Введение Участок выпарки является завершающим звеном сокового потока завода. На участке выпарки решается ряд задач, связанных с качеством выпускаемого сахара. От выпарной станции требуется пропустить весь сок, поступающий со станции очистки, и довести его до нужной плотности, а так же обеспечить вторичными парами и конденсатом все потребители завода. Системы контроля, регулирования и управления сахарного завода нуждается в замене элементной базы и существенной перестройке их структуры. Актуальность этой работы не только в том, что существующие системы изношены до предела, и что простое их восстановление бессмысленно из-за снятия с производства морально устаревших средств автоматизации. Главной причиной, определяющей необходимость этой работы, является то, что структура существующих систем контроля, регулирования и управления не обеспечивает возможности сокращения материальных, энергетических и физических затрат заводов до уровня аналогичных затрат на передовых заводах зарубежных стран. В наше время автоматизированные системы управления выполняются на базе микропроцессорной техники. В дипломном проекте рассматривается решение задачи автоматизации на базе электроники и микропроцессорного блока (контроллера) Micro TSX 37-21. Применение данной оснастки приведёт к объединению оборудование в одну технологическую цепочку, что значительно упростит работу обслуживающему персоналу, сократит его количество, а в следствии уменьшит себестоимость продукции. В настоящее время автоматизация производственных про¬цессов развивается в двух направлениях: первое — создание систем локальной автоматизации технологических процессов, которые, как правило, обеспечивают стабилизацию заданных ра¬бочих режимов путем поддержания постоянными или изменяю¬щимися по заданной программе параметров процесса; второе — создание автоматизированных систем управления технологиче¬скими процессами и производством в целом с применением персональных компьютеров (ПК). Применение автоматизированных систем управления с использованием ПК, математических моделей и экономико-математических методов повышает уровень организации произ¬водства и оперативности взаимодействия персонала с тех¬нологическим оборудованием. В результате этого появляется возможность перехода к оптимизированным режимам техноло¬гических процессов, что увеличивает производительность оборудования, повышает эффективность использования сырья и ма¬териалов, а также предотвращает аварийные ситуации. Каче¬ство готовой продукции улучшается, ее характеристики стабилизируются. Сахар занимает важное место в рационе питания человека. Примерно половина энергии, расходуемой человеком, восполняется углеводами, из них 1\3 – сахаром. Основное сырье для промышленного производства сахара – сахарный тростник и сахарная свекла. Из 120…124 млн т мирового производства сахара в год около 60% вырабатывается из сахарного тростника, 40% - из сахарной свеклы. 1 ОБЩАЯ ЧАСТЬ 1.1 Описание и анализ технологического процесса и технологической схемы По значению выполняемых функций, сложности и стоимости в тепловой схеме центральное место занимает выпарная установка, которая состоит из отдельных аппаратов. Сок II сатурации должен быть сгущен до сиропа с содержанием сухих веществ до 65-70% при первоначальном значении этой величины 14-16%. Выпарная установка позволяет расходовать на сгущение сока 40-50% пара к массе всего сока за счет многократного использования парового тепла. Сок поступает в I корпус, а затем проходит все корпуса установки последовательно и из концентратора удаляется сироп. Ретурный пар используется только в I корпусе выпарной установки. Последующие корпуса обогреваются вторичными парами предыдущих корпусов. Из последнего корпуса соковый пар поступает на концентратор, а с него на конденсатор. Число ступеней выпарной установки выбирается на основании технико-экономического расчета, в котором учитывается: капитальные затраты, эксплуатационные расходы. Увеличение числа ступеней выпарной установки (ВУ) приводит, с одной стороны, к уменьшению расхода греющего пара, что влечет за собой уменьшение эксплуатационных расходов, с другой стороны, к увеличению суммарной поверхности нагрева выпарных аппаратов, что приводит к увеличению капитальных затрат. Многокорпусные выпарные установки классифицируют по следующим признакам: - по давлению вторичного пара в последнем корпусе: 1 работающие под избыточном давлении; 2 работающие под разряжением. - по числу корпусов: 1 трехкорпусные установки с концентратором;
содержание
Введение
1 Общая часть
1.1 Описание и анализ технологического процесса и технологической схемы
1.2 Описание существующей функциональной схемы АСУ ТП
1.3 Анализ существующей системы управления
1.4 Постановка задачи на разработку специальной части проекта
1.5 Литературный обзор известных решений аналогичных задач
1.5.1 Система автоматизации выпарной станции (МЧП Рабица)
1.5.2 Система автоматизации выпарной станции (АСУ ТП Выпарка)
1.5.3 Система автоматизации выпарной станции (Дочернее предприятие Цукоравтомат-инж)
2 Специальная часть
2.1 Структура проектируемой системы контроля и управления
2.2 Перечень параметров системы контроля и управления
2.3 Программно-техническое обеспечение АСУ ТП
2.3.1 Техническое обеспечение
2.3.1.1 Промышленный ЭВМ
2.3.1.2 Электромагнитный расходомер
2.3.1.3 Преобразователи давления
2.3.1.4 Преобразователь термоэлектрический ТХК Метран-232
2.3.2 Программное обеспечение
2.4 Блок схема алгоритма контроля и управления
2.5 Расчетная часть
2.5.1 Математическая модель объекта управления
2.5.2 Построение математической модели ТОУ
2.5.3 Определение статических и динамических хпрактеристик
2.5.4 Выбор принципа управления
2.5.5 Выбор закона регулирования
2.5.6 Определение настроечных параметров ПИ-регулятора
2.5.7 Оценка качества регулирования
3 Экономическая часть
3.1 Расчет экономической эффективности
3.2 Расчет капитальных вложений на приобретение и монтаж промышленного оборудования
3.3 Расчет себестоимости продукции до применения АСУ ТП
3.4 Расчет себестоимости продукции после внедрения АСУ ТП
3.5 Формирование выгод от проекта
3.6 Расчет срока окупаемости проекта
4 Безопасность и экологичность проекта
4.1 Характеристика условий эксплуатаций системы управления
4.2 Анализ опасных и вредных производственных факторов при эксплуатации производственного оборудования
4.3 Электробезопасность
4.4 Пожаробезопасность
4.5 Организация и оборудование АРМ
4.6 Обеспечение нормативного уровня освещенности на рабочих местах
4.7 Нормализация воздуха в рабочей зоне
4.8 Расчет общеобменной вентиляции
Заключение
Список использованных источников
Графическая часть
1 Выпарная установка схема функциональная (до модернизации)
2 Выпарная установка схема функциональная (после модернизации)
3 Замкнутая АСР схема структурная
4 Алгоритм контроля и управления замкнутой АСР
5 Графики переходных процессов замкнутой АСР
6 Показатели технико - экономические
1 ГОСТ 32-44-68. Щиты и пульты управления.
2 ГОСТ 21.404-85. Обозначение условных приборов и средств автоматизации в схемах.
3 ГОСТ 2.755-87. ЕСКД. Обозначения условные графические в электрических схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 15 с.
4 ГОСТ 21.61488. СПДС. Изображения условные графические электрооборудования и проводок на планах. - М.: Изд-во стандартов, 1988. - 12 с.
5 ГОСТ 21.404-85. СПДС. Автоматизация технологических процессов. Обозначения условные приборов и средств автоматизации в схемах.- М.: Изд-во стандартов, 1985. - 11 с.
6 ГОСТ 2.721-74. СПДС. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Обозначения общего применения. - М.: Изд-во стандартов, 1987. - 39 с.
7 ГОСТ 21.403-80. СПДС. Обозначения условные графические в схемах. Оборудование энергетическое. - М.: Изд-во стандартов, 1981. - 18 с.
8 ГОСТ 2.747-68*. ЕСКД. Обозначения условные графические в схемах. Размеры условных графических обозначений.- М.: Изд-во стандартов, 1994. - 3 с.
9 http://www.0-1.ru
10 http://www.ref.ruscore.ru
11 http://www.reflist.ru
12 Белов С.В., Ильницкая А.В. , Козьяков А.Ф. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов. - М.: Высшая школа, 1999. - 448 с.
13 Безновская Т.Х., Бек В.А. Промышленные приборы и средства автоматизации: справочник. - М.: Машиностроение, 1987. - 847 с.
14 Благовещенская М.М., Злобин Л.А. Информационные технологии систем управления технологическими процессами. М.: Высшая школа, 2005. 768 с.
15 Волошин З.С., Макаренко Л.П., Яцковицкий П.В. Автоматизация сахарного производства. М.: Агропромиздат, 1990. - 462 с.
16 Душин С.Е., Зотов Н.С., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория автоматического управления: Учебник для вузов.- М.: Высшая школа, 2003. - 567 с.
17 Зотов Б.И., Курдюмов В.И. Безопасность жизнедеятельности на производстве: Учебное пособие для вузов. - М.: Колос, 2000.
245 с.
18 Сапронов А.Р. Технология сахарного производства. М.: Колос, 1998. - 385 с.
19 Хван Т.А., Хван П.А. Безопасность жизнедеятельности: Учебное пособие. - Ростов н/Д.: Феникс, 2000. - 352 с.
20 Методические указания по выполнению и оформлению дипломных проектов (работ) для студентов специальности 220301 дневной и заочной форм обучения. / Под редакцией Свешниковой Н.И. М.:2004. 200с.