СОДЕРЖАНИЕ
. Обоснование необходимости разработки АСУ ТП У-07,08
.1 Общая характеристика производственного процесса
.2 Описание технологии, технологической и функциональной схем установок
.3 Описание действующей системы автоматики
.3.1 Система управления процессом “Сульфрен”
.3.2 Контроллер микропроцессорный “МикроДАТ”
.3.3 Обоснование необходимости разработки АСУТП У-07,08
.4 Требования к создаваемой АСУ ТП
.4.1 Требования к АСУ ТП в целом
.4.2 Требования к составу АСУ ТП
.1.1 ПЛК и сопутствующие технологии автоматизации
.1.2 Анализ рынка фирм-производителей ПЛК и РСУ
.1.3 Методика выбора контроллера
.2 Разработка структурной схемы АСУ ТП
.3 Описание функционирования системы
.4.1 Общее описание системы I/A Series
.4.9 Контроллер противоаварийной защиты
.4.11 Полевое оборудование КИП
.5.2 Расчет показателей надежности
.6 Разработка программного обеспечения
.6.1 Разработка мнемосхем процесса
.6.2 Разработка контуров управления
.6.3 Разработка алгоритмов управления
.1 Мероприятия по защите окружающей среды от загрязнения
.2 КИП и А производственных процессов, направленные на защиту окружающей среды
.3 Основные направления развития КИП и А в вопросах защиты окружающей среды от загрязнения
.1 Опасные и вредные производственные факторы
.1.1 Физические опасные и вредные производственные факторы
.1.2 Химические опасные и вредные производственные факторы
.1.3 Биологические опасные и вредные производственные факторы
.1.4 Психофизиологические опасные и вредные производственные факторы
.2 Мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение технологического процесса
.3 Индивидуальные средства защиты работников
.4 Противопожарные мероприятия
.5.1 Расчет запаса огнетушащего вещества установки пожаротушения
.5.2 Расчет электрического освещения
.5.3 Расчет защитного заземления
.1 Экономические показатели предлагаемой АСУТП
.1.1 Расчет сметной стоимости предлагаемой системы
.1.2 Расчет годовых издержек ГПЗ при эксплуатации предлагаемой АСУТП
.2 Экономические показатели существующей АСУТП
.2.1 Расчет сметной стоимости существующей системы
.1.2 Расчет годовых издержек ГПЗ при эксплуатации существующей системы
.3 Определение срока окупаемости предлагаемой АСУТП
Список использованных источников
1. Обоснование необходимости разработки АСУ ТП У-07,08
1.1 Общая характеристика производственного процесса
1.2 Описание технологии, технологической и функциональной схем установок
1.3 Описание действующей системы автоматики
1.4 Требования к создаваемой АСУ ТП
2.2 Разработка структурной схемы АСУ ТП
2.3 Описание функционирования системы
2.6 Разработка программного обеспечения
3.1 Мероприятия по защите окружающей среды от загрязнения
3.2 КИП и А производственных процессов, направленные на защиту окружающей среды
3.3 Основные направления развития КИП и А в вопросах защиты окружающей среды от загрязнения
4.1 Опасные и вредные производственные факторы
4.2 Мероприятия, обеспечивающие безопасное ведение технологического процесса
4.3 Индивидуальные средства защиты работников
4.4 Противопожарные мероприятия
5.1 Экономические показатели предлагаемой АСУТП
5.2 Экономические показатели существующей АСУТП
Формула
для расчета сопротивления одиночного заземлителя растеканию электрического тока
имеет вид:
,(4.8)
где
- удельное электрическое сопротивление с учетом
коэффициента сезонности,
.
,
- длина и диаметр вертикальных электродов, м;
- сумма
и
, м.
![]()
.
Примерное количество необходимых вертикальных электродов:
![]()
.
Сопротивление
найденного количества заземлителей, установленных на принятом расстоянии друг
от друга, с учетом коэффициента их использования:
![]()
.
Длина
полосы связи для условий комбинированного заземления определяется согласно
формуле:
![]()
.(4.9)
Следовательно, сопротивление полосы связи растеканию электрического тока
в грунт будет равно:
![]()
.
Тогда,
сопротивление растеканию тока всего заземляющего устройства будет равно:
.
Для
того чтобы проектируемое заземляющее устройство удовлетворяло требованиям ПУЭ,
увеличиваем количество электродов до 6 (
).
![]()
,
![]()
,
![]()
,
.
Проектируемая в рамках дипломного проекта система автоматизированного управления технологическим процессом предназначена для автоматизированного и автоматического сбора данных, контроля, управления и защиты в реальном масштабе времени технологических процессов на установках доочистки отходящих газов с У04-06 (установки получения серы по методу Клауса).
Объектом автоматизации является установки У-07,08, предназначенные для
получения серы Сульфрен, доочисткой отходящих газов с У04-06. Автоматизируемым
пунктом управления является операторная второй очереди Оренбургского ГПЗ.
Характер протекания технологических процессов во времени на установке
непрерывный.
В сметную стоимость проекта включаются все затраты, связанные с его выполнением. Определение затрат производится путем составления калькуляции себестоимости.
Расчет затрат на покупные изделия и полуфабрикаты.
При построении системы АСУТП У-07,08 используются готовые к работе модули
и приборы, перечень которых приведен в таблице 5.1, их общая стоимость
определяется по формуле:
;(5.1)
где
- затраты на покупные изделия и полуфабрикаты, рубли;
Nj - норма расхода j-го комплектующего изделия, полуфабриката, штуки;
Цj - цена единицы j-го комплектующего изделия, полуфабриката, рубли/штуки;
j =1..m -
перечень покупных изделий и полуфабрикатов на единицу изделия.
Таблица 5.1 - Перечень комплектующих системы АСУТП У-07,08
Наименование
изделия Кол-во, шт (
)Стоимость,
|
руб |
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
Консоль АРМа оператора/инженера РСУ с промышленным компьютером |
2 |
74252 |
|
Монитор LCD 20” |
2 |
34339 |
|
Лицензия на ПО |
1 |
165 971 |
|
Коммутатор |
2 |
32637 |
|
Управляющий процессор FCP270 |
2 |
176601 |
|
Оборудование для подключения FCP |
2 |
26625 |
|
Оптоволокно 50 метров |
1 |
1444 |
|
Лицензия на ПО процессора |
1 |
140094 |
|
Модуль FBM 217 |
4 |
38983 |
|
Модуль FBM 242 |
6 |
84882 |
|
Модуль FBM 211 |
6 |
40093 |
|
Модуль FBM 237 |
2 |
40093 |
|
Модуль FBM 233 |
2 |
17544 |
|
Шкаф Rittal для размещения модулей |
1 |
23065 |
|
Плата для размещения 2 FCP |
1 |
3921 |
|
Плата для модулей FBM (8 позиций) |
2 |
8049 |
|
Плата для модулей FBM (2 позиций) |
2 |
4824 |
|
Терминаторы |
4 |
2038 |
|
Кабель (соединение HID с FBM) |
16 |
38596 |
|
Барьер искрозащиты HID 2026 |
24 |
106218 |
|
Барьер искрозащиты HID 2062 |
22 |
113932 |
|
Барьер искрозащиты HID 2824 |
32 |
108050 |
|
Барьер искрозащиты HID 2034 |
8 |
40970 |
|
Барьер искрозащиты HID 2872 |
24 |
82069 |
|
Выходное реле |
3 |
25335 |
|
8 посадочных мест для HID |
16 |
79206 |
|
Блок питания для HID Quint 10 |
4 |
14473 |
|
Блок питания FBM и FCP Lamda |
2 |
17879 |
|
Дополнительное оборудование |
1 |
109908 |
|
Контроллер Trident с ПО |
1 |
341721 |
|
Модули ввода/вывода и коммуникации |
5 |
147343 |
|
Барьеры искрозащиты |
22 |
189888 |
|
8 посадочных мест для HID |
2 |
9881 |
|
Сумма: |
2.340.924 |
|
|
Разработка алгоритмов
управления, мнемосхем процесса, написание контуров управления (два
программиста работают в течении полутора месяцев) |
|
|
|
Обучение работников отдела
АСУ II очереди Оренбургского ГПЗ (инженера-электроника,
инженера-программиста) |
|
|
Расчет затрат на заработную плату.
Затраты на сборочно-монтажные работы. Сборочную (40 часов) и монтажную (60 часов) работу ведут один инженер-электроник II категории (оклад 9840 рублей в месяц) и два слесаря КИПиА 6-го разряда (оклад 7450 рублей в месяц).
Затраты на пуско-наладочные работы. Работу выполняют один слесарь КИПиА 6-го разряда, один инженер-электронщик II категории, инженер-программист I категории (оклад 11400 рублей в месяц). Время пуско-наладочных работ 120 часов.
Основная заработная плата работников определяется по формуле:
;(5.2)
где
- основная заработная плата разработчика, руб;
tпп - трудоемкость, чел/ч;
Ом - месячный оклад разработчика, руб.;
Др - количество рабочих дней в месяце, дни;
Tp - длительность рабочего дня, часы.
Тогда, на сборочно-монтажные и пуско-наладочные работы основная заработанная плата составит:
Дополнительная
заработная плата работников рассчитывается по формуле:
;(5.3)
где
- дополнительная заработная плата разработчика, руб.;
Нд - норматив дополнительной заработной платы, %.
Норма дополнительной заработной платы для инженеров составляет 45%, для слесарей КИПиА 18 %. Следовательно, дополнительная заработная плата составит:
Отчисления
на социальные нужды рассчитываются по формуле:
;(5.4)
где Ссн - отчисления на социальные нужды, рубли;
Кр - районный коэффициент (15 %);
Нсн - норматив отчислений на социальные нужды (26,2 %), %,
Подставив значения в формулу 5.4, получим:
Затраты
на электроэнергию при проведении пуско-наладочных работ составят:
;(5.5)
где Сэл - затраты на электроэнергию на технологические цели, рубли;
Цэл - тариф на электроэнергию (2.15 руб/кВт×ч), руб/кВт×ч;
Мi - потребляемая мощность i-го вида оборудования (1.3 кВт наладка оборудования производится поочередно для каждой установки), кВт;
tдФ - действительный фонд времени (120 ч), машино-часы.
Следовательно, затраты на электроэнергию составят:
Сметная стоимость рассчитывается по формуле:
;(5.6)
где
- сметная стоимость, руб.
Таким образом, сметная стоимость (капитальные затраты) на внедрение системы АСУТП У-07,08, будет составлять:
Согласно
Общероссийскому классификатору основных фондов предлагаемую систему АСУТП можно
отнести к категории оборудования для контроля технологических процессов
(четвертая группа со сроком использования свыше 5 лет до 7 лет включительно),
следовательно, амортизационные отчисления
составят
367 490 рублей в год.
=
Расчет годовых эксплуатационных издержек предприятия проводится методом
прямого счета по формуле:
;(5.7)
где
- годовые текущие издержки потребителя, руб.;
-
заработная плата обслуживающего персонала, руб.;
- затраты
на ремонт, руб;
-
затраты на потребляемую электроэнергию, руб.;
-
накладные расходы, руб.;
- прочие
расходы, руб.
За оборудованием на двух установках планируется закрепить двух прибористов (оклад 7690 руб.), работающих по 7.2 часа в сутки 5 дней в неделю и двух операторов-технологов (оклад 9780 руб.), работающих по 5-ти сменному рабочему графику вахтой. Инженер-электроник I категории (оклад 11650 руб.) и инженер-программист II категории (оклад 9430 руб.) обслуживают оборудование в моменты плановой остановки установок (за исключением в не штатных ситуаций связанных с отказом оборудования АСУТП, но с учетом высокой надежности проектируемой системы время простоя установок по причине неисправности системы АСУТП сведено к минимуму), что составляет около 80 часов в год. Технологическое оборудование не входит в состав АСУТП, поэтому машинисты, в рамках дипломного проекта, не рассматриваются в качестве обслуживающего персонала.
Заработная
плата обслуживающего персонала определяется по формуле:
;(5.8)
где Чобс - численность обслуживающего персонала, чел.;
tобс - время затрачиваемое на обслуживание, ч/год;
Нсн - норматив отчислений на социальные нужды;
НД - норматив отчислений на дополнительную заработную плату;
Sч - часовая тарифная ставка, руб/час.
С учетом начисления оплаты труда в виде должностных окладов получим:
Накладные
расходы рассчитываются по формуле:
;(5.9)
где Нр - норматив накладных расходов (10 %), %.
Подставив значения в формулу (5.9) получим:
.
Затраты на потребляемую электроэнергию рассчитываются по формуле:
;(5.10)
где Цэл - тариф на электроэнергию (2.15 руб/кВт×ч), руб/кВт×ч;
Мi - потребляемая мощность i-го вида оборудования, кВт;
tдФ - действительный фонд времени (358 дней), машино-часы.
Подставив значения в формулу 5.10, получим:
Затраты
на ремонт оборудования рассчитываются по формуле:
;(5.11)
где НРУ - норматив затрат на ремонт (1.5 %), %.
Прочие
расходы рассчитываются по формуле:
;(5.12)
где Нр - норматив накладных расходов (5 %), %.
Подставив значения в формулу (5.12) получим:
Подставив полученные значения в формулу (5.7) получим:
Годовые
приведенные затраты потребителя рассчитываются по формуле:
;(5.13)
где
- годовые приведенные затраты потребителя, руб;
-
коэффициент реновации устройства (0.1296);
- норматив
эффективности капитальных вложений (0.39).
Подставив полученные значения в формулу 5.8 получим: