Автоматизация процессов приготовления асбестоцементной массы

Федеральное агентство по образованию

Сибирская автомобильно-дорожная академия

(СибАДИ)

 

Работа защищена

  Оценка

 

Подпись

   Дата

 

 

 

Расчетно-пояснительная

Записка

К курсовой работе

 

По дисциплине: Автоматизация технологических процессов и производств

Тема: Автоматизация процессов приготовления асбестоцементной массы

 

18040.ХХХ.КП.03.ХХ.00

Руководитель:            к. т. н.   Студент:                     АП-10Т1

                                                 Ученая степень                      (курс, шифр)

              Руппель А.А.    Скариднов Д.Ю.

                     Ф.И.О.            Ф.И.О.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Омск 2013

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………... 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………….. 2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ……………………………………………… 2.1. Описание процесса приготовления асбестоцементной массы………. 2.2. Описание системы автоматического регулирования процесса приготовления асбестоцементной массы………………………………………. 2.3. Описание системы автоматического  регулирования температуры воды  в рекуператорах……………………………………………………….. 3. РАЗДЕЛ АВТОМАТИЗАЦИИ………………………………………………… 3.1. Исходные данные к  проекту…………………………………………… 3.2. Описание решаемой  задачи автоматизации…………………………... 3.3. Идентификация ТОУ  с помощью пакета SIT…………………………. 3.4. Обоснование выбора  типа регулятора………………………………… ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ………………………………….. ПРИЛОЖЕНИЯ……………………………………………………………………

3 5 10 10   10   13 16 16 16 18 35 46 47 48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

Техническое перевооружение легкой промышленности, ускоренное внедрение новых технологических процессов невозможно без использования современного высокопроизводительного оборудования, комплексной механизации и автоматизации. Разработка и внедрение автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) на предприятиях текстильной и легкой промышленности позволяет решать задачи оперативного управления производством на трех основных уровнях:

• локальные средства автоматики ТПП;
• автоматизированные системы управления предприятиями (АСУП);
• отраслевая автоматизированная система управления (ОАСУ).

Характерная особенность современного этапа автоматизации состоит в том, что она опирается на революцию в электронно-вычислительной технике, на самое широкое использование микропроцессорных технологий, а также на быстрое развитие робототехники и гибких производственных систем.

Автоматизация технологических и производственных процессов — одно из важнейших направлений научно-технического и социального прогресса. Главная цель автоматизации – обеспечить оптимальное течение технического процесса в реальных условиях при достижении заданного качества и эффективности.

Надёжность и достоверность технологического контроля и автоматического управления во многом определяются качеством наладки контрольно – измерительных приборов, средств автоматизации, систем и устройств технологической сигнализации, защиты и блокировки. Измерительные приборы и автоматические устройства обеспечивают оптимальное протекания технологического процесса, недоступное ручному управлению.

Изучение работы агрегатов и технологических процессов позволяет выявить законы управления производственными объектами, которые могут быть реализованы техническими средствами для повышения технико-экономических показателей функционирования объектов, а также высвобождения персонала (контроль и регулирование технологических процессов). В наши дни происходит все больше внедрение в производственные процессы автоматов, помогающих, или вовсе заменяющих человека. В первую очередь, это применяется при опасных производствах, участие в которых человека нежелательно, или вовсе невозможно. Также часто автоматизируются процессы, слишком скоротечные для визуального контроля человека. Там все чаще устанавливаются автоматические датчики, показания с которых поступают на накопители, или в память компьютера, где они хранятся для дальнейшего изучения. Контроль скоротечных процессов также осуществляется автоматами.

Анализ структурных схем системы автоматического регулирования (САР) показывает, что основным элементом системы является объект управления. Объект управления (регулирования) – это промышленная установка, в которой есть необходимость управлять технологическим процессом автоматически, следовательно, без участия человека. Очевидно, что при создании САР свойства объекта управления будет играть существенное значение при выборе элементов для реализации этой системы, а также на свойства системы в целом. При этом надо отменить, что если характеристиками элементов можно как–то варьировать, то свойства объекта управления остаются, практически неизменными. Поэтому изучение характеристик объекта управления является  одной из основных задач системы автоматического управления и регулирования.

Технологические процессы производства цемента представляют собой достаточно типичные объекты применения методов теории автоматического регулирования, но в то же время это своеобразная область развития автоматизированного (человеко-машинного) управления вплоть до создания интегрированных АСУ организационно-технологического типа.

В данной курсовой работе Я разрабатываю САР для рекуператора, чтобы обеспечить оптимальный режим работы, в соответствии с параметрами объекта.

 

I АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

 

Возникновению производства асбестоцементных изделий предшествовал длительный период развития асбестовой и цементной промышленности. Первое месторождение асбестовых руд в России было обнаружено на р. Тагил в 1720 г., тогда же началась ручная добыча асбеста и изготовление асбестовых тканей. Возникновение асбестодобывающей промышленности относится к концу 19в., когда в 1885г. в 80 км. от Свердловска было открыто одно из крупнейших в мире месторождений высококачественного асбеста, которое стали именовать по названию ближайшего села Баженовским. Первый в России завод товарного портландцемента был построен в 1856 г. в г. Гродзеце. Позже были пущены заводы в г. Риге (1866 г.), Подольске (1875 г.), Новороссийске (1882 г.) и в других местах. Особенно бурно развивалась цементная промышленность с 1890 по 1900 г., когда выпуск цемента в России увеличился в пять раз. Наличие асбеста и цемента послужило предпосылкой для возникновения асбестоцементного производства.  

Асбестоцементная промышленность возникла в начале XX столетия, когда чешский изобретатель Людвиг Гачек, подав в бумагоделательную машину массу, состоящую из смеси асбеста, цемента и воды, получил в ней первый асбоцемент. В России первый завод асбестоцементных изделий был пущен в 1908 г., в г.Брянске, а в 1912 г. – второй завод – в Ростове-на-Дону. Постоянное расширение производства и применения асбоцементных изделий являлась устойчивой традицией отечественной промышленности строительных материалов и строительства, обусловленной прежде всего наличием уникальных запасов асбеста в России, на Урале. На протяжении долгого времени происходило улучшение качества продукции за счет применения в промышленности более совершенных технологических режимов и машин, повышения технического уровня и культуры производства. Значительный эффект был получен за счет автоматизации управления технологическими процессами и машинами, внедрения ЭВМ.   Однако и на современном этапе развития, одним из важных вопросов технологического прогресса остается решение ряда сложных задач по автоматизации технологического процесса. Институтом ВИАСМ совместно с НИИАсбестоцементом созданы необходимые приборы для контроля параметров технологического производства асбестоцементных изделий, спроектированы и отработаны системы автоматического регулирования основных технологических процессов. Работы по автоматизации в той или иной степени проводятся коллективами всех асбестоцементных предприятий.

Институт НИИАсбестоцементом  выполняет функции головного в системе Госстроя России по научным исследованиям в области изучения месторождений асбеста, технологии и механизации горных работ, обогащения асбестовых руд, разработки обогатительного оборудования, автоматизации и механизации производственных процессов, является действительным членом Торгово-промышленной палаты России, членом-корреспондентом Международной группы по безопасному использованию волокон асбеста (МГБВ), базовой организацией метрологической службы по предприятиям асбестовой промышленности. На базе института созданы Технический комитет стандартизации асбеста, независимый испытательный Центр асбеста, аккредитованный в системе Госстандарта России. На базе института создана Асбестовая ассоциация России, которая объединяет всех производителей и потребителей асбеста.

Новые технологии в асбестоцементной промышленности ОАО «Волна» (раньше оно называлось Красноярским комбинатом асбестоцементных изделий) широко известно своей продукцией с 1951 года. В период с 1990 по 1996 годы на предприятии были проведены глубокие маркетинговые исследования мирового рынка, тщательно изучен спрос на выпускаемую асбестоцементную продукцию, осуществлен анализ существующих тенденций развития производства асбестоцементных изделий, и, исходя из этого, была произведена замена отечественных физически и морально устаревших технологических линий по выпуску листовых материалов и асбестоцементных труб на новое, передовое, отвечающее всем мировым стандартам оборудование австрийской фирмы «Фойт».

После реконструкции предприятие было оснащено шестью технологическими линиями по производству кровельных асбестоцементных листов профилем СЕ-51/177 и СВ-40/150, асбестоцементных плоских прессованных листов, асбестоцементных труб и кровельно-облицовочной плитки. ОАО «Волна» вошло в десятку экологически благополучных предприятий Красноярского края. За счет технического перевооружения удалось добиться снижения нормативов предельно допустимых выбросов в атмосферу с 358,4 т в 1990 г. до 7,7 т в 1998 г., т. е. почти в 50 раз.

В последние годы в мировой практике наметилась тенденция, ставящая под сомнение не только целесообразность развития асбестоцементной промышленности, но и само ее существование, в связи с распространяющимися сведениями о том что асбест канцерогенен. В ряде стран запрещено использование асбестоцемента в строительстве, особенно во внутренних помещениях зданий в непосредственном контакте с деятельностью человека. Ряд организаций различных стран объясняют распространение подобных сведений конкурентной борьбой на мировом рынке. Учитывая эти обстоятельства, с одной стороны, ведутся поиски альтернативных волокон, с другой, - разрабатываются технологии по дальнейшему совершенствованию отрасли.

На сегодняшний день в мире существуют три точки зрения, три позиции по поводу отношения к асбестоцементу и изделий из него.

1. Российская - «применяли, применяем и будем применять впредь». Такая позиция обусловлена следующими установками: отечественные предприятия используют хризотиловый асбест, не содержащий вредных примесей; Минздрав России на основании многолетних наблюдений не выявил токсичности хризотилового асбеста и издал перечень асбестоцементных материалов и конструкций, разрешенных к применению в строительстве, этой точки зрения придерживается и Всемирная организация здравоохранения; учитывая антиасбестовые настроения, просто необходимо ужесточить контроль над соблюдением санитарно-гигиенических требований и норм на предприятиях работающих с асбестом (в конце концов, по неразумности можно отравиться чем угодно).

2. Американская - «давайте разберемся». В настоящее время в США около 60 университетов, научно-исследовательских центров, госпиталей и прочих организаций подключены к исследованию влияния асбеста на здоровье. Такая позиция обусловлена тем, что американская промышленность использует канадские асбесты, которые относятся к амфиболовой группе и все же имеют примеси, вредные для здоровья. Ко всему прочему американцам есть, что терять - ведь США потребляли и потребляют огромное количество асбеста. Вся «одноэтажная Америка» построена с применением асбестсодержащих материалов. Во всяком случае, в США разрешены к использованию все асбестоцементные изделия без ограничения.

3. Европейская - «асбест запретить и заменить». Самая простая и неразумная позиция. Причем, неразумность этой позиции признает вся мировая научная общественность. Американская медицинская ассоциация выразила свое недоумение по поводу того, что наука была проигнорирована, когда общество охватил страх в связи с асбестом. Несмотря на запрет, Португалия, Испания, Греция и Ирландия все же не отказались от асбестоцемента.

Поиски заменителей асбеста ведутся уже более 60 лет. Начались они по причине дефицита асбеста. Эксперименты проводились со стекловатой, стальной фиброй, пластмассой, базальтовым волокном, целлюлозой и другими материалами, но найти заменитель, сопоставимый с асбестом по всей совокупности его свойств и качеств до сих пор так и не удалось. Если они могли сравниться с ним по физико-механическим характеристикам, то по экономическим показателям изделия на их основе получались значительно дороже.

Асбестовые волокна созданы природой, а при производстве заменителей затрачиваются большие дополнительные ресурсы. Материалы с заменителями асбеста рекламируются как экологически чистые, но при этом замалчивается, чего стоит экологии изготовление этого заменителя. Возьмите ту же целлюлозу, производство которой грозит погубить уникальное озеро «Байкал».