АСУ индукционной печи

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 29 Мая 2013 в 14:20, дипломная работа

Краткое описание

Автоматизация является одним из важнейших факторов роста производительности труда в промышленном производстве. Непрерывным условием ускорения темпов роста автоматизации является развития технических средств автоматизации. К техническим средствам автоматизации относятся все устройства, входящие в систему управления и предназначенные для получения информации, ее передачи, хранения и преобразования, а также для осуществления управляющих и регулирующих воздействий на технологический объект управления.

Содержание

1 Анализ объекта автоматизации
1.1 Существующая технология нагрева металла в печах сопротивления
1.2 Описание существующего оборудования
1.3 Технологический процесс нагрева металла в печах (термическая обработка)
1.4 Основные недостатки техпроцесса нагрева металла в печах
1.5 Основные направления повышения эффективности техпроцесса нагрева металла
2 Конструкторская часть
2.1 Техническое проектирование систем управления
2.2 Физическая сущность индукционного нагрева
2.3 Разработка структурной схемы
2.4 Разработка РТК
2.4.1 Выбор промышленного робота «Универсал-5»
2.5 Выбор способа индукционной закалки
2.6 Выбор схемы нагревателя
2.7 Автоматическое управление электрическим режимом индукционной установки
2.8 Расчет параметров индуктора
2.9 Выбор способа среды охлаждения
2.9.1 Скорость охлаждения стали в зависимости от закалочных сред
2.10 Аппаратные и программные компоненты комплекса
3 Математическая постановка задачи оптимального управления закалки
3.1 Экспериментальная модель закалки изделия
4 Организационная экономическая часть
4.1 Анализ улучшения экономических показателей от внедрения новых технологий
4.2 Расчет текущих затрат при использовании базовой и новой технологии
4.3Определение годового экономического эффекта
5 Безопасность и экологичность проекта
5.1 Защита от электромагнитных полей
5.2 Источники электромагнитных полей промышленной частоты в электроустановках сверхвысокого напряжения (СВН)
5.3 Воздействие электромагнитных полей на организм человека
5.4 Нормирование электромагнитных полей
5.5 Измерение интенсивности электромагнитных полей
5.6 Методы защиты от электромагнитных полей
5.7 Меры защиты от электрического тока

Прикрепленные файлы: 1 файл

Автоматизации системы управления индукционной печью Проскурнин - копия.docx

— 319.14 Кб (Скачать документ)

С ростом объемов  выпуска продукции увеличивается прибыль.

Следовательно, возрастает и централизуемая её часть. Эти средства используются для удовлетворения государственных интересов, создания общественных фондов потребления, укрепления обороноспособности страны, развития культуры, науки и т.д.

 

4.2 Расчет  текущих затрат при использовании  базовой и новой технологий

 

Для вычисления годового экономического эффекта рассмотрим базовый и предложенный варианты.

 

Таблица 4.1 Сырье  и материалы базовой технологии

Наименование

Единица измерения

Норма расхода

Цена (руб)

Стоимость ( руб)

1

Электроэнергия

КВт/ч

132,7

0,71

94,2

2

Вода техническая

М3

69,1

13,13

907,28

3

Сжатый воздух

Тыс.м3

0,86

37

31,82

Итого:

       

1033,30


 

Транспортно-заготовительные  расходы составляют 8% от итоговой стоимости. Таким образом, ТЗР=82,66

 

Таблица 4.2 Покупные изделия базового варианта

Наименование

Ед. измерения

Норма расхода

Цена (руб)

Стоимость

Норма времени(ч.)

К зан

К уд

1

Печь

шт.

4

42500

170000

0,5

0,00027

45,9

2

Толкатель

шт.

4

5430

21720

0,16

0,000043

0,93

3

Привод

шт.

2

135271

270542

0,16

0,000043

11,63

 

Итого:

           

58,46


 

Для расчета  коэффициента занятости оборудования Кзан использована формула:

Кзан=Т/FВ,          (4.1)

 

где Т -норма  времени,ч;

Fв=3700ч. - годовой фонд времени.

Для расчета  коэффициента, учитывающего удельные капитальные 

вложения  базового варианта Куд использована формула:

 

Кудим•К зан   (4.2)

 

где Ким-стоимость имущества, руб.

К зан- коэффициент занятости оборудования

 

Таблица 4.3 Расценки базового варианта

Операции

Разряд

Норма времени (ч)

Часовая тарифная ставка

Расценка (руб)

Примечание

1

Контроль загрузки

4

0,16

7,24

1,16

 

2

Контроль выгрузки

4

0,16

7,24

1,16

 

3

Контроль подачи газа

5

0,83

8,62

7,15

 

4

Нагрев заготовок

-

1,4

-

-

Осуществляют печи

 

Итого:

     

9,47

 

 

Для расчета  расценки базового варианта использована следующая формула:

 

Р=Т·С          (4.3)

 

где Т-норма  времени,ч;

С-часовая  тарифная ставка,руб.

Расчет фонда  заработной платы.

 

ФЗП=Р+П+У+Д          (4.4)

 

где Р-расценка,руб.;

П-премия,руб.;

У-уральская  надбавка ,руб.;

Д-добавочная заработная плата, руб.;

 

П=Р·Кпр=9,47·0,3=2,84руб,        (4.5)

 

Где Кпр=0,3-коэффициент премирования.

 

У=(Р+П)·Кур=(9,47+2,84)·0,15=1,85руб,      (4.6)

 

где Кур=0,15-коэффициент уральской надбавки.

 

Д=(Р+П+У)·Кд=(9,47+2,48+1,85)·0,2=2,76 руб.     (4.7)

 

Где Кд=0,2-коэффициент доплат.

 

Итак, ФЗП=9,47+2,84+1,85+2,76=16,92руб.     (4.8)

 

Отчисления  в бюджет.

Отчисления  в пенсионный фонд составляют 28%, в  фонд социального страхования –4%, в фонд несчастных случаев –0,2%, в фонд медицинского страхования –3,6%. Итого отчисления в бюджет составляют 35,8%.

 

ОБ=ФЗП·Коб=16,92·0,358=6,06руб,       (4.9)

 

где Коб=0,358-коэффициент отчисления в бюджет.

Накладные расходы.

 

НР=РСЭО+ЦР+ЗР,          (4.10)

 

где РСЭО-расходы  по содержанию и эксплуатации оборудования, руб.;

ЦР-цеховые  расходы , руб.;

ЗР-заводские  расходы, руб.

 

РСЭО=Р·Крсэо=9,47·3=28,41руб,       (4.11)

 

где Крсэо=3-коэффициент, учитывающий по содержанию и эксплуатации оборудования.

 

ЦР=Р·Кпр=9,47·2=18,94руб,        (4.12)

 

где Кпр=2-коэффициент, учитывающий цеховые расходы.

 

ЗР=Р·Кзр=9,47·4=37,88руб,        (4.13)

 

где Кзр=4-коэффициент, учитывающий заводские расходы.

Таким образом, текущие затраты при использовании  базовой технологии на нагрев одной  тонны металла составляют:

 

С1=СМ+ТЗР+ФЗП+ОБ+НР=1033,30+82,66+16,92+6,06+85,23=1224,17

 

Аналогичным образом рассчитаем текущие затраты  при использовании новой технологии.

 

 

Таблица 4.4 Сырье  и материалы новой технологии

Наименование

Ед. измерения

Норма расхода

Цена (руб)

Стоимость

1

Вода техническая 

м3

22,7

13,13

298,05

2

Электроэнергия

КВт/ч

368

0,71

261,28

 

Итого :

     

559,33


 

ТЗР=44,74руб.

 

Таблица 4.5 Покупные изделия нового варианта

Наименование

Ед. измерения

Кол-во

Цена (руб)

Стоимость (руб)

Норма времени

Кзан

Куд

1

Индуктор

шт.

1

22310

22310

0,027

0,0000073

0,1628

2

ТП4

шт.

1

143000

143000

0,027

0,0000073

1,04

3

Привод

шт.

3

135,270

405,810

0,125

0,000034

0,129

4

Оптопара

шт.

2

1900

3800

0,125

0,000034

0,104

5

Пирометр

шт.

2

1820

3640

0,073

0,000019

0,721

6

ЭВМ

шт.

1

15670

15670

0,17

0,000046

13,8

7

 

шт.

1

2000000

2000000

0,13

 

0,212

Итого:

           

16,16


 

Кзан=Т/FВ, Куд=Ким·Кзан          (4.15)

 

Таблица 4.6 Расчет расценки дипломного варианта

Операции

Разряд

Норма времени (ч.)

Часовая тарифная ставка

Расценка (руб)

Примечание

1

Контроль загрузки

-

0,125

-

-

Осуществляют оптические датчики

2

Контроль выгрузки

-

0,125

-

-

Осуществляют оптические датчики 

3

Контроль температуры

-

0,027

-

-

Осуществляют пирометры 

4

Подача напряжения

-

0,027

-

-

Обеспечивает трансформатор

5

Нагрев заготовки

-

0,027

-

-

Осуществляет индуктор

6

Контроль хода всего техпроцесса

5

0,152

8,62

1,3

 
 

Итого:

     

1,3

 

 

Расчет фонда  заработной платы

 

ФЗП=Р+П+У+Д          (4.16)

П=Р·Кпр=1,3·0,4=0,52руб        (4.17)

У=(Р+П)·Кур=(1,3+0,52) ·0,15=0,273      (4.18)

Д=(Р+П+У)·Кд=(1,3+0,52+0,273)·0,2=0,41     (4.19)

ФЗП=1,3+0,52+0,273+0,41=2,503руб.      (4.20)

Отчисления  в бюджет ОБ=ФЗП·Коб=2,5·0,358=0,895руб.   (4.21)

Накладные расходы НР=РСЭО+ЦР+ЗР,      (4.22)

РСЭР=Р·Крсэо=1,3·3=3,9        (4.23)

ЦР=Р·Кпр=1,3·2=2,6руб.        (4.24)

ЗР=Р·Кзр=1,3·4 =5,2руб.         (4.25)

НР=3,9+2,6+5,2=11,7руб.        (4.26)

 

Таким образом,

 

С2=СМ+ТЗР+ФЗП+ОБ+НР=559,33+44,74+2,503+0,895+11,7=619,17

 

4.3 Определение годового экономического эффекта

 

Определение годового экономического эффекта от применения новой технологии производим по формуле:

 

Э=(С11·К1)·В12-(С22·К2)       (4.28)

(1656,27+0,15·58,46)·70-(620,63+0,2·15,3)=115929,04 руб.

 

где С12-текущие затраты при использовании соответственно базой и новой технологии, руб.;

Е12-нормативный коэффициент эффективности;

К12-капитальные вложения при использовании соответственно базовой и новой технологий в руб.

В12-годовой объем продукции, изготавливаемой при использовании соответственно базовой и новой технологий.

Исходя из вышеизложенного можно  сделать вывод о том, что годовой  экономический эффект достигнут  за счет внедрения нового оборудования, автоматизации процесса индукционного  нагрева, снижения себестоимости выпуска  продукции и повышения производительности.

 

 

5 Безопасность  и экологичность проекта

 

Промышленная  экология и безопасность производства – это система законодательных  актов, социально-экономических, организационных, технических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, задачей которых является обеспечить безопасность человека в процессе его деятельности и свести к минимуму загрязнения окружающей среды.

В процессе трудовой деятельности каждый человек  подвергается воздействию комплекса  производственных факторов, которые  оказывают вредное влияние на его работоспособность и состояние  здоровья. Этот комплекс производственных факторов называется условиями труда. Реальные производственные условия  характеризуются наличием некоторых  опасных и вредных факторов. Опасным  фактором называется такой фактор, воздействие которого на работающего  в определенных условиях приводит к  травме или другому внезапному ухудшению  здоровья. Вредным фактором называется такой фактор, воздействие которого на работающего приводит к заболеванию  или снижению трудоспособности. Между  опасными и вредными факторами зачастую нельзя провести четкой границы. Один и тот же фактор может привести к несчастному случаю.

Задачей исследования, которое проводится в этом разделе  дипломного проекта, является выявление  опасных и вредных факторов, которые  встречаются в проектируемом цеху, их опасное влияние на человека и окружающую среду. Для этого проводится сравнительный анализ факторов, имеющих место в проектируемом цеху с предельно допустимыми значениями (ПДЗ).

Учитывая  это, были проведены качественные и  количественные анализы опасных  и вредных факторов, которые встречаются  в процессе работы, степень их воздействия  на человека и окружающую среду, оценка опасности возникновения чрезвычайных ситуаций и меры защиты от этих факторов. Предложены мероприятия по предотвращению ЧС.

Общий анализ производственных факторов.

Проводим  исследование условий труда с  целью выявления опасных и  вредных факторов, которые имеются  в процессе работы.

 

Таблица 5.1 Опасные и вредные факторы, влияющие на состояние человека и окружающей среды

Наименование операции

материал

Вид оборудования

производственная среда

окружающая среда

1

2

3

4

5

6

закалка

ЭП-817Ш

ВМЛ-3

ВМС-5

ЭП-288

ЭИ-878

12Х18Н9Т

12Х18Н10Т

Индукционная печь

электроопасность, тепловое излучение

воздух + тепловое загрязнение

1

2

3

4

5

6

отпуск

ЭП-817Ш

ВМС-5

ЭП-288

Индукционная печь

тепловое излучение, ожоги при  загрузке

воздух + тепловое загрязнение

промывка изделий

ВМС-5

моечная машина

ММ-400К

шум, электроопасность

вода

разгрузочно-погрузочные работы

ЭП-288

ЭИ-848

ЭП-817Ш

ВМС-2

ВМЛ-3

ВМС-5

12Х18Н9Т

12Х18Н10Т

мостовой кран, электрокар

шум


 

В результате исследования выявлено, что в процессе работы присутствуют опасные и вредные  факторы. Наличие этих факторов может  привести к чрезвычайным ситуациям  и несчастным случаям.

 

 

Таблица 5.2 Количественный анализ вредных факторов и их влияние на производственную среду

Опасные факторы

Операции

Фактическое значение

ПДЗ, ПДК, ПДУ

Вредные действия

механические опасности

1; 2; 4; 6; 7

14 часов

шум

3; 4; 6

f = 31.5 Гц

L < 107 Дб

f = 800 Гц

L < 69 Дб

класс помещения «5»

f = 31.5 Гц

L < 107 Дб

f = 1000 Гц

L < 69 Дб

6 часов

термоопасность

1; 2

tвозд. > 20°C

относительная влажность > 40 %

температура окружающей поверхности > 35°C

Vв = 0.2 – 0.3 м/с

tвозд. > 17-23°C

относительная влажность 40-60 %

температура окружающей поверхности £ 35°C

Vв = 0.2 – 0.3 м/с

6 часов

опасность поражения электрическим  током

1; 2; 3; 6; 7

U = 380 В

I ³ 10 мА

U = 380 В

I £ 10 мА

6 часов

повышенная запыленность воздуха

4

класс опасности 3

класс опасности 4

5 часов

производственная освещенность

7

в норме при соблюдении требований

фон – светлый

контраст – средний

освещенность 500, 600 лк

разряд работ III, II

14 часов

вибрация

4

f = 11 Гц

L ³ 115 Дб

локальная

f = 8 Гц

L ³ 115 Дб

3 часа


 

Из таблицы видно, что не все фактические значения производственных факторов находятся в пределах допустимых значений. Для устранения всех вышеизложенных вредных факторов предусмотрены следующие мероприятия:

  1. Опасность поражения электрическим током – всё оборудование должно быть заземлено, все работы должны проводиться только в специальной одежде и рукавицах, возле электрических печей должны быть постелены резиновые коврики.
  2. Производственный шум и вибрация – все трущиеся механизмы должны быть хорошо смазаны, где необходимо должны быть установлены детали из неметаллических материалов. Ослабление шума от вытяжной вентиляции достигается плавностью движения воздушного потока, плавными переходами в местах изменения направления трубопровода.
  3. Запыленность воздуха – для предотвращения распространения пыли шлифовальный станок оборудован защитообеспечивающим кожухом, работы в пескоструйной камере должны проводиться рабочими только в специальных средствах защиты.

Информация о работе АСУ индукционной печи