Система автоматичного керування виробництвом декоративного портландцементу: цех підготовки сировинної суміші

Abstract

Poбoтa склaдaється iз вступу, п’яти poздiлiв, що містять 4 рисунків та 4 таблиць, виснoвкiв тa пpoпoзицiй i списку викopистaних джеpел, який нaлiчує, 24 нaйменувaння й poзмiщений нa 2 стopiнкaх. Зaгaльний oбсяг poбoти – 65 стopiнoк, з якoгo oснoвнoгo тексту – 42 стopiнoк. Метoю квaлiфiкaцiйнoї poбoти є вибір архітектури автоматизованої системи керування технологічних процесів та дослідження її надійності в процесі виробництва та експлуатації. В першому розділі наведено загальну характеристику та визначено необхідність застосування сучасних АСУ ТП на виробництві портландцементу . Зроблено висновок: в цілому, використання АСУ ТП на виробництві портландцементу може позитивно позначитись на ефективності, якості, безпеці та управлінні процесами. Враховуючи складність технологічних процесів в цементної промисловості, впровадження автоматизованої інформаційної системи (АІС) стає необхідним кроком для досягнення високих стандартів виробництва та конкурентоспроможності. В другому розділі розглянуті вимоги до системи. Зроблено висновок про перелік основних завдань під час створення автоматизованої системи управління вибраним об'єктом, що в свою чергу включає: оперативне отримання інформації про основні параметри процесах, що проходять в установці; оперативна обробка сигналів, що надходять з датчиків та виконавчих механізмів; автоматичне (за запрограмованими алгоритмами) та дистанційне (за командами з панелі оператора) управління роботою обладнання та технологічними групами обладнання із збереженням контролю за безпекою процесу; автоматичне та дистанційне керування основними параметрами. В третьому розділі наведена технологічна схема виробництва. Зроблено висновок: сировинна суміш готується за мокрим способом для кращої гомогенізації, а далі йде на випал в сухому вигляді. В цьому й є комбінований спосіб виробництва. Розроблена технологічна схема виробництва декоративного портландцементу відрізняється варіативністю, що визначається складом сировинної суміші та властивостями її компонентів. В четвертому розділі здійснено розрахунок надійності АСУ ТП. У роботі складено та розв'язано систему лінійних диференціальних рівнянь Колмогорова-Чепмена з початковими умовами. Зроблено висновок: у процесі дослідження визначено основні цілі створення АСК ТП: оперативне отримання інформації про параметри технологічного процесу; збирання та попередня обробка даних від датчиків технологічного процесу, стану технологічного обладнання та виконавчих механізмів. В результаті дослідження для керування технологічним процесом з робочого місця оператора використовується спеціалізоване програмне забезпечення, яке називається SCADA-системою, а для формування документообігу для керівництва підприємства – ERP-система. Вибрано головний показник надійності АСК ТП – коефіцієнт готовності. Тоді стани системи можна описати за допомогою математичного апарату Марківських моделей. Значення інтенсивності переходів графу моделі Маркова з одного стану в інший беруться на основі статистичного аналізу, це середні статистичні значення. В п’ятому розділі проаналізовані потенційно небезпечні виробничі фактори при користуванні та виробництві автоматизованої інформаційної системи і розроблені рекомендації щодо заходів охорони праці та безпеки в надзвичайних ситуаціях. В загальних висновках по роботі зазначено: для виробництва декоративного портландцементу з трикомпонентної суміші обрано комбінований спосіб. При цьому для зневоднення сировинного шламу застосовується розпилювальна сушарка. Комбінований спосіб виробництва дозволяє використовувати переваги приготування сировинної суміші мокрим способом і, перш за все, досягти високого ступеня гомогенізації. При цьому знижуються питомі витрати палива. Розроблена технологічна схема виробництва декоративного портландцементу відрізняється варіативністю, що визначається складом сировинної суміші та властивостями її компонентів. В цілому, використання АСУ ТП на виробництві портландцементу може позитивно позначитись на ефективності, якості, безпеці та управлінні процесами. Враховуючи складність технологічних процесів в цементної промисловості, впровадження автоматизованої інформаційної системи (АІС) стає необхідним кроком для досягнення високих стандартів виробництва та конкурентоспроможності. В ході роботи було автоматизовано цех підготовки сировинної суміші. Автоматичне регулювання технологічного процесу в значній мірі підвищує продуктивність цеху, скорочується кількість персоналу, тим самим зменшили перебування людей біля небезпечних агрегатів. Значно підвищилась якість портландцементу та зменшилась його собівартість. У роботі складено та розв'язано систему лінійних диференціальних рівнянь Колмогорова-Чепмена з початковими умовами. Досліджувана система складається з невеликої кількості складових елементів, тому навіть при великій інтенсивності відмови другого сервера коефіцієнт готовності системи високий (не менше 0,9999). Подальші дослідження проводитимуться за більшої деталізації АСК ТП. В додатках наведено слайди комп’ютерної презентації, копію тез з апробацією роботи, довідка перевірки на плагіат.

The qualification work consists of an introduction, four parts containing 4 figures and 4 tables, conclusions and propositions, and a list of excavated caves, which includes 24 names and is placed on 2 pages. The total volume of the work is 65 pages, of which the main text is 42 pages. The purpose of the qualification work is the choice of the architecture of the automated process control system and the study of its reliability during production and operation. In the first section, the general characteristics are given and the need for the use of modern automatic control systems in the production of Portland cement is determined. The conclusion was made: in general, the use of ACS TP in Portland cement production can have a positive effect on efficiency, quality, safety and process management. Considering the complexity of technological processes in the cement industry, the introduction of an automated information system (AIS) becomes a necessary step to achieve high standards of production and competitiveness. In the second section, the requirements for the system are considered. A conclusion was made about the list of main tasks during the creation of an automated management system for the selected object, which in turn includes: prompt obtaining of information about the main parameters of the processes taking place in the installation; operational processing of signals coming from sensors and actuators; automatic (according to programmed algorithms) and remote (according to commands from the operator panel) control of equipment operation and technological groups of equipment while maintaining control over process safety; automatic and remote control of basic parameters. In the third section, the technological scheme of production is given. The conclusion was made: the raw material mixture is prepared by the wet method for better homogenization, and then it is fired in a dry form. This is what the combined method of production consists of. The developed technological scheme for the production of decorative Portland cement is characterized by variability, which is determined by the composition of the raw mixture and the properties of its components. In the fourth section, the reliability calculation of ACS TP is carried out. In the paper, a system of Kolmogorov-Chapman linear differential equations with initial conditions is formulated and solved. The conclusion was made: in the process of research, the main goals of the creation of the ASK of the TP were determined: prompt obtaining of information about the parameters of the technological process; collection and preliminary processing of data from technological process sensors, state of technological equipment and executive mechanisms. As a result of the research, a specialized software called a SCADA system is used to control the technological process from the operator's workplace, and an ERP system is used to create a document flow for the company's management. The main indicator of the reliability of ASK TP was selected - the readiness factor. Then the states of the system can be described using the mathematical apparatus of Markov models. The values of the intensity of transitions of the graph of the Markov model from one state to another are taken on the basis of statistical analysis, these are average statistical values. In the fifth chapter, potentially dangerous production factors in the use and production of an automated information system are analyzed and recommendations are developed regarding labor protection and safety measures in emergency situations. In the general conclusions of the work, it is stated: for the production of decorative Portland cement from a three-component mixture, a combined method was chosen. At the same time, a spray dryer is used to dewater the raw sludge. The combined method of production allows you to use the advantages of preparing the raw material mixture by the wet method and, above all, to achieve a high degree of homogenization. At the same time, specific fuel consumption is reduced. The developed technological scheme for the production of decorative Portland cement is characterized by variability, which is determined by the composition of the raw mixture and the properties of its components. In general, the use of ACS TP in Portland cement production can have a positive effect on efficiency, quality, safety and process management. Considering the complexity of technological processes in the cement industry, the introduction of an automated information system (AIS) becomes a necessary step to achieve high standards of production and competitiveness. In the course of the work, the workshop for the preparation of the raw material mixture was automated. Automatic regulation of the technological process significantly increases the productivity of the shop, reduces the number of personnel, thereby reducing the presence of people near dangerous units. The quality of Portland cement has significantly increased and its cost has decreased. In the paper, a system of Kolmogorov-Chapman linear differential equations with initial conditions is formulated and solved. The studied system consists of a small number of components, therefore, even with a high failure intensity of the second server, the system availability coefficient is high (not less than 0.9999). Further research will be carried out with greater detail of the ASK of the TP. The appendices include slides of a computer presentation, a copy of theses with work approval, and a plagiarism check certificate.