Модернизация АСУ упаковочной линии цеха стеклотары ОАО «Салаватстекло».

Введение

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 об¬работке 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) пара¬метры. 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). Тог¬да 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 при¬борами 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 пожаро- и взрывоопасности, агрессивности окружающей среды, быстродействием, дальностью передачи сигналов информации и управления и тому подобное.
В пожаро- и 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 си¬стемы 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 по¬явились 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, быстро¬действия, 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 ко¬тором эффективность производственного процесса самым непосредственным и существенным образом зависит от качества управления технологией и организации производства. Поэтому на первый план выдвигается за¬дача 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 рабоче¬го 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.

Содержание
Введение
1 Анализ существующей системы управления
1.1 Характеристика изготавливаемой продукции
1.2 Описание технологического процесса
2 Модернизация АСУТП
2.1 Структурная схема АСУ ТП и ее описание
2.2 Выбор контролера
2.4 Выбор оборудования для модернизации
3 Специальная часть
3.1 Структурная схема АСР и её описание
3.2 Исследование динамических характеристик проектируемой АСР
4 Экономическая часть
4.1 Общая стоимость капитального вложения
4.2 Расчёт затрат по заработной плате
4.3 Затраты на электроэнергию и содержания оборудования
4.4 Экономические показатели
5 Безопасность жизнедеятельности
5.1 Анализ опасных и вредных факторов на производстве
5.2 Методы по снижению производственного шума
5.3 Размещение и безопасная эксплуатация технологического оборудования
5.4 Методы и средства защиты атмосферы
5.5 Электробезопасность
5.6 Пожаробезопасность
5.7 Производственное освещение
5.7.1 Расчёт искусственного освещения производственного помещения
Заключение
Список использованных источников
Графическая часть
1 Схема структурная АСУ ТП
2 Схема структурная АСР
3 Техническо-экономические показатели

Список использованных источников

1ГОСТ 2.784-70. ЕСКД Обозначения условные графические в схемах: Изд-во стандартов, 1998г.
2СНиП 23.05 95 «Естественное и искусственное освещение».
3Методические указания БЖД «Расчет искусственного освещения».
4Технологический регламент производства вспенивающего полистирола.: Изд-во КБ «СтройМаш» 1991г.
5Руководства пользователя «Интегрированная система управления производством CENTUN CS3000». Четвёртое издание 2001г. Yokogawa.
6Интернет адрес www.eltex.ru.
7Интернет адрес www.simatic.ru
8Интернет адрес www.vesper.ru
9Арустамов Э.А., «Безопасность жизнедеятельности», Москва 2000г
10Бородин И.Ф., «Автоматизация производственных процессов».: Изд-тво «Колос», 2004г.
11Герасимова Л. А., Методическое пособие «Общие правила выполнения текстовой и графической документации» Мелеуз 2005г.
12Дависилов В.А., «Безопасность жизнедеятельности» «Высшая школа» Москва 2000 г.
13Муравья Л.А., «Экология и безопасность жизнедеятельности».: Изд-во Юнити Москва 2000г.
14Никулин Е.А., «Основы теории автоматического управления».: Изд-во БХВ-Петербург 2004г.
15Полоцкий Л.М. «Автоматизация производственных процессов в химической промышленности».: Изд-во Химия 1988г.