чясячсячс. Дипломная работа тема работы Автоматизация системы управления подготовкой сырья на нефтеперерабатывающем заводе
 Скачать 1.85 Mb.
|
|
Этап проведения ВКР Вид работы Исполнители 1 Подготовительный 1 Получение и анализ ТЗ Руководитель, Инженер 2 Подбор и изучение требований нормативной документации Руководитель, Инженер 3 Обзор, изучение и анализ литературы Инженер 2 Основной 1 Анализ технологического процесса Инженер 2 Анализ существующих разработок Руководитель, Инженер 3 Разработка структурной схемы АСУ ТП Инженер 4 Разработка ФСА Инженер 5 Выбор КАТС Руководитель, Инженер 6 Разработка схем соединений и подключений внешних проводок Инженер 7 Разработка алгоритмов управления Руководитель, Инженер 8 Моделирование САР Руководитель, Инженер 9 Разработка экранных форм АСУ ТП Инженер 10 Технико-экономическое обоснование ВКР Инженер 11 Оценка безопасности и экологичности проекта Инженер 3 Заключительный 1 Подведение итогов работы Руководитель, Инженер 2 Написание пояснительной записки Инженер 3 Оформление графического материала Инженер 95 Трудоемкость работ определяется по сумме трудоемкости этапов и видов работ, оцениваемых экспериментальным путем в человеко-днях, и носит вероятностный характер, так как зависит от множества трудно учитываемых факторов, поэтому ожидаемое значение трудоемкости рассчитывается по формуле (7.1): (7.1) где – ожидаемая трудоемкость выполнения работ, чел.-дн.; – минимально возможная трудоемкость выполнения работ (оптимистическая оценка: в предположении наиболее благоприятного стечения обстоятельств), чел.-дн.; – максимально возможная трудоемкость выполнения работ (пессимистическая оценка: в предположении наиболее неблагоприятного стечения обстоятельств), чел.-дн.; Сроки и устанавливаются методом экспертных оценок. В связи с ьем, что при выполнении работ существует вероятность того, что исполнители не уложатся в указанный срок, для каждой работы по формуле (7.2) оценивается дисперсия ( ), то есть среднее значение квадрата отклонения продолжительности работы от ее ожидаемогозначения: (7.2) Для построения линейного графика необходимо рассчитать длительность этапов в рабочих днях ( ), а затем перевести полученное количество рабочих дней в календарные дни ( ). Длительность этапов в рабочих днях ( ) рассчитывается по формуле (7.3): (7.3) где – трудоемкость работы, чел.-дн.; 96 – число работников, занятых в выполнении данной работы, ; – количество смен в сутки, ; – коэффициент выполнения нормы, ; – коэффициент, учитывающий дополнительное время на консультации и согласование работ, Длительность этапов работ в календарных днях ( ) рассчитывается по формуле (7.4): (7.4) где – длительность этапов работ в календарных днях; – коэффициент календарности. Коэффициент календарности ( ) рассчитывается по формуле (7.5): (7.5) где – календарные дни, дн.; – выходные дни, дн.; – праздничные дни, дн. Подставив значения календарных, выходных и праздничных дней в формулу (10.5), получим значение коэффициента календарности ( ): Остальные результаты расчетов с использованием формул (7.1) – (7.4) приведены в таблице 7.2. 97 Таблица 7.2 – Трудозатраты на проведение ВКР Содержание этапа Трудоемкость работ, чел.-дн. Дисперсия Длительность работ, дн. Подготовительный этап Получение и анализ ТЗ 1 2 1,4 0,04 0,84 1 Разработка и утверждение ТЗ 5 8 6,2 0,36 3,72 6 Анализ предметной области 4 6 4,8 0,16 2,88 4 Обзор источников 4 5 4,4 0,04 2,64 4 Основной этап Анализ ТП 3 4 3,4 0,04 2,04 3 Анализ существующих разработок 3 4 3,4 0,04 2,04 3 Разработка структурной схемы АСУ ТП 2 4 2,8 0,16 1,68 3 Разработка ФСА 5 8 6,2 0,36 3,72 6 Выбор КАТС 10 12 10,8 0,16 6,48 10 Разработка схем соединений и подключений внешних проводок 6 7 6,4 0,04 3,84 6 Разработка алгоритмов управления 3 6 4,2 0,36 2,52 4 Моделирование САР 8 14 10,4 1,44 6,24 9 Разработка экранных форм АСУ ТП 9 12 10,2 0,36 6,12 9 Технико-экономическое обоснование НИР 4 5 4,4 0,04 2,64 4 Оценка безопасности и экологичности проекта 4 5 4,4 0,04 2,64 4 Заключительный этап Подведение итогов 2 3 2,4 0,04 1,44 2 Написание пояснительной записки 12 15 13,2 0,36 7,92 12 Оформление графического материала 7 9 7,8 0,16 4,68 7 Итого: 92 129 106,8 - 64,08 95 98 7.3 Оценка коммерческого и инновационного потенциала инженерных решений Для оценки экономического потенциала перевооружения производственного цикла подготовки сырья на НПЗ используем технологию QuaD. Технология QuaD (QUality ADvisor) представляет собой гибкий инструмент измерения характеристик, описывающих качество новой разработки и ее перспективность на рынке и позволяющие принимать решение о целесообразности вложения денежных средств в инженерный проект. Оценка проекта по технологии QuaD приведена в таблице 7.3. Таблица 7.3 – Оценочная карта по технологии QuaD Критерии оценки Вес критерия Бал лы Макс. балл Относительное значение (3/4) Средневзвешенное значение (5х2) 1 2 3 4 5 6 Показатели оценки качества разработки 1 Энергоэффективность 0,07 85 100 0,85 0,06 2 Надежность 0,1 90 100 0,90 0,09 3 Унифицированность 0,1 95 100 0,95 0,10 4 Уровень материалоемкости разработки 0,06 70 100 0,70 0,04 5 Безопасность 0,1 90 100 0,90 0,09 6 Функциональная мощность (предоставляемые возможности) 0,08 90 100 0,90 0,07 7 Простота эксплуатации 0,07 80 100 0,80 0,06 8 Качество интеллектуального интерфейса 0,08 85 100 0,85 0,07 1 2 3 4 5 6 Показатели оценки коммерческого потенциала разработки 1 Перспективность проекта 0,08 70 100 0,70 0,06 2 Цена 0,06 60 100 0,60 0,04 3 Послепродажное обслуживание 0,05 60 100 0,60 0,03 4 Финансовая эффективность научной разработки 0,07 75 100 0,75 0,05 Итого: 1 - - - - 99 Оценка качества и перспективности по технологии QuaD определяется по формуле (7.6): (7.6) где – средневзвешенное значение показателя качества и перспективности научной разработки; – вес i-го показателя (в долях единицы); – средневзвешенное значение i-го показателя. Таким образом, подставив значения из таблицы 7.3 в формулу (7.6) имеем: Полученное значение позволяет говорить о том, что перспективность разработки выше среднего. В свою очередь, перспективность и экономическая эффективность данного проекта состоит в увеличении безопасности, снижении количества аварийных ситуаций и излишних остановок технологического процесса. 100 7.4 Расчет затрат на перевооружение Единовременные затраты на перевооружение АС ( )определяются по формуле (7.7): (7.7) где – предпроизводственные затраты, руб.; – капитальные затраты, руб. На создание необходимого программного обеспечения потребуется 150 тысяч рублей. Эта сумма отнесена к итогу по производственным затратам. Таким образом, тыс. руб. Величина капитальных затрат ( ) определяется по формуле (7.8): (7.8) где – затраты на приобретение КАТС, руб.; – затраты на установку, монтаж и запуск приборов и автоматики (принимаются в размере 20 % от стоимости КАТС), руб.; –сметная стоимость технических средств, высвобожденных в результате внедрения АС, руб.; – транспортные расходы (принимаются в размере 5 % от суммы затрат на приобретение КАТС и запасных инструментов и приспособлений (ЗИП)), руб.; – затраты на приобретение ЗИП (принимаются в размере 3 % от стоимости КАТС), руб.; – затраты на демонтаж высвобожденных технических средств (принимаются в размере 7 % от стоимости КАТС), руб. Сметная стоимость КАТС приведена в таблице 7.4. 101 Таблица 7.4 – Сметная стоимость КАТС Наименование оборудования Кол-во, шт. Цена (за ед.), руб. Общая стоимость, руб. Измерительные приборы и датчики Манометр 9 7 194,42 64 749,78 Датчик избыточного давления Метран 1 34 666 34 666 Уровнемер Rosemount 1 526 464 526 424 Датчик температуры Метран 6 13 876 83 256 Расходомер Rosemount 1 639 168,75 639 168,75 Измерительные приборы и датчики Кориолисовый расходомер 3 1 685 868,75 5 057 606,25 Сигнализатор загазованности 8 168 373,45 1 346 987,6 Исполнительные механизмы Пневмоклапан с сервоприводом и позиционером 1 2 4 850 442,44 3 819 862,58 4 850 442,44 7 639 725,16 Электропривод 47 32 424 1 523 928 Пост кнопочный ПВК-125У 3 3 530 10 590 Сигнализатор световой ВС-4-С 6 4 350 26 100 Сигнализатор звуковой 3 4 350 13 050 Прочие комплектующие Кабельная продукция 10 (км) 403 800 (за 1 км) 4 038 000 Итого: - - 26 155 899,98 Расчет основных статей расхода капитальных затрат приведен в таблице 7.5. Расчет осуществлен по формуле (7.8). Таблица 7.5 – Расчет капитальных затрат на перевооружение цеха НПЗ Статья расхода Величина расхода, руб. Затраты на приобретение КАТС ( ) 26 155 899,98 Затраты на установку, монтаж и запуск КИПиА ( ) 5 231 180 Стоимость высвобожденных технических средств ( ) 10 462 359,99 Транспортные расходы ( ) 1 347 028,85 Стоимость ЗИП ( ) 784 677 Затраты на демонтаж высвобожденного оборудования ( ) 1 830 913 Сумма капитальных затрат ( ) 24 887 338,84 Таким образом, капитальные вложения на перевооружение Системы ( ) составят 24 887 338,84 руб. Следовательно, единовременные затраты на перевооружение АС согласно формуле (7.7) составят: 102 7.5 Расчет условно-годовой экономии от автоматизации Условно-годовая экономия представляет собой прирост прибыли, который может быть получен в основном производстве за счѐт сокращения текущих затрат на изготовление продукции после автоматизации. Для рассматриваемого цеха НПЗ условно-годовая экономия выражается в автоматизации производства, то есть на данный момент автоматика цеха НПЗ построена исключительно на морально устаревших пневматических устройствах и приборах. Таким образом, на данный момент полная автоматизация производства не достигнута. Нет наглядного визуального отображения протекания технологического процесса. Что, в свою очередь, достижимо посредством введения в эксплуатацию новой автоматизированной системы управления. Следовательно, введение новой АСУ позволит быстрее и эффективнее выявлять опасные и безопасные отказы оборудования и наиболее эффективно устранять их. Следовательно, необходимость в частых остановах технологического процесса в связи с ТР и ТО будет устранена. Следовательно, производительность цеха НПЗ будет увеличена. 103 Заключение В процессе выполнения выпускной квалификационной работы была проведена автоматизация системы управления производственным циклом подготовки сырья НПЗ. Спроектирована документация в виде функциональных схем автоматизации, схемы внешних проводок. Кроме того, в данном дипломном проекте был разработан алгоритм работы электрозадвижкой, а также прорисованы необходимые для реализации блок- схемы. Используя Simatic Step7 было разработано программно-алгоритмическое обеспечение для ПЛК Siemens S7-300 и системы диспетчеризации Siemens WinCC, с помощью которой производится мониторинг и управление всеми протекающими технологическими процессами в производственном цикле подготовки сырья на нефтеперерабатывающем заводе.. После проведения модернизации наблюдается стабильность протекания технологического процесса, снижен потенциальный риск аварии. Выбранное контрольно-измерительное оборудование функционирует и проводит измерения с достаточной точностью, что, в свою очередь, позволяет с высокой точностью регулировать параметры технологического процесса. Выполнено технико-экономическое обоснование проекта, рассмотрены вопросы безопасности труда и производственной санитарии. Таким образом, в результате выполнения выпускной квалификационной работы был обеспечен автоматический контроль технологических параметров технологического процесса нефтеперерабатывающего завода и дистанционное автоматизированное управление со SCADA системы. 104 Список используемых источников 1. Громаков Е. И., Проектирование автоматизированных систем. Курсовое проектирование: учебно-методическое пособие: Томский политехнический университет. — Томск, 2009. 2. Комиссарчик В.Ф. Автоматическое регулирование технологических процессов: учебное пособие. Тверь 2001. – 247 с. 3. ГОСТ 21.408-93 Правила выполнения рабочей документации автоматизации технологических процессов М.: Издательство стандартов, 1995.– 44с. 4. Разработка графических решений проектов СДКУ с учетом требований промышленной эргономики. Альбом типовых экранных форм СДКУ. ОАО «АК Транснефть». – 197 с. 5. Комягин А. Ф., Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП газонефтепроводов. Ленинград, 1983. – 376 с. 6. РМГ 62-2003. Обеспечение эффективности измерений при управлении технологическими процессами. Оценивание погрешности измерений при ограниченной исходной информации ВНИИМС Госстандарта России. М., 2003. – 17 с. 7. Попович Н. Г., Ковальчук А. В., Красовский Е. П., Автоматизация производственных процессов и установок. – К.: Вища шк. Головное изд-во, 1986. – 311с. Приложение А. Структурная схема 106 Приложение Б. Схема технологического процесса 107 Приложение В. Функциональная схема автоматизации 108 Приложение Г. Схема внешних проводок |