Введение 12
1 Описание работы ВНС 13
1.1 Описание технологического процесса 13
1.2 Описание архитектуры АС 15
1.3 Описание АСУ контроля уровня загазованности 17
1.4 Алгоритм управления системой стабилизации давления газа 19
1.5 Итоги внедрения "Системы стабилизации давления газа 25.
2 Разработка источника питания 26
2.1 Техническое задание 26
2.2 Разработка структуры источника питания 29
2.2.1 Описание электронной схемы_ 29
2.2.2 Обеспечение взрывозащиты 32
2.2.3 Конструкция 34
2.2.4 Технические характеристики 37
2.3 Программное обеспечение для разработки 41
2.3.1 САПР Altium Designer 41
2.3.2 Среда разработки ПО IAR Embedded Workbench 45
2.3.3 САПР Компас 3D 46
2.4 Методика испытаний тестового образца 47
2.5 Результаты испытаний тестового образца 53
2.6 Оформление технической документации 60
2.7 Процесс сертификации источника питания 63
3 Финансовый менеджмент 65
3.1 Текущая маркетинговая ситуация 67
3.2 Разработка плана маркетинга 72
3.3 Производственный процесс 75
3.4 Потребность в оборудовании 76
3.5 План производства и реализации продукции 76
3.6 План затрат на производство и реализацию продукции 78
3.7 Расчет себестоимости продукции 79
3.8 Инвестиционный план 80
3.9 Финансовый план 81
3.10 Оценка эффективности 84
4 Социальная ответственность 89
Введение 89
4.1 Производственная безопасность 90
4.1.1 Анализ вредных и опасных производственных факторов 90
4.1.2 Производственная санитария 91
4.1.2.1 Микроклимат рабочей среды, 91
4.1.2.2 Электромагнитное поле 91
4.1.2.3 Шум 93
4.1.2.4 Недостаточная освещенность 94
4.1.2.5 Статические нагрузки и монотонность труда 95
4.1.3 Обоснование мероприятий по защите разработчиков
от действия опасных и вредных факторов 96
4.1.3.1 Микроклимат 96
4.1.3.2 Снижение уровня шума 97
4.1.3.3 Электробезопасность 98
4.1.3.4 Расчет освещенности 99
4.2 Охрана окружающей среды 103
4.2.1 Анализ влияния разрабатываемого источника
питания на окружающую среду 103
4.2.2 Обоснование мероприятий по защите окружающей среды 103
4.3 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 104
4.3.1 Анализ возникновения чрезвычайных ситуаций 104
4.3.2 Мероприятия по устранению и предупреждению ЧС 105
4.4 Правовые и организационные вопросы обеспечения Безопасности
4.4.1 Специальные правовые нормы трудового
Законодательства 107
4.4.2 Требования эргономики и технической эстетики к
рабочему месту 108
Заключение 111
Список используемых источников 112
Цель выполнения выпускной квалификационной работы: разработка
взрывозащищенного источника гарантированного искробезопасного
электропитания для средств шахтной автоматики с функцией ПЛК.
Оформление конструкторской и эксплуатационной документации. Получение
сертификата безопасности ТрТС.
Входное напряжение 27…250В. Выходное напряжение 12,5В.
Выходной ток 1,5А. Встроенный интерфейс RS-485 с повторителем сигнала.
Два дискретных входа с контролем целостности линии. Два дискретных
выхода. Индикация состояния устройства на лицевой панели. Все линии
источника питания имеют искробезопасные цепи. Маркировка взрывозащиты
РВ Ex d s [ia] I X/ PO Ex ia s I X.
Введение
Отработка угольных пластов на шахтах ведётся с применением
дегазации. Концентрация метана в метановоздушной смеси откачиваемой из
шахт составляет до 60 % об. Это даёт возможность использовать газ метан для
выработки электрической и тепловой энергии на ГПТЭС.
Однако, существующее в настоящее время техническое оснащение
вакуум-насосной станции № 1 шахты «Северная», не позволяет обеспечить
отсутствие взаимовлияния при совместной работе системы дегазации и
системы утилизации метановоздушной смеси (выработка электрической
энергии). Резкие изменения требуемого расхода метановоздушной смеси на
утилизацию, связанные с изменениями электрической мощности
потребителей, приводят к скачкам давления газа на выпуске из ВНС.
Во время разработки и реализации проекта по обеспечению
безаварийной совместной работы системы дегазации и системы утилизации
метановоздушной смеси (выработки электрической энергии) столкнулись с
проблемой – крайне ограничен выбор средств автоматизации, имеющих
разрешение на применение в шахтах, а так же ограниченные функциональные
возможности, по сравнению со средствами автоматизации в
общепромышленном исполнении.
Таким образом, появилась идея интегрировать в источники питания
модули ввода/вывода и канал передачи данных. Это сократит расходы горнодобывающих предприятий на установку средств безопасности, а значит, у
изготовителя появится конкурентное преимущество.
В результате выполненной работы была разработана система
автоматизированного управления и стабилизацией давления газа (МВС).
Была разработана функциональная схемы автоматизации, позволяющая
определить состав необходимого оборудования и количество каналов
передачи данных и сигналов. Системы автоматизации, диспетчерского
контроля и управления были спроектированы на базе полевых устройств
фирмы Ингортех, промышленного контроллера в рудничном исполнении
КУШ-ПЛК и программного SCADA-пакета ASIX. Для разработанных
алгоритмов было разработано программное обеспечение для ПЛК с
помощью ПО CodeSys. Для поддержания давление газа на выходе из вакуумнасосной станции на утилизацию, был разработан алгоритм автоматического
регулирования давления (разработан ПИД-регулятор).
В ходе проектирования, монтажа и пуско-наладочных работ было
выявлено что существует три отечественных производителя
специализированного рудничного оборудования для систем шахтной
автоматики, однако функциональные возможности предлагаемого
оборудования крайне ограничены, неоправданно завышенная стоимость на
предлагаемое. Было принято решение освоить новое для предприятия
направление, и создать производство источников питания с функциями
удаленного модуля дискретного ввода/вывода.
Был проведен анализ существующего оборудования, сформированы
понимание и требования к новому виду оборудования, составлено
техническое задание. Был проведен НИОКР, результатом которого
выступают два опытных образца взрывозащищенного источника питания с
функцией удаленного модуля ввода/вывода, которые в данный момент
проходят стадию сертификации.
