Бақылау және реттеу жүйесінің қысқаша сипатамасы

Қазіргі кезде контактілік бөлімінін технологиялык процесін басқару практикасы барлық күкірт кышкылы өндірісі сиякты келесіге әкеледі. Тәжірибелер мен шаралар негізінде ішкешендерді басқару бойынша технологтар накты өндірістік жағдайлар кажетті кондициялык көрсеткіштері бар өнімдерді шығару бойынша жоспарлық талаптарды ескеріп процестердің бөлшектік технологиялық режімдерін таңдайды.

Таңдалған режім автоматты реттеу және қолдан басқарудың реттейтін органдарының жергілікті жүйелсрі көмсгімен бөліктеп жүзеге асырылады.

Технолгиялық процестің кейбір айнымалыларына байланысты қызмет ететін персоналға берілген режімді сақтау мақсатымен түрлі ауытқуларды болдырмай технологиялық операцияларға белсенді әсер ету керек болады.

Күкірт қышқылын өндіру бойынша ЖМЗ -дағы технолоғиялык Процестерді бақылау және реттеу жүйесі Гидроцветмет және Уралпрохим институттарының автоматандыру бөлімдерінің жобаларына сәйкес орындалған.

Шлюберже фирмасының ДЭЕМ негізіндегі автоматтандыру температураны және контактілік аппаратарының әрбір қабатына дейін және кейін, қысымдауышқа дейін және кейін, жылуалмастырғыштың кұбырлы кеңістігінің кірісі мен шығысындағы газ қысымын , газ шығындарын және онда SО₂ -нің контактілік аппараттары бойында және газ өткізгіштің кейбір нүктелерінде болуын қадағалайды.

Қысымдауыштар үшін подшипниктер және берілетін кернеу мен тоқтың электрқозғауыштары орамдарының сигнализациясы мен бақылауы қарастырылған.

Автоматтандыру жобасында суық ауаның байласының дроссильдеріне әсре теу арқылы контактілік аппаратының барлык төртқабатына түсетін газ температурасын автоматты түрде реттеу қарастырылған. Қазіргі кезде контактілік аппаратының кірісінде (бірінші қабаттың алдында) газ температурасын реттеу жүзеге асырылған, ал барлық қалған параметрлері ЦПУ СХУ орындарына орнатылған күралдар көрсеткіштері бонынша ғана бақыланады. ДЭЕМ -ге газ шығындары және SО_: концентрациясы жайлы ақпарат беріледі.

Мақсаттарды құрылымдандыру және есептердің кұрамын, олардың арасындағы байланыс сипаттарын таңдауға байланысты басқару мәселерін құрылымдандыру сатысы ТҮАБЖ жүйетехникалық талдауының негізгі және маңызды сұрақтарының бірі болып табылады.

Бұл сатының мәселесінің табысты шешімінің басқару жүйесінің үлестік құрылымын таңдауды және оның элементтерінің оптималды әрекеттестігін қамтамасыз етеді.

Басқару мәселерін құрылымдандыруды тарамдалған ішкешен аркылы шешу үшін әдебиетте [10,15] үсынылған келесі сатылардан түратын келісті колданамыз:

- ішкешен арқылы басқарудың ауқымды мақсаттарын таңдау;

- баскару жүйесінің алғашқы қүрьтлымын қалыптастыру;

- басқару объектісін кұрылымын талдау және бөліп көрсету;

- басқару мақсаттарын қүрылымдандыру;

- критерийлерді таңдау және басқару мәселелерін деңгейлер бойынша математикалық қойылымдандыру.

Металлургиялық өндірістің күкіртті газдардың шығындауы осы технологиялық ішкешеннің жүмысын анықтайтын негізгі техника-экономикалық көрсеткіштер болып табылады. Сол себепті ішкешенмен басқарудың ауқымды мақсаты- толығымен қолданылатын металлургиялык газдарды таратудың оптималды режимін анықтау және жүзеге асыру.

Жоғарыда айтылған технологияның, практмкада қалыптасқан газ жолдарын басқару және өндірістік-технологиялық талдаудың баяндалуынан объектінің екідеңгейлі иерархиялык қүрылымын келесі деңгейлерді бөліп көрсете отырып анықтайық:

- ішкешен

- агрегат (контактілік аппараты) (сурет 2.1)

Қарастырылып отырған басқару объектісі кең жиіліктік спектрлі сыртқы әсерлерге шалынуы мүмкін. Конверторлык бөліктің агрегаттарының дискретті-үзді тудырады, ал тікелей цифрлық басқару жүйелерін қолданатын технологиялар айнымалардың орнықтылығы үздіксіз орындалады.

Мұндай басқару жүйесінде қажетті координацияның болмауы агрегаттар жұмысының ырғағының бұзылуына, технологиялық процестердің берілген режимдерінің ауытқуына әкеледі.

Объектінің көрсетілген ерекшеліктерін ескере отырып тарамдалған ішкешендермен басқарылатын жүйелердің құрылымын басқарудың екі деңгейлі құрылымын пайдаланып, иерархиялық жүйе класында көрсетейік.

Қарастырылып отырған жүйенің жоғарғы деңгейінде газдардың оптималды мәселесі, төменгі деңгейінде контактілік аппараттары бойында газдың оптимаолы таралымын бақылау және орнықтыру мәселелері шешіледі.

Басқару мақсатарының құрылымын талдауға кірісейік. Газдардың таралу ішкешендерінін таралу максатын келесі жолмен қалыптастырайық: контактілік аппараттары бойында газдың оптималды таралымын БА жылу режимдерінің бағасын және ағымдағы шығындардың мәндерін ескере отырып қамтамасыз ету.

Төменгі деңгейдің басқару мақсаты былайша қалыптасады: контактілік аппараттарға оптималды шығындарды жұмсау.

Құнартқыш - таратушы ішкешеннің қанағаттандыратын технология режимін сипаттайтын маңызды көрсеткіштердің бірі күкірт қышкылы және металлургия әндірістің газ жүктемесі бойынша келісушілігі болып табылады. Сол себепті жүйенің жоғарғы деңгейінде басқару критерийі Ғ ретінде 8О₂ газын тұтынушылардың өнімділігінен SО₂ ғаз көздері өнімділігінің ауытқуы қабылданады.

Алгоритмнің блок-схемасы 2.2-суретте келтірілген.

анықталады.

қанағаттандырмаса, онда 7-ші блокка кайтады, әйтпесе 8-ші блокка өтеді.

J = j +1

Жоғарыда келтірілген (2.3.2.) контактілік аппараты бойымен газдарды оптималдау тарату мәселесі теңдіктер мен теңсіздіктер типтегі шектеулі шартты экстремум есебі болып табылады. Осыған контактілікты

бұл есепті шешу үшін процедура ұсынылған. Ол арқылы есеп оптималдау

критерийі өрнегіне штраф функциялары енгізу шартты емес экстремум

есебіне әкелінеді. Мұнда ТВСО-1 оперативті жадыны үнемдеу мақсатында

шешімнің эвристикалық процедурасы ұсынылған, оның блок-схемасы

төменде келтірілген (2.3-сурет).

Блок 1. Таратушы ішкешен үшін ағымдағы ақпараттарды жннау жүзеге

асырылады.

анықталады.

жағушы бөлімнен (п=7) газ шығындары.

анықталады.

мұндағы Сn - электр пештерден (п = 1,2), конверторлардан (п = 3.6),

күкірт жағатын бөлімдерден (п=7) шығатын газдардағы SО² концентрациясы. Блок 4. j-ші контактілік аппаратындағы газ шығыны (Qj жүзеге асырылады. Блок 5. j-ші контактілік аппаратының і-ші қабатының шығысындағы температура есептеледі.

Мұндағы а а_х,а₂,а_ъ -математиканык үлгінің параметрлері.

мұндағы ΔT_i,-і-ші қабаттың кірісі мен шығысындағы температулар

айырмасы.

Блок 7. SО₂ арқылы ]-ші контактілік аппаратының өнімділігі анықталады.



Блок 8. Төмендегі формула бойынша келесі агрегаттың нөмірі анықталады.
j=j +1
Блок 9. Барлық агрегаттардың сұралғандығы талданады.

Блок 10. 8О₂ бойынша ]-ші контактілік аппаратының өнімділіктерінің

қосындысын есептеледі.


Блок 11. Газдардағы SО₂ жалпы санынан SО₂ өнімділіктері косындысының

ауытқуы есептеледі.

Егер ауытқу мәні г| шамадан аз болса, онда 13-ші блокқа өтеді, әйтпесе

14-ші блокқа өтеді.

Блок 13. Шектеулерді тексеру орындалады.


Блок 14. Оптималдау критерийі өрнегіне штраф функцияларын енгізу жүзеге асырылады.

мұндағы M1, M₂, Мз, > М4 – коэффициенттер

2.3.2. Ақпараттық қамсыздандыруы

Ақпараттық жүйе датчиктерден ақпарат жинайды, оны өңдейді, жаңартады, сақтайды. Ақпараттың шынайлығы бойынша талаптарға сай болу

және ақауларды уақтылы табуды қамтамасыз ету үшін ақпараттық жүйе

өлшеу каналдарына және құрылғы күйіне диагностика жүргізеді.

Сонымен қатар ақпараттық жүйе оператор командаларын қабылдауды және процесс жағдайы жайлы хабарлар шығаруды қамтамасыз етеді, ақпараттық массивтерге қатынас қүрудың қызметтік мәселелерін орындайды.

Газ жолдары бойынша контактілік аппараттарынан УВМ-ге ток сигналдары түрінде енгізілетін 124 аналогтық және 12 В кернеу түрінде енгізілетін 11 позициялық сигналдар келеді.

УВМ-нен келетін басқарушы әсерлердің ақпараттар орындаушы механизмдерге немесе бөлім операторының жергілікті тактасына шығарылады. Басқарушы әсерлер УВМ-нен аралык реле блогына және коммутаторға түседі, содан соц сигнал 220 В кернеу түрінде сәйкес орындаушы механизмдердің магнитік жүктеуіштеріне түседі.


2.4. ТҮАБЖ техникалық қамтамасыздандыруы

1. 
   сурет. ТҮАБЖ техникалық құралдар кешенінің структуралық схемасы
   

Техникалық қамтамасыздандыру техникалық кұралдар кешенін (ТҚК)

ұсынады:

үрдістің технологиялық параметрлердің мәндері жөнінде ақпараттарды алуын, технологиялық жаблықтың күйі және жүйеге кіретін техникалық құралдарының күйін;

локальды реттеу және басқаруын;

есептеу техникасын;

оперативті персоналға акпараттарды ұсынуды;

орындауыш құрылғысын;

аралас жүйелермен байланысын.

ТҮАБЖ-да ТҚК үшін өзара байланыс және нақты өзара байланыс сипатты. Барлық техникалык кұралдарын баскару баскарылатын есептеуіш машинасына (БЕМ) жүктеледі. Техникалық кұралдарының кірістері және шығыстары бір-бірімен келісуі керек.

1-суретте ТҮАБЖ-ға кіретін техникалық құралдар кешені жалпы түрде көрсетілген. БЕМ 5 кірісіне басқару объектісш сипаттайтын 1 және 2 бастапкы аналогты және дискретті түрлендіргіштерден ақпарат келіп түседі. Бұл ақпарат қажетті кезде, бірақ әдетте толық көлемде емес, ал үрдістің аса маңызды параметрлері жайлы технолог-оператордың пультінде орнатылған аналог құралдарына 3 келіп түседі. Мнемосхема 4 түрінде іске асырылатын сол пульттен дискретті ақпараттын сигналдары шығарылады. Гехнолог-операторға керекті ақпарат әртүрлі кұрылымдарда 7 құрастырылады. Оларға басу құрылғысы, экранды пулытер және т. б. жатады.

Технолог-оператор технологиялык үрдістің параметрлерінің мәндері жөнінде мағлұматтар ала және сұрастыра отырып, үзіліссіз түрде БЕМ-н байланысады және де арнайы кұрылғылары 6 көмегі арқылы БЕМ-ға жаңа тапсырма мәні еңгізеді, әртүрлі себептері бойынша автоматты аспаптармен бақыланбайды (мысалы, химиялық лабораторияның «қолмен» бастапқы анализі). Басқару объектісі жөнінде алынған ақпаратты жинап жөне өңдегеннен кейін, БЕМ тапсырылған және оның жадында сақталатын алгоритмдермен сәйкес керекті есептеулер жүргізіледі, 8 және 9 дискретті

немесе аналогты орындаушы құрылғыларына басқару әрекеттерді береді.
2.1.5. Бағдарламалық қамтамасыздандыруы
Бағдарламалык қамтамасыздандыру ТҮАБЖ функциясын іске асыратын және ТҚК берілген функцияларын қамтамасыздандыратын бағдарламалардың жиынтығын ұсынады. Оған жалпы жоне арнайы бағдарламалық камтамасыздандыруын жатқызамыз.

Жалпы бағдарламалық қамтамасыздандыру тапсырыс берушіге есептеуіш техника құралдарымен бірге бір уақытта жеткізіледі. Оған бағдарламалық қамтамасыздандыру құралуының бағдарламалар есептеуіш кешендерінің функционалдау ұйымдары, трансляцияланатын бағдарламалар, стандартты бағдарламалардың кітапханалары, басқа кызметтік және стандартты бағдарламалар. Жалпы бағдарламалык қамтамасыздандыру басқарудың және бақылаудың нақты есептерін шығаруға ешқандай қатысы жок, сондықтан олар нақты БЕМ-н сипаттамасы мен күрамымен анықталады және де оиып күрамы мен функционалды колдануымен аныкталады. Жалпы бағдарламалық қамтамасыздандыру ажырамайтын бөлігі болып тсстілік жүйе — БЕМ-ң техникалық эксплуатациясы және наладкасын, жұмыс қабілетігін тексеру үшін бағдарламалар жиынтығы.

Жалпы бағдарламалық қамтамасыздандыру қүрамына ЗІМАТІС 87 конфигурациялауы үшін SТЕР 7 пакеті кіреді және де суреттеп көрсету және бейнелеу жүйесі үшін WіnСС пакеті кіреді.

Арнай бағдарламалық қамтамасыздандыру нақты ТҮАБЖ-ны құру кезінде жасалатын бағдарламалардын жиынтығын көрсетеді. ол ТҮАБЖ техникалық құралдарының жұмысын және функциясын іске асыратын бағдарламалар. Басқаша айтқанда, арнайы бағдарламалық қамтамасыздандыру объектегі әртүрлі жағдайдағы басқару тәрібін анықтайды.

ТҮАБЖ-ы функционалдау үшін қажетті бағдарламалардың жиынтығы

жүйенің бағдарламалық қамтамасыздандыруын пайда қылады, соған ұқсас техника кұралдарының жиынтығы сияқты аспаптық қамтамасыздандыру пайла қылады. Кейде «бағдарламалық камтамасыздандыру» орнына «математикалық қамтамасыздандыру» деп айтады.

АБЖ өзінің басқару және бақылау функцияларын орындаған кезде уақыттың әрбір интервалына барлық бағдарламаны пайдалана бермейді. Кейбір бағдарламаларды басқа бағдарламаларға қарағанда көбірек қолдануға тура келеді. Сондықтан, кейбір бағдарламалар машинанын оперативті жадында қарастырылатын уақытында табылады, басқалары - оның сыртқы жадында, ал үшіншілері - магнитті таспаларда. Кез келген баі дарлама озіпіц «жүмыс істеу» кезегі келгенде, машинаның оперативті жадысына енгізілуі керек.

Жүйенің математикалык моделін (яғни, қолданылатын бағдарламалар жиынтығы) әдетте екі топка бөледі: сыртқы математикалык қамтамасыздандыру және ішкі математикалық қамтамасыздандыру.

Бірінші топқа жоғарыда ескертілген басқару жүйесінің функциясын іске асыратын бағдарламалар. Оларға, мысалы мына бағдарламалар қатысады:

• шекті жіберілетіндерге параметрлердің шығысын табу;

• датчиктердің көрсетілуін фильтрациялау;

• технологиялық агрегаттардың жұмыстарының көрсеткіштерін технико-экономикалық есептеуі;

• басқару объектісінде қаушті (авариялық), алдын ала авария жағдайларды анықтау;

• реттеу заңдарын іске асыратын баскару әрекеттерін есептеу (мысалы, пропорционалды - интегралды);

• технологиялық үрдістің оптимизациясы (мысалы, «отын-ауа» оптималды қатынасын анықтау);

• өндіріс жоспарының оперативті түзетуі;

• басқару әрекеттерді үсынылатын кездегі технологиялык үрдістің

ағуын болжамды есептелуі;

Әртүрлі басқару объектілері үшіи бірдей функцияларын іске асыратын бағдарламалар. әрине әртүрлі болып келеді.

Ішкі математикалық қамтамасыздандыруға есептеуіш кешенінің функционалдауын іске асыратын, АБЖ ерекшелігіне ешбір қатыссыз берілген машинаның тииімен бірге жеткізілетін және оның функциясының орындалуының нақты жиналуынан бағдарламаларды жатқызамыз. Бүл топқа келесі бағдарламалар жатады:

• құрылғының және әртүрлі бағдарламалардың «кезегін» ұйымдастыратын, түрлі есептер үшін жадының зонасын бөлін тастайтын және есептеуіш кешенінің бөлек құрылғыларының жұмысын оперативті түрде байланыстыратын диспетчер;

• трансляторлар;

• есептеуіш кешенінің бөлек кұрылғыларын басқару;

• қызметтік, мысалы, есептеу нәтижелерін теру кезінде, кестоні түзету үшін;

• стандартты, жиі кездесетін функцияларды есептеу үшін подпрограммалар;

• бүлінген жерлердің локализациясын және есептеуіш кешен қүрылғысының түзетуін тексеру үшін тесттер.

Кейбір бағдарламалар (сырткы және ішкі математикалық қамтамасыздандыру) кейде арнайы кұрылғылармен ауыстырылады.

Сонымен, кейбір функциялар бағдарламалық және аспаптық түрінде іске асырылуы мүмкін.

1. Қысымдауыштың қысымын (сиреуін) өлшеу. Қысымның (сиретудің) таңдалған құрылғысынан (1а, 2а поз.) сигналдар ДМПК-ЮОА типті дифманометріне түсіп, А 614-2 топтық түрлендіргіш аркылы машинаға енгізіледі.

2. Қысымдауыштың электрқозғалтқышы тоғының күшін аныктау. Сигнал Э8025 типті амперметрімен олшеніп, Е 842 айнымалы тоқтың өлшеуіш түрлендіргішімен беріледі және оның шығысында тұрақты тоқ сигналы пайда болып сонан соң бірегей сигналдар машинаға енгізілетін А614-7/4 типті топтық түрлендіргішке өтеді.

3. Қысымдауыштағы және біркін ұстағыштан кейінғі ғаз шығындарын бақылау. Көрсеткіштер ДУ-1400 диафрагмма көмегімен өлшенеді де метран дифманометр—шығын өлшегіш арқылы машинаға енгізетін А 614-2 (Зв поз.) топтык түрлендіргішке беріледі.

4. Контактілік аппаратының қабаттары бойындағы аз қысымын бақылау. Тарылту құрылғысының (5а-12а поз.) қысымының таңдалған құрылғысынан дифманометр метран (46, 136 поз.) арқылы өлшеніп, түрлендірілу үшін сигналдық модульге құрылғысына беріледі де бірегей сигнал машинаға беріледі.

5. Қысымдауышқа дейінгі және кейінгі газ температурасын бақылау. Өлшеу сигналдық модуль көмепмен сигналды машинаға енпзетін термопара ТКХ арқылы жүзеге асырылады (ІЗа, 14а, 4в поз.).

6. Контактілік аппаратының қабаттары бойындағы газ температурасын бақылау сәйкесінше жүргізілетін (15а-22а поз.).

7. SО₂ концентрациясын бақылау. ГЗУ2-04 газ қоршаушы құрылғыдан

(23а, 24а поз.) сигнал ТКГ-4 газ талдауышына (146, 156 поз.) түседі, сонан соң жеке түрлендіргішке өтіп, ол жерде сигналдар А 614-7/4 топтық түрлендіргіш (5в)арқылы машинаға енгізіледі.

8. 
   Қысымдауыш дроссельдері жағдайын бақылау. Сигнал потенциометрден басқару блогы (КМІ- КМЗ поз.) басқару блогы арқылы А 614-7/4 топтык түрлендіргішке түседі де машинаға өтеді, басқару блогы арқылы машинаға позициялық сигнал да түседі.
   
9. 
   Дроссельдер жағдайын басқару. Басқарушы сигнал ПБР-2М магнитті жүктеуіш арқылы дроссельдер жағдайын басқаратын МЭО орындаушы механизмге өтеді. Басқаруды таңдау үшін УПБ-314 ауыстыргышы қарастырылған. Қолдан басқару ПКЕ-112-243 батырмалы басқару бекетінен (КМ4-КМ6, 166- 186, 36-56 поз.) жүзеге асырылады.
   

1. Автоматтандыруды еңдіруге кеткен капиталды шығынды есептеу;

2. Жалақының жылдық қорын есептеу;

3. 1 т. таза емес мыска өзіндік құнының калькуляциясы;

4. Автоматтандыруды еңдірудің экономикалық тиімділігін есептеу.
3.1 Автоматтандыруды ендіруге кеткен капиталды шығынды есептеу
1-кесте Автоматтандыру құрылғылар мен аспаптардың сметасы

2-кесте Щиттердің сметасы

1. Аспаптар мен құрал-жабдықтарды сатып алуға кеткен шығындар:

20671+562+830,7=22064
Оның ішінде құралдарға: 20672
2. Құралдардың сметасы бойынша есептеулер:
а) саймандарға - қосынДының 2% -20671*0,02=413

Құрал-жабдықтардың саймандармен бағасы:

20671+413=21085
б) тара, буып-түюінің бағасына кабельдер, құбырлардың бағасы мен құрал-жабдықтар бағасынан 2%
22477*0,02=45:
Жалпы шығындар:
22478+500=22928

3. 
   Жеткізудің бағасы алдыңғы шығындарды косындысынан 3%
   

22927*0,03=688

3. 
   Монтажды жұмыстардың бағасы алдыңғы шығындарды косындысынан 7%
   

18202,02*0,07=1605

21085+449+1605*2=24745

24744*0,03=742,3

21085+687=21772

[365-(52+8)]*7-58=2077 сағат

ИПК-ң мыс балқыту цехында төрт бригадалы жұмыс графигі қабылданған, ол кезде ауысым үзақтылығы 8 сағат, ауысым аралық үзіліс 16 сағат жэне 4 жұмыс күннен кейінгі үзіліссіз демалыс 48 сағат. Ауысым аралығы 16 күнді құрайды.

Бригада Б - 23 шығыс - 184 сағат

Бригада В - 23 шығыс - 184 сағат

Бригада Г - 23 шығыс - 184 сагат

(31-4)*7-4=185 сағат жұмыс өтеу қажет.
4-кесте. Бригадалардың бес күндік жұмыс апта, сегіз сағаттық жұмыс күні кезіндегі кезек тізбесі
Ай күндері

Автоматтандырудың төмеңгі жүйесіне кызмет етуші персонал жалакысыны жылдық қоры

Қызмет етуші персоналдың кұрамы мен жобаланатын саны:

6 разрядты кезекші электрослесарь - 1 адам

5 разрядты кезекші электрослесарь - 1 адам

4 разрядты кезекші электрослесарь - 1 адам

а) 6 разрядты электрослесарьлардың жалақы қорын есептеу:

1. Келу саны:
N кел= А* Н_кыш *С, мұндагы
А - қызмет ету объекттердің саны = 1

Н_қызм - қызмет ету нормасы = 1

С - тәулігіне ауысым саны = 4

N_кел = 4 адам

Тізімді саны

8. Негізгі өндіріс жұмысшымен жоспарды орындағаны үшін

Мемлекеттік міндеттерді орындағаны үшін толем проценті:

Жалақының қосымша қоры:

16999*0,079=1343 теңге