Проектирование АСУ термодисперсионной установки

Как правило, такая система сравнительно быстро окупает средства, затраченные на ее разработку, проектирование и эксплуатацию. Эффективности такой системы управления технологическим процессом достигается при условии минимального вмешательства персонала как в работу АСУТП, так и в сам процесс управления системой, но при этом качество выпускаемых товаров сохраняется на высоком уровне. Показатели эффективности АСУТП:

повышение производительности труда;

— увеличение объема производства;

— улучшение качества выпускаемой продукции;

— рациональное использование сырья;

— снижение эксплуатационных затрат;

— уменьшение доли ручных операций. Управление современным производственным предприятием сложно представить без автоматизации процессов. Известно, что на каждом предприятии используют свой порядок оценки эффективности АСУТП. При этом анализируемые показатели зависят от первоначальной цели производства. Также принято различать критерии и виды эффективности. Например, для оценки технической эффективности от внедрения АСУ сравнивают, как изменился объем выпуска продуктов за конкретный временной промежуток и вычисляют темп прироста объема выпускаемой продукции. Результаты выражают как в стоимостном, так и в натуральном значении. Также к показателям эффективности АСУ относят критерий потребительской эффективности, который характеризует ценность выпускаемого продукта для конечного потребителя. Автоматизация технологических процессов — это эффективный способ усовершенствовать технологический процесс, а также повысить надежность и эффективность производства.

За счет автоматизации удается освободить большое количество времени для решения профильных задач, сократив процент ручных операций. Владельцы АСУТП признаются, что система позволила им повысить конкурентоспособность выпускаемых продуктов на рынке. Внедрение новых технических средств автоматического управления помогает усовершенствовать действующий технологический процесс, увеличить скорость операций и повысить уровень безопасности на предприятии. Наиболее полное и достоверное представление об эффективности АСУТП, несложно получить, обратившись к экономическим показателям. Признаки эффективной АСУТП на производстве:

безотказность;

— надежность;

— функциональность;

— безопасность. Поскольку за счет автоматизации повышаются также качественные характеристики изделий, то АСУ положительно влияет на такие свойства продукта, как: прочность, долговечность, безопасность. Необходимо отметить, что по результатам внедрения автоматизированной системы управления технологическим процессом диспергирования макулатурной массы обеспечивается снижение удельных расходов электрической энергии, тепловой энергии в виде пара, а так же уменьшаются трудозатраты на выпуск единицы продукции целлюлозно-бумажного производства. Основными показателями экономической эффективности автоматизации являются:

капитальные затраты;

— эксплуатационные годовые издержки;

— рентабельность;

— срок окупаемости и др. Определим экономическую эффективность автоматизации процесса термодиспергирования. Если капитальные затраты при ручном управлении (не автоматизированном) составили 3 750 000 руб. Капитальные затраты на средства автоматизации 600 000 руб. Капитальные затраты можно рассчитать по формуле:

К=Кс+Км+Кз+Ко-Кр, где Кс — стоимость средств автоматики с учетом их доставки, монтажа и наладки, руб.; Км — затраты на модернизацию действующей техники и технологии, связанные с автоматизацией, руб.; Кз — стоимость строительства и реконструкции зданий в связи с внедрением автоматизации, руб.; Ко — стоимость основных средств, подлежащих ликвидации при внедрении устройств автоматики, руб.; Кр — стоимость реализованной части ликвидируемых основных средств, руб. Годовые эксплуатационные издержки, как правило, вычисляют так: И=Ио+Ит+Из+Иэ+Итеп, где.

Ио — амортизационные отчисления, руб.; Ит — отчисления на текущий ремонт, руб.; Из — затраты на зарплату, руб.; Иэ — стоимость электроэнергии, руб.; Итеп — стоимость тепловой энергии, руб. Срок окупаемости капитальных затрат на автоматизацию при одинаковом годовом объеме производства.

Т=(Ка-Кн)/(Ин-Иа), где.

Кн, Ка — капитальные затраты соответственно при неавтоматизированном и автоматизированном производстве. Рассчитаем срок окупаемости дополнительных капитальных вложений. Исходные данные для расчета:

Норма амортизационных отчислений: 14,2%;Затраты на текущий ремонт 18%;Тарифная ставка: 161 руб./ч;Норма обслуживания: 5 чел. Время работы персонала: 8 ч. Время работы оборудования в день: 8 ч. Экономия электрической и тепловой энергии при введении средств автоматизации составили10%.И=Иам.+Итр+Из.пл.+Иэл.+Итеп.Из.пл.=к-во работн.*тариф.

ст.*часы работы*дни работы.Иэл.=Р*часы раб/день*к-во дней*тариф.Итеп.=Q*часы раб./день*к-во дней*тариф.Ручное управление:

Иам=14,2*3 750 000/100=532 500 руб.Ит.р.=18*3 750 000/100=675 000 руб.Из.пл.=5*161*8*280=1 803 200 руб.Иэл.=850*8*280*2,28=536 256 руб. Итеп=0,5*8*280*1000=1 120 000 руб. Ин=532 500+675000+1 803 200+536256+1 120 000=4666956 руб. Автоматическое управление:

Иам=14,2*4 350 000/100=617 700 руб.Ит.р.=18*4 350 000/100=783 000 руб.Из.пл.=3*161*8*280=1 081 920 руб.Иэл.= 536 256-(536 625*10%)=482 630,4 руб.Итеп.=1 120 000-(1 120 000*10%)=1 008 000 руб. Иа=617 700+783000+1 081 920+482634,4+1 008 000=3973254,4 руб.

Т=(Ка-Кн)/(Ин-Иа)=(4 350 000−3 750 000)/(4 666 956−3 973 254,4)=15 300/159034=0,86 года.

Вывод: В связи с небольшой стоимостью приборов итехнических средств автоматизации, экономии на заработной плате и энергоресурсах дополнительные капитальные затраты окупаются за 0,86года.

Заключение

.

В курсовом проекте выполнены основные этапы проектирования автоматизированной системы управления термодисперсионной установки. Автоматизированная система управления реализована на базе микропроцессорного контроллера Ремиконт Р-130ISA и преобразователя частоты/Курсовая работа содержит пояснительную записку, а так же графические материалы в формате А1 и А2. Для выполнения курсового проекта мною был изучен процесс диспергирования макулатурной массы, а так же оборудование для проведения данного технологического процесса. Далее мною были подобраны средства автоматизации и управления. В ходе выполнения курсовой работы я научился сопрягать технические средства автоматизации таким образом, чтобы они согласованно выполняли поставленные задачи. Таким образом, поставленные выше цели и задачи были выполнены. В заключении хочется отметить, актуальность внедрения автоматизированных систем в современное производство, это позволяет увеличить объем выпускаемой продукции, повысить ее качество, экономить ресурсы, уменьшить трудозатраты. Приложение 1Спецификация на приборы и технические средства автоматизации. Номер позиции по функциональной схеме.

Наименование параметра, среды и места отбора импульса.

Предельное рабочее значение параметра.

Место установки.

Наименование и характеристики.

Тип, модель.

КоличествоЗавод-изготовитель.

Примечаниена один агрегатнавсе агрегаты12 345 678 910-Регулирование температуры макулатурной массы, уровня в напорном ящике, концентрации макулатурной массы, измерение, регистрация, контроль, сигнализация_В шкафу контроллеров.

Контроллер Ремиконт Р-130ISA — Контроллер предназначен для автоматического регулирования и логического управления технологическими процессами. Cинтерфейсом ModbusRTU.Состав центрального блока ЦБ1: — базовый монтажный блок — модуль центрального процессора SM2-CPU-1,5 (производства фирмы Kontron);

— субмодуль SM2-ETH (производства фирмы Kontron);

— модуль ИСК1;

— модуль питания KP-DC24V1;

— модуль аналоговых сигналов МАС;

— модуль дискретных сигналов МДС;Контроллер имеет встроенную операционную систему реального времени. В комплекте с блоком питания 220 В (БП-1)Ремиконт Р-130ISA11"ЗАВОД ЭЛЕКТРОНИКИ И МЕХАНИКИ" ОАО, г. Чебоксары-5−16−1Измерение температуры макулатурной массы в конце подъемного шнека и на выходе из нагревательного шнека.

ТДУ1500СПо месту.

Термометр сопротивления, выхыдной сигнал унифиөированный 4−20 мА. Диапазон измерения 0 ÷200 0С, погрешность 0,25%, напряжение питания 18 — 42 В. Взрывозащищённое исполнение. ТСПУ Метран-276-Exia22ОАО «Метран».

— 1−1Измерение температуры электропривода сеточного пресса1300СПо месту.

Датчик температуры двигателя PT100 в комплекте с реле защиты двигателяPT10011—2−12−2Измерение скорости вращения элекиропривода сеточного пресса12−48м/мин.

По месту.

Тахометрический комплекс, с унифицированным выходным сигналом 4−20мА, напряжение питания 220 В, 50Гц диапазон измерения от 0 до 1000 об/мин.

К180 611АОЗТ Завод Вибратор, г. С.-Петербург.-3−13−2Измерение концентрации макулатурной массы после сеточного пресса25−30%На трубопроводе подъемного шнека.

Измеритель концентрации с унифицированным выходным сигналом 4−20мА, RS232(485), точность ±0,01% концентрации, напряжение питания 220 В, 50ГцLQ-50011Kajaani Process Measure-ments"(KPM), Финляндия-4−1Измерение расхода макулатурной массы6,25т/чНа трубопроводе.

Электромагнитный преобразователь расхода. Выходной сигнал, унифицированный токовый4−20мА, давление измеряемой среды до 2,5МПа, температура измеряемой среды5÷150ºС. Напряжение питания 220 В, 50Гц. ИПРЭ-1М11Гомельский завод измерительных приборов (ЗИП), г. Гомель, Беларусь-7−1Измерение уровня в напорном ящике550мм.

По месту.

Измерительный преобразователь уровня. Диапазон измерения 0−6м, вы-ходные сигналы: 4−20мА, Hart-протокол, Profibus, PA, Foundation Fieldbus. Рабо-чее напряжение 9…32 В постоянного тока. VEGAFlex 6211VEGA, Германия-6−27−2Регулирование температуры в нагревательном шнеке и уровня макулатурной массы в напорном ящике550мм1500СНа трубопроводе.

МЭО-100/63−01 механизм электроисполнительный однооборотный Состав механизма: электродвигатель АИР-56В4, редуктор червячный, ручной привод, блок сигнализации положения БСПТ-10М. Основные параметры: номинальное время полного хода выходного вала 63 с, потребляемая мощность 100 Вт."АБС ЗЭиМ Автоматизация"МЭО-100/63−0122ОАО «АБС ЗЭиМ Автоматизация"г.Чебоксары-2−36−37−3Переключение на ручное управление и ручное реверсивное управление исполнительным механизмом и управление электроприводом сеточного пресса-На щите.

Блок ручного управления БРУ-42−03, с унифицированным выходным сигналом 4−20 мА, с функцией сигнализации положения РО, с переключателем на ручное управление.

БРУ-42−0333—2−46−47−4Реверсивное управление исполнительным механизмоми управление электроприводом сеточного пресса-В силовом шкафу.

ПБР-3АА, выходное напряжение 380 В, управляющий сигнал 24 В, с реверсом.

ПБР-3АА33—-Регулирование скорости электропривода сеточного пресса12−48м/мин.

В шкафу контроллеров.

Преобразователь частоты. Данный ПЧ имеет встроен-ный ПИД-регулятор, и буфер ошибок. Подача команд и сигнала обратной связипроисходит через 5 дискретных, 3 аналоговых (1 напряжение, 2 ток) входа, илисеть. Индикация состояния на трёх релейных выходах. Данные ПЧ готовы к ин-теграции в АСУ ТП, имея на борту встроенный интерфейс MODBUS RTU. Тем-пература эксплуатации 0…40 °С, степень защиты IP20. ER-01T-38 011КБ «АГАВА», Россия, г. Екатеринбург—Защита электропривода сеточного пресса от перегрева1300СВ силовом шкафу.

Реле защиты двигателя-11—Список использованной литературы и источников1. Ю. Н. Непенин «Производство Сульфатной целлюлозы» Том II. — М.: Лесная промышленность, 1990. — 598 с.

2. Г. П. Буйлов В. А, Доронин, Н. П. Серебряков «Автоматика и автоматизация производственных процессов целлюлозно-бумажных производств» — М.: Экология, 1995. — 320с.

3. Кангин В. В. Промышленные контроллеры в системах автоматизации технологических процессов: Учебное пособие / В. В. Кангин. — Ст. Оскол: ТНТ, 2013. — 408 c.

4. Иванов А. А. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебное пособие / А. А. Иванов. — М.: Форум, 2012. — 224 c.

5. «Контроллер малоканальный многофункциональный регулирующий микропроцессорный Ремиконт Р-130ISA», комплект документаций.

6. Г. П. Буйлов «Автоматизация оборудования целлюлозно — бумажного производства».

7. Схиртладзе.

А.Г. Автоматизация технологических процессов и производств: Учебник / А. Г. Схиртладзе, А. В. Федотов, В. Г. Хомченко. — М.: Абрис, 2012. — 565 c.

8. Шишов О. В. Технические средства автоматизации и управления: Учебное пособие / О. В. Шишов. — М.: ИНФРА-М, 2012. — 397 c.

9. М. В. Ванчаков, А. В. Кулешов, Г. Н. Коновалова «Технология и оборудование для переработки макулатуры» Часть II — Учебное пособие. — 84 с.

10. www.metsoautomation.com11. www.metran.ru12.

http://www.zeim.ru13.

https://ru.wikipedia.org14.

http://studbooks.net15.

https://vunivere.ru.