Автоматизация завода металлосодержащих концентратов с созданием MES-системы
Работа направлена на разработку систем управления: подготовки шихты, подачи шихты во вращающуюся печь, охлаждения и фильтрацию газов с печи для получения концентрата цинка. Создание системы отчётов. Создание MES-системы для завода металлосодержащих концентратов и внедрение разработанной системы
Обозначения и сокращения……………………………………………………………………….12
Введение…………………… ………………………………………………………………………………………………13
1 Автоматизация завода металлосодержащих концентратов ………………………………………………15
1.1 Назначение и цели создания системы ………………………………………………………………………..15
1.2 Информация о технологии…………………………………………………………………………………………16
1.3 Описание процесса деятельности ………………………………………………………………………………21
1.4 Основные технические решения ………………………………………………………………………………..27
1.5 Структура программного обеспечения ………………………………………………………………………33
1.6 Методы и средства разработки программного обеспечения ………………………………………..35
1.7 Операционная система ………………………………………………………………………………………………35
1.8 Разработка экранных форм ………………………………………………………………………………………..36
2 Создание MES-системы ………………………………………………………………………………………………….37
2.1 Информация о MES-системе ……………………………………………………………………………………..37
2.2 Реализация MES-системы ………………………………………………………………………………………….42
3 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с
позиции ресурсоэффективности ………………………………………………………………………………………. 45
3.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………………………………….. 45
3.2 Анализ конкурентных технических решений …………………………………………………………… 46
3.3 Диаграмма Исикава……….. ……………………………………………………………………………………. 47
3.5 Планирование научно-исследовательских работ ……………………………………………………… 51
3.5.1 Структура работ в рамках научного исследования ………………………………………………51
3.5.2 Разработка графика проведения научного исследования ……………………………………..53
3.6 Бюджет научно-технического исследования ……………………………………………………………. 57
3.6.1 Расчет материальных затрат НИТ ……………………………………………………………………….57
3.6.2 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………………………………… 59
3.6.3 Дополнительная заработная плата ………………………………………………………………………… 60
3.6.4 Отчисления на социальные нужды ……………………………………………………………………….. 61
3.6.5 Научные и производственные командировки ………………………………………………………… 61
3.6.6 Накладные расходы ……………………………………………………………………………………………… 62
3.6.7 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта……………………… 63
4 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ………………………………….73
4.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства ……………………………………..75
4.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны …………………………………76
4.2.1 Эргономические требования к рабочему месту ……………………………………………………76
4.2.2. Окраска и коэффициенты отражения ………………………………………………………………….77
4.3 Профессиональная социальная безопасность ……………………………………………………………..78
4.3.1 Анализ факторов рабочей среды и производственного процесса………………………… 78
4.3.2 Отклонение показателей микроклимата ………………………………………………………………79
4.3.3 Недостаточная освещённость рабочей зоны ………………………………………………………..81
4.3.4 Превышение уровня шума и вибраций ………………………………………………………………..82
4.3.5 Электромагнитное и электростатическое излучения ……………………………………………84
4.4 Экологическая безопасность ……………………………………………………………………………………..85
4.5 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………………………………..87
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………91
Список использованных источников………………………………………………………………………………….92
Приложение А. PI&D диаграмма ……………………………………………………………………………………….94
Приложение В. Структурная схема вращающейся печи ……………………………………………………110
Приложение Г. Основной экран подачи шихты ………………………………………………………………. 111
Приложение Д. Окно аналоговых сигналов…………………………………………………………………….. 112
Приложение Е. Окно диагностика коммуникаций…………………………………………………………… 113
Приложение Ж. Окно настройка …………………………………………………………………………………….. 114
Приложение З. Окно отчеты…………………………………………………………………………………………… 115
Приложение И. Экран Печи, барабан охлаждения ………………………………………………………….. 116
Приложение К. Экран газоочистки…………………………………………………………………………………. 117
Приложение Л. Экран MODBUS связи …………………………………………………………………………… 118
Приложение М. Отчет времени работы оборудования за период …………………………………….. 119
Приложение Н. Пример отчета MES-системы ………………………………………………………………… 120
Приложение О. График работы оборудования ………………………………………………………………… 121
Приложение П. Показатели эффективности оборудования ……………………………………………… 122
Приложение Р. Иностранная часть …………………………………………………………………………………..123
Обозначения и сокращения
В данной работе в качестве обозначений приняты следующие обозначения:
АСУ ТП – автоматизированная система управления технологическим
процессом.
ПТК – программно-технический комплекс.
ПЛК – программируемый логический контроллер.
АРМ – автоматизированное рабочее место.
ПК – персональный компьютер.
ПО – программное обеспечение.
БД – база данных.
КИПиА – контрольно-измерительные приборы и автоматика.
САР – система автоматизированного регулирования.
ПАС – противоаварийная автоматическая система.
ИМ – исполнительный механизм.
СИ – средства измерения.
СОИ – система сбора и обработки информации.
ЧМИ – человеко-машинный интерфейс.
Накопленные и вновь образующие отходы предприятий металлургической
промышленности оказывают негативное воздействие на окружающую среду. К
наименее утилизируемой группе отходов относятся дисперсные отходы,
уловленные в системах очистки аспирационных и технологических выбросов в
виде пыли. Накопленные пылевидные отходы металлургической
промышленности предприятий представляют собой крупный сырьевой источник
для производства черных и цветных металлов, сопоставимый по содержанию
полезных компонентов с природными месторождениями. Учитывая негативное
влияние пылевидных отходов на окружающую среду, ограниченные
возможности по расширению объемов накопителей, а также истощение
источников исходного минерального сырья, актуальной является задача
разработки способа их утилизации.
Компания ГСД-Р первой в России внедряет технологию способную решить
эту задачу и подразумевает за собой переработку отходов металлургической
промышленности – пылей, уловленные аспирационными комплексами
электрометаллургических предприятий, содержащих в себе большой спектр
вредных для окружающей среды химических элементов таких как: Zn, Pb, Cl и
т.д. в годные, конкурентно способные и востребованные на рынке продукты.
Применение данных пылей, без каких-либо химических и физических
изменений, непосредственно обратно в металлургию, не является возможным,
ввиду присутствия в них большого количества примесей цветных металлов и
галогенов.
Предложенная технология по переработке отходов успешна реализована
по всему миру, и имеет статус “зелёной”, за своё безопасное и безотходное
производство. В процессе переработке получаются два востребованных на рынке
продукта, это Вельц-оксид и Металлосодержащий концентрат. Первый продукт
востребован в производстве гальванических покрытий, производстве резины,
производстве металлического цинка и т.д., второй продукт востребован как
сырьё для чёрной металлургии.
Цель данной работы автоматизация завода металлосодержащих
концентратов с создание MES-системы для компании ООО «GSD-R».
1 Автоматизация завода металлосодержащих концентратов
1.1 Назначение и цели создания системы
Основным назначением системы является автоматизация комплекса
вращающейся печи на базе современных программно-технических средств.
Такая система позволит повысить безопасность и эффективность производства,
оптимальное и безаварийное ведение технологических процессов.
Требование к системе
Разрабатываемая система должна иметь следующие функции:
‒ резервное управления системы вращающейся печи;
‒ обеспечение производственных и административных служб
необходимой информацией для решения задач планирования, контроля и
управления производством;
‒ формирование отчетов по функционированию поставляемого
технологического оборудования за заданный период;
‒ оптимизация производственной деятельности предприятия;
‒ повышение эффективности технологического процесса;
‒ снижение затрат на обслуживание оборудования;
‒ повышения уровня безопасности производства;
‒ оптимизация распределения ресурсов предприятия.
Этапы создания Системы
На этапе планирования были выделены следующие этапы внедрения
Системы:
1) разработка технической документации и подбор оборудования;
2) поставка оборудования автоматизации на объекте;
3) монтаж оборудования автоматизации на объекте;
4) внедрение автоматизированной системы управления;
5) анализ существующих MES-систем;
6) разработка MES-системы;
7) внедрение MES-системы;
1.2 Информация о технологии
В данной разделе представлено описание технологии подготовки шихты для
смешения и грануляции, и подачи шихты на обжиговую вращающуюся печь, а
также выбор применяемого оборудования. Технологический процесс системы
можно разбить на участки: участок подготовки шихты, участок подача гранул во
вращающуюся печь, участок вращающейся печи, участок барабана охлаждения,
участок гидравлической системы, участок станции смазки, участок дымососов,
участок пылеосадительной камеры, участок охладителей, участок фильтров и
участок силосов. Далее рассмотрим каждый участок. Описание участков сделано
на основании PI&D диаграммы приложение А.
Результатом выполненной магистерской диссертации стала
спроектированная система автоматизированного управления завода
металлосодержащих концентратов и создана MES-система. Так же была
спроектирована система внешних проводок для определения порядка передачи
сигналов с полевых устройств к щитам КИПиА.
Для дистанционного управления были разработаны экранные формы и
алгоритмы сбора данных, предназначенные для осуществления управления
технологическими процессами оператором с его АРМ. Для разработки системы
управления выбрано ПО TIA Portal и WINCC RUNTIME, позволяющие
разрабатывать мнемосхем любой сложности.
Разработанная MES-система позволяет оптимизировать
производственную деятельность, управлять заказами, корректировать
расписание работы оборудования. Формировать график проведения
технического обслуживания. Также MES-система рассчитывает эффективность
использования оборудования, что позволяет повысить эффективность
производства.
Разработанный комплекс выполнен в соответствии с действующими
требованиями Госстандарта и Госгортехнадзора, отраслевыми и
ведомственными РД, а также в соответствии с международными стандартами.
1.ГОСТ 21552-84. Средства вычислительной техники. Общие
технические требования, приемка, методы испытаний, маркировка, упаковка,
транспортирование и хранение. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
http://docs.cntd.ru/document/gost-21552-84, свободный.
2.Требования к эксплуатации, техническому обслуживанию, ремонту
и хранению. Требования по эргономике и технической эстетике. [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://life-prog.ru/1_10358_trebovaniya-k-zashchite-
informatsii-ot-nesanktsionirovannogo-dostupa.html, свободный.
3.Защита информации. Концепция безопасности и система защиты
информации. Требования к защите информации от несанкционированного
доступа, к функциям, реализуемым системой. Компоненты системы защиты.
[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://otherreferats.allbest.ru/programming/00039267_0.html, свободный.
4.Требования к видам обеспечения. Требования к информационному
обеспечению. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://automation-
system.ru/spravochnik-inzhenera/34-glava7/307-7-7.html, свободный.
5.Требования к системе и техническим параметрам. [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://www.studfiles.ru/preview/5157548/page:4/,
свободный.
6.MEScontrol[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://mescontrol.ru/articles/systems, свободный.
7.Проектирование закона управления системой регулирования подачи
топлива парового котла с учетом требований экономии энергоресурсов при
управлении. Журавлев А.А., Шит М.Л., Попонова О.Б., Шит Б.М,
8.SCADA, определение, описание. [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/SCADA, свободный.
9.Wikipedia: TIA Portal. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:
https://ru.wikipedia.org/wiki/TIA_Portal, свободный.
10.ГОСТ 12.1.004-91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.6 (522 отзыва)
4.9 (37 отзывов)
4.8 (9 отзывов)
5 (154 отзыва)
4.9 (826 отзывов)
4.9 (298 отзывов)
5 (174 отзыва)
4.7 (18 отзывов)
5 (21 отзыв)
