Помощь студентам в учебе
Модернизация автоматизированной системы управления автономного источника питания
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Характеристика цеха, описание 8
1.2 Описание основного технологического оборудования и алгоритма
работы механизма 10
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации. ... 22
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 23
1.5 Разработка упрощенной функциональной схемы автоматизации 24
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 27
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 27
2.2 Выбор технических средств автоматизации 29
2.3 Разработка схем соединения элементов системы автоматизации 45
2.4 Разработка алгоритма управления и программирования и
программного обеспечения систем автоматизации 45
2.5 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 48
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 51
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 51
3.2 Расчёт производственной программы цеха (расчет фактического
годового фонда рабочего времени и производительности оборудования) 51
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 53
3.4 Расчет РСЭО 55
3.5 Расчет срока окупаемости проекта 58
3.6 Составление сводной таблицы технико-экономических показателей .... 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 64
ПРИЛОЖЕНИЕ В 76
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Характеристика цеха, описание 8
1.2 Описание основного технологического оборудования и алгоритма
работы механизма 10
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации. ... 22
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 23
1.5 Разработка упрощенной функциональной схемы автоматизации 24
2 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ 27
2.1 Разработка архитектуры системы автоматизации 27
2.2 Выбор технических средств автоматизации 29
2.3 Разработка схем соединения элементов системы автоматизации 45
2.4 Разработка алгоритма управления и программирования и
программного обеспечения систем автоматизации 45
2.5 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 48
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ 51
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 51
3.2 Расчёт производственной программы цеха (расчет фактического
годового фонда рабочего времени и производительности оборудования) 51
3.3 Расчёт сметы капитальных затрат 53
3.4 Расчет РСЭО 55
3.5 Расчет срока окупаемости проекта 58
3.6 Составление сводной таблицы технико-экономических показателей .... 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 61
ПРИЛОЖЕНИЕ А 62
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 64
ПРИЛОЖЕНИЕ В 76
Автономный источник питания, рассматриваемый в данной выпускной квалификационной работе, находится на предприятии ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург». Главной задачей данного предприятия является эксплуатация
934,3 км газопроводов в однониточном исполнении. Так же ЛПУМГ осуществляет транспортировку газа в северном (Екатеринбург), южном (Красногорск) и западном (Республика Башкортостан) направлениях. Через сеть газопроводов-отводов и ГРС, эксплуатируемых Управлением, природным газом снабжаются промышленные предприятия и население крупных городов и населенных пунктов пяти районов Челябинской области. Предприятие уделяет, так же не малое внимание основным политикам предприятия: экологической политике, политике в области охраны труды, экономической политике.
Автономный источник питания находится на удаленном участке газопровода, что является не безопасным и экономически не выгодным и вызывает трудности в эксплуатации. Главной целью доработки данного агрегата является замена ручного труда человека на автоматический. А так же внедрение системы визуализации для своевременного фиксирование ошибок и быстрого реагирование на поломки агрегата. Для этого необходимо добавить несколько датчиков контроля давления газа, датчиков контроля напряжение, и программируемы логический контроллер. Для большей безопасности и предотвращения аварийных ситуаций так же было принято решение внедрить систему контроля утечек газа, установить газоанализаторы. Так как источник автономного питания, в ряде случаем используется вне производства, а находится на удаленном расстоянии, необходимо установить систему визуализации, позволяющую контролировать удаленно процесс работы агрегата. При выходе из строя данного агрегата приходится переключать его в ручном режиме, для чего нужно совершать командировочные выезды, замену ручного трудам машинным считаю целесообразным.
Целями автоматизации проекта являются:
1. Модернизация с целью усовершенствования установки до современного уровня и повышение ресурса всего агрегата;
2. Повышение эффективности автономного источника питания в связи с увеличением быстродействия;
3. Увелечение качества работы установки и бесперебойная подача электричества на нужды предприятия.
Для достижения поставленных целей в рамках выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи:
1. Подбор технологического оборудования;
2. Разработка комплекта схем;
3. Разработка программного обеспечения и визуализации системы автоматизации.
Внедрение автоматизированной системы управления АИП позволяет существенно снизить затраты на обслуживание системы, уменьшить количество командировочных выездов, позволит сэкономить средства предприятия, поможет направить рабочую силу на другие нужды предприятия.
В первой главе выпускной квалификационной работы описывается технологический процесс действующего оборудования, постановка целей и задач работы, рассматриваются варианты автоматизации, осуществляется выбор варианта автоматизации, разработка функциональной схемы автоматизации.
Во второй главе ВКР производится подбор технологического оборудования ,необходимого для реализации модернизации проекта, разработка комплекта схем автоматизации, показывающие устройства агрегата и показывающие схему подключения нового оборудования, разработка программного обеспечения и алгоритма работы автономного источника питания, разработка системы визуализации и системы управления.
Третья глава представляет собой технико-экономический анализ выпускной квалификационной работы и расчет срока окупаемости.
934,3 км газопроводов в однониточном исполнении. Так же ЛПУМГ осуществляет транспортировку газа в северном (Екатеринбург), южном (Красногорск) и западном (Республика Башкортостан) направлениях. Через сеть газопроводов-отводов и ГРС, эксплуатируемых Управлением, природным газом снабжаются промышленные предприятия и население крупных городов и населенных пунктов пяти районов Челябинской области. Предприятие уделяет, так же не малое внимание основным политикам предприятия: экологической политике, политике в области охраны труды, экономической политике.
Автономный источник питания находится на удаленном участке газопровода, что является не безопасным и экономически не выгодным и вызывает трудности в эксплуатации. Главной целью доработки данного агрегата является замена ручного труда человека на автоматический. А так же внедрение системы визуализации для своевременного фиксирование ошибок и быстрого реагирование на поломки агрегата. Для этого необходимо добавить несколько датчиков контроля давления газа, датчиков контроля напряжение, и программируемы логический контроллер. Для большей безопасности и предотвращения аварийных ситуаций так же было принято решение внедрить систему контроля утечек газа, установить газоанализаторы. Так как источник автономного питания, в ряде случаем используется вне производства, а находится на удаленном расстоянии, необходимо установить систему визуализации, позволяющую контролировать удаленно процесс работы агрегата. При выходе из строя данного агрегата приходится переключать его в ручном режиме, для чего нужно совершать командировочные выезды, замену ручного трудам машинным считаю целесообразным.
Целями автоматизации проекта являются:
1. Модернизация с целью усовершенствования установки до современного уровня и повышение ресурса всего агрегата;
2. Повышение эффективности автономного источника питания в связи с увеличением быстродействия;
3. Увелечение качества работы установки и бесперебойная подача электричества на нужды предприятия.
Для достижения поставленных целей в рамках выпускной квалификационной работы были поставлены следующие задачи:
1. Подбор технологического оборудования;
2. Разработка комплекта схем;
3. Разработка программного обеспечения и визуализации системы автоматизации.
Внедрение автоматизированной системы управления АИП позволяет существенно снизить затраты на обслуживание системы, уменьшить количество командировочных выездов, позволит сэкономить средства предприятия, поможет направить рабочую силу на другие нужды предприятия.
В первой главе выпускной квалификационной работы описывается технологический процесс действующего оборудования, постановка целей и задач работы, рассматриваются варианты автоматизации, осуществляется выбор варианта автоматизации, разработка функциональной схемы автоматизации.
Во второй главе ВКР производится подбор технологического оборудования ,необходимого для реализации модернизации проекта, разработка комплекта схем автоматизации, показывающие устройства агрегата и показывающие схему подключения нового оборудования, разработка программного обеспечения и алгоритма работы автономного источника питания, разработка системы визуализации и системы управления.
Третья глава представляет собой технико-экономический анализ выпускной квалификационной работы и расчет срока окупаемости.
Описанные выше внедрения в Автономный источник питания в совокупности облегчают работу с агрегатом, это достигается внедрением системы визуализации, которая позволяет удаленно следить за работой агрегата, повышают безопасность, а также улучшают технико-экономические показатели предприятия.
Улучшаются энергетические показатели работы автономного источника питания.
При автоматическом переключении генераторов наряду с экономией электроэнергии обеспечивается бесперебойный режим работы автономного источника питания. Это минимизирует аварийные остановки, и сбои в работе за счет этого увеличиваются сроки службы генераторов, механизмов, коммутационной аппаратуры, и самое главное уменьшается риск поломки и сбоя работы оборудования, которое потребляет электричество, вырабатываемое автономным источником питания. Как следствие, снижаются расходы на техническую эксплуатацию оборудования.
Немаловажным внедрением является установка газоанализаторов, сигнализаторов утечки газа, что значительно повышает безопасность обслуживающего персонала, и предотвращает несчастные случаи на производстве.
Так же осталось возможность управления источником питания в ручном режиме, на случай непредвиденных ситуаций.
По таблице технико-экономических показателей (Таблица 3.3) можно отметить, что экономия производства после внедрения проектируемых мероприятий составит 2910060 рублей в год, экономия достигается путем снижения расходов на горюче смазочные материалы, используемые для транспортировки обслуживающего персонала на месторасположение автономного источника питания, а так же уменьшением числа рабочих выездов для проведения технического обслуживания объекта. До внедрения доработок в рассматриваемый объект, число выездов по регламенту предприятия составляло 3 раза в месяц, что объясняется отсутствием системы визуализации и возможности удаленного управления агрегатом, после внедрения дополнительного оборудования число выездов сократится до 1 раза в 2 месяца, что существенно сэкономит рабочее время. Появится возможность перенаправить трудовые ресурсы на другие объекты ЛПУМГ «Газпром трансгаз Екатеринбург». Экономия расходов, которая возникнет в результате сокращения числа выездов для технического обслуживания, производства позволит окупить проект за 1 год и 3 месяца.
Улучшаются энергетические показатели работы автономного источника питания.
При автоматическом переключении генераторов наряду с экономией электроэнергии обеспечивается бесперебойный режим работы автономного источника питания. Это минимизирует аварийные остановки, и сбои в работе за счет этого увеличиваются сроки службы генераторов, механизмов, коммутационной аппаратуры, и самое главное уменьшается риск поломки и сбоя работы оборудования, которое потребляет электричество, вырабатываемое автономным источником питания. Как следствие, снижаются расходы на техническую эксплуатацию оборудования.
Немаловажным внедрением является установка газоанализаторов, сигнализаторов утечки газа, что значительно повышает безопасность обслуживающего персонала, и предотвращает несчастные случаи на производстве.
Так же осталось возможность управления источником питания в ручном режиме, на случай непредвиденных ситуаций.
По таблице технико-экономических показателей (Таблица 3.3) можно отметить, что экономия производства после внедрения проектируемых мероприятий составит 2910060 рублей в год, экономия достигается путем снижения расходов на горюче смазочные материалы, используемые для транспортировки обслуживающего персонала на месторасположение автономного источника питания, а так же уменьшением числа рабочих выездов для проведения технического обслуживания объекта. До внедрения доработок в рассматриваемый объект, число выездов по регламенту предприятия составляло 3 раза в месяц, что объясняется отсутствием системы визуализации и возможности удаленного управления агрегатом, после внедрения дополнительного оборудования число выездов сократится до 1 раза в 2 месяца, что существенно сэкономит рабочее время. Появится возможность перенаправить трудовые ресурсы на другие объекты ЛПУМГ «Газпром трансгаз Екатеринбург». Экономия расходов, которая возникнет в результате сокращения числа выездов для технического обслуживания, производства позволит окупить проект за 1 год и 3 месяца.