Разработка системы автоматизации на базе ПО «Круг» и программируемых микроконтроллеров производства аккумуляторов

Андатпа

Дипломдық жоба ««Круг» бағдарламалық қамтамасыз етуі және микроконтроллер негізінде аккумулятор өндірісінің автоматтандыру жүйесін әзірлеу» тақырыбына дайындалған. Процесті толық автоматтандыруда Siemens, Метран және Honeywell фирмасының жаңа үлгідегі автоматтандыру құралдары пайдаланылды. Басқару жүйесінің негізгі техникалық құжаттары өңделген. Автоматтандыру жүйесінің қажетті есептеулері жүргізілді. Тіршілік қауіпсіздігі бөлімінде азаматтық қорғаныс, өндірістік санитария және тазалық еңбегі, өрттен сақтану және ортаны қорғау проблемалары қарастырылған. Жобаның экономика бөлімінде автоматтандырудың жаңа технологиясын қолдануының техника-экономикалық тиімділігі көрсетілген. Жоба (176 бет.) М.О. Әуезов атындағы ОҚМУ-дың «Автоматтандыру, телекоммуникация және басқару» кафедрасында дайындалған.

Аннотация

Дипломный проект выполнен на тему: «Разработка системы автоматизации на базе ПО «Круг» и программируемых микроконтроллеров производства аккумуляторов». Произведена полная автоматизация процесса с подбором наиболее современных средств автоматизации ведущих фирм Siemens, МЕТРАН и Honeywell. Разработана основная часть технической документации системы управления. Произведены необходимые расчёты системы автоматизации. В разделе БЖД проработаны вопросы охраны труда, производственной санитарии и гигиены труда, пожарной безопасности и гражданской обороны. В экономическом разделе проекта дается технико-экономическое обоснование эффективности и целесообразности использования инноваций в сфере автоматизации. Проект в объеме 176 стр. выполнен на кафедре «Автоматизации, телекоммуникаций и управление» ЮКГУ имени М. Ауезова.

The summary

The degree project is executed on a theme: «System engineering of automation  base on «KRUG » and programmed microcontrollers of producing accumulators» Full automation of process with selection of the most modern means of automation of leading firms Siemens, Metran, Honeywell is made. The basic part of the engineering specifications of a control system is developed. Necessary accounts of system of automation are made. In section Safety of vital activity questions of a labour safety, industrial sanitary and hygiene of work, fire safety and a civil defence are worked. In economic section of the project the feasibility report on efficiency and expediency of utilization of innovations in sphere of automation is given. The project (in volume of 176 pages) is executed on faculty «Automation, telecommunications and control» SKDU a name of M. Auesov.

 

 

 

 

 

 

Содержание

                                                                                                                                  Стр.

Нормативные ссылки………………………….........……………………….………7

Определения, обозначения и сокращения……………………………………..…..8

Введение…………………………………………………………….………….........9

1 Анализ автоматизируемого  процесса как объекта управления……….…........11

   1.1 Краткая характеристика  объекта управления…………………………..…..11

   1.2 Физико-химические  основы функционирования объекта  управления…...11

   1.3 Принцип действия  и конструктивное оформление объекта управления....12

    1.3.1 Изготовление паст………………………………………………………..20

      1.3.2 Намазка пластин………………………………………………………….20

      1.3.3 Сушка свеженамазанных пластин………………………………………21

      1.3.4 Формирование пластин…………………………………………………..22

      1.3.5 Сушка положительных заряженных пластин…………………………..23

      1.3.6 Контроль сушки формированных пластин……………………………..24

      1.3.7 Сборка свинцовых аккумуляторов……………………………………...24

  1.4 Описание и критика существующей системы автоматизации……….……24

2 Системно-технический  синтез системы управления………………………..…26

   2.1 Цель создания, критерии  управления, требования к системе  управления……………………………………………………………………….....26

   2.2 Декомпозиция  технологического объекта автоматизации…….………......27

   2.3 Обоснование выбора управляющих  функций АСУТП……….……..……..31

      2.3.1 Барабанная мельница……………………………………….….………...31

        2.3.1.1 Расчет параметров барабанных шаровых мельниц….….………….31

         2.3.1.2 Автоматизация барабанной мельницы…….…………….………….33

      2.3.2 Смеситель пасты…….…………………….………………….…………..38

         2.3.2.1 Теоретические аспекты процесса механического перемешивания…………………………………………………………………....38

         2.3.2.2 Методика расчета конструктивно-технологических параметров процесса механического перемешивания………………………………………...39

         2.3.2.3 Материальный баланс по целевому компоненту………..…………40

      2.3.3 Центробежные насосы……………………………………..…………….45

         2.3.3.1 Основные показатели работы насосов……………..……………….46

         2.3.3.2 Схема регулирования на основе стабилизации Qн =Qс (метод дросселирования)………………………………………………...………………...49

         2.3.3.3 Теоретические аспекты……………………………………………..52

         2.3.3.4 Типовая схема автоматизации процесса перемещения жидкости центробежным насосом……………………………………………………………53

  2.4 Обоснование выбора информационных функций АСУТП…………….....54

   2.5 Параметры защиты, сигнализации, блокировки……………..…………….55

3 Разработка информационного  и программного обеспечений АСУ……….….57

  3.1 Описание разработанной системы классификации и кодирования…….....57

     3.1.1 Кодировка технологического оборудования………….……………......57

     3.1.2 Кодировка источников текущей информации объекта управления......57

4.Разработка структуры  управления и контроля…………………………………62

   4.1 Назначение и функции разработанной АСУТП

  4.2 Архитектура разработанной АСУТП……….………….….………………..62

5 Аппаратурно-технический  синтез системы управления……………………....65

   5.1 Выбор и обоснование  технического обеспечения для  верхнего уровня АСУТП……………………………………………………………………………...65

   5.2 Выбор и обоснование  технического обеспечения для  нижнего уровня управления………….…………………………………………………….………...65

      5.2.1 Выбор  управляющих промышленных контроллеров…….…………..65

      5.2.2. Выбор  и обоснование измерительных преобразователей…………...69

         5.2.3.1 Измерительные преобразователи  температуры………………......70

         5.2.3.2 Измерительные преобразователи уровня………………………....70

6 Разработка принципиальных  схем автоматизации………………….…………72

   6.1 Постановка задачи……………….…………………………………….…….72

   6.2 Решения по  разработке принципиальных схем  автоматизации……..……72

7 Проектирование операторского  пункта управления……………………….…..74

   7.1 Размещение  средств управления автоматизированного  управления верхнего уровня в операторском пункте…………………………………………74

   7.2 Выбор и обоснование  щитов и пультов………………….………………...74

   7.3 Монтаж приборов  и средств автоматизации на  щитах и пультах……......75

8 Проектирование комплекса  технических средств на объекте  управления…...76

   8.1 Монтаж первичных преобразователей и отборных устройств…….……..76

   8.3 Выбор и обоснование  электрических и трубных проводок……………....76

   8.4 Монтаж кабельных  линий и план их расположения………………….…...75

9 Разработка и исследование  алгоритмов автоматизации и информатизации в АСУ………................................................................................................................78

   9.1 Постановка  задачи исследования……………………………………...........78

     9.1.1 Объект исследования…………………….…………………………........78

     9.1.2 Метод решения задачи………………………………………………......78

      9.1.3. Теоретические основы метода…………………………………….........78

   9.2 Разработка математической  модели………………………………….…......79

   9.3 Расчёт настроек системы регулирования…………………………..……….80

      9.4 Расчет…………………………………………………………….…….……80

10 Индивидуальное (специальное)  задание…………………………….………...88

   10.1 Постановка задачи…………………………………………………….........88

   10.2 Интерфейс…………………………………………………………………..89

   10.3 Порядок работы с программами серии……………………………………92

   10.4 Описание программ серии…………………………………………………95

11 Разработка решений  по охране окружающей среды………………………...117

   11.1. Экологические проблемы отрасли проектируемого объекта……….….117

   11.2 Краткое описание технологий производства……………………….……118

   11.3 Источники загрязнения среды……………………………………….……120

   11.4 Описание систем очистки  образующихся отходов………………….…..122

   11.5 Расчетная часть………………………………………………………….…122

   11.6 Мероприятия по уменьшению загрязнения окружающей среды….…...124

12 Безопасность жизнедеятельности…………………………………….............125

   12.1 Производственная  санитария и гигиена труда………….…………...…..126

   12.2 Освещение…………………………………….……………………..….….129

   12.3 Опасные и вредные  вещества………………………………….…..….…..130

   12.4 Производственный шум и вибрация…………………………….…...…...131

   12.5 Электробезопасность………………………………..………………...…...132

   12.6 Пожарнобезопасность…………………………….…………………...…..135

13 Технико-экономическое  обоснование эффективности системы  управления…...........................................................................................................139

   13.1 Технический уровень предприятия……………………………………..139

   13.2 Расчет производственной мощности……………………………………140

   13.3 Расчет капитальных затрат  на автоматизацию производства…………141

   13.4 Вопросы организации  труда и заработной платы……………………...143

   13.5 Расчет снижения себестоимости продукции…………………………...149

   13.6 Расчет экономической  эффективности проведения автоматизации  производства……………………………………………………………………..153

14 Бизнес-план………………………………………………………………….…155

   14.1 Аннотация……………………………………………………………..…...155

   14.2. Резюме…………………………………………………………………..…155

   14.3 Описание предприятия…………………………………………………….156

   14.4 Описание продукции………………………………………………………157

   14.5 План маркетинга…………………………………………………………...158

   14.6 Производственный  план…………………………………………………..159

   14.7 Организационный  план…………………………………………………....160

   14.8. Финансовый  план………………………………………………………....161

   14.9. График выполнения  работ……………………………………………..…164

   14.10 Анализ рисков…………………………………………………………...164

Заключение………………………………………………………………………..166

Список использованных источников………………………………………........168

Приложения……………………………………………………………………….170

 

Нормативные ссылки

В настоящем дипломном проекте (работе) использованы ссылки на следующие нормативные документы.

 

Таблица 0.1 - Использованные нормативные  ссылки

Обозначение	Наименование
СНиП 1.02.01-85	Инструкция о составе, порядке разработки, согласования и  утверждения проектно-сметной документации на строительство предприятий, зданий и сооружений
ВСН 205-84	Инструкция по проектированию электроустановок систем автоматизации технологических процессов
ГОСТ 2.701-84	Схемы. Виды и типы. Общие  требования к выполнению
ГОСТ 2.702-75	Правила выполнения электрических схем
ГОСТ 2.708-81	Правила выполнения электрических  схем цифровой и  вычислительной техники
ГОСТ 2.709-72	Система обозначения  цепей в электрических схемах
ГОСТ 2.752-71	Обозначения условные графические  в схемах. Устройства телемеханики
ГОСТ 2.755-87	Обозначения условные графические  в схемах. Устройства коммутационные и контактные соединения
ГОСТ 2.754-72	Обозначения условные графические  электрического оборудования и проводок на планах
ГОСТ 2.201-80	Обозначение изделий  и конструкторских документов
ГОСТ 2.601-95	Эксплуатационная документация (ЕСКД)
ФС ЮКГУ 4.6-002-2004 СМК	Правила оформления учебной  документации. Общие требования к  графическим документам
СНиП 3.05.07-85	Системы автоматизации
СНиП III-4-80	Техника безопасности труда в строительстве
ПТЭ	Правила технической  эксплуатации электроустановок потребителей
ПТБ	Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей
ВСН-329-78	Инструкция по технике  безопасности при монтаже и наладке  приборов контроля и средств автоматизации

 

 

Определения, обозначения  и сокращения

В проекте использованы следующие  обозначения и сокращения.

Таблица 0.2 - Использованные в проекте  нестандартные обозначения и  сокращения.