43674

Розробка системи автоматизації виробництва соняшникової олії

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Системи управління, побудовані на основі використання пристроїв програмного і логічного управління з “жорсткою” логікою функціонування консервативні до зміни структури і алгоритмів управління. Необхідність модифікувати систему в процесі експлуатації призводить до значної витрати

Украинкский

2014-12-28

122.04 KB

42 чел.

Розробка системи автоматизації виробництва соняшникової олії

Вступ

Виробництво, як і будь яка інша галузь людського життя, бурхливо розвивається в останні десятиліття. Воно пройшло шлях від ручної праці до високотехнологічних систем керування. Широке застосування інформаційних технологій дало змогу зменшити втручання людини у виробничий процес, підвищити якість продукції і зменшити її собівартість, зменшити кількість відходів і т.д.

Механізація та автоматизація на сучасних промислових підприємствах та електростанціях мають вирішальне значення як один з основних засобів підвищення продуктивності праці, випуску продукції вищого гатунку і з меншими затратами.

При механізації ручна праця замінюється роботою механізмів, людина при цьому повинна безперервно керувати машинами, механізмами та установками або спостерігати за їх діями. Механізація підготувала шлях для автоматизації, тобто передачі функцій керування механізмами та виробничими процесами, приладами та автоматичними регуляторами. Виникли автоматичні системи регулювання процесами, які протікають безперервно.

В подальшому відбувається перехід до автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУТП), виробництвами (АСУВ), з використанням електронних управляючих обчислювальних машин (УОМ). В АСУ людина в основному спостерігає за перебігом технологічного процесу. При цьому обслуговуючий персонал має можливість у будь-який момент відключити автоматичні регулятори або EОМ і перейти на ручне керування. Для цього використовують засоби дистанційного керування приводами елементів обладнання. Застосування засобів сигналізації, технологічного захисту, блокування та автоматичного включення резерву (АВР) дозволяє

автоматизувати і саму ліквідацію аварійних ситуацій.

Основними позитивними наслідками автоматизації є:

  1.  об’єктивність контролю та керування, виключення впливу суб’єктивних факторів, таких як уповільнена реакція, втома, слабкість зору і т. ін.;
  2.  можливість централізації керування агрегатами і цілими виробничими комплексами практично без обмеження відстані;
  3.  ефективність використання обладнання, шляхом підвищення продуктивності агрегатів та установок за рахунок оптимізації технологічних процесів шляхом зменшення зносу обладнання та подовження матеріальних термінів за рахунок ліквідації різних змін механічних та теплових навантажень;
  4.  точне дотримання технологічних регламентів за заданими  або оптималь-ними кількісними показниками, що забезпечує:

а)    підвищення якості продукції;

б)   раціональне використання палива, води, енергії, пари, допоміжних матеріалів та проміжних продуктів, також при автоматизації суттєво зменшуються витрати електроенергії на власні потреби ;

  1.  можливість керування процесами при великих швидкостях їх протікання, критичних значеннях параметрів;    
  2.  надійність та безпечність роботи обладнання, попередження виникнення і розвитку аварійних ситуацій (при аварії автоматична система виключає можливість помилкових дій персоналу та не допускає її подальшого розвитку);
  3.  підвищення продуктивності та покращення умов праці, зростання кваліфікації кадрів, зменшення кількості обслуговуючого персоналу.

 Сучасний розвиток виробницва олії, як і будь-якого іншого виробництва, супроводжується все більш широким застосуванням автоматизованих систем управління технологічними процесами. Передумовами цього являються: концентрація виробництва, приріст потужностей виробництва, оснащення підприємств новим обладнанням, наявність нових сучасних технічних засобів автоматизації.

Широке застосування автоматизованих систем управління обумовлюється значним економічним ефектом, який досягається за допомогою :

  1.  забезпечення заданих якостей вироблених продуктів незалежно від суб’єктивних факторів;
  2.  зменшення втрат цінних продуктів;
  3.  зниження трудоємкості в процесі виробництва.

Поряд з локальними системами управління окремими операціями і основними технологічними процесами широко впроваджуються централізовані системи управління на базі мікро – та міні  ЕОМ. Дослідження показали, що застосування локальних систем управління окремими операціями ефективно для невеликих заводів і при малих об’ємах виробництва.

В ряді випадків системи управління характеризуються застосуванням технічних засобів і пристроїв управління, побудованих за принципом

“жорсткої” логіки, тобто по заздалегідь заданій схемі комутації апаратури і її елементів без застосування управляючих комплексів. Автоматичні управляючі дії тут запрограмовані по часовій та логічній програмам з зв’язками між суміжними об’єктами управління. Причому всі функції управління виконуються технічними засобами. За оперативним персоналом залишається лише виконання допоміжних функцій. Взагалі такі системи проектуються і монтуються разом з усіма виробничими комплексами підприємства.

Системи управління,  побудовані на основі використання пристроїв програмного і логічного управління з “жорсткою” логікою функціонування консервативні до зміни структури і алгоритмів управління. Необхідність модифікувати систему в процесі експлуатації призводить до значної витрати

часу і матеріальних ресурсів. Будь-яка зміна в алгоритмі управління, наприклад в наслідок зміни технології, потребує перемонтажу електричних та пневматичних блоків і змінення їх кількості. Тому в останній час в багатьох випадках автоматизовані системи управління застосовуються в більш прогресивній формі, яка відрізняється тим, що замість пристроїв програмного і логічного управління з “жорсткою” логікою функціонування використовують управляючі обчислювальні комплекси (УОК) на основі мікро  та міні  ЕОМ і мікропроцесорні контролери. Використання програмних технічних засобів автоматизації дає можливість легко здійснювати необхідні зміни в системі управління шляхом перепрограмування без монтажних переробок.

Ця форма є найбільш ефективною при управлінні технологічними процесами.

Застосування систем управління з використанням програмних засобів управління на основі мікропроцесорної техніки обумовлено універсальністю, високою надійністю в експлуатації, можливістю зміни програми функціонування. Вартість таких систем нижча вартості аналогічних систем, які створені на основі традиційних технічних засобів автоматичного управління.

Характерною особливістю сучасних автоматизованих систем управління в цукровій промисловості являється те, що вони здійснюються на основі типових алгоритмів і математичних моделей з урахуванням особливостей даної галузі.

Головними завданнями, які стоять перед харчовою промисловістю є збільшення обсягів виробництва і покращення якості випускаємої продукції. При цьому важливе значення надається впровадженню нової техніки та підвищенню продуктивності праці. Особлива роль відводиться автоматизації процесів на всіх стадіях переробки харчових продуктів і сировини, починаючи з їх приймання від постачальників і закінчуючи

розфасовкою та відправкою готових виробів до споживачів.

Одним з головних направлень прискорення науково-технічного прогресу в промисловості є утворення і впровадження автоматизованих систем управління усіх рівнів. Тому актуальним є завдання на скорочення всіх стадій розробки і введення в дію нових систем.

Автоматизовані системи управління побудовані на базі управляючої обчислювальної техніки та мікропроцесорних засобів. Тому в даних системах однаково важливі питання як створення основних частин системи, так і врахування людського фактору, тобто розподіл функцій між технічними засобами та людиною.

Автоматизація виробництва олії забезпечує якісну та ефективну роботу технологічних дільниць тільки у випадку комплексного підходу до вирішення поставлених  задач. При такому підході необхідно підготувати до автоматизації технологічне устаткування, технологію та вибрати необхідні засоби автоматизації для основних та допоміжних процесів.

Технологічний процес виробництва олії являється в загальному випадку неперервно-поточним процесом і здійснюється головним чином в неперервно-діючому обладнанні, а тому задовольняє основні вимоги з точки зору його автоматизації.

Разом з тим, впровадження автоматизації передує велика та трудомістка робота, яка пов’язана з капітальними витратами. З урахуванням останніх перш за все і визначається економічна доцільність автоматизації.

Пропонується розглянути систему автоматизації на базі контролерів TSX Micro з підключенням до сучасних ПК і використання сучасних датчиків і виконавчих механізмів відомих світових виробників.

  1.  Аналіз технологічного процесу

Машинно-апаратурна схема процесу виготовлення олії екстракційним способом включає в себе наступні технологічні стадії:

  1.  підготовку матеріалу до екстракції в цілях створення оптимальної зовнішньої і внутрішньої структури матеріалу для добування олії розчинником;
  2.  власне процес екстракції;
  3.  переробку місцели для видалення з неї твердої фази і розділення її на олію і розчинник;
  4.  обробку шроту для видалення з нього розчинника з подальшим кондиціонуванням по температурі і вологості;
  5.  регенерацію і рекуперацію розчинника для повторного використання його шляхом випаровування з шроту і місцели з подальшою конденсацією його пари в суміші з парами води і повітрям.

Машинно-апаратурна схема здобуття олії екстракційним способом приведена в графічному додатку.

Макуха, що поступає після форпресування, подрібнюється молотковим подрібнювачем  і перетворюється тут на крупу. Вона проходить через електромагнітний сепаратор, де відділяються феромагнітні домішки, і прямує до двохпарного плющильного вальцевого верстату  для здобуття тонкої пластинки або пелюстки.

Отримана пелюстка переміщається в екстрактор. При транспортуванні стежать, щоб вона не руйнувалася, тобто щоб не утворилася мука. Екстрактор є основним апаратом екстракційного цеху і призначений для добування олії з попередньо отриманої пелюстки. Найчастіше у виробництві

використовують модернізований шнековий екстрактор.

В результаті контакту в екстракторі пелюстки і бензину, що підігрівається до 32 С,  олія, що міститься в пелюстці, розчиняється в бензині, утворюючи так звану місцелу, яка відводиться з екстрактора. Концентрація її на виході з екстрактора становить 22%. По закінченню екстракції залишок — шрот, що містить приблизно 1 % олії і до 40% розчинника та вода, також виводиться з екстрактора і піддається обробці.

Даний шрот має вологість 30%, надалі піддається обробці для зменшення виробничих втрат.

Місцела, що утворюється в екстракторі, температурою 55 С та під тиском на фільтр 0,2 МПа, поступає з нього у збірник, висотою 5 м, в який разом з нею потрапляє деяка кількість дрібного шроту, тому при подальшій обробці місцели забруднюється поверхня нагріву теплообмінної апаратури. У зв'язку з цим місцелу фільтрують у фільтрах спеціальної конструкції . Осад, що відкладається у фільтрах, — шлам — прямує знову в екстрактор або, якщо він піддається спеціальній обробці, приєднується до того шроту, що виходить з екстрактора.

Фільтровану місцелу збирають в проміжній ємності — місцелозбірнику, і звідси забирають у міру потреби. I таким чином, місцелозбірник компенсує нерівномірність між кількістю міцели, що надходить та відбирається.

Для виділення олії місцелу, температурою 45 С та концентрацією 57%, з місцелозбірника направляють в дистилятор, але заздалегідь пропускають через теплообмінник (місцелопрогрівач), де вона підігрівається до температури, близькою до її температури кипіння, тобто 70-75 С. Місцелопідігрівач обігрівається парами бензину, що відходять з попереднього  дистилятора, що зменшує витрату пари з котельної на екстракційний цех.

Дистиляційний апарат складається з попереднього та кінцевого дистиляторів. У попередньому дистиляторі нагріта місцела піддається дії «глухої» водяної пари, під тиском 0,5 МПа. IIри цьому частина розчинника переходить в пароподібний стан і у такому вигляді, температурою близько 30 С, виводиться з дистилятора.

З попереднього дистилятора виходить випарена так звана міцна місцела, концентрована на 70%, нагріта до 95 С, що поступає в кінцевий дистилятор. Тут вона знову піддається обробці «глухою» та «гострою» водяною парою, внаслідок чого з місцели повністю видаляється розчинник, який у вигляді суміші пари бензину та водяної пари виводиться з дистилятора. Отримана в кінцевому дистиляторі олія, температура якої тут 55 С, виводиться з нього, охолоджується водою в теплообміннику до 20 С, зважується і вирушає в олієсховище.

Шрот, що виходить з екстрактора, не є відходом виробництва; він являється цінним кормовим продуктом. Однак шрот, що виходить, містить значну кількість розчинника і у такому вигляді непридатний для згодовування тваринам. Крім того, якщо розчинник не видаляти з шроту, то це призведе до великих його втрат.

Для видалення розчинника шрот, температурою до 100 С, направляють в чановий випарник (тостер), де він піддається обробці «глухою» та «гострою» водяною парою, прогріваючись до 120-130 С. В результаті такої обробки розчинник переходить в пароподібний стан і у такому вигляді виводиться з чанового випарника. Шрот, незначною вологістю 8%, охолоджується і прямує на зберігання.

Пари бензину і води, що виходять з чанового випарника дистилятора, поступають до мокрого шротовловлювача, зрошеного водою температурою близько 10 С, а далі до водяного конденсатора. Конденсація пари тут здійснюється за рахунок видалення теплоти від пари охолоджувальною водою, температурою близько 5 С. Проте із конденсатора конденсат пари бензину і води виходить ще високою температурою (50...45°С), що призводить до великих втрат  бензину. Для зниження температури конденсату його подають до другого конденсатора.

Конденсатор є протипотоковим трубчастим теплообмінником, в якому конденсат охолоджується  протікаючою по трубах водою. Охолоджена суміш конденсату бензину і води, що виходить з охолоджувача, потрапляє у водовідділювач. Завдяки різниці щільності конденсат розділяється на два шари: верхній — бензин та ніжній — вода.

По відповідних патрубках вода прямує в дворові бензовиловлювачі і потім до каналізації, а бензин — в зворотне бензосховище.

Повітряний простір усіх апаратів та ємностей, де є бензин або місцела, насичений парами розчинника. Якщо не вловлювати ці пари, то це призведе до підвищених втрат бензину у виробництві. Для вловлювання парів бензину  повітряний простір всіх апаратів підключено до повітряної лінії.

Газоповітряна суміш, концентрацією 27%, що відводиться, по повітряній лінії поступає в поверхневий конденсатор, де вона охолоджується протікаючою холодною водою. В результаті зниження температури газоповітряної суміші зменшується пружність парів бензину.

Газоповітряна суміш стає пересиченою парами бензину, і частина їх конденсується до тих пір, доки вона не досягне стану насичення.

З поверхневого конденсатора газоповітряна суміш температури близько 17 С потрапляє до дефлегматорів. Дефлегматором являється поверхневий конденсатор, в якому додатково знижується температура газоповітряної суміші за допомогою охолоджуючого розсолу. Температура даного розсолу задля виконання технологічних умов отримання якісного кінцевого продукту становить близько 3 С на вході установки та близько 0 С на виході, тобто в останньому корпусі дефлегматора. Завдяки цьому зменшується парціальний тиск парів бензину, що міститься в цій суміші. Вона стає пересиченою, і з неї конденсується частина бензину. Суміш води і сконденсованого бензину поступає у водовідділювач для їх розділення.

Очищений бензин підігрівається в бензопідігрівачі та знову прямує до екстрактора.

Оброблена таким чином газоповітряна суміш містить певну кількість парів бензину, але описаним вище способом їх вже не можна вловити, тому суміш відводиться в атмосферу.

На деяких заводах для поглинання пари бензину з газоповітряної суміші використовують абсорбційні та адсорбційні установки, які в більш повному об’ємі вловлюють бензин з суміші.

  1.  Вимоги до системи автоматизації

Агрегат

Парамет-ри контролю

та сигналізацї

Опти-

мальне

зна-чення

парамет-ра

Допусти-мі

техноло-

гічнні

значен-ня

пара-метра

Аварійне

відхилен-ня

парамет-ра

Функції системи автоматизації та сигналізації

Вид реєстра-

ції чи  си-

гналізації

Вид

Інформа-ції

Сигналізація

Звуко-ва

Світло-ва

Збірник місцели

Концентрація міцели на виході, %

15

±5

±8

Непе-

рервна

П

-

-

Рівень місцели, м

1,5

±0,2

±0,3

Непе-

рервна

П, Р, С

+

+

Попередній дистилятор

Концентрація міцели на виході, %

57

±3

±5

Непе-

рервна

П

-

-

Температура міцели на виході, С

95

±3

±5

Непе-

рервна

П

-

+

Кінцевий дистилятор

Температура олії, що виходить на охолодження, С

55

±5

±9

Непе-

рервна

П, Р

-

-

Температура парів розчинника на виході, С

30

±2

±4

Неперервна

П,Р,С

+

+

Теплообмін-

ник (місцело-прогрівач)

Температура міцели на виході з підігрівача до дистилятора, С

73

±1

±2

Непе-

рервна

П, P

-

-

Теплообмінник (охолоджувач)

Температура олії, що виходить на зберігання в сховище, С

20

±5

±8

Непе-

рервна

П

-

-

  1.  Обгрунтування вибору ЗА

 Будь-яка система автоматизації повинна забезпечувати контроль над технологічним процесом. Для забезпечення цього завдання головне – це правильно підібрати прилади, які встановлюються при проектуванні даної системи для контролю та відслідковування зміни основних параметрів, від зміни яких залежить не лише якість самого технологічного процесу та отриманого в його результаті готового продукту, а й безпека використання самої системи, завдяки чому можна завчасно попередити виникнення аварій та небажаних виробничих процесів.

Схема автоматизації виробництва олії, а саме ділянки, представленої в даній роботі вміщує в себе контури, в яких здійснюється вимірювання величин, їх показ на шкалі приладу та можливість контролю та ручного керування.

Перший контур вимірювання об’єднаний лініями зв’язку 1 і 2. По лінії 1 проходить  вимірювання рівня міцели в її збірнику: (1а) – первинний прилад, радарний рівнемір, Rosemount 5400, виробництва «Emerson», Англія, працює за безконтактним методом вимірювання, має діапазон вимірювання до 30 м та похибка становить 10мм. Чутливий елемент  приладу який також передає сигнал на контролер. Відповідно даному рівнеміру на щиті встановлюється показуючий та реєструючий прилад KD7 виробництва Англії фірми London Electronics Ltd – позиція (1б). Даний прилад дозволяє досить зручно переглядати також зміну вимірюваного параметра, тобто в даному випадку рівня, завдяки своїй можливості реєструвати покази і навіть зручно відображати зміни за допомогою трендів. Лінія звязку 2 включає в себе засоби керування даним контуром, а саме електропневмоперетворювач марки ЭПП-0010 виробництва Росії заводу «Старорусприлад», встановлений на щиті за позицією (1в) для забезпечення перетворення електричного сигналу датчика в пневматичний сигнал, який сприймає регулювальний  прохідний клапан з пневматичним приводом, встановлений на щиті за позицією 1г, вихід якого вказується позицією (1д).

Другий та шостий контури, визначені за лінією зв’язку відповідно 3 та 9, є контурами вимірювання концентрації міцели, яка забирається зі збірника міцели та концентрації міцели, що переходить з початкової на кінцеву ступінь дистиляції. В даних контурах за позицією (2а) та (6а) по місцю, тобто вмонтований у трубопровід, встановлюється чутивий елемент – кондуктометричний концентратомір КК-9 виробництва «Горийский опытный завод аналитических приборов», Грузія. Цей елемент виконує вимірювання

Відсотка концентрації та передає синал через вторинний перетворювач (2а) та (6а) відповідно, конструктивно зєднаний з ним,  на щит оператора, де рівень концентрації міцели відображається за допомогою одно канального показую чого приладу марки ИТМ-1-01-31 виробництва «Мікрол», Івано-Франківськ – позиція (2б) та (6б).

Даний параметр відображається також на компютері, який лінією звязку зєднаний з контролером. Регулювання та реєстрації тут не відбувається.

Третій контур – контур вимірювання та регулювання температури міцели, що відкачується з підігрівника на дистиляцію. Контур  об’єднаний лініями зв’язку 4 та 5. По лінії зв’язку 4  за позицією (3а)  встановлений вимірювальний перетворювач температури з платиновим термометром опору Pt100, моделі Sitrans TK-L німецької фірми «Siemens». Конструктивно він з’єднаний з вторинним перетворювачем, який даної також передає сигнал до контролера, до якого приєднано комп’ютер, де додатково бачимо індикацію даної величини. На щиті по даній лінії зв’язку на позиції (3б) встановлюється одноканальний показуючий прилад ИТМ-1-01-31 фірми «Мікрол». Контролер передає регулювальну дію величини на регулюючий орган, встановлений по лінії зв’язку 5 за позицією на щиті (3в) – прохідний регулюючий клапан з пневмоприводом DP-440 Dy, який сприймає пневматичний сигнал від електропневмоперетворювача ЕПП-0010 «Старорусприлад», позиція (3г).

Четвертий та восьмий контури є контурами вимірювання температури відповідно олії, яка після охолодження поступає в сховище на зберігання та температури парів розчинника – бензину, які виводяться в подальше виробництво з дистиляційної установки. Тут  проводиться також реєстрація даних параметрів. Четвертий контур об’єднаний лініями зв’язку 6 та 7, а восьмий – 11 та 12. Відповідно по лініях зв’язку 6 та 11 по місцю на позиціях (4а) та (8а) встановлено вимірювальний перетворювач температури з платиновим термометром опору Pt100, моделі Sitrans TK-L німецької фірми

«Siemens». Конструктивно він з’єднаний з вторинним перетворювачем, який даної також передає сигнал до контролера, до якого приєднано комп’ютер, де додатково бачимо індикацію даної величини. Індикація та реєстрація показів та зміни показів даної величини відбувається за допомогою показуючого та реєструючого приладу KD7 виробництва Англії фірми London Electronics Ltd, встановленого відповідно за позицією (4б) та (8б). Регулювання даних параметрів відбувається відповідно по лініях зв’язку 7 та 12. Тут за позиціями (4в) та (8в) встановлено прохідний регулюючий клапан з пневмоприводом DP-440 Dy, який сприймає пневматичний сигнал від електропневмоперетворювача ЕПП-0010 «Старорусприлад», позиція (4г) та (8г).

П’ятий та сьомий контур – це контури вимірювання температури з індикацією параметра та без його регулювання. Дані контури представлені лініями зв’язку відповідно 8 та 10. Тут у якості первинного перетворювача використовується вимірювальний перетворювач температури з платиновим термометром опору Pt100, моделі Sitrans TK-L німецької фірми «Siemens», встановлений відповідно за позиціями (5а) та (7а) по місцю. Конструктивно він з’єднаний з вторинним перетворювачем, який передає сигнал на вторинний показуючий одно канальний пристрій ИТМ-1-01-31 фірми «Мікрол», встановленй на операторському щиті за позиціями відповідно (5б) та (7б) та на комп’ютер, де додатково здійснюється індикація параметра.

По лініях зв’язку 13 та 14 здійснюється управління  -- запуск та зупинка двох насосів, які використовуються для відкачування міцели з теплообмінника, де вона прогрівається, на початкову ступінь дистиляції та з початкової на кінцеву ступінь дистиляційної установки. Пуск та зупинка даних насосів відбувається за допомогою кнопок SB1 та SB2.

В системі передбачено також звукову сигналізацію для запобігання аварій.

Специфікація на прилади та засоби автоматизації

Позиція

Параметр

Місце

уста-

новки

Назва приладу

та його коротка

характеристика

Тип,

модель

Кіль-кість

Завод-

виготовлювач

Температура

По місцю

Вимірювальний перетворювач температури з платиновим термометром опору Pt100, використання 2,3,4-провідної схеми включення, діапазон вимірювання-200…850 С, вхідний струм

4-20 мА

Sitrans TK-L

5

“Siemens”, Germany

Рівень

По місцю

Радарний рівнемір, безконтактний метод вимір. рівня, діапазон вимір. до 30 м, похибка 10 мм, рівень захисту

Rosemount 5400

1

Росія, Челябінськ, «Метран»

Концентрація

По місцю

Діапазон виміру питомої електропровідності від 0,1 до 200 см/м; діапазон виміру температури  від 0 до 100 С; межа значення основної приведеної допустимої похибки, від найближчого верхнього значення десяткового розряду не більше 2%; абсолютна похибка виміру не більше 0.2; вихідний сигнал 0-5мА або 4-20мА;  температура аналізованого середовища від 0 до 100С; тиск аналізованого середовища до 0,5 МПа; живлення від мережі змінного струму 50Гц і напругою 220 В або 36 В; довжина лінії зв'язку між вимірювальним перетворювачем і первинним перетворювачем не більше 50 м; Довжина лінії зв'язку між вимірювальним перетворювачем і реєструючим приладом не більше 150 м; Температура навколишнього повітря від 0 до +50 С; відносна вологість повітря до 95% при температурі 35 С.

KK-9

2

«Горийский опытный завод аналитических приборов»

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

21

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

, Грузія

Концентрація

Температура

На щиті

Одноканальний. Трирівнева гальванічна ізоляція (по входу, виходу, живленню).  Період виміру: не більше 0,1 сек. Вхідні аналогові сигнали: 0-5мА (Rвх=400 Ом), 0(4)-20 мА (Rвх=100 Ом), 0-10В (Rвх=25кОм). Роздільна здатність лінійного індикатора ІТМ-1-01-31: ± 3,3% (± 1,7 %), залежно від методу індикації.  Кількість розрядів

цифрового індикатора: 4

- Напруга живлення постійного струму: 20-30 В.

Струм вжитку: не більше 100 мА Температура довкілля від -40°С до +70°С

Атмосферний тиск від 85 до 106,7 кПа - Вібрація до 60Гц, до 0,1мм - Монтажна глибина: 35 мм - Маса блоку: не більше 0,1 кг

ИТМ-1-01-31

7

«Мікрол», Україна, Івано-Франківськ

Рівень

Температура

На щиті

Кольоровий Touchscreen ЖК-екран TFT – 5,7”, 320x240 пікс., Запис і архівація даних на вбудованій карті Compactflash 2Гб або 4Гб; 6 або 12 універсальних аналогових (U, I, RTD, термопари) вимірювальних входів, 8 або 16 дискретних входів і виходів, 4 або 8 аналогових виходів, візуалізація вимірів у формі графіків, барграфів, трендів, таблиць, комунікація через Rs-485, Ethernet, www-сервер, Modbus Tcp/ip;

32 вимірниках каналу для передачі даних через доступні порти реєстратора, інтерфейс Rs232, інтерфейс Rs485 Modbus Master і Slave, USB 1.1 Device.

КD-7

Touchscreen

3

London Electronics Ltd, Англія

Рівень

Температура

На щиті

Блок ручного управління, завдання, індикації. Двоканальний.  Гальванічна ізоляція: трирівнева (по входу, виходу, живленню) . Період виміру: не більше 0,25 сек.  Вхідні аналогові сигнали: 0-5мА (Rвх=400 Ом), 0(4)-20 мА (Rвх=100 Ом), 0-10В (Rвх>50кОм)  Вхідні сигнали від термоперетворювачів опору ТСП 50П, 100П, гр.21, ТСМ 50М, 100М

Основна приведена похибка виміру: 0,2%.  Роздільна здатність цифрової індикації: .0,01%  Кількість розрядів цифрового індикатора: 4 (на кожен канал)  Висота цифр світлодіодних індикаторів: 10 мм.  4 дискретних виходи: транзистор ОК 40В 100мА або реле 220В 8А (залежно від замовлення клемно-блокового з'єднувача).

Температура довкілля: від +5.С до +50.С  Напруга живлення: від

мережі змінного струму ~(220.22)В, (50.1) Гц. Споживана потужність: не більше 8,5 Вт  Корпус (ВхШхГ): щитовою 96х96х185 мм Din43700, Ip30  Монтажна глибина: 240 мм  Маса блоку: не більше 1,1 кг

БРУ-10

5

Мікрол, Україна, Івано-Франківськ

Рівень

Температура

На щиті

Перетворювач електропневматичний.

Вх. сигнал 4-20 мА.

Вих. сигнал 20-100 кПа.

ЭПП-0010

5

З-д „Старо русприлад”, м. Стара Руса, Росія

Рівень

Температура

На щиті

Клапан прохідний регулюючий з пнемо приводом DP Dу – 50 мм

440

5

Виготовлювач ARI-“STEVIRP”, Німеччина

Для забезпечення технологічних вимог, вимог контролю та безпеки виробництва слід правильно автоматизувати кожну ділянку виробництва. Тому слід відповідно до технічних та технологічних вимог підібрати необхідні засоби автоматизації, які забезпечуватимуть дотримання  цих вимог.

В даному курсовому проекті виконується контроль таких технологічних параметрів як температура, рівень та концентрація.

В промисловій термометрії використовується два основних методи вимірювання температури:

- контактний, який реалізується первинним вимірювальним перетворювачем, який знаходиться в безпосередньому контакті з вимірювальним середовищем;

-безконтактний, який реалізується в пірометрах, а температура визначається по тепловим електромагнітним випромінюванням нагрітих тіл.

У відповідності з основними методами вимірювання температури термометри класифікують наступним чином:

- контактні на:

1) термометри розширення: рідинні скляні (діапазон вимірювання від -200 до +600°C) та дилатометричні і біметалеві (від -150 до +700 °C). Принцип їхньої дії базується на зміні об’єму рідини чи лінійних розмірів твердих тіл при зміні температури;

2) манометричні термометри (-200...+1000 °C) – в термометрах використовується зміна тиску газу, рідини чи пари в замкнутому об’ємі при зміні температури;

3) термометри опору, які використовують залежність електричного опору провідників та напівпровідників від температури і які поділяються на:

а) металеві ( від -260 до +1100 °C);

б) напівпровідникові (-275...+600°C);

4) термоелектричні термометри (термопари), які використовуються в діапазоні температур (-200...+2200 °C), а принци дії грунтується на зміні термоелектрорушійної сили (ТЕРС) в ланцюгу при нагріванні спаю двох різнорідних металів.

  1.  безконтактні (пірометри) на:

а) квазімонохроматичні (700...10000° C);

б) спектрального відношення (300...2800 °C);

в) повного випромінювання (-50...3500 °C).

Принцип дії пірометрів базується на використовуванні яскравості горіння чи сумарного теплового випромінювання при нагріванні тіла.

Вибір того чи іншого методу та ЗВ для вимірювання температури залежить від багатьох факторів, основними із яких є:

а) межі випромінювання температури;

б) точність випромінювання;

в) склад і властивості вимірювального середовища.

В даному дипломному проекті для вимірювання температури використовується контактний метод вимірювання за допомогою датчиків з термометрами опору Pt100, тобто визначається залежність температури вимірюваної речовини від її опору. Даний метод задовольняє всі вимоги щодо технології виробництва, тобто діапазон обраного термометра опору дозволяє правильно контролювати зміну температури за технологічними вимогами, включаючи аварійні відхилення, є простим в експлуатації та використанні.

Прилади вимірювання рівня поділяються на дві основні групи:

  1.  рівнеміри — для одержання безперервної інформації про положення рівня у резервуарі у будь-який момент часу;
  2.  сигналізатори рівня — для одержання інформації (дискретного сигналу) про досягнення рівнем деяких фіксованих значень.

Часто рівнеміри мають сигнальні пристрої та виконують функції сигналізаторів.

Промисловість випускає широку номенклатуру приладів рівня і їх в  залежності від призначення і конструкції класифікуються наступними критеріями:

-за видом контрольованого матеріалу:

а) прилади рівня для рідини;

б) прилади рівня для сипких матеріалів;

-за принципом дії:

1) вказівні стекла (реалізують закон з'єднаних посудин);

2) поплавкові та буйкові;

3) гідростатичні;

4) ємнісні;

5) акустичні (ультразвукові);

6) індуктивні;

7) радарні та мікрохвильові;

8) радіоактивні;

9) електроконтакті;

- за способом відліку:

а) з безпосереднім відліком;

б) з електричною передачою показів;

в) з пневматичною передачею показів;

- за типом ємності:

а) для відкритих ємностей;

б) для закритих ємностей  під тиском.

В останні роки одержали поширення високочастотні хвильові методи

вимірювання, що використовують залежність від рівня середовища різних інтегральних характеристик електромагнітних систем з розподіленими параметрами, застосовуваних у якості первинних вимірювальних перетворювачів. Інтегральними характеристиками рівня можуть служити: резонансна частота коливань системи; резонансні частоти вищих гармонік високочастотних коливань; час, витрачений електромагнітним сигналом на поширення від випромінювача до вимірюваного рівня і відбиття від нього.

При виборі приладів для вимірювання рівня в умовах харчового виробництва виходять із вимог, пропонованих до їхньої точності, надійності, зручності обслуговування. Радіохвильові, ультразвукові й радіоізотопні рівнеміри перспективні для застосування, тому що в багатьох випадках тільки вони можуть забезпечити надійне вимірювання рівня в закритих ємностях.

Тому в даному дипломному проекті ми використовуємо саме рівнемір з

використанням хвильового методу вимірювання. Даний прилад є безконтактним, що є дуже зручно для монтажу та експлуатації, а також у використанні. Принцип дії радарного рівнеміра ґрунтується на вимірюванні часу розповсюдження радіохвилі від антени рівнеміра до поверхні продукту, рівень до якого вимірюється, і назад, при відомій швидкості її розповсюдження. Відомо, що швидкість поширення електромагнітних хвиль (фазова швидкість, м/с) у середовищі залежить від властивостей середовища:

     де a= 0 — абсолютна діелектрична проникність середовища, Ф/м;

 а = 0 - абсолютна магнітна проникність середовища, Гн/м.

Як правило, застосовується локація через газ, тому що при цьому чутливий елемент не піддається впливу вимірюваного рідкого або сипкого середовища. Крім того, діелектричні проникності практично всіх газів близькі до одиниці, внаслідок цього показання рівнемірів практично не залежать від властивостей середовища, що заповнює ємність.

Прилад  має діапазон та точність вимірювання, що відповідає технологічним вимогам виробництва олії.

Для вимірювання концентрації речовини у розчині використовуються аналізатори складу рідин (концентратоміри).

Більшість методів, які використовуються в аналізаторах складу рідин, є інтегральні, тобто їх результати вимірювань залежність і від кількості (концентрації) інших компонентів, присутніх в суміші.

По принципу дії аналізатори діляться електрохімічні, оптичні, діелькометричні, титрометричні, радіоізотопні, акустичні та теплові.

  1.  Електрохімічні аналізатори базуються на використанні електрохімічних явищ, які відбуваються в спеціальних

електродних системах, занурених в досліджувану  рідину. Вихідний сигнал в них – електричний струм або напруга. До них відносяться засоби вимірювання, які побудовані на кондуктометричному та потенціометричному методах.

Електропровідність розчину вимірюються або контактним способом (шляхом введення електродів в досліджуваний розчин), або безконтактним - безелектродним. Останній більш точний, так як немає недоліків контактної:

а) поляризації електродів контактів;

б) покриття їх кристалами речовини, їх забруднення та вихід їз ладу під дією електролітів.

2) Оптичні аналізатори відносяться до класу спектральних аналізаторів, в яких значення вихідного сигналу вимірювальної інформації залежить від взаємодії випромінюваного потоку світла з контрольованою рідиною.

3) Діелькометричні аналізатори ґрунтуються на зміні діелектричної проникності рідини, що аналізується, в залежності від її властивостей, складу, наявності домішок і т.п. Ці аналізатори використовуються для аналізу бінарних розчинів і реалізовують ємнісний метод вимірювання.

4) Титрометричні аналізатори характеризуються високою вибірковістю і точністю в порівнянні іншими, але методика титрування дуже складна. Суть метода в тому, що концентрація аналізованого компоненту в суміші визначається шляхом впливу на нього спеціально підібраною іншою речовиною (титрантом), яка вибірково реагує на аналізовану компоненту і її додають в суміш до тих пір, поки її кількість не стане еквівалентною загальній кількості аналізованого компонента. По кількості використаного титранту судять про концентрацію аналізованого компоненту.

5) Акустичні аналізатори ґрунтуються на вимірюванні або зміні швидкості ультразвукових коливань або величини його поглинання в

залежності від складу середовищ, що аналізуються.

6

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

31

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

) Теплові аналізатори будуються на використовуванні змін молекулярно-теплових властивостей аналізованих рідин при їх нагріванні чи охолодженні. Наприклад, термокондуктометричні аналізатори ґрунтуються на визначені теплопровідності.

Для вимірювання концентрації в даному дипломному проекті було обрано кондуктометричний метод вимірювання.

Кондуктометричний метод контролю якості харчових продуктів

ґрунтується на вимірюванні електропровідності розчинів. Хімічний склад розчину визначається по залежності його електропровідності від концентрації та природи заряджених частинок. Питома електропровідність рідин, в залежності від концентрації і природи розчинених в ній речовин, може змінюватись на декілька порядків (від10-4 см/м –  особо чисті іони до 100 см/м (сильні електроліти)).

Відомо, що опір провідника електричного струму визначається залежністю:

                                       

де ρ – питомий опір провідника (Ом*м); L – довжина провідника.

Електропровідність – це властивість речовин проводити електричний струм, що обумовлений наявністю в них рухомих заряджених частинок (носіїв струму – катіонів і аніонів). Електропровідність – величина, що обернена опору.

Одиницею електропровідності в системі СІ є сименс 1 См, це електропровідність провідника опором в 1 Ом. 1См=1/1Ом.

Електропровідність розчинів частіше характеризують питомою електропровідністю σ [См/м] = 1/ρ[Ом*м], яка є величиною оберненою питомому опору. Залежність питомої електропровідності розчинів, в залежності від їхньої концентрації і виду розчиненої речовини, визначаються  законом Кольрауша:

                                       ,

де f – коефіцієнт активності, який враховує електростатичні сили між іонного протягування, Кл/моль; С - концентрація речовини у розчині; - коефіцієнт, що визначає степінь дисоціації молекул; - рухливість іонів, м2/В*с;  Кл – кулон, електричний заряд; моль – одиниця кількості речовин, для будь-яких частинок в об’ємі.

Кондуктометричні аналізатори – мають високу чутливість, прості, надійні, дають можливість контролювати параметр просто і точно. Тому в даному проекті було обрано концентратомір, що працює саме за цим методом.

  1.  Опис та принцип дії кондуктометричного концентратоміра КК-9

Для вимірюванн

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

32

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

я концентрації розчину міцели, що визначається вмістом олії у даному розчині, було вибрано прилад  -- аналізатор складу рідин, кондуктометричний концентратомір KK-9, який діє на основі кондуктометричного методу визначення складу рідин.

Основні технічні характеристики:

  1.  Границі допустимої наведеної основної похибки вимірювання    ±5%
  2.  Вихідні сигнали:
  3.  знако-цифрова індикація;
  4.  постійний струм, мА,  0 – 5; 4 – 20
  5.  послідовні інтерфейси  RS-232С и  RS-485
  6.  Живлення – змінний  струм із частотою (50±1) Гц напругою, В       187-242
  7.  Потужність споживання, Вт, не більше       30
  8.  Маса перетворювача, кг, не більше:  0,8

Кондуктометричний метод контролю якості харчових продуктів ґрунтується на вимірюванні електропровідності розчинів. Хімічний склад розчину визначається по залежності його електропровідності від концентрації та природи заряджених частинок.

Електропровідність – це властивість речовин проводити електричний струм, що обумовлений наявністю в них рухомих заряджених частинок (носіїв струму – катіонів і аніонів).Електропровідність – величина, що обернена опору.

Залежність питомої електропровідност розчинів, в залежеості від їхньої концентрації і виду розчиненої речовини, визначаються  законом Кольрауша:

                                       ,     

де f – коефіцієнт активності, який враховує електростатичні сили між іонного протягування, Кл/моль; С - концентрація речовини у розчині; - коефіцієнт, що визначає степінь дисоціації молекул; - рухливість іонів, м2/В*с;  Кл – кулон, електричний заряд; моль – одиниця кількості речовин, для будь-яких частинок в об’ємі.

Вимірювання проводять на лінійних дільницях залежності  та за таких умов:

1) Використовують зрівноважений міст, який живлять напругою змінного струму, що зменшує вплив явища електролізу контрольованого середовища та поляризації електронів;

2) Електроди виготовляють із стійких малоактивних матеріалів (прототипи графіту);

3) Вимірювання проводять при малій силі струму в вимірювальному ланцюгу та підвищеній частоті напруги живлення (до 1кГц), але більшість працює на промисловій частоті 50 Гц.

Кондуктометричні аналізатори – мають високу чутливість, прості, надійні.

Контактні кондуктометричні аналізатори ґрунтуються на безпосередньому контакті електронів з аналізуємим розчином.

Схему будови чутливого елементу та його монтаж наведено в

графічному додатку.

Даний концентратомір призначений для виміру, реєстрації (сигналізації) і регулювання питомої електропровідності чистих і забруднених водних розчинів кислот, лугів і солей, приведеною до 20°С в межах 0,01 - 1 См/см в інтервалі температур 1 - 110 °С від середньої точки робочої температури.

В разі однозначної залежності концентрації від електропровідності прилад може служити для визначення концентрації розчину. Датчик приладу виконаний з поліпропілену; штанга в занурюваному варіанті - із сталі ОХ23Н28МЗДЗТ (ЕІ-943).

У основу дії приладу покладений кондуктометричний метод виміру питомої електропровідності розчину низькочастотним контактним індуктивним датчиком.

Датчик приладу є основною частиною схеми. Опір стовпа рідини, що заповнює канал датчика, складає основну вимірювану величину. Датчик має два тороїдальні трансформатори, зв'язаних між собою електрично рідинним контуром зв'язку. Струм в обмотці I силового трансформатора створює в його сердечнику магнітний потік, який наводить ЕРС в рідинному кофнтурі зв'язку.

Рідинний контур зв'язку є вторинною обмоткою по відношенню до силового трансформатора. Струм у контурі зв'язку пропорційний його електропровідності. Зміна струму в контурі змінює напругу, що наводиться ним у вимірювальній обмотці II. Вимірювальна обмотка розмішається на вимірювальному тороїді з пермалою з необхідною магнітною проникністю, яка досягається спеціальною технологією відпалу. По відношенню до цього трансформатора рідинний контур є первинною обмоткою.

Вимірювання  виробляється шляхом створення зустрічного магнітного потоку струмом компенсаційної обмотки III, яка також розташовується на сердечнику вимірювального трансформатора.

Напруга вимірювальної обмотки, подана на вхід підсилювача, приводить у обертання реверсивний двигун, а отже, і стрілку приладу, закріплену на одній осі з движком реохорда. Реохорд включений в компенсаційну схему. Стрілка зупиниться, коли магнітні потоки повністю компенсуватимуться і сигнал на підсилювачі дорівнюватиме нулю.

Для підстроювання шкали на певні межі і для перебудови на нові діапазони електропровідностей в схемі передбачені змінні опори початку та  кінця шкали. Ці опори беруться з великим запасом по регулюванню. Якщо шкала починається з нуля, то опір початку скорочується.

Для переходу зі шкали 0,01 - 0,1 См/см на шкалу 0,1 - 1 См/см необхідно закоротити опір R. Як чутливий до температури елемент використовується термістор R, розміщений в датчику.

Термоланцюжком Rj + компенсується струм, виникаючий в рідинному контурі в результаті зміни температури. Зручність користування термісторами пояснюється можливістю розширення діапазонів компенсації і їх взаємозамінністю.

У сьогоднішній час промисловістю випускаються термістори з розкидом характеристик, зведеним до мінімуму. Температурний коефіцієнт термістора близько 3 % на 1 °С більше температурних коефіцієнтів розчинів (за рідким виключенням), причому останні залежать від концентрацій і температури.

Чутливість термістора доводиться знижувати різною мірою для різних розчинів і температур додаванням термостійкого опору. Для цієї мети передбачений змінний опір R.

У схемі передбачений вихід на струмовий перетворювач. Для регулювання вихідного сигналу у вимірювальну схему включений опір Rj.

Датчик занурювального типу концентратоміра КК-9 має коробку 1 з фланцем 2, відлиті як єдине ціле з поліпропілену. Фланець служить для закріплення датчика на технологічному устаткуванні. В центрі фланця

закріплена порожниста сталева штанга 3, на кінці якої розмішається чутливий елемент датчика 4. Кінець штанги з чутливим елементом занурюється, в рідину технологічної ємкості, концентрація якої вимірюється. Довжина штанги визначається необхідною глибиною занурення чутливого елементу.

Дроти 5 від чутливого елементу проходять усередині порожнистої штанги і підключаються до затисків  датчика. На платі коробки датчика до затиску  підключається електростатичний екран, що розділяє два тороїдальні трансформатори (силового і вимірника), чутливий елемент і екрануючі обплетення електричних кабелів датчика.

Зовнішні електричні кабелі вводяться в коробку датчика через сальник 6 і підключаються до плати затисків датчика. Коробка 1 датчика має кришку 7. Місця з'єднань кришки датчика, сальника і сталевої штанги з коробкою датчика виконуються герметично.

Після збірки вся чутлива частина датчика покривається шаром епоксидного компаунда ЕД-6. Занурюваний датчик кріпиться чотирма болтами (шпильками) безпосередньо на апараті з аналізованим розчином.

Прокладка дротів в трубах  виконана герметично. До датчика в місці установки забезпечений вільний доступ.


2. Розробка апаратно-програмного забезпечення системи автоматизації

Система автоматизації технологічним процесом виробництва олії забезпечується Контролери TSX Micro являють собою проектно-компоновані вироби, для яких кількість і склад модулів вибирається залежно від розв’язуваної задачі керування і необхідних характеристик вхідних і вихідних сигналів.

Конструктивно різні моделі ПЛК TSX Micro будуються з використанням одного з двох базових шасі, в які інтегрований мікропроцесорний модуль і слоти для встановлення модулів.

Базові шасі відрізняються функціональними можливостями процесорного модуля, напругою живлення ПЛК, кількістю вільних слотів (2 або 3), а також можливістю під’єднання до нього міні-шасі розширення із двома додатковими слотами.

Випускається п’ять моделей ПЛК TSX Micro: TSX 3705, TSX 3708, TSX 3710, TSX 3721, TSX 3722.

В даному дипломному проекті для регулювання процесу виробництва олії ми вибираємо модель ПЛК TSX 3721.

До базового шасі контролера входять блок живлення на 24 В постійного струму (VAC), процесорний модуль з енергозалежною пам’яттю RAM і системою резервного збереження інформації на базі FLASH ERROM, дисплейний блок, термінальний порт та кнопка перезапуску ПЛК.

Базове шасі TSX 3721 має два додаткових слоти для встановлення

зовнішньої карти розширення пам’яті RAM чи зовнішньої FLASH ERROM (до 128 Кслів), а інший – для комунікаційної карти з метою забезпечення  можливості під’єднання контролера до різноманітних шин та мереж: асинхронний послідовний зв'язок, чи дуплекс/напівдуплекс, UNITELWAY,

MODBAS/JBAS і FIPWAY.

Крім того, на процесорному модулі встановлені два функціонально ідентичних термінальних порти RS485 з 8-штирковим рознімом стандарту DIN і позначених TER і AUX. Відмінною їх особливістю є те, що порт AUX не може використовуватись для підєднання пристроїв, що не мають власного джерела живлення шини. Тому, як правило, порт TER використовується  для під’єднання пульта програмування FTX 117, кабелю-адаптера для під’єднання ПЕОМ і т. д., а порт AUX може використовуватися для під’єднання пристроїв людинно-машинного інтерфейсу (операторських панелей), принтерів і т. ін.

2.1. Блок-схема алгоритму управління

Блок-схема алгоритму управління передбачає визначення основних моментів виробничого процесу та послідовності виконання етапів виробництва олії. Виробництво є неперервним, тому при управлінні процесом маємо послідовність ПІ-регуляторів, які регулюють ступенем відкриття клапанів для забезпечення оптимального управління технологічним процесом.

Блок-схема алгоритму управління процесом виробництва олії наведена у графічному додатку.

2.2. Вибір мікропроцесорних ЗА та конфігурація обраного МПК.

Вибір модулів входів-виходів для конфігурування контролера на виконання поставленої задачі здійснювався на основі кількості відповідних

каналів і їх характеристик, а саме: діапазонів вимірювання для аналогових сигналів і постійного чи змінного струмів – для дискретних. Загальна кількість аналогових вхідних сигналів – 8 (2 концентратоміри та 6 датчиків температури), вихідних – 4 (3 клапани подачі міцели, 2 клапани подачі парів розчинника і 1 клапан подачі води для охолодження). Загальна кількість дискретних вхідних сигналів – 2, вихідних – 4.

Виходячи з цього, скомпонований контролер має встановлений у базове шасі модуль дискретного вводу-виводу TSX DMZ 28DR, який має 16 входів та 12 релейних виходів, а також один вільний слот для встановлення ще одного повноформатного модуля, або двох напівформатних. Додатково встановлюємо два напівформатних модуля: для аналового вводу – TSX AEZ 802,  який розрахований на 8 аналогових входів у вигляді струму в діапазоні 0-20 мА або 4-20 мА; для аналогового виводу – TSX AЕZ 414, який розрахований на 4 аналогові виходи з загальною точкою у таких діапазонах:  10В, 0-20 мА, 4-20 мА.

Типи і характеристики обраних дискретних і аналогових модулів входів-виходів подані таблиці.

Позначення модуля

Кількість каналів

Характеристики каналів

Підєднання

Модулі стандартного формату (повноформатні)

TSX DMZ 28DR

16 входів

12 виходів

24VDC

Релейні 24VDC, 24…240VAC, до 3 А

Під гвинт

Напівформатні модулі

TSX AEZ 802

8 входів

Аналогові сигнали у вигляді струму 0…20 мА або 4…20 мА, у вигляді напруги 0…10 В

Під гвинт

TSX AEZ 414

4 входи

Діапазон 0…20 мА, 4…20 мА, 0…10 В, 0…5 В, 1…5 В, термопари з градуюванням B, E, J, K, L, N, R, S, U, термометри опору Pt100 або Ni1000 із можливістю під’єднання їх за 2-, 3- або 4-провідною схемою.

Під гвинт

Для роботи з аналоговими сигналами використовуються типи модулів TSX AEZ 802 та TSX AEZ 414.

Модуль TSX AEZ 802 дає можливість під’єднувати вісім аналогових сигналів із загально точкою під’єднання і працює з аналоговими сигналами у вигляді струму в діапазоні 0…20 мА або 4…20 мА, який також можна вибрати для кожного канала окремо в процесі конфігурування модуля.

Модуль виконує такі функції:

  1.  сканування вхідних каналів за допомогою безконтактного мультиплексування і збір даних;
  2.  аналого-цифрове перетворення вхідних вимірювань (12-бітне).

У додаток до цих функцій процесором ПЛК виконується наступна обробка:

  1.  вхідний контроль перевищування рівня сигналу;
  2.  фільтрація сигналів;
  3.  перетворення вхідних вимірювань у формат користувача.

Час опитування всіх каналів модуля залежить від типу циклу опитування, яке вибирається при конфігуруванні модуля.

За нормального циклу час опитування не залежить від кількості каналів, які використовуються, і становить 32 мс (4 мс на один канал).

За швидкого циклу опитування переглядаються тільки підєднані канали, якщо навіть вони підєднані не один за одним. Тоді час опитування становить Т=4мс×N, де N – кількість підключених каналів.

Для будь-якого вибраного діапазону контролюється вихід за його межі. Система діагностики сигналізує про перевищення діапазону, якщо сигнал вийде за його межі на величину, що становить 5% від повного діапазону шкали. Наприклад, для діапазону 0…10 В, система діагностики виявить помилку, коли вимірювальний сигнал вийде за межі -0,5 В або 10,5 В.

Вхідний аналоговий модуль TSX AEZ 414 є багато діапазонним модулем з чотирма диференційними гальванічно розподіленими каналами. Залежно від вибору, який зроблено у процесі конфігурування кожного каналу модуля, окремо може бути вибраний один з діапазонів:

  1.  термопари із градуюванням B, E, J, K, L, N, R, S або U;
  2.  термометри опору Pt100 або Ni1000 із можливістю під’єднання їх за 2-, 3- або 4-провідною схемою;
  3.  0…20 мА, 4…20 мА, ±10 В, 0…10 В, 0…5 В (0…20 мА з зовнішніми шунтами) або 1…5 В (4-20 мА з зовнішніми шунтами).

Модуль виконує такі функції:

  1.  вибір діапазону вхідного сигналу;
  2.  перегляд вхідних каналів за допомогою мультиплексування;
  3.  аналого-цифрове перетворення (16-бітне) вхідних сигналів;
  4.  вхідний контроль перевищування рівня сигналу для вибраного діапазону;
  5.  лінеаризація для термометрів опору Pt100 або Ni1000;
  6.  лінеаризація та внутрішня або зовнішня компенсація холодного спаю для термопар;
  7.  перетворення вхідних вимірювань у формат користувача;
  8.  визначення помилок зв’язку з датчиками термопар.

Час опитування модуля не залежить від кількості підєднаних каналів і складає 520 мс.

Контроль за виходом сигналу за межі діапазону відбувається аналогічно, як і для модуля TSX AEZ 802.

Під’єднання термометрів опору до модуля TSX AEZ 414 виконується за загальноприйнятими схемами під’єднання за 2-, 3- та 4-провідними схемами.

При роботі з термопарами компенсація холодного спаю виконується модулем. При цьому температура холодного спаю може вимірюватись внутрішнім датчиком, встановленим у модулі або дистанційно зовнішнім датчиком Pt100, який підєднується до 0 каналу.

2.3. Схема підключення датчиків та виконавчих механізмів до МПК.

Схема підключення датчиків та виконавчих механізмів відповідно до вибраної конфігурації контролера наведена в графічному додатку.

2.4. Програмна реалізація блок-схеми алгоритму управління

Програмна реалізація перш за все передбачає визначення адрес входів-виходів на МПК, яке виконується на основі конфігурування та проектного компонування контролера та схеми підключень приладів і ЗА до відповідних модулів.

Адресація входів-виходів згідно із схемою підключень наведена у  таблиці. 

Тип сигналу

Тип приладу/механізму

Умовне позначення на схемі автоматизації

Адреси входів-виходів на МПК

Вхідні сигнали

Кнопка ввімкнення/вимкнення насоса 1

SB1

%I1.1

Кнопка ввімкнення/вимкнення насоса 2

SB2

%I1.2

Датчик рівня міцели у збірнику

LT (1а) –LIR (1б)

%IW3.0

Датчик концентрації міцели на виході збірника

QT (2а) – QI (2б)

%IW3.1

Датчик температури міцели на виході з підігрівника

TT (3а) –TI (3б)

%IW3.2

Датчик температури олії, що надходить до сховища

TT (4а) –TIR (4б)

%IW3.3

Датчик температури олії, що поступає на охолодження

TT (5а) –TI (5б)

%IW3.4

Датчик концентрації міцели, що переходить на кінцеву ступінь дистиляції

QT (6а) –QI (6б)

%IW3.5

Датчик температури міцели, що переходить на кінцеву ступінь дистиляції

TT (7а) –TI (7б)

%IW3.6

Датчик температури парів бензину, що виходять з дистиляційної установки

TT (8а) –TIR (8б)

%IW3.7

Вихідні сигнали

Лампа аварійного режиму роботи

HL1.1

%Q2.1

Лампа нормального режиму роботи

HL1.2

%Q2.2

Аварійний дзвоник

HA1

%Q2.3

Клапан регулювання рівня міцели у збірнику

HC (1в) – LY ()

%QW4.1

Клапан регулювання температури прогрівання міцели подачею парів розчинника

HC ()  TY ()

%QW4.2

Клапан регулювання температури подачі води для охолодження олії

HC ( ) – TY ()

%QW4.3

Клапан регулювання температури парів розчинника на виході з дистиляційної установки

HC ( ) – TY ()

%QW4.4

Для розробки програми регулювання процесом виробництва олії в даному дипломному проекті було обрано мову структурованого тексту (Structured Text).

Розрахунок усіх значень усередині програми проводився з врахуванням діапазонів вимірювання ЗА або приладів і діапазону зміни внутрішніх значень контролера (0…10000 одиниць контролера).

Текст прикладної програми регулювання технологічного процесу

If

%M0 then

set %I1.1;

set %I1.2;

PID('Riven miscely v zbirnyku,'m',%IW3.0,%QW4.1,%M5,%MW10:43);

PID('Temperatura miscely na vyhodi pidigrivnyka','C',%IW3.2,%QW4.2,%M6,%MW60:43);

PID('Temperatura gotovoi olii v shovyshi','C',%IW3.3,%QW4.3,%M7,%MW110:43);

PID('Temperatura pariv rozchynnyka na vyhodi dystylyacijnoi ustanovky','C',%IW3.7,%QW4.4,%M8,%MW150:43);

end_if;

if

%M1 then

 %IW4.1:=0;

%IW4.2=0;

%IW4.3=0;

%IW4.4:=0;

reset %I1.1;

reset %I1.2;

end_if;

%M100:=(%IW3.0<=800);

%M101:=(%IW3.0<=1200);

%M102:=(%IW3.3<=600);

%M104:=(%IW3.7<=920);

%M105:=(%IW3.7<=1080);

%Q2.3:=(%M100 OR %M101 OR%M102 OR %M103 OR %M104 OR %M105);

%Q1.1:=(%M100 OR %M101 OR%M102 OR %M103 OR %M104 OR %M105);

%Q1.2:=NOT(%M100 OR %M101 OR%M102 OR %M103 OR %M104 OR %M105);

Прикладна програмна відносно алгоритму управління наведена в графічному додатку.


3. Реалізація людинно-машинного інтерфейсу

 Даний дипломний проект передбачає також створення гнучкої  системи керування та контролю технологічним процесом на рівні SСADA-систем. Для цього використовується відповідне програмне та технічне забезпечення, а саме, персональні комп‘ютери, обладнані всіми необхідними периферійними пристроями (принтер, плотер, монітор відповідної якості), що відповідають певним вимогам до виробничої потужності та спеціальне програмне  забезпечення для дистанційного (супервізорного) керування технологічними процесами, збору та обробки даних (SCADA – програми).

В процесі роботи організовується дистанційне керування, контроль та збір даних з допомогою створеного людинно-машинного інтерфейсу відносно схеми автоматичного контролю та регулювання технологічним процесом виробництва олії на базі SCADA – системи Vijeo Citect.

Система дистанційного керування, збору та обробки даних передбачає :

  1.  візуалізацію технологічного процесу посередництвом виведення на екран монітору мнемосхеми процесу з позначенням на ній всіх регулюємих та контролюємих технологічних змінних, анімованого зображення всіх виконавчих пристроїв та елементів;
  2.  оперативну зміну параметрів технологічного процесу (заданих значень та настройок регуляторів);
  3.  сигналізацію відхилень технологічних змінних від заданих значень та повідомлення про досягнення параметрів екстремальних небажаних значень;
  4.  ведення журналу подій – бази записів, в котру записуються всі зміни,

котрі мали місце в ході технологічного процесу;

  1.  можливість представлення зміни технологічних змінних у вигляді графіків – трендів, які мають характер як історичних (відображення зміни параметрів, що мала місце раніше) , так і реальних (відображення зміни параметрів у реальному часі).
  2.  спостереження за технологічним процесом на всьому інтервалі часу .

3.1. Опис регульованих та контрольованих параметрів

При керуванні процесом виробництва олії контролюють і регулюють наступні технологічні параметри (далі вказані змінні, що використовувались в програмі користувача PL7 для ПЛК TSX Micro).

Регульовані параметри:

  1.  
  1.  Рівень міцели у збірнику;
  2.  Температура міцели на виході підігрівника;
  3.  Температура готової олії, що надходить до сховища;
  4.  Температура парів розчинника на виході з дистиляційної установки.

  1.  керування клапаном регулювання рівня міцели у збірнику;

  1.  керування клапаном регулювання температури міцели на виході підігрівника;

  1.  керування клапаном регулювання температури парів розчинника на виході з дистиляційної установки;

  1.  керування клапаном регулювання температури готової олії, що надходить до сховища.

Контрольовані параметри:

  1.  Концентрація міцели на виході зі збірника;
  2.  Температура міцели, що переходить до кінцевої ступені дистиляції;
  3.  Концентрація міцели, що переходить до кінцевої ступені дистиляції;
  4.  Температура олії, що поступає на охолодження.

3.2. Опис змінних ПЛК

Аналогові змінні

Опис

Адреса

Межі реальні

Межі PLC

Датчик рівня міцели у збірнику

%IW3.0

0 – 2 м

0 – 10000

Датчик концентрації міцели на виході збірника

%IW3.1

0 – 100 %

0 – 10000

Датчик температури міцели на виході з підігрівника

%IW3.2

0 – 73 ˚С

0 – 10000

Датчик температури олії, що надходить до сховища

%IW3.3

0 – 20 ˚С

0 – 10000

Датчик температури олії, що поступає на охолодження

%IW3.4

0 – 55 ˚С

0 – 10000

Датчик концентрації міцели, що переходить на кінцеву ступінь дистиляції

%IW3.5

0-100%

0 – 10000

Датчик температури міцели, що переходить на кінцеву ступінь дистиляції

%IW3.6

0-105 ˚С

0 – 10000

Датчик температури парів бензину, що виходять з дистиляційної установки

%IW3.7

0-50 ˚С

0 – 10000

Клапан регулювання рівня міцели у збірнику

%QW4.1

0-100%

0-10000

Клапан регулювання температури прогрівання міцели подачею парів розчинника

%QW4.2

0-100%

0-10000

Клапан регулювання температури подачі води для охолодження олії

%QW4.3

0-100%

0-10000

Клапан регулювання температури парів розчинника на виході з дистиляційної установки

%QW4.4

0-100%

0-10000

Дискретні змінні

Опис

Адреса

Коментар

Кнопка ввімкнення/вимкнення насоса 1

%I1.1

1= ввімк

0= вимк

Кнопка ввімкнення/вимкнення насоса 2

%I1.2

1= ввімк

0= вимк

Лампа аварійного режиму роботи

%Q2.1

1= ввімк

0= вимк

Лампа нормального режиму роботи

%Q2.2

1= ввімк

0= вимк

Аварійний дзвоник

%Q2.3

1= ввімк

0= вимк

Схема автоматичного регулювання та сигналізації технологічним процесом наведена у графічному додатку.


4.Охорона праці

Вступ

 На будь-якому виробництві умови безпеки визначаються нормативним забезпеченням з охорони праці – стандартами, нормами, інструкціями, що складають науково-технічну документацію.

Науково-технічна документація поділяється на міждержавну та державну (міжгалузеву, галузеву та стандарти підприємства.

Для регулювання умов охорони праці використовується така нормативно-технічна документація:

  1.  Міждержавна:
  2.  ССБТ – Система стандартов безопасности труда;
  3.  ГОСТ-Р – Государственный стандарт России;
  4.  СН – Санитарные нормы;
  5.  СНиП – Строительные нормы и правила;
  6.  НТД України:
  7.  ДНАОП – Державні нормативні акти з охорони праці;
  8.  НПАОП – Нормативно-правові акти з охорони праці;
  9.  ДСТУ – Державна система стандартизації України;
  10.  ДСН – Державні санітарні норми;
  11.  ДБН – Державні будівельні норми;
  12.  СТП – стандарти підприємства.

4.1. Виробнича санітарія

При плануванні приміщення враховуються:

  1.  санітарна характеристика обладнання та технологічних

процесів;

  1.  норма корисного простору на одного працівника (15м3);
  2.  нормативи площі розміщення обладнання, мінімальна ширина проходів, відстань між обладнанням та стінами (4,5м2);
  3.  висота виробничого приміщення не менше 4,8 м.

Основними апаратами на олійному виробництві є екстрактор (довжина 5,0м; ширина 2,0 м; висота 2,1 м), збірник міцели (діаметр 0,5 м; висота 2,0 м), підігрівник (діаметр 0,7м, висота 2,3 м), початковий дистилятор (діаметром 0,9 м; висота 3,0 м), кінцевий дистилятор (діаметр 0,8 м; висота 2,0 м).

Для технічного обслуговування обладнання створені пересувні  технологічні площадки розміром  не  меншим за  0,5 х0,5 м. Краї площадки обносяться поручнями заввишки 1 м з бортами, підшитими  по  низу на висоту не меншу за 0,1 м. Для підняття на площадки застосовуються міцні стаціонарні драбини зі сходами з металу круглого перерізу з двосторонніми поручнями: при частому користуванні - завширшки 0,8 - 1 м з нахилом не більшим за 45˚ , при періодичному користуванні (1-2 рази на зміну ) - завширшки 0,6-0,8 м з нахилом не більшим 60˚. Ширина сходів драбини 0,2 м, а висота при нахилі 45˚ - 0,2 м, при нахилі 60˚ - 0,3 м.

4.1.1 Мікроклімат та чистота повітря виробничого середовища

Нормативний документ передбачає оптимальні і допустимі значення параметрів мікроклімату в залежності від періоду року та важкості виконуваних робіт.

Показниками мікроклімату є температура повітря, відносна вологість, швидкість руху повітря та атмосферний тиск. Наприклад, у теплий період року (середньодобова температура зовнішнього середовища становить 10°С або більше)  температура повітря у виробничому приміщенні становить 26...28°С, швидкість руху до 0,4 м/с, відносна вологість повітря - 55...65%, а у холодний період року (середньодобова температура зовнішнього середовища становить 10°С або менше)  температура повітря у виробничому приміщенні становить 20...22°С, швидкість руху-0,2...0,3 м/с, відносна вологість повітря -75%.

Контроль та вимірювання параметрів мікроклімату виконується спеціальними приладами – термометрами (температура), психрометрами, гігрометрами (вологість повітря), крильчатими анемометрами (швидкість руху повітря).

Враховуються також норми гранично допустимих концентрацій (ГДК) шкідливих речовин у повітрі.

За ступенем дії на організм людини шкідливі речовини поділяються на:

  1.  надзвичайно небезпечні (ГДК<0,1 мг/м3);
  2.  високонебезпечні (ГДК 0,1-1 мг/м3);
  3.  помірнонебезпечні (ГДК 1,1-10 мг/м3);
  4.  мало небезпечні (ГДК>10 мг/м3).

Вміст шкідливих речовин у повітрі, в тому числі і газів і парів у повітрі повинен визначатися для 1-го класу небезпеки безперервно, для 2-го, 3-го, 4-го класу – періодично.

Періодичність контролю вмісту шкідливих речовин складає:

  1.  для 1-го класу небезпеки –  1 раз/10 днів;
  2.  для 2-го класу небезпеки – 1 раз/місяць;
  3.  для 3-го та 4-го класу небезпеки – 1 раз/квартал.

На виробництві спостерігається викид у повітряне середовище парів бензину. Бензин як розчинник є речовиною 4-го класу небезпеки, тому періодичність контролю його вмісту у повітрі становить 1 раз/квартал.

Для забезпечення нормативного мікроклімату та чистоти повітря працівники дотримуються заходів та засобів колективного захисту:

  1.  технологічні (попередження виділення шкідливих речовин у виробниче приміщення);
  2.  технічні:
  3.  локалізація забруднювачів у джерелі їх виникнення (теплоізоляція, ущільнення, герметизація обладнання та трубопроводів);
  4.  механізація та автоматизація виробничих процесів;
  5.  дистанційне управління технологічними процесами;
  6.  застосування нового більш досконалого обладнання;
  7.  вентиляція виробничих приміщень;
  8.  будівництво приміщень і споруд згідно вимог державних будівельних норм і правил;
  9.  фільтрування повітря;
  10.  раціональний режим праці та відпочинку.

Параметри мікроклімату у виробничому приміщенні підтримуються системою загальнообмінної змішаної припливно-витяжної вентиляції з кратністю 2 рази за годину, а також місцевими системами витяжної вентиляції в місцях виділення теплових надлишків. Видалення забрудненого повітря здійснюється за допомогою спеціальних вентиляційних каналів, фрамуг та вікон, а подача свіжого - механічним вентилятором.

4.1.2. Виробничі випромінювання

Ознаками перегрівання організму  є підвищення температури, спрага, збільшення частоти дихань і пульсу, задишка, головний біль, запаморочення, сильне потовиділення. Разом з водою організм втрачає солі і вітаміни, в зв’язку з чим він не справляється з віддачею тепла і наступає перегрівання, що проявляється  тепловою гіпертермією, тепловим ударом та судомною хворобою.

Для захисту від  теплового випромінювання  на виробництві використовують теплоізоляцію (спеціальні керамічні частини тощо), екранування (поглинаючі тепло екрани з вогнестійкої цегли та екрани, що відводять тепло – пустотілі конструкції, які охолоджуються всередині водою), вентиляцію або кондиціонування повітря.

Зокрема в олійному виробництві використовується теплоізоляція.

4.1.3. Шум на виробництві

Джерелами шуму на виробництві є працююче технологічне обладнання.

Шум негативно діє на органи слуху, серцево-судинну, центральну та периферійну нервову систему та загострює захворювання інших органів.

Класифікація шумів за походженням:

  1.  механічні;
  2.  аерогідродинамічні (вентилятори, насоси, компресори, системи транспортування);
  3.  електричні (трансформатори тощо).

Класифікація шумів за частотою:

  1.  низькочастотний (до 300 Гц);
  2.  середньочастотний (300-800 Гц);
  3.  високочастотний (більше 800 Гц).

Порогові значення шуму складають 45 дБ та 80 дБ.

Рівень шуму у виробничому цеху не повинен перевищувати 80 дБ.

Нормування шуму здійснюється за граничним спектром та по загальному рівню шуму.

Для інфразвуку допустиме значення рівня звукового тиску не повинне перевищувати 105 дБ.

Допустиме значення контактного ультразвуку не повинно перевищувати 120 дБ.

До технічних засобів комплексного захисту від шуму чутного діапазону  належать послаблення шуму у джерелі утворення, наприклад, за допомогою своєчасного огляду та ремонту обладнання, конструктивних, технічних та  експлуатаційних рішень, звукопоглинання та звукоізоляції шуму.

Засобами індивідуального захисту від впливу шумів є вкладиші Беруші, м’які ультратонкі тампони, просочені воском або парафіном, заглушки (антифони), а також навушники, які здатні знизити шум на 30-35 дБ.

До заходів боротьби з аеродинамічним шумом відносяться зменшення швидкостей транспортування середовища, використання плавних заокруглень, глушників шуму в місцях забору і вихлопу повітря.

До заходів боротьби з інфразвуком належать підвищення швидкохідності машин, підвищення жорсткості конструкції, використання глушників реактивного типу.

До заходів боротьби з контактним ультразвуком відносяться підвищення робочих частот, використання захисних кожухів та екранів, а також дистанційне управління технологічним процесом.

Для вимірювання рівня шуму використовують шумоміри  Ш-71, ПИ-14 в комплекті з активними фільтрами. Рівень вимірювання шуму даними приладами становить  10-130 дБ в діапазоні 20 Гц – 16 кГц.

4.1.4. Виробнича вібрація

Вібрацію поділяють на загальну (передається через опорні поверхні тіла людини) та локальну (передається через руки).

Вібрація негативно  впливає на центральну нервову та серцево-судинну системи. Місцева або локальна вібрація викликає зміни регуляції тонусу периферичних кровоносних судин, що викликає спазми кінцівок, зміни в суглобах, які призводять до обмеження їх рухомості.

Тривалий вплив вібрації призводить до професійного захворювання – вібраційної хвороби.

Основними характеристиками (параметрами) вібрації є частота гармонічного коливального руху (Гц), віброшвидкість (м/с)  та віброприскорення (м/с2), рівень вібрації (дБ).

Порогові значення віброшвидкості становить v0=5×10-8 м/с, а віброприскорення становить а0=3×10-4 м/с2.

Загальна та локальна вібрації обмежуються допустимими значеннями віброшвидкості або логарифмічними рівнями віброшвидкості в октавних смугах із частотою 2-1000 Гц.

Для захисту від впливу виробничої вібрації застосовуються такі колективні методи і засоби захисту як послаблення вібрації у джерелі утворення, вібропоглинання та віброізоляція.

Для зменшення вібрації кожухів, огороджень, транспортних систем використовуються матеріали з великим внутрішнім тертям (гума, пластмаса), гнучкі вставки.

Віброізоляція досягається шляхом встановлення між  механізмом та фундаментом пружного елемента – амортизатора.

Засобом індивідуального захисту від локальної вібрації є антивібраційний рукав, а також антивібраційний спецодяг – спецвзуття, жилети, костюми.

Вібрація вимірюється віброметрами ВИП-4 та ВИП-2М та вібрографами ВР-1, ВР-2, в діапазоні 10 Гц – 1кГц, шкала приладів проградуйована в дБ.

4.1.5. Освітлення виробничих приміщень

Основними вимогами охорони праці до освітленості виробничих приміщень є:

  1.  освітлення на робочому місці має відповідати санітарно-гігієнічним нормам і бути рівномірним;
  2.  між об’єктом, що розглядається, і навколишнім фоном повинен бути певний контраст;
  3.  на робочій поверхні не повинно бути різких тіней;
  4.  не допускається освітлення (пряме чи відбите) у полі зору.

На виробництві використовується природне (видима частина променевої енергії сонця або освітленість в приміщенні на робочому місці, що створюється прямим та відбитим сонячним світлом), яке буває бічним, верхнім та комбінованим та суміщене освітлення (при недостатньому рівні природного освітлення додатково використовується і штучне).

Виділяються системи природного освітлення:

  1.  бічне (через світлові прорізи у зовнішніх стінах будівлі);
  2.  верхнє (через прорізи  у покритті будівлі або в місцях перепаду висот будівлі);
  3.  комбіноване (поєднання бічного та верхнього).

У цеху виробництва олії використовується бічне одностороннє світло.

Коефіцієнт природної освітленості у виробничому цеху  становить еmin=0,9% та нормується залежно від:

  1.  розміру об’єкта розрізнення;
  2.  характеристики і розряду зорової роботи;
  3.  яскравості фону;
  4.  контрасту об’єкта з фоном;
  5.  типу джерела світла;
  6.  системи освітлення.

Штучне освітлення класифікується на:

  1.  робоче;
  2.  аварійне;
  3.  евакуаційне;
  4.  чергове;
  5.  охоронне.

Системи штучного освітлення:

  1.  загальна (для рівномірного освітлення приміщення);
  2.  місцева (стаціонарне та переносне – для освітлення тільки робочих поверхонь);
  3.  комбінована.

У виробничому приміщенні застосовується загальна система освітлення з лампами розжарювання у вибухозахищеному виконанні з захисним кутом 25-30˚, які розміщені у шаховому порядку. Мінімальний рівень освітленості Емін=150 лк.

Контроль освітленості здійснюється  люксметрами Ю-16, Ю-17, Ю-116, Ю-117.

4.2. Техніка безпеки

4.2.1. Безпечна експлуатація технологічного устаткування

Для безпечного експлуатації технологічного устаткування та запобігання виникненню небажаних небезпечних або аварійних ситуацій застосовуються в першу чергу засоби колективного захисту. За принципом дії та залежно від впливу небезпечного фактора засоби колективного захисту поділяються на огороджувальні, запобіжні пристрої, блокування, сигналізаційне обладнання, профілактичні випробування.

На олійному виробництві для запобігання аварій та небезпечних випадків відслідковується такий параметр як температура розчинника (бензину). Показник параметра вимірюється за допомогою вимірювального перетворювача температури Sitrans TK-L з платиновим термометром опору Pt100, з використанням 3-провідної схеми включення, вхідний струм 4-20 мА. Значення передається на показуючий прилад  ИТМ-1 з трирівневою гальванічною ізоляцією (по входу, виходу, живленню).

Використовується одне місце управління. Контакти апаратів на вмикання та вимикання (кнопки-перемикачі, контролери) захищені від потрапляння на них парів та рідин, які застосовуються при виробництві.

Кнопки ввімкнення приводу обладнання заглиблені на 3-5 мм за габарити пускової коробки, а кнопки зупинки, навпаки, виступають і зафарбовані червоним кольором. Рукоятки органів управління, які можуть піддаватися нагріванню, чи випадково опинитися під напругою, виготовлені з мало теплопровідних та електроізоляційних матеріалів. Для зручності обслуговування органи управління розміщені в робочій зоні при обслуговуванні сидячи, з межами по довжині не більше 0,7 м, але за глибиною не більше 0,4 м, за висотою не більше 0,6 м. органи управління при цьому розміщені над рівнем площадки на висоті 0,8 м.

Кожне обладнання має аварійну кнопку «Стоп».

Огороджувальні пристрої (кожухи, щити, екрани, бар’єри) застосовуються для ізоляції зон з безпекою механічних дій, для огорожі зон випромінювань і зон з хімічними речовинами, а також робочих майданчиків, розташованих на висоті. Вони поділяються на стаціонарні, які демонтуються для виконання допоміжних операцій (заміна інструмента, змазка обладнання тощо), та переносні, що використовуються для огорожі нестаціонарних робочих місць (зварювальні пости), а також при виконанні ремонтних чи налагоджувальних робіт.

Запобіжні пристрої застосовуються для автоматичного виключення обладнання при виникненні аварійних ситуацій (наприклад, при виході одного з параметрів — температури, електричної напруги тощо за межі допустимих значень).

Блокування дозволяє виключити можливість проникнення людини в небезпечну зону чи ліквідувати небезпечний фактор при проникненні людини в небезпечну зону. Блокувальні пристрої поділяються на механічні, електричні, фотоелементні, радіаційні, пневматичні, гідравлічні та комбіновані.

Сигналізаційне обладнання призначено для повідомлення персоналу про режим роботи устаткування і можливості аварійних ситуацій. За засобами інформації сигналізація поділяється на кольорову, звукову, кольорово-звукову, одоризаційну (за запахом).

На олійному виробництві використовується світлова та звукова аварійна сигналізація, яка відключається за допомогою комп’ютерного інтерфейсу.

4.2.2. Безпечна експлуатація електроустаткування

Види електричних травм на виробництві:

  1.  механічне (при проходженні через тіло людини струму великої сили; падіння людини з висоти);
  2.  місцеві зовнішні електротравми:
  3.  електричні опіки;
  4.  електричні знаки (плями сірого чи блідо-жовтого кольору на поверхні шкіри);
  5.  захворювання зовнішніх оболонок очей під дією ультрафіолетових променів електричної дуги;
  6.  електричний удар (призводить до паралічу серця, легень, до фібриляції серця).

Факторами, що зумовлюють небезпечне ураження електричним струмом, є:

  1.  фактори електричного характеру (напруга, сила, рід і частота струму). Сюди ж відноситься і електричний опір людини;
  2.  фактори неелектричного характеру (індивідуальні властивості людини, тривалість дії струму, шлях проходження струму через тіло людини);
  3.  стан навколишнього середовища.

Згідно «ПУЕ. Правила улаштування електроустановок» за ступенем небезпеки ураження існує три класи приміщень:

  1.  приміщення без підвищеної небезпеки;
  2.  приміщення з підвищеною небезпекою, які характеризуються наявністю підвищеної вологості, високої температури повітря, наявністю струмопровідного пилу та можливістю одночасного дотикання до заземлених конструкцій будівлі з одного боку та корпусу працюючого електроустаткування з іншого;
  3.  особливо небезпечні – в яких відносна вологість досягає 100%, наявні хімічно активне середовище та два або більше факторів підвищеної небезпеки.

Для забезпечення електробезпеки на виробництві передбачено спеціальні заходи і засоби захисту. До них належать, наприклад, недоступність струмопровідних частин обладнання; ізоляція струмоведучих частин з опором силового устаткування та освітлюючої апаратури Rіз≥0,5 МОм, заземлення опором Rз≤4 Ом, швидкодіюче автоматичне захисне відключення; застосування низьких напруг (U<42B), використання засобів індивідуального захисту, проведення планово-попереджувальних ремонтів та профілактичних робіт устаткування, а також виробничих інструктажів з техніки безпеки.

Для запобігання впливу статичної електрики використовуються методи зменшення величини потенціалу технологічними заходами (зменшення швидкості транспортування, підвищення відносної вологості, нанесення антистатичних речовин на електропроводку).

Небезпечними є також розряди атмосферної електрики (блискавки), що утворюється і концентрується в хмарах. Сила струму блискавки досягає до 200 кА, а напруга до 150 МВ. Заходом захисту від атмосферної електрики є встановлення громовідводів, які бувають стержневі, тросові та сітчасті. На виробництві  передбачено встановлення тросових громовідводів.

4.2.3. Пожежо- та вибухобезпека на виробництві

Основними причинами пожежі на виробництві є організаційні, або дисциплінарні (порушення вимог проектування промислових та допоміжних будівель та споруд, вибору будівельних матеріалів та конструкцій, планування приміщень, розміщення технологічного обладнання та комунікацій; відхилення від правил експлуатації та ремонту обладнання, споживачів електроенергії та електромереж, порушення посадових інструкцій щодо пожежної безпеки; необережне поводження з вогнем та матеріалами, що легко запалюються) та технологічні (робота за несправним технологічним обладнанням чи при порушенні режимів технологічних процесів; використання горючих речовин, що не відповідають технологічним характеристикам обладнання, що використовується, та порушення режиму його експлуатації та зупинки; використання невідповідних ГОСТу змащувальних матеріалів; використання електричного обладнання, що не відповідає категорії вибухо- та пожежобезпеки).

Олійне виробництво являється виробництвом класу пожежної небезпеки В-Іа, оскільки тут при нормальній експлуатації обладнання вибухонебезпечні суміші горючих газів (бензину) з повітрям не утворюються, а утворення їх можливе лише внаслідок аварії.

Передбачене встановлення будівель другого ступеня вогнестійкості, тобто це будівлі, що мають мінімальний час вогнестійкості 2 години.

Пожежна безпека виробництва забезпечується системою запобігання пожеж та системою пожежного захисту. Система запобігання пожеж – це комплекс організаційних заходів та технічних засобів, що направлені на виключення можливості пожежі. Системою пожежного захисту промислового об’єкта є комплекс організаційних заходів та технічних засобів, що спрямовані на запобігання дії на людей небезпечних факторів пожежі та обмеження нанесених матеріальних збитків.

 Для зменшення межі поширення вогню у приміщеннях при проектуванні та побудові промислових підприємств передбачається

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

 

ДИПЛОМНИЙ ПРОЕКТ

поділ будівлі протипожежними стінами, перегородками, перекриттями на відсіки, секції та влаштування протипожежних перешкод для обмеження поширення вогню по поверхнях конструкцій, розлитій рідині та інших горючих матеріалах.

 Система пожежного захисту включає також наявність системи оповіщення (ручні кнопочні пости), сигналізації та схеми евакуації працюючих, які розташовані на видних місцях.

В приміщенні наявні пожежні щити (комплектація: відро, лом, лопата, багор, сокира, порошковий вогнегасник ОП-5) та окремо вуглекислотний (ОУ-5) та повітряно-пінний (ОВП-5) вогнегасники.


Висновки

Завдяки встановленню на виробництві сучасної мікропроцесорної та комп'ютерної техніки, передбачається заміна елементарної бази систем управління та регулювання технологічним процесом олійного виробництва, впроваджується ефективна система автоматизованого управління, яка дозволяє полегшити працю робітників підприємства та підвищити основні якісні показники виробництва.

Також передбачається збільшення надійності, точності, інформативності та комунікабельності систем автоматизації окремими технологічними ділянками. Завдяки новітнім технологіям передбачається значне полегшення обслуговування та наладки локальних систем, а також полегшення праці операторів відділень та головного-технолога завдяки можливості ведення технологічного процесу в автоматичному режимі.

Оскільки всі відділення об'єднані в єдину мережу, то головний технолог має  змогу  дистанційно керувати основним технологічним комплексом з диспетчерської координаційної станції, куди заводиться в зручному вигляді вся потрібна для цього інформація. До  того  ж безпосередній доступ до інформації про перебіг технологічного процесу, про зміну якісних показників виробництва в реальному часі  мають усі головні спеціалісти.

У результаті впровадження даного проекту підприємство отримає більш ефективну базу для керування технологічним процесом виробництва.


Використана література

  1.  Калошин В.М. «Технология и оборудования масложирових предприятий», ИРПО, Академия, 2002 г.
  2.  Рішан О.Й.    Метрологія, технологічні  вимірювання  та  прилади:   Курс лекцій  для  студентів  спеціальностей:  7.092501  “Автоматизоване управління технологічними процесами” та 7.092502  “Комп'ютерно-інтегровані технологічні процеси і виробництва”     ден. та заочн. форм. навчан. – К.: НУХТ, 2007. –162 с.
  3.  Ельперін І.В. Промислові контролери [Текст]: Навчальний посібник/ І.В.Ельперін – К.: НУХТ, 2003. – 320 с.
  4.  Ладанюк А.П. Автоматизація технологічних процесів та виробництв харчової промисловості: Підручник/ Ладанюк А.А., Трегуб В.Г., Ельперін І.В., Цюцюра В.Д. – К.: Аграрна освіта, 2001. – 224 с.
  5.  Методичні вказівки до виконання схем автоматизації: бібл. номери 3148 та 6055.
  6.  Фрайден Дж. Современные датчики. Справочник./Дж. Фрайден Москва: Техносфера, 2005. – 592 с.
  7.  Документація на контролери фірми Schneider Electric та засоби автоматизації.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15652. Бедный средний класс 28 KB
  Бедный средний класс В июне обнародован доклад Малообеспеченные в России: кто они как живут к чему стремятся подготовленный Институтом социологии РАН в сотрудничестве с московским представительством Фонда имени Фридриха Эберта. Согласно этому докладу самой массо...
15653. РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛОЖЕНИЙ СТ. 6.1 УПК РФ В СВЕТЕ ПРАВОВЫХ ПОЗИЦИЙ ЕВРОПЕЙСКОГО СУДА ПО ПРАВАМ ЧЕЛОВЕКА 29 KB
  РЕАЛИЗАЦИЯ ПОЛОЖЕНИЙ СТ. 6.1 УПК РФ В СВЕТЕ ПРАВОВЫХ ПОЗИЦИЙ ЕВРОПЕЙСКОГО СУДА ПО ПРАВАМ ЧЕЛОВЕКА С.В. ЮНОШЕВ Федеральным законом от 30.04.2010 Уголовнопроцессуальный кодекс РФ был дополнен новой ст. 6.1 Разумный срок уголовного судопроизводства. В УПК введено общее ...
15654. Экологическое сознание 56.5 KB
  Экологическое сознание Научнотехническая революция... посулив золотые горы и дав многое из того чем мы ныне гордимся породила иные ранее неведомые проблемы. Решить их на путях проторенных уже не представляется возможным. В.Р.Арсеньев. Звери = боги = люди Еще древни...
15655. Символические границы детства 42 KB
  Символические границы детства Федянина М. В. В обыденном сознании существуют понятия €œребенок€ €œдети€ €œдетство€. Существует необходимость исследовать детство как социокультурный феномен. Социокультурная модель детства включает в себя следующие компоненты:...
15656. Устройство и работа мобильных телефонов 1.43 MB
  Устройство и работа мобильных телефонов Введение Все гениальное просто. Это выражение полностью подходит к устройству мобильного телефона. Вы думаете это шутка Не улыбайтесь Перед вами Букварь по устройству мобильных телефонов и их отдельных частей. Если под рукой...
15657. ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПОД СТРАЖУ НЕСОВЕРШЕННОЛЕТНЕГО 28.6 KB
  ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПОД СТРАЖУ НЕСОВЕРШЕННОЛЕТНЕГО С. ТЕТЮЕВ Тетюев Станислав доцент юридического факультета ЮжноУральского государственного университета кандидат юридических наук доцент. Заключение под стражу считается самой жесткой мерой пресечения посколь...
15658. Воспитание детей: организация детского праздника. Обучение в США: виды вузов 40 KB
  Воспитание детей: организация детского праздника Воспитание ребенка – одна из самых сложных задач которые приходится выполнять человеку на протяжении всей его жизни. Ведь в данном случае мало чтобы ребенок был всегда накормлен тепло одет и отправлен в садик или шко
15659. Социальная психология. ВЫБОР И ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ: РИСК И СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ 114.5 KB
  Социальная психология. ВЫБОР И ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЯ: РИСК И СОЦИАЛЬНЫЙ КОНТЕКСТ Автор: Е. А. САВИНА Х. Т. ВАНГ Исследуется влияние социального контекста и содержания задачи на принятие решения связанного с риском. Авторами использована эмпирическая парадигма А. Тверски
15660. БАЗОВЫЕ И СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСПОЗНАВАНИЯ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ 193.5 KB
  БАЗОВЫЕ И СТРАТЕГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ РАСПОЗНАВАНИЯ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЙ В работе представлены результаты исследования процессов базовой и стратегической организации познавательных процессов на примере задач семантического решения. Испытуемые должны были оцениват