Быстрый поиск

Дипломная работа: Вибір та обґрунтування технології виробництва керамічних плиток для підлоги

4.2 Розробка систем керування технологічним процесом

4.2.1 Призначення, цілі та функції системи керування

Призначення розроблюваної системи керування газовою конвеєрною піччю полягає у виконанн наступних задач:

- ведення технологічного процесу у відповідності до заданого технологічного режиму;

- підвищення оперативності керування;

- забезпечення енергетичних витрат на виробництво;

- забезпечення надійності роботи технологічного обладнання;

- поліпшення умов праці виробничого персоналу;

- підтримка високопродуктивної роботи обладнання.

Цілі, які повинна вирішувати АСКТП, досягаються при виконанні обчислювальною технікою низки функцій, які за змістом дій об'єднані в інформаційну та керуючу підсистеми.

Інформаційна підсистема призначена для представлення оперативному персоналу достовірно нформації про стан об'єкту керування та хід технологічного процесу в цілому.

Керуюча підсистема призначена для визначення та реалізації керуючих дій на технологічний об'єкт (регулювання технологічних параметрів, керування роботою електроприводів та ін.).

4.2.2 Вибір датчиків інформації

Об'єкт, що підлягає автоматизації, за вибухопожежною небезпекою відноситься до категор "В". Для таких виробництв прилади та засоби автоматизації повинн бути або пневматичними або електричними у вибухонебезпечному виконанні.

Прилади та засоби автоматизації пневматичної гілки ДСП характеризуються безпекою застосування у вибухонебезпечних середовищах, високою надійністю у важких умовах праці, однак пневматичні прилади поступаються електронним у тих випадках, коли технологічний процес потребує високої швидкості або передачі сигналів на великі відстані.

Перевага при виборі датчиків надається тим первинним вимірювальним перетворювачам, що мають стандартний вихідний уніфікований струмів сигнал 0-5 мА.

Для контролю температурного режиму у печі та температури димових газів на виході печ вибираємо термоелектричний перетворювач типу ТПР-0679. Сигнал термоЕРС будемо перетворювати до стандартної струмової форми за допомогою нормуючого перетворювача типу Ш 703, технічні характеристики якого дозволяють використовувати його в комплекті з термоперетворювачем вказаної градуюально характеристики.

Витрату палива та повітря вимірюємо методом змінного перепаду тисків. Для цього використовуємо комплект приладів, до складу якого входить діафрагма камерна типу ДК 6 та вимірювальний перетворювач різниці тисків типу "Сапфір-22-ДД-Ех" у вибухозахищеному виконанні.

Тиск повітря та палива вімірюємо перетворювачем надлишкового тиску типу "Сапфір-22-ДІ-Ех".

Для вимірювання розрідження у печі використовуємо вимірювальний перетворювач типу "Сапфір-22-ДІВ-Ех".

Швидкість пересування конвеєру контролюється електричним тахометром типу ТЕ-1, який ма вихідний уніфікований сигнал 0-5 мА.

Вимірювання концентрації кисню у димових газах будемо виконувати за допомогою термомагнітного газоаналізатора типу ГТМК-18-02. Цей прилад відповідає вимогам вимірювального середовища у необхідному діапазоні. Також для побудови автоматичної системи керування важлива наявність струмового виходу 0-5 мА.

Обрані прилади та засоби автоматизації занесені до замовної специфікації.

З аналізу технологічних параметрів витікає, що керування процесом потребує не тільки регулювання окремих технологічних параметрів, але й вирішення окремих задач керуючої логіки. Враховуючи вищесказане, система керування повинна бути побудована на базі керуючої обчислювальної машини (КОМ), наприклад, мікропроцесорного контролеру.

В якості такого пристрою обрана одна з моделей мікропроцесорного контролера Ломіконт Л-112. Цей вибір обумовлено тим, що Ломіконт є багатоцільовим контролером загально промислового призначення, архітектура контролера оптимізована для вирішення задач оптимального керування технологічним процесами та для виконання операцій керуючої логіки. Контролер має в своєму складі таймери та лічильники, що дозволяє виводити технологічні повідомлення та поточні значення параметрів на монітор для спостереження за ходом технологічного процесу і на друкуючий пристрій з метою документування процесу керування.

Ломіконт може працювати як у складі великої розподіленої АСКТП, зв'язуючись з ЕОМ верхнього рівня по каналах цифрового зв'язку, та і в якості автономного технічного засобу, котрий вирішує комплекс задач оптимального і логічного керування, регулювання, відображення та документування інформації про хід процесу керування.

В даному проект обираємо другий варіант використання процесора, тобто Ломіконт є автономним технічним засобом.

Для реалізац функцій контролю технологічного процесу обираємо алфавітно-цифровий відеотермінал ВТА-2051М, для реалізації функцій реєстрації - пристрій друку знакосинтезуючий А 521 4/6. Ці пристрої підключаються до Ломіконта по каналах цифрового зв'язку. Вони дозволяють обійтися без традиційних щитових вторинних приладів (показуючи та записуючих).

В комплекті з мікропроцесорним контролером працюють звичайні датчики та виконуючі механізми.

4.2.3 Вибір виконуючих пристроїв

В даній робот виконуючі пристрої обрані з пневмоприводом, враховуючи наявність небезпеки вибуху.

Обираючи регулюючий клапан, були враховані наступні фактори:

- діаметр трубопроводу, на якому буде встановлено відповідний регулюючий орган;

- характеристики середовища у трубопроводі (температура, тиск, вид середовища);

- категорія виробництва за вибухопожежобезпекою.

Виконуючими пристроями для регулювання температури обираємо регулюючий вентиль типу 25ч38нж.

4.2.4 Вибір допоміжної апаратури

Для керування роботою електроприводу було обрано безконтактний пускач ПБР-2М. Для реалізац необхідного обсягу ручного керування та переводу системи з автоматичного режиму на ручний та у зворотному напрямку будемо використовувати блок ручного керування БРУ-32.

Для ручного керування регулюючою арматурою з пневмоприводом та для переходу з автоматичного режиму керування на ручний і навпаки обираємо пневматичну панель дистанційного керування типу ПП12.2.

Оскільки обробка нформації у контролері відбувається у електричній формі, то вихідний сигнал Ломіконту повинен бути перетворений до пневматичної форми, що дасть змогу завести його до пневматичного виконуючого механізму. Для виконання поставлено задачі вибираємо перетворювач електропневматичний типу ЕПП.

Обрані прилади та засоби автоматизації обиралися за довідниками [16,17] та занесені до замовно специфікації.

4.2.5 Опис функціональної схеми керування

Функціональна схема автоматизації процесу випалу плиток у газовій конвеєрній печ представлена на аркуші графічної частини.

Схема розроблена у відповідності до ГОСТу 21.404-85 за правилами, викладеними у [18]. Обран технічні засоби автоматизації згруповані на полі креслення за призначенням функціонування.

Контури контролю та керування побудовані так, щоб реалізувати задачі АСКТП, що наведені раніше.

Температура у печі та температура димових газів вимірюється термоелектричним перетворювачем типу ТПР-0679 ( поз. 16-1, 17-1, 18-1, 19-1, 20-1, 36-1), що працює разом з нормуючим перетворювачем типу Ш 703 ( поз. 16-2, 17-2, 18-2, 19-2, 20-2, 36-2). За рахунок зміни витрати палива відбувається регулювання температури у печі. Для цього використовується регулююча арматура типу 25ч38нж (поз. 16-5, 17-5, 18-5, 18-8, 19-5, 20-5), сигнал до якої надходить від контролера через електропневмоперетворювач ЕПП (поз. 16-3, 16-6, 17-3, 17-6, 18-3, 18-6, 19-3, 20-3) та пневматичну панель керування ПП12.2 (поз. 16-4, 16-7, 17-4, 17-7, 18-4, 18-7, 19-4, 20-4).

Тиск повітря та палива у відповідних трубопроводах вимірюється перетворювачем надлишкового тиску типу "Сапфір-22-ДІ-Ех" (поз. 1-1, 2-1…13-1, 27-1, 28-1, 29-1, 30-1). Регулювання тиску реалізовано за схемою блок ручного керування БРУ- 32 (поз. 31-1, 32-1, 33-1, 34-1) - реверсивний пускач ПБР-2М (поз. 31-2, 32-2, 33-2, 34-2), який виконує вмикання або вимикання приводу вентилятора. Випадки відхилення параметру за встановленні межі - недопустиме, тому будемо видавати сигналізацію встановленого положення.

Витрати палива та повітря, що надходять до печі, вимірюється комплектом приладів, до складу якого входить діафрагма камерна ДК6 ( поз. 21-1, 22-1, 23-1, 24-1, 25-1, 26-1) та вимірювальний перетворювач надлишкового тиску типу "Сапфір-22-ДД-Ех" (поз. 21-2, 22-2, 23-2, 24-2, 25-2, 26-2). Вихідний сигнал від перетворювачів 0-5 мА надходить на контролер. Задане співвідношення витрат палива та повітря, скоректоване на основі попередньо проведених обчислень, підтримується шляхом зміни подачі повітря на відповідному трубопроводі через виконавчий пристрій типу 25ч38нж (поз. 22-5, 24-5, 26-5). Сигнал на виконавчий пристрій надходить через електропневмоперетворювач ЕПП (поз. 22-3, 24-3, 26-3) та пневматичну панель керування ПП12.2 (поз. 22-4, 24-4, 26-4).

Швидкість руху конвеєру печі контролюється електричним тахометром типу ТЕ-1, до складу якого входить датчик - тахогенератор змінного струму (поз. 14-1) та вторинний прилад - стрілочний вимірювальний прилад типу Ц 1600/К (поз. 14-2). Логічне керування БРУ-32 (поз. 15-1) та безконтактного пускача типу ПБР-2М ( поз. 15-2).

Концентрація кисню у димових газах вимірюється термомагнітним газоаналізатором типу ГТМК-18-02 (поз. 35-1, 35-2). Вихідний сигнал газо-аналізатора 0-5 мА надходить на контролер для подальшої обробки. Задане значення вмісту кисню підтримується шляхом зміни подачі повітря на відповідному трубопроводі через виконавчий пристрій типу 25ч38нж (поз. 35-5). Сигнал на виконавчий пристрій надходить через електропневмоперетворювач ЕПП (поз. 35-3) та пневматичну панель керування ПП12.2 (поз. 35-4).

Замовна специфікація

5. ОХОРОНА ПРАЦІ

5.1 Характеристика об'єкта, що проектується, та місця його проектування

Завод по виробництву плитки для підлоги планується звести на околиці міста Миколаєва.

Місто Миколаїв розташовано в зоні помірно-континентального клімату, який характеризується короткочасною і порівняно теплою зимою, із частими відлигами та спекотним літом.

Переважаючий напрямок вітру північний, і це сприяє видаленню шкідливих викидів у бік протилежний від житлового району (завод розташо-ваний із південної сторони стосовно житлово забудови).

Дана місцевість в основному рівнинна, переважаючий тип ґрунту - чорно-зем. Водопостачання підприємства планується здійснювати з місцевої системи водопостачання. Для водовідведення використовується існуюча сіть виробничої і побутової каналізації.

Так як підприємство є джерелом забруднення атмосфери і відноситься до IV класу шкідливості, то для нього встановлений розмір санітарно-захисної зони - 100 м. Санітарно-захисна зона буде озелененою, щоб виконувати роль захисного бар'єру від виробничого пилу та шуму.

Мінімально допустимі відстані між будівлями приймаємо 12м. До кожної будівлі проектуємо проїзди для пожежних машин, так як ширина будівель більше 18 м, то проїзди проектуємо з двох боків.

Планується, що ширина магістральної дороги з двобічним рухом тран-спорту буде 7,5 м, а міжцехових доріг з однобічним рухом транспорту буде 4м.

Уздовж магістральних і виробничих автомобільних доріг передбачаємо тротуари. Тротуари повинні бути відділені від дороги розподільчою смугою шириною не менше 0,8 м, мінімальна ширина тротуарів - 1,5 м [18].

Відповідно до функціонально-технологічних ознак на підприємстві виді-ляються передзаводська, виробнича, складська і підсобна зони.

Передзаводська зона підприємства розташовується зі сторони основних під'їздів і підходів працюючих до підприємства. Передзаводська зона включає в себе заводоуправління, стоянку для автотранспорту, столову.

Виробничу зону розташовуємо в центральній частині площадки підпри-ємства. Вона включає основний цех, а також споруди допоміжних виробництв - ремонтні, експериментальні цехи.

Підсобну зону розташовуємо в безпосередній близькості від виробничої, розмішуючи в ній електростанції, котельні, очисні споруди, комунікаційні системи.

Складську зону розміщуємо біля зовнішніх меж підприємства з урахуванням ефективного використання залізничного транспорту для підвозу-вивозу сировини і готової продукції [19].

5.2 Характеристика негативних факторів проектованого об'єкта

Залежно від ступеня токсичності, фізико-хімічних властивостей і шляхів проникнення в організм, санітарні норми встановлюють гранично допустимі концентрації (ГДК) шкідливих речовин у повітрі робочої зони виробничих приміщень, перевищення яких неприпустиме.

Характеристика сировинних матеріалів, що застосовуються у роботі приведена у таблиці 5.1 [20].

Таблиця 5.1 - Характеристика сировинних матеріалі

Матеріал	Характер дії на організм людини	ГДК, мг/м³	Клас небезпеки
1	2	3	4
Глина	Подразнює слизові оболонки очей, носа, рота, викликає захворювання туберкульозом легень	4	3
Маріуполіт	Викликає пневмоконіоз, який характеризується помірним склерозом	6	3
Червоний шлам	При вдиханні пилі поражаються легені, пил позразнює слизові оболонки очей, носа, рота	2	2
Сода кальцинована	Спостерігається виявлення слизистої носа, викликає захворювання коньюнктивит	2	2
Рідке скло	При відложеннях пиловидних часток в органах дихання виклика захворювання пневмоконіозом і хронічного пилевого бхонхиту	0,15	2