Программные средства ведения электронного генерального плана КМК

З а д а н и е

1. Тема проекта:    Программные средства ведения    

электронного генерального плана  КМК  

утверждена приказом по вузу от  27.04.2000  № 1579    

2. Срок сдачи  студентом законченного проекта  15.06.2000   

3. Исходные данные к проекту:          Листы генплана Кузнецкого металлургического комбинта;   Топосъёмки территории комбината;       Характеристики объектов инфраструктуры предприятия;   Инструментальная ГИС AutoCAD Map 2000.                

4. Содержание расчетно-пояснительной  записки (перечень подлежащих разработке вопросов):            Анализ и выбор программной платформы;     Разработка технологии создания генерального плана крупного промышленного предприятия;         Разработка технологии ведения генерального плана;    Разработка и создание процедур для решения задач сопровождения инженерных сетей в среде генерального плана;      Разработка вопросов по безопасности жизнедеятельности;   Технико-экономическое обоснование дипломного проекта  

5. Перечень графического материала  (с точным указанием графических чертежей):              Описание объекта автоматизации       Структурная модель ГИС КМК       Функциональная модель системы       Фрагмент диалога в процессе ведения генплана     Технико-экономические показатели      

6. Консультанты по проекту (с указанием относящихся к ним разделов проекта):              Консультант по вопросам безопасности жизнедеятельности   к.т.н., доцент кафедры АОИ  Т.А. Ципилева (раздел 6)  Консультант по экономической части проекта     ассистент каф. экономики  М.Г. Сидоренко (раздел 5) 

7. Дата выдачи задания:  16 марта 2000 года     

Руководитель:      

к.т.н., доцент кафедры АОИ     

Жуковский Олег Игоревич     

Задание принял к исполнению (дата)  16 марта 2000 года

Подпись студента         

 

Содержание

 

1 Введение

1.1 Задачи автоматизации на промышленных  предприятиях

В настоящее время управление любой  деятельностью невозможно без анализа  большого объема информации, и ее обработки  с помощью компьютеров. Использование  вычислительной техники в различных областях деятельности человека прошло большой путь, который определялся не только развитием собственно техники и, но и развитием принципов и методов обработки информации как с точки зрения областей применения, так и с точки зрения широты использования.

На сегодняшний день, в условиях современной рыночной экономики, перед любым предприятием стоит острая проблема автоматизации и компьютеризации работы. Переход на полную  автоматизацию управления и контроля за работой предприятия позволит во много раз повысить производительность. Это даст возможность выйти на новый уровень производства и шагать в ногу со временем, когда информация играет основную роль в достижении успеха и обеспечении конкурентоспособности предприятия.

На крупных промышленных предприятиях специалисты в области информационных технологий занимаются автоматизацией различных процессов, связанных с деятельностью предприятия:

• автоматизация выполнения учетных функций, получения сводной картины финансово-хозяйственной деятельности предприятия в виде, удобном для анализа и использования при принятии управленческих решений;
• автоматизации документооборота предприятия;
• автоматизация управления производством, производственным циклом;
• автоматизация технологических процессов, в том числе, процессов обработки документов;
• автоматизации процессов и технологической подготовки производства, деятельности конструкторских бюро предприятия (САПР системы).

Вопросы автоматизации управления инфраструктурой крупного промышленного  предприятия в России решаются на достаточно низком уровне, лишь на некоторых наиболее технически развитых предприятиях в отделах АСУ (Автоматизации систем управления) ведутся работы в данном направлении.

1.2 Инфраструктура промышленного предприятия

Инфраструктура промышленного предприятия представляется совокупностью, пространственно размещенных на его территории, множеств объектов (рисунок 1.1):

Рисунок 1.1 – Инфраструктура промышленного  предприятия

Инженерные сети – это совокупность транспортных инженерных коммуникации, обеспечивающих бесперебойную работу предприятия по производству из сырья конечного продукта. Инженерные сети можно смело назвать “кровеносной” и “нервной” системами предприятия. Каждая инженерная сеть, в отдельности, содержит в себе большое множество объектов, также участвующих в работе предприятия.

Здания и сооружения – это  строения, цеха, участки, склады и т.д. На их площадях размещается сырьё, оборудование, готовая продукция и другие элементы, участвующие в технологических процессах, происходящих на предприятии и в его подразделениях.

Станки и механизмы – это  все то, что способно создавать  изделия, которые являются, либо конечными  продуктами, либо промежуточными в  основном производственном цикле предприятия. Станки и механизмы размещены как в сооружениях, так и непосредственно на самой территории завода.

1.3 Инженерные сети

Инженерные сети крупного промышленного  предприятия осуществляют централизованное снабжение рассредоточенных по территории предприятия потребителей электрической и тепловой энергией, топливом, водой, всем необходимым для осуществления основного технологического цикла. Спектр объектов, представляющих в совокупности инженерную сеть, весьма широк и разнообразен. В зависимости от семантического и масштабного типа плана местности, от физических и математических признаков, а также технологических различий инженерные сети могут быть классифицированы следующим образом (рисунок 1.2):

Рисунок 1.2 – Классификация инженерных сетей

1.4 Генеральный план

На каждом крупном промышленном предприятии есть отдел, занимающийся ведением и эксплуатацией генерального плана его территории.

Генеральный план – единый и обязательный для исполнения всех служб предприятия документ, фиксирующий пространственное расположение всех элементов его инфраструктуры (инженерные сети, здания и сооружения). Этот документ представляет собой, в основном, набор планшетов единого масштаба, на которых отображена картина состояния инфраструктуры предприятия, плюс альбомы с более детальной информацией по объектам генплана.

 

Актуальность  данной проблемы ведёт к созданию новой информационной технологии ведения генерального плана крупного промышленного предприятия.

 

2 Характеристика объекта  автоматизации

2.1 Краткое описание ОАО КМК

ОАО “Кузнецкий металлургический комбинат” – крупнейший российский производитель рельсовой продукции, расположен в городе Новокузнецке Кемеровской области. Уставный капитал ОАО КМК составляет (по данным за 15 июня 1998 года) 15 млн. руб., (15 млн. обыкновенных акций номиналом 1 руб.).

Выпускаемая продукция комбината: чугун (передельный и литейный); сталь; рельсы и рельсовые скрепления; сортовой и листовой прокат; шары стальные мелющие; продукция коксохимпроизводства (в том числе сульфат аммония); трубы электросварные металлические; щебень; товары народного потребления (эмалированная и оцинкованная посуда, изделия из металла).

Экспорт: стальная заготовка; рельсы железнодорожные; шары стальные мелющие; круг; чугун; сульфат аммония. Импорт: оборудование для металлургических заводов; станки; сырье.

В состав ОАО КМК входят следующие  основные цеха:

• коксохимический цех;
• доменный цех;
• мартеновские цехи №1 и №2;
• прокатные цехи (рельсобалочный, листопрокатный) ;
• электросталеплавильные цехи №1 и №2.

Рельсобалочный цех ОАО КМК  единственный в стране, который поставляет цельнокатаные трамвайные рельсы.

Инфраструктура  комбината очень разнообразная  и пространственно распределённая на всей его территории.

2.2 Характеристика инженерных коммуникаций  комбината

Инженерные коммуникации (сети) ОАО КМК осуществляют централизованное снабжение рассредоточенных по территории комбината потребителей электрической и тепловой энергией, топливом, водой, всем необходимым для осуществления основного технологического цикла. В настоящее время они приобрели и продолжают приобретать всевозрастающее значение в инфраструктуре комбината.

Инженерные  сети имеют четкую ведомственную  принадлежность, которая диктуется  главным образом видом транспортируемой среды, а также технологией ее добычи, переработки, транспортировки и потребления. Несмотря на значительные различия в типе транспортируемой среды и технологиях используемых различными эксплуатирующими организациями, инженерные сети комбината характеризуются рядом общих специфических особенностей:

• значительным территориальным распределением и огромным числом элементов, формирующих систему;
• непрерывным развитием в пространстве и во времени;
• иерархической структурой управляемой и управляющих систем и непосредственным наличием субъекта в контуре управления;
• непрерывностью во времени процессов транспортировки и распределения целевого продукта;
• высокой степенью централизации управления с одновременной децентрализацией оперативного управления технологическими процессами транспортировки и распределения целевого продукта;
• инерционностью процессов транспортировки и возможностью создания его оперативных запасов в резервуарах и хранилищах.

Наличие общих специфических особенностей позволяет ставить и решать следующие  прикладные задачи управления инженерными  сетями (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 – Классификация прикладных задач, решаемых службами, эксплуатирующими инженерные сети КМК

Наравне с перечисленными задачами, которые решаются в отдельных цехах комбината, эксплуатирующих инженерные сети, все более актуальным становятся межцеховые аспекты их взаимодействия. Благодаря этому взаимодействию, можно решать ряд экономических, экологических и энергетических проблем, в решении которых отдельные объекты инженерных сетей выступают как части одной системы.

Основой топологии инженерных коммуникаций, например водоснабжения и водоотведения, комбината является сеть, характеризующаяся большой распределенностью и охватывающая всю территорию комбината, что делает сложным процесс управления. Каждая сеть в отдельности состоит из элементов, которые можно разделить на следующие основные группы:

• потребители – инженерные сооружения основного производства;
• инженерные сооружения сети – насосные станции, скважины, бассейны, баки, градирни, водоразборные колонки, отстойники, фильтры и т.п.;
• колодцы – узлы сопряжения прокладок;
• прокладки – трубопроводы и лотки, ограниченные с двух сторон элементами любой из выше указанных групп;
• водозапорная арматура – задвижки, гидранты, вентили, обратные клапаны и т.п.

Сети комбината делятся на три основные группы: магистральные, межцеховые и внутрицеховые. Все инженерные коммуникации комбината объединены единым пространством и целью функционирования.

За эксплуатацию каждого вида инженерных коммуникаций отвечает отдельная служба, имеющая, как правило, собственное руководство и финансирование (выделение в самостоятельное производственное образование).

Общая картина состояния инженерной инфраструктуры комбината анализируется  единой диспетчерской службой –  бюро Генплана планово – конструкторского отдела (ПКО).

Подразделения КМК, эксплуатирующие  инженерные сети, взаимодействуют с ПКО (рисунок 2.2). Из подразделений приходят запросы в ПКО на получение выкопировок из генерального плана отдельных участков территории комбината.

Рисунок 2.2 – Схема взаимодействия ПКО с подразделениями КМК

2.3 Генеральный план КМК

Общая информация о точном местонахождении  элементов каждой из инженерных сетей  аккумулируется в генеральном плане  комбината, который ведется в ПКО. Графическая часть генплана выполнена более чем на 100 листах формата A0, содержание которых формируется на основе большого числа листов топосъемок и проектной документации.

Вытекающие из этого проблемы:

• представление генплана на большом числе бумажных носителей приводит к значительным затратам времени на подготовку графической информации по запросам служб, эксплуатирующих инженерные сети;
• это же обстоятельство ведет к увеличению числа ошибок при подготовке требуемой информации;
• практически отсутствует возможность получения полной картины по любому виду сетей.

 

Генеральный план КМК выполнен в  трёх координатных сетках (рисунок 2.3). Основной план комбината содержится в координатах Доменной сетки. Основными формулами пересчета, принятыми на комбинате, являются следующие формулы:

 

– из мартеновской оси в доменную ось:

X _дом = 691.830 + X _март × 0.697582 – Y _март × 0.716505

Y _дом = -1639.131 + X _март × 0.716505 + Y _март × 0.697582

– из доменной оси в мартеновскую ось:

X _март = 691.830 + X _дом × 0.697582 + Y _дом × 0.716505

Y _март = 1639.131 – X _дом × 0.716505 + Y _дом × 0.697582

 

– из сортировочной оси в доменную ось:

X _дом = 126.183 + X _сор × 0.885515 – Y _сор × 0.464589

Y _дом = -511.333 + X _сор × 0.464589 + Y _сор × 0.885515

– из доменной оси в сортировочную  ось:

X _сор = 125.276 + X _дом × 0.885521 + Y _дом × 0.464582

Y _сор = 511.704 – X _дом × 0.464582 + Y _дом × 0.885521

Рисунок 2.3 – Координатные сетки  генерального плана КМК