Содержание
Введение
1. Общая часть
1.1 Описание объекта автоматизации и технологического процесса
1.2 Назначение и цели создания системы
1.3 Требования к системе
1.3.1 Требования к структуре и функционированию системы, информационное обеспечение
1.3.2 Требования к стандартизации и унификации
2. Специальная часть
2.1 Обоснование необходимости модернизации существующей системы
2.2 Выбор и описание компонентов системы управления
2.3 Выбор устройства управления на основе ПЛК
2.4 Расчет конфигурации устройства управления и составление заказной спецификации
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
2.5 Выбор программных средств для решения поставленных задач
2.5.1 Требования, предъявляемые к программному обеспечению системы
2.5.2 Выбор программных средств
2.6 Составление функциональной схемы
2.7 Разработка и описание мнемосхем визуализации процесса работы системы
2.8 Составление принципиальной электрической схемы
3. Организация производства и труда
3.1 Характеристика СИТ и ее назначение
3.2 Структура УЭ АСУТПП и организация работы
3.3 Производственная структура производства
3.4 Структура СТА и ее функции
3.5 Режим работы участка промышленной автоматизации
3.6 Операции технического обслуживания, периодичность осмотров и ремонтов элементов САУ, САР участка
4. Экономика производства
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
4.1 Расчет затрат на модернизацию системы
4.2 Расчет годовой экономии
4.3 Расчет годового экономического эффекта и срока окупаемости капитальных вложений
4.4 Расчет экономической эффективности
Заключение
Список используемых источников
Введение
Металлургический комплекс — это основа индустрии. Он является фундаментом машиностроения, обеспечивающего вместе с электроэнергетикой и химической промышленностью развитие научно-технического прогресса во всех звеньях хозяйства страны. Металлургия относится к числу базовых отраслей и отличается высокой материалоемкостью и капиталоемкостью производства. Спецификой металлургического комплекса являются несопоставимый с другими отраслями масштаб производства и сложность технологического цикла.
Череповецкое Публичное Акционерное Общество «Северсталь» — крупнейшее промышленное предприятие области, а так же является одним из лидеров среди российских производителей чугуна. Сегодня трудно представить производство без автоматических систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и в то же время использование на предприятии автоматизированных систем управления на основе устаревших контроллеров связано с целым рядом серьезных проблем, среди которых:
· ограниченность вычислительных ресурсов;
· ограниченность средств обработки и предоставления информации.
В связи с этим на предприятии назрела острая необходимость замены устаревших цеховых систем автоматизации и использования современных информационных технологий. Необходимо предоставить оперативную, полную и достоверную производственную информацию специалистам и руководителям предприятия, принимающим производственные решения. Это позволило бы эффективно управлять предприятием, а также снизить аварийные ситуации.
В рамках дипломного проекта была проведена модернизация существующей системы контроля и диагностики производства гранулированного шлака на установках придоменной грануляции.
1. Общая часть
1.1 Описание объекта автоматизации и технологического процесса
Доменная печь оборудована двумя УПГШ (правой и левой), каждая из которых предназначена для приема расплавленного шлака из двух леток. Общими для обеих установок являются конвейера и склад граншлака. В состав каждой установки входят две технологические линии (рабочая и резервная). Общей для обеих линий одной установки является шламовая насосная станция.
Принципиальная технологическая схема одной линии УГШП приведена на рисунке 1.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Жидкий шлак из доменной печи по желобу 6 стекает из струи воды, выходящей из гранулятора 7, где за счет механического воздействия струи воды раздрабливается и в виде трехфазной смеси (пара, воды и частиц расплавленного шлака) поступает в приемный бункер 10, заполненный водой.
При погружении в воду частицы шлака охлаждаются и затвердевают, а образующийся при этом пар по трубе 1 за счет Самотяги выбрасывается в атмосферу. Вода из приемного бункера 10 через окна 8 и 12 поступает в колодец 17 шлакового эрлифта, переливается в камеру 19 осветленной воды, откуда забирается грунтовым насосом 20 и подается по трубе 3 в гранулятор 7 на очередной цикл грануляции.
В колодце 17 установлен шлаковый эрлифт, состоящий из трубы 13 для подвода взмучивающей воды, воздухоподводящей насадки 14, воздуховода 16, подъемной трубы эрлифта, сливной трубы 27, сепаратора 26. Для подачи взмучивающей воды в трубу 13 из камер 19 установлен насос 21 и эрлифт взмучивания 44. Для избежания забивания шлакового эрлифта случайными негабаритными предметами приемный бункер 10 перекрывается решеткой 9 (отметка минус 1500 мм) с ячейками 200х100 мм, над которой размещается барботажное устройство 11.
Под действием вводимого в насадку 14 воздуха смесь воды с граншлаком поднимается сепаратор 26, откуда самотеком по трубе 27 поступает в обезвоживатель 35 карусельного типа, выполненный в виде кольца, разделенного на шестнадцать отсеков. В каждый отсек вставляется отдельная сменная коробка 34 с вертикальной сеткой. Снизу коробки перекрываются перфорированными (сетчатыми) днищами 39, одна сторона которых шарнирно подвешивается радиальной стенке коробки, а другая сторона, снабженная роликом 40, опирается на стационарный рельс-копир 32. Соответствующий профиль укладки этого рельса при вращении обезвоживателя обеспечивает поддержание в закрытом положении днищ, в секторе загрузки и обезвоживания, а также открытие и закрытие их в секторе выгрузки обезвоженного граншлака в бункер 31.
К наружной поверхности обезвоживателя прикован кольцевой рельс 36, посредством которого обезвоживатель опирается на катки 38. Вращение обезвоживателя осуществляется электроприводом 37 через редуктор и зубчатую передачу со скоростью от 1 до 2 об/ч (от1/60 до 1/30 мин-1). Скорость вращения обезвоживателя регулируется в зависимости от степени наполнения коробок 34 граншлаком. При вращении обезвоживателя каждая коробка последовательно проходитпериоды:
· заполнение пульпой, стекающей из сепаратора 26;
· фильтрование воды от шлака через перфорацию днищ 39;
· выгрузки обезвоженного граншлака в бункер 31 и очистки перфорации.
В случае переполнения, вода из коробки 34 через переливное окно в боковой стенке сливается в водосборник 25. В этот же водосборник стекаетотфильтрованная вода из обезвоживателя через сетчатые днища 39 и по трубе 24 (или 29) поступает обратно в приемный бункер 10.
Пар из обезвоживателя 35 отводится паропроводом 28 в трубу 1.
Компенсация расхода воды на парообразование и механический унос за счет остаточной влажности граншлака осуществляется производной водой гидросмыва водосборника обезвоживателя, осветленной водой, водой из отстойника шламовой насосной станции и водой из резервной линии, расход которой регулируется оператором пульта управления УГШП. В случае аварийного переполнения вода из камеры 19 по трубе 18 переливается в дренажный лоток, далее следуя в отстойник ШНС.
Из бункера 31 граншлак воронкой 41 и трубой 42 направляется на соответствующий конвейер 43 и транспортируется на склад.
Рисунок 1 Принципиальная технологическая схема гранустановок ДП5
1.2 Назначение и цели создания системы
Назначение системы
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Установки придоменной грануляции шлака (УПГШ) предназначены для измельчения и охлаждения (грануляции) шлака, а также для гидропневмотранспортировки и обезвоживания гранулированного шлака и уборки его от доменной печи без применения шлаковозных ковшей.
Модернизация УПГШ предназначена для решения следующих задач:
· замены морально устаревших и снятых с производства программируемых контроллеров существующих локальных систем управления;
· создания эффективной АСУТП всего комплекса доменной печи c однотипным оборудованием и программным обеспечением и единой информационной базой.
Цели создания системы
Целями модернизации УПГШ являются:
· создание стабильных условий для конкурентно-способного производства чугуна за счет оптимизации управления процессом, включающей в себя своевременное представление технологическому персоналу достоверной информации о ходе процесса и состоянии оборудования, анализ и выявление тенденции хода процесса, оперативную сигнализацию о возникающих нарушениях и предотвращение аварийных ситуаций;
· гарантированное удержание намеченных показателей производства при дальнейшем сокращении потребления топлива и снижении затрат на исходные сырьевые материалы;
· реализация политики ПАО «Северсталь» по энергосбережению при ведении технологического процесса на всех участках подготовки и производства чугуна на ДП-5.
1.3 Требования к системе
1.3.1 Требования к структуре и функционированию системы, информационное обеспечение
В соответствии с современной концепцией построения АСУТП доменных печей. на передовых металлургических кампаниях за рубежом и в России, в предлагаемой структурной схеме АСУТП собственно доменной печи, блока ВН, УПГШ и ЦВС должны быть выделены 3 (три) иерархических уровня управления:
· 1-й уровень — Система контрольно-измерительных приборов;
· 2-й уровень — Система базовой автоматизации;
· 3-й уровень — Система супервизорного контроля и управления с использованием математических моделей технологических процессов;
На 1-м уровне, посредством Системы контрольно-измерительных приборов, должны решаться задачи получения первичной информации о технологическом процессе и работе оборудования, частичном представлении ее на вторичных приборах и сигнальных устройствах.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
На 2-м уровне с помощью системы Базовой автоматизации должны быть реализованы основные функции по управлению доменного процесса.
На 3-м уровне с помощью Системы супервизорного контроля и управления обеспечивается оптимизация технологического режима.
Должна быть обеспечена надежная, круглосуточная, быстродействующая сеть для связи между уровнями управления со скоростью передачи не ниже 100 Мбит/с.
Связь между уровнями осуществляется с помощью сети с протоколом Fast Ethernet, предложенный в 1995 году под именем IEEE 802.3u. Он обеспечивает пропускную способность 100 Мбит/с и использует витую пару или оптоволоконный кабель.
автоматизация доменная печь информационный
Есть возможность модернизации до Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z), что позволит увеличить быстродействие сети в десять раз до уровня 1000Мбит/с или 1Гбит/с. 1.3.2 Требования к стандартизации и унификации
АСУТП должна создаваться в соответствии с действующими в РФ стандартами, нормами и правилами, а также стандартами предприятия. Унификация проектных решений должна обеспечиваться единообразным подходом к решению однотипных задач.
Единообразный подход к решению однотипных задач должен достигаться:
· единым программно-техническим способом реализации одинаковых функций системы;
· унификацией компонентов математического, информационного, лингвистического и программного обеспечения;
· унификацией компонентов технического обеспечения.
При проектировании всех входящих в АСУТП автоматизированные подсистемы контроля и управления (АСКУ) должна обеспечиваться унификация интерфейса» человек-машина», предусматривающая унификацию форматов отображения по структуре и составу параметров, по формам их представления, способам доступа к информации.
Унификация компонентов информационного обеспечения должна быть направлена:
· в части внемашинной базы данных — на использование единой системы классификаторов документов и показателей, единых методов и средств подготовки, сбора, контроля, хранения и корректировки всех документированных сведений и сообщений, используемых в системе, а также на рациональное ограничение используемых форм документов;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· в части внутримашинной базы данных — на использование унифицированных сигналов и кодов, единых способов структуризации данных и построения баз данных, управления базами данных, доступа к базам данных и методов связывания машинных программ и данных.
Унификация лингвистического и программного обеспечения должна быть направлена:
· в части лингвистического обеспечения — на использование рационального взаимодействия соответствующих категорий персонала с вычислительной техникой и способов организации этого диалога;
· в части общего программного обеспечения — на максимальное использование стандартных программных средств — пакетов системных и прикладных программ и программных модулей, SQL-серверов, WEB-серверов, SCADA-систем, ОРС-серверов, драйверов;
· в части прикладного программного обеспечения — на использование методов структурного программирования, модульного принципа построения программных компонентов и на единообразные связи между программными модулями на основе единых программных интерфейсов.
Унификация компонентов технического обеспечения должна быть направлена на:
· использование рационально ограниченного количества типов датчиков технологических параметров и показателей, а также вторичных и иных измерительных преобразователей и приборов;
· применение однотипных ПЛК, средств вычислительной техники, обладающих свойствами электрической, конструктивной, логической и информационной совместимости, имеющих единую систему интерфейсов.
· применение единых способов и средств организации межмашинной связи и передачи информации в пределах всей системы;
· использование одинаковых средств и способов конструктивной и эргономической компоновки технических средств операторского интерфейса по всем щитам, постам управления.
Должна быть обеспечена преемственность положительных технических решений, примененных в АСУТП доменных печей ПАО «Северсталь».
2. Специальная часть
2.1 Обоснование необходимости модернизации существующей системы
Средства автоматизации, на которых реализована УПГШ, а именно программируемый логический контроллер ADAM 5000/485 и SCADA-система Трэйс Моуд, морально и физически устарели. Это в первую очередь проявляется в ограниченности вычислительных ресурсов и средств обработки и предоставления информации.
С помощью современных программируемых логических контроллеров становится возможно разрешение этой проблемы, а также создание эффективной АСУТП всего комплекса доменной печи c однотипным оборудованием и программным обеспечением, и единой информационной базой, что позволит предоставлять оперативную, полную и достоверную производственную информацию специалистам и руководителям предприятия, принимающим производственные решения. Это позволило бы эффективно управлять предприятием, а также снизить аварийные ситуации. 2.2 Выбор и описание компонентов системы управления
Средства автоматизации нижнего уровня, а именно датчики и исполнительные механизмы, не претерпели изменений. Сапфир 22М-ДИ, Сапфир 22М-ДД, Механизм исполнительный однооборотный МЭО-250/63-0,25, Термопреобразователь сопротивления ТСМ/ТСП 012-000, Уровнемер магнитострикционный АТ100, Весы конвейерные М8400-8.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Сапфир 22М-ДИ
Рисунок 2. Внешний вид преобразователя Сапфир 22М-ДИ
Преобразователи САПФИР 22М-ДИ предназначены для преобразования избыточного давления жидких и газообразных сред в унифицированный токовый выходной сигнал.
Технические характеристики:
Выходные сигналы: 0…5; 4…20 мА
Питание от внешних источников постоянного тока для преобразователей с выходным сигналом:
· 0.5 мА: 15…42 В;
· 4.20 мА: 36 В.
Исполнения по взрывозащите: 1ExsdllBT4/H2
Относительная влажность воздуха при температуре 35°С: 95 %
Степень защиты: IP54
Виброустойчивость: L3
Габаритные размеры:
модель 2110, 2210, 2310: 125х225х265 мм;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
остальные модели: 112х189х262 мм.
Масса;
модель 2110, 2210, 2310: не более 11,9 кг;
остальные модели: не более 6,3 кг.
Сапфир 22М-ДД
Рисунок 3. Внешний вид преобразователя разности давления Сапфир 22М-ДД
Преобразователи разности давлений САПФИР 22М-ДД предназначены для преобразования в унифицированный токовый сигнал:
· разности давлений жидких и газообразных сред, в т. ч. кислорода (перепадомеры);
· уровня жидкости (уровнемеры);
· расхода жидкости, пара, газа, в т. ч. кислорода (расходомеры).
Технические характеристики:
Выходные сигналы: 0…5; 4…20 мА.
Выходные сигналы для преобразователей уровня: 5…0; 20…4 мА.
Питание от внешних источников постоянного тока:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· для преобразователей с сигналом 4…20; 20…4 мА: 15…42 В;
· для преобразователей с сигналом 0…5; 5…0 мА: 6 ± 0,72 В;
Исполнения по взрывозащите: 1ExsdllBT4/H2
Относительная влажность: не более 98 %
Масса:
· модели 2410: не более 11,9 кг;
· остальных моделей: не более 5,8 кг.
Габариты:
· модели 2410: не более 125х223х265 мм;
· остальных моделей: не более 125х220х215 мм
ТСМ / ТСП 012-000
Термопреобразователи сопротивления ТСМ/ТСП 012-000 предназначены для измерения температуры газообразных и жидких химически неагрессивных, а также агрессивных сред, не разрушающих защитную арматуру.
Рисунок 4. Внешний вид термопреобразователя сопротивления ТСМ/ТСП 012-000
Технические характеристики:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Рабочий диапазон температур: — 50. +180°С *
Номинальная статическая характеристика:
· ТСМ — 50М или 100М
· ТСП — 50П, 100П или Pt100
Показатель тепловой инерции: не более 30 с
Условное давление рабочей среды, Py: 0,4 МПа
Материал защитной арматуры: сталь 12Х18Н10Т
Схема соединений: двух, трех или четырехпроводная
Защищенность от воздействия пыли и воды: IP55
Устойчивость к воздействию вибрации: N3
МЭО-250/63-0,25
Рисунок 5. Внешний вид МЭО-250/63-0,25
Технические характеристики:
Наименование: Электропривод
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Обозначение: МЭО-250/63-0,25
Исполнение привода: Общего назначения со штепсельным разъемом или сальниковым вводом
Крутящий момент на выходном валу, Н*м: 250
Частота вращения выходного вала, об/мин: 0.25
Полный ход вала, Об: 0.25
Масса, кг: 27
Напряжение, В: 220
Мощность, кВт: 2,4
Время срабатывания, сек: 63
Весы конвейерные М8400-8
Рисунок 6. Конвейерные весы
Конвейерные весы предназначены для определения производительности отгрузки сыпучих материалов. Весы имеют функцию учета массы отгружаемого материала и текущей производительности конвейера, интерфейс связи RS 485, токовый выход с диапазонами значений (уточняется при заказе): 0… 5 мА, 4… 20 мА,
… 20 мА. Ширина конвейерной ленты — 2000 мм.
Весы состоят из двух основных узлов: грузоприемного устройства (ГПУ) и измерительной системы. ГПУ монтируется на став конвейера (1). ГПУ состоит из двух опорных балок (2) и двух подвесных балок (3). В состав измерительной системы входят 4 тензометрических датчика (4), датчик скорости ленты М4207 (ИДС1) (6), тензоизмеритель конвейерный М0600-К6 и соединительные кабели.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Уровнемер магнитострикционный АТ100
Рисунок 7 Уровнемер магнитострикционный АТ100
Работа АТ100 основана на принципе магнитострикции. Направляющая трубка содержит в себе провод, по которому через фиксированные промежутки времени проходят импульсы тока. Взаимодействие импульса тока с магнитным полем поплавка приводит к возникновению в проводе крутильной деформации в месте нахождения поплавка, которая в виде механической волны распространяется вдоль провода с известной скоростью в оба конца. Запатентованный пьезомагнитный чувствительный элемент, размещённый в корпусе прибора, преобразует полученные механические волны в электрический импульс. С помощью микропроцессорной электроники измеряется интервал времени между отправленным и принятым импульсами, который пропорционален измеряемому уровню.
Технические характеристики:
· Точность: 0,01%
· Повторяемость: 0,005% от полного диапазона
· Нелинейность: 0,01%
· Максимальное давление: 210 кгс/см2
· Минимальная удельная плотность: 0,4
· Диапазон измерений уровня: 1 — 22 м
· Съёмный блок электроники
· Измерение уровня и раздела фаз в одном приборе
· Выходной сигнал: 4 — 20 мА
· Взрывозащита: EEx ia II BT6 EEx d IIC T6 2.3 Выбор устройства управления на основе ПЛК
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
До модернизации система визуализации базировалась на программируемом логическом контроллере ADAM 5000/485.
Рисунок 8 Схема централизованного контроля и анализа процесса грануляции шлака УПГШ ДП №5
Таблица 1 Наименование компонентов схемы централизованного контроля и анализа процесса грануляции шлака УПГШ ДП №5
Изделия серии ADAM-5000/485 предназначены для создания территориально-распределенных систем сбора данных и управления. Устройство ADAM-5000/485 состоит из двух компонентов: базового блока и модулей ввода-вывода. В базовый блок может быть установлено до 4 модулей ввода-вывода, обеспечивающих до 64 каналов дискретного ввода-вывода или до 32 каналов аналогового ввода. Имеется возможность гибкого конфигурирования системы в зависимости от количества и вида контролируемых параметров, а также от расположения контролируемых объектов.
Характеристики ADAM-5000/485:
Технические данные:
· тип процессора: 16-разрядный;
· объем ОЗУ: 32 кбайт;
· объем флэш-ПЗУ: 128кбайт;
· количество обслуживаемых модулей ввода-вывода: 4;
· сторожевой таймер: встроен;
· мощность, потребляемая блоком процессора: 1,0 Вт;
· дополнительный порт последовательной связи: RS-232.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Гальваническая изоляция:
· напряжение изоляции интерфейса RS-485: 2500 В постоянного тока;
· напряжение изоляции цепей питания: 3000 В постоянного тока;
· напряжение изоляции модулей ввода-вывода: 3000 В постоянного тока.
Средства проверки работоспособности:
· светодиодная индикация состояния подсистем питания, коммуникационной и процессора;
· автоматическая самопроверка при включении питания;
· удаленная программная диагностика.
Подсистема последовательной связи:
· физическая среда: двухпроводная симметричная линия, RS-485;
· скорость обмена: 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 бит/с;
· максимальная протяженность линии связи: 1200 м;
· сетевой протокол: полудуплексный, символьный ASCII;
· проверка наличия ошибок: с использованием контрольной суммы;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· формат асинхронной передачи данных: 1 старт-бит, 8 бит данных, 1 стоп-бит, без контроля четности;
· максимальное количество устройств ADAM-5000/485, подключаемых к одному последовательному порту: до 256;
· защита портов последовательной связи: подавление импульсных помех в линии связи.
Требования по питанию:
· напряжение питания: от 10 до 30 В постоянного тока, нестабилизированное;
· защита от изменения полярности. напряжения питания.
Механические характеристики:
· материал корпуса: пластик ABS;
· извлекаемые клеммные колодки с винтовой фиксацией: сечение жил проводников от 0,5 до 2,5 мм2.
Условия эксплуатации:
· диапазон рабочих температур: от — 10 до +70 оС;
· диапазон температур хранения: от — 25 до +85 оС;
· относительная влажность воздуха: от 5 до 95% без конденсации влаги.
Технические характеристики контроллера Simatic S7-400:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
SIMATIC S7-400 — это модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения систем автоматизации средней и высокой степени сложности.
Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур локального и распределенного ввода-вывода, широкие коммуникационные возможности, множество функций, поддерживаемых на уровне операционной системы, удобство эксплуатации и обслуживания обеспечивают возможность получения рентабельных решений для построения систем автоматического управления в различных областях промышленного производства.
Эффективному применению контроллеров способствует возможность использования нескольких типов центральных процессоров различной производительности, наличие широкой гаммы модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных модулей и коммуникационных процессоров.
SIMATIC S7-400 является универсальным контроллером. Он отвечает самым жестким требованиям промышленных стандартов, обладает высокой степенью электромагнитной совместимости, высокой стойкостью к ударным и вибрационным нагрузкам. Установка и замена модулей контроллера может производиться без отключения питания («горячая замена»).
Широкие возможности конфигурирования системы ввода-вывода:
· К базовой стойке может подключаться до 21 стойки расширения по схемам централизованной или распределенной конфигураций.
· Соединение через интерфейсные модули. Базовая стойка может быть укомплектована 6-ю интерфейсными модулями, устройства расширения ввода-вывода — 1. Каждый модуль имеет по два разъема для подключения двух линий связи. Только два из этих модулей могут питать стойки расширения по линиям связи.
· Централизованные конфигурации применяются в тех случаях, когда и базовая стойка, и стойки расширения ввода-вывода размещаются в одном помещении или одном шкафу управления. С помощью каждого интерфейсного модуля к базовой стойке (СС) можно подключить до 4 стоек расширения ввода-вывода (EU). Если необходимо, линия питания =5В одновременно
· может использоваться и для передачи информации. Максимальное расстояние между базовой стойкой и последней стойкой расширения может достигать 1.5м при питании стоек расширения напряжением =5В по кабелю связи и 3м при наличии блоков питания в стойках расширения.
· В децентрализованных системах с интенсивным обменом данными в качестве устройств расширения рекомендуется использовать системы ЕТ 200, подключаемые к базовой стойке по сети PROFIBUS-DP. Через интерфейс PROFIBUS-DP к центральному контроллеру может быть подключено до 125 устройств ЕТ 200. При использовании волоконно-оптической линии связи максимальное расстояние между базовой стойкой и последним устройством ЕТ 200 может достигать 23 км.
Хорошо продуманная конструкция контроллера существенно упрощает его обслуживание:
· Модули легко устанавливаются на посадочные места монтажной стойки и фиксируются винтами.
· Во все монтажные стойки встроена параллельная шина (Р-шина) для скоростного обмена данными с сигнальными и функциональными модулями. Все стойки, за исключением ER1 и ER2 имеют последовательную коммуникационную шину (К-шину) для скоростного обмена большими объемами данных с функциональными модулями и коммуникационными процессорами.
· Возможность замены модулей без демонтажа внешних цепей. Съемные фронтальные соединители с механической кодировкой, исключающей возможность установки соединителяна модуль другого типа.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· Наличие фронтальных соединителей с винтовыми, защелкивающимися и пружинными контактами.
· Более гибкие варианты подключения внешних цепей обеспечивают соединители TOP Connect, позволяющие вынести все точки соединения с фронтальных панелей модулей.
· Наличие защитных крышек, закрывающих терминалы для подключения внешних цепей.
· Возможность установки всех модулей, за исключением блоков питания и интерфейсных модулей, в любой свободный разъём стойки.
Технические характеристики:
1) Степень защиты — IP 20
2) Диапазон рабочих температур:
· для вертикальной установки — 0 … 40°C
3) Относительная влажность — 5 … 95%, без конденсата
) Атмосферное давление — 795 … 1080 гПа
5) Электромагнитная совместимость — Соответствует требованиям German EMC Legislation:
· по EN 50082-2 (устойчивость к шумам), испытания по: IEC 801-2, ENV 50140, IEC 801-4, ENV 50141, IEC 801-5;
· Наводки по EN 50081-2, испытания по EN 55011, класс A, группа 1
6) Механические воздействия:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· Вибрация — IEC 68, часть 2-6/10 … 58 Гц; постоянная амплитуда 0.075 мм; 58 … 150 Гц;
· Постоянное ускорение 1 g;
· Длительность вибраций: 10 частотных циклов по каждой из трех взаимоперпендикулярных осей
7) Ударные нагрузки:
· IEC 68, часть 2-27/ полусинусоидальное:
· Пиковая ударная нагрузка 15 g, длительностью 11мс
Как видно из приведенных сравнительных характеристик, современный аналог контроллера ADAM 5000/485 значительно превосходит его по количеству входных и выходных сигналов, а также по возможности конфигурирования сложных систем, в том числе с их последующей модернизацией и расширением.
В соответствии с политикой предприятия унификация компонентов технического обеспечения должна быть направлена на:
· использование рационально ограниченного количества типов датчиков технологических параметров и показателей, а также вторичных и иных измерительных преобразователей и приборов;
· применение однотипных ПЛК, средств вычислительной техники, обладающих свойствами электрической, конструктивной, логической и информационной совместимости, имеющих единую систему интерфейсов.
· применение единых способов и средств организации межмашинной связи и передачи информации в пределах всей системы;
· использование одинаковых средств и способов конструктивной и эргономической компоновки технических средств операторского интерфейса по всем щитам, постам управления.
Должна быть обеспечена преемственность положительных технических решений, примененных в АСУТП доменных печей ПАО «Северсталь».
В связи с тем, что подавляющее большинство АСУТП доменных печей ПАО «Северсталь» реализовано на базе контроллера Simatic S7-400, принято решение использовать именно его. Что сделает возможным создание эффективной АСУТП всего комплекса доменной печи c однотипным оборудованием и программным обеспечением и единой информационной базой. 2.4 Расчет конфигурации устройства управления и составление заказной спецификации
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Компоненты используемые при конфигурации контроллера Simatic S7-400 приведены в таблице 2.
Таблица 2 Компоненты программируемого логического контроллера Simatic S7-400
На каждый из двух контроллеров подаются следующие сигналы (приведены для контроллера левой гранустановки, для правой — соответственно заменить индекс 1 на 3, а 2 на 4):
· Температура воды на гранулятор 1
· Температура воды на гранулятор 2
· Температура воздуха на эрлифт 1
· Температура воздуха на эрдифт 2
· Температура сжатого воздуха на обе гранустановки
· Давление воды на гранулятор, линия 1
· Давление воды на гранулятор, линия 2
· Давление воздуха к эрлифту, линия 1
· Давление воздуха к эрлифту, линия 2
· Давление осветленной воды, левая установка
· Расход воды на взмучивание к эрлифту, линия 1
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· Расход воды на взмучивание к эрлифту, линия 2
· Расход воды на взмучивание от насоса, линия 1
· Расход воды на взмучивание от насоса, линия 2
· Расход воздуха к эрлифту, линия 1
· Расход воздуха к эрлифту, линия 2
· Расход осветленной воды, левая установка
· Расход воды на уплотнение сальников, левая установка
· Расход сжатого воздуха под решетки, левая установка
· Давление сжатого воздуха на обе гранустановки
· Расход сжатого воздуха на обе установки
· Расход граншлака, линия 1
· Расход граншлака, линия 2
· Уровень граншлака, линия 1
· Уровень граншлака, линия 2
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Зная количество входных сигналов, можно сконфигурировать контроллер и составить заказную спецификацию:
Рисунок 9 Шкаф PLC91 (101). Общий вид
Таблица 3 Спецификация
2.5 Выбор программных средств для решения поставленных задач
2.5.1 Требования, предъявляемые к программному обеспечению системы
Под информационным обеспечением понимается в соответствии с ГОСТ 34.003-84 совокупность реализованных решений по объемам, размещению и формам организации представления информации, циркулирующей в АСУТП ДП-5 при ее функционировании. К информационному обеспечению должны относиться перечни входных и выходных сигналов, вводимых данных, информация, содержащаяся в базах данных и в документации, необходимой для эксплуатации системы.
Состав и объем информационного обеспечения АСУТП ДП-5 должны быть достаточными для выполнения всех функций системы, а также для организации и управления всеми процессами в системе.
Вся информация о технологических параметрах, используемая в АСУТП, за исключением нормативно — справочной, должна вводится в систему автоматически.
Информационное обеспечение АСУТП ДП-5 должно быть совместимо с ИО АСУТП ДП-1, АСУТП ДП-2 и АСУП доменного цеха, работающих на платформе «клиент-сервер» с использованием сервера баз данных «ORACLE». Должна быть обеспечена возможность информационного обмена между компонентами системы, запись и получение информации с сервера баз данных информационной системы доменного цеха и корпоративной сетью ПАО «Северсталь» по протоколу TCP/IP.
Должна быть обеспечена единая система кодирования параметров при разработке структуры баз данных базовой системы автоматизации и супервизорной системы.
В состав информационного обеспечения при проектировании должны быть включены:
· таблицы с описанием входных сигналов;
· структура и описания внутримашинных баз данных;
· отчетные документы и экранные формы представления данных.
Требования к защите информации от несанкционированного доступа:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Программное обеспечение (ПО) ПЛК базовой автоматизации и прикладное ПО рабочих станций систем 3-го и 4-го уровней АСУТП должно иметь 2-х уровневую защиту от несанкционированного доступа.
ПО ПЭВМ рабочих станций визуализации должно иметь защиту от несанкционированного прерывания работы с выходом в операционную систему, в том числе в процессе перезагрузки системы.
Требования по сохранности информации при авариях:
Должны быть предусмотрены меры защиты информации от помех и при авариях в системе электроснабженияк для ПЛК, серверов и ПЭВМ-рабочих станций базовой системы автоматизации и системы 3-го уровня. При авариях должна быть обеспечена сохранность:
· операционных систем;
· исполнительных модулей прикладного программного обеспечения;
· систем управления базами данных;
· массивов регистрируемых (архивируемых) параметров;
· массивов нормативно-справочной информации. 2.5.2 Выбор программных средств
До модернизации визуализация системы реализовывалась с помощью SCADA-системы Трейс Моуд.
Trace Mode — это программный комплекс, предназначенный для разработки, настройки и запуска в реальном времени систем управления технологическими процессами. Все программы, входящие в Trace Mode, делятся на 2 группы:
· инструментальная система разработки АСУ;
· исполнительные модули (runtime).
Инструментальная система включает в себя три редактора:
· редактор базы каналов;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· редактор представления данных;
· редактор шаблонов.
В них разрабатываются: база данных реального времени, программы обработки данных и управления, графические экраны для визуализации состояния технологического процесса и управления им, а также шаблоны для генерации отчетов о работе производства.
В зависимости от лицензии инструментальная система позволяет создавать объекты на разное количество каналов. Существуют следующие градации инструментальных систем по количеству точек ввода-вывода в одном узле проекта: 128, 1024, 32000х16, 64000х16.
Исполнительные модули — это программы, под управлением которых запускается АСУ, созданная в инструментальной системе. В группу исполнительных модулей входят следующие программы:
· MPB;
· NetLink MPB;
· Adaptive Control MPB;
· MPB Модем +;
· Double Force MPB;
· Double Force NetLink MPB;
· Adaptive Control Double Force MPB;
· NetLink Light;
· SUPERVISOR;
· Глобальный регистротор;
· Сервер документирования;
· Консоль тревог;
· Микро MPB;
· Микро MPB Модем +;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· Микро MPB GSM +;
· GSM-активатор;
· WEB-активатор.
Первые двенадцать мониторов предназначены для организации работы верхнего и административного уровней АСУ.
Микро MPB, Микро MPB Модем +, Микро MPB GSM + предназначены для работы в контроллерах нижнего уровня систем управления, естественно, при условии наличия в них операционной системы MS DOS.
Системные требования:
· ПК, совместимый с IBM PC;
· процессор не ниже PENTIUM-100 или аналог (рекомендуется PENTIUM-200MMX);
· операционная система — Windows 95 (не ниже 4.00.950В) или Windows NT (не ниже 4.0);
· оперативная память — не менее 32 Мб для Windows NT (рекомендуется 64 Мб);
· объем на жестком диске — 55 Мб;
· объем видеопамяти — не менее 1 Мб;
· разрешение экрана — не менее 800х600.
Унификация лингвистического и программного обеспечения должна быть направлена:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
· в части лингвистического обеспечения — на использование рационального взаимодействия соответствующих категорий персонала с вычислительной техникой и способов организации этого диалога;
· в части общего программного обеспечения — на максимальное использование стандартных программных средств — пакетов системных и прикладных программ и программных модулей, SQL-серверов, WEB-серверов, SCADA-систем, ОРС-серверов, драйверов;
· в части прикладного программного обеспечения — на использование методов структурного программирования, модульного принципа построения программных компонентов и на единообразные связи между программными модулями на основе единых программных интерфейсов.
В соответствии с политикой предприятия в области стандартизации и унификации предлагается использовать SCADA-систему WinCC, как наиболее широко применяемую в АСУТП комплекса доменных печей.
WinCC — первый в мире IHMI (Integrated Human Machine Interface — Интегрированный Человеко-Машинный интерфейс) — программная среда, которая полностью интегрирует программное обеспечение для управление установкой в автоматизированный процесс. Его дружественные к пользователю компоненты автоматизации предлагают беспроблемную интеграцию в новые или уже существующие установки.
WinCC комбинирует современную архитектуру приложений Windows NT с простотой использования графической разработки программ. Он предоставляет все необходимые функции для построения полного мониторинга процесса и решения задач управления.
WinCC содержит:
WinCC среда разработчика:
· Graphics — создание представления установки на экран;
· Archiving — запись со штампом времени данных/событий в базу данных SQL;
· Reports — генерация отчетов на основе запрашиваемых данных;
· Data Management — определение и сбор данных по всей установке.
WinCC runtime:
· предоставляет оператору на уровне установки или в пункте управления интерфейс к приложениям производственного уровня.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Аппаратные требования для WinCC.
WinCC поддерживает все стандартные платформы PC на базе Intel. Хотя достаточно и минимальной конфигурации, для удобной и нормальной работы WinCC следует использовать рекомендованные значения.
Таблица 4 Минимальные и рекомендованные значения для WinCC
Программные требования для WinCC:
Для запуска WinCC необходима 32 разрядная Операционная Система (ОС) Windows от Microsoft. Можно использовать Windows 95 или Windows NT 4.0 или более высокие версии ОС.
Программирование контроллера осуществляется на языке STEP7.
Аппаратно-программная настройка и обслуживание микропроцессорной техники систем автоматического управления осуществляется с помощью STEP 7.
STEP 7 — это пакет стандартного программного обеспечения, используемый для конфигурирования и программирования программируемых логических контроллеров SIMATIC. Он является частью промышленного программного обеспечения SIMATIC. Имеются следующие версии стандартного пакета STEP 7:
· STEP 7 Micro/DOS и STEP 7 Micro/Win для относительно простых автономных приложений на SIMATIC S7-200;
· STEP 7 Mini для относительно простых автономных приложений на SIMATIC S7-300 и SIMATIC С7-620;
· STEP 7 для приложений на SIMATIC S7-300/S7-400, SIMATIC M7-400 и SIMATIC C7 с более широким набором функций:
может быть расширен по выбору программными продуктами, имеющимися в промышленном программном обеспечении SIMATIC;
возможность назначения параметров функциональными модулями и коммуникационным процессорам;
принудительный и многопроцессорный режим;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
связь через глобальные данные;
управляемая событиями передача данных с использованием коммуникационных функциональных блоков;
проектирование соединений.
Основные задачи
При решении задачи автоматизации с помощью STEP 7 появляется ряд основных задач. Следующий рисунок показывает задачи, которые должны быть решены для большинства проектов, и ставит им в соответствие базовые процедуры.
Рисунок 10 Основные задачи при решении задач автоматизации с помощью STEP 7
Альтернативные процедуры.
Как показано на рисунке в распоряжении есть две альтернативы:
· можно сначала сконфигурировать аппаратуру, а затем программировать блоки;
· можно сначала запрограммировать блоки, не конфигурируя аппаратуру. Это рекомендуется для работ, связанных с эксплуатацией и обслуживанием, например, для встраивания программных блоков в существующий проект.
2.6 Составление функциональной схемы
Рисунок 11 УПГШ. Схема функциональная
2.7 Разработка и описание мнемосхем визуализации процесса работы системы
Рисунок 12 Главная мнемосхема левой УПГШ
На главной мнемосхеме УПГШ отображаются основные параметры состояния системы, такие как: расход, давление, температура сжатого воздуха; расход и давление воды; производительность гранустановок.
Рисунок 13 График уровня воды
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Также, можно посмотреть изменение требуемого параметра по времени, задав соответствующий интервал.
2.8 Составление принципиальной электрической схемы
Рисунок 14. Принципиальная электрическая схема
3. Организация производства и труда
3.1 Характеристика СИТ и ее назначение
В настоящее время идет повсеместное использование средств автоматики для улучшения производительности труда и контроля качества продукции, в том числе и на «Северстали», что делает цех занимающийся поддержкой, ремонтом, разработкой этих средств ключевой единицей в структуре предприятия.
Служба информационных технологий (СИТ) предназначена для:
· обеспечения бесперебойной работы аппаратного и программного обеспечения АСУП;
· обеспечения оперативной поддержки пользователей АСУП;
· управления ожиданиями пользователя;
· унифицирования методов и подходов в развитии АСУП;
· для сопровождения АСУТП в подразделениях Общества;
· повышения надежности работу АСУТП;
· обеспечения контроля качества сырья. 3.2 Структура УЭ АСУТПП и организация работы
Структуру СИТ составляют два подразделения: Управление эксплуатации автоматических систем управления технологическим процессом (АСУ ТП) и Управление эксплуатации производства, корпоративных информационных систем (УЭ П, КИС).
УЭ АСУ ТП предназначено для обеспечения надежной и безопасной работы ИТ-систем в составе систем промышленной автоматизации, систем автоматизации технологических процессов и систем неразрушающего контроля технологических агрегатов ПАО «Северсталь» с целью достижения высоких показателей производства и качества продукции.
УЭ П, КИС занимается разработкой и сопровождений прикладных программных продуктов, таких как: «Управление продажами», «Управление производством», «Обеспечение технологических процессов», «Управление закупками и запасами», «Управление основными фондами» и др.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Рисунок 15 Структурная схема УЭ АСУТП
Основные задачи:
· сопровождение АСУ ТП в подразделениях Общества;
· обеспечение и проведение контроля качества сырья, материалов, оборудования и выпускаемой продукции средствами и системами неразрушающего контроля;
· метрологическое обеспечение АСУ ТП в рамках действующей системы менеджмента качества;
· повышение надежности работы АСУ ТП;
· обеспечение радиационной безопасности при эксплуатации радиоизотопных приборов (РИП);
· обеспечение нормативных требований по предупреждению чрезвычайных ситуаций (ЧС) при эксплуатации, реконструкции, техническом перевооружении, ремонтах производственных объектов.
3.3 Производственная структура производства
Рисунок 16. Доменный цех в структуре предприятия
3.4 Структура СТА и ее функции
Рисунок 17 Структурная схема СТА участка
Специалисты данного участка занимаются внедрением, наладкой, ремонтом и сопровождением средств автоматизации, в таких цехах комбината как Доменный, Известково-доломитный, Агломерационный. 3.5 Режим работы участка промышленной автоматизации
Начало работы участка промышленной автоматизации в 7.30, окончание в 16.30. Организовано круглосуточное обслуживание участка специалистами по эксплуатации АСУ ТП АГП, ДЦ, ИДЦ. 3.6 Операции технического обслуживания, периодичность осмотров и ремонтов элементов САУ, САР участка
Все устройства, механизмы и сооружения должны подвергаться плановым осмотрам и ремонтам специальными ремонтными бригадами согласно графику, утвержденному начальником доменного цеха. Обслуживающий персонал гранустановок должен следить за исправностью оборудования постоянно.
Каждую технологическую линию выводить из работы для осмотра, очистки от шлаковых отложений и профилактического ремонта не реже, чем через две недели. Сроки между осмотрами и ремонтами не должны превышать указанных в таблице 6.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
При авариях и поломках отдельных механизмов и узлов гранустановок их ремонты производить немедленно с целью обеспечения максимального резерва.
Капитальные ремонты обезвоживателей, бункеров граншлака, приемных бункеров, камер осветленной воды, колодцев эрфлитов и труб для отвода пара приурочивать к капитальным ремонтам доменной печи.
Все сооружения, механизмы и устройства необходимо содержать в чистоте, своевременно производить окраску, не допуская появления коррозии.
При необходимости замены сальников, прокладок, подшипников, крепежных деталей и т.п. применять только те материалы и марки, которые предусмотрены проектом.
При осмотре и ремонтах механизмов выполнять инструкции заводов-изготовителей. По обезвоживателям пользоваться инструкцией Уральского завода тяжелого машиностроения (УЗТМ).
Обнаруженный при эксплуатации неисправности записывать в «Журнал учета неисправностей».
После проведения ремонтов и профилактических мероприятий оборудование и механизмы должны быть опробованы и проверены на предмет обеспечения технологических параметров.
Все оборудование резервной технологической линии (насосы, эрфлиты, обезвоживатели), не находящиеся в ремонте, один раз в смену запускать, для профилактики оседания взвеси в трубопроводах и емкостях, при наличии воды в технологической линии.
Таблица 6. Сроки между планово-предупредительными осмотрами и ремонтами устройств, механизмов и сооружений гранустановок
4. Экономика производства
В мировой черной металлургии развивается и углубляется международное разделение труда. Развитые страны всеми силами стремятся закрепить за собой нишу производства продукции с высокой добавленной стоимостью, оставляя за развивающимися странами и СНГ роль поставщиков сырья. Приоритетным направлением развития предприятий черной металлургии является замена физически и морально устаревшего оборудования на современные аналоги. 4.1 Расчет затрат на модернизацию системы
Капитальные вложения — это единовременные затраты на увеличение объема основных средств с целью расширения производства — совокупность экономических ресурсов, направляемых на воспроизводство основных средств. Капитальные вложения разделяют на прямые — вложения непосредственно в объект инвестирования и косвенные, сопряженные — вложения в сопряженные с основным объекты, в производственную и социальную инфраструктуру основных объектов инвестирования. Источниками финансирования капитальных вложений являются прибыль, часть амортизационных отчислений, кредиты.
Затраты на модернизацию системы складываются из следующих основных статей:
затраты на демонтаж старого оборудования включая остаточную стоимость демонтированного оборудования;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
— затраты на приобретение нового оборудования;
затраты на монтаж оборудования включая затраты на инструмент, материалы и рабочую силу.
Затраты на демонтаж оборудования составляют:
Кд=Кт+Ки+Коф+Кпр+Кост-Клик, (1)
где Кд — затраты на демонтаж оборудования, руб;
Кт — трудовые затраты, руб;
Ки — затраты на инструмент, руб;
Коф — затраты на использование основных фондов, руб;
Кпр — прочие затраты на демонтаж, руб;
Кост — остаточная стоимость ликвидируемых основных фондов, руб;
Клик — ликвидационная стоимость основных фондов, руб.
Затраты на демонтаж составляют 10 000 руб., трудовые затраты — 5 000 руб., затраты на инструмент — 3 000 руб., прочие затраты на демонтаж — 2 000 руб., остальные статьи затрат отсутствуют: Коф — т.к. не используется подъемно транспортное оборудование, Кост и Клик — т.к. демонтируемые оборудование отслужило свой срок службы и не подлежит дальнейшему использованию.
Из вышеперечисленного следует, что затраты на демонтаж оборудования составляют:
Кд=10 000+5 000+3 000+2 000=20 000 руб
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Затраты на приобретение и монтаж оборудования можно найти по формуле:
Кпмо=Цо* (1+ктр+км+кф), (2)
где Кпмо — затраты на приобретение и монтаж оборудования, руб;
Цо — цена приобретаемого оборудования, руб;
ктр — коэффициент транспортно-заготовительных расходов;
км — коэффициент, учитывающий затраты на монтаж и освоение;
кф — коэффициент, учитывающий затраты на сооружение фундамента.
Затраты на приобретение оборудования приведены в таблице 7.
Таблица 7. Стоимость внедряемых средств автоматизации
Зная стоимость оборудования можно определить затраты на приобретение и монтаж, принимая во внимание, что коэффициент, учитывающий затраты на сооружения фундамента равен нулю — коэффициент транспортно-заготовительных расходов в пределах 0,05 — 0,08, а коэффициент, учитывающий монтаж и освоение от 0,06 до 0,15.
Кпмо=845 910* (1+0,07+0,1) =989 715 руб.
В результате единовременные затраты на модернизацию системы составят:
К=Кд+Кпмо, (3)
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
где К — затраты на модернизацию системы, руб.;
Кд — затраты на демонтаж оборудования, руб.;
Кпмо — затраты на приобретение и монтаж оборудования, руб.
К=20 000+989 715=1 009 715 руб. 4.2 Расчет годовой экономии
Модернизация верхнего уровня УПГШ позволяет экономить объем используемого сжатого воздуха. Иные источники энергии не экономятся, так как вода находится в водооборотном цикле и практически не расходуется, а потребление электроэнергии не изменилось. Благодаря этому и достигается годовая экономия от внедрения системы.
Годовая экономия рассчитывается по следующей формуле:
Эг= Зз. в. до-Зз. в. после, (4)
Где Эг — годовая экономия, руб.;
Зз. в. до — затраты сжатого воздуха до модернизации за год, руб.;
Зз. в. после — затраты сжатого воздуха после модернизации за год, руб.
Затраты на сжатый воздух до модернизации:
Зв. до=Vв*Цв*12, (5)
где
Зз. в. до — затраты на сжатый воздух до модернизации за год, руб;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Vв — объем используемого сжатого воздуха в месяц, тыс. куб.;
Цв — цена сжатого воздуха, руб за тыс. куб.
Затраты на сжатый воздух после модернизации:
Зв. после=Vв*Цв*12, (6)
где Зз. в. после — затраты на сжатый воздух до модернизации за год, руб;
Vв — объем используемого сжатого воздуха в месяц, тыс. куб.;
Цв — цена сжатого воздуха, руб за тыс. куб.
Таблица 8 Технико-экономические показатели (за месяц)
Зв. до=5 460*161,75*12= 10 597 860 руб.
Зв. после=4 940*161,75*12= 9 588 540 руб.
Эг= 10 597 860-9 588 540=1 009 320 руб. 4.3 Расчет годового экономического эффекта и срока окупаемости капитальных вложений
Годовой экономический эффект находится как разница годовой экономии и дополнительных эксплуатационных затрат:
Эф= Эг-Здоп, (7)
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
где Эф — годовой экономический эффект, руб.;
Эг — годовая экономия, руб.;
Здоп — дополнительные эксплуатационные затраты, руб.
Дополнительные эксплуатационные затраты находятся по формуле:
Здоп = АМд + Ни + Рпр, (8)
где АМд — дополнительные амортизационные отчисления, руб.;
Ни — налог на имущество, руб.;
Рпр — прочие дополнительные эксплуатационные расходы, руб.
Дополнительные амортизационные отчисления:
АМд = (На*К) /100, (9)
где АМд — дополнительные амортизационные отчисления, руб.;
На — норма амортизационных отчислений, %;
К — затраты на модернизацию системы, руб.
АМд= (10*1 009 715) /100=100 972 руб.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Налог на имущество:
Ни=0,022*К, (10)
где Ни — налог на имущество, руб.;
К — затраты на модернизацию системы, руб.
Налог на имущество:
Ни=0,022*1 009 715=22 214 руб.
Прочие расходы на текущие ремонты и содержание основных фондов примерно составляют от 2,5 % до 10% от стоимости оборудования.
Рпр=0,05*Цо, (11)
где Рпр — прочие дополнительные эксплуатационные расходы, руб.;
Цо — цена приобретаемого оборудования, руб.
Рпр=0,05*845 910=42 296 руб.
Дополнительные эксплуатационные затраты составляют:
Здоп=100 972+22 214+42 296=165 482 руб.
Из этого следует, что годовой экономический эффект:
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
Эф=1 009 320-165 482=843 838 руб.
Срок окупаемости капитальных вложений — срок, за время которого доход от капитальных вложений становится равным величине самих капитальных вложений. Рассчитанный срок окупаемости должен быть меньше нормативного, который в области черной металлургии равен 2 года.
Срок окупаемости капитальных вложений:
Ток=К/Эф, (12)
где Ток — срок окупаемости капиталовложений, лет;
К — затраты на модернизацию системы, руб.;
Эф — годовой экономический эффект, руб.
Ток=1 009 715/843 838=1,2 года
Срок окупаемости капиталовложений находится в допустимых пределах. 4.4 Расчет экономической эффективности
Экономическая эффективность — это результативность экономической деятельности, экономических программ и мероприятий, характеризуемая отношением полученного экономического эффекта, результата к затратам факторов, ресурсов, обусловившим получение этого результата; достижение наибольшего объема производства с применением имеющегося ограниченного количества ресурсов или обеспечение заданного выпуска при минимальных затратах.
Экономическая эффективность показывает сколько рублей в год эффекта на 1 рубль капитальных затрат, иными словами, эффективность характеризует величину годового эффекта от 1 рубля капитальных затрат.
Расчет экономической эффективности:
Е= Эф /К, (13)
где Е — экономическая эффективность;
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
К — затраты на модернизацию системы, руб.;
Эф — годовой экономический эффект, руб.
E=843 838/1 009 715=0,84
Экономическая эффективность больше заданного предела (0,5), что позволяет говорить об экономической целесообразности внедрения данной системы.
Заключение
В ходе выполнения дипломной работы была рассмотрена модернизация системы верхнего уровня установки придоменной грануляции шлака доменной печи №5 ЧерМК ПАО «Северсталь». В дипломном проекте было дано описание технологии получения гранулированного шлака, обосновано внедрение и выбор средств автоматизации.
Были приведены требования к структуре и функционированию системы, а также требования стандартизации и унификации.
В экономической части произведен расчет затрат на модернизацию системы, годовой экономии, экономической эффективности и срока окупаемости, полученные данные подтверждают целесообразность внедрения.
С помощью внедрения современных средств автоматизации становится возможно разрешение проблемы ограниченности вычислительных ресурсов и средств обработки и предоставления информации, а также создание эффективной АСУТП всего комплекса доменной печи c однотипным оборудованием и программным обеспечением и единой информационной базой, что позволит предоставлять оперативную, полную и достоверную производственную информацию специалистам и руководителям предприятия, принимающим производственные решения. А это в свою очередь позволит эффективно управлять предприятием, а также снизить аварийные ситуации.
Список используемых источников
1) Алиев Н.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. Учебное пособие для ВУЗов — М.: Высшая школа 2000-225с.
) Васильев А.П., Свидерский Г.М. Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию комплекса технических средств автоматизированной системы управления технологическими процессами доменного цеха. Череповец, 2002 г.
) Прокопов А.А., Татаринцев И.И. Применение программируемых контроллеров для управления технологическим оборудованием. — СПб: СПГЭУ, 1996 г.
) Свидерский Г.М. Инструкция по пожаробезопасности ЦПА АГП, ДП, ИДЦ. Череповец, 2003 г.
) Собуть С.В. Пожарная безопасность предприятия Справочное издание: Пожарная книга, 2004-496с.
) Соколова Е.М. Электрическое и электротехническое оборудование. Учебное пособие для ССУЗов — М.: Мастерство, 2001-224с.
Нужна помощь в написании диплома?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Сдача работы по главам. Уникальность более 70%. Правки вносим бесплатно.
) Шишмарев В.Ю. Средства измерения. Уч-к для ССУЗов — М.: «Академия», 2007 г.