📄Работа №211270
Тема: Модернизация системы автоматизации шаровой мельницы сухого помола модели СМ-436 цех ЦЭМ, АО «ЧЭМК»
Характеристики работы
Тип работы
Дипломные работы, ВКР
Предмет
Автоматика и управление
Объем:
134 листов
Год:
2021
Просмотров:
35
4930
руб.
🛒 Купить работу
Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям
Узнать цену на написание
Закажите новую по вашим требованиям
Представленный материал является образцом учебного исследования, примером структуры и содержания учебного исследования по заявленной теме. Размещён исключительно в информационных и ознакомительных целях.
Workspay.ru оказывает информационные услуги по сбору, обработке и структурированию материалов в соответствии с требованиями заказчика.
Размещение материала не означает публикацию произведения впервые и не предполагает передачу исключительных авторских прав третьим лицам.
Материал не предназначен для дословной сдачи в образовательные организации и требует самостоятельной переработки с соблюдением законодательства Российской Федерации об авторском праве и принципов академической добросовестности.
Авторские права на исходные материалы принадлежат их законным правообладателям. В случае возникновения вопросов, связанных с размещённым материалом, просим направить обращение через форму обратной связи.
Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.
📋 Содержание
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса 8
1.2 Описание алгоритма работы механизма и основного технологического
оборудования 11
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации 14
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 15
1.4.1 Регулирование внутримельничного заполнения 15
1.4.2 Регулирование крупности помола 24
1.4.3 Недостатки существующей системы автоматизации 25
1.5 Разработка архитектуры систем автоматизации 32
2. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 34
2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации 34
2.2 Выбор технических средств автоматизации 35
2.2.1 Датчик уровня внутримельничного заполнения 35
2.2.2 Датчик тока главного привода 37
2.2.3 Датчик наличия материала в бункере питателя 38
2.2.4 Система технического зрения контроля крупности помола 40
2.2.5 Промышленный логический контроллер 41
2.3 Разработка электрических схем соединения элементов системы
автоматизации 43
2.4 Разработка алгоритма управления и программного обеспечения систем
автоматизации 44
2.5 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 48
2.6 Разработка модели системы автоматизации 52
2.6.1 Модель уровня внутримельничного заполнения 52
2.6.2 Настройка «ПИД»-регулятора контура внутримельничного
заполнения 57
2.6.3 Модель крупности помола 59
2.6.4 Настройка «ПИД»-регулятора контура крупности помола 61
2.7 Моделирование технологического процесса 64
2.7.1 Моделирование уровня внутримельничного заполнения 64
2.7.2 Моделирование крупности помола 66
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ 69
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 69
3.2 Расчёт производственной программы цеха 70
3.3 Расчёт суммарных затрат 72
3.3.1 Расчёт стоимости приобретённого оборудования 73
3.3.2 Расчёт затрат на монтаж и транспортировку 73
3.3.3 Расчёт расходов на содержание и эксплуатацию системы 74
3.3.4 Расчёт РСЭО до модернизации 74
3.3.5 Расчёт РСЭО после модернизации 75
3.3.6 Расчёт затрат на материалы и на оплату труда со страховыми
отчислениями 78
3.4 Расчёт прибыли и показателей рентабельности 79
3.5 Расчёт срока окупаемости проекта 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А 87
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 89
ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И ОПИСАНИЕ
ОБОРУДОВАНИЯ 8
1.1 Характеристика цеха, описание технологического процесса 8
1.2 Описание алгоритма работы механизма и основного технологического
оборудования 11
1.3 Цели и задачи автоматизации, требования к системе автоматизации 14
1.4 Обзор существующих вариантов автоматизации технологического
процесса 15
1.4.1 Регулирование внутримельничного заполнения 15
1.4.2 Регулирование крупности помола 24
1.4.3 Недостатки существующей системы автоматизации 25
1.5 Разработка архитектуры систем автоматизации 32
2. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 34
2.1 Разработка функциональной схемы автоматизации 34
2.2 Выбор технических средств автоматизации 35
2.2.1 Датчик уровня внутримельничного заполнения 35
2.2.2 Датчик тока главного привода 37
2.2.3 Датчик наличия материала в бункере питателя 38
2.2.4 Система технического зрения контроля крупности помола 40
2.2.5 Промышленный логический контроллер 41
2.3 Разработка электрических схем соединения элементов системы
автоматизации 43
2.4 Разработка алгоритма управления и программного обеспечения систем
автоматизации 44
2.5 Разработка системы визуализации управления технологическим
процессом 48
2.6 Разработка модели системы автоматизации 52
2.6.1 Модель уровня внутримельничного заполнения 52
2.6.2 Настройка «ПИД»-регулятора контура внутримельничного
заполнения 57
2.6.3 Модель крупности помола 59
2.6.4 Настройка «ПИД»-регулятора контура крупности помола 61
2.7 Моделирование технологического процесса 64
2.7.1 Моделирование уровня внутримельничного заполнения 64
2.7.2 Моделирование крупности помола 66
3 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ 69
3.1 Краткая характеристика подразделения и выпускаемой продукции 69
3.2 Расчёт производственной программы цеха 70
3.3 Расчёт суммарных затрат 72
3.3.1 Расчёт стоимости приобретённого оборудования 73
3.3.2 Расчёт затрат на монтаж и транспортировку 73
3.3.3 Расчёт расходов на содержание и эксплуатацию системы 74
3.3.4 Расчёт РСЭО до модернизации 74
3.3.5 Расчёт РСЭО после модернизации 75
3.3.6 Расчёт затрат на материалы и на оплату труда со страховыми
отчислениями 78
3.4 Расчёт прибыли и показателей рентабельности 79
3.5 Расчёт срока окупаемости проекта 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 82
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 84
ПРИЛОЖЕНИЕ А 87
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 89
📖 Аннотация
В данной выпускной квалификационной работе представлен проект модернизации системы автоматизации шаровой мельницы сухого помола модели СМ-436 в цехе электродных масс АО «ЧЭМК». Актуальность исследования обусловлена необходимостью повышения производительности и качества помола за счет внедрения современных алгоритмов управления, поскольку существующие на предприятии эмпирические методы настройки регуляторов не обеспечивают требуемой эффективности. В результате работы был разработан алгоритм на языке Python для планиметрического анализа крупности помола с использованием системы технического зрения, синтезированы ПИ-регуляторы уровня внутримельничного заполнения и крупности помола, настроенные на технический оптимум, что позволило снизить статическую ошибку регулирования до нуля и минимизировать производственный брак. Также разработан полный комплект конструкторской документации для внедрения системы. Научная значимость заключается в применении методов идентификации объекта и синтеза регуляторов для конкретного технологического процесса, а практическая — в реальном повышении эффективности работы оборудования на предприятии. Теоретической основой исследования послужили работы таких авторов, как В.М. Вайсберг, посвятившего справочное пособие эксплуатации измельчительных установок, Э.В. Утеуш, исследовавшего основы автоматизации шаровых мельниц, В.С. Кочетова, осветившего вопросы автоматизации в промышленности строительных материалов, и Ю.Д. Видинеева, изучавшего проблемы автоматического дозирования.
📖 Введение
Конструкция шаровых мельниц сухого помола не претерпела кардинальных изменений с середины прошлого века. При этом наблюдается рост производительности и качества готовой продукции. Эти изменения обусловлены применением современных средств регулирования и законов управления.
Попытки внедрения новых средств и законов управления на предприятии, при использовании экспериментальных методов настройки не дали требуемых результатов. Была обнаружена проблема нехватки теоретических знаний в области теории автоматического регулирования и синтеза регуляторов.
Исправить данную проблему призвана данная выпускная квалификационная работа.
Объектом исследования выступают зависимости уровня внутримельничного заполнения и крупности помола от расхода дискового.
Предметов исследования выступает шаровая мельница сухого помола модели СМ-436, расположенная в цеху электродных масс на металлургическом предприятии АО «ЧЭМК».
Цель работы повышение производительности шаровой мельницы и повышение качества регулирования крупности помола.
Задачи:
1) Разработать алгоритм контроля крупности помола для системы технического зрения;
2) Синтезировать регуляторы уровня внутримельничного заполнения
3) Синтезировать регулятор крупности помола;
4) Разработать полный комплект конструкторской документации;
5) Экономически обосновать проект модернизации.
В работе используются следующие методы анализов и расчётов:
1) Ситовый анализ крупности помола;
2) Планиметрический анализ крупности помола;
3) Идентификация объекта управления по кривой разгона;
4) Поиск уравнения по графику функции методом наименьших квадратов;
5) Аналитический синтез регулятора на технический оптимум;
6) Расчёт срока окупаемости дисконтированным методом.
Основным источником данных для выполнения ВКР послужили:
1) Результаты идентификации объекта управления во время преддипломной практики;
2) Регламент производства электродной массы в ЦЭМ при переходе на рецепты с уменьшенной долей термографита;
3) Техническая документация на шаровую мельницу модели СМ-436
Практическая ценность работы заключается в повышении производительности готовой продукции.
Новизна данной работы заключается в разработке системы технического зрения для контроля крупности помола.
Попытки внедрения новых средств и законов управления на предприятии, при использовании экспериментальных методов настройки не дали требуемых результатов. Была обнаружена проблема нехватки теоретических знаний в области теории автоматического регулирования и синтеза регуляторов.
Исправить данную проблему призвана данная выпускная квалификационная работа.
Объектом исследования выступают зависимости уровня внутримельничного заполнения и крупности помола от расхода дискового.
Предметов исследования выступает шаровая мельница сухого помола модели СМ-436, расположенная в цеху электродных масс на металлургическом предприятии АО «ЧЭМК».
Цель работы повышение производительности шаровой мельницы и повышение качества регулирования крупности помола.
Задачи:
1) Разработать алгоритм контроля крупности помола для системы технического зрения;
2) Синтезировать регуляторы уровня внутримельничного заполнения
3) Синтезировать регулятор крупности помола;
4) Разработать полный комплект конструкторской документации;
5) Экономически обосновать проект модернизации.
В работе используются следующие методы анализов и расчётов:
1) Ситовый анализ крупности помола;
2) Планиметрический анализ крупности помола;
3) Идентификация объекта управления по кривой разгона;
4) Поиск уравнения по графику функции методом наименьших квадратов;
5) Аналитический синтез регулятора на технический оптимум;
6) Расчёт срока окупаемости дисконтированным методом.
Основным источником данных для выполнения ВКР послужили:
1) Результаты идентификации объекта управления во время преддипломной практики;
2) Регламент производства электродной массы в ЦЭМ при переходе на рецепты с уменьшенной долей термографита;
3) Техническая документация на шаровую мельницу модели СМ-436
Практическая ценность работы заключается в повышении производительности готовой продукции.
Новизна данной работы заключается в разработке системы технического зрения для контроля крупности помола.
✅ Заключение
В результате выполнения выпускной квалификационной работы были решены все поставленные задачи.
Разработан алгоритм на языке программирования Python для контроля крупности помола планиметрическим методом. Система технического зрения на базе интеллектуальной камеры в паре с разработанным алгоритмом позволяет производить контроль средней крупности помола в диапазоне от 5 до 40 мм. При разрешающей способности камеры 0,2 мм на пиксель.
Синтезирован регулятор уровня внутримельничного заполнения, при настройке на технический оптимум. Получен ПИ регулятор с коэффициентами кп = 40,24 и ки = 0,062. Для этого была проведена идентификация объекта регулирования по переходной характеристике. Регулятор позволил снизить статическую ошибку регулирования крупности помола с 5 до 0 процентов.
Синтезирован регулятор крупности помола, при настройке на технический оптимум. Синтез данного регулятора происходил, основываясь на поведении объекта управления в статике. Так как на момент написания ВКР на производстве не существовало прибором для непрерывного контроля крупности помола. Полученные коэффициенты регулятора кп = 2,5 и ки = 0,01. Данный регулятор позволяет снизить количество брака, который ранее мог произойти в межпроверочный интервал.
Разработан полный комплект конструкторской документации на модернизацию системы автоматизации. Проект предполагает обслуживание двух шаровых мельниц. Выбранные технические средства автоматизации, в том числе программируемый логический контроллер, обеспечивают лёгкую интеграцию данной системы локального регулирования в автоматизированную систему управления предприятия (АСУ П).
Доказана экономическая целесообразность модернизации. При экономическом обосновании учтены капитальные затраты, расходы на обслуживание и заработную плату рабочих. Срок окупаемости проекта 2 года 3 месяца. Ежегодный экономический эффект составит 168 тыс. рублей.
Таким образом поставленные задачи можно считать решёнными.
Дальнейшие развитие системы заключается в накоплении информации о поведении объекта управления по каналу изменения крупности помола от уровня внутримельничного заполнения и дополнение регулятора крупности помола до динамического.
Разработан алгоритм на языке программирования Python для контроля крупности помола планиметрическим методом. Система технического зрения на базе интеллектуальной камеры в паре с разработанным алгоритмом позволяет производить контроль средней крупности помола в диапазоне от 5 до 40 мм. При разрешающей способности камеры 0,2 мм на пиксель.
Синтезирован регулятор уровня внутримельничного заполнения, при настройке на технический оптимум. Получен ПИ регулятор с коэффициентами кп = 40,24 и ки = 0,062. Для этого была проведена идентификация объекта регулирования по переходной характеристике. Регулятор позволил снизить статическую ошибку регулирования крупности помола с 5 до 0 процентов.
Синтезирован регулятор крупности помола, при настройке на технический оптимум. Синтез данного регулятора происходил, основываясь на поведении объекта управления в статике. Так как на момент написания ВКР на производстве не существовало прибором для непрерывного контроля крупности помола. Полученные коэффициенты регулятора кп = 2,5 и ки = 0,01. Данный регулятор позволяет снизить количество брака, который ранее мог произойти в межпроверочный интервал.
Разработан полный комплект конструкторской документации на модернизацию системы автоматизации. Проект предполагает обслуживание двух шаровых мельниц. Выбранные технические средства автоматизации, в том числе программируемый логический контроллер, обеспечивают лёгкую интеграцию данной системы локального регулирования в автоматизированную систему управления предприятия (АСУ П).
Доказана экономическая целесообразность модернизации. При экономическом обосновании учтены капитальные затраты, расходы на обслуживание и заработную плату рабочих. Срок окупаемости проекта 2 года 3 месяца. Ежегодный экономический эффект составит 168 тыс. рублей.
Таким образом поставленные задачи можно считать решёнными.
Дальнейшие развитие системы заключается в накоплении информации о поведении объекта управления по каналу изменения крупности помола от уровня внутримельничного заполнения и дополнение регулятора крупности помола до динамического.
ИЛИ
Поиск аналога
📕 Список литературы
🖼 Скриншоты
🛒 Оформить заказ
⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.