Разработка автоматизированной системы управления сбором и отображением информации на установке продувки азотом

p> Рисунок 19 – Протокол обработки плавки

[pic]

Рисунок 20 – Видеограмма Ф1. «Параметры продувки»

[pic]

Рисунок 21 – Видеограмма Ф2. «Ввод данных»

[pic]

Рисунок 22 – Видеограмма Ф3. «Ввод марки стали»

[pic]

Рисунок 23 – Видеограмма Ф4. «Ферросплавы»

[pic]

Рисунок 24 – Видеограмма Ф5. «Начальник смены»

[pic]

Рисунок 25 – Видеограмма Ф6. «Состояние оборудования»

5 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

В данном дипломном проекте рассматривается автоматизированная система сбора, обработки и отображения информации при внепечной обработке стали на
УПСА, которую предлагается внедрить в ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК" без технической остановки. Автоматизированная система является дублирующей, то есть оборудование, которое применялось до этого, не ликвидируется, а также принимает участие в производственном процессе.

В результате внедрения автоматизированной системы может быть снижен удельный расход охладителей, что влечет за собой экономию материальных ресурсов, уменьшает трудоемкость выполнения операций работниками цеха.
Также уменьшается количество отходов производства и, как следствие уменьшается брак и повышается технологический выход годного.

При внедрении автоматизированной системы сбора, обработки и отображения информации при внепечной обработке стали на УПСА приведены затраты, необходимые для закупки оборудования, транспортировки и его монтажа.

Затраты на монтаж оборудования принимаются 5% от прейскурантной цены
(стоимости приобретения). Транспортно-заготовительные расходы принимаются в размере 8%. Процент амортизации составляет 16%, так как автоматизированная система предполагает пятилетний срок службы.

Расчет стоимости оборудования произведен в таблице 7, где одновременно определяются суммы амортизационных отчислений.

Таблица 7 - Расчет стоимости оборудования и амортизационных отчислений
|Наименование|Кол|Стоимость |Затраты|Транспор|Первона|Амортизацио|
| |иче|приобретения |на |тно-заго|чальная|нные |
| |ств| |монтаж,|товитель|стоимос|отчисления |
| |о | |руб. |ные |ть, | |
| | | | |расходы,|руб. | |
| | | | |руб. | | |
| | |Количест|Сумма, |Количест|Сумма, |
| | |во |руб. |во |руб. |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|1. Чугун передельный |1450.54|0.0523 |75.863 |0.0523 |75.863 |
|твердый | | | | | |
|Лом чугунный ЛЧИ |487.87 |0.0007 |0.342 |0.0007 |0.342 |
|Лом чугунный 22А |325.06 |0.0066 |2.145 |0.0066 |2.145 |
|Итого: | |0.0596 |78.35 |0.0596 |78.35 |
|2. Ферросплавы: | |
|Силикомарганец |9274.45|0.00327 |30.327 |0.00320 |29.678 |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|Ферросилиций ФС65 |5134.12|0.01245 |63.92 |0.01220 |62.636 |
|Ферросилиций ФС75 |7047.86|0.00453 |31.927 |0.00444 |31.292 |
|Алюминий |13319.3|0.00253 |33.698 |0.00253 |33.698 |
| |7 | | | | |
|Итого: | |0.02278 |159.872 |0.02237 |157.304 |
|3. Лом и отходы: | |
|Лом стальной 3А |497.682|0.933347|464.51 |0.933347|464.51 |
|Лом стальной 2А |485.890|0.144029|69.982 |0.144029|69.982 |
|Лом стальной 5А |374.87 |0.003682|1.380 |0.003682|1.380 |
|Лом стальной 3А пакет. |627.16 |0.000452|0.283 |0.000452|0.283 |
|Скрап Cu |5514.69|0.000012|0.066 |0.000012|0.066 |
|Скрап чугунный |2390.56|0.000348|0.832 |0.000348|0.832 |
|Стружка от 15А |292.56 |0.000167|0.049 |0.000167|0.049 |
|Отходы легированные |538.54 |0.003204|1.725 |0.003204|1.725 |
|Итого металлолома: | |1.085241|538.828 |1.085241|538.828 |
|Итого металлошихты: | |1.167621|777.050 |1.167211|774.482 |
|4. Брак: | |
|Брак по поверхности |491.66 |0.006046|2.973 |0.006046|2.973 |
|Брак 1-го передела |494.00 |0.000064|0.032 |0.000064|0.032 |
|Брак-скрап аварийный |321.854|0.001602|0.516 |0.001602|0.516 |
|Итого брака: | |0.007712|3.520 |0.007712|3.520 |
|5. Отходы производства: | |
|Обрезь |490.89 |0.024521|12.037 |0.024521|12.037 |
|Окалина |54.757 |0.004263|0.233 |0.003410|0.187 |
|Скрап |360.472|0.008475|3.055 |0.00678 |2.444 |
|Пыль электродная |15.530 |0.013414|0.208 |0.013414|0.208 |
|Угар |- |0.109236|0 |0.111374|0 |
|Итого отходов: | |0.159909|15.533 |0.159499|14.876 |
|Итого брака и отходов: | |0.167621|19.053 |0.167211|18.396 |
|Итого задано за вычетом | |1.000000|757.997 |1.000000|756.086 |
|отходов: | | | | | |
|6. Добавочные материалы: | |
|Окалина |53.573 |0.0014 |0.075 |0.0014 |0.075 |
|Кокс металлургический |527.241|0.0386 |20.352 |0.0386 |20.352 |
|Коксовая пыль |621.01 |0.004 |2.484 |0.004 |2.484 |
|Известняк |75.322 |0.3458 |26.046 |0.3458 |26.046 |
|Итого добавочных | |0.3898 |48.957 |0.3898 |48.957 |
|материалов: | | | | | |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|7. Технологическое топливо| | | | | |
|Газ природный, м3 |408.785|0.0787 |32.171 |0.0787 |32.171 |
|Азот, м3 |0.242 |45.8 |11.084 |45.8 |11.084 |
|Электроэнергия, кВт*ч |261.82 |0.9908 |259.411 |0.9908 |259.411 |
|Пар, Пкал |57.746 |0.0359 |2.073 |0.0359 |2.073 |
|Сжатый воздух, м3 |29.276 |0.2447 |7.164 |0.2447 |7.164 |
|Вода техническая, м3 |144.3 |0.0173 |2.496 |0.0173 |2.496 |
|Кислород, м3 |0.729 |36.8 |26.827 |36.8 |26.827 |
|Итого: | |83.9674 |341.227 |83.9674 |341.227 |
|Фонд з/пл. | | |75.111 | |75.111 |
|Отчисления на социальное |40% от | |30.044 | |30.044 |
|страхование |фонда | | | | |
| |з/п | | | | |
|Амортизация | | |155.552 | |155.552 |
|Погашение износа сменного | | |3.237 | |3.237 |
|оборудования | | | | | |
|Электроды | | |174.659 | |174.659 |
|Затраты на ремонт | | |90.615 | |90.615 |
|В т.ч. ремонтный фонд | | |(20.835)| |(20.835)|
|Содержание основных | | |96.467 | |96.467 |
|средств | | | | | |
|Передвижение грузов | | |14.092 | |14.092 |
|Разные расходы | | |22.941 | |22.941 |
|В т.ч. охрана труда | | |(7.144) | |(7.144) |
|Итого расходов по переделу| | |1810.899| |1808.988|
|Общезаводские расходы | | |235.885 | |235.885 |
|Потери от брака | | |0.087 | |0.087 |
|Производственная | | |2046.871| |2044.96 |
|себестоимость | | | | | |

Внедрение автоматизированной системы сбора, обработки и отображения информации на УПСА позволит снизить расходы ферросплавов и уменьшить отходы производства за счет введения более точного контроля в ходе обработки стали в ковше за счет введения более точного контроля в ходе обработки стали в ковше и реализации усовершенствованных программ расчета вводимых добавок. В результате чего снизится плановая себестоимость одной тонны стали, и в качестве плана на отчетный период можно будет предложить более оптимальный вариант расхода присаживаемых в ковш добавок. Разработанная модель системы сбора, обработки и отображения информации при внедрении в реальные производственные условия снизит расход ферросплавов на 3%, а также отходы производства как окалина, скрап – на 20%. С учетом этого суммарное снижение расхода ферросплавов и отходов производства составит 0,00041 и 0,002562 т/т соответственно.

Постатейное изменение себестоимости показано в таблице .

Таблица 9 - Изменение стоимости ферросплавов и отходов производства.
|Наименование статьи|Количество по плану, т/т |Цена, руб/т |Сумма, руб.|
|расхода | | | |
|Ферросплавы: | |
|Силикомарганец |0.00327 – 0.0000981 = |9274.45 |29.678 |
| |0.00320 | | |
|Ферросилиций ФС65 |0.01245 – 0.000374 = |5134.12 |62.636 |
| |0.01220 | | |
|Ферросилиций ФС75 |0.00452 – 0.000136 = |7047.86 |31.292 |
| |0.00444 | | |
|Отходы | |
|производства: | |
|Окалина |0.004263 – 0.000853 = |54.757 |0.187 |
| |0.00341 | | |
|Скрап |0.008475 – 0.001695 = |360.472 |2.444 |
| |0.00678 | | |

Таким образом, стоимость ферросплавов после внедрения автоматизированной системы составит 29.678 + 62.636 + 31.292 = 123.606 руб. вместо существующей, равной 30.370 + 63.926 + 31.941 = 126.237 руб. (см. таблицу 8). Следовательно, снижение стоимости раскисления составит 126.237-
123.606 = 2.631 руб. Вместе с тем, в состав плана входит использование в раскислении и легировании алюминия, но на его расход разработанная система не повлияет. Таким образом, в результате внедрения системы сбора и обработки информации общая стоимость ферросплавов составит 123.606 + 33.378
= 157.344 руб. вместо 159.975 руб.

Cтоимость отходов производства после внедрения системы составит 0.187
+ 2.444 = 2.631 руб. вместо имеющихся 0.233 + 3.055 = 3.288 рублей.
Следовательно, с учетом составляющих данную статью компонентов, на которые автоматизированная система влияния не оказывает, общее снижение стоимости брака и отходов производства равно 19.054 – 18.397 = 0.657 рублей (см. таблицу 8).

Таким образом, производственная себестоимость с учетом амортизационных отчислений и выше приведенных данных, после внедрения автоматизированной системы составит 2044.96 руб/т. (см. таблицу 8).

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

[pic] (11)

где С1 и С2 – себестоимость 1 т стали соответственно до и после внедрения системы, руб.;

В – годовой выпуск металла, т/год;

[pic]

Срок окупаемости разработанной системы рассчитывается по формуле:

[pic] (12)

где К – капитальные вложения в систему, руб.;

[pic]

Экономические показатели внедрения автоматизированной системы сбора, обработки и отображения информации сведены в таблицу 10.

Таблица 10 – Экономические показатели внедрения АСУ сбора, обработки и отображения информации на УПСА
|Наименование статьи |Показатели до |Показатели после |
| |внедрения АСУ |внедрения АСУ |
|Годовой выпуск металла, т |338336 |338336 |
|Капитальные вложения, руб. | |68930 |
|Амортизационные отчисления, |155.552 |155.756 |
|руб. | | |
|Расходы ферросплавов на 1 т |0.02278 |0.02237 |
|стали, кг. | | |
|Отходы производства, кг. |0.159923 |0.157361 |
|Себестоимость 1 т стали, |2046.871 |2044.96 |
|руб/т | | |
|Срок окупаемости, год | |0.107 |
|Годовой экономический эффект,| |645560.096 |
|руб. | | |

Учитывая вышеописанное, можно сделать вывод о целесообразности внедрения в реальные производственные условия разработанной в данном дипломном проекте системы.

6 ОХРАНА ТРУДА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

6.1 Анализ условий труда на объекте проектирования

6.1.1 Анализ условий труда на УПСА в ЭСПЦ-2 ООО "Сталь КМК"

ЭСПЦ-2 размещен в закрытом здании. Планировка цеха соответствует последовательности производимых технологических операций, в результате чего исключается встречное движение сырья и готовой продукции, что важно для создания нормальных санитарно-гигиенических условий и безопасности труда.

При выполнении технологических операций работником используется оборудование, которое связано с применением электротока высокого напряжения и инертных газов (азот/аргон). Эксплуатация такого оборудования является ответственной технологической операцией, которая требует строгого выполнения требований безопасности.

К числу опасных и вредных факторов при работе оператора УПСА относятся:

- опасность травмирования на площадке под консольно-поворотным механизмом фурмы;

- травмирование передаточной тележкой для установки бухты с алюминиевой проволокой при запасовке в трайб-аппарат;

- опасность ожога: от шахты постановки кассет с фурмами, при отборе проб металла и шлака, при замере температуры жидкого металла в ковше, от расплавленного металла или шлака при подрезке

"козла";

- высокая яркость расплавленного металла и шлака;

- тепловое излучение расплавленного металла и шлака;

- загазованность окружающей среды при продувке металла;

- запыленность воздушной среды при транспортировке сыпучих, загрузке бункеров с ферросплавами для корректировки химсостава жидкого металла; выпуске стали и шлака в печном пролете;

- газовые выделения при работе газовых горелок и при сушке футеровок ковшей и печи;

- высокий уровень электромагнитных излучений;

- шум от работы различного технологического оборудования.

Наибольшую опасность в ЭСПЦ-2 представляют возможные взрывы при протекании различных процессов и большое количество оборудования, работающего под высоким напряжением.

Взрывы в цехе могут наблюдаться при контакте металла и шлака с водой; вследствие бурного протекания химических реакций при продувке, раскислении и разливке стали. Взрывы при контакте металла и шлака с водой могут происходить из-за утечки воды из устройства охлаждения фурмы. Также взрывы могут вызывать и ферросплавы, нарушая равновесие ванны. К мерам предупреждения взрывов относятся: недопустимость подачи раскислителей в пустой ковш; сушка ковшей; подача ферросплавов небольшими дозами; измельчение крупных кусков ферросплавов.

Электросталеплавильный цех относится к помещениям, особо опасным в отношении поражения электротоком, оборудование расположено на различной высоте и работает при высокой температуре окружающего воздуха и наличии пыли и газов.

Общее электроснабжение цеха осуществляется через цеховую подстанцию.
Все подключения на ней осуществляются с помощью высоковольтной аппаратуры, обслуживание которой должно быть безопасным, так как напряжение достигает
10 кВ, а сила тока до 100 А. Подача и распределение электроэнергии по потребителям внутри цеха осуществляется по кабелям, проводам, шинам. Кабели уложены в специальных каналах, туннелях, трубах открыто вдоль стен.
Токопровода в доступных для соприкосновения местах ограждены сетками. Все токоведущие части машин закрыты кожухами. Для защиты рабочих от поражения током оборудование снабжено защитным заземлением (в соответствии с ПУЭ-
86/96).

Инфракрасное (тепловое) излучение играет определяющую роль при формировании микроклимата в ЭСПЦ-2 и оказывает неблагоприятное действие на организм трудящихся. Значительная площадь, занимаемая электросталеплавильным цехом, и неравномерность распределения источников тепловыделения в нем обуславливают неравномерный нагрев воздуха на различных его участках. Согласно СанПиН 2.2.4.548-96 повышение температуры воздуха по сравнению с наружной для горячих цехов допускается в пределах
5(С.

Оптимальные и допустимые величины температуры, относительной влажности и скорости движения воздуха (в соответствии с СанПиН 2.2.4.548-96) устанавливаются для рабочей зоны производственных помещений с учетом избытков явного тепла, тяжести выполняемой работы и сезонов года. Параметры микроклимата рабочей зоны должны соответствовать нормам, перечисленным в таблице 11.

Таблица 11 - Допустимые параметры микроклимата в рабочей зоне производственных помещений ЭСПЦ-2.
|Сезон года |Категория работ |Температура|Относительная |Скорость |
| | |воздуха, (С|влажность |движения |
| | | |воздуха, % |воздуха, |
| | | | |м/с |
|Холодный и |Легкая I |20-23 |40-60 |?0.2 |
|переходный |Средней тяжести IIа |18-20 |40-60 |?0.2 |
|периоды года |Средней тяжести IIб |17-19 |40-60 |?0.3 |
| |Тяжелая III |16-18 |40-60 |?0.3 |
|Теплый период|Легкая I |22-25 |40-60 |?0.2 |
|года |Средней тяжести IIа |21-25 |40-60 |?0.2 |
| |Средней тяжести IIб |20-22 |40-60 |?0.4 |
| |Тяжелая III |18-21 |40-60 |?0.5 |

Сведения о максимальной запыленности и загазованности рабочего мета в
ЭСПЦ-2 представлены в таблице 12.

Таблица 12 - Сведения о максимальной запыленности и загазованности рабочего места в ЭСПЦ-2.
|Рабочее |Определяемое |Количество|ПДК, |Максимальная|Средняя из |
|место |вещество |замерных |мг/м3 |концентрация|всех проб, |
| | |проб | |, мг/м3 |мг/м3 |
|Выпуск, пост|Пыль |2 |4.0 |14.7 |13.7 |
|управления | | | | | |
|сталевозом | | | | | |
| |Оксид Mn |2 |0.05 |0.2 |0.193 |

Максимальная концентрация пыли и оксида марганца превышает ПДК на всех рабочих местах цеха: в печных пролетах печей №1, 2; в кабине крана на шихтовом дворе; на рабочей площадке шихтовщика; в бункерном отделении; на участке ремонта ковшей; на передвижной разливочной площадке у пульта управления; в пультах управления №1, 4; в кабинах крана №16, 24; на посту управления №2; на рабочей поверхности обработчика поверхностных пороков.

Для отвода из помещения выделяемого тепла, а также снижения концентрации пыли и газов в рабочей зоне максимально используется аэрация: приточные и вытяжные камеры группируются и размещаются вне производственных площадей, располагаясь на антресолях, во вставках между пролетами. На сталеразливочном участке воздух подается в рабочую зону на высоте 3.5-5 метров от пола. Скорость воздуха в проемах для локализации паров и газов составляет 0.15-0.25 м/с при отсосе тепла.

Производственный шум в цехе превышает санитарные нормы в печном, разливочном пролетах и других отделениях.

Вследствие многих технологических операций в ЭСПЦ-2 создаются неблагоприятные условия для труда обслуживающего персонала.

Во время обработки стали на УПСА происходят различные химические реакции, которые сопровождаются образованием различных газов. Эти газы содержат продукты выгорания электродов, железа, кремнезема, глинозема и других элементов, а также различные испарения.

В данном дипломном проекте разработана автоматизированная система сбора, обработки и отображения информации на УПСА, которая позволяет производить более точный контроль за ходом внепечной обработки стали благодаря применению специальных программ и алгоритмов, реализуемых посредством ЭВМ, что облегчает труд работников (оператора УПСА).

Автоматизированная система, разработанная в данном дипломном проекте, основывается на использовании средств вычислительной техники. Работа обслуживающего персонала производится сидя, стоя, или связана с ходьбой, не требует систематического физического напряжения и относится к категории
"легкая". Монотонная работа за компьютером вызывает быструю утомляемость человека, приводит к ухудшению его здоровья и повышает расход энергии от 60 до 100%. Работники вычислительного центра (ВЦ) подвергаются воздействию вредных и опасных факторов производственной среды:

. опасность поражения электрическим током при контакте с токоведущими проводами, корпусами ЭВМ, оказавшимися под напряжением в результате пробоя изоляции;

. электромагнитные поля;

. статическое электричество;

. шум;

. неблагоприятные метеорологические условия;

. недостаточная освещенность;

. психоэмоциональное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головную боль и др.

Опасные и вредные факторы не превышают допустимых значений (СанПиН
2.2.2.542-96). Для снижения риска заболеваний в ВЦ соблюдаются требования к параметрам микроклимата и требованиям безопасности работы с компьютером.
Оптимальные параметры микроклимата представлены в таблице 13 в соответствии с СанПиН 2.2.2.548-96.

Для достижения нормативных параметров предусматривается кондиционирование воздуха, что позволяет достичь постоянства температуры, относительной влажности, подвижности и чистоты воздуха. Для повышения надежности предусматривается блокировка кондиционеров попарно по приточным и рециркуляционным воздуховодам, дублирование наиболее важных элементов системы (вентиляционные агрегаты, компрессоры, насосы) или целиком кондиционеров.

Системы кондиционирования воздуха имеют устройства, обеспечивающие автоматическое регулирование, контроль, блокировку и дистанционное управление со световой сигнализацией. Подача охлажденного воздуха к устройствам ЭВМ производится из подпольного пространства или по воздуховодам, подсоединенным к устройствам ЭВМ. Помещение ВЦ оборудовано общеобменной вентиляцией в соответствии со СНиП 2.04.05.-91*. Системы вентиляции и кондиционирования воздуха оснащены устройствами для виброизоляции и защиты от шума, обеспечивающими допустимые уровни звукового давления и уровни звука на рабочих местах в помещениях. Ввиду использования вычислительной техники, предусматривается защита от шума и вибрации.
Вибрация от внешних воздействий и работы оборудования в помещении с частотой 25 Гц не должна превышать амплитуды 0.1 мм, а уровень звука не должен быть больше 60 дБ. Вибрирующее оборудование выноситься в помещение с ограниченным числом обслуживающего персонала, используются перегородки из бетона, покрытие пола демпфирующим покрытием. Стены и потолки производственных помещений, где устанавливаются ЭВМ, телетайпные аппараты и другое оборудование, являющееся источником шума, облицованы звукопоглощающим материалом.

В помещениях ВЦ предусматривается смешанное освещение: естественное и искусственное в соответствии со СНиП 23-05-95. Искусственное освещение в помещениях ВЦ осуществляется с помощью люминесцентных ламп ЛБ-80 в светильниках общего освещения: светильники располагаются над рабочими поверхностями в шахматном порядке. Осветительные установки обеспечивают равномерную освещенность с помощью отраженного и рассеянного светораспределения. Для исключения бликов отражения на экранах от светильников общего освещения применяются специальные антибликовые сетки и фильтры для экранов, защитные козырьки. Источники света по отношению к рабочему месту расположены таким образом, чтобы исключить попадания в глаза прямого света. Защитный угол арматуры у этих источников должен быть не менее 30(.

Для защиты от статического электричества в помещениях ВЦ используют нейтрализаторы и увлажнители, а полы имеют антистатическое покрытие.

Размещение помещений в ВЦ осуществляют по принципу однородности видов выполняемых работ. В целях оптимизации условий труда работников ВЦ устанавливают видеотерминалы в помещениях, смежные и изолированные от помещений с печатающими устройствами и гибкими дисками.

Дверные проходы внутренних помещений ВЦ выполняют без порогов. При разных уровнях пола соседних помещений в местах перехода устроены наклонные плоскости. Рабочие места с дисплеями располагаются между собой на расстоянии не менее 1.5 м. Организация рабочих мест в ВЦ осуществляется на основе современных эргономических требований. Конструкция рабочей мебели
(стволы, стулья или креста) обеспечивает возможность индивидуальной регулировки соответственно росту рабочего и создания удобной позы.

Страницы: 1, 2, 3, 4

МЕНЮ

Разработка автоматизированной системы управления сбором и отображением информации на установке продувки азотом

ИНТЕРЕСНОЕ