(4)

где S - площадь помещения, м²;

А и В - длина и ширина помещения соответственно, А=3 м; В=3 м;

Н_р - расчетная высота подвеса светильника над рабочей поверхностью.

Рассчитываем по формуле:

м (5)

где Н - высота производственного помещения, Н-2,8 м;

h_c - свет светильника, при люминесцентном освещении, h_c = 0,0 м;

Подставив значения в формулу (5), получим

м.

Произведем вычисления по формуле (4), подставив имеющиеся значения

Имеющиеся значения подставим в формулу (3):

лм.

Необходимый световой поток одной лампы составляет F_л = 990 лм.

Для различных типов светильников установлено наивыгоднейшее относительное расстояние между светильниками

м (6)

где Z - расстояние между светильниками, м;

Н_р - высота подвеса светильника над рабочей поверхностью, м.

Расстояние между светильниками определяют из уравнения

, м (7)

где = 1,4 м.

Подставив значения в формулу (7), получим:

м

По расчетным значениям выбираем тип и мощность лап. Это лампы люминесцентного типа ЛХБ с цветопередающей мощностью 30 Вт.

Общий расход электроэнергии для целей освещения производственного помещения определяется по формуле:

, кВт (8)

где N - число светильников;

n - число ламп в светильнике;

Р_л - мощность ламп.

Подставив значения в формулу (8), получим:

кВт

В результате проведенных расчетов получаем:

необходимая площадь оконных проемов производственного помещения составляет S_o=2,5 м²;

необходимое число ламп составило 4, число светильников - 2;

расстояние между светильниками для обеспечения равномерного освещения составило 2,8 м;

Соблюдение этих условий позволит обеспечить высокую производительность труда обслуживающего персонала и избежать нежелательной утомляемости работников, при общем расходе электроэнергии для целей освещения рабочего помещения Р_общ=0,12 кВт.

Механическое травмирование

Источником травм на предприятии могут быть конвейеры, вращающиеся подвижные части машин. Перед началом работы необходимо убедиться в исправности оборудования. При наличии неполадок следует начинать работу только после их устранения. Вращающиеся части оборудования должны быть закрыты кожухами, шнеки - крышками. В первую очередь представляют опасность смесители, взбивающие машины, заверточные машины, мельницы. Необходимо следить за исправностью системы блокировки оборудования, которая установлена на помадосбивальной машине, протирочной машине. Конвейеры должны быть изолированы заграждениями. Для движения людей используются переходные мостики с перилами.

Запрещается очистка, смазка, регулировка оборудования без его полной остановки.

Рабочие должны быть в защитной одежде (халаты, косынки).

Сосуды, работающие под давлением

На предприятии используется оборудование, работающее под давлением: варочные котлы, змеевиковые варочные колонки. Избыточное давление греющего пара 0,6-0,8 МПа, давление внутри аппарата 0,1 МПа.

Для безопасной работы сосудов их снабжают запорно-регулируемой арматурой, манометрами, устанавливаемыми на высоте 2 м, термометрами, предохранительными клапанами, указателями уровня жидкости.

Для предотвращения взрывоопасных ситуаций проводят наружный и внутренний осмотр, гидравлические испытания (Р=0,9 МПа) каждые 8 лет.

Гидравлическое испытание сосудов, за исключением литых, должно проводиться пробным давлением Р_пр, определяемым по формуле:

,(9)

где Р - расчетное давление сосуда, МПа (кгс/см );

[у]₂₀, [у]_t - допускаемые напряжения для материала сосуда или его элементов соответственно при 20 °С и расчетной температуре, МПа (кгс/см ).

Также испытания проводят после монтажа оборудования перед его запуском в работу, после ремонта и при установке на новое место.

5.2 Химические опасные и вредные производственные факторы

На предприятии возможно загрязнение химическими веществами в результате их использования и выделения в технологическом процессе (табл. 7.4), а также в результате борьбы с микроорганизмами и грызунами.

Таблица 5.4

Вредные вещества, используемые и образующиеся в технологическом процессе

Наименование операций	Вещество	ПДК, мг/м3	Класс опасности	Воздействие на организм человека
Просеивание сахара-песка	Органическая пыль	6	3	Токсическое, раздражающее, аллергическое, канцерогенное
Мойка и дезинфекция оборудования	NaOH, Na2CO3	0,5 2	2 3	Токсическое, раздражающее
Лабораторный анализ	HNO3, H2SO4, щелочи	5 1 0,5	3 2 2	Поражение раздражение кожных покровов, глаз

Приготовление моющих растворов должно проводиться в специальных помещениях с кратностью воздухообмена не менее 10.

Для борьбы с микроорганизмами и грызунами применяются пестициды (бактерициды и вирусоциды - для уничтожения бактерий и вирусов, родентициды - грызунов), безопасность труда при работе с этими веществами обеспечивается максимальной механизацией автоматизацией производственных процессов, использование прогрессивных технологий, современных высокоэффективных препаратов с меньшей токсичностью, оптимальных способов внесения препаратов, соблюдением правил безопасности и санитарно-гигиенических норм.



5.3 Биологически опасные и вредные производственные факторы

Биологически опасные факторы возникают при несоблюдении рабочими гигиенических требований, при соприкосновении с воздухом, с парами плесени и бактерий, с инвентарем, состояние которых не соответствует санитарным требованиям.

Персонал предприятия может быть подвержен заражению бактериями группы кишечной палочки, сальмонеллы. Вследствие этого повышены нормы оценки санитарно-гигиенических условий производства продуктов питания. Предусмотрены санитарные мероприятия:

- уничтожение во внешней среде возбудителей инфекционных заболеваний при помощи химических средств;

- панели стен и внутренние двери протираются мыльно-щелочным раствором;

- полы моются в течение смены и по окончании смены;

- технологическое оборудование очищают, моют водопроводной водой, горячим моющим раствором, дезинфицируют, затем моют горячей водой;

- вода, используемая в технологическом процессе не должна содержать патогенных микроорганизмов.

5.4 Психофизиологические факторы

Эффективность трудовой деятельности человека, его работоспособность зависят в значительной степени от перенапряжения. В основном это физические перенагрузки при погрузо-разгрузочных работах и монотонность труда (работа на конвейере, упаковке изделий). На проектируемом предприятии осуществляется строгий контроль за соблюдением норм переноса тяжестей, соблюдение режима труда и отдыха, рациональная организация рабочего места с учетом эргономических требований. В процессе работы статические усилия встречаются в различных видах: удержание груза (инструмент, лотки с формами), прижим обрабатываемого инструмента к обрабатываемому изделию (оклейка гофкоробов), усилия для перемещения органов управления (рукоятки, маховики, штурвалы) или тележек.

Для восстановления работоспособности в цехах предусмотрены комнаты отдыха и приема пищи, душевая и гардероб. При оценке психофизиологических факторов было выяснено, что наиболее оптимальный режим работы - в 2 смены по 7,8 ч.

5.5 Защита рабочих и материальных ценностей при возникновении чрезвычайных ситуаций

Для комбината характерно большое число пожаро- и взрывоопасных мест и работ, расположенных по всей технологической цепи от складов сырья до склада готовой продукции. Это обусловлено тем, что многое сырье и материалы являются твердыми и жидкими горючими материалами, значительная часть которых являются взрывоопасными - спирт, эссенции, пыль. Все оборудование, в котором могут возникнуть взрыво- и пожароопасные условия, оснащено контрольно-измерительными приборами, сигнализирующими об опасности, применяется теплоизоляция нагретых поверхностей оборудования и коммуникаций, в просеивателях установлены магниты для улавливания ферропримесей, которые могут являться причиной образования искр.

Важным противопожарным мероприятием является правильный выбор и использование электродвигателей, стационарных и переносных светильников, пусковой аппаратуры с учетом условий окружающей среды (сырость, запыленность, пожаро- и взрывоопасность). Под пожаротушением подразумевается комплекс мероприятий, направленных на ликвидацию возникшего пожара. Поскольку для возникновения и развития процесса горения, обусловливающего явление пожара, необходимо одновременное сочетание горючего вещества, окислителя и непрерывного потока тепла от очага пожара к горючему материалу, то для прекращения горения достаточно исключить какой-либо из этих элементов.

Существуют следующие способы пожаротушения:

- с помощью огнетушителей (порошковые, пенные);

- автоматическое (сплинкерные и дренажные);

- с помомощью пожарных гидрантов и пожарных машин.

Характеристика помещений по пожаровзрывоопасности приведена в табл. 5.5.

Таблица 5.5

Характеристика производства по пожаровзрывоопасности

Помещение	Категория по пожаровзрыво-опасности	Категория по ПУЭ	Наибольшее допустимое расстояние до выхода, м	Степень огнестойкости
Склад БХС	Б	В-IIа	50	II
Склады сырья	В	П-II	50	III
Производственные цеха	Д	Не классифицируется	Не ограничено	II
Компрессорная	Б	П-IIа	50	II
Склады вспомогательных материалов и готовой продукции	В	П-IIа	50	II

Расчет воды на пожаротушение

Требуемый запас воды на наружное пожаротушение, м³ рассчитываем по формуле:

Q_н = 3,6 • g_н • Т_П • n_П , (10)

где g_н - удельный расход воды на наружное пожаротушение, g_н=25 л/с;

Т_П - расчетное время тушения одного пожара, принимается равным 3 ч;

n_П - число одновременно возможных пожаров: n_П=1 при площади предприятия < 1,5 км².

Q_н = 3,6 • 25 • 3 • 1 = 270 м³.

Необходимый объем воды для внутреннего пожаротушения, м³, рассчитываем в зависимости от расхода воды на одну струю и числа одновременно действующих струй по формуле:

Q_в = 3,6 • g_в • m • Т_П • n_П ,(11)

где g_в, m - соответственно расход воды на одну струю и число струй. Для производственных зданий высотой до 50 м принимаем g_в=2,5 л/с и m=2.

Q_в = 3,6 • 2,5 • 2 • 3 • 1 = 54 м³.

Полная вместимость пожарного резервуара, м³

W_П = Q_н + Q_в + Q_т,(12)

где Q_т - регулируемый запас воды для хозяйственно-технических нужд,

Q_т=6,8 м³.

W_П = 270 + 54 + 6,8 = 330,8 м³.



6. РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЕКТА

Механизированное производство глюкозы отличается высокой интенсивностью процессов. Такие условия производства предъявляют высокие требования к точности геометрических размеров, формы и прочностных характеристик изделий.

Система терморегулирования представляет собой программно-аппаратный комплекс, предназначенный для автоматизации процесса, требующего измерения и регулирования температуры. Использование системы управления терморегулированием позволяет вывести производство на качественно новый уровень. Повысить качество выпускаемой продукции за счет точного поддержания требуемого температурного режима в технологическом процессе:

· определять причины брака и время его возникновения путем анализа графиков температурного либо влажностного режима;

· иметь информацию о фактическом времени работы оборудования, что позволяет уйти от ремонтов по аварийным ситуациям и перейти к планово-профилактическому обслуживанию оборудования;

· устанавливать связь между оператором и партией изготовленной продукции, независимо от срока изготовления произведенной продукции;

· повысить производительность оборудования за счет исключения человеческого фактора, и перевода оборудования на автоматический режим работы;

· снизить энергозатраты с помощью систем адаптивного регулирования.

Для проведения расчетов по экономической эффективности использованы данные глюкозо-паточного комбината и внесены в таблицу, где представлены затраты до внедрения и после.



Наименование показателей	До внедрения	Проектируемый вариант	Источник данных
Годовой объем производства, тонн	5000	5000	Бизнес-план
Стоимость оборудования с доставкой, тыс. р	210,0	750,0	Данные предприятия
Установленная мощность электрооборудования, кВт	6,0	13,8	Техническая документация
Расход холодной воды на 1 тонну, м3	19,5	15,0	Техническая документация
Расход пара на 1 тонну продукции, кг	0,60	0,42	Техническая документация
Стоимость 1 кВтч электроэнергии, р	3,0	3,0	Бизнес-план
Стоимость 1м3 холодной воды, р	23,31	23,31	Данные предприятия
Стоимость 1 тонны пара, р	36	36	Данные предприятия
Стоимость переработки 1 тыс. тонн возвратных отходов, р	2000	2000	Данные предприятия
Недоамортизирован. часть первоначальной стоимости оборудования, %	50		Данные предприятия
Затраты на демонтаж заменяемого оборудования, %	10		Данные предприятия
Режим работы предприятия: Смен Дней	2 244	2 244	Инструкции по определению мощности
Число часов рабочих в смену, ч	7,5	7,5	Данные предприятия
Норма амортизационных отчислений на рабочие машины и оборудование, %	10,1	10,1	Отраслевой норматив
Затраты на осмотр и текущий ремонт оборудования, %	8	8	Данные предприятия
Коэффициент использования мощности электродвигателя	0,80	0,80	Данные по заводу
Потеря сырья, %	2,5	0,5	Утвержденная рецептура
Возвратные отходы, %	6	4	Данные предприятия
Нормативный коэффициент сравнительной эффективности	0,15	0,15	Норматив для пищевой промышленности

Расчеты

1. Экономия по стоимости холодной воды и по стоимости пара.

Э_в. = С_в(P₁ - P₂) V_год

Э_в. = 23,31 (19,5 - 15,0)5000 = 524, 475 тыс. р.

Э_п. = С_п(P₁ - P₂) V_год

Э_п. = 36(0,60 - 0,42)5000 = 32,4 тыс. р.

2. Экономия по переработке возвратных отходов и потери сырья.

Э_в.отх. = С_пер.(W₁ - W₂) V_год.

Э_в.отх. = 2000(0,6 - 0,04)5000 = 200 тыс. р.

Э_{п.сырья} = 3(2,5-0,5)5000=30 тыс.р.

3. Уменьшающая затраты

Э_об.1 = Э_в. + Э_п + Э_в.отх

Э_об.1 = 524,475+32,4 + 200 + 30 = 786,875 тыс. р.

Увеличивающая затраты

1. Стоимость электроэнергии на технические нужды.

М_эл. = Т_квтч(М_эл.1 - М_эл.об.2)ДК_см.Ч_см.К_эл.

М_эл. = 3,0(13,8 - 6,0)244 х 2 х 7,5 х 0,80 = 68,515 тыс.р.

2. Затраты на амортизацию от стоимости оборудования.

А_{отчисл.} = (С_об.2 - С_об.1)А_ам.

А_{отчисл.} = (750,0 - 210,0)10,1/100 = 54,54 тыс. р.

3. Расходы на осмотр оборудования.

Р = (750,0 - 210,0)0,08 = 43,2 тыс.р.



4. Общее увеличение затрат

Э_об. = М_эл. + А_{отчисл.} + Р

Э_об.2 = 68,515 + 54,54 + 43,2= 166,255тыс. р.

Условно-годовая экономия

Э_у.г. = Э_об.1 - Э_об.2

Э_у.г. = 786,875 - 166,255= 620,62 тыс. р.

Срок окупаемости капитальных вложений

Э_у.г./Т_ок. = К_доп./Э_у.г.

К_доп. = С_об.н + Н_{стар.об.} + Д - R_стар.

К_доп. = 750,0 + 0,50 х 210,0 + 0,10 х 210,0 = 876 тыс.р.

Т_ок. = К_доп./Э_у.г.

Т_ок = (876,0/620,62) = 1,4 г.

Э_общ. = 1 / Т_ок.

Э_общ. = 1 / 1,4 = 0,7

Разность приведенных затрат

При неизменном объеме производства:

Э_г. = (С₁ - С₂) - Е_нК_доп. = Э_у.г. - Е_нК_доп.

Э_г. =620,62 - 0,15 х 876,0= 489,22 тыс.р



Технико-экономические показатели

Наименование показателей	Значения
	До внедрения	После внедрения
Выпуск продукции в год, тонн	5000	5000
Капитальные затраты, тыс. руб.		876,0
Условно годовая экономия, тыс.руб.	-	620,62
Увеличение затрат, тыс. руб.	-	166,255
Годовой экономический эффект, тыс. руб.	-	489,22
Срок окупаемости, год	-	1,4



ВЫВОДЫ

1. В дипломном проекте рассмотрен технологический процесс производства патоки на глюкозо-паточном комбинате.

2. Для управления технологическими процессами в цехе по производству патоки и других продуктов глюкозо-паточного комбината предлагается использовать промышленные контроллеры Siemens и соответствующее программное обеспечение для увеличения степени интегрированности отдельных элементов системы управления в технологический процесс и обеспечения надежности работы в режиме реального времени.

3. Показано, что при оптимизации выбранных критериев обеспечивается минимум экономических потерь, обусловленных отклонением температурных параметров от значения, заданного в соответствии с технологическими требованиями.

4. Разработан алгоритм расчета значений параметров настройки ПИД-регулятора, обеспечивающий надежность управления, устойчивость замкнутой системы и достаточно быстрое затухание переходных процессов при небольших значениях перерегулирования.

5. Рассмотрена методология и основные принципы проектирования интегрированной системы управления комбинатом с учетом особенностей глюкозо-паточного производства.

6. Расчет технико-экономических показателей проекта показал, что система управления является экономически целесообразной со сроком окупаемости внедрения равным 1,4 года.



СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Технология пищевых производств/Л.П. Ковальская, Г.М. Мелькина, Н.Н. Шебершнева и др. - М.: Агропромиздат, 1988. - 286 с.

2. Автоматика и автоматизация пищевых производств/М.М. Благовещенская, Н.О. Воронина, А.В. Казаков и др. - М.: Агропромиздат, 1991. - 239 с.

3. Шавров А.В., Коломиец А.П. Автоматика. - М.: Колос, 1999.

4. Шавров А.В., Солдатов В.В. Многокритериальное управление в условиях статистической неопределенности. - М.: Машиностроение, 1990.

5. Ротач В.Я. Теория автоматического управления теплоэнергетическими процессами. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

6. Дипломное проектирование./Жужжалов В.Е., Сапрыкина И.Д., Суворкина А.Ф., Стоякова К.Л., Бесфамильная Е.М., Коваленко И.Л. Методические указания по выполнению дипломного проекта для студентов специальности 220301 всех форм обучения. - М.: МГУТУ им. К.Г. Разумовского, 2011.

7. Клюев А.С. Автоматическое регулирование. - М.: Энергия, 1973.

8. Штейнберг Ш.Е. Промышленные автоматические регуляторы. Под ред. Е.П. Стефани. М.: Энергия, 1973.

9. Основы автоматического регулирования и управления. /Под ред. В.М. Пономарева и А.Н. Литвинова. - М; Высшая школа, 1974.

10. Бессекерский В.А., Попов В.П. Теория автоматического регулирования. - М.: Наука, 1975.

11. Теория автоматического управления. / Под ред. А.В. Нетушила - М.: Высшая школа, 1982.

12. Организация, планирование и управление производством на предприятиях пищевой промышленности. Р.В. Кружкова, В.А. Даеничева, С.С. Елагина и др.; под ред. Р.В. Кружковой. - 5-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиздат, 1985.- 495 с.

13. Никитин В.С., Бурашников Ю.М. Охрана труда на предприятиях пищевой промышленности. - М.: Агропромиздат, 1991.

14. Тверской Ю.С., Демин А.М. К расчету систем управления с регулирующими микроконтроллерами // Изв. ВУЗов. Энергетика. Ч.1: 1991, №7, с. 102-105; Ч.2: 1991, №8, с. 86-89.

15. Шеер Август-Вильгельм. Моделирование бизнес-процессов. - Изд. 2-е, переработанное и дополненное. Пер. с англ. М.: Серебряные нити, 2000.

Размещено на Allbest.ru