятся: молнии, сильные морозы, ураганы, паводковые наводнения, лесные и торфяные пожары.
К внешним воздействиям техногенного характера относятся: разряды статического электричества, пожары, взрывы, отключение электроэнергии, аварии.
Причины возникновения аварийных ситуаций и неполадок технологического процесса можно условно объединить в следующие группы:
- отказы (неполадки) оборудования;
- ошибочные действия персонала;
- внешние воздействия природного и техногенного характера.
К основным причинам, связанным с отказом оборудования, относятся:
- прекращение подачи энергоресурсов (электроэнергии, газа и т.п.);
- физический износ, механические повреждения или деформация оборудования;
Прекращение подачи энергоресурсов может привести к нарушению нормального режима работы установки, выходу параметров за критические значения и созданию аварийной ситуации.
Механические повреждения или температурная деформация оборудования может привести как к частичному, так и к полному разрушению конструкций и возникновению аварийной ситуации.
6.7.2 Организационные мероприятия по предотвращению ЧС
Основополагающей задачей предотвращения возникновения ЧС является профилактика основанная на проведении регулярного инструктажа работников по правилам противопожарной безопасности и действиям при возникновении ЧС.
Выводы
Заложенные в проект технические решения соответствуют требованиям нормативных документов по безопасности и экологии.
В целях обеспечения условий безопасности обслуживающего персонала при эксплуатации технологического оборудования действующая система контроля и управления технологическим процессом на ВКС-23 обеспечивают:
- Эксплуатацию всех технологических объектов ВКС-23 при нормальных условиях в автоматическом режиме без присутствия обслуживающего персонала;
- Автоматическую аварийную защиту технологического оборудования, что исключает возможность его работы в условиях аварии;
- Сигнализацию отклонения параметров от нормы технологического режима, что предупреждает о возможности аварийной ситуации;
- Сигнализацию о появлении газоопасной среды в помещениях;
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате проделанной работы разработана автоматизированная 2-х уровневая система управления технологическим процессом вакуумной компрессорной станции №23 Самотлорского месторождения на базе продукции компании Rockwell Automation.
Нижний уровень реализован на базе технологического контроллера ControlLogix. Программа для контроллера разработана с помощью пакета RSLogix 5000 фирмы Rockwell Software на языке программирования Ladder Logic.
Второй уровень реализован на базе персонального компьютера. Интерфейс оператора для ПЭВМ разработан на основе SCADA-пакета RSView32 фирмы Rockwell Software.
Разработанная система позволяет сократить число аварий за счет срабатывания технологических защит и блокировок.
Разработанное программное обеспечение готово к внедрению на вакуумной компрессорной станции №23 Самотлорского месторождения.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
1. А.С. Клюев, Л.М. Пин, Е.И. Коломиец, Клюев С.А. Наладка средств измерений и систем технологического контроля. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990. - 400с.
2. Номенклатурный каталог. Средства автоматизации. / Концерн МЕТРАН. - Челябинск, 2008.
3. Электронный каталог «Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом» научно-производственого предприятия «ЭЛЕМЕР», 2006.
4. Приборы и средства автоматизации: Каталог. Т1. Приборы для измерения температуры. - М.: ООО издательство «НАУЧТЕХЛИТИЗДАТ», 2004. - 276с.
5. М.П. Технические средства автоматизации и управления: Учебное пособие. - М.: МГИЭМ, 2005, 71 с.
6. Элементы теории надежности: Учебное пособие под ред. И.А. Ушакова - М.: Сов. радио, 1978 - 280 с., ил
7. Методические указания к оценке экономической эффективности технических систем в курсовом и дипломном проектировании для студентов направления АСОиУ, АТП, УИТС дневного и заочного обучения. Составитель: доцент Батурин В.Ю. Отв.редактор: д.э.н., профессор Руднева Л.Н Тюмень, 2009.
8. Методические указания к выполнению раздела «Безопасность и экологичность проекта» в дипломных проектах технологических специальностей. Составитель: Старикава Г.В. Тюмень, 2004.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Рисунок А.1 -Схема автоматизации ВКС
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Таблица Б.1 - КИПиА
Наименование и размерность параметра |
Условное обозначение |
Предел изменения параметра |
Тип сигнала |
Тип прибора, датчика |
Предел измерения прибора, датчика |
Класс точности |
Диапазон сигнала |
||||
AI |
AO |
DI |
DO |
||||||||
Задвижка А3-3 открыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка А3-3 закрыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка А3-3 авария |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Открыть задвижку А3-3 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Закрыть задвижку А3-3 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Задвижка ЗД201 открыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД201 закрыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД201 авария |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Открыть задвижку ЗД201 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Закрыть задвижку ЗД201 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Давление газа на выходе ВКС, кгс/см2 |
РT |
0-7 |
1 |
Метран-100-ДИ |
0-10 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Приёмный сепаратор С-101 |
|||||||||||
Давление газа на входе ВКС, кгс/см2 |
РT |
-0,04-0,1 |
1 |
Метран-100-ДИВ |
-0,1-0,15 |
0,15 |
4-20 мА |
||||
Температура газа на входе, єС |
ТT |
0-40 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Положение регулирующего клапана |
0-100 |
1 |
Mokveld Valves bv |
0-100 |
4-20 мА |
||||||
Увеличить % открытия рег. клапана |
NS |
1 |
ROTORK IQM 10 |
24 В |
|||||||
Уменьшить % открытия рег. клапана |
NS |
1 |
ROTORK IQM 10 |
24 В |
|||||||
Сигнализатор уровня конденсата (выс.), м |
LЕ |
0-1 |
1 |
СУР-5 |
0-1 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор уровня конденсата (завыш.), м |
LЕ |
0-1 |
1 |
СУР-5 |
0-1 |
0,5 |
24 В |
||||
Задвижка ЗД101 открыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД101 закрыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД101 авария |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Открыть задвижку ЗД101 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Закрыть задвижку ЗД101 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Сигнализатор уровня конденсата в Е-101 (выс.), м |
LЕ |
0-2 |
1 |
СУР-5 |
0-1,6 |
0,5 |
24 В |
||||
Блок компрессорной установки -1 |
|||||||||||
Сигнализатор давления на всасывании(низ.), кгс/см2 |
PIS |
-0,04-0,1 |
1 |
РД100 |
-2-1 |
0,01 |
24 В |
||||
Сигнализатор давления на нагнетании(выс.), кгс/см2 |
PIS |
0-7 |
1 |
РД1600 |
0-10 |
0,1 |
24 В |
||||
Температура на нагнетании, єС |
ТТ |
0-100 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Сигнализатор давления масла (низ.), кгс/см2 |
PIS |
1,5-2 |
1 |
РД1600 |
0-10 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор давления масла (занижен.), кгс/см2 |
PIS |
1-1,5 |
1 |
РД1600 |
0-10 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор уровня масла в С-102(выс.), м |
LE |
0-0,3 |
1 |
СУР-5 |
0-1 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор уровня масла в С-102(завыш.), м |
LE |
0-0,6 |
1 |
СУР-5 |
0-1 |
0,5 |
24 В |
||||
Пожар, єС |
QS |
0-78 |
1 |
ПРОФИ-Т78 |
0-100 |
1 |
24В |
||||
Температура масла до В-1/1, єС |
ТT |
0-100 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Температура масла после В-1/2, єС |
ТT |
30-65 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Концентрация газа (выс.), % НКПР |
QE |
0-10 |
1 |
СГОЭС |
0-100 |
1 |
24 В |
||||
Концентрация газа (занижн.), % в НКПР |
QE |
0-18 |
1 |
СГОЭС |
0-100 |
1 |
24 В |
||||
Концентрация газа % НКПР |
QE |
0-20 |
СГОЭС |
0-100 |
1 |
4-20 мА |
|||||
Искрозащита |
ТТ |
1 |
ДИ-01 |
24 В |
|||||||
Температура в БКУ, єС |
ТТ |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
|||||
Наименование и размерность параметра |
Условное обозначение |
Предел изменения параметра |
Тип сигнала |
Тип прибора, датчика |
Предел измерения прибора, датчика |
Класс точности |
Диапазон сигнала |
||||
AI |
AO |
DI |
DO |
||||||||
Включение В-1/1 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Выключение В-1/1 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
В-1/1 Включен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
В-1/1 Выключен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Включение В-1/2 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Выключение В-1/2 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
В-1/2 Включен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
В-1/2 Выключен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД102 открыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД102 закрыта |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Задвижка ЗД102 авария |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Открыть задвижку ЗД102 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Закрыть задвижку ЗД102 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Температура подшипника N1, єС |
ТE |
0-85 |
1 |
ТСМ Метран-243 |
-50-120 |
0,5 |
0-50 Ом |
||||
Температура подшипника N2, єС |
ТE |
0-85 |
1 |
ТСМ Метран-243 |
-50-120 |
0,5 |
0-50 Ом |
||||
Пуск компрессора |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Останов компрессора |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Компрессор работает |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Компрессор остановлен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Насос Н-1 работает |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Насос Н-1 остановлен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Пуск маслонасоса Н-1 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Стоп маслонасоса Н-1 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Осевой сдвиг ротора компрессора, мм |
GT |
0-0,7 |
1 |
ИКЛЖ 4022 |
0-10 |
0,01 |
24 В |
||||
Уровень вибрации, мм/с |
SIA |
0-6 |
1 |
ДН 3-М1 |
0-20 |
1 |
24 В |
||||
Ток Эл. двигателя, А |
ES |
0..60 |
1 |
Е349М |
0-100 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Блок компрессорной установки -2 |
|||||||||||
Сигнализатор давления на всасывании(низ.), кгс/см2 |
PIS |
-0,04-0,1 |
1 |
РД100 |
-2-1 |
0,01 |
24 В |
||||
Сигнализатор давления на нагнетании(выс.), кгс/см2 |
PIS |
0-7 |
1 |
РД1600 |
0-10 |
0,1 |
24 В |
||||
Температура на нагнетании, єС |
ТТ |
0-100 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Сигнализатор давления масла (низ.), кгс/см2 |
PIS |
1,5-2 |
1 |
РД1600 |
0-10 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор давления масла (занижен.), кгс/см2 |
PIS |
1-1,5 |
1 |
РД1600 |
0-10 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор уровня масла в С-202(выс.), м |
LE |
0-0,3 |
1 |
СУР-5 |
0-1 |
0,5 |
24 В |
||||
Сигнализатор уровня масла в С-202(занижен.), м |
LE |
0-0,6 |
1 |
СУР-5 |
0-1 |
0,5 |
24 В |
||||
Пожар, єС |
QS |
0-78 |
1 |
ПРОФИ-Т78 |
0-100 |
1 |
24В |
||||
Температура масла до В-2/1, єС |
ТT |
0-100 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Температура масла после В-2/2, єС |
ТT |
30-65 |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
||||
Осевой сдвиг ротора компрессора, мм |
GT |
0-0,7 |
1 |
ИКЛЖ 4022 |
0-10 |
0,01 |
24 В |
||||
Концентрация газа (выс.), % НКПР |
QE |
0-10 |
1 |
СГОЭС |
0-100 |
1 |
24 В |
||||
Концентрация газа (завыш.), % в НКПР |
QE |
0-18 |
1 |
СГОЭС |
0-100 |
1 |
24 В |
||||
Концентрация газа % НКПР |
QE |
0-20 |
СГОЭС |
0-100 |
1 |
4-20 мА |
|||||
Температура в БКУ, єС |
ТТ |
1 |
ТСМУ-205Ех |
0-150 |
0,5 |
4-20 мА |
|||||
Наименование и размерность параметра |
Условное обозначение |
Предел изменения параметра |
Тип сигнала |
Тип прибора, датчика |
Предел измерения прибора, датчика |
Класс точности |
Диапазон сигнала |
||||
AI |
AO |
DI |
DO |
||||||||
Включение В-2/1 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
Выключение В-2/1 |
NS |
1 |
Промежуточное реле |
Релейный |
|||||||
В-2/1 Включен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
В-2/1 Выключен |
1 |
Концевой выключатель |
24 В |
||||||||
Включение В-2/2 |
Подобные документы
Разработка автоматизированной системы управления технологическими процессами очистки, компримирования и осушки нефтяного газа на базе программируемого логического контроллера SLC-500 фирмы Allen Bradley. Расчёт системы автоматического регулирования.
дипломная работа [309,0 K], добавлен 06.05.2015Разработка и обоснование функциональной схемы системы автоматического управления технологическим процессом. Расчет мощности электродвигателей. Выбор и компоновка шкафа электроавтоматики. Моделирование программного обеспечения в Logo Soft Comfort v6.0.
курсовая работа [4,1 M], добавлен 02.04.2013Разработка автоматизированной системы управления процессом подогрева нефти в печах типа ПТБ-10 на примере установки подготовки нефти ЦПС Южно-Ягунского месторождения. Проектирование экранов человеко-машинного интерфейса в программной среде InTouch 9.0.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 30.09.2013Процесс создания автоматизированной системы управления. Требования, предъявляемые к техническому обеспечению вычислительной системы. Разработка общей концепции и алгоритмов работы вычислительной системы. Выбор аппаратных средств локальных сетей.
дипломная работа [7,6 M], добавлен 28.08.2014Технологическая схема системы. Структурно-функциональная модель обработки сообщений системой управления технологическим процессом. Поток сообщений в общем виде. Моделирование в среде GPSS и в среде C#, их результаты. Алгоритм имитационного моделирования.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 14.12.2012Основные концепции автоматизированной системы управления технологическим процессом. Компоненты систем контроля и управления, их назначение. Программно-аппаратные платформы для SCADA-систем, их эксплуатационные характеристики. Графические средства InTouch.
реферат [499,3 K], добавлен 15.03.2014Изучение вопросов, связанных с проектированием и эксплуатацией автоматизированных систем управления технологическими объектами. Разработка оптимального управления технологическим объектом управления - парогенератором. Выбор закона регулирования.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 18.01.2015Цели производственного контроля изготовления молочных продуктов. Разработка системы управления компрессорной установкой в составе технологического процесса переработки молока на предприятии ТОО "Восток-Молоко". Программная реализация системы управления.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 16.05.2013Анализ информационных потоков. Разработка структуры таблиц базы данных. Выбор CASE-средства для проектирования информационной системы и среды программирования. Разработка программных модулей (программного обеспечения). Подготовка справочных баз данных.
дипломная работа [6,8 M], добавлен 19.11.2013Краткая характеристика, принципы функционирования и управления автоперевозками на ООО "МастерСервис". Проектирование и разработка автоматизированной информационной системы диспетчеризации, контроля и управления процессом автоперевозок предприятия.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 28.06.2011