1030

Технологический процесс при производстве ударопрочного полистирола

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Разработка системы управления технологическими процессами. Описание алгоритмов сбора, первичной обработки информации и циклического опроса датчиков. Спецификация на приборы и средства автоматизации. Контроллер РСУ и ПАЗ.

Русский

2013-01-06

469.64 KB

124 чел.

Пояснительная записка к курсовому проекту по дисциплине «Автоматизация технологических процессов и производств» на тему:

Технологический процесс при производстве ударопрочного полистирола

Выполнил:

студент гр. 817131

Нуриева А.И.

Проверил:

Чупаев А. В.

Казань, 2011 г.


Содержание:

  1.  Введение
  2.  Краткое описание технологического объекта
  3.  Разработка системы управления технологическими процессами
  4.  Контроллер РСУ и ПАЗ
  5.  Описание алгоритмов сбора, первичной обработки информации и циклического опроса датчиков
  6.  Техническое обеспечениестр.
  7.  Расчет сужающего устройства
  8.  Расчет цифровой АСРстр.
  9.  Безопасность жизнедеятельности
  10.  Техноко-экономическое обоснование
  11.  Спецификация на приборы и средства автоматизации
  12.   Заключение

Список использованной литературы

  1.  
    Введение

Тема курсового проекта: Система автоматического управления технологическим процессом получения ударопрочного полистирола.  Целью данного курсового  проекта является высокоэффективная работа технологического объекта управления. Эффективность работы оценивается значением критерия управления – показателем, характеризующим функционирование технологического объекта управления в целом и принимающим числовые значения в зависимости от возмущающих и управляющих воздействий.

Для проведения анализа необходимо рассмотреть следующие разделы:

1. Характеристика объекта автоматизации:

- краткое описание технологического процесса (описание технологического процесса и его периодичность, технологическая цель производства, определение возмущающих воздействий, контролируемых и регулируемых параметров, параметров сигнализации и блокировки);

- основные характеристики и особенности ТОУ с точки зрения задач управления (определение задачи на автоматизацию,  выявление основных возмущающих воздействий, их характер и место приложения, свойства веществ применяемых и получаемых на данном объекте, техническая характеристика оборудования для определения предельных значений температуры и давления в объекте, анализ управляемости объекта).

2. Анализ существующей системы автоматизации с точки зрения надёжности и технического совершенства на сегодняшний день (перечень выполняемых системой управления функций, аппаратный состав системы, точность и быстродействие используемых технических средств автоматизации, применяемые схемы регулирования, система противоаварийной защиты).

3. Разработка системы управления технологическими процессами (выбор и описание структурной схемы системы управления, разработка функциональной схемы, выбор по сравнительным характеристикам наилучшей системы РСУ и ПАЗ, описание их функций и возможностей, выбор комплекса технических средств автоматизации.

4. Расчет цифровой АСР (построение математической модели объекта по экспериментальной переходной характеристике, расчет оптимальных настроечных параметров и переходных процессов).

5. Безопасность жизнедеятельности (определение потенциальных опасностей исследуемого объекта, рассмотрение вопросов по обеспечению безопасности технологического процесса: в производственно-санитарном плане, провести расчеты по вентиляции в операторном помещении).

6. Технико-экономическое обоснование внедрения АСУТП (расчет экономической целесообразности внедрения АСУТП, расчет капитальных затрат, срока их окупаемости и определение экономической эффективности).

Рассмотрев все эти разделы необходимо сделать вывод о проделанной работе, решённых и нерешённых задачах управления и дальнейших путях совершенствования системы управления.

  1.  Краткое описание технологического процесса

Ударопрочный полистирол выпускается различных марок в зависимости от состава и способа получения полимера. В промышленности наибольшее распространение получил ударопрочный полистирол (УПП), получаемый путем прививки стирола на бутадиен-стирольный каучук непрерывным блочным методом. В качестве инициатора используют перекись трет-бутила и перекись дикумила. Наряду с привитым сополимером происходит образование гомополимера вследствие полимеризации стирола.

Свойства ударопрочного полистирола зависят от соотношения стирола и каучука, условий получения, а также количества и природы различных добавок (пластификатора, стабилизатора, регулятора молекулярного веса и др.) , вводимых в исходный раствор каучука в стироле.

Технологический процесс получения УПП непрерывным блочным методом аналогичен производству блочного полистирола. Однако при окончательной полимеризации ввиду высокой вязкости, низкой теплопроводности системы и отсутствия перемешивания значительно увеличивается продолжительность процесса. При этом ухудшаются  и  свойства полистирола. Для сокращения времени пребывания в колонне в промышленности начали применять метод  полимеризации с неполной конверсией мономера. Непрореагированный мономер удаляют в вакуумных камерах различной конструкции или в экструдерах с вакуумным отсосом. При этом улучшаются физико-математические свойства полистирола и значительно возрастает производительность.

Технологический процесс производства УПП непрерывной блочной полимеризации с неполной конверсией мономера состоит из следующих стадий: подготовка сырья и раствора каучука в стироле, предварительная полимеризация, окончательна полимеризация стирола, охлаждение и грануляция полистирола. Каучук при помощи диского ножа 1 (Рис .1) разрезается на полосы, дробится в дробилке 2 и поступает на растворение. Растворение каучука осуществляют в растворителе 3, в который сначала из мерника 4 подают стирол, затем при работающей мешалке загружают каучук. Нагревание массы до 60-80  оС  осуществляют горячей водой, подаваемой в рубашку аппарата. Процесс растворения проводят до образования прозрачного раствора в течение примерно 20 ч.

Ниже приведены нормы загрузки компонентов (в мас. ч)

Стирол        93

Каучук         7

Раствор передавливают в промежуточную емкость 5, охлаждают до 40 оС и загружают инициатор –перекись трет-бутила, регулятор роста цепи-меркаптан, стабилизатор и пластификатор. Предварительную полимеризацию стирола проводят в форполимеризаторах первой и второй ступени. В форполимезатор первой ступени 6 насосом подают раствор каучука с добавками и при температуре 130 оС проводят полимеризацию в течение 5-6 ч в атмосфере азота до степени конверсии, равной 40%. Обогрев осуществляется паром. Раствор полимера в стироле непрерывно передают в формополимезатор второй ступени 8,  в котором полимеризация продолжается при 180 оС в течение 5-6 часов до степени конверсии, равной 80%. Обогрев осуществляют высокотемпературным теплоносителем.

Форполимеризаторы представляют собой вертикальные цилиндрические аппараты, снабженные рубашкой, мешалкой и холодильниками 7 и 9.

Окончательная полимеризация стирола происходит в аппарате 10 с вакуумной камерой и встроенным в нее кожухотрубным   нагревателем при 230 оС до степени конверсии, равной 90-95%. Одновременно с полимеризацией происходит и удаление мономера при выдавливании перегретого раствора (расплава) через вакуумную камеру.

Расплав УПП из полимеризатора непрерывно поступает в экструдер 11, откуда в виде прутков выдавливается в охлажденную ванну 12. Охлажденные прутки измельчаются на гранулы в грануляторе 13.

Пары стирола из вакуумной камеры конденсируются в холодильнике 15, и стирол возвращается в производство.

3. Разработка системы управления технологическими процессами

3.1 Постановка задачи  управления технологическим процессом

Целью управления при ведении технологического процесса является высокоэффективная работа технологического объекта управления. Эффективность работы оценивается значением критерия управления – показателем, характеризующим функционирование технологического объекта управления в целом и принимающим числовые значения в зависимости от возмущающих и управляющих воздействий.

Спецификой автоматизации массообменных процессов является то, что они очень сложны в управлении и стоимость сырья и конечных продуктов достаточно велика, поэтому система автоматизации должна способствовать упрощению управления производством, повышению пожаро- взрывобезопасности, снижению затрат на сырье при более полном его использовании и снижении брака, при условии обеспечения заданного качества продуктов. Тогда возможная словесная постановка задачи при нахождении оптимального режима работы такова - требуется выбрать режим работы полимеризатора и ацетилятора таким, чтобы при заданной общей производительности и заданных характеристиках конечных продуктов, затраты на их получение были минимальными. Одной из основных задач производства полиформальдегида (гомополимераа) является получение конечного продукта заданного качества с минимальными материальными и энергетическими затратами.

3.2 Выбор и описание структурной схемы системы управления

Система автоматизации должна способствовать выполнению основной задачи управления. Исходя из основной задачи управления технологическим процессом, предлагается использовать многоуровневую распределенную систему управления. Можно выделить следующие основные функции предлагаемой АСУТП:

1) сбор данных о контролируемом технологическом процессе;

2) управление технологическим процессом, реализуемое на основе собранных данных и правил (критериев), выполнение которых обеспечивает наибольшую эффективность и безопасность технологического процесса;

3) обеспечение интерфейса оператора.

Структурную схему предлагаемой системы управления разбиваем на 3 уровня:

Первый уровень датчиков и исполнительных механизмов.

На этом уровне реализуются следующие функции:

1) непрерывное измерение технологических параметров;

2) первичная обработка информации;

3) передача полученной информации о состоянии технологического объекта на следующий уровень, как в цифровом, так и в аналоговом виде.

Первичная обработка включают в себя следующие операции:

1) линеаризация выходных сигналов датчиков с нелинейными или слабо линейными характеристиками и их масштабирование;

2) фильтрация выходных сигналов датчиков от высокочастотных помех, искажающих полезный сигнал;

3) проверка исходной информации на достоверность и коррекция результатов измерений;

4) коррекция показаний датчиков при отклонении условий измерений от расчетных.

На уровне датчиков предполагается использовать интеллектуальные датчики. Тенденция их развития, связанная с расширяющимися возможностями  встроенных в них микропроцессоров, заключается в передаче им от контроллеров всё большего числа простейших типовых функций контроля и управления.

Второй уровень контроллеров.

Это специализированная сеть микропроцессорных контроллеров РСУ и ПАЗ, ориентированными на автоматизированное управление производственными процессами в режиме реального времени и выполняющий следующие функции:

- сбор информации с нижнего уровня;

- расчет действительных значений параметров и введение поправок;

- выдача оптимальных управляющих воздействий на нижний уровень

управления.

Программирование контроллера осуществляется на ЭВМ верхнего уровня, либо специальными устройствами программирования (программаторами).    

Третий уровень ЭВМ.

В качестве ЭВМ могут использоваться как ЭВМ промышленного назначения (УВМ), так и персональные компьютеры, использующие соответствующее программное обеспечение. ЭВМ осуществляет:

-сбор информации от контроллеров;

-расчет действительных значений параметров;

-расчет не измеряемых величин и обобщенных показателей;

-ведение информационной базы данных;

-выдача обработанной информации потребителю в удобном для него виде;

-контроль за режимом ведения технологического процесса.

Связь между компонентами 1-го и 2-го уровней АСУ ТП должна осуществляться электрическим способом: кодовые сигналы, аналоговые, дискретные сигналы.

Связь между компонентами 2-го и 3-го уровня должна осуществляться кодовым способом посредством специализированных промышленных компьютерных сетей обеспечивающих полный цикл обмена данными между компонентами в пределах одной секунды. 3-й уровень АСУТП должен иметь программные и аппаратные средства для подключения к информационно-управляющей системе завода, организованной на базе протокола Ethernet.

4.Контроллер РСУ и ПАЗ.

При выборе микроконтроллера необходимо учитывать следующие требования:

- высокая надежность системы, т.е. способность выполнять поставленные функции, сохраняя при этом требуемые характеристики в течение длительного времени эксплуатации;

- высокая скорость обработки и передачи информации, необходимая для осуществления своевременного управления;

- гибкость при разработке схемы управления, т. е. возможность легко адапти¬роваться к любой схеме управления;

- качественное управление процессом (точность обработки полученной информации, возможность реализации сложных законов управления и осуще¬ствления оптимального управления процессом по критериям управления, низкая инерционность по введению управляющего воздействия);

- распределенность, т.е. возможность управления объектами на удаленном расстоянии;

- небольшие габариты системы;

- возможность работы с различными типами датчиков, исполнительных меха¬низмов и т.п., что обусловлено широким ассортиментом модулей ввода/вывода и протоколов обмена информацией;

- удобство монтажа оборудования системы и настройки технических средств;

4.1.Выбор и построение системы РСУ и ПАЗ осуществляется на основе следующих требований:

1. Надёжность и время срабатывания систем РСУ и ПАЗ определяется разработчиком с учётом требований технологической части проекта. При этом учитывается категория взрывоопасности технологических блоков, входящих в объект, и время развития возможной ситуации аварии. Время срабатывания и анализирования систем РСУ и ПАЗ должно быть таким, чтобы исключить опасное развитие процесса.

2. Выбор систем РСУ и ПАЗ технологических объектов и её элементов осуществляется исходя из условий обеспечения её работы при выполнении требований при эксплуатации, обслуживанию, и ремонту в течение всего межремонтного пробега  объекта. Нарушение работы системы управления не должно влиять на работу системы ПАЗ.

3. Системы ПАЗ и управления технологическими процессами должны исключать их срабатывание от случайных и кратковременных сигналов нарушения нормального хода технологического процесса, в том числе и в случае переключений на резервный или аварийный источник питания.

За основу распределенный системы управления и противоаварийной защиты выбран контроллер МФК»Текон-3000».

4.1.2.Краткое описание контроллера:

МФК3000 предназначен для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов среднего и большого (по числу входов-выходов) уровня сложности, а также построения систем блокировок и противоаварийной защиты (ПАЗ). Контроллер используется для сбора, обработки информации и управления объектами в схемах автономного управления или в составе распределенной системы управления. Модульная конструкция вместе с возможностью частичного и полного резервирования позволяют строить системы автоматизации с различными требованиями к степени надежности и безопасности. Отличительными особенностями МФК3000 являются развитые средства диагностики и распределенная архитектура, позволяющая конфигурировать контроллер из трех крейтов (всего до 61 модуля УСО с максимальным количеством дискретных входов до 2928 или аналоговых входов до 976).

4.2.Основные характеристики контроллера:

Модульный контроллер с распределенной архитектурой и высокой производительностью для крупномасштабных АСУ ТП и ответственных применений.

Многофункциональный программируемый контроллер МФК3000 предназначен для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов среднего и большого уровня сложности, а также для создания систем блокировок и противоаварийной защиты (ПАЗ). Контроллер используется для сбора, обработки информации и управления объектами как автономно, так и в составе распределенной системы управления. Конструкция контроллера позволяет выбирать различные сочетания модулей ввода-вывода для конкретного объекта автоматизации (всего до 62 модулей, включая модуль ЦП). Эта особенность открывает перед разработчиками практически неограниченные возможности. МФК3000 с успехом применяется при создании АСУ ТП энергоблоков, котлов и других ответственных объектов теплоэнергетики. В различных вариантах конфигурации МФК3000 является основой АСУ ТП высокой и средней сложности в энергетике, химии, нефте- и газопереработке, машиностроении, металлургии, производстве стройматериалов и т.п. МФК3000 позволяет создавать эффективные системы блокировок и противоаварийной защиты. Для применения на объектах РОСЭНЕРГОАТОМА контроллер удовлетворяет требованиям ЭМС по ГОСТ Р 50746 для классов безопасности 2У или 3У в зависимости от типов модулей, входящих в контроллер. Контроллер, помимо обязательных стандартов IEC 61131 и пакета ГОСТов по ЭМС, удовлетворяет требованиям следующих стандартов и руководящих документов: IEC 61508, РД 153-34.35.127, РД 153-34.1-35.137.

СОСТАВ КОНТРОЛЛЕРА 

Контроллер может состоять из одного, двух или трех крейтов. Все крейты (каркас CR3000) одинаковые. Номер крейта в составе контроллера устанавливается специальным переключателем, расположенным на задней стороне контроллера. Каждый крейт рассчитан на подключение 21 модуля шириной 20 мм формата Е3. Ширина модулей ввода-вывода составляет 20 мм, а модуля ЦП - 40 мм. Конструкция крейта – Евромеханика 19" размера 6U. Всего в контроллер может устанавливаться до двух модулей ЦП и до 61 модуля ввода-вывода.  МФК3000 имеет дублированную магистраль (шину контроллера). Максимальное расстояние, на котором могут быть размещены крейты одного контроллера – 30 м. Кабели расширения магистрали – дублированные. При отказе одного кабеля (и его замене) контроллер продолжает работу в штатном режиме. Контроллер имеет дублированную систему питания, которая обеспечена использованием двух шин и двух источников питания. Данные источники могут питаться как от переменного тока напряжения от 93 до 240 В, так и постоянного тока напряжения от 100 до 240 В. Таким образом можно обеспечить питание контроллера от двух фидеров питания как переменного, так и постоянного тока. Потребляемая контроллером мощность зависит от состава модулей и схемы питания аналоговых датчиков. В качестве средств местного операторского интерфейса применяется графическая интеллектуальная панель оператора V04M. При использовании МФК3000 для автоматизации взрывоопасных производств применяются барьеры искрозащиты серии TCC Ex.

4.3.Модули ввода/вывода использованные в процессе получения ударопрочного полистирола  РСУ и ПАЗ:

1) AI16 - Модуль аналогового ввода, 16 каналов 0(4)...20 mA, 0...5mA, 0...10В, индивидуальная гальваническая развязка, 20ms, предел основной погрешности 0,05...0,1%, контроль обрыва линии связи (для диапазона 4-20 мА) с датчиком, индивидуальная настройка каждого канала на работу с любым указанным диапазоном, настраиваемые фильтры, предупредительные и аварийные уставки.

2) AOC8 - Модуль аналогового вывода, 8 каналов 0(4)...20 mA, 0...5mA, индивидуальная гальваническая развязка, предел основной погрешности 0,05...0,1%, контроль обрыва подключения нагрузки, индивидуальная настройка каждого канала на работу с любым указанным диапазоном

3) DO16r-24  - Модуль дискретного вывода,16 каналов 24 V AC / Imax=2A или 24 V DC / Imax=0,28 A, электромеханические реле, индивидуальная гальваническая развязка, все каналы SPDT, защита от перегрузок по току и перенапряжений, контроль уровня выходного сигнала каждого канала

5.Описание алгоритмов сбора, первичной обработки информации и циклического опроса датчиков.

Алгоритмические и программное обеспечение задач сбора и первичной обработки информации в информационных подсистемах.

5.1. Алгоритм циклического опроса датчиков

В общем случае опрос датчиков может осуществляться циклически и ациклически (адресно). При циклическом опросе порядок подключения датчиков к ИВК сохраняется постоянным во времени. Ациклический опрос  точек измерения производится, как правило, по требованию оператора при нарушении нормального протекания технологического процесса.

Блок –схема алгоритма циклического опроса датчиков и контроля их показаний приведена на рис.1.

Предпологается, что датчики пронумерованы последовательно, начиная с первого и кончая n. Исходными данными для алгоритма служат число датчиков n, массивы верхних   и нижних  А,В,С,Д для сбора данных о выходе за пределы нормы показаний датчиков. В ячейках памяти А,В,С,Д соответственно хранятся показания 1-го датчика, Х отклонения его значения от нормы X, порядковый номер датчика и время (), в которое произошло отклонение от нормы.

Опрос начинается с первого I датчика. Вначале следует сравнить показания датчика с верхней нормой. Если это показание не выходит за верхнее предельное значение, то переходят к сравнению с нижней нормой. Если показание первого датчика не выходит за пределы верхней и нижней нормы, то переходят к опросу второго датчика. Аналогично обрабатывается информация, считываемая с последующих датчиков. Если при опросе всех датчиков системы их показаия остаются в пределах нормы, то машина прекращает работу по данному алгоритму. Печать данных не производтся или производится только по требованию оператора. Для следующего цикла опроса датчиков необходимо повторить запуск программы.

Если показания i-го датчика вышло за пределы нормы, то согласно алгоритму, представленному на рис.4, выполняются следующие операции: обращаются к таймеру;

В ячейки памяти А,Б,С,Д записывают соответственно величины  .

С помощью переменной j отмечают порядковый номер события выхода контролируемого параметра за пределы нормы;

Из ячеек А,Б,С,Д величины  переписывают в новые ячейки памяти А+1,В+1,С+1,Д+1;

Ячейки А,В,С,Д очищаю и подготавливают для приема данных на случай, если показания следующего датчика выйдут за пределы нормы;

Проводят опрос (0+1)-го датчика.

После завершения цикла опроса всех датчиков происходит печать данных. Данные выдаются в виде таблицы, содержащей j строк и четыре столбца с величинами соответственно.

На этом выполнение заданной программы прекращается. Через промежуток времени, равный периоду опроса, эту программу вновь запускают для обработки новых даных, поступающих от измерительных датчиков.

Алгоритм циклического опроса датчиков и сравнения их показаний с нормой иногда модифицируют и контролируют граничные значения до нескольких границ, соответствующих, например, предаварийной и аварийной ситуации. В этом случае наряду с печатью данных одновременно подают сигнал звуковой или световой индикации на пульт оператора.

5.2. Задачи первичной обработки информации.

К числу основных задач первичной обработки информации относятся:

1. Линеаризация выходных сигналов датчиков с нелинейными и слаболинейными статическими характеристиками.

2.Фильтрация выходных сигналов датчиков от высокочастотных помех, искажающих полезный сигнал.

3.Проверка исходной информации на достоверность и коррекция результатов измерений.

4.Коррекция показаний датчиков при отклонений условий измерения от расчетных (градуировочных).

5.Расчет действительных-:значений измеряемых величин в физических единицах измерения по кодам АЦП.

6.Экстрополяция значений измеряемых величин на интервале времени между очередными и последующими опросами датчиков.

5.2.Линеаризация выходных сигналов датчиков

Линеаризация сигналов осуществляется для датчиков с нелинейными статическими характеристиками. Нелинейность статических характеристик связаны с физическими свойствами чувстительных элементов (сильфонов, мембран, термосопротивлений и др.) или с методом измерения соответствующих величин (например, измерение расхода по методу переменного перепада дав.)

Одним из наиболее рациональных методов линеаризации, используемых при программировании и п 3.2.1, является аппроксимация статической характеристики датчика  полином степени n.

Наибольшая возможная степень полинома  выбирается из условия

Где допустимая погрешность аппроксимации.

Линеаризация выходных сигналов датчиков с квадратичными статическими характеристиками (дифманометров-расходомеров) осуществляется по алгоритму извлечения квадратного корня, описанному в (1).

5.2.2.Фильтрация измеряемых величин от помех

Методы фильтрации с целью исключения случайной погрешности измерения датчика основаны на гипотезе о том, что спектр случайного процесса  содержит более высокие частоты, чем спектр полезного сигнала .Внешне фильтрация проявляется в том, что реализация процесса  становится более плавной, чем исходная реализация . Отсюда второе название той же процедуры – сглаживание.

5.3.Фильтры.Алгоритмы фильтрации. Области применимости.

При построения оптимального или близкому к нему фильтра корреляционная функция полезного сигнал помеха , действующая на входе датчика, также является случайным стационарным процессом, некоррелироавнным с сигналом , имеющим нулевое математическое ожидание и корреляционную функцию вида.

Где К и m – параметры помехи, определяющие соответственно ее размах (дисперсию) и частотный спектр.

Рассматривается помеха более высокочастотная, чем полезный сигнал, поэтому всегда m>1.

В большинстве конкретных случаев получаемые оценки статических характеристик полезного сигнала и, тем более, помехи слишком приближенны, чтобы принимать для их корреляционных функций более точные, чем экспоненты, поэтому эти аппроксимации и приняты для дальнейшего анализа.

Фильтрация методом скользящего среднего.

Фильтр, осуществляющий сглаживание по методу скользящего среднего описывается следующим выражением

Где y(t) исходный случайный процесс, содержащий помеху;

T-интервал времени усреднения (параметр настройки фильтра). Погрешность этого метода фильтрации определяется путем подстановки выражения (6) в (3). В результате преобразования получим

Оптимальное значение интервала усреднения Т находится из условия минимизации погрешности фильтрации т.е.

В дискретной форме алгоритм фильтрации по методу скользящего среднего имеет вид:

Где число отсчете y(t), по которому производится усреднение;

-период опроса датчика

Простая по вычислениям формула (8) занимает, к сожалению, достаточно большой объем V оперативной памяти УВМ для хранения промежуточных значений суммы   

Где -интервал времени, через который требуется выдавать значения α(t). Обычно 𝞶>=  и кратно ему.

Наиболее распространенными является определением значения α(T) каждый период опроса датчика. В этом случае 𝞶=  и V=n слов. Погрешность фильтрации дискретного варианта фильтра скользящего среднего определяется путем подстановки выражений (8), (4) и (5) в (3). В результате преобразования получим

Оптимальное значение n находится из условия минимизации погрешности фильтрации  . Оно зависит от заданных параметров помехи   Кт и периода опроса  .

Фильтрация методом экспоненциального сглаживания.

В непрерывном варианте экспоненциальный фильтр представляет собой элементарно реализуемое одно емкостное звено с передаточной функцией вида

Где -коэффициент экспоненциального сглаживания (параметр настройки фильтра), выбираемый из условия минимизации средней квадратичной погрешности работы фильтра.

Погрешность работы фильтра определяется по формуле

Используя (12), можно определить оптимальное значении параметра настройки фильтра , т.е. значение, соответствующего условиям:

Реализуемый экспоненциальный фильтр должен иметь (), что возможно при условии .

В дискретной форме алгоритм фильтрации по методу экспоненциального сглаживания представляет собой рекуррентное соотношения вида

Где y(t)-значение входа; -значение вывода в момент предыдущего опроса.

Использование соотношения (13), независимо от требуемого интервала выдачи значения α(t), позволяет хранения промежуточных значений в оперативной памяти УВМ выделить всего одно слово. Погрешность работы дискретного фильтра экспоненциального сглаживания определяется по формуле:

При заданном периоде опроса   значение параметра определяется минимизацией погрешности .

Области применимости фильтров скользящего среднего и экспоненциального сглаживания в плоскости параметров к и m приведены на рис.6.

Программы расчета фильтров скользящего среднего и экспоненциального сглаживания приведены в приложении.

5.3.Проверка исходной информации на достоверность и коррекция результатов измерений.

Исходная информация о текущем состоянии объекта поступает в ЭВМ по многим десяткам, а иногда и сотням ИИК. С увеличением их числа возрастает и риск попадания в систему недостоверной информации.

Недостоверная исходная информация появляется при отказах ИИК, которые делятся на полные и частичные (метрологические). Полный отказ наступает при выходе из строя или повреждении ИИК. При  частичном отказе средства измерения сохраняют работоспособность, однако погрешность измерения соответствующего параметра превышает допустимое значение.

Обнаружение полных отказов ИИК является гораздо более простой задачей, чем выявление частичных отказов. Поэтому сначала рассмотрим алгоритм контроля достоверности исходной информации, позволяющие обнаружить только полный отказ ИИК. При этом недостоверное значение этого параметра должно быть заменено достоверной оценкой, в качестве которой может быть использовано предыдущее достоверное значение этого параметра или его значение, усредненное за некоторой интервал времени, предшествующий моменту обнаружения отказа ИИК. Последний способ применяют для наиболее ответственных параметров, например, расходов, значения которых используют при расчете ТЭП.

Алгоритм допускового контроля параметра. Он основал на том, при работе объекта значения каждого из контролируемых технологических параметров Х не могут выходить за определенные границы X<X<X

Соответственно при исправном ИИК должен быть ограничен и сигнал измерительной информации Y, поступающей в УВМ по этому каналу.

Y<Y<Y

Контроль достоверности по этому алгоритму заключается в проверке выполнение условия (15) для каждого значение сигнала измерительной информации, поступившего при очередном опросе ИИК. Блок-схема алгоритма представлена на рис. Он работает следующим образов.

После инициации работы алгоритма (блок-1)  и вводе исходных данных (блок 2) организуется цикл проверки ИИК, каждому из которых присвоен свой номер (блок 3); в блоке 4 проверяется условие (I) при выполнении которого проверяется условие окончания работы алгоритма (блок 5). Выполнение условия ч=n (где n-число контролируемых ИИК) останавливает работу алгоритма. Если это условие не выполняется на I (блок 8),и цикл повторяется. Если при проверке в блоке 4 условие ( I)  не выполняется , то в блоке 6 недостоверное значение, заменяется на, в предыдущем  цикле опроса ИИК. Затем на печать выводится сообщение о том, что обнаружен отказ j-того ИИК (блок 7) и работу алгоритма продолжает блок 5.

Алгоритм допускового контроля скорости измерения сигнала измерительной информации основан на том, что скорость изменения любого параметра X, ограничена условием.

Контроль достоверности исходной информации по условиям (15) и (17) часто совмещается. Тогда в блок-схему алгоритма на рис.7 между блоками 4 и 5 вводится еще одни блок, осуществляется проверку выполнения условия (17). При нарушении этого условия инициируется блок 6.

Алгоритмы контроля достоверности исходной информации, с помощью которых выявляются частичном отказы ИИК, основы на использовании информационной  избыточности, которая всегда имеется в АСУ.  Избыточность прежде всего может быть создана искусственно при проектировании АСУ за счет аппаратурной избыточности, например, резервирования ИИК для контроля наиболее важных параметров.

Другой вид информационной избыточности в АСУ обусловлен тем, что информация о действительном значении некоторого параметра содержится не только в измеренном значении этого параметра, но и в измеренных значениях других параметров, связанных с ним устойчив зависимостями, например, уравнениями материального баланса.

При разработке алгоритмов контроля достоверности исходной информации на основе информационной избыточности принимают следующие допущения:

1)маловероятно одновременное появление в пределах рассматриваемой структуры более чем одного источника недостоверной информации;

2)маловероятно одновременное изменение характеристик двух независимое источников информации, при котором соотношение между ними остается неизменным;

3)маловероятен выход за допустимые пределы показателя, зависящего от нескольких независимых величин, при нормальной вариации последних.

Эти алгоритмы широко применяют для контроля достоверности исходной информации и диагностики частичных отказов ИИК. При этом связи могут быть функциональные (например, уравнения материального и энергетического баланса) или вероятностными. В последнем случае они описываются регрессионными уравнениями.

Нарушения условия (30) хотя бы для одного уравнения связи служит признаком наличия частичных отказов. При этом в блоке 6 логическая переменная К приобретает значение I, и после окончания цикла расчета погрешностей уравнений связи алгоритм переходит к расчету оценок погрешностей измерений (блоки 10-25). Он начинается с циклического вычисления оценок коэффициентов, линеаризованных уравнений связи в блоках 10-16. Коэффициенты рассчитываются по формуле (8) в блоке 12. В блоке 17 формируется матрица коэффициентов системы линейных уравнений (24) и матрица столбец погрешностей. Если расчет выполняется для случая n=m, то на этом работа блока 17 заканчивается. Для случая n>m матрица, формируемая блоком 17, дополняется строками, соответствующим уравнениям (27). Блок 18 предназначен для решения одним из численных методов системы линейных уравнений (27) и (28). Эта часть алгоритма требует основных затрат машинного времени и оперативной памяти ЭВМ. В результатах работы блока 18 получают оценки погрешностей измерений.

В блоках 19-23 производится диагностика частичных отказов ИИК, для сего оценки , сравнивают с наибольшими допустимыми значениями погрешностей измерений.

Нарушение условия (31), которое проверяется в блоке 20,является признаком частичного отказа i-го ИИК: сообщение об этом формируется блоком 21. В блоке 22 рассчитывается откорректированное значение, измеряемой величины по формуле (29). Блок 25 служит для вывода результатов расчета, после чего работа алгоритма завершается. Исходными данными для работы алгоритма являются массивы следующих величин: измеренных значений параметров; допустимых погрешностей измерений; весовых коэффициентов (если n>m)


6.Техническое обеспечение

6.1. Обоснование выбора и описание технических средств автоматизации.

При выборе производителя технических средств автоматизации необходимо руководствоваться следующими основными принципами, предъявляемые к средствам автоматизации:

- надёжность средств автоматизации;

- простота обслуживания;

- опыт работы на российском рынке фирмы - производителя;

- поддержка различных протоколов передачи данных;

- набор выполняемых функций;

Уровень датчиков. Предполагается использовать интеллектуальные датчики, т.е. датчики с встроенным микропроцессором, что является одним из приоритетных и развивающихся направлений в области автоматизации. Это добавляет новые функциональные возможности, которых не было в аналогичных устройствах.

Модельный ряд фирм «Endress+Hauses», «Danfoss», «Samson», «Yokogawa»  может удовлетворить всем этим требованиям.

При выборе измерительных преобразователей и измерительных средств производства полиформальдегида (гомополимера) необходимо учитывать специфику процесса, в частности, такие особенности, как температурный режим, повышенная взрывопожароопасность технологического процесса. Исходя из этого, датчики параметров процесса должны удовлетворять следующим требованиям:

1) должны быть обеспеченны средствами искробезопасности;

2) должны быть интеллектуального типа с аналоговыми выходами

4-20мА  (наиболее удобный сигнал) и цифровыми выходами;

3) обладать высокой надежностью;

4) работать в требуемых условиях (температурный режим, рабочее давление);

5) высокая точность измерений и достоверность полученной информации;

7.2.Расчет сужающего устройства и осуществить выбор дифманометра

Дано:

- Измеряемая среда: Стирол

- Средняя скорость потока: w= 9 м/c

- Диаметр трубопровода:  50 мм

7.2.1. Площадь сечения труба:

  м2

7.2.2. Объемный расход: 

 м3 /c                  Па /c                  

7.2.3. Число Re

 

  кг/м3     

     Па /c              

 

 

7.2.4. Расход объемный

 

- Коэффициент расхода

-Коэффициент сжимаемой среды( в том случае принимает значение =1)

-Площадь отверстия диаграммы

 - Перепад давления

7.2.5 Расчет коэффициента расхода

 

- Относительная площадь сужающего устройства

  -  Площадь сечения самой диафрагмой

- Модуль диафрагмы

Диаметр отверстия:

d= 0,38*0,11=0,0418 м

Площадь отверстия:

  м2

m=0,21

Коэффициент  получается из формулы

 

- Перепад давления Па Мпа

 7392785,036 Па = 7,3928 МПа

8. Расчет цифровой АСР

8.1 Исходные данные

Функциональная схема:

 

Рис.2-функциональная схема растворителя

8.2. Описание технологического процесса

В данном курсовом проекте, в качестве примера, приведен расчет одно-контурной АСР – регулирование температуры в рубашке растворителя.

Объектом регулирования является рубашка растворителя, в котором поддерживается заданное значение температуры.

Объект подвержен воздействию возмущений , идущих со стороны регулирующего органа (на подаче теплоносителя) и по расходу поступающего в растворитель, которые вызывают отклонение температуры от ее заданного значения.

Исходные данные для проведения анализа АСР:

Канал регулирующего воздействия изменения задачи регулятору на 4,5 оС – кривая разгона объекта.

0 65,5

0,5 65,7

1 66

1,5 66,2

2 66,3

2,5 66,7

3 67,5

3,5 68,3

4 68,6

4,5 68,9

5 69,4

5,5 69,45

6 69,48

6,5 70

7 70

7,5 70

Канал возмущающего воздействия (изменение расхода продукта на 20 % хода регулирующего органа) - передаточная функция объекта в виде апериодического звена 1-го порядка Т=1,6 , K=0,2.     W (p) =k/ (Tp+1)  

1. Описание АСР: структурная схема системы, передаточные функции системы по каналам регулирования и возмущения.

 


Структурные схемы

- передаточная функция по каналу регулирования

- передаточная функция по каналу возмущения

2. Определение параметров ПФ по каналу регулирования:

Построение математической модели линейной системы по экспериментальной переходной функции производится в следующем порядке:

• На основании формы переходной функции и в зависимости от физических свойств исследуемой системы устанавливается вид передаточной функции модели ;

• Определяются значения коэффициентов передаточной функции из условия наилучшего приближения модели и объекта;

• Производится оценка точности аппроксимации:

Рассмотрим метод площадей, являющийся одним из наиболее простых и удобных для счета методов аппроксимации переходных процессов способа:

Рассмотрим функцию h(t), которая получена из экспериментальной переходной функции объекта путем исключения чистого запаздывания   и нормировки. Пусть h(0)=h’(0)=0.

При аппроксимации функции h(t) на практике обычно задаются следующими структурами передаточной функции модели:

При аппроксимации функции h(t) на практике обычно задаются следующими структурами передаточной функции модели:


В соответствии с выше изложенной методикой определим коэффициенты передаточной функции, выбрав шаг дискретизации t=0,5 и произведя нормировку в соответствии с формулой:

получим следующие табличные значения

Путем ввода последних (t , h(t) и t) в программу KP1, определим коэффициенты передаточной функции:

а1=3,3375;   а2=4,045156;    а3=2,156919

В соответствии с этим выбираем передаточную функцию вида (1.1) или:

Заключительным этапом построения математической модели объекта является оценка точности аппроксимации. Обычно принимают, что модель адекватна объекту, если разность между ординатами нормированных переходных функций модели и объекта не превышает 0,050,08. Расчет переходной функции модели, имеющей выше приведенную передаточную функцию производят путем численного интегрирования на ЭВМ, описывающей ее системой дифференциальных уравнений. Результат расчета переходной функции модели на ЭВМ и сравнение ее с экспериментальной показали, что максимальное расхождение между ними составило 0,078. Что лежит в допустимых пределах  0,08.

Расчетная переходная функция модели (см. таблицу 3 в приложении)

Исходными данными для программы KP4 являются:

Коэффициент передачи (расчетный) K=1,5 ()

Коэффициенты передаточной функции: A1=3,3375; A2=4,045156; A3=2,156919;

Степень колебательности: m=0,221.

Результатом работы программы будет задаваемый интервал изменения частоты  с задаваемым шагом дискретизации на основе которых строятся границы области устойчивости и границы области заданного запаса устойчивости по критерию m=0,221. А также соответствующей этой частоте модуль, фаза, настройки S0, S1.

Результаты работы программы

По табличным данным приложения 2, строим график зависимости S0(S1), по этому графику определяем 0 соответствующей max S0, далее определяем p=1,20 и соответствующей этой частоте настройки S0опт и S1опт - это и будут настройки ПИ-регулятора S0опт=0,33628465; S1опт=0,9553031. Для определения настроек ПИД-регулятора, рассчитываем настройку S2 регулятора из условий:

  1.  
  2.  
  3.  

где

 -  время изодрома;

 -  время предварения;

Далее, подставив в ту же программу значения S2x, строим зависимость S0(S1) и определяем настройки ПИД-регулятора, аналогично тому, как мы это делали для ПИ-регулятора.

S01=0,6680824

S02=0,3422704

S03=0,4027949

S11=0,1,263296

S12=1,1113679

S13=1,1416673

S21=0,542754

S22=0,108578

S23=0,1900115

Итак, настройки всех регуляторов:

S0

S1

S2

ПИ

0,33628465

0,9553031

-

ПИД1

0,6680824

0,1,263296

0,542754

ПИД2

0,3422704

1,1113679

0,108578

ПИД3

0,4027949

1,1416673

0,1900115

6.3.  Переходные процессы

Системы автоматического регулирования (САР), работающие с замкнутой цепью воздействия в общем виде могут рассматриваться, состоящими из двух взаимно воздействующих частей - объекта регулирования и автоматического регулятора.

Предположим, что при отсутствии изменения возмущений и изменения управляющих воздействий или спустя некоторое время после прекращения их действия, на время выведшего систему из равновесия, система автоматического регулирования находится в состоянии равновесия, т.е. регулируемый параметр объекта регулирования, имеет в пределах допустимой точности не меняющееся со временем заданное значение. При  появлении какого-либо возмущения или изменении  управляющего воздействия система регулирования приходит в движение. При этом так называемая устойчивая система при установившихся значениях управляющих и возмущающих воздействий, спустя некоторое время, вновь приходит к установившемуся состоянию равновесия, а неустойчивая система, придя в движение, не приходит к установившемуся состоянию равновесия, а отклонение ее от состояния равновесия будет либо все время увеличиваться, либо непрерывно изменяться в форме постоянных незатухающих колебаний.

Условие устойчивости системы состоит в том, что абсолютная величина отклонения регулируемого параметра от заданного значения по истечении достаточно большого времени должна стать меньше наперед заданного значения.

Процесс перехода системы от одного состояния равновесия в другое состояние равновесия называется переходным процессом.

При этом качество переходного процесса в устойчивой системе при прочих равных условиях будет тем выше, чем быстрее протекает переходный процесс и чем меньше за время его протекания изменяющиеся значения регулируемого параметра отклоняются от тех их постоянных значений, которые соответствуют новому установившемуся состоянию равновесия.

При рассмотрении характера переходных процессов обычно пользуются безразмерными значениями анализируемых величин. Для этого текущие абсолютные отклонения величин относят к каким-либо постоянным их значениям, характерным для данной системы. Обычно это бывают либо номинальные, либо максимальные значения.

Передаточная функция системы по каналу регулирования:

W0f(p)

f

W0(p)

Wp(p)

y

x

-1

Wp(p)  - зависит от выбранного регулятора

 

W0(p) - передаточная функция объекта по каналу регулирования

- передаточная функция объекта по каналу возмущения.

(В данном случае =0)

Передаточная функция системы:

Отсюда переходная функция:

где Wp(p)- передаточная функция регулятора;

Для ПИ-регулятора Wp(p)=

Для ПИД-регулятора Wp(p)=

где KpTд = S2 - настройка дифференциального регулятора.

Передаточная функция системы по каналу возмущения:


W0(p)

f

y

Wp(p)

-1

Передаточная функция системы в этом случае:

Здесь - передаточная функция объекта по каналу возмущения:

Переходная функция в этом случае:

Для табуляции значений h(t) и t переходных процессов по каналу регулирования и возмущения используется программа (KP5.BAS - далее KP5).

Исходными данными для этой программы являются:

  1.  расчетный коэффициент передачи ;
  2.  a1, a2, a3 - коэффициенты передаточной функции;
  3.  K2 - коэффициент передачи передаточной функции объекта по каналу возмущения;
  4.  a4=T;
  5.  S0, S1, S2 - настройки соответствующих регуляторов;
  6.  V1 - задающее воздействие;
  7.  f3 - возмущающее воздействие;
  8.  n=5 - число уравнений;
  9.  h - шаг интегрирования;
  10.  w1 - шаг печати;
  11.  w2 - конечное значение времени;


6.4.   Анализ качества переходных процессов

Переходный процесс в системе является ее реакцией на внешнее воздействие, которое в общем случае может быть сложной функцией времени. Чаще всего прямые оценки качества получают по кривой переходной характеристики h(t), т.е. при воздействии единичной ступенчатой функции:

и нулевых начальных условиях.

К прямым оценкам качества относят:

1. Время регулирования. tp - минимальное время, по истечении которого регулируемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению с заданной точностью:

или

,

где  обычно =0,05hуст или оговаривается дополнительно.

2. Перерегулирование  - максимальное отклонение переходной характеристики от установившегося значения выходной величины, выраженное в относительных единицах или процентах:

Обычно =1030, но может и выходить за указанные пределы, это зависит от конкретной системы.

3.   Коэффициент затухания .

Обычно составляет .

В соответствии с выше изложенным, сведем анализ качества переходных процессов в таблицу:


 

ПИ

ПИД1

ПИД2

задающ

возмущ

задающ

возмущ

задающ

возмущ

1. Время регулирования, tр

16

17

15

15

14

12

2. Перерегулирование,

27,23

25

31,46

20

16,44

14

3. Коэфф. затухания,

0,707

0,835

0,7139

0,8287

0,609

0,788

ПИД1 - ПИД регулятор с настройкой S2=0542754;

ПИД2 - ПИД регулятор с настройкой S2=0,108578;

8.   Определение эффективной полосы пропускания частот АСР

  1.  Оценка ошибок от помех, обусловленных широкополосными воздействиями;
  2.  Эквивалентная полоса шумов.

При широкополосном спектре помехи, при котором в пределах пропускания системы Sf()=Sf(0), ошибка от помех с определенным приближением вычисляется по формуле:

где ш - полоса шумов или эффективная полоса пропускания системы.

Полоса шумов аналитически определяется выражением:

т.е. равна умноженному на  табличного интеграла I, полиномы числителя и знаменателя подинтегрального выражения которого совпадают с соответствующими полиномами передаточной функции замкнутой системы.

Для приближенных расчетов можно полагать ш=(1,52,5)с,

где с - частота среза разомкнутой системы.

Для определения эффективной полосы пропускания используется программа (KP6.BAS - далее KP6), исходными данными для которой являются:


Кривая разгона объекта

(исходные значения)

исходные значения

t

x

0

65

0,5

65,7

1

66

1,5

66,2

2

66,3

2,5

66,7

3

67,5

3,5

68,3

4

68,6

4,5

68,9

5

69,4

5,5

69,45

6

69,48

6,5

70

7

70

7,5

70

Таблица 1

Кривая разгона объекта

(нормированные значения)

нормир значения

t

x

0

0

0,5

0,044

1

0,111

1,5

0,155

2

0,178

2,5

0,267

3

0,444

3,5

0,622

4

0,689

4,5

0,756

5

0,867

5,5

0,878

6

0,884

6,5

1

7

1

7,5

1

Таблица 2

Кривая разгона модели

(расчетные значения)

расчетные знач

t

x

0

0

0,5

0

1

3,47E-02

1,5

0,108747458

2

0,214626418

2,5

0,339601671

3

0,47014168

3,5

0,594725275

4

0,705152039

4,5

0,796798245

5

0,868206519

5,5

0,920334964

6

0,955710059

6,5

0,977645663

7

0,989616775

7,5

0,994821887

Таблица 3

Приложения

Приложение 1


Приложение 2

Отчет для построения кривых настроек регуляторов

Область параметров ПИ регулятора

Исходные данные:

Расчетный коэффициент K= 1,5

Коэффициенты передаточной функции:

                                                                     A1= 3,3025

 A2= 4,168505

 A3= 2,966743

Степень колебательности m= 0,221

Результат:

частота

модуль

фаза

0,01

1,510802046

-1,895388

0,11

1,600451994

-21,11372352

0,21

1,653920608

-40,48463449

0,31

1,679468122

-59,71881264

0,41

1,693391581

-79,09242194

0,51

1,701679379

-99,58835173

0,61

1,676480465

-122,5472374

0,71

1,547607304

-148,2703263

0,81

1,281523312

-174,0889701

0,91

0,967845833

-196,0525984

1,01

0,705033414

-212,8077965

1,11

0,515343203

-225,2535601

1,21

0,383891983

-234,656674

1,31

0,292426736

-241,9716257

1,41

0,227554225

-247,8278744

1,51

0,180487706

-252,6337553

1,61

0,145576606

-256,6594275

1,71

0,119151998

-260,0890396

1,81

9,88E-02

-263,0520378

1,91

0,082831245

-265,6420587

Пусть начальная частота wн=0.3, wk=0.9, h=0.05

частота

s0

s1

0,3

0,158702566

-0,20616

0,35

0,201072207

-0,10682

0,4

0,24169557

-4,35E-03

0,45

0,277614636

1,00E-01

0,5

0,305605919

0,204978

0,55

0,322180224

0,309349

0,6

0,323582777

0,411858

0,65

0,305793274

0,51126

0,7

0,264525835

0,606307

0,75

0,19522901

0,695751

0,8

9,31E-02

0,778345

0,85

-4,70E-02

0,852843


Приложение 3

Отчет для построения кривых настроек ПИД - регуляторов

Область параметров ПИД1 регулятора

Исходные данные:

расчетный коэффициент K= 1,5

коэффициенты передаточной функции:

A1= 3,024

A2= 3,914

A3= 3,634

степень колебательности m=0,221

S2= 0,3437

Результат:

частота

модуль

Фаза

0,01

1,510802046

-1,895388

0,11

1,600451994

-21,11372352

0,21

1,653920608

-40,48463449

0,31

1,679468122

-59,71881264

0,41

1,693391581

-79,09242194

0,51

1,701679379

-99,58835173

0,61

1,676480465

-122,5472374

0,71

1,547607304

-148,2703263

0,81

1,281523312

-174,0889701

0,91

0,967845833

-196,0525984

1,01

0,705033414

-212,8077965

1,11

0,515343203

-225,2535601

1,21

0,383891983

-234,656674

1,31

0,292426736

-241,9716257

1,41

0,227554225

-247,8278744

1,51

0,180487706

-252,6337553

1,61

0,145576606

-256,6594275

1,71

0,119151998

-260,0890396

1,81

9,88E-02

-263,0520378

1,91

0,082831245

-265,6420587

Пусть начальная частота wн=0.3, wk=0.95, h=0.05

частота

s0

s1

0,3

0,191154078

-0,16057801

0,35

0,24524232

-5,36E-02

0,4

0,299387146

5,64E-02

0,45

0,350630537

0,168374135

0,5

0,395749007

0,280953916

0,55

0,43125336

0,392921853

0,6

0,453388824

0,503029115

0,65

0,458135093

0,610028449

0,7

0,441206288

0,712672603

0,75

0,398050958

0,809714325

0,8

0,323852083

0,899906363

0,85

0,213527066

0,982001463

0,9

6,17E-02

1,054752374

0,95

-0,137159626

1,116911843


Отчет для построения кривых настроек ПИД - регуляторов

Область параметров ПИД2 регулятора

Исходные данные:

расчетный коэффициент K= 1,5

коэффициенты передаточной функции:

A1= 3,024

A2= 3,914

A3= 3,634

степень колебательности m=0,221

S2= 0,0687

Результат:

частота

модуль

фаза

0,01

1,510802046

-1,895388

0,11

1,600451994

-21,11372352

0,21

1,653920608

-40,48463449

0,31

1,679468122

-59,71881264

0,41

1,693391581

-79,09242194

0,51

1,701679379

-99,58835173

0,61

1,676480465

-122,5472374

0,71

1,547607304

-148,2703263

0,81

1,281523312

-174,0889701

0,91

0,967845833

-196,0525984

1,01

0,705033414

-212,8077965

1,11

0,515343203

-225,2535601

1,21

0,383891983

-234,656674

1,31

0,292426736

-241,9716257

1,41

0,227554225

-247,8278744

1,51

0,180487706

-252,6337553

1,61

0,145576606

-256,6594275

1,71

0,119151998

-260,0890396

1,81

9,88E-02

-263,0520378

1,91

0,082831245

-265,6420587

Пусть начальная частота wн=0.2, wk=0.95, h=0.05

частота

s0            

s1

0,2

8,21E-02

-0,384393269

0,25

0,121785836

-0,293531641

0,3

0,165192272

-0,197047212

0,35

0,209905418

-9,62E-02

0,4

0,253232825

7,80E-03

0,45

0,292216474

0,113670333

0,5

0,32363288

0,220171913

0,55

0,343992846

0,32606165

0,6

0,349541601

0,430090711

0,65

0,336258838

0,531011845

0,7

0,299858678

0,6275778

0,75

0,235789672

0,718541321

0,8

0,139234797

0,802655158

0,85

0,005111459

0,878672059

0,9

-0,171928509

0,945344769

0,95

-0,397498845

1,001426037

Приложение 4

Отчет для построения переходного процесса для ПИ – регулятора

Исходные данные:

настройка регулятора

 

параметры объекта

, , ,

канал возмущающего воздействия

,

канал задающ возд

канал возмущ возд

х

у

х

у

1

0

1

1,71875

2

0,7237043

2

2,49584

3

1,885247

3

2,299816

4

2,929075

4

1,478076

5

3,450464

5

0,5628929

6

3,395621

6

-2,11E-02

7

3,007308

7

-0,1358986

8

2,621699

8

8,19E-02

9

2,468956

9

0,3704211

10

2,583978

10

0,5153724

11

2,84469

11

0,4480991

12

3,082273

12

0,2394073

13

3,184888

13

2,12E-02

14

3,141791

14

-0,1021903

15

3,021197

15

-0,1024957

16

2,912281

16

-2,23E-02

17

2,872207

17

6,71E-02

18

2,904938

18

0,1108952

19

2,974185

19

9,50E-02

20

3,03408

20

0,0418238

21

3,0563

21

-1,20E-02

22

3,040266

22

-3,93E-02

23

3,005718

23

-3,42E-02

24

2,976579

24

-9,42E-03

25

2,967103

25

1,57E-02

26

2,977037

26

2,71E-02

27

2,995836

27

2,23E-02

28

3,011161

28

7,94E-03

29

3,015945

29

-5,82E-03

30

3,010677

30

-0,0120554

31

3,001029

31

-9,70E-03


Приложение 5

Отчет для построения кривых переходных процессов для ПИД – регуляторов (ПИД1)

Исходные данные:

расчетный коэффициент K= 1,5

коэффициенты передаточной функции:

A1= 3,3025

A2= 4,168505

A3= 2,966743

коэффициент усиления К2= 0,2

постоянная времени  T= 1,6

Настройки регуляторов:

S0=0,3575  S1=0,8647  S2=0,3437

изменение задания регулятору: 3

изменение расхода продукта  20 %


Канал задающего воздействия

Канал возмущающего воздействия

x

1

y

0

x

1

y

1,71875

x

2

y

0,9864337

x

2

y

2,211773

x

3

y

2,482384

x

3

y

1,643378

x

4

y

3,629156

x

4

y

0,6405728

x

5

y

3,929714

x

5

y

-0,1268009

x

6

y

3,50614

x

6

y

-0,334489

x

7

y

2,868935

x

7

y

-9,07E-02

x

8

y

2,496696

x

8

y

0,2618311

x

9

y

2,552226

x

9

y

0,428459

x

10

y

2,877019

x

10

y

0,3306123

x

11

y

3,187665

x

11

y

0,0885239

x

12

y

3,292145

x

12

y

-0,1155891

x

13

y

3,184488

x

13

y

-0,1725418

x

14

y

2,994137

x

14

y

-9,50E-02

x

15

y

2,86474

x

15

y

0,0253622

x

16

y

2,859504

x

16

y

9,80E-02

x

17

y

2,944979

x

17

y

8,97E-02

x

18

y

3,040479

x

18

y

2,88E-02

x

19

y

3,082755

x

19

y

-3,16E-02

x

20

y

3,060696

x

20

y

-5,38E-02

x

21

y

3,007014

x

21

y

-3,53E-02

x

22

y

2,96476

x

22

y

1,95E-04

x

23

y

2,957165

x

23

y

2,53E-02

x

24

y

2,97882

x

24

y

2,71E-02

x

25

y

3,007484

x

25

y

1,14E-02

x

26

y

3,023035

x

26

y

-6,87E-03

x

27

y

3,019521

x

27

y

-1,54E-02

x

28

y

3,004748

x

28

y

-1,18E-02

x

29

y

2,991325

x

29

y

-1,74E-03

x

30

y

2,987309

x

30

y

6,43E-03

x

31

y

2,992468

x

31

y

8,16E-03


Отчет для построения кривых переходных процессов для ПИД – регуляторов (ПИД2)

Исходные данные:

расчетный коэффициент K= 1,5

коэффициенты передаточной функции:

A1= 3,3025

A2= 4,168505

A3= 2,966743

коэффициент усиления К2= 0,2

постоянная времени  T= 1,6

Настройки регуляторов:

S0=0,2778  S1=0,6647  S2=0,0687

изменение задания регулятору: 3

изменение расхода продукта  20 %

Канал задающего воздействия

Канал возмущающего воздействия

x

1

y

0

x

1

y

1,71875

x

2

y

0,7594191

x

2

y

2,446129

x

3

y

1,990016

x

3

y

2,18193

x

4

y

3,098927

x

4

y

1,305622

x

5

y

3,646733

x

5

y

0,3695092

x

6

y

3,570225

x

6

y

-0,2004707

x

7

y

3,12892

x

7

y

-0,2800795

x

8

y

2,687348

x

8

y

-2,46E-02

x

9

y

2,498188

x

9

y

0,290682

x

10

y

2,603081

x

10

y

0,4479743

x

11

y

2,871871

x

11

y

0,3835684

x

12

y

3,121257

x

12

y

0,1762733

x

13

y

3,227904

x

13

y

-3,63E-02

x

14

y

3,177704

x

14

y

-0,1485583

x

15

y

3,043032

x

15

y

-0,1353362

x

16

y

2,920312

x

16

y

-4,32E-02

x

17

y

2,872236

x

17

y

5,36E-02

x

18

y

2,904026

x

18

y

0,1001898

x

19

y

2,976846

x

19

y

8,43E-02

x

20

y

3,040825

x

20

y

3,08E-02

x

21

y

3,064674

x

21

y

-2,22E-02

x

22

y

3,047122

x

22

y

-4,72E-02

x

23

y

3,0092

x

23

y

-3,92E-02

x

24

y

2,976832

x

24

y

-1,19E-02

x

25

y

2,965707

x

25

y

1,45E-02

x

26

y

2,975819

x

26

y

2,62E-02

x

27

y

2,995874

x

27

y

2,09E-02

x

28

y

3,012453

x

28

y

6,18E-03

x

29

y

3,017739

x

29

y

-7,58E-03

x

30

y

3,012099

x

30

y

-1,34E-02

x

31

y

3,001596

x

31

y

-1,04E-02


9. Безопасность жизнедеятельности

9.1. Характеристика проектируемого объекта

Целью данного дипломного проекта является высокоэффективная работа технологического объекта управления. Эффективность работы оценивается значением критерия управления – показателем, характеризующим функционирование технологического объекта управления в целом и принимающим числовые значения в зависимости от возмущающих и управляющих воздействий.

Физические свойства приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Физические свойства веществ; предельно-допустимая концентрация и класс опасности веществ

Наименование

сырья, полупродуктов, готовой продукции

Агрегатное

состояние

Плотность,

кг/м3

Температура кипения, 0С

ПДК,

мг/м3

Класс опасности ГОСТ 12.1005-88

1

2

3

5

6

14

Стирол

бесцветная жидкость со специфическим запахом

909

145

30

3

Азот

газ без цвета, вкуса и запаха

808

-209,7

5

4

Часто при возникновении взрыва в одном из аппаратов для предотвращения серьезных аварийных ситуаций требуется немедленное прекращение работы всей технологической схемы. В этом случае специальное устройство срабатывает от индикатора взрыва, автоматически прекращает работу всей технологической нитки или отдельной группы аппаратов.

Работы, связанные с обслуживанием приборов КИПиА при ведении технологического процесса, относятся к работам средней тяжести категории IIА - работы, связанные с постоянной ходьбой, выполняемые сидя или стоя, но не требующие перемещения тяжестей .

Таблица 4 – Допустимые уровни шума на рабочем месте

Рабочие места

Уровни звука и эквивалентные

Уровни звукового давления, дБ, в активных полосах средней частоты, Гц

31,5

63

125

250

500

1000

2000

4000

8000

Операторная

65

96

83

74

68

63

57

55

54

54

Производ-ственные помещения и территория установки

80

107

95

87

82

78

75

73

71

69

Нормы вибрации в производственных условиях согласно ГОСТ 12.1012-96 приведены в таблице 24.

Таблица 5 – Допустимые уровни вибрации на рабочих местах

Вид вибрации

Допустимый уровень виброскопии, дБ, в октавных полосах со среднегеометрическими частотами, Гц

1

2

4

8

16

31,5

63

125

250

500

1000

Технологичес-кие помещения

-

108

99

93

92

92

92

-

-

-

-

Локальная  вибрация

-

-

-

115

109

109

109

109

109

109

109

Оптимальные допустимые нормы температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха в рабочей зоне производственных помещений выбираем для холодного и теплого периодов года согласно ГОСТ 12.1005-88. Допустимые нормы микроклимата приведены в таблице 25.

Таблица 6 – Допустимые нормы микроклимата операторного помещения

Период года

Температура

воздуха, 0С

Относительная влажность, %

Скорость движения воздуха, м/с

оптимальная

допустимая

оптимальная

допустимая, не более

оптимальная

допустимая

Холодный

18÷20

17÷23

60÷40

75

не более

0,2

не более

0,3

Тёплый

21÷23

18÷27

60÷40

65 при t=26°С

0,3

0,2÷0,4

В зависимости от условий технологического процесса, состава и количества выделяемых вредных веществ, устанавливаем класс производства I и соответственно ширина санитарно-защитной зоны 1000м. Согласно СНиП 2.2.1./2.1.1.1200-03 группа производственных процессов по санитарной характеристике – III. Поэтому предусматривается специальное бытовое помещение, душевая, туалет, комната для умывания и приёма пищи, сушилка.

9.2.Освещение

Разряд зрительных работ соответствует III разряду, согласно СНиП 23.05-95 – средняя точность зрительной работы, наименьший размер объекта различения составляет 0,3…0,5 мм. В третьем климатический поясе коэффициент естественного освещения (КЕО) ен  = 1,2% .

9.3 Обеспечение безопасности технологического процесса

Технологический процесс осуществляются по непрерывной техно-логической схеме. Процесс гидрирования ацетофенона состоит из двух стадий:

  1.  Подготовка формалина;
  2.  Полимеризация;
  3.  Ацетилирование;
  4.  Промывка и получение готового продукта;

Всё технологическое оборудование вынесено на открытую площадку, ос-новное оборудование расположено на нулевом уровне, операторная находится в закрытом помещении. Все оборудование располагается с учетом удобства проведения ремонтных работ.

Оборудование выбрано с учетом технологических параметров и характеристик сырья.

Для обеспечения безопасного функционирования объекта автоматизации большие требования предъявляются и к программному обеспечению АСУ ТП.

Программные средства обеспечивают: точное измерение численных значений технологических параметров объекта, быстрое и безошибочное обнаружение выхода значений параметров за установленные границы, своевременное оповещение оперативного персонала обо всех нарушениях технологического режима через систему звуковой и световой сигнализации, а также выдачу соответствующих сообщений на дисплей,  в аварийных и предаварийных ситуациях предусмотрено блокирование технологических потоков с помощью отсекающей арматуры.

Для защиты оборудования от разрушения при достижении давления выше расчетного, на нем установлены предохранительные клапана в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением».

Предусмотрена производственная предупредительная и противоаварийная сигнализация, и блокировка при отклонении параметров технологического процесса с целью предупреждения и предотвращения аварийных ситуаций.

10.  Технико-экономические обоснования курсового проекта

Содержание раздела дипломного проекта

«Технико-экономическое обоснование» для создания и внедрения АСУТП

Введение: краткая характеристика объекта исследования, возможные варианты и предлагаемый способ реализации технического нововведения с элементами экономических и организационных преобразований, а также оценка конкурентных преимуществ предлагаемого варианта.

1.Расчет (определение) капитальных затрат на создание и внедрение АСУТП.

2. Расчет эксплуатационных расходов связанных с содержанием и эксплуатацией систем автоматизации.

3.Расчет экономического эффекта, полученного от внедрения АСУТП.

4. Сводные технико-экономические показатели.

Вывод: следует сделать краткий вывод о преимуществах от внедрения технико-организационных нововведений в производство с экономической точки зрения, перечислить основные критерии, отражающие целесообразность технических и экономических преобразований, с указанием конкретных показателей, подтверждающих данный вывод.

1. Расчет (определение) капитальных затрат на создание и внедрение АСУТП

Данные затраты включают в себя:

1.1 стоимость комплекса технических средств (КТС), рассчитанную на спецификации (табл. 1.1).

1.2 Затраты на монтаж и наладку приборов и технических средств (табл. 1.1)

Таблица 1.1

№ п/п

Наименование приборов

Кол-во

Стоимость средств автоматизации

Стоимость монтажных работ

Цена за ед-цу, руб.

Сумма, руб.

Цена за ед-цу, руб.

Сумма, руб.

1

2

3

4

5

6

7

1

Расходомеры  Rosemount 3095MFC

2

30000

60000

3000

6000

2

Promass 84F  Кориолисовый расходомер

2

6000

12000

6000

12000

3

VEGAPULS 62 Радарный уровнемер

4

20000

80000

2000

8000

4

Omnigrad M TR10 Термометр сопротивления

8

15000

120000

1500

12000

5

Диафрагма Rosemount серии 405С

1

35000

35000

5000

5000

6

Самописец PMT-39D

5

10000

50000

1000

5000

7

VEGADIS 175  Цифровой индикатор

3

15000

45000

1500

4500

8

Программируемый индикаторный прибор 701520

8

20000

160000

2000

16000

9

Проходной клапан Серия 250

8

2500

20000

1000

8000

10

Электрические приводы Тип SAM

8

3500

28000

1500

12000

11

Контроллер

1

150000

150000

5000

5000

12

Компьютер

1

45000

45000

4500

4500

ИТОГО

ККТС=805000

КСМ=98000

1.3 транспортно-заготовительные расходы – 10% от стоимости КТС

     (обычно 10-15% или по данным завода):

1.4 затраты на проектирование – 20% от стоимости КТС:

1.5 затраты на пуско-наладочные работы – 25% от стоимости КТС:

1.6 капитальные затраты на внедрение системы включают сумму всех вышеперечисленных затрат:

Кз, внедрение=Кктс+ Ксм+ Зтрансп.-загот. п.1.3+ Зпроектп.1.4+ Зпуско-налад.= 805000 +80500+ 80500 + 161000 + 201250= 1328250 руб

1.7 сумма капитальных затрат на внедрение средств автоматизации по заводским данным (если проект предусматривает модернизацию оборудования или замену устаревшего на новое) составляет: Кз = 1102500 руб.

1.8 Разница между заводскими и проектными данными по капитальным затратам:

2 Расчет эксплуатационных расходов, связанных с содержанием и эксплуатацией систем автоматизации

2.1 амортизационные отчисления составляют 15% от изменения капитальных затрат (или от суммы вновь веденного КТС):

Аотчисл= 15% от п.1.8 = 225750 * 0,15 = 33862,5 руб

2.2 затраты на ремонт – 10% от изменения капитальных затрат (или в абсолютных затратах с приведением сметы расходов на ремонт):

Зремонт= 10% от п.1.8 = 225750 * 0,1 = 22575 руб

2.3 затраты на содержание и обслуживание оборудования – 10% (обычно 10-15%) от изменения капитальных затрат (или согласно смете расходов):

Зобсл.оборудования=10% от п.1.8 = 225750 * 0,1 = 22575руб

2.4 прочие затраты – 20% от суммы расходов п. 2.1-2.3:

Зпрочие=20% от 2.1-п.2.3)=0,2*(33862,5+22575+22575)=      =15802,5 руб

2.5. Итого по проектируемому варианту или изменение эксплуатационных расходов с учетом заводских данных (сумма пп. 2.1-2.4):

Объем продукции заводской = 100000 тонн.

Итого:

Зобщие==33862,5+22575+22575+15802,5= =94815 руб

Зобщие удельн.=  = 0,94815 руб/тонна

Ожидаемое увеличение объема продукции на 1%, т.е.

Q=100000+100000*0,01=101000т.

Зобщ.удельн. по проекту=  = 0,93876 руб/тонна

Аотчисл.удельн. по заводу =  = 0,338625 руб/т

 

Аотчисл.удельн. по проекту=  = 0,335272 руб/т

Зремонт удельн. по заводу =  = 0,22575 руб/т

Зремонт удельн. по проекту =  = 0,223514 руб/т

Зсодерж.оборуд. удельн. по заводу =  = 0,22575 руб/т

Зсодерж.оборуд.удельн по проекту =  = 0,0223514 руб/т

Зпрочие удельн. по заводу =  = 0,158025 руб/т

Зпрочие удельн. по проекту =  = 0,15646 руб/т

Все полученные данные сводятся в таблицу 2.1:

Таблица 2.1

Сводная таблица эксплуатационных расходов

№ п/п

Наименование затрат

Сумма, руб.

общая

На единицу продукта

По заводу

По проекту

По заводу

По проекту

1

Амортизационные отчисления

33862,5

1656,375

0,338625

0,335272

2

Затраты на ремонт

22575

22575

0,22575

0,223514

3

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

22575

22575

0,22575

0,223514

4

Прочие затраты

15802,5

15802,5

0,158025

0,15646

ИТОГО

94815

94815

0,94815

0,93876

3 Расход экономического эффекта, полученного от внедрения АСУ

Внедрение в производство данной схемы автоматизации позволяет:

- увеличить объем выпуска продукции на 1%;

- снизить нормы расхода:

    а) стирола – на 1%;

    б) каучука на 1 %;

    в) азота на 1%;

         - снизить нормы расхода:

    а) пара – на 1%,

    б) воды – на 1%,

    в) высокотемпературного теплоносителя – на 1%;

- высвободить на 14 человек основных производственных рабочих.

Таблица 3.1

№ п/п

Наименование статьи затрат

Единица измерения

Цена за единицу измерения, рублей

Норма расхода на 1 тонну продукции по заводским данным

1

Стирол

т

30 000

0,5

2

Каучук

т

25 000

0,4

3

Азот

т

28 000

0,1

4

Пар

Гкал

1450

0,177

5

Вода

м3

2000

0,0002

6

Высокотемпературного теплоносителя

м3

5000

0,0003

3.1 Выпуск продукции по проекту:

     Прибыль по заводским данным:

     Пз=(Ц-С)*Вз =

     Экономический эффект от внедрения АСУ:

     Эвн=(Впр-Вз)/Вз*Пз=

3.2 Экономический эффект от снижения норм расхода по сырью:

Iсниж=(100-%снижения)/100

Нрасхпр=Нрасхзав*Iсниж

Эсырье, энергия=Нрасхзав-Нрасхпр*Ц*Впр

Iсниж=100-1100=0,99

  1.          Нпррасх.стирола=0,5*0,99= 0,495

Эстирол = ((0,5-0,495)*30000)*101000 =  15150000 руб

Эстирол удел. = (0,5-0,495)*30000 =150 руб

Б)          Нпррасх каучука = 0,4*0,99= 0,396

       Экаучука= ((0,4-0,396)* 25 000)*101000 = 10100000 руб

Экаучука = (0,4-0,396)* 25 000 = 100 руб

В)           Нпррасх азота = 0,1*0,99=0,099

  Эазота = ((0,1-0,099)* 28000)*101000 = 2828000 руб

Эазота= (0,1-0,099)* 28000 = 28 руб

3.3 Экономический эффект от снижения норм расхода энергоресурсов:

А) Пара:

Hрасх.парпр=0,177*0,99=0,17523

Эпара=((0,177-0,17523)*1450)* 101000 = 259216,5 руб

Эпар удел.=0,177-0,17523*1450=2,5665руб

Б) Воды:

Hрасх. водыпр=0,0002*0,99=0,000198

Эводы =((0,0002-0,000198)*2000)*101000= 404руб

Эводы удел.=0,0002-0,000198*2000=0,004руб

В)   высокотемпературный теплоноситель:

Нпррасх.высоктемпер теплоносит = 0,0003*0,99 = 0,000297

Эвысоктемпер теплонос = ((0,0003-0,000297)*5000)*101000 = 1515руб

Эвысоктемпер теплоносит удельн =(0,0003-0,000297)*5000 = 0,015 руб

3.4 экономия за счет высвобождения основных рабочих:

Таблица 3.2

№ п/п

Наименование профессии

Ра зр яд

Численность, чел.

Средне-годовой ФЗП, руб./чел.

Общий годовой ФЗП, руб.

До внедр

После внедр

Выс-вобождение

До внедр

После внедр

1

Основные рабочие:

- Операторы

- аппаратчик

5

5

5

20

5

6

0

14

210 000

150 000

1050000

3000000

1050000

900000

ИТОГО основных рабочих

25

11

14

-

4050000

1950000

2

Вспомогательные рабочие:

- слесарь КИПиА

2

2

0

360 000

720000

720000

ИТОГО вспомогательных рабочих

2

2

0

-

720000

720000

3

ИТР:

- МОП,

- начальник смены,

- механик

3

3

1

3

3

1

0

0

0

240 000

210 000

324 000

720000

630000

324000

720000

630000

324000

ИТОГО ИТР

7

7

0

-

1674000

1674000

ВСЕГО

34

20

14

-

6444000

4344000

Штатное расписание

3.4.1 Экономия по ФЗП:

Эфзп=ФЗПдо-ФЗПпосле=6444000-4344000= 2100000 руб

3.4.2 Экономия по страховому взносу (34%):

Эстрах.взнос=0,34*Эфзп=0,34*2100000руб=714000руб

Эстрах.взнос удельн.=7140005050=141,3861 руб/т

3.4.3 Экономия средств на охрану труда  (10% от среднегодового ФЗП 1 работника):

Эохрана труда=Эсред.год ФЗП*0,1= 150000*0,1*14=210000 руб

Эохр.труда на 1 тонну=Эохрана труда5050=2100005050=41,5841 руб

3.5 Общая экономия за счет высвобождения рабочих:

Эобщ=Эфзп+Эстрах.взнос+Эохрана труда=2100000+714000+210000=3024000 руб

Эобщ. удел.=Эобщ5050=598,8118 руб

3.6 Годовая экономия себестоимости (Эс/с) за вычетом эксплуатационных расходов:

Эс/с = Эстирол+ Экаучук + Эазот+ Эпара + Эводы +Эвысоктемпер теплонос+ Эобщ –Зобщие = 15150000+10100000 + 2828000 +20,2+37,875+ 8983,95+3024000-94815=31016227,03 руб

Эс/с уделн = Эстирол удельн +Экаучук удел + Эазот удельн +Эпара +Эводы+ Эвысоктемпер теплонос удельн +Эобщ удел – Зобщие удел = 150+ 100+28+2,5665+0,0075+0,015+598,8118-0,94815= 878,45265

3.7 Экономический эффект за счет внедрения АСУ:

ΔП=ЭАСУ=Эс/с+ЭВН=

Таблица 3.3

№ п/п

наименование

всего

На 1 тонну продукции

1

Экономия по сырью

28078000

2

Экономия по пару

3

Экономия по воде

4

Экономия по высокотемпературному теплоносителю

5

Экономия за счет высвобождения рабочих

6

Экономия эксплуатационных расходов

??

??

7

Экономия по себестоимости, Эс/с


Таблица 3.4

Калькуляция себестоимости 1 тонны продукции

№ п/п

Наименование статей затрат

Ед-ца измер

Цена за ед-цу измер

По заводским данным

По проекту

Изменение величины расходов

Норма расхода

Сумма, руб.

Норма расхода

Сумма, руб.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

I

Сырье и материалы

- Стирол

- Каучук

- Азот

т

т

т

30000

25000

28000

0,5

0,4

0,1

15000

10000

2800

0,495

0,396

0,099

14850

9900

2772

150

100

28

Итого

27800

18612

II

Пар

Вода

Высокотемпературный теплоноситель

Гкал

м3

м3

1450

2000

5000

0,177

0,0002

0,0003

256,65

0,4

1,5

0,17523

0,000198

0,000297

254,0835

0,396

1,485

2,5665

0,004

0,015

ИТОГО

258,55

255,9645

III

З/П основных рабочих

Страховой взнос 34%

З/Посн рабочих удеоьн. по заводу = = 40,5 руб/т

З/Посн рабочих удельн.по проекту  == 19,3 руб/т

      Соц. пакетпо проекту =19,3*0,34= 6,562 руб

21,2

7,208

 IV

Амортизационные отчисления

Аотч удел. по заводу = 0,338625 руб

Аотч удел. по проекту = 0,335272 руб

0,003353

Затраты на ремонт

Зремонт удел. по заводу = 0,22575 руб

Зремонт удел. по проекту =0,223514 руб

0,002236

Затраты на содержание и эксплуатацию оборудования

Зсодер. оборуд.удел. по заводу=0,22575 руб

Зсодерж. оборуд. удел. по проекту = 0,223514 руб

0,002236

Прочие затраты

Зпрочие удел. по заводу = 0,158025 руб

Зпрочие удел. по проекту = 0,15646 руб

0,001565

ИТОГО

Расходы на содержание и эксплуатацию оборудования:

  1.  По заводу: 0,94815руб
  2.  По проекту:  0,93876руб

0,00939

V

Цеховые расходы

Охрана труда

Эохрана труда=Эсред.год ФЗП*0,1= 150000*0,1*14
=210000 руб

Эохр. труда на 1 тонну по заводу =  = = 2,1руб

Эохр. труда на 1 тонну по проекту =  = = 2,079 руб

0,021

З/П вспомогательных рабочих и ИТР

З/Ппо заводу удельн. =  = 23,94 руб

0,24

Страховой взнос всп.рабочих 34%

Соц.пакетвсп.раб по заводу = 23,94*0,34 = 8,1396 руб

0,0816

ИТОГО

Цеховые расходы:

  1.  По заводу: 34,1796руб
  2.  По проекту: 33,837руб

0,3426

VI

Цеховая себестоимость

9219,3

3,13

VII

47142,95

VIII


0,1565

IX

9222,5865


1844,5173

11067,1038

Прибыль берем в размере 20% от себестоимости

Оптовая цена = себестоимость + прибыль

4 Изменение основных технико-экономических показателей.

4.1 Годовой объем производства в стоимостном выражении (по заводу, по проекту, разница в стоимостном выражении, изменение в процентах к аналогу):

 

 

4.2 Капитальные вложения (по заводу, по проекту, разница в стоимостном выражении, изменение в процентах к аналогу):

   Удельные капитальные вложения:

4.3 Себестоимость:

     4.3.1 единицы продукции:

    4.3.2 годового проектного выпуска:

     4.3.4 годового заводского выпуска:

4.4 производительность труда:

    4.4.1 в натуральном выражении:

             По заводу:

             По проекту:

   

      4.4.2 в стоимостном выражении:

             По заводу:

             По проекту:

4.4.  Изменение производительности труда (в %):

4.5 Проектная прибыль:

               

               Э=ΔП= Ппр – Пз = 937118122руб

4.6 Годовой экономический эффект:

     

    937118122–0,15*1328250 = 937088236,4руб

    937118122–0,15*1102500 = 936952747руб

     Нормативный коэффициент эффективности кап. вложений Ен=0,15

4.7 Приведенные затраты:

     4.7.1 заводские:

              Зз = Сз + Ен*Кзудельн=

     4.7.2 проектные:

               Зпр = Спр + Ен*Кпрудельн=

    4.7.3 В процентах к аналогу:

            (ΔЗ/Зз)*100%=

   

    4.7.4 Приведенный экономический эффект:

            Э привед=(Зз – Зпр)*Впр = ΔЗ*Впр=

4.8 коэффициент экономической эффективности:

     Е = ΔП/Кпр =

4.9 Срок окупаемости:

      Ток = 1/Е = Кпр / ΔП =

аблица 4.1     

Сводные технико-экономические показатели

     

№ п/п

Наименование показателя

Ед-ца измер.

Значение показателей

Отклонение

По заводу

По про-екту

Абсолютное

Относит. %

1

2

3

4

5

6

7

1

Годовой объем производства:

А) в натур выражении

Б) в стоимостном выражении

Тонн

руб.

100000

3382131540

101000

3415952855

100

33821315

1

1

2

Капитальные вложения

Руб

1102500

1328250

225750

20,476

3

Удельные капиталовложения

Руб/т

13,5099

2,4849

22,53877

4

Себестоимость:

А) единицы продукции

Б) годового выпуска

Руб/т

Руб

28184,4295

2818442950

18961,843

1915146143

9222,5865

903296807

32,722

32,0494

5

Численность работающих:

А) всего

Б) в т.ч. рабочих

Чел

Чел

25

34

11

20

14

14

56

41,18

6

Производительность труда:

А) в натуральном выражении

Б) в стоимостном выражении

т/чел

руб/чел

2941,176

99474457,06

5050

170797642,8

2108,824

71323185,74

71,7

71,7

7

Приведенные затраты

Руб/т

28186,083259

18981,56911

9204,5

32,65628

8

Прибыль

Руб

563688590

1500806712

937118122

166,247

9

Годовой экономический эффект

Руб

936952747

937088236,4

135489,4

0,01446

10

Коэффициент эффективности

849,99376

705,528

144,46576

186,957

11

Срок окупаемости

год

0,01176

0,001417

0,010343

87,95

11.Спецификация  на  приборы и средства автоматизации


Позиция

Наименование и техническая характеристика

Тип, марка, обозначение документа, опросного листа

Код оборудования, изделия, материала

Завод - изготовитель

Единица измерения

Количество

Масса единицы, кг

Примечание

1-1

Дозатор малых добавок в технологическом процес-се Гамма ДМД. Дискретное дозирование плохо сы-пучих материалов малыми дозами в технологиче-ских линиях предприятий перерабатывающей, хи-мической, металлургической, цементной, строи-тельной промышленности и сельского хозяй-ства.Класс точности по ГОСТ 10223-97: 1,0. Мас-са не более 100 кг, Диапазон рабочих температур вещества -10 до +40 С.Весоизмерительный преоб-разователь –контроллер  ТВ-011. Корпус из не-ржавеющей стали .Степень защиты IP 65. Ин-терфейсы RS 232/485. Аналоговый вход (0-5 В, 4-20мА). Аалоговый выход (0-5 В, 4-20 мА). 8 дис-кретных входов, 8 дискретных выхо-дов.Нелинейность не более 0,002. Тип первичного преобразователя : тензоризисторный.Рабочий диаазон температур -30 до 40 С. Влажность до 80% (при 25 С).

1-2

Самописец PMT-39D  регистраторы многоканальные бумажные PMT 39 предназначены для измерения, регистрации и контроля температуры и других неэлектрических велечин (частоты, давления, расхода, уровня и прочих), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянного тока.

-Диапазон измерения тока: 0-5; 4-20; 0-20 мА

-Диапазон измерения сопротивления:0-320 Ом

-Диапазон измерения напряжения: 0-10В; 0-75; 0-100 мВ

-Питание 187…242В.50Гц

-Потребляема мощность :35ВА

Степень защиты от пыли и влаги:

- лицевая панель  IP54

- корпус                 IP20

Габаритные размеры:

- передняя панель         144х144мм

- монтажная глубина    250мм

- вырез в щите                138х138мм

2-1

Диафрагма Rosemount серии 405С (стабилизирующая) изготавливается для Dy от 50 мм до 200 мм. Четыре отверстия диафрагмы 405С осредняют скорость потока, обеспечивая высокую повторяемость создаваемого перепада давления и, как следствие, высокую точность измерений расхода.

Rosemount 405С

Rosemount

шт

1

2-2

Расходомеры  Rosemount 3095MFC –это сочетание многопараметрического преобразователя 3095MV и диафрагмы Rosemount серии 405.

-выходгой сигнал 4-20 мА

-сигнал HART

Измеряемые среды: жидкость, газ, пар

Температура измеряемой среды:

-40..232 С (интегральный монтаж датчика);

-100..454 С (удаленный монтаж датчика импульсными линиями);

Электропитание: От внешнего источника постоянного тока- напряжение питания 11..55 В без внешней нагрузки (при передаче сигнала по 4-20 мА) или с Rн>= 250 Ом(при передаче сигнала по HART- протоколу).

Габариты: А=140 мм;В= Высота датчика +Ф; Выстота датчика=159мм; С=197(при закрытых вентилях), 210(при открытых вентилях)мм; D= 152(при закрытых вентилях), 159 (при открытых вентилях) мм;

Rosemount 3095MFC

Rosemount

шт

1

2-3

Самописец PMT-39D  регистраторы многоканальные бумажные PMT 39 предназначены для измерения, регистрации и контроля температуры и других неэлектрических велечин (частоты, давления, расхода, уровня и прочих), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянного тока.

-Диапазон измерения тока: 0-5; 4-20; 0-20 мА

-Диапазон измерения сопротивления:0-320 Ом

-Диапазон измерения напряжения: 0-10В; 0-75; 0-100 мВ

-Питание 187…242В.50Гц

-Потребляема мощность :35ВА

Степень защиты от пыли и влаги:

- лицевая панель  IP54

- корпус                 IP20

Габаритные размеры:

- передняя панель         144х144мм

- монтажная глубина    250мм

- вырез в щите                138х138мм

НПФ «Автоматика»

шт

1

<=4,5

3-1

VEGAPULS 62 Радарный уровнемер для непрерывного измерения уровня

Область применения

Уровнемер VEGAPULS 62 предназначен для применения на жидкостях в резервуарах-хранилищах и технологических емкостях при сложных условиях процесса в химической, нефтехимической и перерабатывающей отраслях промышленности.

Принцип действия

Короткие микроволновые импульсы передаются через антенную систему и снова принимаются ею после отражения от поверхности продукта. Время от передачи до приема сигнала пропорционально уровню продукта. Специальная процедура обработки сигнала обеспечивает надежность и точность измерения.

Применение  Резервуары-хранилища и технологические емкости при самых сложных условиях

Диапазон измерения  до 35 м

ПрисоединениеРезьба, фланец

Температура процесса -200 ... +450 °С

Давление процесса -1 ... +160 бар (-100 ... +16000 кПа)

Точность измерения  +/- 2 мм

OОО "ВЕГА ИНСТРУМЕНТС"

шт

1

3-2

Самописец PMT-39D  регистраторы многоканальные бумажные PMT 39 предназначены для измерения, регистрации и контроля температуры и других неэлектрических велечин (частоты, давления, расхода, уровня и прочих), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянного тока.

-Диапазон измерения тока: 0-5; 4-20; 0-20 мА

-Диапазон измерения сопротивления:0-320 Ом

-Диапазон измерения напряжения: 0-10В; 0-75; 0-100 мВ

-Питание 187…242В.50Гц

-Потребляема мощность :35ВА

Степень защиты от пыли и влаги:

- лицевая панель  IP54

- корпус                 IP20

Габаритные размеры:

- передняя панель         144х144мм

- монтажная глубина    250мм

- вырез в щите                138х138мм

НПФ «Автоматика»

шт

1

<=4,5

4-1

Promass 84F  Кориолисовый расходомер

Кориолисовый принцип измерения расхода не зависит от таких физических свойств жидкости, как вязкость и плотность.

Характеристики кориолисова расходомера Promass 84F

Высокоточное измерение различных жидкостей (не воды) и газов под высоким давлением

(> 100 бар)

Рабочая температура жидкости до +350 °C

Рабочее давление до 350 бар

Измерение массового расхода до 2200 т/ч

Выходной сигнал для системы управления:

HART

Нормы безопасности:

Вторичная защитная оболочка (до 100 бар), PED

Диапазон измерения 0...2'200'000 кг/ч

Рабочая температура -50...+200°C

Диапазон рабочего давления  PN 16...100  Cl 150...600

JIS 10...63K

Входные сигналы  Сигнал состояния

Выходные сигналы  4...20мА   Импульсно-частотный(10кГц, 90° фазовый сдвиг, активный/пассивный)  Реле/Сигнал состояния

Коммуникация  HART  Modbus

Степень защиты электроники  IP 67  NEMA 4x

ООО "Эндресс+Хаузер"

шт

1

4-2

Самописец PMT-39D  регистраторы многоканальные бумажные PMT 39 предназначены для измерения, регистрации и контроля температуры и других неэлектрических велечин (частоты, давления, расхода, уровня и прочих), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянного тока.

-Диапазон измерения тока: 0-5; 4-20; 0-20 мА

-Диапазон измерения сопротивления:0-320 Ом

-Диапазон измерения напряжения: 0-10В; 0-75; 0-100 мВ

-Питание 187…242В.50Гц

-Потребляема мощность :35ВА

Степень защиты от пыли и влаги:

- лицевая панель  IP54

- корпус                 IP20

Габаритные размеры:

- передняя панель         144х144мм

- монтажная глубина    250мм

- вырез в щите                138х138мм

НПФ «Автоматика»

шт

1

<=4,5

5

Проходной клапан Серия 250  Тип 3251

Условный диаметр Ду 15..200

Условное давление Ру 16..400

Диапазон температур -200..+500

Samson

шт

1

5

Электрические приводы Тип SAM

Самотормозящиеся прямоходные приводы с реверсивными двигателями однофазного или трехфазного тока на номинальные усилия перестановки от 2 до 25 кН и номинальный ход от 15 до 120 мм. Время перестановки до 30 сек при подключении к трехпозиционному регулятору или с электрическим позиционером – при аналоговых управляющих сигналах 4(0).. 20 мА или 0.. В серийном исполнении с механическим ручным регулированием, двумя срабатывающими по крутящему моменту и тремя датчиками конечных положений.

Samson

шт

1

6-1

Omnigrad M TR10 Термометр сопротивления с резьбовым присоединением к процессу (резьбы G, M, NPT).

два исполнения чувствительного элемента Pt100: тонкопленочный (крайне стойкий к промышленным вибрациям, -50…+400оС) и спиралевидный (-200…+600оС);

встраиваемый преобразователь с выходными сигналами: 4..20мА с фиксированным или программируемым диапазоном измерения, HART, Profibus PA, FOUNDATION Fieldbus;

глубина погружения: 50…4000мм, до 20000мм по запросу;

прямой, суженный или конусообразный наконечник сенсора

диаметр погружной части: 9, 11 или 12мм;

степень защиты корпуса: IP65…68

рабочий диапазон Pt100:  -200 °C ...600 °C

Макс. рабочее давление (статич.) при 20 °C: 50 бар

ООО "Эндресс+Хаузер"

шт

1

6-2

Программируемый индикаторный прибор 701520

Конфигурируемый аналоговый вход позволяет напрямую подключать термометры сопротивления, термопары, потенциометры, дистанционные датчики сопротивления или датчики с выходом по напряжению в пределах -10В..+10В и токовым выходом в пределах -100..+100 мА.

Электропитание осуществляется через импульсный источник питания с подводом напряжения по выбору AC/DC 20…53 В, 48…63 Гц или AC 110… 240 В, 48..63 Гц.

Электробезопасность по EN  61 010; степень загрязнения 2; категория по перенапряжению ||

Размеры  фронтальной рамки  96х48

Мин.сопротивление 20 Ом

Мак. Сопротивление 4000Ом

Степень защиты с передней стороны IP 54

С задней стороны IP 20

Рабочее положение произвольное

JUMO

шт

1

0,25

7-1

VEGAPULS 62 Радарный уровнемер для непрерывного измерения уровня

Область применения

Уровнемер VEGAPULS 62 предназначен для применения на жидкостях в резервуарах-хранилищах и технологических емкостях при сложных условиях процесса в химической, нефтехимической и перерабатывающей отраслях промышленности.

Принцип действия

Короткие микроволновые импульсы передаются через антенную систему и снова принимаются ею после отражения от поверхности продукта. Время от передачи до приема сигнала пропорционально уровню продукта. Специальная процедура обработки сигнала обеспечивает надежность и точность измерения.

Применение  Резервуары-хранилища и технологические емкости при самых сложных условиях

Диапазон измерения  до 35 м

ПрисоединениеРезьба, фланец

Температура процесса -200 ... +450 °С

Давление процесса -1 ... +160 бар (-100 ... +16000 кПа)

Точность измерения  +/- 2 мм

OОО «ВЕГА ИНСТРУМЕНТС»

шт

1

7-2

VEGADIS 175 Цифровой индикатор без вспомогательного питания, для монтажа на панели, предназначен для выносной индикации измеренных значений для токовых цепей 4.. 20 мА

Диапазон индикации: -19999…19999

Степень защиты: IP 65

Сигнал 4…20 мА; 4..20мА/ HART

Окружающая температура -10..+60 оС

Габаритные размеры 96х48мм

VEGADIS

шт

1

0,3

8

Проходной клапан Серия 250  Тип 3251

Условный диаметр Ду 15..200

Условное давление Ру 16..400

Диапазон температур -200..+500

Samson

шт

1

8

Электрические приводы Тип SAM

Самотормозящиеся прямоходные приводы с реверсивными двигателями однофазного или трехфазного тока на номинальные усилия перестановки от 2 до 25 кН и номинальный ход от 15 до 120 мм. Время перестановки до 30 сек при подключении к трехпозиционному регулятору или с электрическим позиционером – при аналоговых управляющих сигналах 4(0).. 20 мА или 0.. В серийном исполнении с механическим ручным регулированием, двумя срабатывающими по крутящему моменту и тремя датчиками конечных положений.

Samson

шт

1

9-1

Omnigrad M TR10 Термометр сопротивления с резьбовым присоединением к процессу (резьбы G, M, NPT).

два исполнения чувствительного элемента Pt100: тонкопленочный (крайне стойкий к промышленным вибрациям, -50…+400оС) и спиралевидный (-200…+600оС);

встраиваемый преобразователь с выходными сигналами: 4..20мА с фиксированным или программируемым диапазоном измерения, HART, Profibus PA, FOUNDATION Fieldbus;

глубина погружения: 50…4000мм, до 20000мм по запросу;

прямой, суженный или конусообразный наконечник сенсора

диаметр погружной части: 9, 11 или 12мм;

степень защиты корпуса: IP65…68

рабочий диапазон Pt100:  -200 °C ...600 °C

Макс. рабочее давление (статич.) при 20 °C: 50 бар

ООО "Эндресс+Хаузер"

шт

1

9-2

Программируемый индикаторный прибор 701520

Конфигурируемый аналоговый вход позволяет напрямую подключать термометры сопротивления, термопары, потенциометры, дистанционные датчики сопротивления или датчики с выходом по напряжению в пределах -10В..+10В и токовым выходом в пределах -100..+100 мА.

Электропитание осуществляется через импульсный источник питания с подводом напряжения по выбору AC/DC 20…53 В, 48…63 Гц или AC 110… 240 В, 48..63 Гц.

Электробезопасность по EN  61 010; степень загрязнения 2; категория по перенапряжению ||

Размеры  фронтальной рамки  96х48

Мин.сопротивление 20 Ом

Мак. Сопротивление 4000Ом

Степень защиты с передней стороны IP 54

С задней стороны IP 20

Рабочее положение произвольное

JUMO

шт

1

0,25

10-1

VEGAPULS 62 Радарный уровнемер для непрерывного измерения уровня

Область применения

Уровнемер VEGAPULS 62 предназначен для применения на жидкостях в резервуарах-хранилищах и технологических емкостях при сложных условиях процесса в химической, нефтехимической и перерабатывающей отраслях промышленности.

Принцип действия

Короткие микроволновые импульсы передаются через антенную систему и снова принимаются ею после отражения от поверхности продукта. Время от передачи до приема сигнала пропорционально уровню продукта. Специальная процедура обработки сигнала обеспечивает надежность и точность измерения.

Применение  Резервуары-хранилища и технологические емкости при самых сложных условиях

Диапазон измерения  до 35 м

ПрисоединениеРезьба, фланец

Температура процесса -200 ... +450 °С

Давление процесса -1 ... +160 бар (-100 ... +16000 кПа)

Точность измерения  +/- 2 мм

OОО «ВЕГА ИНСТРУМЕНТС»

шт

1

10-2

VEGADIS 175 Цифровой индикатор без вспомогательного питания, для монтажа на панели, предназначен для выносной индикации измеренных значений для токовых цепей 4.. 20 мА

Диапазон индикации: -19999…19999

Степень защиты: IP 65

Сигнал 4…20 мА; 4..20мА/ HART

Окружающая температура -10..+60 оС

Габаритные размеры 96х48мм

VEGADIS

шт

1

11

Проходной клапан Серия 250  Тип 3251

Условный диаметр Ду 15..200

Условное давление Ру 16..400

Диапазон температур -200..+500

Samson

шт

1

11

Электрические приводы Тип SAM

Самотормозящиеся прямоходные приводы с реверсивными двигателями однофазного или трехфазного тока на номинальные усилия перестановки от 2 до 25 кН и номинальный ход от 15 до 120 мм. Время перестановки до 30 сек при подключении к трехпозиционному регулятору или с электрическим позиционером – при аналоговых управляющих сигналах 4(0).. 20 мА или 0.. В серийном исполнении с механическим ручным регулированием, двумя срабатывающими по крутящему моменту и тремя датчиками конечных положений.

Samson

шт

1

12-1

Omnigrad M TR10 Термометр сопротивления с резьбовым присоединением к процессу (резьбы G, M, NPT).

два исполнения чувствительного элемента Pt100: тонкопленочный (крайне стойкий к промышленным вибрациям, -50…+400оС) и спиралевидный (-200…+600оС);

встраиваемый преобразователь с выходными сигналами: 4..20мА с фиксированным или программируемым диапазоном измерения, HART, Profibus PA, FOUNDATION Fieldbus;

глубина погружения: 50…4000мм, до 20000мм по запросу;

прямой, суженный или конусообразный наконечник сенсора

диаметр погружной части: 9, 11 или 12мм;

степень защиты корпуса: IP65…68

рабочий диапазон Pt100:  -200 °C ...600 °C

Макс. рабочее давление (статич.) при 20 °C: 50 бар

ООО "Эндресс+Хаузер"

шт

1

12-2

Программируемый индикаторный прибор 701520

Конфигурируемый аналоговый вход позволяет напрямую подключать термометры сопротивления, термопары, потенциометры, дистанционные датчики сопротивления или датчики с выходом по напряжению в пределах -10В..+10В и токовым выходом в пределах -100..+100 мА.

Электропитание осуществляется через импульсный источник питания с подводом напряжения по выбору AC/DC 20…53 В, 48…63 Гц или AC 110… 240 В, 48..63 Гц.

Электробезопасность по EN  61 010; степень загрязнения 2; категория по перенапряжению ||

Размеры  фронтальной рамки  96х48

Мин.сопротивление 20 Ом

Мак. Сопротивление 4000Ом

Степень защиты с передней стороны IP 54

С задней стороны IP 20

Рабочее положение произвольное

JUMO

шт

1

13

Проходной клапан Серия 250  Тип 3251

Условный диаметр Ду 15..200

Условное давление Ру 16..400

Диапазон температур -200..+500

Samson

шт

1

13

Электрические приводы Тип SAM

Самотормозящиеся прямоходные приводы с реверсивными двигателями однофазного или трехфазного тока на номинальные усилия перестановки от 2 до 25 кН и номинальный ход от 15 до 120 мм. Время перестановки до 30 сек при подключении к трехпозиционному регулятору или с электрическим позиционером – при аналоговых управляющих сигналах 4(0).. 20 мА или 0.. В серийном исполнении с механическим ручным регулированием, двумя срабатывающими по крутящему моменту и тремя датчиками конечных положений.

Samson

шт

1

14-1

Omnigrad M TR10 Термометр сопротивления с резьбовым присоединением к процессу (резьбы G, M, NPT).

два исполнения чувствительного элемента Pt100: тонкопленочный (крайне стойкий к промышленным вибрациям, -50…+400оС) и спиралевидный (-200…+600оС);

встраиваемый преобразователь с выходными сигналами: 4..20мА с фиксированным или программируемым диапазоном измерения, HART, Profibus PA, FOUNDATION Fieldbus;

глубина погружения: 50…4000мм, до 20000мм по запросу;

прямой, суженный или конусообразный наконечник сенсора

диаметр погружной части: 9, 11 или 12мм;

степень защиты корпуса: IP65…68

рабочий диапазон Pt100:  -200 °C ...600 °C

Макс. рабочее давление (статич.) при 20 °C: 50 бар

ООО "Эндресс+Хаузер"

шт

1

14-2

Программируемый индикаторный прибор 701520

Конфигурируемый аналоговый вход позволяет напрямую подключать термометры сопротивления, термопары, потенциометры, дистанционные датчики сопротивления или датчики с выходом по напряжению в пределах -10В..+10В и токовым выходом в пределах -100..+100 мА.

Электропитание осуществляется через импульсный источник питания с подводом напряжения по выбору AC/DC 20…53 В, 48…63 Гц или AC 110… 240 В, 48..63 Гц.

Электробезопасность по EN  61 010; степень загрязнения 2; категория по перенапряжению ||

Размеры  фронтальной рамки  96х48

Мин.сопротивление 20 Ом

Мак. Сопротивление 4000Ом

Степень защиты с передней стороны IP 54

С задней стороны IP 20

Рабочее положение произвольное

JUMO

шт

1

15-1

Promass 84F  Кориолисовый расходомер

Кориолисовый принцип измерения расхода не зависит от таких физических свойств жидкости, как вязкость и плотность.

Характеристики кориолисова расходомера Promass 84F

Высокоточное измерение различных жидкостей (не воды) и газов под высоким давлением

(> 100 бар)

Рабочая температура жидкости до +350 °C

Рабочее давление до 350 бар

Измерение массового расхода до 2200 т/ч

Выходной сигнал для системы управления:

HART

Нормы безопасности:

Вторичная защитная оболочка (до 100 бар), PED

Диапазон измерения 0...2'200'000 кг/ч

Рабочая температура -50...+200°C

Диапазон рабочего давления  PN 16...100  Cl 150...600

JIS 10...63K

Входные сигналы  Сигнал состояния

Выходные сигналы  4...20мА   Импульсно-частотный(10кГц, 90° фазовый сдвиг, активный/пассивный)  Реле/Сигнал состояния

Коммуникация  HART  Modbus

Степень защиты электроники  IP 67  NEMA 4x

ООО "Эндресс+Хаузер"

шт

1

15-2

Самописец PMT-39D  регистраторы многоканальные бумажные PMT 39 предназначены для измерения, регистрации и контроля температуры и других неэлектрических велечин (частоты, давления, расхода, уровня и прочих), преобразованных в электрические сигналы силы, напряжения постоянного тока и активное сопротивление постоянного тока.

-Диапазон измерения тока: 0-5; 4-20; 0-20 мА

-Диапазон измерения сопротивления:0-320 Ом

-Диапазон измерения напряжения: 0-10В; 0-75; 0-100 мВ

-Питание 187…242В.50Гц

-Потребляема мощность :35ВА

Степень защиты от пыли и влаги:

- лицевая панель  IP54

- корпус                 IP20

Габаритные размеры:

- передняя панель         144х144мм

- монтажная глубина    250мм

- вырез в щите                138х138мм

НПФ «Автоматика»

шт

1

16-1

VEGAPULS 62 Радарный уровнемер для непрерывного измерения уровня

Область применения

Уровнемер VEGAPULS 62 предназначен для применения на жидкостях в резервуарах-хранилищах и технологических емкостях при сложных условиях процесса в химической, нефтехимической и перерабатывающей отраслях промышленности.

Принцип действия

Короткие микроволновые импульсы передаются через антенную систему и снова принимаются ею после отражения от поверхности продукта. Время от передачи до приема сигнала пропорционально уровню продукта. Специальная процедура обработки сигнала обеспечивает надежность и точность измерения.

Применение  Резервуары-хранилища и технологические емкости при самых сложных условиях

Диапазон измерения  до 35 м

ПрисоединениеРезьба, фланец

Температура процесса -200 ... +450 °С

Давление процесса -1 ... +160 бар (-100 ... +16000 кПа)

Точность измерения  +/- 2 мм

OОО «ВЕГА ИНСТРУМЕНТС»

шт

1

16-2

VEGADIS 175 Цифровой индикатор без вспомогательного питания, для монтажа на панели, предназначен для выносной индикации измеренных значений для токовых цепей 4.. 20 мА

Диапазон индикации: -19999…19999

Степень защиты: IP 65

Сигнал 4…20 мА; 4..20мА/ HART

Окружающая температура -10..+60 оС

Габаритные размеры 96х48мм

VEGADIS

iшт

1

17

Проходной клапан Серия 250  Тип 3251

Условный диаметр Ду 15..200

Условное давление Ру 16..400

Диапазон температур -200..+500

Samson

шт

1


12. Заключение

В разработанном курсовом проекте был проведен анализ процесса получение ударопрочного полистирола.

При исследовании процесса полистирола были выявле¬ны следующие недостатки:

- несовершенство схемы управления контуров регулирования, оп-ределяющих производительность установки и качество получае¬мого продукта;

-    недостатки структуры системы управления процессом.

На основании критерия управления определены контуры регули-рования, влияющие на технико-экономические показатели процесса, исследована динамика процесса по одному из контуров.

В результате была разработана система сбора, обработки информации и управления, использующая технические средства автоматизации фирмы  «Endress+Hauses», «Yokogawa», «Samson», «Danfoss» удовлетворяющие всем требованиям.

Для обеспечения высокого качества управления предложен контроллер фирмы Текон марки «МФК Текон-1500».

В разделе "безопасность жизнедеятельности" были определены потенциальные опасности исследуемого объекта, рассмотрены вопросы по обеспечению безопасности технологического процесса: в производственно-санитарном плане, обеспечению пожаро-взрывоопасности оборудования.   В экономическом разделе рассчитана экономическая целесообразность внедрения АСУТП. Рассчитаны  капитальные затраты и срок их окупаемости, экономическая эффективность.

Список использованных источников

1.Безопасность жизнедеятельности: методические указания для дипломного проектирования / Казан. гос. технол. ун-т; сост. А.Ф.Нафиков. –Казань, 2001. – 22с.

2.Голубятников В.А. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности / В.А. Голубятников, В.В. Шувалов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Химия, 1985. – 386 с.

3.Ицкович Э.Л. Сетевые комплексы на основе микропроцессорных контроллеров зарубежных фирм, работающих на рынке СНГ. Серия аналитических обзоров по автоматизации производства / Э.Л. Ицкович, О.С. Соболев. – М.: Энергия, 2000.–102 с.

4. Экономическое обоснование дипломного проекта: методические указания / Казан. гос. технол. ун-т; сост. В.И. Кислова. – Казань, 2006. – 20 с.

5. Цифровые АСР: пример выполнения расчета в дипломных проектах и методические указания / Казан. гос. технол. ун-т; сост. И.Н. Терюшов, Ю.А. Куликов; КХТИ. – Казань, 1997. – 58 с.

6. СНиП 2305.05 - 95. Естественное и искусственное освещение / Минстрой России. – М.: НИИСФ, 1995. – 32 с.

7.А.С.Клюев, В.Б.Глазов, А.Х.Дубровский, А.А.Клюев: Проектирование систем автоматизации технологических процессов. Под ред. А.С.Клюев -2-е изд., перераб. и доп.-М.:Энергоатомиздат, 1990-464 с.:ил.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44040. Разработка мультиплатформенного веб-приложения для размещения в локальных сетях и сети Интернет, предназначенного для ведения электронной истории болезни 4.37 MB
  Технология проектирования и отладки веб-приложений; централизованная база данных. Электронная История Болезни это совокупная информация о пациенте которая составляется и хранится в автоматизированной информационной базе данных медицинского учреждения и их сети. В систему входят: медицинские организации с их профессиональными и информационными образовательными ресурсами медицинскими диагностическими устройствами базами данных а также пользователи системы и др....
44041. Разработка системы помощи - справочная система «Art-shtrih.exe» 925 KB
  Вызов отчета из меню Охрана труда и окружающей среды. Правовые нормативные социально-экономические и организационные вопросы охраны труда Охрана труда необходима везде где трудится человек. Лишь охрана труда как система обеспечения безопасности жизни способна обеспечить здоровые и безопасные условия труда. Многосторонняя охрана труда имеет большое социальное экономическое и правовое значение.
44043. Модернизация системы автоматического регулирования температурного режима системы воздушного охлаждения установки Л-24/7 5.26 MB
  Характерной особенностью установки является наличие раздельной системы циркуляции водородсодержащего газа в обоих блоках. Задача системы аппаратов воздушного охлаждения поддержание на определенном уровне температуры газо-сырьевой смеси которая прокачивается через нее.6 Требования к средствам измерения и информационным каналам разрабатываемой системы Датчики являются элементом технических систем предназначенных для измерения сигнализации регулирования управления устройствами или процессами.1 Разработка функциональной схемы В данном...
44044. Дослідження та удосконалення процесу активізації експортної діяльності ВАТ „Львівська пивоварня” 808 KB
  Система стимулювання експорту (інструменти, інституціональні виконавці та характер їх взаємодії) у кожній країні є оригінальною. Її конфігурація залежить від соціально-економічного устрою країни і ступеня державного втручання в економічне життя. Виконання завдань державної політики стимулювання експорту забезпечує досягення однієї мети – збільшення у кількісному і вартісному вираженні вітчизняного експорту та можливе залучення до експортних операцій нових суб’єктів економіки.
44046. Социально-психологические барьеры построения карьеры женщины 336 KB
  Социальнопсихологические барьеры построения карьеры женщины. Образ женщины в массовом сознании. Значение карьеры в жизни женщины. Экспериментальные исследования карьеры женщины.
44048. Четырехэтажное здание с цокольным и техническим этажами и чердаком 1.05 MB
  Необходимые гигиенические условия воздушной среды в помещениях в основном обеспечиваются работой отопительных и вентиляционных устройств. Задача отопительных устройств – поддерживать в помещениях в холодный период года определенную и постоянную температуру воздуха. Для этого они должны снабжать помещение теплотой в количестве, равном потерям теплоты самого помещения в окружающую среду.