Автоматизация – применение комплекса средств, позволяющих осуществить производственные процессы без непосредственного участия человека, но под его контролем.Автоматизация производственных процессов создает определенные технико-экономические преимущества во всех отраслях современного народного хозяйства страны.
В первую очередь изменяются характер и условия труда на производстве. Сокращаются до минимума трудовые затраты человека, снижается психологическая нагрузка, на его долю остаются лишь функции по перенастройке автоматических систем на новые режимы и участие в ремонтно-наладочных работах. Уменьшается число обслуживающего персонала и затраты на его содержание. С внедрением средств автоматизации неизбежно повышается производительность труда. Внедрение автоматизации в различных отраслях промышленности дает повышение производительности труда в среднем в 2...2,5 раза. В результате автоматизации снижается себестоимость изделий, увеличивается выпуск продукции, повышается ее качество, уменьшаются брак и отходы производства, сокращаются расходы на заработную плату, сырье, материалы и т. п. При этом решающим фактором является снижение расхода топлива, тепловой и электрической энергии. Использование средств автоматизации увеличивает надежность оборудования, точность производства, безопасность труда. Появляется возможность использовать высокоэффективные технологические процессы и устройства, характер применения которых исключает участие человека (ядерная энергетика, химическое производство и т. п.). Но, пожалуй, главным является то, что автоматизация повышает эффективность и упорядоченность производства. Процесс управления противостоит неупорядоченности, и в этом отношении использование автоматики решающим образом стабилизирует производство. Внедрение автоматизации приносит и косвенный эффект, так как увеличение производительности оборудования, экономия ресурсов эквивалентны строительству добавочных производственных мощностей. Экономия рабочей силы позволяет более рационально использовать трудовые ресурсы, а улучшение качества продукции способствует экономии топлива, энергии, материалов и т. д.Важнейший вопрос автоматизации - установление ее рационального уровня и объема, которые должны быть тщательно экономически обоснованы, и определение методов и средств автоматизации.
Автоматика - отрасль теоретических и прикладных знаний об устройствах и системах, действующих без прямого участия человека.Автомат (от греч. automates – самодействующий) - самостоятельно действующее устройство (или совокупность устройств), выполняющее по заданной программе без непосредственного участия человека различные процессы.Автоматизированная система - совокупность управляемого объекта и автоматизированных управляющих устройств. При этом часть функций управления выполняет человек. Автоматизированная система получает информацию от объекта управления, передаёт, преобразует и обрабатывает её, формирует управляющие команды и выполняет их на управляемом объекте. Человек определяет цели и критерии управления, корректирует их, если изменяются условия.Автоматическая система - совокупность управляемого объекта и автоматических измерительных и управляющих устройств. В отличие от автоматизированной системы осуществляется без участия человека (кроме этапов запуска и наладки системы).
^ 2. Объем и степень автоматизации
Успех автоматизации в значительной степени определяется правильным выбором степени и объема автоматизации. По степени автоматизации различают объекты с частичной, комплексной и полной автоматизацией. Частичная автоматизация - первый этап автоматизации, при котором на дистанционное или автоматическое управление переводят отдельные машины, механизмы и установки, не имеющие внешние связи с другими производственными процессами. Частичная автоматизация не позволяет использовать все преимущества автоматизации, так как в технологической цепи остаются неавтоматизированные процессы. Комплексная автоматизация - второй этап автоматизации, при котором весь комплекс производственных операций, а также вспомогательные операции осуществляются по заранее разработанным программам и режимам с помощью различных автоматических устройств, объединяемых общей системой управления. При этом функции человека сводятся к наблюдению за ходом процесса, анализу его показателей и выбору режимов работы оборудования. Полная автоматизация - завершающий этап автоматизации производства, при котором система автоматических машин выполняет без непосредственного участия человека весь комплекс операций производственного процесса, включая выбор и установление режимов работы, обеспечивающих наилучшие показатели в данных условиях. Объем автоматизации определяется числом операций, процессов и устройств, управление которыми осуществляется с помощью средств автоматики. Под уровнем автоматизации понимают степень совершенства технических средств, с помощью которых осуществляется автоматизация. Степень автоматизации, ее объем и уровень выбирают для каждого объекта с обоснованием технико-экономической эффективности и возможности устранения тяжелых и вредных условий труда обслуживающего персонала.
^ 3. Классификация подсистем автоматизации
В ходе управления сложными и простыми объектами приходится осуществлять много функционально различных операций, которые выполняют разные подсистемы, входящие в общую схему автоматизации объекта. Информационные включают подсистемы технологического контроля и телеизмерения, технологической и телесигнализации. Результат действий этих подсистем адресуется оператору, а его задачей является принятие того или иного решения. Защитные подсистемы включают средства технологической и аварийной защиты, технологической и аварийной блокировки, предохраняющие технологическое оборудование от последствий неправильной эксплуатации. К управляющим относятся подсистемы телеуправления, включая дистанционное управление, телемеханические подсистемы, диспетчеризации, автоматического управления и регулирования. Основные функции подсистемы технологического контроля: а) получение количественных и качественных показателей технологического процесса - всех видов измерений с помощью контрольно-измерительных приборов (КИП); б) наблюдение за ходом технологического процесса. Разница в функциях заключается в том, что во втором случае фиксируется характер изменения величин. Для реализации функций технологического контроля применяют приборы местного и дистанционного действия, а также приборы с регистрацией. Сходные функции у подсистемы технологической сигнализации. Для нее используются те же приборы и технические средства, отличается лишь форма подачи информации в виде соответствующего сигнала. Это световая, звуковая, цветовая (изменяется цвет краски), одоризационная (появляется запах) сигнализация. Форма подачи сигналов - непрерывная и дискретная (проблесковая). Очень важно, чтобы сигнал не был пугающим и монотонным (привычным). Звуковые сигналы подаются звонками, сиренами, ревунами, зуммерами, иногда выстрелами, световые - лампами, табло, мнемосхемами. Информация должна передаваться без задержек и искажений, причем, желательно, в альтернативном виде (да - нет). Основное требование, предъявляемое к сигналам,- достаточная информативность.По функциональным признакам подсистемы сигнализации разделяют на командную, контрольную, предупредительную, аварийную и положения (для оповещения о достижении устройствами крайних или промежуточных положений).Очень важную роль играют подсистемы технологической защиты и блокировки, назначение которых состоит в защите технологического оборудования от аварийных ситуаций и нарушения режима вследствие неправильной эксплуатации совместно работающих объектов. Главными причинами нарушения режима являются: прекращение подачи сырья или энергии, а также несоблюдение синхронности работы установок.Эти подсистемы, естественно, являются автоматическими и осуществляют оперативное вмешательство для прекращения функционирования объекта в целом или его части путем останова либо переводом на холостой ход. Таким образом осуществляется блокирующее воздействие. Деблокирующее воздействие - повторный пуск после устранения причины нарушения режима. Различают объектные блокировки (автоматическая защита) и межобъектные (синхронизирующая защита). К первым можно отнести действие различного рода предохранительных устройств - клапанов, плавких предохранителей и т. д. Примером межобъектной блокировки может служить известная последовательность операций при пуске радиальных насосов: закрытие запорного органа, пуск насоса, затем открытие магистрали. Особый вид блокировки - аварийная защита, когда автоматически прекращается доступ энергии, сырья, продукта к объекту, чтобы исключить его неминуемый выход из строя. Сюда часто относят подсистемы автоматического пожаротушения и дымоудаления. Уровень оснащения объекта автоматизации различными подсистемами зависит от конкретных условий эксплуатации и нормативных документов, определяющих минимально необходимый уровень автоматизации.
^ 4.Основные понятия управления
Промышленное производство обычно подразделяется на ряд технологических процессов. Под технологическим процессом понимают совокупность механических, физико-химических и других процессов целенаправленной переработки сырья с целью получения готовой продукции. Каждый технологический процесс характеризуется определенными технологическими параметрами, которые могут меняться во времени. В химической технологии такими параметрами являются расход материальных и энергетических потоков, химический состав, температура, давление, уровень вещества в технологических аппаратах. Совокупность технологических параметров, полностью характеризующих данный технологический процесс, называется технологическим режимом. Любой технологический процесс подвержен действию различных факторов, случайных по своей природе, которые нельзя заранее предусмотреть. Такие факторы называются возмущениями. К ним относятся, например, случайные изменения состава сырья, температуры теплоносителя, характеристик технологического оборудования. Возмущающие воздействия на технологический процесс вызывают изменения технологического режима, что, в свою очередь, приводит к изменению таких технико-экономических показателей процесса, как производительность, качество продукции, расход сырья и энергии. Поэтому для обеспечения заданных (требуемых) технико-экономических показателей необходимо компенсировать колебания технологического режима, вызванные действием возмущений. Такое целенаправленное воздействие на технологический процесс представляет собой процесс управления. Совокупность требований, осуществляемых в процессе управления, называется целью управления. Сам управляемый технологический процесс вместе с технологическим оборудованием, в котором он протекает, является объектом управления. Объект управления и устройства, необходимые для осуществления процесса управления, называются системой управления.
^ 5. Иерархия управления промышленным предприятием
Современные процессы химической технологии весьма сложны и характеризуются большим числом технологических параметров, прямо или косвенно влияющих на их технико-экономические показатели. Поэтому управление химико-технологическими процессами организуют по так называемому иерархическому принципу. Иерархический принцип управления заключается в многоступенчатой организации процесса управления, где каждая ступень управления имеет свои объекты и цели управления.Структура управления современным промышленным предприятием характеризуется тремя уровнями иерархии управления (рис.1.). Нижний уровень (I) представляет собой локальные системы регулирования, функции которых сводятся к стабилизации отдельных технологических параметров. Такие простые задачи решаются автоматическими устройствами без участия человека, и поэтому системы регулирования нижнего иерархического уровня называются автоматическими системами регулирования (АСР). Объекты регулирования на этом уровне - элементарные процессы с соответствующими технологическими аппаратами.
Рис 1. Иерархия управления предприятием
Следующий иерархический уровень (II) образуют системы управления технологическими процессами. Объектами управления на этом уровне являются уже целые технологические процессы вместе с технологическим оборудованием и локальными АСР. Здесь решаются задачи оптимизации технологических режимов процессов. Кроме того, в функции управления на этом уровне входит выявление и устранение ненормальных (аварийных) режимов, переключение оборудования в технологических схемах, вычисление технико-экономических показателей процессов и т. п. Указанные функции управления относительно сложны и не могут быть целиком возложены на автоматические устройства. Поэтому в системах управления технологическими процессами применяют управляющие вычислительные комплексы (УВК). Такие системы управления получили название автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП). АСУТП предназначены для выработки и реализации управляющих воздействий на технологический объект управления в соответствии с принятым критерием управления (оптимальности) и с помощью современных средств сбора и переработки информации (в первую очередь средств вычислительной техники). На верхнем иерархическим уровне (III) осуществляется управление всем предприятием. Объектом управления здесь является все производство и оборудование, а также АСУТП предыдущего иерархического уровня. Здесь решаются задачи управления всем производством в целом с применением ЭВМ и участием операторов. При этом решаются задачи не только технологического управления отдельными производствами, но и планово-экономические задачи, обеспечивается эффективность работы всего предприятия. Система управления этого уровня получила название автоматизированной системы управления предприятием (АСУП).Из сказанного видна роль локальных АСР нижнего иерархического уровня в общем процессе управления промышленным предприятием: они являются периферийными органами управления, через которые реализуются решения, принимаемые в процессе управления на более высоких иерархических уровнях.
^ 6. Основные принципы управления
Теория автоматического управления изучает принципы построения систем автоматического управления (САУ) и методы исследования процессов в этих системах; решает задачи синтеза, анализа, коррекции, экспериментального исследования и наладки САУ.Автоматическая система, которая в течение длительного времени требуемым образом изменяет или поддерживает неизменными какие-либо физические величины (координаты движущегося объекта, скорость движения, электрическое напряжение, частоту, температуру, давление и пр.) в управляемом процессе или системе, называется системой автоматического управления. САУ осуществляет управление без участия человека и формирует воздействия, обеспечивающие требуемый режим работы объекта управления – изменение выходных величин, характеризующих состояние объекта управления, в соответствии с заданным законом или обеспечение постоянства какой–либо выходной величины. САУ состоит из управляющих устройств (УУ) и объекта управления (ОУ). Величины, характеризующие состояние ОУ, называются выходными или управляемыми. Воздействия, поступающие на вход УУ, называются задающими. Воздействия, вырабатываемые УУ и непосредственно изменяющие состояние ОУ, называются управляющими. Воздействия, вызывающее несанкционированное отклонение управляемой величины от заданного значения, называются возмущающими воздействиями. Задающие и возмущающие воздействия объединяют в группу входных воздействий. Задача управления, по существу, заключается в формировании такого закона изменения управляющего воздействия, при котором обеспечивается заданный алгоритм при наличии возмущающих воздействий. Для решения этой задачи используются три фундаментальных принципа управления: разомкнутое управление, управление по возмущению (принцип компенсации) и замкнутое управление (принцип обратной связи или управление по отклонению).Сущность принципа разомкнутого управления состоит в том, что управление строится только на основе заданного алгоритма функционирования и не контролируется по фактическому значению управляемой величины, то есть текущее состояние ОУ не учитывается при выработке управляющих воздействий. Процесс работы системы не зависит непосредственно от результата ее воздействия на объект управления. Задатчик алгоритма функционирования ЗАФ подает задающее воздействие x(t), которое преобразуется управляющими устройствами в управляющее воздействие z(t). Под воздействием управления состояние объекта управления ОУ, характеризуемое управляемой величиной y(t), изменяется так, чтобы значение y(t) было равно требуемому значению, величина которого определяется задающим воздействием x(t). Наличие возмущающего воздействия f(t) приводит к тому, что действительное значение управляемой величины y(t) отличается от заданного, то есть появляется ошибка управления. Если действие возмущений является постоянным или периодическим, ошибка управления накапливается, и, в пределе, может произойти отказ системы. Таким образом, принцип разомкнутого управления неприменим в условиях значительных помех и возмущений. В отсутствии возмущений воспроизведение заданной величины обеспечивается жесткостью характеристик устройств, входящих в состав схемы. Разомкнутое управление в чистом виде применяется редко и только в простых схемахПри реализации управления по отклонению управляющее воздействие на ОУ вырабатывается как функция отклонения управляемой величины от заданного значения. Схема управления содержит обратную связь, то есть управляемая величина с выхода системы подается на ее вход (рис.3.). Система управления по отклонению является, таким образом, замкнутой.На входе системы элементом сравнения ЭС производится вычитание x(t)-y(t)=e(t). Величина e(t) называется рассогласованием. Управляющие устройства УУ работают таким образом, чтобы все время сводить рассогласование к нулю. Обратная связь такого типа называется отрицательной. Универсальность и эффективность принципа управления по отклонению состоит в том, что он позволяет осуществить заданный закон изменения управляемой величины y(t) независимо от того, изменение какого из входных воздействий – задающего x(t) или возмущающего f(t) – вызвало возникновение рассогласования. САУ по отклонению реагирует на интегрированное внешнее воздействие, проявляющееся в изменении контролируемой (измеряемой) управляемой величины. К достоинствам САУ по отклонению относятся простота технической реализации и высокая точность управления.К недостаткам систем с обратной связью следует отнести недостаточную оперативность, обусловленную тем, что действие системы направлено на ликвидацию рассогласования. То есть САУ сначала допускает изменение управляемой величины под воздействием внешних или внутренних возмущений, а потом его ликвидирует. При управлении по отклонению влияние возмущающих воздействий на выходную величину в значительной мере ослабляется, но не устраняется.В случае, когда изменение состояния ОУ под действием одного или нескольких определенных возмущений недопустимо, используют принцип управления по возмущению. Сущность принципа состоит в том, что измеренное датчиком возмущение преобразуется в воздействие, подаваемое на УУ, которое формирует управляющее воздействие z(t) с учетом возмущающего воздействия. z(t) подается на вход ОУ с целью компенсации (предотвращения) влияния данного возмущения на управляемую величину y(t)..Принцип управления по возмущению ориентирован не на следствие, как принцип обратной связи, а на причину, нарушающее равновесие объекта управления, т.е. основное возмущающее воздействие, и преобразование его в управляющее воздействие. К достоинствам САУ, реализованных по принципу возмущения, относится бόльшая оперативность по сравнению с системами ОС.Недостатком систем управления по возмущению является то, что они компенсируют влияние одного или нескольких заранее определенных возмущений и не могут предотвратить влияние на управляемую величину других возмущающих воздействий. При этом ошибка управления имеет место даже при учете всех возмущений, так как система не может противостоять изменению внутренних свойств УУ и ОУ. Улучшение качества управления в условиях действия возмущений может быть достигнуто с использованием комбинированного управления. В системах комбинированного управления на вход управляющих устройств, помимо рассогласования, вычисляемого по задающему воздействию и сигналу обратной связи, поступает сигнал, получаемый путем измерения возмущающих воздействий. Обычно в комбинированных схемах измеряется только основное возмущение, влияние остальных возмущений учитывается по цепи обратной связи.Класс автоматических систем, построенных на основе принципа замкнутого управления, получил название систем автоматического регулирования (САР).
^
7. Общие понятия о системах САР. Функциональная схема замкнутой автоматической
системы регулирования (САР).
Автоматическим регулированием
называется поддержание постоянной некоторой заданной величины, характеризующей процесс, или изменение ее по заданному закону, осуществляемое с помощью измерения состояния объекта при действующих на него возмущениях.
Системой автоматического регулирования
(САР) называется замкнутая динамическая система
, в которой поддерживается постоянное значение
одной или нескольких величин, характеризующих проте
кание какого-либо процесса в течение длительного времени
при
произвольно меняющихся внешних возмущающих факторах.
Каждый автоматический регулятор , работая на конкретном
объекте, образует с ним систему (контур) регулирования. Таким образом, система автоматического регулирования состоит из объ
екта регулирования и автоматического регулятора.
В процессе регулирования регулятор и объект регулирования
взаимосвязаны и, следовательно, качество регулирования зависит
как от свойств данного объекта, так и от свойств и характеристики
применяемого регулятора и регулирующего органа.
Регулирующее устройство перерабатывает получаемую через измерительное и преобразующее устройства (датчики и усилители) информацию по определенному заложенному в нем алгоритму (закону) регулирования и через исполнительный механизм (например, электродвигатель) воздействует на объект с помощью регулируемого органа (задвижки, клапана).
системы автоматического регулирования
^ 8. Понятие обратной связи. Классификация (САР). В зависимости от основной цели задачи управления САР классифицируются следующим образом: системы стабилизации, система программного управления, следящие системы. В системах стабилизации рабочий параметр объекта (регулируемая величина) поддерживается постоянным во времени при постоянном .В системах программного управления рабочий параметр объекта изменяется во времени по заранее известному закону, в соответствии с которым изменяется задание.В следящих системах рабочий параметр объекта изменяется во времени по заранее неизвестному закону, который определяется каким-то внешним независимым процессом.В зависимости от характера действия различных элементов, входящих в систему регулирования, различают системы непрерывного и дискретного действия. Непрерывная система автоматического регулирования состоит только из звеньев непрерывного действия, выходная величина которых изменяется при плавном изменении входной величины.Дискретная система содержит хотя бы одно звено дискретного действия, выходная величина которого изменяется скачками (дискретами) при плавном изменении входной величины. Дискретные системы в свою очередь, могут быть релейными, импульсными или цифровыми. Вследствие бурного развития микроэлектроники широкое распространение получили цифровые системы управления, обладающие, прежде всего высокой точностью.Важным свойством также является поведение параметров системы во времени.Если в период эксплуатации параметры являются неизменными, то система считается стационарной , в противном случае - нестационарной. Кроме того, особо выделяются системы с распределенными параметрами, т.е. такие системы, которые содержат распределенные в пространстве элементы, например, длинные электрические линии и т.д.По способу математического описания системы регулирования делятся на линейные и нелинейные .В зависимости от характера внешних воздействий (задающего и возмущающего) различают детерминированные и стохастические системы. В детерминированных САР внешние воздействия имеют вид постоянных функций времени. В стохастических системах внешние воздействия имеют вид случайных функций. В дальнейшем будут рассматриваться только детерминированные системы.По свойствам ошибки (отклонения) в установившемся режиме различают статические и астатические системы . Система, в которой величина установившейся ошибки зависит то величины возмущения при постоянном задании, называется статической по возмущению. Если установившаяся ошибка не зависит от величины возмущения, то система является астатической 1-ого порядка. Если установившаяся ошибка не зависит от первой производной возмущающего воздействия, то система является астатической 2-го порядка.
^ 9. Понятия о многоконтурных САР и экстремальном регулировании.
По числу контуров прохождения сигналов АСР делят на: одноконтурные (если она состоит из одного контура регулирования) и многоконтурные . Многоконтурные АСР могут применяться и для регулирования одной величины с целью повышения качества переходного процесса.По числу регулируемых величин различают одномерные и многомерные системы автоматического регулирования. В свою очередь многомерные САР делятся на системы несвязанного и связанного регулирования. Характерным для первых является то, что регуляторы в них непосредственной связи между собой не имеют и взаимодействуют только через объект регулирования. В системах связанного регулирования регуляторы различных параметров одного и того же объекта имеют непосредственные взаимные связи помимо связей через объект регулирования.Наряду с рассмотренными системами автоматического регулирования применяются также экстремальные системы. Оптимальный режим работы объекта характеризуется экстремальным (максимальным или минимальным) значением показателя эффективности процесса, протекающего в объекте. Вследствие влияния возмущений оптимальный режим работы объектов нарушается. Системы стабилизации не способны скомпенсировать такие отклонения. Для отыскания оптимального режима служат экстремальные системы . Эта задача решается автоматическим поиском таких значений управляющих воздействий, которые соответствуют экстремальному значению показателя эффективности процесса. Системы, осуществляющие автоматический поиск нескольких управляющих величин объекта с целью обеспечения экстремального значения показателя эффективности протекающего в нем процесса, называются оптимальными. На практике же оптимизируемая величина объекта часто зависит не от нескольких, а от одной управляющей величины; такие оптимальные системы называют экстремальными системами.
^ 10. Математическое описание САР и их элементов Целью рассмотрения систем автоматического регулирования может быть решение одной из двух задач - задачи анализа или синтеза системы . В первом случае имеется система, известны ее параметры, требуется определить свойства системы, например качество переходных процессов, устойчивость, точность. Во втором случае, наоборот, задаются свойства системы и необходимо создать систему, удовлетворяющую этим свойствам. Эта задача, как правило, неоднозначна и много сложнее задачи анализа.В самом общем виде порядок исследования системы регулирования включает математическое описание системы, исследование установившихся и переходных режимов.Под математическим описанием понимают дифференциальное уравнение или систему дифференциальных уравнений высокого порядка, описывающую систему регулирования.Для упрощения математического описания систему разбивают на отдельные элементы – звенья, каждые из которых выполняют свои самостоятельные функции. Они описываются либо аналитически в виде дифференциальных уравнений не выше 2-го порядка, либо графически в виде характеристик, связывающих входные и выходные величины звена. Главное требование, которому должны удовлетворять звенья системы регулирования, - это требование направленности действия. Звеном направленного действия называется звено, которое передает воздействие только в одном направлении - со входа на выход, так что при последовательном соединении X звеньев изменение состояния последующего звена не влияет на состояние предшествующего звена.В результате при разбивке системы на звенья направленного действия математическое описание каждого звена может быть составлено без учета его связей с другими звеньями. При этом математическое описание всей системы регулирования может быть получено как совокупность дифференциальных уравнений или характеристик отдельных звеньев, дополненных уравнениями связи между звеньями.
^
11. Методика получения математических моделей статики и динамики. Понятия о линейных элементах.
Свойства систем автоматического регулирования определяются статическими и динамическими характеристиками звеньев, входящих в систему, причем объект управления рассматривается как составное звено системы управления.Статической
характеристикой элемента (технического устройства) называется зависимость его выходной величины от входной в равновесных состояниях, то есть:
Статическая характеристика может быть представлена уравнением, графиком или таблицей. При графическом изображении статической характеристики по оси абсцисс откладывают значения входной величины 
, а по оси ординат – значения выходной величины 
. Статическая характеристика называется линейной, если зависимость между и линейна (графически она представляет собой прямую линию). Элемент с такой характеристикой также называется линейным
.Если характеристика описывается нелинейным уравнением или системой уравнений, а ее график есть кривая или ломаная линия, то такая характеристика называется нелинейной, а элемент – нелинейным. Возможные характеристики линейного и нелинейного элементов показаны на рис.6.
Рис. 6 – Статические характеристики элементов:
А – линейная, б, в, г, д, е – нелинейные.
Уравнение линейной статической характеристики имеет вид:
Где 
- коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом усиления.
Для нелинейных элементов математическая запись статической характеристики может быть различной в зависимости от вида нелинейности.
Большинство элементов, входящих в САР, в большей или меньшей степени нелинейны.
Учитывая, что расчеты САР производятся для сравнительно небольших отклонений переменных величин от их базовых значений (
, 
), поэтому уравнения записываются не в абсолютных значениях переменных, а в их абсолютных отклонениях:
Нелинейные элементы с плавно изменяющимися характеристиками можно рассматривать как имеющие линейную статическую характеристику. При этом линеаризацию статической характеристики можно производить не на всем диапазоне значений входных и выходных величин, а на небольшом участке в окрестности точки, соответствующей равновесному состоянию.
На рис.6. (в) небольшой участок нелинейной характеристики около точки А (базовых значениях и ) можно считать линейным. Он совпадает с касательной, проведенной к кривой в этой точке. Коэффициент усиления линейного участка характеристики определяется здесь как тангенс угла наклона
касательной к оси абсцисс:
В дальнейшем мы будем рассматривать элементы, характеристики которых линейны или могут быть линеаризованы с допустимой степенью точности.
Системы регулирования, состоящие из таких элементов, называются линейными (или линеаризованными).
^ 12. Динамические характеристики динамических элементов, передаточные функции. Так как САР являются динамическими системами, знания одних только статических свойств элементов САР недостаточно. Необходимо знать динамические свойства элементов САР, оцениваемые динамическими характеристиками.Динамической характеристикой элемента называют зависимость изменения во времени выходной величины от изменения входной в переходном режиме, т.е. при переходе из одного состояния в другое; характер изменения входной величины может быть разным.Динамические свойства элементов (и САР в целом) могут быть представлены дифференциальными уравнениями, с помощью которых описываются переходные процессы в элементах. Поэтому задача определения динамической характеристики того или иного элемента системы сводится к составлению его дифференциального уравнения на основании знания принципа действия и физических законов, положенных в основу работы элемента.Рассмотрим схему звена, изображенного на рис.7. Описанием звена служит дифференциальное уравнение, связывающее выходную величину Y и входную X . Пусть, например, связь между X и Y выражается уравнением 2-го
^ 13. Преходные процессы. Показатели качества переходного процесса.
14. Частотные характеристики систем. Помимо уравнений динамические свойства линейных звеньев могут быть описаны графическими характеристиками двух типов: переходными и частотными.Переходная, или временная характеристика f(t) представляет собой график изменения во времени выходной величины звена, вызванного подачей на его вход единичного ступенчатого воздействия.Если на вход звена подается гармоническое возмущение, то исследование динамики осуществляется частотными методами с использованием частотных характеристик основных типов: амплитудно-частотной (АЧХ), фазочастотной (ФЧХ), амплитудно-фазовой (АФХ), вещественной частотной (ВЧ), и мнимой частотной (МЧ).Частотные характеристики описывают установившиеся вынужденные колебания на выходе звена при подаче на его вход гармонического воздействия:Следует отметить, что для линейных звеньев существует однозначная связь между дифференциальным уравнением, временными и частотными характеристиками звена. Это означает, что, зная дифференциальное уравнение (или передаточную функцию) звена, можно построить переходную или амплитудно-фазовую характеристику звена и наоборот.
^ 15.Типовые звенья САР(усилительное, апериодическое, интегрирующее, запаздывания, колебательное). Динамические характеристики звеньев. Типовым динамическим звеном САР является составная часть системы, которая описывается дифференциальным уравнением не выше второго порядка. Звено, как правило, имеет один вход и один выход. По динамическим свойствам типовые звенья делятся на следующие разновидности:
10. Эксплуатация средств автоматизации
Эксплуатация камерной диафрагмы типа ДКС-10-150
Диафрагма устанавливается в трубопроводе, по которому протекает жидкое или газообразное вещество для сужения местного потока.
Качество изготовления сужающих устройств и особенно их правильный монтаж, имеют решающее значение для получения точных результатов измерения расхода.
Наружный диаметр зависит от присоединительных размеров трубопровода.
Сужающие устройства периодически прочищают, открывая вентиль. Продувку ведут до тех пор, пока не прекратиться выброс из сужающего устройства осадков, скопившихся в камерноотборных отверстиях.
На время продувки, дифманометр отключают, так как при сообщении с атмосферой одного вывода сужающего устройства, по второму выводу на дифманометр будет действовать статическое давление в трубопроводе во много раз превышающий предел давления.
Эксплуатация дифманометра типа ДМ
Перед установкой, дифманометр необходимо заполнить измеряемой жидкостью. Для этого на клапаны типового и импульсного сосудов, поочередно надевают резиновый шланг с сосудом, емкостью 0,005-0,001 м 3 , заполненный измеряемой жидкостью. Не реже одного раза в сутки проверяют нулевую точку, для поверки открывают уравнительный вентиль.
Если результат измерения вызывает сомнения, проводят контрольную поверку на рабочем месте.
Снимать показания измеряемого параметра жидкости на следующий день после включения дифманометра, периодически постукивая по соединительным импульсным линиям между диафрагмой и дифманометром для полного удаления пузырьков воздуха.
Если дифманометр предназначен для измерения параметров газа при отрицательных температурах окружающей среды (до -30 0 С) рабочие камеры его необходимо тщательно продуть сухим сжатым воздухом.
Дифманометры должны содержаться в чистоте.
Эксплуатация блока питания БПС-90П
Текущее обслуживание блока заключается в ежедневной проверке правильности его работы по регистрирующему прибору РМТ.
Ежемесячно необходимо проверять надежность затяжки контактных винтов при отключенном от прибора напряжения питания.
Во время капитального ремонта технологической установки следует проводить лабораторную проверку выходных параметров блока с составлением протокола.
Эксплуатация преобразователя Метран-100
Все приборы для измерения давления и разряжения обеспечивают показания в течение длительного времени, если выполняются нормальные условия.
Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного блока. Преобразователи различных параметров имеют унифицированное электронное устройство и отличаются лишь конструкцией измерительного блока. Перед включением преобразователей нужно убедиться в соответствии их установки и монтажа.
Подключение питания к плюю через 30 минут после включения электропитания проверьте и при необходимости установите в соответствие значения выходного сигнала преобразователя. Соответствующее нижнему значению измеряемого параметра. Установку производят с помощью элементов настройки "нуля" с точностью не хуже 0,2Дх, бех учета погрешности контролируемых средств. Контроль значения выходного сигнала может производиться так же с помощью милливольтметра постоянного тока, подключаемого к клеммам 3-4 электронного преобразователя. При выборе милливольтметра необходимо учитывать, что падение напряжения на нем не должно превышать 0,1В. Установка выходного сигнала у Метрана-100 должно производиться после подачи и сброса избыточного давления, составляющего 8-10% верхнего предела измерений.
Преобразователь Метран-100 выдерживает воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением в равной мере, как со стороны плюсовой, так и минусовой камер. В отдельных случаях односторонняя перегрузка рабочим избыточным давлением нормальных характеристик преобразователя. Для подключения этого необходимо строго соблюдать определенную последовательность операций при включении преобразователя в работу, при продувке рабочих камер и сливе конденсата.
Эксплуатация ТСП-1088
Каждую смену проводят визуальный осмотр термопреобразователей сопротивлений типа ТСП-1088. При этом проверяют, чтобы крышки на головках были плотно закрыты и под крышками были прокладки. Асбестовый шнур для уплотнения выводов проводов должны быть плотно поджаты штуцером. В местах возможной тяги продукта следует предотвратить его попадание на защитную арматуру и головки термопреобразователя. Проверяют наличие и состояние съемочного слоя тепловой изоляции, уменьшающего отвод тепла от чувствительного элемента по защитному чехлу в окружающую среду. В зимнее время на наружных установках нельзя допускать образование ледяных налетов на защитной арматуре и отходящих проводах, так как они смогут привести к повреждению термопреобразователей сопротивлений. Не реже одного раза в месяц осматривают и чистят электрические контакты в головках термопреобразователей сопротивления.
Обслуживание прибора сводится к следующим периодическим операциям: замены диаграммного диска, протирание стекла и крышки прибора, заливки чернил, промывки чернильницы и пера, смазки подшипников и трущихся деталей механизма. Длительная с частым перемещением контакта по реохорду может привести к засорению контактной поверхности реохорда продуктами износа контактов, осадками, поэтому периодически необходимо чистить реохорд щеткой, смоченной в бензине или спирте.
Замена диаграммного диска производится следующим образом: снять указатель, взять за наружную обойму и, нажимая от себя до упора, повернуть указатель против часовой стрелки до выхода из зацепления. Затем снять диаграммный диск, предварительно вынув пружинную шайбу. Заправка чернильницы производится специальными чернилами. При длительной эксплуатации прибора следует периодически проводить чистку и смазку подвижных частей.
11. Экономический расчет
Расчет средств, требуемых для разработки проекта
При разработке научно-технического проекта одним из важных этапов является его технико-экономическое обоснование. Оно позволяет выделить преимущества и недостатки разработки, внедрения и эксплуатации данного программного продукта в разрезе экономической эффективности, социальной значимости и других аспектов.
Целью выполнения данного раздела является расчет затрат на разработку учебно – методического обеспечения дисциплины «Технические средства систем автоматизации».
Организация и планирование работ
Одной из основных целей планирования работ является определение общей продолжительности их проведения. Наиболее удобным, простым и наглядным способом для этих целей является использование линейного графика. Для его построения определим события и составим таблицу 6.
Перечень событий
Таблица 6
| Событие | Код |
| Постановка задачи | 0 |
| Составление технического задания | 1 |
| Подбор и изучение литературы | 2 |
| Разработка проекта | 3 |
| Формирование информационной базы | 4 |
| Набор методического пособия | 5 |
| Проверка | 6 |
| Анализ результатов | 7 |
| Апробация инструментального средства | 8 |
| Оформление отчетной документации о проделанной работе | 9 |
| Составление пояснительной записки | 10 |
| Сдача готового проекта | 11 |
Для организации процесса разработки инструментального средства использован метод сетевого планирования и управления. Метод позволяет графически представить план выполнения предстоящих работ, связанных с разработкой системы, его анализ и оптимизацию, что позволяет упрощать решения поставленных задач, координировать ресурсы времени, рабочие силы и последствия отдельных операций.
Составим перечень работ и соответствие работ своим исполнителям, продолжительность выполнения этих работ и сведем их в таблицу 7.
Трудозатраты на проведение НИР
Таблица 7
| Этап | Исполнители | Продолжительность работ, дни | Длительность работ, чел - дни |
||||
| tmin | tmax | tож | ТРД | ТКД | |||
| 1 Постановка задачи | Руководитель, | 1 | 2 | 1,4 | |||
| Руководитель, | 3 | 4 | 3,4 | ||||
| Студент | 10 | 15 | 12 | 100 | 12 | 17 | |
| 4 Разработка проекта | Руководитель, | 25 | 26 | 25,4 | |||
| Руководитель, | 28 | 30 | 28,8 | ||||
| Студент | 10 | 11 | 1,4 | 100 | 1,4 | 2 | |
| 7 Проверка | Руководитель, | 3 | 5 | 3,8 | |||
| 8Анализ результатов | Руководитель, | 2 | 3 | 2,4 | |||
| Студент | 5 | 7 | 5,8 | 100 | 5,8 | 9 | |
| Студент | 7 | 10 | 8,2 | 100 | 8,2 | 12 | |
| Студент | 4 | 5 | 4,4 | 100 | 4,4 | 7 | |
| 12 Сдача готового проекта | Студент | 1 | 2 | 1,4 | 100 | 1,4 | 2 |
| ИТОГО | |||||||
Расчет трудоемкости этапов
Для организации научно-исследовательских работ (НИР) применяются различные методы экономического планирования. Работы, проводящиеся в коллективе с большими людскими затратами, рассчитываются методом сетевого планирования.
Настоящая работа имеет малый штат исполнителей (научный руководитель и инженер-программист) и проводится с малыми затратами, поэтому целесообразно применить систему линейного планирования с построением линейного графика.
Для расчета продолжительности выполнения работ будем использовать вероятный метод.
В настоящее время для определения ожидаемого значения продолжительности работ tож применяют вариант основанный на использовании двух оценок tmax и tmin.
где tmin – минимальная трудоемкость, чел/дн.;
tmax – максимальная трудоемкость, чел/дн..
Сроки tmin и tmax устанавливает руководитель.
Для выполнения перечисленных работ потребуются следующие специалисты -
а) инженер программист (ИП);
б) научный руководитель (НР).
На основе таблицы 7 построим диаграмму занятости рисунок 2 и линейный график выполнения работ исполнителями рисунок 2.
Рис. 2 - Процент занятости
Для построения линейного графика необходимо перевести длительность работ в календарные дни. Расчет ведется по формуле:
где ТК - коэффициент календарности.
(1)
где ТКАЛ - календарные дни, ТКД=365;
ТВД - выходные дни, ТВД=104;
ТПД - праздничные дни, ТПД=10.
В выполнении работы действуют научный руководитель и инженер.
Подставляя численные значения в формулу (1) находим .
Расчет нарастания технической готовности работ
Величина нарастания технической готовности работы показывает, на сколько процентов выполнена работа
где tн - нарастающая продолжительность выполнения работ с момента начала разработки темы, дни;
tо- общая продолжительность, которая вычисляется по формуле.
Для определения удельного веса каждого этапа воспользуемся формулой
где tОЖi - ожидаемая продолжительность i-го этапа, календарные дни;
tО - общая продолжительность, календарные дни.
| Этапы | ТКД, дни | УВi, % | Гi, % | Март | Апрель | Май | Июнь | ||||||||
| 1 Постановка задачи | 3 | 0,89 | 1,91 | ||||||||||||
| 2 Составление технического задания | 6 | 2,16 | 5,73 | ||||||||||||
| 3 Подбор и изучение литературы | 17 | 7,64 | 16,56 | ||||||||||||
| 4 Разработка проекта | 43 | 16,17 | 43,94 | ||||||||||||
| 5 Формирование информационной базы | 46 | 18,34 | 73,24 | ||||||||||||
| 6 Набор методического пособия | 2 | 0,89 | 74,52 | ||||||||||||
| 7 Проверка | 6 | 2,42 | 78,34 | ||||||||||||
| 8Анализ результатов | 4 | 1,52 | 80,86 | ||||||||||||
| 9 Апробация инструментального средства | 9 | 3,69 | 86,96 | ||||||||||||
| 10 Оформление отчетной документации о проделанной работе | 12 | 5,22 | 94,26 | ||||||||||||
| 11 Составление пояснительной записки | 7 | 2,80 | 98,72 | ||||||||||||
| 12 Сдача готового проекта | 2 | 0,89 | 100 | ||||||||||||
Научный руководитель Студент
Рис. 3 - График занятости студента и преподвателя
Расчет затрат на разработку и внедрение
Планирование и учет себестоимости проекта осуществляется по калькуляционным статьям и экономическим элементам. Классификация по статьям калькуляции позволяет определить себестоимость отдельной работы.
Исходными данными для расчета затрат является план работ и перечень требуемой аппаратуры, оборудования и материалов.
Затраты на проект рассчитываются по следующим статьям расходов:
1. Заработная плата.
2. Начисления на зарплату (в пенсионный фонд, социальное страхование, медицинское страхование).
3. Расходы на материалы и комплектующие изделия.
4. Амортизационные расходы.
5. Затраты на электроэнергию.
6. Прочие расходы.
7. Общая себестоимость.
Расчет заработной платы
В этой статье расходов планируется и учитывается основная заработная плата инженерно-технических работников, непосредственно участвующих в разработке, доплаты по районным коэффициентам и премиям.
где n - количество участников в i-ой работе;
Ti - затраты труда, необходимые для выполнения i-го вида работ, (дни);
Сзпi - среднедневная заработная плата работника, выполняющего i-ый вид работ, (руб/дней).
Среднедневная заработная плата определяется по формуле:
где D - месячный должностной оклад работника, определяется как D=З*Ктар;
З - минимальная заработная плата;
Ктар - коэффициент по тарифной сетке;
Мр - количество месяцев работы без отпуска в течение года (при отпуске 24 днях
Мр=11.2, при отпуске 56 дней Мр=10.4;
K - коэффициент, учитывающий коэффициент по премиям Кпр=40%, районный коэффициент Крк=30% (K = Кпр + Крк = 1 + 0,4 + 0,3= 1,7);
F0 - действительный годовой фонд рабочего времени работника, (дни).
Минимальная заработная плата на время разработки составила 1200 рублей.
Тогда среднемесячная заработная плата руководителя, имеющего по тарифной сетке тринадцатый разряд, составляет
D1= 1200 * 3,36 =4032,0 рублей
Среднемесячная заработная плата инженера одиннадцатого разряда, состовляет
D2= 1200 * 2,68=3216,0 рублей.
Результаты расчета действительного годового фонда занесены в таблицу 8.
Таблица 8 - Действительный годовой фонд рабочего времени работников
С учетом того, что F01 = 247 и F02=229 дня, среднедневные зарплаты будут составлять-
а) научный руководитель - Сзп1= (4032,0* 1,7 * 11,2) / 229 = 335,24 рублей;
б) инженер-программист - Сзп2= (3216,0* 1,7 * 10,4) / 247 = 230,20 рублей.
Учитывая то, что научный руководитель был занят при разработке 11 дня, а инженер-программист 97 дней, найдем основную заработную плату и сведем в таблицу 9.
Таблица 9 - Основная заработная плата работников
| Участники разработки | Сзпi , руб | ti , дни | Cоснз/п, руб |
| НР | 411 | 11 | 3687,64 |
| ИП | 250,20 | 97 | 22329,4 |
| Итого | 27309,04 | ||
Соснз/п= 11 * 335,24 + 97 * 230,2 = 27309,04 руб.
Расчет отчислений от заработной платы
Здесь рассчитывается отчисления во вне бюджетные социальные фонды.
Отчисления от заработной платы определяются по следующей формуле:
Ссоцф =Ксоцф * Сосн
где Ксоцф- коэффициент, учитывающий размер отчислений из зар. платы.
Коэффициент включает в себя затраты по этой статье складывающиеся из отчислений на социальные нужды (26% от суммы общей зарплаты).
Сумма отчислений составит 6764,43 рублей.
Расчет затрат на материалы и комплектующие
Отражает стоимость материалов с учетом транспортно-заготовительных расходов (1% от стоимости материалов), используемых при разработке программного инструментального средства. Сведем затраты на материалы и комплектующие в таблицу 10
Таблица 10 - Расходные материалы
| Наименование материалов | Цена ед., руб | Количество | Сумма, руб |
| Диск CD/RW | 45,0 | 2 шт | 90,0 |
| Печатная бумага | 175,0 | 2 пач | 350,0 |
| Картридж для принтера | 450,0 | 1 шт | 450,0 |
| Канцелярские товары | 200,0 | 200,0 | |
| Программный продукт | 500 | 1 шт | 500,0 |
| Итого | 1590,0 | ||
Согласно таблице 10 расход на материалы составляет:
Смат =90,0+350,0+450,0+200,0+500,0=1590,0 руб.
Расчет амортизационных расходов
В статье амортизационные отчисления от используемого оборудования рассчитывается амортизация за время выполнения работы для оборудования, которое имеется в наличии.
Амортизационные отчисления рассчитываются на время использования ПЭВМ по формуле:
С А = 
,
где На - годовая норма амортизации, На = 25% = 0,25;
Цоб - цена оборудования, Цоб = 45000 руб.;
FД - действительный годовой фонд рабочего времени, FД=1976 часа;
tрм - время работы ВТ при создании программного продукта, tрм = 157 дня или 1256 часов;
n – число задействованных ПЭВМ, n=1.
СА = (0,25 * 45 000 * 1256) / 1976 =7150,80 рублей.
Таблица 11 - Специальное оборудование
| Наименование | Количество | Цоб, руб | На, % | FД, час | СА, руб |
| Компьютер | 1 шт. | 30000 | 25 | 1976 | 4767,20 |
| Принтер | 1 шт. | 15000 | 25 | 1976 | 2383,60 |
| Итого: | 7150,80 |
Затраты на электроэнергию
Количество необходимой электроэнергии определяется по следующей формуле:
Э = Р * Цэн * Fисп, (2)
где Р – потребляемая мощность, кВт;
Цэн – тарифная цена на промышленную электроэнергию, руб./кВт∙час;
Fисп – планируемое время использования оборудования, час.
Э =0,35 * 1,89 * 1976=1307,12руб.
Стоимостные оценки потребностей в материально-технических ресурсах определяются с учетом оптовых цен и тарифов на энергоносители путем их прямого пересчета.
Тарифы на энергоносители в каждом из регионов России устанавливаются и пересматриваются решениями органов исполнительной власти в порядке, установленном для естественных монополий.
Расчет прочих расходов
В статье «прочие расходы» отражены расходы на разработку инструментального средства, к ним можно отнести почтовые, телеграфные расходы, рекламу, т.е. все те расходы, которые не учтены в предыдущих статьях.
Прочие расходы составляют 5-20% от единовременных затрат на выполнение программного продукта и проводятся по формуле:
Спр = (Сз/п + Смат + Ссоцф + Са + Сэ) * 0,05,
Спр = (26017,04+1590,0+6764,43+7150,80+1307.12)*0,05= 42829,39 руб.
Себестоимость проекта
Себестоимость проекта определяется суммой статей 1-5 таблица 12.
Таблица 12 - Смета затрат
| № п\п | Наименование статьи | Затраты, руб | Примечание |
| 1 | Заработная плата | 26017,04 | Таблица 6.5 |
| 2 | Начисления на зарплату | 6764,43 | 26% от ст.1 |
| 3 | Расходы на материалы | 1590,0 | Таблица 6.6 |
| 4 | Амортизационные расходы | 7150,80 | Таблица 6.7 |
| 5 | Затраты на электроэнергию | 1307,12 | Формула (2) |
| 6 | Прочие расходы | 2102,57 | 5% сумма ст.1-5 |
| 7 | Итого | 44931,96 |
Оценка эффективности проекта
Важнейшим результатом проведения НИР является его научно-технический уровень, который характеризует, в какой мере выполнены работы и обеспечивается ли научно-технический прогресс в данной области.
Оценка научно-технического уровня
На основе оценок новизны результатов, их ценности, масштабам реализации определяется показатель научно-технического уровня по формуле
,
где Кi - весовой коэффициент i - го признака научно-технического эффекта;
ni - количественная оценка i - го признака научно-технического уровня работы.
Таблица 13 - Признаки научно-технического эффекта
Количественная оценка уровня новизны НИР определяется на основе значения баллов по таблице 14.
Таблица 14 - Количественная оценка уровня новизны НИР
| Уровень новизны Разработки | Баллы | |
| Принципиально новая | Результаты исследований открывают новое направление в данной области науки и техники | 8 - 10 |
| Новая | По-новому или впервые объяснены известные факты, закономерности | 5 - 7 |
| Относительно новая | Результаты исследований систематизируют и обобщают имеющиеся сведения, определяют пути дальнейших исследований | 2 - 4 |
| Продолжение таблицы 14 | ||
| Уровень новизны Разработки | Характеристика уровня новизны | Баллы |
| Уровень новизны Разработки | Характеристика уровня новизны | Баллы |
| Традиционная | Работа выполнена по традиционной методике, результаты которой носят информационный характер | 1 |
| Не обладающая новизной | Получен результат, который ранее был известен | 0 |
Теоретический уровень полученных результатов НИР определяется на основе значения баллов, приведенных в таблице 15.
Таблица 15 - Количественная оценка теоретического уровня НИР
| Теоретический уровень полученных результатов | Баллы |
| Установление закона; разработка новой теории | 10 |
| Глубокая разработка проблемы: многоаспектный анализ связей, взаимозависимости между фактами с наличием объяснения | 8 |
| 6 | |
| Элементарный анализ связей между фактами с наличием гипотезы, симплексного прогноза, классификации, объясняющей версии или практических рекомендаций частного характера | 2 |
| Описание отдельных элементарных фактов (вещей, свойств и отношений); изложение опыта, наблюдений, результатов измерений | 0,5 |
Возможность реализации научных результатов определяется на основе значения баллов по таблице 16.
Таблица 16 - Возможность реализации научных результатов
Примечание: баллы по времени и масштабам складываются.
Результаты оценок признаков отображены в таблице 17.
Таблица 17 - Количественная оценка признаков НИР
| Признак научно-технического эффекта НИР | Характеристика признака НИР | Кi | Пi |
| 1 Уровень новизны | систематизируют и обобщают сведения, определяют пути дальнейших исследований | 0,6 | 1 |
| 2 Теоретический уровень | Разработка способа (алгоритм, программа мероприятий, устройство, вещество и т.п.) | 0,4 | 6 |
| 3 Возможность реализации | Время реализации в течение первых лет | 0,2 | 10 |
| Масштабы реализации - предприятие | 2 |
Используя исходные данные по основным признакам научно-технической эффективности НИР, определяем показатель научно-технического уровня:
Нт= 0,6·1+0,4·6+0,2·(10+2)=5,4
Таблица 18 - Оценка уровня научно-технического эффекта
В соответствии с таблицей 18, уровень научно-технического эффекта настоящей работы - средний.
Рассчитана смета затрат на разработку данной системы и смета затрат на ее годовую эксплуатацию. Затраты на создание системы составляют 44931,96 рублей.
Расчет средств, требуемых для внедрения
Капитальные вложения в модернизацию – это в первую очередь, стоимость электрооборудования и стоимость монтажных работ.
Смета – это документ, определяющий окончательную и предельную стоимость реализации проекта. Смета служит исходным документом капитального вложения, в котором определяются затраты, необходимые для выполнения полного объема необходимых работ.
Исходными материалами для определения сметной стоимости усовершенствования объекта служат данные проекта по составу оборудования, объему строительных и монтажных работ; прейскуранты цен на оборудование и строительные материалы; нормы и расценки на строительные и монтажные работы; тарифы на перевозку грузов; нормы накладных расходов и другие нормативные документы.
Расчет произведен на основе договорных цен. Исходные данные и стоимости сведены в таблицы.
После утверждения технического проекта разрабатывается рабочий проект, то есть рабочие чертежи, на основании которых определяется окончательная стоимость.
Затраты на оборудование
Таблица 4
| № п/п | Наименование прибора | Кол-во | Стоимость | Итого |
| 1 | Метран-100 | 23 | 15000 р. | 345000 р. |
| 2 | БПС-90П/К | 23 | 14000 р. | 322000 р. |
| 3 | РС-29 | 10 | 5000 р. | 50000 р. |
| 4 | У29.3М | 10 | 6000 р. | 60000 р. |
| 5 | Siemens SIPART | 10 | 10000 р. | 100000 р. |
| 6 | РМТ-69 | 5 | 50000 р. | 500000 р. |
| 7 | Другое(кабеля, разъемы, шлейфы, транспортные расходы) | 50000 р. | 50000 р. | |
| итого | 81 | 1427000 р. |
Фонд оплаты труда
Определим количество лиц, требуемых для работ, и сведем эту информацию в таблицу:
Работники, задействуемые в модернизации и их зарплата.
Таблица 5
| Должность | Зарплата за месяц | Кол-во месяцев | Зарплата работника за все время работы |
| Гл.инженер | 30000 | 1 | 30000 |
| Главный метролог | 30000 | 2 | 60000 |
| Зам.гл.метролога | 25000 | 2 | 50000 |
| Начальник участка | 15000 | 4 | 60000 |
| Слесарь КИПиА | 10000 | 1 | 10000 |
| Слесарь КИПиА | 10000 | 1 | 10000 |
| Слесарь КИПиА | 10000 | 1 | 10000 |
| Слесарь КИПиА | 10000 | 1 | 10000 |
| Электрик | 10000 | 1 | 10000 |
| Слесарь | 10000 | 1 | 10000 |
| Оператор (аппаратчик) | 10000 | 1 | 10000 |
| Премия 30% | 81000 | ||
| итого | 351000 |
Стоимость монтажных работ и заработная плата людям, которые проводили все расчеты, т.е. инженерно-техническим работникам составила 351000 рублей.
На примере одного прибора – Метран-100 показано количество трудозатрат. В расчет принимаем, что на том месте, где он должен стоять, находится другой датчик, который необходимо модернизировать.
В этот расчет не вошло время, которое нужно на доставку сварочного оборудования, подготовку к работе и т.д.
Количество трудозатрат для Метрана-100
Таблица 6
| № п/п | Наименование действия | Кол-во минут |
| 1 | Демонтаж проводов, отсоединение импульсов, откручивание прибора | 30 |
| 2 | Протяжка кабеля, в том числе через клемную коробку | 120 |
| 3 | Переваривание крепежей, подгонка размеров | 60 |
| 4 | Монтаж проводов, присоединение импульсов, прикручивание прибора | 30 |
| 5 | Нанесение обозначений | 30 |
| Итого | 270 минут или 4,5 часа |
В следующей таблице показаны трудозатраты на некоторые виды работ.
Трудозатраты на некоторые приборы
Таблица 7
| Наименование работы | Перечень требуемых действий | кол-во человек для одной операции | Количество человеко-часов |
| Монтаж ДКС | разборка, замена, сборка, затяжка | 2 | 2 |
| Монтаж Метрана-100 | Демонтаж предыдущего прибора, подгонка соединительных импульсов, присоединение переходников, | 2 | 4,5 |
| Монтаж БПС90 | Подготовка места расположения, подсоединение проводов, настройка | 1 | 3 |
| Монтаж волнового уровнемера | Демонтаж старого уровнемера, монтаж нового места расположения с помощью сварочного оборудования, присоединение нового прибора, присоединение проводов, настройка. | 2 | 5 |
| Монтаж позиционера Siemens | Демонтаж старого позиционера, присоединение нового, настройка | 1 | 5 |
Видно, что очень большое время уходит на монтаж импортных приборов. Это происходит из-за того, что приборы новые и опыта работы с ними нет. На самом деле на монтаж уйдет значительно больше времени ввиду непредвиденных обстоятельств, нехватки опыта, других обстоятельств.
Процесс проектирования занимает намного больше времени, чем монтаж, ввиду того, что необходимо продумать каждую мелочь, ведь котельная установка – очень важное звено в работе производства мономеров. Именно поэтому проектирование занимает большую часть времени. Все работы разделены на части и сведены в таблице.
План выполнения работ
Таблица 8
| Перечень выполняемых работ | Исполнители | Кол-во человек | Количество дней |
| Ознакомление с техническим заданием, разработка плана действий, распределение работы | Инженер, главный метролог, зам.гл.метролога | 3 | 14 дней |
| Разработка схемы, технико-экономический расчет схемы, заказ материалов и деталей | Инженер, главный метролог, зам.гл.метролога, нач.участка | 4 | 14 дней |
| Подготовка места работы, организационные работы | Зам.гл.метролога, нач.участка, слесарь КИПиА | 5 | 14 дней |
| После остановки котла в кап.ремонт начинаются основные работы | |||
| Демонтаж старого оборудования | Слесарь КИПиА, электромонтер | 5 | 7 дней |
| Установка оборудования (параллельно на всех участках) | Слесарь КИПиА, электромонтер | 5 | 20 дней |
| Проверка работы оборудования, срабатывание уставок. | Слесарь КИПиА, электромонтер | 5 | 2 дня |
| Сдача готовой схемы, обкатка с имитацией рабочих ситуаций | Гл.инженер, нач.участка, аппаратчик, слесарь КИПиА, | 11 | 1 день |
| Пуск котельной установки | аппаратчик, слесарь КИПиА, электрик | 7 | 1 день |
| Устранение мелких недочетов | Слесарь КИПиА, электромонтер | 5 | 1 день |
Итого затраты на переоборудование котельной установки: фонд заработной платы 351000 р + затраты на покупку оборудования 1427000 рублей = 1778000 рублей.
Экономический эффект от внедрения
Внедрение АСУ ТП подобного рода, как показывает мировая практика, приводит к экономии сжигаемого топлива на 1-7%.
1. При расходе природного газа 500 м3/час на одном работающем котле эта экономия может составить 5-35 м3/час или 43800-306600 м3/год. При цене 2500 рублей за 1000 м3 экономический эффект будет от 40 646 рублей в год. Но так как газ постоянно дорожает, эта сумма увеличится.
2. Так же экономия происходит на сокращении затрат на транспортную железнодорожную доставку. Если в среднем брать экономию 150000 м 3 /год, а вместительность цистерны 20000 м 3 ,то экономится перевоз почти 8 цистерн. Стоимость солярки для тепловоза, амортизация, зарплата машинистам и др. составляет около 1000 рублей на 100 километров за 1 цистерну. Газодобывающая станция находится на расстоянии 200 км, следовательно затраты составят около 20000 рублей. Но с учетом стоимости топлива эти затраты через год могут существенно увеличиться.
Т.е. чистая окупаемость произойдет за 20 лет. С учетом удорожания топлива и повышением зарплат этот срок может снизиться до 5 лет.
Но при остановке завода или даже разрушении от отказавшего старого оборудования убытки могут составить миллионы рублей.
12. Безопасность и экологичность работы
Анализ вредных и опасных факторов
Производство мономеров, в состав которого входит установка ректификации ароматических углеводородов, связано с применением и переработкой больших количеств легковоспламеняющихся веществ в сжиженном и газообразном состоянии. Эти продукты могут образовывать с воздухом взрывоопасные смеси. Особую опасность представляют низкие места, колодцы, приямки, где возможно скапливание взрывоопасных смесей углеводородов с воздухом, так как пары углеводородов в основном тяжелее воздуха.
Наиболее опасными являются такие места, которые считаются труднодоступными для контроля путем внешнего осмотра, где может быть повышенная загазованность, и которые по характеру работы аппаратчик посещает не часто
Особо опасными факторами при эксплуатации данного узла являются:
Высокое давление и температура при эксплуатации оборудования установки получения пара высокого давления;
Образование взрывоопасных концентраций природного газа (метана) при розжиге и эксплуатации котла;
Возможность получения химических ожогов и отравлений при приготовлении раствора гидразин-гидрата и аммиачной воды.
Наиболее опасные места.
1. Система разводки топливного газа.
2. Паропроводы высокого и среднего давления.
3. Узлы редуцирования пара.
4. Отделение приготовления реагентов.
5. Колодцы, люки, низкие места, приямки, где возможно скопление взрывоопасных смесей углеводородов с воздухом.
Технологический процесс выработки перегретого пара высокого давления связан с наличием взрывоопасного топливного газа, продуктов горения топливного газа, а также высокого давления и высоких температур пара и воды. Кроме того для обработки воды применяются такие токсичные вещества, как гидразин-гидрат, аммиак, тринатрий фосфат.
Основными условиями безопасного ведения процесса получения пара и выработки электроэнергии являются:
Соблюдение норм технологического режима;
Соблюдение требований инструкции по рабочему месту, правил ОТиПБ при работе, пуске и остановке отдельных единиц оборудования и всей котельной;
Проведение своевременных и качественных ремонтов оборудования;
Проведение, согласно графикам, контрольных проверок контрольно-измерительных приборов и автоматики, систем сигнализации и блокировок, предохранительных устройств.
Во время работы вспомогательной котельной оборудование и коммуникации находятся под давлением горючих газов, воды и водяного пара. Поэтому при нарушении нормального технологического режима, а также при нарушениях плотностей в соединениях аппаратов и узлов могут иметь место:
Прорыв газа с последующим загоранием и взрывом;
Образование местных взрывоопасных концентраций природного газа;
Отравления в результате наличия газов, содержащих компоненты (СН 4 , NO 2 , СО 2 , СО);
Отравление реагентами коррекционной обработки питательной и котловой воды, при несоблюдении правил обращения с ними и пренебрежением средствами индивидуальной защиты;
Термические ожоги при прорывах трубопроводов дымовых газов, водяного пара и конденсата;
Поражение электрическим током при неисправностях электрооборудования и электрических сетей, а также в результате несоблюдения правил электробезопасности;
Механические травмы при нарушениях в обслуживании машин, механизмов и другого оборудования;
Загорание смазочных и уплотнительных масел и обтирочных материалов при несоблюдении правил хранения их и нарушении противопожарных норм;
Неудовлетворительная продувка трубопроводов и аппаратов, что может вызвать образование взрывоопасных концентраций и при определенных условиях взрыв;
Опасности, связанные с эксплуатацией оборудования, работающего под высоким давлением, выполнением работ в приямках, колодцах, сосудах и при обращении с вредными веществами (аммиак, гидразин-гидрат).
Производственная санитария
Микроклимат. Для нормальной и высокопроизводительной работы в производственных помещениях необходимо, чтобы метеорологические условия (температура, влажность и скорость движения воздуха), т.е. микроклимат, находились в определенных соотношениях.
Требуемое состояние воздуха рабочей зоны обеспечено выполнением определенных мероприятий, в том числе:
Механизацией и автоматизацией производственных процессов и дистанционным управлением ими;
Применением технологических процессов и оборудования, исключающих образование вредных веществ или попадание их в рабочую зону;
Надежной герметизацией оборудования, в котором находятся вредные вещества;
Защитой от источников тепловых излучений;
Устройством вентиляции и отопления;
Применением средств индивидуальной защиты.
Температура воздуха в лабораториях колеблется от 20 до 25 градусов.
Освещение: освещение в помещениях соответствуют нормам. Все объекты, с которыми приходится часто работать хорошо освещены. В главном зале находится достаточное количество оконных проемов, которое необходимо днем. У работников, которым приходится иметь дело с работой в темных местах (электрики, слесаря КИП) имеются специальные фонари – шахтерки, которые обеспечивают достаточное освещение любой детали.
Шум и вибрации. Основными мерами борьбы с шумом являются:
Устранение или ослабление причин шума в самом его источнике;
Изоляция источника шума от окружающей среды средствами звукоизоляции и звукопоглощения;
Защита от действия ультразвука выполнена следующими способами:
Использование в оборудовании более высоких рабочих частот, для которых допустимые уровни звукового давления выше;
Использование источников ультразвукового излучения в звукоизолирующем исполнении типа кожухов. Такие кожухи изготовлены из листовой стали или дюралюминия (толщиной 1 мм) с оклейкой резиной или рубероидом, а также из гетинакса (толщиной 5 мм). Применение кожухов дает снижение уровня ультразвука на 60…80 дБ;
Экранирование;
В основном цехе уровень шума достигает 100 дБ. При работе, рабочие используют беруши или просто затыкают уши пальцамиJ.
Техника безопасности
Рабочий, допущенный к эксплуатации котельной, должен быть обучен специальной программе и сдать экзамен квалификационной комиссии. Перед допуском к работе каждый поступающий в цех должен быть ознакомлен с начальником цеха или его заместителем по техники безопасности, с общими правилами ведения работ, после чего мастер проводит инструктаж поступающего, на рабочем месте.
При этом рабочий должен быть ознакомлен с особенностями работы на данном рабочем месте, с оборудованием и инструментом. После инструктажа на рабочем месте рабочий допускается к стажировке и обучению на рабочем месте под руководством опытного рабочего, о чем издается приказ по цеху. К самостоятельной работе рабочий должен быть допущен только после окончания срока стажировки, установленного для данного рабочего места и после проверки знаний комиссией назначенной распоряжением по цеху. Рабочий обязан твердо знать опасные моменты своего рабочего места и методы устранения их.
Лица, принимаемые на работу по обслуживанию тепломеханического оборудования, должны пройти предварительный медицинский осмотр и в дальнейшем проходить его периодически в сроки, установленные для персонала энергопредприятия.
Лица, обслуживающие оборудование цехов электростанций и тепловых сетей должны знать и выполнять правила техники безопасности, применительно к занимаемой должности. персонал, использующий в своей работе электрозащитные средства, обязан знать и выполнять правила применения и испытания средств защиты, используемые в электроустановках. Весь персонал должен быть обеспечен по действующим нормам спецодеждой, спецобувью и другими средствами защиты в соответствии с характеристикой выполняемых работ и обязан пользоваться ими во время работы. Весь производственный персонал должен быть практически обучен приемам освобождения человека попавшего под напряжение, от действия электрического тока и оказания ему доврачебной помощи, а также приемам оказания доврачебной помощи пострадавшим при других несчастных случаях. Каждый работник должен четко знать и выполнять требования правил пожарной безопасности и противоаварийного режима на объекте, не допускать действий, которые могут привести к пожару или загоранию.
Запрещается курение на территории установки, за исключением установленных мест для курения, оборудованных специальным противопожарным инвентарем
При эксплуатации котлов должны быть обеспечены надежность безопасность работы всего основного и вспомогательного оборудования; возможность достижения номинальной производительности котлов, параметров и качества воды, экономичный режим работы. Запрещаются работы на технологическом оборудовании, если трубопровод, к которому подключены импульсные линии, остается под давлением. Отсутствие давления в отключенной импульсной линии должно проверяться соединением ее с атмосферой. Запрещаются работы на действующем электрооборудовании без применения электрозащитных средств. При работе без применения средств электрозащиты электрооборудование должно быть отключено.
Безопасность в чрезвычайных ситуациях.
Наиболее вероятная ЧС в помещении котельной пожар, ввиду больших температур, применением газа и большим количеством электрического оборудования.
Ответственным лицом за пожарную безопасность котельной является мастер, который обязан следить за выполнением требований пожарной безопасности. Все производственные участки обеспечены противопожарным инвентарем и первичными средствами пожаротушения.
Для предотвращения случаев ЧС в помещении котельной запрещается:
1. хранить легковоспламеняющиеся и горючие вещества;
2. загромождать проходы между котлами, тамбурами и подступы к противопожарному инвентарю;
3. производить растопку котлов без вентиляции топок и газоходов, а также применять для розжига жидкое горючее;
4. производить проверку герметичности газопроводов открытым огнем;
5. пользоваться неисправными приборами и электросетью;
6. применять средства пожаротушения в других целях.
При пожаре обслуживающий персонал обязан:
1. Немедленно вызвать пожарную охрану по телефону.
2. приступить к тушению пожара имеющимися средствами пожаротушения, не прекращая наблюдения за котлами.
Мероприятия по охране окружающей среды
Охрана окружающей среды – глобальная проблема. Мероприятия по охране окружающей среды направлены на сохранение, восстановление природных богатств, рациональное использование природных ресурсов и предупреждение вредного влияния результатов хозяйственной деятельности общества на природу и здоровье человека. Сущность охраны окружающей среды состоит в установлении постоянной динамической гармонии между развивающимся обществом и природой, служащей ему одновременно и сферой и источником жизни. Ежедневно выбрасываются миллионы тонн различных газообразных отходов, водоемы загрязняются миллиардами кубометров сточных вод. При решении задачи снижения загрязнения окружающей среды главным является создание и внедрение принципиально новых, безотходных технологических процессов.
В котельной образующиеся при сгорании продукты передают часть тепла рабочему телу, а другая его часть вместе с продуктами сгорания (CO2, CO, O2, NO) выбрасывается в атмосферу. В атмосфере газообразные продукты сгорания в результате вторичных химических реакций с участием кислорода и паров воды образуют кислоты, а также различные соли. Загрязняющие атмосферу вещества вместе с осадками выпадают на поверхность почвы и водоемов, вызывая их химическое загрязнение. Для уменьшения выброса вредных веществ и загрязнения окружающей среды, устанавливают в котельных герметизированное технологическое оборудование, газо- и пылеулавливающие установки, высокие трубы.
Автоматизация котельной обеспечивает экономное использование топлива, а также полноту его сжигания. В проекте контролируется содержание O2 в дымовых газах и регулируется расход воздуха с коррекцией по содержанию кислорода в дымовых газах, что позволяет обеспечить полноту сжигания топлива.
Заключение
В данной дипломной работе были рассмотрены вопросы автоматизации котельной установки производства мономеров.
Так как все оборудование морально и физически устарело актуальность данного вопроса очень высока.
В ходе этой работы были рассмотрены приборы импортного и отечественного производства. Выявлено, что некоторые отечественные приборы занимают достойное место на рынке приборов автоматики и электроники. Так как стоимость отечественных приборов намного ниже импортных аналогов, а надежность, функциональность и другие параметры такие же, то предпочтение было отдано именно им. Исключением являются лишь позиционеры фирмы Siemens и позиционеры Rosemount.
Каждая модернизация должна быть экономически обоснованной, поэтому был проведен экономический расчет стоимости всей модернизации. Общая стоимость составила 1778000 рублей. Для производства мономеров, да и для всего предприятия в целом это большие деньги, но ущерб от внезапного отказа оборудования может быть намного выше.
В конце дипломной работы в части «Требования по охране труда» были выведены основные мероприятия и требования, которые должны выполняться для безопасного выполнения работ.
Conclusion
The possibility of automation of boiler plant for monometer producing was reviewed in this qualified paper.
Since all the equipment morally and physically became out of date the importance of this issue is very high.
In the course of this paper the import and domestic producing devices were reviewed. During this reviewing it was clear up that some domestic devices take the worth place in the market of automation and electronics devices. As the price of domestic devices much lower than import counterpart and reliability, functionality and other parameters are the same, so the preference was given to them. The exclusions were the positioners of Siemens and the gages of Rosemount.
Every enhancement should be economically proved, that is why economical calculation of the price of all enhancements was carried. The total cost is 1778000 rubles. For producing monometers and for the whole enterprise it’s big money, but the loss from the unexpected breakdown of equipment can be much higher.
At the end of the qualified paper in the part «Protection of labour request» the main actions and requirements were introduced, which should be followed for the safe work.
Литература
1. Адабашьян А.И. Монтаж контрольно-измерительных приборов и аппаратуры автоматического регулирования. М.: Стройиздат. 1969. 358 с.
2. Герасимов С.Г. Автоматическое регулирование котельных установок. М.: Госэнергоиздат, 1950, 424 с.
3. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности. М.Химия, 1978. 376 с.
4. Ицкович А.М. Котельные установки. М.: Нашиц, 1958, 226 с.
5. Казьмин П.М. Монтаж, наладка и эксплуатация автоматических устройств химических производств. М.: Химия, 1979, 296 с.
6. Ктоев А.С. Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Справочное пособие. М.: Энергоиздат, 1990, 464 с.
7. Купалов М.В. Технические измерения и приборы для химических производств. М.: Машиностроение, 1966.
8. Лохматов В.М. Автоматизация промышленных котельных. Л.: Энергия, 1970, 208 с.
9. Монтаж средств измерений и автоматизации. Под ред. Ктоева А.С. М.: Энергоиздат, 1988, 488 с.
10. Мурин Т.А. Теплотехнические измерения. М.: Энергия, 1979. 423 с.
11. Мухин В.С., Саков И.А. Приборы контроля и средства автоматизации тепловых процессов. М.: Высшая школа. 1988, 266 с.
12. Павлов И.Ф., Романков П.П., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов иаппаратов химических технологий. М.: Химия, 1976.
13. Приборы и средства автоматизации. Каталог. М.: Информприбор, 1995, 140 с.
14. приборы и средства автоматизации. Номенклатурный перечень. М.: Информприбор, 1995, 100 с.
15. Путилов А.В., Коплеев А.А., Петрухин Н.В. Охрана окружающей среды. М.: Химия, 1991, 224 с.
16. Раппопорт Б.М., Седанов Л.А., Ярхо Г.С., Рудинцев Г.И. Устройства автоматического регулирования и защиты котельных горных предприятий. М.: недра, 1974, 205 с.
17. Столлкер Е.Б. Справочник эксплуатации газовых котельных. Л.:Недра, 1976. 528 с.
18. Фейерштейн В.С. Справочник по автоматизации котельных. М.: Энергия, 1972, 360 с.
19. Фаников В.С. , Витальев В.П. Автоматизация тепловых пунктов. Справочное пособие. М.: Энергоиздат, 1989. 256 с.
20. Шевцов Е.К. Справочник по поверке и наладке приборов. Л.: Техника, 1981, 205 с.
... ± 0,035 В. погрешность определения объемного расхода топлива не превышает 60·10-6м3/с. Таким образом применение разработанного способа измерения расхода топлива значительно повышает качество управления по контуру «Расход твердого топлива», что позволяет сэкономить энергоноситель и повышает КПД котельных установок Список литературы Батицкий И.А. и др. Автоматизация производственных процессов и АСУ
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.
Автоматизация химической промышленности
Комплексной автоматизации и механизации производств химической промышленности уделяется огромное внимание, поскольку протекание химико-технологических процессов характеризуется сложностью, высокой скоростью и чувствительностью к отклонениям от заданных режимов, вредностью среды рабочей зоны, взрыво-, пожароопасностью перерабатываемых веществ.
Проблемами автоматизации химической промышленности являются недостаток информации о протекании высоко-сложных технологических процессов химической промышленности, а также трудности при сопоставлении имеющихся данных для проведения качественного анализа деятельности предприятия химической промышленности с целью оптимизации его работы.
Современная автоматизация предприятия химической промышленности широко используется для оптимизации таких важных показателей работы химического предприятия, как уровень безопасности персонала, защита окружающей среды, соответствие стандартам контроля качества. Внедрение автоматизации технологических процессов химической промышленности приводит к снижению себестоимости продукции, а также максимальному повышению эффективности производства товаров массового потребления, спец. химикатов, органических (неорганических) продуктов, как с непрерывными, так и периодическими процессами предприятий химической промышленности.
На основе современных технологий автоматизации химической промышленности ее производственные данные становятся базой для принятия управленческих решений.
Современные системы автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП) химической промышленности повышают:
· возможности регулировать качество продукции предприятия химической промышленности согласно требованиям ее технологического регламента;
· надежность работы оборудования предприятия химической промышленности, возможности предупреждения его поломок с целью своевременного проведения плановых ремонтов на основе предоставляемых информационных и программных средств автоматизации химической промышленности.
Предприятия химической промышленности широко применяют различные технологические схемы, главным образом использующие химические методы, в основе которых лежат глубокие качественные изменения, а также превращения веществ и материалов, их состава, свойств, состояния, внутренней структуры.
Химические методы производства позволяют применять разнообразное сырье, включая различные отходы. Некоторые предприятия химической промышленности, использующие горнохимическое сырье, выполняют его переработку, а также добычу, что существенно усложняет структуру таких предприятий и организацию производственного процесса.
Поскольку в результате химических преобразований меняют состояние веществ и целенаправленно получают продукты, обладающие специально заданными свойствами, высокие требования предъявляются к качеству сырья, а также подготовке сырьевой базы. Поэтому правильная организация технического контроля используемого сырья на предприятиях химической промышленности имеет огромное значение.
Ряд производств химической промышленности характеризуется значительным потреблением тепловой, а также электрической энергии, это определяет повышенные требования к организации качественного энергоснабжения предприятия для обеспечения его четкого и бесперебойного функционирования.
Предприятия химической промышленности работают в условиях постоянного присутствия различных опасных веществ; многие технологические процессы протекают при высоких давлениях и температурах. Это определяет повышенные требования к охране труда и технике безопасности на химическом предприятии. Вредные производства особенно требуют внедрения надежных систем автоматизации химических процессов.
Большинство технологических процессов химического производства протекают непрерывно в пределах цеха и всего предприятия в целом. Непрерывность протекания химико-технологических процессов обусловливает большое значение бесперебойного обеспечения химического производства сырьем и материалами, а также особой организации работы обслуживающего персонала.
Особенностью технологического оснащения химических предприятий является применение закрытых аппаратов непрерывного либо периодического действия, что затрудняет непосредственное наблюдение за ходом химико-технологических процессов, состоянием технологического оборудования, а также учетом количества полуфабрикатов, используемых на различных этапах производства. Это обусловливает оснащение технологических аппаратов современными автоматизированными системами управления технологическими процессами (АСУ ТП) химической промышленности. Особые требования предъявляются системам автоматизации химических предприятий для обеспечения систематического контроля исправности технологического оборудования, а также проведения своевременных осмотров и ремонтов.
Сложность, а также разнообразие химико-технологических процессов и технологического оборудования, наличие сложных систем автоматизированного управления технологическими процессами (АСУ ТП) предприятий химической промышленности предъявляют высокие квалификационные требования к обслуживающему персоналу.
Современные и надежные системы автоматизации широко внедряются рядом химических производств, среди них:
· автоматизация химического производства неорганических веществ (АСУ ТП химического производства серной кислоты, АСУ ТП химического производства суперфосфата, АСУ ТП химического производства аммиака, АСУ ТП химического производства аммиачной селитры);
· автоматизация химического производства органических веществ (АСУ ТП химического производства ацетилена, АСУ ТП химического производства бутадиена, АСУ ТП химического производства стирола из этилбензола);
· автоматизация химического производства полимеров и эластомеров (АСУ ТП химического производства полиэтилена высокого давления, АСУ ТП химического производства полипропилена, АСУ ТП химического производства бутадиен-стирольного латекса);
· автоматизация производства химических волокон (АСУ ТП химического производства вискозного волокна, АСУ ТП химического производства полиамидного волокна -- капрона);
· автоматизация химического производства резиновых изделий (АСУ ТП химического производства автомобильных шин, АСУ ТП химического производства резиновых технических изделий);
· автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП) переработки пластмасс.
Подобные документы
Автоматизация химической промышленности. Назначение и разработка рабочего проекта установок гидрокрекинга, регенерации катализатора и гидродеароматизации дизельного топлива. Моделирование системы автоматического регулирования. Выбор средств автоматизации.
курсовая работа , добавлен 16.08.2012
Значение химической и нефтехимической промышленности. Структура отрасли. Размещение химической и нефтехимической промышленности. Влияние химической и нефтехимической промышленности на окружающую среду. Современное состояние и тенденции развития.
реферат , добавлен 27.10.2004
Характеристика особенностей и тенденций развития химической промышленности Украины - комплексной отрасли, которая определяет, наряду с машиностроением, уровень НТП и обеспечивает все отрасли народного хозяйства химическими технологиями и материалами.
реферат , добавлен 31.05.2010
Механизация и автоматизация в химической промышленности. Автоматизация процесса абсорбции циклогексана и циклогексанона. Производство работ и монтаж объекта автоматизации. Монтаж элементов объекта, диагностика систем, эксплуатация, метрологический надзор.
курсовая работа , добавлен 10.04.2011
Применение FnsysIcem для проектирования и расчета конструкций, интерфейс программы. Полное построение модели двойного тигля, служащего в химической промышленности для изготовления световолокна. Создание геометрии, блоков, построение сетки, экспорт в CFX.
курсовая работа , добавлен 27.11.2009
Нефть как жидкое горючее полезное ископаемое. Анализ роста производства отечественной химической и нефтехимической продукции. Организация и проведение большого числа специализированных выставок как характерная особенность рынка химических товаров.
контрольная работа , добавлен 02.12.2012
Отрасли машиностроительной, химической и оборонной промышленности как ведущие звенья материально-технической базы современной экономики. Техническая и организационная культура. Система взаимосвязанных отраслей промышленности и сельского хозяйства.
реферат , добавлен 14.12.2010
Краткая характеристика объекта автоматизации. Серная кислота как один из важнейших продуктов химической технологии, который находит широкое применение в промышленности. Основные технические решения по автоматизации. Функциональная схема автоматизации.
контрольная работа , добавлен 06.08.2013
Схема действия процессов химической завивки на волосы. Изменение структуры волоса во время химической завивки. Действие дополнительных препаратов для улучшения качества химической завивки. Группы средств для химической завивки и их характеристика.
презентация , добавлен 27.03.2013
Переработка сырьевых материалов и получение продуктов, которые сопровождаются изменением химического состава веществ. Предмет и основные задачи химической технологии. Переработка углеводородов, устройство коксовой печи. Нагрузка печей угольной шихтой.