Модернизация АСУ упаковочной линии цеха стеклотары ОАО «Салаватстекло»

Автоматизированной системой управления технологическими процессами называют комплекс информационно-управляющих устройств и объектов управления, находящихся во взаимодействии. В общем виде объект управления это система, рассматриваемая как комплекс динамически связанных элементов. Технологический процесс как объект управления это совокупность действий по обработке сырья с применением оборудования и использованием энергии для получения готового продукта с заданным качеством.

Во всех случаях автоматизации производственных процессов мы имеем дело с информационно-управляющей системой, которая представляет собой совокупность технических средств автоматизации. Управляющая система взаимодействует с управляемой системой — объектом управления, комплексом технологического оборудования, осуществляющего данный производственный процесс.

При автоматизации любого объекта его технические данные определяют входные (количественные) и выходные (качественные) параметры. К входным параметрам относят физические величины, характеризирующие сырье, поступающее в объект, энергоноситель (температура, расход, давление, концентрация, напряжение электрического тока и тому подобное), а также воздействие внешней среды — ее температура, влажность, давление. Изменение входных параметров называют возмущениями. В некоторых случаях могут возникнуть ситуации, когда объект меняет свои первоначальные свойства (отложение продукта или выпадение осадка из энергоносителя на теплопередающих поверхностях, увеличение сопротивления трению в соприкасающихся поверхностях вращающихся деталей и тому подобное). Тогда возникают внутренние возмущения.

Основными требованиями, преъявляемыми к АСУТП, являются формирование высокого уровня качества продукции при разработке систем и обеспечение установленного уровня качества продукции при ее производстве.

В связи с этим необходимо обеспечить взаимосвязь между приборами и средствами автоматизации и их работоспособность в условиях производства, определяемых спецификой сырья, промежуточных и конечных продуктов производства, а также параметрами окружающей среды (температурой, влажностью, кислотностью, запыленностью, в некоторых случаях с учетом взрывоопасности среды).

Выбор средств автоматизации по виду вспомогательной энергии (электрической, пневматической и гидравлической) определяется требованиями пожарои взрывоопасности, агрессивности окружающей среды, быстродействием, дальностью передачи сигналов информации и управления и тому подобное.

В пожарои взрывоопасных условиях применяют пневматические средства автоматизации. При требованиях быстродействия и значительном расстоянии между источниками и приемниками сигналов информации устанавливают электрические системы.

Гидравлические системы из-за громоздкости и ограниченного радиуса действия применяют редко.

Наибольшее распространение получили электрические системы автоматического контроля, регулирования и управления (из-за большого выбора аппаратуры, гибкости и легкости сочетания их в различных системах, схемах и наличия источников электропитания требуемой мощности). В некоторых случаях используют комбинированные системы (электропневматические или электрогидравлические).

Выбор аппаратуры по классу точности определяется требованиями к установке. Рекомендуется применять однотипные средства автоматизации в целях возможной их взаимозаменяемости и удобства компоновки на щитах управления и их обслуживания. При проектировании систем необходимо стремиться также к ограничению числа приборов и аппаратуры управления на щитах для удобства эксплуатации.

Приборы и средства автоматизации включают в заказные спецификации.

Основанием для составления спецификаций служат схема автоматизации и принципиальные электрические схемы контроля, регулирования и сигнализации. Спецификации составляют на приборы, регуляторы и вспомоательное оборудование, куда включают: первичные и вторичные приборы, вспомогательную аппаратуру, электрические щитовые переключатели измерительных цепей, переключатели, коробки компенсации температуры свободных концов термопар и тому подобное, регуляторы, их элементы и аппаратуру (панели дистанционного управления, стабилизирующие устройства и тому подобное), исполнительные механизмы и комплектуемые с ними устройства, регулирующие органы; вычислительные машины и тому подобное, источники питания приборов и средств автоматизации электроэнергией и сжатым воздухом.

Аппаратура, включенная в спецификацию, обозначается номерами соответственно принципиальной схеме автоматизации.

Современный этап развития промышленного производства характеризуется переходом к использованию передовой технологии, стремлением добиться предельно высоких эксплуатационных характеристик как действующего, так проектируемого оборудования, необходимостью свести к минимуму любые производственные потери. Все это возможно только при условии существенного повышения качества управления промышленными объектами, в том числе путем широкого применения АСУ ТП.

Технико-экономическими предпосылками создания АСУ ТП являются прежде всего рост масштабов производства, увеличение единичной мощности оборудования, усложнение производственных процессов, использование форсированных режимов (повышенные давления, температуры, скорости реакций), появление установок и целых производств, функционирующих в критических режимах, усиление и усложнение связей между отдельными звеньями технологического процесса. В последнее время в развитии многих отраслей промышленности появились новые факторы, связанные не только с повышением требований к количеству и качеству выпускаемой продукции, но и с напряженностью в области трудовых ресурсов. Рост производительности труда, в том числе путем его автоматизации, становится практически единственным источником расширения производства. Указанные обстоятельства предъявляют новые требования к масштабам использования и к техническому уровню АСУ ТП, к обеспечению их надежности, точности, быстродействия, экономичности, т. е. к эффективности их функционирования.

Еще одно важной предпосылкой применения АСУ ТП в промышленности является необходимость реализации значительных потенциальных производственных резервов. Заметим, что техническая база производства в большинстве отраслей промышленности достигла к настоящему времени такого уровня развития, при котором эффективность производственного процесса самым непосредственным и существенным образом зависит от качества управления технологией и организации производства. Поэтому на первый план выдвигается задача оптимального управления технологическими процессами, решить которую без развитой АСУ ТП в большинстве случаев невозможно.

Однако следует иметь в виду, что создание АСУ ТП является сложной научно-технической и организационно-экономической проблемой, решение которой требует значительных и все возрастающих трудовых, материальных и финансовых ресурсов. Вследствие этого в качестве первоочередных выступают задачи наиболее эффективного использования капитальных вложений, правильного выбора направлений, установления очередности и рациональных объемов работ по созданию и применению АСУ ТП. При их решении немаловажную роль играют обоснование, определение и анализ технической рациональности и экономической эффективности автоматизированных систем управления на основе единых и научно обоснованных методических принципов.

Закономерность появления и отличительные признаки АСУ ТП станут более понятными, если рассмотреть хотя бы вкратце в историческом аспекте возникновение и развитие систем автоматизации промышленных объектов. Она прошла через несколько качественно различных этапов. Как правило, переход к каждому из них был связан с появлением новых технических средств. В свою очередь эти средства разрабатывались в ответ на непрерывно растущие требования практики управления, обусловленные усложнением процессов производства и ограниченностью возможностей человека как их непосредственного участника.

Задача управления технологическими процессами возникла одновременно с появлением материального производства, т. е. процессов целенаправленного преобразования материи или энергии. Первоначально всю эту задачу решал человек, который, подавая определенные количества материал и энергии, одновременно «на глаз» оценивал ход процесса, при необходимости корректировал его и устанавливал момент завершения преобразования.

По мере усложнения производства требовалось более развитое и точное

управление. В таких условиях ограниченность способностей человека, невозможность «на глаз» и «на ощупь» проконтролировать процесс производства были серьезным препятствием для дальнейшего развития. Поэтому первыми помощниками человека стали различные контрольно-измерительные устройства.

На заре автоматизации человек вел технологический процесс, находясь возле местных контрольно-измерительных приборов, установленных непосредственно на оборудовании и работающих в прямом контакте с материальными потоками. Эти средства давали ему возможность более точно и, главное, объективно оценивать работу технологического объекта и, следовательно, улучшать его использование.

Дальнейший рост мощностей и размеров оборудования заставил задуматься о том, как освободить рабочего от утомительной задачи: все время находясь у работающих машин и аппаратов, следить за показаниями приборов и вручную осуществлять необходимые подстройки и переключения. В этой связи важным техническим достижением явилось создание измерительных, регулирующих и исполнительных устройств с внешним источником энергии, в том числе исполнительных механизмов с пневматическим и электрическим приводом. Это позволило организовать посты контроля и дистанционного управления и широко применить автоматические регуляторы. В результате значительно улучшились условия работы обслуживающего персонала: уменьшилась физическая нагрузка, более удобным стало рабочее место, благоприятнее стала и внешняя среда.

Заключение

Подводя итог проделанной работы, мы можем отметить, что спроектировали автоматическую систему управления упаковочной линии.

Провели работу по модернизации существующей системы управления, руководствуясь ГОСТами и инженерной технологией.

Разработанный проект позволит более надежно осуществлять процесс регулирования технологическим процессом, вследствие чего увеличится производительность упаковочной линии и сведется к минимуму производственные потери.

Произведеные расчеты экономических затрат показали рентабельность данного проекта. Срок окупаемости проекта 1,98 года.