74
Рисунок 22 – Гистограмма окупаемости капиталовложений в проект
Таблица 11 – Окупаемости капиталовложений в проект
№
п/п
Наименование
показателя
Ед. изм.
До
модернизации
Затраты на
модернизац
ию
Разница /
экономия
1
Затраты на приобретение
оборудования
Тыс.руб.
6 233 680
2
Затраты на монтаж
Тыс.руб.
498694,4
3
Затраты на заработную
плату
Тыс.руб.
15515,56944
1237,4208
5
Затраты на обслуживание
Тыс.руб.
2859,4
1072,278
6
Затраты на ремонт
оборудования из за
простоев
Тыс.руб.
2500
2500
7
Срок окупаемости
год
1,4
8
Экономическая
эффективность
0,72
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2
тыс.руб.
тыс.руб.
75
Заключение
В разработанной выпускной квалификационной работе был проведён
анализ процесса воздухоразделительной установки цеха 1419 отделения Р-14
завода ДБ и УВС ПАО "Нижнекамснефтехим".
Рассматривался процесс получения азота и кислорода. Задачей проекта
является усовершенствование действующей системы управления процессом
путём замены устаревших и введением современных технических средств
автоматизации.
В настоящее время в эксплуатации предприятия находятся старые
стрелочные приборы с большим износом, который превышает 80–85%. Такая
ситуация порождает некоторые проблемы:
- увеличение затрат на обслуживание - ремонт, калибровка, ежегодная
поверка, содержание обменного фонда;
- не достоверные показания приборов не дают реальной картины
оператору.
Внедрение автоматизированной системы управления позволяет повысить
эффективность производственной деятельности предприятия, т.е. увеличить
выпуск и повысить качество продукции, снизить издержки производства. С
целью определения экономической эффективности системы автоматического
управления учитывают факторы, которые поддаются количественной оценке –
это увеличение выпуска продукции за счёт более рационального использования
существующей мощности, сырья, трудовых ресурсов, материалов, а также
снижение затрат энергии на ведение процесса, сокращение потери рабочего
времени и простоя производственного оборудования.
Модернизация имеет безусловные преимущества:
- повышение точности измерений так как стрелочные щитовые приборы
имеют класс 1.5, которые не предназначены для измерения переменного тока в
начале шкалы (20–30 % и менее). Цифровые же приборы имеют более высокий
класс точности 0.5, в том числе в начальном диапазоне измерения;
- исключение необходимости слесарной доработки щитов, так как в
цифровых приборах полностью сохраняется посадочное место и способы
крепежа стрелочных приборов,
76
- новые многофункциональные преобразователи и приборы имеют
высокое быстродействие – 100 мс, а всевозможные каналы коммуникации, такие
как RS, Ethernet, USB, CAN делают прибор высоко универсальным для
применения в АСУТП;
- использование многофункционального прибора периодической поверке
или калибровке изделие подлежит раз в 4 года.
На основании исследований были выявлены следующие недостатки:
- не совершенна система управления процессом;
- не совершенна система управления контурами регулирования, которые
определяют качество продукта;
- недостатки структуры управления процессом.
Задачей управления процессом является получение продукта заданного
качества при минимальных затратах на энергию. Существующая система
управления процессом не может в полной мере выполнить эту задачу.
Для того чтобы реализовать сложные законы регулирования необходимо
наличие у системы управления вычислительных функций. Подобные функции
в этой системе отсутствуют. Для реализации вычислительных функций при
помощи элементарных логических элементов, которые имеются в данной
системе, приведёт к резкому уменьшению надёжности оборудования. Таким
образом, для устранения вышеперечисленных недостатков необходимо
разработать АСУТП, которая должна быть проста в работе обслуживающего и
операторного персонала, удобна в представлении информационных
результатов работы системы управления.
При выборе комплекса технических средств (КТС) необходимо
учитывать точность, быстродействие, высокую чувствительность и
надёжность в соответствии с заданными метрологическими,
эксплуатационными и экономическими характеристиками.
На основании выше перечисленных недостатков существующей САУ
возникает необходимость в следующих действиях по модернизации системы
управления:
-для комплектующего решения основной задачи управления необходимо
разработать АСУТП с использованием современных средств измерения;
77
-необходимо автоматизировать обработку информации, и управление
технологическими параметрами вести по качественным показателям;
-система автоматизации должна способствовать выполнению основной
задачи управления и снижению энергозатрат.
Исходя из основной задачи управления технологическим процессом,
предполагается использовать двухуровневую расширенную распределительную
микропроцессорную систему управления.
Из всего сказанного, следует вывод, что существующая система
автоматического регулирования качества готового продукта не справляется с
основной задачей управления. Необходима модернизация старой системы
управления на более усовершенствующую, удовлетворяющую основной задачи
управления.
С целью обеспечения более высокого качества управления была
предложена микроконтроллерная система управления МФК1500 фирмы
«TECON», Россия:
- управляющий модуль на базе контроллера на верхнем уровне;
- конфигурирование с помощью инженерной станции;
- контроль и ручное управление с помощью рабочих станций.
Определены контуры регулирования на основании критерия управления,
которые влияют на технико-экономические показатели процесса, а также
исследована динамика процесса по одному из контуров.
Осуществлена модернизация отдельных контуров схем управления,
которые значительно влияют на процесс регулирования.
Ведение технологического процесса проводится программируемым
контроллером МФК1500, который обеспечивает качественное регулирование
технологическим параметром. Описанная система очень простая и надёжная в
использовании, которая позволяет существенно улучшить работу оператора,
обеспечивая качественное управление процессом, а также экономично
использовать ресурсы.
78
Список литературы
[1] Аверченков В.И., Казаков Ю.М. Автоматизация проектирования
технологических процессов: учеб. пособие для вузов. - Брянск: БГТУ, 2012. - 228
с.
[2] Архипов А.В. Основы стандартизации, метрологии и сертификации:
учебник для студентов вузов, обучающихся по направлениям стандартизации,
сертификации и метрологии (200400), направлениям экономики (080100) и
управления (0800500) . - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2015. - 447 с.
[3] Бородин И.Ф., Судник Ю.А. Автоматизация технологических
процессов. - М.: 2004. - 344 с.
[4] Дойников В.В., Уваров Н.В., Калиниченко А.В. Справочник инженера
по контрольно-измерительным приборам. - Москва: Изд."Инфра-инженерия",
2016. - 576 с.
[5] Дудников В.Г. Автоматическое управление в химической
промышленности. Учебник для вузов. - М.: Химия, 1987. - 368 с.
[6] Дьяконов В.П. MATLAB. Полный самоучитель. - М.: ДМК Прогресс,
2012. - 768 с.
[7]Елизаров И.А., ТретьяковА.А., Пчелинцев А.Н. Интегрированные
системы проектирования и управления: SCADA-системы : учебное пособие . -
Тамбов: Изд-во ФГБОУ ВПО «ТГТУ», 2015. - 160 с.
[8] Жмудь В.А., Заворин А.Н., Ядрышников О.Д. Дробно-степенные ПИД-
регуляторы: учеб. пособие . - Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2013. - 48 с.
[9]Ицкович Э. Л. Методы рациональной автоматизации производства. -
Москва: Изд."Инфра-инженерия", 2009. - 258 с.
[10] Кормашова Е.Р. Технологические измерения и приборы в системах
водоснабжения и водоотведения: Учебное пособие . - Иваново: Иван. гос. архит.-
строит. акад., 2003. - 97 с.
[11] СазоноваС.А., Колодяжный С.А., Сушко Е.А. Надежность
технических систем и техногенный риск: учебн. пособие . - Воронеж:
Воронежский ГАСУ, 2013. - 147 с.
[12]Старостин А.А., Лаптева А.В Технические средства автоматизации и
управления: учеб. пособие. - Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. - 168 с.
79
[13]Шидловский C.В. Автоматизация технологических процессов и
производств: учебное пособие. - Томск: Изд-во НТЛ, 2005. - 100 с.
[14] Инструкция по установке и эксплуатации
электропневмопозиционеров фирмы "Siemens". - 277 c.
[15] Инструкция по эксплуатации системы управления "TECON". - 37 c.
[16] Номенклатурный каталог продукции фирмы "TEKON" - 2007.
[17] Номенклатурный каталог продукции фирмы "United electric controls",
2007.
[18] Номенклатурный каталог продукции фирмы "ЛГ Автоматика", 2006.
[19] Номенклатурный каталог продукции фирмы "Метран", 2008.
[20] Руководство по эксплуатации приборного и электротехническогог
оборудования 20823642250573010 РЭ. - 2008. - 80 c
[21] Технологический регламент цеха № 1419 отделения Р-14. Завод ДБ и
УВС ПАО "НКНХ". - 2004. - 109 c.
[22]Распределённые системы управления // Autoworks URL:
http://autoworks.com.ua (дата обращения: 14.11.2019).
[23]BStudy.net URL: https://bstudy.net (дата обращения: 14.11.2019).
[24]Анализ организационно – технической структуры // Gen.Docs.ru URL:
http://gendocs.ru (дата обращения: 23.11.2019).
[25]Интегрированная система автоматизации предприятия // Helpiks.org
URL: https://helpiks.org (дата обращения: 23.11.2019).
[26]Mooml.comURL: https://mooml.com (дата обращения: 25.11.2019).
[27]Краткая характеристика Комплекса нефтеперерабатывающих и
нефтехимических заводов // Studbooks.net URL: https://studbooks.net (дата
обращения: 19.11.2019).
[28]Руководство по выбору систем // Studfiles URL: https://studfiles.net
(дата обращения: 20.11.2019).
[29]Применение магнитоуправляемых контактов // Studfiles.net URL:
https://studfiles.net (дата обращения: 15.11.2019).
[30]Studfiles URL: https://studfiles.net (дата обращения: 15.11.2019).
[31]Интеллектуальные системы и технологии // Studme.org URL:
https://studme.org (дата обращения: 15.11.2019).
80
[32]Studopedya URL: https://studopedya.ru (дата обращения: 13.11.2019).
[33]Система автоматизации, управления, сигнализации и
противоаварийной защиты // Textarchive. Ru URL: http://textarchive.ru (дата
обращения: 13.12.2019).
[34]Акспром URL: http://www.aksprom.biz (дата обращения: 15.12.2019).
[35]Библиофонд. Электронная библиотека студента URL:
https://www.bibliofond.ru (дата обращения: 11.12.2019).
[36] Студопедия // Автоматизация производства URL: https://studopedia.org
(дата обращения: 11.12.2019).
[37]Студопедия // Определение капитальных и эксплуатационных затрат
URL: https://studopedia.org (дата обращения: 17.12.2019).
[38]Студопедия // Состав интегрированной системы автоматизации
предприятия URL: https://studopedia.org (дата обращения: 10.12.2019).
[39]Управление производством URL: http://www.up-pro.ru (дата
обращения: 11.12.2019).
[40]Цветков В.Я. // Современные технологии управления. Распределённое
управление URL: https://sovman.ru (дата обращения: 17.12.2019).