Автоматизация стенда для испытаний гидроаккумулятора (ГА) на ресурс
Содержание
Введение
1. Характеристика
объекта управления и его состав
1.1 Краткая характеристика объекта управления
1.2 Состав объекта управления
2. Назначение стенда, его техническая характеристика и
описание технологического процеса
.1 Назначение стенда
2.2 Основные технические данные
2.3 Описание технологического процесса
3. Анализ используемой системы управления и преимущества SCADA-систем
.1 Анализ используемой системы управления
3.2 SCADA-системы в распределенных системах управления
.3 Цели и задачи дипломного проектирования
4. Описание разработанной системы управления
4.1 Системы контроля и регулирования
.2 Обоснование выбора SCADA-системы
4.3 Система АСУ ТП на базе SCADA- системы TRACE MODE
4.4 Промышленный микроконтроллер ТКМ52
4.5 Выбор первичных преобразователей
.6 Выводы и рекомендации по усовершенствованию. АСУ
5. Расчетная часть
5.1 Теоретическое обоснование выбора схемы
регулирования
.2 Расчёт основных элементов схемы регулирования
5.3 Выбор закона регулирования
.4 Математический расчет настроечных параметров
регулятора
5.5 Определение показателей и оценка качества
регулирования
.6 Построение переходного процесса системы
регулирования
6. Безопасность труда
6.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда
.2 Расчет искусственного освещения
6.3 Возможные чрезвычайные ситуации
. Экономическая часть
7.1 Технико-экономическое обоснование АСУТП
.2 Расчет единовременных капитальных затрат
.3 Расчет фонда оплаты труда
7.4 Расчет по содержанию и эксплуатации оборудования
7.5 Стоимости основных фондов
7.6 Расчет изменения затрат в результате автоматизации
7.7 Расчет эконом. эффективности автоматизации
стенда по испытаниям
7.8 Расчет
изменения затрат в результате автоматизации
Заключение
Приложение А
Приложение Б
Аннотация
Тема данного дипломного проекта “Автоматизация стенда для испытаний
гидроаккумулятора (ГА) на ресурс ”, процесса испытаний ГА на ресурс срабатываний.
В общей части проекта проведен анализ технологического процесса и работы
испытательного стенда цеха 33 ОАО ПО СТРЕЛА, проблемной ситуации в работе
стенда и разработаны основные пункты технического задания на создание системы
автоматизации и управления (САУ) стендом.
В проекте
подробно рассмотрены технические решения: выбор структурной схемы САУ, SCADA - системы,
промышленного микроконтроллера и первичных датчиков - преобразователей. В
расчетной части проведен расчет АСР температуры рабочей среды в трубопроводе.
В разделе безопасность труда рассмотрен вопрос обеспечения
безопасных условий труда при работе стенда, проведен расчет освещенности
помещения операторной данного стенда. Описаны возможные чрезвычайные ситуации.
В
экономической
части проведен
функционально-стоимостной анализ системы управления, расчет экономического эффекта и срока окупаемости при внедрении
проекта.
Дипломный проект содержит 98 страницы, 13 рисунков, 24 таблиц, 9 чертежей формата А1.
Введение
Развитие современного машиностроения претерпевает
фундаментальные изменения, связанные с новым качественно отличающимся этапом
автоматизации машиностроительного производства.
Рыночная экономика подразумевает конкуренцию на рынке
промышленных товаров. Быстрота, качество, приемлемость цены являются факторами
роста предприятия. Автоматизация всех этапов производства позволит достичь
желаемого результата.
Этап испытаний не является исключением, так как от него
зависит качество продукции, а порой и жизнь человека. Поэтому необходимо свести
к минимуму риск ошибки, то есть автоматизированные системы управления
технологическими процессами (АСУ ТП) являются решением данной задачи.
В комплект технических средств АСУ ТП входят:
средства локальной автоматики (датчики, преобразователи,
измерительные приборы, исполнительные механизмы и другие) микропроцессорные управляющие
контроллеры на базе процессоров Intell Pentium
осуществляют сбор и предварительную обработку информации, выполняют функцию
программно-логического управления и непрерывного регулирования, блокировок
защит, аварийно-предупредительной сигнализации и тп. персональные компьютеры
установка бесперебойного питания (УБП), осуществляющая поддержку питания всего
программно-технического комплекса (ПТК), включающая средства локальной
автоматики при кратковременном отключении энергии.станция оператора,
обеспечивающая выполнение задач отображения информации, предупредительной и
аварийной сигнализации, автоматического и дистанционного управления.
1. Характеристика объекта
управления и его состав
1.1 Краткая характеристика объекта управления
Технологическим объектом управления (ТОУ) является
испытательный стенд, предназначенный для испытаний гидроаккумулятора на ресурс
срабатываний. Процесс ведется под воздействием высокого давления при
температуре не более 90 ºС.
Предприятия машиностроения включают в себя множество
разнообразных аппаратов, установок, участков и производств. Сточки зрения автоматизации
и управления важно разделить их по типу и характеру технологического процесса,
проводимого в аппаратах, по сложности ТОУ, а также по характеру параметров,
участвующих в управлении.
Таким образом, чтобы дать наиболее полную характеристику
обьекта проектирования необходимо проанализировать технологический процесс по
следующим признакам:
по типу технологического процесса технологический объект
управления относится к физическому, в нем происходит испытание прочности
диафрагмы ГА при помощи давления.
по характеру технологического процесса объект управления
относится к ТОУ с прерывным характером производства - перед испытанием каждого
последующего ГА стенд полностью отключается.
по сложности, по информационной ёмкости ТОУ, как объект
автоматизации, характеризуется малой информационной ёмкостью.
по характеру параметров управления ТОУ относится к ТОУ с
распределенными параметрами - это ТОУ, регулируемые параметры которого
неодинаковы в различных точках объекта в данный момент времени.
Способность объекта приходить после возмущения в новое
установившееся состояние без вмешательства управляющего устройства, называется
самовыравниванием объекта, такие объекты называются объектами с
самовыравниванием или статическими.
Самовыравнивание является следствием наличия отрицательной
внутренней обратной связи в устойчивом объекте.
Данный технологический объект относится к объекту, не
обладающему самовыравниванием, то есть после внесенного возмущения объект сам не способен приходить
в установившееся состояние без вмешательства, управляющего устройства.
Во многих ТОУ выходная величина изменяется не сразу после
изменения входного сигнала, а по истечении времени - это называется
запаздыванием. Существует два фактора влияющие на выходную величину:
- геометрические
размеры самого объекта, т.е. если изменение выходной величины связанно с
преодолением какого-то расстояния, то время, затраченное на преодоление, носит
название транспортного запаздывания.
- запаздывание,
связанное с происхождением входного потока через гидравлические сопротивления
носит название ёмкостного запаздывания.
В данном случае ТОУ включает в себя два этих запаздывания,
при прохождении входного сигнала расстояния и гидравлического сопротивления на
это тратится некоторое время и поэтому выходной сигнал имеет запаздывание.
.2 Состав объекта управления
Данный стенд испытательный стенд состоит из:
- емкостей
с рабочей жидкостью;
- системы
охлаждения;
- насосной
установки;
- трубопроводной
магистрали;
- системы
датчиков.
- термокамера, обеспечивающая температуру (минус 25±5) ºС и (от минус 50 до минус 60);
стойка гидравлическая, в которой размещены элементы гидросистемы. Органы
управления и приборы контроля размещены на панели управления.
Генератор сигналов специальной формы Г 6-15 для выдачи прямоугольных
импульсов необходимой частоты на клапан КЭ3 через устройство коммутации для
загрузки испытуемого изделия по типу “Б” в режиме автоматической работы по
времени.
- Электропульт управления с органами дистанционного управления и
приборами контроля:
Переключатели:
“питание = 27В”-для питания клапанов КЭ1 - КЭ4 и сигнализации;
“питание ~ 220В” - для питания приборов;
“откр.-закр.” “КЭ - КЭ4” в ручном режиме;
“режим работы”, “по времени - по давлению”- для выбора принципа
регулирования процесса типа “Б” - в автоматическом режиме;
“режим работы” “автомат.-ручной”.
Сигнализация: включения питания =27В, ~220В; открытия КЭ1, КЭ2; переключения
КЭ3,КЭ4.
Прибор КСМ4: контроль и запись температуры с датчика ДТ1.
Прибор А650М: контроль, запись давления в испытуемом ГА с датчика ДД2,
выдача сигналов позиционного регулирующего устройства “макс.”, “миним.” для
переключения КЭ3 в автоматическом режиме при загрузке ГА в режиме “Б”.
Комплекс осциллографический К121 в комплекте с индикатором ИД-2И для
записи давления с датчика ДД1.
Генератор Г5-16 для подачи сигналов на переключение клапана КЭ3 при
работе в автоматическом режиме «по времени».
Комплект реле К1, К2, К3 для формирования команд на переключение КЭ3с и
КЭ3п по сигналам с регулирующего устройства А650М в автоматическом режиме.
Устройство коммутации - усилители постоянного тока и тиристорные
переключатели для переключения КЭ3с и КЭ3п по командам с А650М или Г6-15.
2. Назначение стенда, его техническая характеристика и
описание технологического процесса
.1 Назначение стенда
Рассматриваемый в данном проекте стенд предназначен для
проведения ресурсных испытаний ГА по заданной программе.
Проведение ресурсных испытаний регламентируется ГОСТом РВ
15.307-2002 “Военная техника. Испытания и
приемка серийных изделий” [лист1]. Настоящий стандарт
устанавливает:
основные категории испытаний;
- цели
проведения;
порядок предъявления изделий на испытания или приемку;
- порядок
проведения испытаний и принятие решений о приёмке изделий по результатам
испытаний.
Для контроля качества и приёмки готовой продукции
устанавливают следующие основные категории испытаний:
- квалификационные
(КИ);
- приёмосдаточные
(ПСИ);
- периодические
(ПИ);
- предъявительские
(ПрИ);
- типовые
(ТИ).
На рассматриваемом стенде проводятся квалификационные,
приёмосдаточные, предъявительские испытания.
Приёмосдаточные мероприятия - контрольные испытания
изготовленной продукции, по результатам которых принимается решение о её
пригодности к поставкам и (или) использованию (ГОСТ 16.504).
Предъявительские испытания - контрольные испытания
изготовленной продукции, проводимые службой технического контроля изготовителя
перед предъявлением её заказчику, потребителю или другим органам приёмки (ГОСТ 16.504).
Квалификационные - контрольные испытания изделия, проводимые
при поставке на производство изделия, с целью
оценки готовности предприятия к производству (ГОСТ 15.301).
Результаты считать отрицательными, а изделие не выдерживающим
испытания, если установлено несоответствие изделия хотя бы одному требованию ТУ
для данной категории испытаний.
.2 Основные технические данные
Таблица 1 - Основные технические данные
|
Название параметра
|
Показатель
параметра
|
|
1
|
2
|
|
Рабочая среда
|
Масло АМГ-10 ГОСТ
6794-75
|
|
Максимальное
рабочее давление, Па
|
0,9
|
|
Температура рабочей
жидкости, оС
|
Минус 60 - плюс 90
|
|
Тонкость фильтрации, мкм
|
16
|
|
Температура
окружающей среды для испыту емого изделия, оС
|
Минус 50 - плюс 60 Минус
25 ± 5 Плюс 25 ± 10
|
|
Давление наддува
расходного бака, Па
|
0,2 ± 0,03
|
|
Время работы в
автоматическом режиме (одного цикла), час
|
1
|
|
Граничная частота
процесса циклической загрузки, Гц
|
Не более 10
|
|
Режимы работы
приставки
|
“А”- ручной “Б”-
автоматический
|
|
Регулирование процесса по
типу “Б”
|
По давлению в ГА По времени
роста и сброса давления в ГА
|
|
Подача рабочей
жидкости в испытуемый гидроаккумулятор
|
Насосом НП 131 Насосом НП
25-9 и НП 25-5
|
|
|
|
|
|
2.3 Описание технологического процесса
Установить испытуемый, заряженный азотом гидроаккумулятор в
узел обвязки и поместить в термокамеру.
Подстыковать к гидроаккумулятору трубопроводы гидросистемы
согласно схеме приставки.
Создать с помощью термокамеры температуру окружающей среды
для испытуемого ГА и проведите выдержку согласно техпроцесса.
Открыть кран КН2 и произвести наддув бака Б1 стенда давлением
азота
2 ± 0,3 кгс/см2 .
Включить электропитание стенда и запустить систему смазки
насоса Н1.
Открыть вентиль ВД3 подачи охлаждающей воды на холодильники
АТ3 - АТ11.
Включить электропитание приставки, контроль по сигнальным
лампочкам. Включить приборы П1, П2. Если в автоматическом режиме регулирование
процесса загрузки будет производиться по времени, то включить генератор
сигналов ГС (Г6 - 15).
Запустить привод насоса Н1 и, постепенно увеличивая обороты,
установить 10000±150 об/мин.
Постепенно закрывая вентиль ВН2, установите давление за
насосом Н1 равное 4,0 - 4,5 Па. Контроль по манометру МН1.
Открыть вентили ВН1 и ВН3 для прокачки магистралей
гидросистемы и удаления воздуха.
Открыть клапан КЭ1, переключить клапан КЭ3 в положение “Подача” и произвести прокачку в течении 1 минуты.
Закрыть клапан КЭ1 и вентиль ВН3.
Включить запись давления и температуры на приборах П1и П2. Если в
автоматическом режиме регулирование процесса загрузки будет производиться повремени, то
установить переключатель режима работ в положение “По времени”.
Вентилем ВН2 установить давление за насосом 0,9 Па. Контроль по манометру
МН1.
Для загрузки ГА по типу “А” в
ручном режиме открыть клапан КЭ1. Контроль повышения давления в изделии по
манометру МН2 и по прибору П1.
При достижении давления 0,8 Па переключите клапан КЭ3 в положение “Слив”. Контроль понижения давления по
манометру МН2 и прибору П1.
При снижении давления до давления наддува расходного бака 0,2 ±0,003 переключите клапан КЭ3 в положение “Подача”.
При повышении давления до 0,8 Па переключить клапан КЭ3 в положение “Слив”.
При снижении давления до 0,02 ± 0,003 Па переключите клапан КЭ3 в положение “Подача” и затем переключить кран КЭ4 в положение “ДР4”.
Для загрузки ГА по типу “Б” в автоматическом режиме при достижении
давления 0,7 Па переключатель режима работ установить в положение “Автомат”.
При достижении давления 0,8 Па клапан КЭ3 должен автоматически переключиться в
положение “Слив”.
В период снижения давления от 0,8 Па до 0,65 Па закрыть клапан КЭ1 и
открыть клапан КЭ2.
При снижении давления до 0,65 Па клапан КЭ3 должен автоматически переключиться
в положение “Подача”.
По ручному секундомеру или часам определить время начала автоматической
загрузки ГА по типу ”Б”, которая производится в течение 1 часа согласно
программы.
Осциллографирование процесса производится в течение небольших промежутков
времени при необходимости уточнения графика загрузки.
По истечении 1 часа
автоматической загрузки по типу “Б” на последнем промежутке времени роста
давления от 0,65 Па до 0,8 Па переключить клапан КЭ3 в положение “ДР3”, а клапан КЭ3 в положение “Слив”.
При достижении давления 0,8 Па установить переключатель режима
работ в положение “Ручной”.
Во время снижения давления от 0,8 до 0,02 Па закрыть клапан КЭ2 и открыть КЭ1.
При снижении давления до 0,02 Па
переключить клапан КЭ3 в положение “Подача”.
При достижении давления 0,8 Па
переключить клапан КЭ3 в положение “Слив”.
При снижении давления до 0,02 Па переключить
клапан КЭ3 в положение “Подача”.
При повышении давления до 0,8 Па переключить клапан КЭ3 в положение
“Слив”.
При понижении давления до 0,02 Па
закрыть клапан КЭ1, закончив загрузку ГА в течение одного цикла.
Для проведения очередного часового цикла загрузки ГА выполнить вновь
работы по пунктам [лист 2].
3. Анализ используемой системы управления и преимущества SCADA-систем
.1 Анализ используемой системы управления
При анализе данного управления технологическим процессом можно заметить
ряд “пробелов” в его разработке. Практически все операции выполняются вручную,
даже автоматический режим работы в большинстве своем выполняется оператором.
При работе по данному техпроцессу оператор “привязан” к рабочему месту.
Статистика показывает ненадежность управления человеком по сравнению с машиной,
тоесть ЭВМ. Человеческий фактор может привести к неправильному выполнению
поставленной задачи вплоть до аварийной ситуации. Кроме того, контроль и
сигнализация осуществляются приборами давно устаревшими и являющимися не
надёжными в процессе эксплуатации.
Данный анализ приводит к выводу необходимости усовершенствования данного
управления технологическим процессом путем внедрения нового комплекта
оборудования и системам управления, контроля, сигнализации.
3.2 SCADA-системы в распределенных системах управления
Современные распределенные системы управления (РСУ)
характеризуются территориальной и функциональной распределенностью систем сбора
данных и управления.Контроль хода технологического процесса и управление
низовой автоматикой осуществляется оператором с автоматизированного рабочего
места оператора или операторской станции, состоящей, как правило, из цветного графического
дисплея с клавиатурой, установленных в операторском помещении. При
необходимости установки АРМ-оператора в цеху используются промышленные рабочие
станции со встроенной клавиатурой или выполненной в пыле- влагозащищенном
исполнении. Представление данных в реальном масштабе времени о ходе технологического процесса, визуализация
процесса в виде схем, составление отчетов и графиков, сигнализация отклонений параметров и другие функции
осуществляются с помощью специального программного обеспечения SCADА-систем.
SCADA-система (Supervisory Control
And Date Acquisition - система сбора данных и
оперативного диспетчерского управления) разрабатывалась, как универсальное
многофункциональное программное обеспечение систем верхнего уровня, позволяющее оперативному персоналу
наиболее эффективно управлять технологическим процессом. По мере развития
программных и аппаратных средств наблюдается применение SCADA-систем на нижнем,
контроллерном уровнях. Основные функции, выполняемые практически любой представленных на рынке промышленной автоматизации
SCADA - систем приведены ниже.
Сбор данных о параметрах процесса, поступающих от
контроллеров или непосредственно от датчиков и иснолнительных устройств (значения температуры,
давления и др. параметров, положение клапана или вала исполнительного
механизма).
Обработка и хранение (архивирование) полученной информации.
Под обработкой информации понимается выполнение функций фильтрации,
нормализации, масштабирования, линеаризации и др. для приведения данных к нужному формату.
Графическое представление в цифровой, символьной или иной
форме информации о ходе технологического процесса. Это может быть динамизация значений
переменных, представление значений переменных в виде графиков в функции времени
(трендов), гистограмм и др.
Сигнализация изменений хода технологического процесса,
особенно в предаварийных и аварийных ситуациях в виде системы алармов. При этом
может осуществляться регистрация действий обслуживающего персонала в аварийных
ситуациях.
Формирование сводок, журналов и др. отчетных документов о
ходе технологического процесса на основе информации, собранной в архивах.
Формирование команд оператора по изменению параметров
настройки и режима работы контроллеров, исполнительных устройств (пуск-останов,
открытие-закрытие и другие функции).
Автоматическое управление технологическим процессом в
соответсвии с имеющимися в SCADA-системах
алгоритмами управления (ПИ-, ПИД-регулиро-вание, позиционное, нечеткое регулирована и другие. Данные
функции рекомендуется
использовать для решения задач невысокого быстродействия.Таким образом, SCADA-системы являются
мощным инструментом для разработки ПО верхнего уровня АСУ ТП. При этом
от разработчика не требуется больших знаний в области программирования на
языках высокого уровня. Требования пользователя при выборе SCADA-системы
заключаются в выявлении соответствия функциональных возможностей SCADA-системы.
Наиболее распространенные на сегодняшний день SCADA-системы для РСУ представлены в таблице 3.1
Таблица 3.1 - Программные продукты класса SCADA
|
Наименование
|
Фирма-
производитель
|
|
1
|
2
|
|
In Touch
|
"Wonder
ware", США
|
|
Genesis 32
|
"Iconics",
США
|
|
1FIX
|
"Intellution",
США
|
|
Trace Mode
|
AdAstra, Россия
|
|
Real Flex
|
"BJ
Software Systems (BJSS)", США
|
|
Cimpliciti
|
"СЕ Fanuc", США - Япония
|
|
WinCC
|
"Siemens", Германия
|
|
Citect
|
"CI
Technology", Австралия
|
|
IMAGE
|
"Numpha
Soft", Финляндия-Россия
|
|
Master SCADA
|
ИнСАТ, Россия
|
|
VNS
|
ИнСАТ, Россия
|
|
КРУГ 2000
|
КРУГ, Россия
|
|
СКАТ-М
|
"Центрпрограммсистем",
Россия
|
|
VIORDmicroScada
|
"ФИОРД",
Россия
|
|
Phocus
|
"Jade
Software",CШA
|
|
МИКСИС
|
"МИФИ",
Россия
|
|
MOSCAD
|
"Motorola",
США
|
|
Elipse Windows
|
"Elipse
Software LTDA", Бразилия
|
|
Genie 3.0
|
"Advantech",
Тайвань
|
|
Wiz Factory
|
"PC Soft
International Inc.", США- Израиль
|
Требованиям проекта, характеристик инструментальной среды
разработки БД, графического редактора (палитра, тренды, алармы), скриптового
языка, а также характеристик исполнительской среды, платформы ПК, экрана,
диагностики, защиты от несанкционированного доступа, резервирования.
Немаловажным является сопровождение проекта, обучение, полнота
документации (наличие Help) и ее русификация.
Развитие SCADA-систем идет по пути обязательного наличия
интерфейса ОРС, применения языка VBA, расширения коммуникационных возможностей и функций на уровне
операторских станций, повышения гибкости и открытости пакета, бесплатной среды
разработки, модульности пакета, портирования SCADA-системы в память контроллера.
.3 Цели и задачи дипломного проектирования
В настоящее время во многих отраслях промышленности все большее
применение находят автоматизированные системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), которые обеспечивают высокую
точность регулирования процесса и повышение производительности труда.
Целью данного проекта является создание распределенной АСУ
процессом испытаний ГА. Создаваемая АСУ ТП должна соответствовать ГОСТ
24.104-85 ЕСС АСУ “Автоматизированные Системы
Управления. Общие требования”, с
учетом требований ПБ 09-540-03, ПБ 09-563-03 и другим действующим нормативным
документам.
Произвести оценку имеющейся системы управления, автоматизации технологического процесса (модернизация SCADA - системы). Установка контроллеров
позволяет поддерживать и изменять технологические параметры по заданному алгоритму. Контроль за параметрами на
дисплее ЭВМ [лист 4].
Задачи:
- повысить
производительность и улучшить условия труда;
управлять и контролировать технологический процесс;
- облегчение
обслуживания технологического оборудования;
- произвести
экономическую эффективность.
Внедрение ТРАСЕ MODE в данном проекте позволяет определять и поддерживать на заданном
уровне технологические параметры, вносить изменения без длительной остановки
всего технологического процесса. За счет внедрения показатели температуры,
уровня, влажности и другие, поддерживаются на оптимально заданном уровне, что необходимо для
нормального ведения технологического процесса, увеличение годового объема
производства планируется за счет уменьшения брака продукции.
4. Описание разработанной системы управления
.1 Системы контроля и регулирования
Современная АСУТП (автоматизированная система управления технологическим процессом) представляет собой многоуровневую
человеко-машинную систему уп-равления. Создание АСУ
сложными технологическими процессами осуществляется с использованием автоматических информационных систем
сбора данных и вычислительных комплексов, которые постоянно совершенствуются по
мере эволюции технических средств и программного обеспечения.
Диспетчер в многоуровневой автоматизированной системе управления технологическими
процессами получает информацию с монитора ЭВМ или с электронной системы
отображения информации и воздействует на объекты, находящиеся от него на
значительном расстоянии с помощью телекоммуникационных систем, контроллеров,
интеллектуальных исполнительных механизмов.
Концепция SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition - диспетчерское управление и сбор
данных) предопределена всем ходом развития свойств управления и результатами научно-технического прогресса. Применение SCADA-тех-нологий позволяет достичь высокого уровня
автоматизации в решении задач разработки систем управления, сбора обработки,
передачи, хранения и отображения информации. В настоящее время SCADA является
основным и наиболее перспективным методом автоматизированного управления
сложными динамическими системами (процессами).
Управление технологическими процессами на основе систем SCADA
применяется в сложных машиностроительных объектах, химические, нефтехимические
и нефтеперерабатывающие производства, железнодорожном транспорте, транспорте
нефти и газа и другие.
Как правило, это двухуровневые системы, так как именно на
этих уровнях реализуется непосредственное управление технологическими
процессами.
Специфика каждой конкретной системы управления определяется
используемой на каждом уровне программно - аппаратной платформой. Нижний
урівень объекта (контроллерный) -
включает различные датчики для сбора информации о ходе технологического
процесса, электроприводы и исполнительные механизмы для реализации регулирующих
и управляющих воздействий. Датчики поставляют информацию локальным програмируемым логическим контроллерам (PLC - Programming Logical Controller), которые могут выполнять следующие
функции: сбор и обработка информации о параметрах технологического процесса,
управление электроприводами и другими исполнительными механизмами, решение задач автоматического логического
управления и другие. Так как информация в
контроллерах предварительно обрабатывается и частично используется на месте,
существенно снижаются требования к пропускной способности каналов связи [лист
5].
В качестве локальных PLC в системах контроля и управления
различными технологическими процессами в настоящее время применяются
контроллеры, как отечественных производителей, так и зарубежных. На рынке
представлены многие десятки, и даже сотни типов контроллеров, способных
обрабатывать от нескольких переменных до нескольких сот переменных.
Информация с локальных контроллеров может направляться в сеть
диспетчерского пункта непосредственно, а также через контроллеры верхнего
уровня. В зависимости от поставленной задачи контроллеры верхнего уровня
(концентраторы, интеллектуальные или коммуникационные контроллеры) реализуют
различные функции. Функции контроллеров верхнего уровня: сбор и обработка
данных с локальных контроллеров, включая масштабирование, поддержание единого
времени в системе, синхронизация работы подсистем, организация архивов по
выбранным параметрам, обмен информацией между локальными контроллерами и верхним уровнем, работа
в автономном режиме при нарушениях связи с верхним уровнем, резервирование
каналов передачи данных.
Верхний уровень -диспетчерский пункт (ДП)-включает в себя, одну или несколь- ко станций управления, представляющих собой автоматизированное рабочее
место (АРМ) диспетчера/оператора. Здесь же может быть размещен сервер базы
данных, рабочие места (компьютеры) для специалиста. Часто в качестве рабочих станций
используются ПЭВМ типа IBM PC
различных конфигураций.
Станции управления предназначены для отображения хода
технологического
процесса и
оперативного управления . Эти задачи и призваны решать SCADA - системы SCADA - это специализированное программное
обеспечение, ориентированное на обеспечение интерфейса между диспетчером и
системой управления, а также коммуникацию с внешним миром.
Подавляющее большинство SCADA-систем реализовано на MS Windows платформах. Для обеспечения
функционирования SCADA-систем необходимы каналы связи. В этом качестве в
современных системах используются телефонные каналы общего пользования (ТФОП),
кабельные коммуникации, сотовая связь, радиорелейная связь, УКВ - связь и
другие [6]. Принцип реконструкции
заключается в следующем:
во первых, в улучшении качества технологического проекта, т.
е. замена старых приборов на более совершенные и точные приборы, что позволит улучшить качество выпускаемой
продукции, использование промышленных микроконтроллеров и SCADA-системы даст
возможность оперативно управлять технологическим процессом, вести точный
контроль и учет используемого сырья, конечной продукции, материальных ресурсов,
что имеет большое значение в условиях постоянного подорожания энергоресурсов и
сырья;
во вторых, в улучшении культуры производства, т. е. рабочему
персоналу будет легче обслуживать технологическое оборудование, что позволит
уменьшить производственные травмы и профессиональные заболевания, и
следовательно улучшение техники безопасности.
Автоматизация стенда по испытаниям ГА состоит из двух этапов:
на первом этапе производится замена старых пневматических
приборов и регуляторов на более совершенные электронные измерительные приборы
типа “САПФИР 22 Д” или их аналогов “МЕТРАН 43, 44-Ех”;
на втором этапе вводится в действие двухуровневая АСУ ТП на базе SCADA-системы ТРАСЕ MODE с использованием технологических
моноблочных контроллеров ТКМ 52 фирмы “TEKОH”.
4.2 Обоснование выбора SCADA-системы
Сегодня уже не приходится доказывать преимущества применения
АСУТП. Создание АСУТП позволяет переложить на машину часть ответственных
операций, требующих точности исполнения, тем самым повысить качество
выпускаемой продукции, продлить срок службы производственного оборудования, в
среднем на 5-10 лет, увеличить объем; и гибкость производства, снизить расход
сырья, энергии и материалов, улучшить условия труда.
Большинство производителей SCADA-систем, предлагающие свой
продукт, не в полной мере могут обеспечить разработку проекта с учетом всех
особенностей. Характерным для современных продуктов можно считать следующее:
применение технологий, не оптимизированных для использования в задачах АСУТП,
приводит к снижению надежности и производительности систем;
невысокие возможности резервирования;
невысокая степень автоматизации процесса разработки, - все
это требует большого количества ручных операций при создании информационной
базы, что приводит к росту числа
ошибок. В среднем на 10 ручных операций приходится одна ошибка клавиатурного
ввода, выбора из списка и так далее.
Перед руководителями предприятия встают проблемы выбора. Один
вариант это купить готовую SCADA-систему, и на её базе создать необходимую АСУ ТП. Второй - нанять программистов для
разработки заказной системы.
Рассмотрим вариант разработки заказной АСУ ТП силами группы программистов.
Подсчитано, что для создания самой функционально примитивной
системы на 1000 точек ввода / вывода требуется по самым
скромным подсчетам: 3 человека / года - написание версии, 0,5 чел / год - создание документации,
тестирование исправление ошибок потребует не менее 4 человек / лет. В результате получаем, что даже
при современной невысокой оплате интеллектуального труда в России (от 3000 руб до 15000 руб) для написания первой версии потребуется 720000
руб и примерно 1
год. Около 300000 руб уйдет на
налоги с фонда заработной платы. И так самая минимальная стоимость проекта
составит 10800000 руб. Полученный продукт - это не универсальная SCADA, а частное решение. Ее адаптация для
других задач потребует расходов в размере 10 - 20 % от первоначальных. Таким
образом, начальные затраты при разработке заказной АСУ - 10800000 руб, расходы на инсталляцию
системы на других участках от 108000 руб до 216000 руб на участок.
При использовании ТРАСЕ MODE для разработки проекта потребуется
закупить инструментальное программное обеспечение и исполнительный модуль.
Разработка может осуществляться силами одного технолога 0,6 человека / года.
Применение ТРАСЕ MODE
позволяет сократить начальные расходы и расходы на развитие системы - в 3 - 6 раз по сравнению с заказными
разработками.
Решив купить готовый продукт, руководитель предприятия
сталкивается с ситуацией, когда ему
приходится выбирать что-то одно из множества предлагаемого.
Как выбрать необходимое и не запутаться? На рынке в настоящее
время имеется большой выбор SCADA-систем как современных, вышедших в свет
совсем не давно, так и систем старого поколения, работающих под
операционной-системой DOS. Особенностью западного рынка автоматизации является то, что основная
доля потребителей - малые и средние предприятия. В России ситуация прямо
противоположная. Основная часть потребителей это крупные и особо крупные предприятия. Учитывая
особенности, местные рынки производят свои продукты (SCADA-пакеты). Лучше то,
что можно использовать без адаптации под местные условия рынка. Зачем нужен
адаптированный продукт? Ни одна западная система не имеет такой полной
поддержки широко использующихся в России контроллеров. Не редко приходится
сталкиваться с ситуацией, когда на одном предприятии используется одновременно
несколько марок контроллерэв, используя современные контроллеры, оставляют еще
работающие советские. Кто захочет выбрасывать работающее оборудование и
тратиться на новые дорогие контроллеры? Этого можно избежать. В SCADA системе ТРАСЕ MODE осуществляется современная поддержка
как старых советских,
так и современных
контроллеров Российского и зарубежного производства. Причем, одновременно
несколько марок контроллеров могут работать с одной операторской станцией. Существенным является тот
факт, что большинство распространенных
контроллеров в России, в этой системе поддерживается бесплатно. Потребитель
получает набор драйверов вместе со средой разработки. Среди современных систем
под ОС Windows в России уже давно лидирует
фирма AdAstra research Group, Ltd с продуктом ТРАСЕ MODE.
Этот пакет отличается не только превосходной надежностью в
эксплуатации и объективной, не завышенной ценой. В SCADA-системе ТРАСЕ MODE реализован ряд функций и технологий,
не имеющих аналогов в мире, что выгодно отличает этот пакет от конкурирующих.
Внедрение ТРАСЕ MODE в данном проекте позволяет определять и поддерживать на
заданном уровне технологические параметры, вносить изменения без длительной
остановки всего технологического процесса. За счет внедрения показатели температуры, уровня,
влажности и другие., поддерживаются на оптимально заданном уровне, что
необходимо для нормального ведения технологического процесса, увеличение
годового объема производства планируется за счет уменьшения брака продукции.
.3 Система АСУ ТП на базе SCADA- системы TRACE MODE
Система АСУ ТП предназначена для сбора и обработки в аагоматизированном режиме
информации обо всех текущих параметрах технологического процесса и обеспечивает
автоматизированный коммерческий учет, а также оперативный контроль и
регулирование основных технологических параметров. Система АСУ ТП на базе TRACE MODE состоит из трех уровней: полевого,
контроллерного и операторского. На полевом уровне используется датчиковая
апаратура (датчики физических параметров, счетчики электроэнергии, расходомеры
и другие), предназначенная для сбора первичной информации о ходе
контролируемого процесса, а также исполнительные механизмы для
непосредственного управления процессом, расчет расходов: вода, водяной пар,
любой газ известного состава (воздух, природный газ), нефть и нефтепродукты.
На полевом уровне в системе АСУ ТП могут использоваться как
традициионные датчики, так и
интеллектуальные с микропроцессорной обработкой сигнала и двунаправленной цифровой связью.
Функции системы:
а) формирование архивов по всем измеряемым величинам;
б) формирование контрольных архивов, защищенных от
редактирования;
в) формирование отчетов на бумажном носителе в соответствии с
требованиями нормативной документации;
г) визуализация подконтрольного процесса;
д) оперативный контроль за функционированием объекта;
е) формирование сигналов тревоги при выходе контролируемых
параметров за допустимые границы;
ж) самодиагностика;
з) интеграция в локальную сеть предприятия.
Традиционные датчики: датчики температуры с естественным выходным сигналом ТСМ/ТСП, ТХК/ТХА, ТПП/ТВР; датчики
давления с токовым унифицированным выходным сигналом серий “МЕТРАН - 22”, “МЕТРАН - 43”,“МЕТРАН - 44”, “МЕТРАН - 45”, “МЕТРАН - 49”, “МЕТРАН - 55”, “САПФИР - 22д”; расходомеры с токоимпульсным выходные сигналом (“МЕТРАН - 300 ПР”) и с частотным выходным сигналом
(СВА) и другие.
Интеллектуальные датчики:
датчики давления фирмы Fisher-Rosemount, массовые расходомеры Micro-Motion и другие, которые передают
информацию, как в виде токового сигнала, так и в виде сигнала с цифровым кодом
на базе HART-протокола.
При использовании на полевом уровне интеллектуальных датчиков
давления SCADA-система позволяет в полной мере использовать их преимущества: дистанционную самодиагностику; широкий диапазон перенастройки;
перенастройку датчиков без снятия с объекта; измерение одним датчиком
нескольких параметров; доступ к дополнительным возможностям при помощи HART- коммуникатора.
Операторский уровень предназначен для визуализации
контролируемого технологического процесса, ведения архивов, оперативного
вмешательства в ход технологического процесса и формирования отчетов о
технологическом процессе. Операторский уровень состоит из четырех подсистем:
диспетчерского обмена, лей (ТЭП), управления технологическим процессом и предназначен для выполне
коммерческого и технологического учета, расчета технико-экономических показате-ния следующих функций:
а) визуализации параметров энергосбережения и данных
коммерческого учета;
б) визуализации параметров технологического процесса;
в) дистанционного и супервизорного управления оборудованием и технологическим процессом;
г) ведения архивной базы данных и расчетных математических
задач;
д) автоматической поддержки системной и технологической сигнализации;
е) расчета ТЭП;
ж) выполнения инжиниринговых операций по конфигурированию
системы и программированию контроллерного уровня системы и операторских
станций;
з) диспетчеризации сетевого обмена между компонентами
системы.
Операторский уровень строится на основе IBM совместимых компьютеров, которые
объединены в сеть, и включает в себя следующие типы станций:
станция оператора-технолога (станция наблюдения и
управления);
станция расчетных задач (центральное вычислительное
устройство);
инженерная станция;
шлюзовая станция.
Допускается реализация станций оператора-технолога, инженера, расчетных задач и шлюзовой
станции, как на отдельных компьютерах, так и на одном. В целом для системы: общее
количество датчиков в системе до 5000 шт; время реакции системы на событие от
250 миллисекунд до 3 секунд; подключение отдельных контроллеров по "витой
паре" или по телефонному/радиоканалу через модем.
Прикладное программное обеспечение операторского уровня
включает в себя: операторскую (диспетчерскую) станцию (несколько равноправных);
инженерную станцию (конфигурирование системы); архивную станцию (на
файл-сервере или рабочей станции); станцию расчетных задач, шлюзовую станцию.
Программное обеспечение операторского уровня системы АСУТП на
базе TRACE MODE должно быть выполнено для работы на
IBM-совместимом компьютере промышленного или офисного
исполнения с хорошими характеристиками. Существует возможность динамического обмена информацией с
другими приложениями MS Windows: MS Excel, MS Access.
Таблица 4.1 - Характеристика программного обеспечения
операторского уровня системы АСУТП на базе TRACE MODE
|
Наименование
|
Для работы в ОС
|
Для работы в ОС Windows NT
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Оперативная память
|
640 кБ
|
32 MБ
|
|
Занимаемое место на
жестком диске, включая архивы
|
1 Гб
|
1 Гб
|
|
Процессор
|
Intel 486 и выше
|
Intel 486 и выше
|
Контроллерный уровень обеспечивает: сбор и первичную
обработку данных от датчиковой аппаратуры;
математическую обработку исходных данных процесса; логико-программное
управление; технологическую сигнализацию; предварительное архивирование
расчетных и исходных данных.
Для организации контроллерного уровня используются
контроллеры общего или специального назначения, объединение которых в сеть
возможно на основе интефейсов: Brtbus со скоростью обмена до 375
Кбт и RS232C/485 с использованием протоколов
Ве11202 или Modbus со скоростью - до 19,6 Кбт.
На каждом из уровней системы (полевом, контроллерном,
операторском) возможны различные варианты комплектации оборудованием,
различающимся по характеристикам в зависимости от технических требований.
Используемые технологические контроллеры - “ТКМ - 52, “ROC 364”, IBM-совместимый контроллер, максимальное количество
контроллеров в локальной сети: “ТКМ-51” - 256 шт (с использованием
ретрансляторов); “ROC 364” - 156 шт.; "Мастер" - 256 шт.
Таблица 4.2 - Краткие технические характеристики контроллеров
|
Наименование
|
Количество входов
(выходов)
|
|
ТКМ-52
|
ROC364
|
IBM совместимый
|
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
Аналоговые входы
|
48
|
64
|
300
|
|
Аналоговые выходы
|
32
|
64
|
300
|
192
|
64
|
500
|
|
Расчетные расходы
|
6
|
12
|
50
|
|
Расчетные тепловые
потоки
|
б
|
12
|
50
|
В качестве основного УСОД (устройства сбора и обработки
данных) на контроллерном уровне применен отечественный контроллер “ТКМ - 52”. Этот контроллер решает задачи как коммерческого, так и технологического учета, управления и
регулирования. “ТКМ-52” может содержать от 1 до 4-х плат
ввода - вывода с количеством входов - выходов от 8 до 48. Большое число
входов позволяет значительно уменьшить удельную стоимость учета по сравнению с другими контроллерами.
При использовании интеллектуальных датчиков с HART-выходом в качестве контроллера применяются контроллеры семейства ROC XXX.
4.4 Промышленный микроконтроллер “ТКМ - 52”
Режимы применения “ТКМ - 52” в АСУ ТП
Контроллер “ТКМ - 52” предназначен для сбора, обработки информации и формирования воздействий
на объект управления в составе распределенных иерархических или локальных
автономных АСУ ТП на основе сети Ethernet или RS-485(MODBUS). Контроллер может использоваться:
а) как автономное устройство управления небольшими объектами;
б) как удаленный терминал связи с объектом в составе
распределенных систем управления;
в) одновременно как локальное устройство управления и как
удаленный терминал связи с объектом в составе сложных распределенных систем
управления.
Контроллер в дублированном режиме рассчитан на применение в
высоконадежных системах управления. В контроллер, в зависимости от вариантов
исполнения, может устанавливаться
одна из операционных систем: DOS или Системное Программное Обеспечение (СПО) на базе OS LINUX. В первом случае МФК можно
осуществлять посредствам универсальных средств программирования с помощью программы TRA - CE MODE.
В автономном применении контроллер решает задачи средней
информационной емкости (50 - 200 каналов). К нему можно подключить периферийные
различные устройства по последовательным (RS - 232, HRS - 485) и параллельному интерфейсу, а также по сети Ethernet. В качестве пульта оператора-технолога
может использоваться встроенный
блок клавиатуры и индикатора V03.
В режиме применения удаленного терминала связи с объектом,
управляющая программа исполняется на вычислительном устройстве верхнего уровня
иерархии (например, на IBM PC),
соединенному с контроллером по последовательному каналу (RS - 232 или RS - 485. По протоколу Modbus), либо по сети Ethernet, а контроллер обеспечивает сбор информации и выдачу
управляющих воздействий на объект.
Применение в смешанном режиме (в качестве интеллектуального узла распределенной АСУ ТП) управление объектом производится
прикладной программой,
хранящейся в энергонезависимой памяти контроллера. При этом
контроллер подключен к сети Ethernet, что позволяет вычислительному устройству верхнего уровня
иерархии, иметь доступ к значениям входных и выходных сигналов контроллера и
значениям рабочих переменных прикладной программы, а также воздействовать на эти
значения. В контроллере могут быть использованы все свободные интерфейсы, а также его
клавиатура и индикатор. Одновременное исполнение прикладной программы и работа
по сети Ethernet поддерживается средствами
операционной системы контроллера и системой ввода-вывода.
Данный вариант в наибольшей степени использует ресурсы
контроллера “ТКМ 52”, и позволяет создавать с его помощью
гибкие и надежные распределенные АСУ ТП любой информационной мощности (до десятков тысяч каналов). При этом
обеспечивается живучесть отдельных подсистем.
Состав и характеристики контроллера
Контроллер “ТКМ - 52” является проектно-компонуемым изделием, состав
которого определяется при заказе. Контроллер состоит из базовой части,блока клавиатуры-индикации и модулей ввода-вывода (от
1 до 4) . Базовая часть контроллера состоит из корпуса, блока питания,
процессорного модуля PCM423L с модулем TCbus52 и блоком клавиатуры и индикации V03.
Корпус контроллера металлический, состоит из секций,
соединенных между собой с помощью
специальных винтов. В задней секции размещается блок питания и процессорный
модуль. В остальных секциях размещаются модули ввода-вывода. В передней секции всегда размещается блок клавиатуры и индикации VОЗ. В зависимости от количества
секций для модулей ввода-вывода различаются следующие комплектации базовой части контроллера:
Контроллер “ТКМ - 52” работает от сети переменного тока частотой 50 Гц и напряжением 220 В, потребляемая мощьность 130 Вт.
Контроллер “ТКМ - 52” рассчитан на непрерывную круглосуточную работу.
Диапазон рабочих температур окружающей контроллер среды от
плюс 5 до плюс 50 С. Контролер имеет
пылебрызгозащищенное исполнение IP42.
Основные характеристики процессорного модуля:
а) процессор: FAMD DX-133(5x86-133);
б) системное ОЗУ-8Мбайт, в зависимости от установки модуля
памяти может расширяться до 32 Мбайт;
в) FLASH - память системных и прикладных программ-4 Мб (может расширяться до 144 Мб;
г) последовательные порты: СОМ1 RS232, COM2 RS232/RS485 совместимы UART 16550, параллельный порт LPT1: поддерживает режимы SPP/EPP/ECP;
д) Ethernet интерфейс: контроллер Realtek RTL8019AS, программно совместим NE2000;
е) таймер аппаратного сброса WatchDog, астрономический календарь-таймер с питанием от встроенной
батареи , питание - 5 В ± 5 %, 2 А.
.5 Выбор первичных преобразователей
Выбор датчиков уровня
Волновой уровнемер серии 3300. Измеряемая среда: нефть, вода,
жидкости с высокой химической активностью. Исполнения: обыкновенное;
взрывозащищенное Ех, Вн. Выходной сигнал: 4 - 20 мА с цифровым сигналом на базе HART - протокола.
Степень защиты от воздействия пыли и воды 1Р66.
Межпроверочный интервал - 1 год. Гарантийный срок
эксплуатации 1 год. Внесен в Госреестр средств измерений под № 25547 - 03, сертификат № 15816. Датчик
предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования,
управления и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого
параметра в унифицированный токовый сигнал.
Достоинства:
- точность
измерений не зависит от диэлектрической проницаемости, плотнос-
ти, температуры, давления и рН;
различные типы зондов позволяют применять
датчик в резервуарах с
внутрен-
ними
конструкциями, турбулентностью и пеной;
надежное измерение сыпучих веществ;
- простота
установки;
- низкая
стоимость кабелей;
простота замены датчиков используемых ранее; возможно
использование существующих конструкционных приспособлений от буйкового уровнемера;
значительное сокращение эксплуатационных затрат.
Работа датчика.
Принцип его действия основан на технологии рефлектометрии с
временным разрешением. Микроволновые радиоимпульсу малой мощности направляются
вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой нужно
определить. Когда радиоимпульс достигает среды с другим коэффициентом
диэлектрической проницаемости, из-за разности коэффициентов происходит
отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал
между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхо-сигнала
пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды.
Выбор датчиков давления
Датчики давления “МЕТРАН - 43”
Измеряемые среды: жидкость, пар, газ, в т.ч. газообразный
кислород и ки-слородосодержащие среды при давлении не выше 1,6 МПа.
Исполнения: обыкновенное; взрывозащищенное Ех, Вн. Выходной
сигнал:
- 5, 4 - 20, 0 - 20, 5 - 0, 20 - 4, 20 - 0 мА. Климатическое исполнение:
УХЛ3.1, У 2, ТЗ. Степень защиты от воздействия пыли и воды: 1Р65.
Датчики давления серии “МЕТРАН - 43” предназначены для работы в системах
автоматического контроля, регулирования и управления и обеспечивают непрерывное
преобразование значения измеряемого параметра в аналоговый унифицированный сигнал. Датчики работают с вторичной регистрирующей и
показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики,
воспринимающими стандартный токовый сигнал. Датчики “МЕТРАН - 43”с микропроцессорным преобразователем имеют преимущества перед аналогичными
датчиками с аналоговым преобразователем по всем показателям: метрологическим,
функциональным, эксплуатационным.
Выбор датчиков температуры
Преобразователи термоэлектрические ТХА “МЕТРАН-241” и ТХК “М-242” Назначение: для измерения
температуры жидких, твердых и газообразных продуктов. Количество чувствительных элементов: НСХ: ХА (К)
- для ТХА.
“МЕТРАН - 241”; ХК (Ц) - для ТХК “МЕТРАН - 242”. Класс допуска: диапазон измеряемых
температур: от минус 50 до минус 200°С. Рабочий спай: изолированный. Материал
головки пластик АБС. Длину удлинительных проводов выбирать из ряда: 120, 250,
500, 800, 1000, 1600, 2000, 2500, 3150 мм.
4.6 Выводы и рекомендации по усовершенствованию. АСУ
Принцип модернизации заключается в следующем:
во- первых, в улучшении качества технологического проекта, замена старых
приборов на более совершенные и точные приборы, что позволит улучшить качество
выпускаемой продукции, использование промышленных микроконтроллеров и
SCADA-системы даст возможность оперативно управлять технологическим процессом,
вести точный контроль и
учет используемого
сырья, конечной продукции, материальных ресурсов, что имеет большое значение в
условиях постоянного повышения стоимости энергоресурсов и сырья;
во - вторых, в улучшении культуры производства, рабочему персоналу будет легче обслуживать технологическое
оборудование, что позволит уменьшить производственные травмы и профессиональные
заболевания, и, следовательно, улучшение техники
безопасности. Реконструкцию АСУТП блока ЭЛОУ следует провести в два этапа:
а) на первом этапе производится замена пневматических
приборов и регулято-
ров на
более совершенные электронные измерительные приборы типа “САПФИР 22 Д” или их аналогов “МЕТРАН 43, 44-Ех”.
б) на втором этапе вводится в действие двухуровневая АСУТП на
базе SCADA - системы ТРАСЕ МО с использованием технологических моноблочных контроллеров ТКМ - 52 фирмы “ТЕКОН”.
5. Расчетная часть
5.1 Теоретическое обоснование выбора схемы регулирования
Система автоматического регулирования технологического
процесса - это совокупность регулируемого
объекта и автоматического регулятора взаимодействующих между собой.
В зависимости от характера информации о ходе технологического
процесса используемой для целей управления, система автоматического
регулирования подразделяется на следующие виды: по отклонению системы
комбинированного регулирования; с использованием промежуточных регулируемых
величин системы многосвязанного регулирования.
В качестве системы регулирования выбрана система, в которой
регулируется температура
рабочей среды.
Система регулирования температуры жидкости относится к
системам автоматического регулирования по отклонению - это система, в которой
регулирующее воздействие формируется в результате сравнения текущего и
заданного значения регулируемой величины.
В зависимости от числа контуров регулирования, образованных
регулируемым объектом и автоматическими регуляторами, системы автоматического регулирования подразделяется на
одноконтурные, многоконтурные, с переменной структурой.
Выбранная система регулирования температуры жидкости
относится к одноконтурной системе - в такой системе регулируемый объект и
автоматический регулятор образует один замкнутый контур регулирования.
5.2 Расчёт основных элементов схемы регулирования
Определение математической модели объекта
Процессы, протекающие в объектах, могут быть формализованы,
то есть с достаточной степенью
точности описаны с помощью математических зависимостей.
Совокупность математических уравнений, отражающих взаимосвязь
выходных и входных величин объекта, дополненная ограничениями, накладываемыми
на эти величины условиями их физической реализации и безопасной эксплуатации,
представляют собой математическую модель (математическое описание) объекта. Математическая формализация объекта
позволяет использовать для его исследования, а также для решения задачи
управления этим объектом методы математического моделирования, которые обычно
реализуют с применением средств вычислительной техники [2].
Статическая модель содержит уравнение связи между входными и
выходными величинами объекта в равновесном состоянии:
y=f(x,z). (5.1)
Динамическая модель связывает входные и выходные величины
объекта в неравновесных состояниях:
y=f(x,z,t), (5.2)
По данным, взятым с технологического объекта, построим кривую разгона:
Рисунок 5.1 - Кривая разгона
Для обеспечения нормального функционирования системы регулирования из технологического
регламента, выбираются следующие параметры качества: динамическая ошибка ΔРкл. = 40 кПа; степень затухания Ψ= 0,72; степень
колебательности Δt = 0,5 мин.
Определение значения коэффициента усиления объекта [3]:
(5.3)
где Ку - коэффициент усиления объекта;
Δt - степень колебательности, мин;
ΔZ - отклонение входного
воздействия в безразмерном виде, приведенное к единице.
(5.4)
где
ΔРкл. - динамическая ошибка, кПа;
80 - постоянная величина.
Определение передаточной функции объекта регулирования
Для каждого участка 1-ой переходной характеристики, представленной на
рисунке 5.1, определяется значения координаты Y(i). Для каждого участка рассчитываем h(i) - отклонение регулируемой величины h(iΔt), где i =1,
2,3. Полученные значения заносятся в таблицу 5.1:
(5.5)
Аппроксимация методом площадей
Величина площади F1:
Для каждого участка рассчитаем значения независимая переменная λ (i):
(5.7)
Для каждого участка рассчитаются значения 1-λ (i) и 
заносятся
в таблицу 5.1.
Таблица 5.1 -
Расчётные значения величин
|
Номер Участка, i
|
t t
|
Y(i)
|
h (i)
|
l-h(i)
|
λ(i)
|
1-λ(i)
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
0
|
0,00
|
0,0000
|
0,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
1,0000
|
1,0000
|
|
1
|
0,5
|
0,7700
|
0,1540
|
0,8460
|
0,2814
|
0,7186
|
0,6080
|
|
2
|
1,0
|
1,7400
|
0,3480
|
0,6520
|
0,5627
|
0,4373
|
0,2851
|
|
3
|
1,5
|
2,5000
|
0,5000
|
0,5000
|
0,8441
|
0,1559
|
0,0779
|
|
4
|
2,0
|
3,2000
|
0,6400
|
0,3600
|
1,1255
|
0,1255
|
0,0452
|
|
5
|
2,5
|
3,6500
|
0,7300
|
0,2700
|
1,4069
|
0,4069
|
-0,1099
|
|
6
|
3,0
|
4,0300
|
0,8060
|
0,1940
|
1,6882
|
0,6882
|
-0,1335
|
|
7
|
3,5
|
4,3500
|
0,8700
|
0,1300
|
1,9696
|
0,9696
|
-0,1260
|
|
8
|
4,0
|
4,6200
|
0,9240
|
0,0760
|
2,2510
|
1,2510
|
-0,0951
|
|
9
|
6,0
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
3,3765
|
2,3765
|
0,0000
|
|
10
|
6,5
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
3,6579
|
2,6579
|
0,0000
|
|
11
|
7,0
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
3,9392
|
2,9392
|
0,0000
|
|
12
|
7,5
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
4,2206
|
3,2206
|
0,0000
|
|
13
|
8,0
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
4,5020
|
3,5020
|
0,0000
|
|
14
|
8,5
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
4,7833
|
3,7833
|
0,0000
|
|
15
|
9,0
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
5,0647
|
4,0647
|
0,0000
|
|
16
|
9,5
|
5,0000
|
1,0000
|
0,0000
|
5,3461
|
4,3461
|
0,0000
|
Определение вспомогательной величины F2 - площадь:
(5.8)
Для передаточной функции стабилизирующего контура второго порядка коэффициенты в числителе
равны нулю, поэтому коэффициенты полинома знаменателя
а1 = f = 1,777; а2 = F2 =2,9098.
Определим передаточную функцию объекта без запаздывания.
Объект будет являться колебательным звеном, так как 
<2.
Уравнение передаточной функции контура без учета звена запаздывания такого
объекта будет иметь вид:
(5.9)
При подстановке коэффициентов:
(5.10)
Уравнение передаточной функции контура объекта управления с учетом
звена за паздывания и коэффициента усиления объекта управления
имеет вид [4]:
(5.11)
(5.12)
Аппроксимация выполнялась приближенным методом, поэтому необходимо
оценить точность аппроксимации для этого определяются оригиналы передаточных
функций (5.12) методом обратного преобразования Лапласа [3].
Проверка точности аппроксимации производится по (5.13):
(5.13)
где Т -преобразование по Лапласу;
а2, а1- коэффициенты полинома.
(5.14)
5.15)
Так как ζ < 1 то
(5.16)
(5.17)
(5.18)
(5.19)
(5.20)
Расчет значений вспомогательных величин:
.
Таблица 5.2 - Точность аппроксимации
|
t
|
Т
|
 λСγ  h(∞)σ, %
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
|
0
|
1,2
|
0,7
|
0,560
|
1,478
|
0,610
|
0,742
|
0,0000
|
1
|
0
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
0,0698
|
|
2,45
|
|
2
|
|
|
|
|
|
|
0,2257
|
|
1,2232
|
|
3
|
|
|
|
|
|
|
0,4085
|
|
3,2556
|
|
4
|
|
|
|
|
|
|
0,5827
|
|
0,573
|
|
5
|
|
|
|
|
|
|
0,5872
|
|
0,573
|
|
6
|
|
|
|
|
|
|
0,8445
|
|
-3,851
|
|
7
|
|
|
|
|
|
|
0,9263
|
|
4,368
|
|
8
|
|
|
|
|
|
|
1,0325
|
|
-3,253
|
|
9
|
|
|
|
|
|
|
1,0312
|
|
-3,115
|
|
10
|
|
|
|
|
|
|
1,0265
|
|
-2,646
|
|
11
|
|
|
|
|
|
|
1,0203
|
|
2,055
|
|
12
|
|
|
|
|
|
|
1,0147
|
|
1,3
|
|
|
|
|
|
|
1,0097
|
|
-0,972
|
|
14
|
|
|
|
|
|
|
1,0058
|
|
-0,576
|
|
15
|
|
|
|
|
|
|
1,0029
|
|
-0,288
|
|
16
|
|
|
|
|
|
|
1,0009
|
|
-0,095
|
=0,7427
Точность аппроксимации для i =0:
;
Аналогичный расчет для остальных точек записывается в таблицу 5.2. Из
таблицы видно, что погрешность не превышает 5 %. Для
проверки точности аппроксимации рассмотрели безразмерные передаточные функции и
кривые переходного процесса.
Задача аппроксимации состоит в том, чтобы определить неизвестные
коэффициенты а1, а2,- аn, b1, b2- bn, используя для этого
систему уравнения, коэффициенты F1, F2, F3 связаны с кривой переходного процесса
интегральными соотношениями [2].
5.3 Выбор закона регулирования
Закон регулирования выбирается в соответствии с полученной передаточной
функцией объекта регулирования. По кривой переходного процесса, изображенной на
рисунке 5.1, определим величину Т, для этого, проведем прямую, ордината которой
будет соответствовать максимальной ординате кривой переходного процесса, и
касательную к кривой переходного процесса из начала координат. Абсцисса точки
пересечения этих прямых будет являться искомым значением Т=3.
Ориентировочно характер действия регулятора определяется по величине отношения
времени запаздывания объекта к его постоянной времени τ/То.
По графику зависимости динамического коэффициента Rд от отношения 
на статических объектах с
апериодическим процессом найдем на кривой ПИ-закона регулирования значение
величины Rд, соответствующее 0,14 [4].
Подбор регулятора начинается с определения максимального динамического
отклонения регулируемой величины в замкнутом контуре. При этом должно
соблюдаться условие
(5.21)
Определение 
ведется для статических объектов по уравнению:
(5.22)
где Rd - динамический коэффициент регулирования в
системах со статическими объектами;
Ку.ов - коэффициент усиления объекта;
Хв - регулирующее воздействие, вызывающее такое же изменение регулируемой
величены, как и максимальное возмущающее воздействие 
.
Динамическая ошибка регулирования рассчитывается для ПИ -
регулятора по (5.22). Коэффициент Rd характеризует степень воздействия регулятора на объект,
находится по рисунку 5.2 [4], для апериодического процесса при
Rd =0,14
.
Проверяется на выполнение условие (5.21):
6,72 % < 7,1 %.
Условие выполняется, следовательно, можно использовать
ПИ-закон регулирования. Проверка на время
регулирования не производится как
переходной процесс в АСР может быть либо с 20 %
перерегулированием, либо с минимальной квадратичной ошибкой. Все
предъявляемые условия выполняются, следовательно, выбирается ПИ - регулятор.
5.4 Математический расчет настроечных параметров регулятора
Отличие расширенных частотных характеристик от обычных состоит в том,
что для экспериментального получения обычных частотных характеристик нужно
подвергнуть объект периодическому возмущению с постоянной амплитудой, а для
получения расширенных частотных характеристик нужно создавать периодическое
возмущение не с постоянной, а с затухающей амплитудой, процесс носит затухающий
характер (на самом деле расширенные частотные характеристики экспериментально
определить нельзя).
Если поведение системы определяется ближайшей к мнимой оси парой
сопряженных комплексных корней ее характеристического уравнения, то форма
переходного процесса в реакции АСР на ступенчатое возмущение подобна форме
процессов в колебательном звене второго порядка. В этом случае запас
устойчивости системы можно характеризовать величиной степени затухания.
В колебательном звене степень затухания и степень колебательности
связаны однозначной зависимостью. Степень затухания есть отношение разности
соседних амплитуд колебаний к большей из них.
При синтезе АСР применяют пять типовых законов регулирования (П, И, ПИ, ПД, ПИД).
Настройки регуляторов определяются по линии равного затухания (ЛРЗ),
для построения которой необходимо предварительно получить расширенные
частотные характеристики (РЧХ) объекта регулирования. Для нахождения РЧХ
сложных объектов их передаточную функцию представляют в виде произведения (или
частного) элементарных звеньев, РЧХ. Расширенная амплитудно-частотная характеристика
(РАЧХ) объекта находится перемножением (или делением) РАЧХ типовых
звеньев, а расширенная фазово-частотная характеристика (РФЧХ) обьекта -
суммированием (или вычитанием) РФЧХ типовых звеньев. В нашем
случае для ПИ - закона регулирования. ЛРЗ для ПИ-регулятора строится
в координатах Кр/Ти (ось ординат) и Кр (ось абсцисс) по уравнению, заданному в
параметрической форме.
В качестве оптимальных настроек ПИ-регулятора рекомендуются настройки, соответствующие
точке ЛРЗ, расположенной несколько правее вершины ЛРЗ, характеризующей максимум
величины Кр/Ти.
Такие настройки обеспечивают помимо заданной колебательности
переходного процесса минимум интегрального критерия-качества.
Определение степени колебательности:
(5.23)
Из условия степень затухания 
=
0,72. Следовательно, степень колебательности т можно выразить из
формулы:
(5.24)
Определим значения коэффициентов Q, R и S.
(5.25)
(5.26)
(5.27)
Определение значений граничных частот 
и 
(5.28)
(5.29)
Исходя из значений граничных частот, зададимся
частотами 
и занесем их
в таблицу 5.3. Для каждой из выбранных частот определяются амплитудные
значения А(
)
(5.30)
Произведем подстановку и расчет для =0
Аналогично рассчитаем 
для остальных частот. Полученные значения
занесем в таблицу 5.3. Данные таблицы 5.3 Используем для построения расширенных
амплитудно-частотных и фазово-частотную характеристик. Используем частоты,
взятые из таблицы 5.3, для определения значения 
:
(5.31)
Произведем подстановку и расчет для = 0
Так как = 0, то формула (5.31) имеет вид:
Аналогично рассчитаем 
для остальных частот.
Определение граничных частот 
и 
для
ПИ-регулятора:
(5.32)
(5.33)
При подстановке всех известных получили 
Таблица5.3 - Данные для построения РАЧХ и РФЧХ
|
ω
|
А(m, ω)
|
φ(m,ω)
|
ω
|
А(m, ω)
|
φ(m,ω)
|
ω
|
А(m, ω)
|
φ(m,ω)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
0
|
10,0000
|
0,0000
|
0,80
|
7,9106
|
-2,5858
|
3,00
|
0,3885
|
-3,3482
|
|
0,15
|
10,9260
|
-0,2654
|
0,90
|
5,8473
|
-2,7553
|
3,50
|
0,2824
|
-3,3760
|
|
0,31
|
13,1743
|
-0,6144
|
1,00
|
4,4804
|
-2,8704
|
4,00
|
0,2146
|
-3,3967
|
|
0,40
|
15,0692
|
-0,9057
|
1,20
|
2,8757
|
-3,0163
|
4,50
|
0,1687
|
-3,4127
|
|
0,50
|
16,4954
|
-1,3675
|
1,50
|
1,7187
|
-3,1394
|
5,00
|
6,1361,
|
-3,4255
|
|
0,60
|
14,7366
|
-1,9018
|
2,00
|
0,9138
|
-3,2480
|
6,00
|
0,0939
|
-3,4447
|
|
0,70
|
10,9944
|
-2,3197
|
2,50
|
0,5687
|
-3,3088
|
|
|
|
Рисунок 5.2 - Расширенные частотные характеристики (РАЧХ и
РФЧХ одной системе координат)
Построим линию равного затухания для ПИ-регулятора. Для этого вычисляются
значения Кр (m,ω)
и 
при 
:
(5.34)
(5.35)
(5.36)
Вычисление значений Кр(т,ω) и для ω = 0,6
Проводится аналогичный расчет для остальных значений ω и записываются в таблицу 5.4.
На линии равного затухания выберем точку правее максимума (0,2994; 0,0597).
По координатам этой точки определим настроечные параметры регулятора (предел
пропорциональности по формуле (5.37) и время интегрирования по
формуле (5.38)).
(5.38)
(5.37)
где Кр - координата точки на линии абцисс;
Кр/Ти - координата точки на линии ординат.
Рисунок 5.3 - Линия равного затухания ПИ- регулятора
5.5 Определение показателей и оценка качества регулирования
Определим устойчивость замкнутой системы. Для этого определим
устойчивость разомкнутой системы регулирования по критерию Найквиста.
Передаточная функция объекта регулирования имеет вид:
(5.39)
Передаточная функция ПИ-регулятора имеет вид:
(5.40)
При
оценке поведения АСР показатели
качества не должны быть хуже, чем заданные. Для оценки качества управления
строится амплитудно-фазовая характеристика (АФХ) и вещественная частотная
характеристика разомкнутой АСР, показанная в соответствии с рисунком 5.5 и
5.6, вещественную частотную характеристики (ВЧХ) замкнутой АСР, показанные в соответствии
с рисунками 5.7.
Рисунок 5.4 - Структурная схема объекта регулирования и
регулятора
Передаточная функция такой системы имеет вид:
(5.41)
Для построения АФЧХ разомкнутой системы необходимо записать
передаточную функцию (5.41) в комплексном виде, заменив р на j
ω где j - комплексное число (j2 = -1). После
преобразований и упрощений получим выражение:
(5.42)
Выразив из формулы (5.42) действительную и мнимую части, получим.
Действительная часть преобразованного уравнения передаточной функции
(5.43)
Мнимая часть преобразованного уравнения передаточной функции:
(5.44)
Таблица 5.4 - Данные для построения линии равного затухания
|
ω
|
A(m, ω )
|
φ(m,ω)
|
у об
|
Кр
|
Kp/Tu
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
0,6000
|
1.4,7366
|
-1,9018
|
0,5309 1
|
0,0351
|
0,0401
|
|
0,6740
|
11,9634
|
-2,2274
|
0,8565
|
0,0644
|
0,0465
|
|
0,7480
|
9,3742
|
-2,4631
|
1,0922
|
0,0966
|
0,0521
|
|
0,8220
|
7,3792
|
-2,6295
|
. 1,2586
|
0,1316
|
0,0568
|
|
0,8960
|
5,9143
|
-2,7498
|
1,3789
|
0,1694
|
0,0602
|
|
0,9700
|
4,8356
|
-2,8400
|
1,4691
|
0,2099
|
0,0620
|
|
1,0440
|
4,0266
|
-2,9100
|
1,5391
|
0,2533
|
0,0620
|
|
1,1180
|
3,4067
|
-2,9659
|
1,5950
|
0,2994
|
0,0597
|
|
1,1920
|
2,9218
|
-3,0118
|
1,6409
|
0,3484
|
0,0550
|
|
1,2660
|
2,5352
|
-3,0502
|
1,6793
|
0,4001
|
0,0474
|
|
1,3400
|
2,2220
|
-3,0829
|
1,7120
|
0,4546
|
0,0368
|
|
1,4140
|
1,9645
|
-3,1111
|
1,7402
|
0,5120
|
0,0229
|
|
1,4880
|
1,7501
|
-3,1357
|
1,7648
|
0,5721
|
0,0052
|
|
1,5620
|
1,5696
|
-3,1574
|
1,7865
|
0,6350
|
-0,0164
|
|
1,6360
|
1,4161
|
-3,1768
|
1,8059
|
0,7007
|
-0,0423
|
|
1,7100
|
1,2844
|
-3,1941
|
1,8232
|
0,7692
|
-0,0728
|
|
1,7840
|
1,1706
|
-3,2098
|
1,8389
|
0,8405
|
-0,1081
|
|
1,8580
|
1,0714
|
-3,2240
|
1,8531
|
0.9146
|
-0,1487
|
|
1,9320
|
0,9845
|
-3,2370
|
1,8661
|
0,9915
|
-0,1946
|
|
2,0000
|
0,9079
|
-3,2489
|
1,8780
|
1,0712
|
-0,2464
|
Задаются значения частот ω,
исходя из
частот, приведенных в таблице 4, и занесем их в таблицу 5.4. Для каждой из
частот ω вычисляются значения выражений действительной (5.43) и мнимой (5.44) частей и заносятся в
таблицу 5.5.
По данным, указанным в таблице 5.5, строится АФЧХ разомкнутой
системы (рисунок 5.5).
Таблица 5.5 - Данные для построения АФЧХ разомкнутой системы
|
ω
|
Р(ω)
|
Q(ω)
|
ω
|
P(ω)
|
Q(ω)
|
ω
|
Р(ω)
|
Q(ω)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
9
|
|
0,6000
|
-3,245
|
-2,669
|
1,1180
|
-1,052
|
-0,114
|
1,6360
|
-0,439
|
-0,008
|
-2,938
|
-1,715
|
1,1920
|
-0,905
|
-0,077
|
1,7100
|
-0,397
|
-0,005
|
|
0,7480
|
-2,516
|
-1,068
|
1,2660
|
-0,787
|
-0,052
|
1,7840
|
-0,362
|
-0,003
|
|
0,8220
|
-2,104
|
-0,662
|
1,3400
|
-0,690
|
-0,036
|
1,8580
|
-0,331
|
-0,002
|
|
0,8960
|
-1,750
|
-0,415
|
1,4140
|
-0,610
|
-0,025
|
1,9320
|
-0,304
|
-0,001
|
|
0,9700
|
-1,463
|
-0,265
|
1,4880
|
-0,543
|
-0,017
|
2,0000
|
-0,280
|
0,000
|
|
1,0440
|
-1,234
|
-0,172
|
1,5620
|
-0,487
|
-0,012
|
|
|
|
Частоты и полученные значения выражения записываются в
таблицу 5.6.
Таблица 5.6 - Данные для построения вещественной частотной
характеристики разомкнутой системы
|
(ω)
|
Р(ω)
|
ω
|
Р(ω)
|
ω
|
P(ω)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
0
|
-3,245
|
1
|
-1,052
|
1
|
-0,439
|
|
0
|
-2,938
|
1
|
-0,905
|
1
|
-0,3^7
|
|
0
|
-2,516
|
1
|
-0,787
|
1
|
-0,362
|
|
0
|
-2,104
|
1
|
-0,690
|
1
|
-0,331
|
|
0
|
-1,750
|
1
|
-0,610
|
1
|
-0,304
|
|
0
|
-1,463
|
1
|
-0,543
|
2
|
-0,280
|
|
1
|
-1,234
|
1
|
-0,487'
|
|
|
Пользуясь первой формулировкой критерия устойчивости
Найквиста для определения устойчивости
данной системы: “Если разомкнутая система
устойчивая, то для устойчивости замкнутой системы необходимо и достаточно чтобы АФЧХ разомкнутой системы при
изменении частоты от 0 до ∞ не охватывала точку с координатами [-1; j -0]”, АФЧХ разомкнутой систеиы, изображенная на
рисунке 5.5, при
изменении частоты от О до ∞ не
охватывает точку с координатами [-1; j-О]. Следовательно, замкнутую систему можно считать
устойчивой.
Построим вещественную частотную характеристику разомкнутой
системы. Для этого при изменении частоты ω от 0 до ∞ определим значения
действительной части по формуле (5.43).
Рисунок 5.5 - АФЧХ разомкнутой системы
стенд регулирование микроконтроллер
Рисунок 5.6 - ВЧХ разомкнутой системы
По данным, указанным в таблице 5.6, строится график
вещественной частотной характеристики разомкнутой системы (рисунок 5.6).
5.6 Построение переходного процесса системы регулирования
Для построения переходного процесса системы регулирования используем метод
единичных трапеций. Суть этого метода заключается в следующем. Вещественную
частотную характеристику замкнутой системы разбивают на примерно прямолинейные
участки. Из концов отрезков опускают перпендикуляры на ось ординат. У
полученных трапеций находят значение нижнего и верхнего оснований и высоту Р,
учитывая правила знаков. Находят отношение менших оснований
ωа к большим ωр и округляют до табличных значений. По
табличным значениям выбирают время τ и
находят значение единичной переходной характеристики при этом времени. Строят
реальную переходную характеристику;
где 
и 
.Для каждой трапеции строят
переходныехарактеристики, соответствующие ординаты которых складывают. По
времени τ и
значениям суммы этих ординат строят реальную переходную характеристику системы.
Построим вещественную частотную характеристику замкнутой
системы. Для этого при изменении частоты ω от 0 до
∞ определим значения действительной (5.43) и мнимой (5.44) частей. Далее
определим значения действительной части для замкнутой системы по формуле:
(5.45)
Значения частот и значения их выражений рассчитывая по формулам (5.43),
(5.44) и (5.45) заносятся в таблицу 5.7. По данным, указанным в таблице 5.7,
построим вещественную частотную характеристику замкнутой системы (рисунок 5.7).
Рисунок 5.7 - Вещественная частотная характеристика замкнутой системы
Таблица 5.7 - Данные для построения ВЧХ замкнутой системы
|
ω
|
рр.с (ω)
|
qp.c.
(ω)
|
рз.с (ω)
|
ω
|
рр.с (ω)
|
qp.c.
(ω)
|
рз.с (ω)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
|
0
|
-8,7332
|
-00
|
0,8
|
1
|
-3,0790
|
-0,7676
|
0,9200
|
|
0
|
-9,7485
|
-7,5787
|
1,0
|
1
|
-2,8315
|
-0,6645
|
0,1000
|
|
0
|
-9,1319
|
-6,4997
|
1,1
|
2
|
-2,6106
|
-0,5788
|
-0,3500
|
|
0
|
-8,5683
|
-5,6190
|
1,1
|
2
|
-2,4129
|
-0,5069
|
-0,7300
|
|
0
|
-7,5793
|
-4,2877
|
1,2
|
2
|
-1,6828
|
-0,2803
|
-0,3300
|
|
1
|
-6,7441
|
-3,3495
|
1,2
|
3
|
-1,4771
|
-0,2273
|
-0,1900
|
|
1
|
-6,0324
|
-2,6678
|
1,3
|
3
|
-1,2303
|
-0,1699
|
-0,1280
|
|
1
|
-5,4208
|
-2,1595
|
1,4
|
3
|
-0,9342
|
-0,1102
|
-0,1280
|
|
1
|
-4,4301
|
-1,4717
|
1,6
|
4
|
-0,7313
|
-0,0753
|
-0,1280
|
|
1
|
-4,0263
|
-1,2348
|
1,8
|
6
|
-3,0790
|
-0,7676
|
0,9200
|
|
1
|
-3,6710
|
-1,0456
|
1,6
|
|
|
|
|
Линия вещественной
частотной характеристики замкнутой системы на рисунке 5.7 разбивается на
примерно прямолинейные участки, из концов отрезков опускают перпендикуляры на
ось ординат. У полученных трапеций находят значение нижнего и верхнего
оснований и высоту, учитывая правила знаков.
Разобьём ВЧХ замкнутой системы на условно прямолинейные
участки. Кривая, разбитая на участки показана на рисунке 5.8. Из концов
отрезков, разбивающих ВЧХ, опустим перпендикуляры на ось ординат.
(w)
Рисунок 5.8 - Вещественная частотная характеристика замкнутой
системы, разбитая на трапеции
Для полученных трапеций рассчитаем некоторые параметры
Величину меньшего основания ωа. Величину большего
основания ωр,. Высоту трапеции Р (если меньшее
основание является верхним, то высота трапеции имеет знак “плюс”; если меньшее основание является нижним, то знак “минус”, если меньшее основание является
верхним и трапеция располагается в области отрицательных значений Р, то высота трапеции имеет знак).
Коэффициент наклона:
(5.46)
где ωа - величина меньшего основания;
ωp - величина большого
основания.
Округляем значения 
до
ближайших табличных значений.
Произведем указанные операции для трапеции abc
Трапеция abc является в частности треугольником. Однако если
представить треугольник в виде трапеции, то меньшее основание у нее будет
сверху. Таким образом: 
; 
; Р=0,125.
Значение = 0 является табличным и не требует
округления. Аналогично расчитываются остальные трапеции и
результаты вычислений записываются в таблицу 5.8.
Таблица 5.8 - Расчетные параметры трапеций
|
Трапеция
|
ωа
|
ωр
|
Р
|
Расчетное Табличное
|
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
АБВ
|
1
|
1
|
-0,5
|
0,712
|
0,7
|
|
ГВД
|
0
|
1
|
0,55
|
0
|
0
|
|
АБЕ
|
1
|
2
|
0,75
|
0,765
|
0,75
|
|
ЖЕ-
|
2
|
2
|
0,45
|
0,79
|
0,8
|
|
ИЗЛ
|
2
|
2
|
0,4
|
0,937
|
0,95
|
|
ПМ
|
2
|
3
|
0,4
|
0,9
|
0,9
|
|
ОП
|
3
|
3
|
0,12
|
0,856
|
0,85
|
По таблице задается условное время τ, при котором обязательно должны быть
максимумы и минимумы функций; определение для каждой трапеции при значения h
(τ) заносятся в таблицу 5.9.
Рисунок 5.9 - Переходные характеристики для трапеций
Определение значения t и h(t):
(5.47)
(5.48)
Значения t и h(t) заносим в таблицу 5.9
Произведем суммирование соответствующих ординат кривых, изображенных на
рисунке 5.9 и занесем суммы в таблицу 5.10.
Таблица 10 - Данные для построения переходной характеристики замкнутой
системы
|
t
|
h(t)
|
t
|
h(t)
|
t
|
h(t)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
|
0
|
0,0000
|
3,4
|
2,3008
|
18
|
2,1345
|
|
0,4
|
0,42.59
|
5
|
2,1644
|
21
|
2,1059
|
|
0,8
|
0,8358
|
7
|
1,9417
|
24
|
2,1124
|
|
1,2
|
1,2108
|
9
|
2,0884
|
27
|
2,1124
|
|
1,6
|
1,5425
|
11
|
2,1742
|
31
|
2,1124
|
|
2
|
1,8166
|
13
|
2,0813
|
|
|
|
2,6
|
2,1128
|
15
|
2,0725
|
|
|
Используя данные из таблицы 5.10, строится кривая переходной
характеристики замкнутой системы (рисунок 5.10)
(5.49)
Определение перерегулирование (одна из
количественных характеристик колебаний
процесса) системы:
(5.50)
Значение перерегулирования меньше 27%. Перерегулирование можно считать
удовлетворительным.
Рисунок 5.10 - Переходная характеристика замкнутой системы
На рисунке 5.10 под цифрами 1 - переходная характеристика замкнутой системы;
2,3 - линии, ограничивающие значения h(t) в соответствии с заданной
точностью 
Определение времени регулирования. Для этого проведем прямые, ординаты,
которых будут равны 
и 
при
любых значениях t. Последнее значение
t, при котором значение h(t) выходит за рамки допустимой точности , является t =8 м.
Это значение и будет являться временем регулирования Тр. Определение
степени затухания переходной характеристики Ψ:
(5.51)
где С1 - отклонение максимального значения h первого положительного полупериода от установившегося значения;
С2
- отклонение максимального h второго положительного полупериода от установившегося значения 
.
Расчетная степень затухания больше заданной, следовательно, система
придет в установившееся состояние не позже заданного времени. АСР делает одно
полное колебание. Это число колебаний можно считать приемлемым.
Вывод о работоспособности АСР. В данной АСР погрешность аппроксимации
не превышает норму (5 %). В целом она удовлетворяет всем оценочным
параметрам (по косвенным, вещественным и прямым оценкам качества регулирования)
и является устойчивой. Возможность автоколебаний и перехода в неустойчивое
положение при численных значениях величин, приведенных в расчете, исключена. Таким образом, система автоматического
регулирования, состоящая из объекта регулирования, носящего колебательный
характер, и регулятора, реализующего ПИ-закон регулирования будет успешно
функционировать.
6. Безопасность труда
.1 Анализ и обеспечение безопасных условий труда
Стенд предназначен для испытаний гидроаккумулятора на ресурс
срабатываний, процесс ведется под воздействием высокого давления масла АМГ-10
до 200 кгс/см2 с использованием электродвигателей работающих на переменном
электрическом тока при температуре от 10 °С до 150 °С.
Данный стенд по пожарной опасности относится к категории “Б”
взрывоопасных, газо- и пожароопасных объектов СНиП 2 09.02-85 (А - Д) пожары,
СНиП 2 01.02-8Б (степень опасности).
Масло АМГ-10 представляет собой смесь различных углеводородов. Процесс
испытания проходит при повышенных избыточных давлениях и повышенной
температуре, в связи с чем, увеличивается риск взрывоопасных ситуаций.
Наряду с взрывоопасностью, вредностью производства имеется возможность
получения термических и химических ожогов при работе с данным веществом.
Наличие на установке автоматизации ведения технологического процесса, с
выводом показаний на щит в операторную, отсутствие открытых процессов, наличие
блокировок, ограждений значительно снижает степень взрывопожароопасности
стенда.
На трубопроводах имеются сигнализаторы давления и температуры, дающие
световые сигналы на щит в операторной, о превышении давления или температуры и
отключающие при этом двигатели и термокамеру.
Для защиты от аварий в стенде предусмотрены блокировки:
-
главный привод отключается в
случае:
а) превышение температуры в мультипликаторе;
б) отсутствие или недостаточное давление в линии смазки привода;
Опасными местами в стенде являются:
- по травмированию: вращающиеся части насосов,
вентиляторов;
- по электроопасности: токопровода и
трансформаторы высокого напряния.
- по пожароопасности: узел обвязки
гидроаккумулятора, места состыковки трубопроводов друг с другом и с насосами,
Способы и необходимые средства пожаротушения.
Для тушения горящего масла применяются следующие вещества: водяной пар,
огнетушители, песок, пенотушение. В соответствии с противопожарными нормами на
испытательном участке имеются следующие средства пожаротушения:
- огнетушитель ОПУ-5, ОПУ-10, ОХП-10
(насосная-1 шт -ОХП-10, 1 шт- ОПУ-10; венткамера - 1 шт - ОПУ-5; насосная
пенотушения - 1 шт - ОПУ-10);
- водяной пар (паротушение насосной);
- пожарный песок (2 ящика по 0,8 м3);
- пожарный инвентарь (кошма - 1 шт, лопаты - 3
шт, носилки - 3 шт);
- установка пенотушения насосного помещения.
Средств автоматического включения пожарной техники и сигнализации
возгораний на установке нет. Вибрация подвижных частей механизмов установки
регламентирована и не превышает норм указанных в ГОСТ 12.1.012 - 90 “ССБТ.
Вибрационная безопасность. Общие требования”, СниП 2.2.4/2.1.8.55-96 “Производственная
вибрация, вибрация в помещениях жилых и общественных зданий” и
составляет 101 дБ.
Предельно допустимый уровень шума на рабочих местах не превышает
регламентированных значений указанных в ГОСТ 12.1.003-83 и санитарных норм
СН 2.2.4/2.1.8.562-96 “Шум на рабочих местах, в помещениях жилых и
общественных зданий и на территории жилой застройки “ и
составляет 86 дБ.
Процесс испытаний на стенде автоматизирован. Управление процессом
осуществляется со щита КИП. Все вторичные приборы вынесены на щит в
операторную; Основные параметры процесса: давление в трубопроводах, температура
рабочей среды, уровень в расходных баках регулируются автоматически. Для
нормальной бесперебойной работы стенда необходимо: чтобы обслуживающий персонал
строго выполнял правила техники безопасности и пожарной безопасности,
производственные инструкции, поддерживая технологический режим в соответствии с
нормами, хорошо знал схему стенда, все возможные переключения
коммуникаций, физические и химические свойства рабочей среды, сознательно разбирался
в сущности технологического процесса, происходящего на испытательном стенде.
Обязательным условием безопасной работы на установке является четкое
выпполнение технологического режима, поэтому необходимо:
- не допускать повышения давления в трубопроводах
выше указанного технологическим процессом.
- повышение давления может привести к подрыву
предохранительных клапанов аппаратов, к пожару, аварийной остановке работы
стенда;
- не допускать повышения температуры в
термокамере выше указанного технологическим процессом, что может привести к повышению
давления в системе стенда.
В процессе эксплуатации при расстыковке гидросистемы, на обе части
устанавливать заглушки.
- Во избежание разлива рабочей жидкости при
расстыковке пользоваться дополнительно переносными технологическими поддонами.
Случайно пролитую рабочую жидкость необходимо немедленно убрать с помощью
ветоши или салфеток.
- Все электрооборудование должно быть надежно
заземлено согласно ПУЭ гл. 1-7.
- Запрещается производить устранение не
герметичности при наличии давления в магистралях.
- Запрещается проведение монтажно-наладочных
работ электрооборудования под напряжением.
- Запрещается производить испытания на стенде,
если на нем не проведены очередные проверки и регламентные работы.
Для обеспечения безопасности работающих, технологический процесс
испытаний предусматривает:
устранение непосредственного контакта работающих с исходными
материалами - маслом, азотом, дренажной водой, оказывающими вредное действие;
-
механизацию, автоматизацию,
применение дистанционного управления
технологическим процессом в связи
с наличием опасных и вредных производственных факторов - масла, азота;
-
применение средств защиты
работающих - защитные крема, спец. одежда,
герметизация оборудования;
- своевременное получение информации о возникновении
опасных и вредных
производственных
ситуаций.
- Основным
мероприятием, обеспечивающим безопасное ведение технологического процесса,
является строгое соблюдение норм технологического режима, предусмотренных
настоящим регламентом и требований производственных инструкций;
Защита персонала от травмирования:
а) территория участка спланирована таким образом, что
обеспечивает быстрый и беспрепятственный доступ ко всем частям системы.
б) переходы через трубопроводы, оборудованы переходными мостиками;
в) на рабочем месте имеются инструкции по охране труда,
пожаробезопасности, производственные, должностные, согласно перечню инструкций,
в которых излагаются меры по безопасному проведению всех необходимых
производственных операций.
6.2 Расчет искусственного освещения
При работе на стенде с рабочей средой в виде масла АМГ-10 в
закрытом помещении возможна концентрация в воздухе продуктов его испарения при том, что технологический процесс предусматривает
довольно долгое пребывание в рабочей зоне рабочего персонала в помещениях
предусматриваются вентиляционные системы, которые обеспечивают приток свежего
воздуха, удаление загрязнённого из помещения. Вентиляции и их
производительность выбираются на основе расчета необходимого воздухообмена.
В рабочих помещениях имеется освещение. При увеличении
освещенноти до известных пределов усиливается острота зрения. Правильное
освещение облегчает труд рабочего, снижается опасность травматизма. В
зависимости от условий труда существуют нормы освещенности СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03
“Гигиенические требования к
персональным электронным машинам и организация работы”. Рассмотрим мероприятие по улучшению
условий труда “Расчет освещенности
операторной”
[21]. В помещении с малым выделением пыли и размерами. Длина
операторной а =14 м, ширина b = 8 м, высота h = 4 м, hРП (высота расчетной поверхности над полом равна
8 м; создать освещенность ЕV люминесцентными лампами типа ЛБ в светильниках ЛДОР. Коэффициенты
отражения в помещении рn = 50 %, рс == 30 %, pg = 10 %. Коэффициент запаса КЗ = 1,3.
Рекомендуемый светильник имеет в поперечной плоскости кривую светораспределения
типа Д, косинусное распределение (рисунок 6.1). В этом случае 2=1,4. Высота
свеса светильников ЛДОР с подвесами he = 0,4 м.
Определение расчетной высоты подвеса
= 4,2 - 0,8 - he, (6.1)= 4,2 - 0,8 - 0,4 = 3 м.
Определение расстояния между рядами светильников
L = hp ∙ λ, (6.2)
где hp -
расчетная величина, м;
λ - коэффициент косинусного
распределения.
L = 2 ∙
1,4 = 2,8 м.
Расчет светильников
Число рядов светильников n = 8 / 2.8 = 2.86 = 3.
Расстояние от крайнего ряда светильников до стены:
Lкр = (8 - 2,8 ∙ 2) / 2 = 1,2 (рисунок 6.1).
Индекс помещения
i = a ∙ b / n ∙ (a + b) (6.3)
= 14 ∙ 8 / 3 ∙ (14 + 8) = 3,818.
Коэффициенты расчета
Коэффициент использования светового потока η = 0,532.
Коэффициент минимальной освещенности Z = 11,5.
Потребная величина светового потока в каждом из рядов
светильников:
F = (Eν ∙ S ∙ Z ∙ KЗ) / (hP
∙
η), (6.4)
F =
(300 ∙ 11,2 ∙ 11,5 ∙ 1,3) / (3 ∙ 0,532) = 31473 лм.
Расчет по видам ламп
Промышленность выпускает светильники типа ЛДОР с мощностью
ламп 40 и 80 Вт.
Первый вид расчета:
а) Если взять светильник с двумя лампами по 40 Вт и световым
потоком по 3000 лм, то необходимое число светильников в ряду:
N1 = F / B, (6.5)
где F - потребная величина светового потока, лм;
В - световой поток, лм.
N1 = 31473 / 6000 = 5.25 = 6
шт.
б) Расчет общей длинны
При длине светильника l = 1,24м:
L = N1 ∙ l (6.6)
где l - длина светильника, м;1 - число
светильников в ряду, шт.
L = 6 ∙
1,24 = 7,44 м.
Расстояние между светильниками в ряду 1 м и от крайних
светильников до стен 1,28 м.
в) Общая мощность ламп осветительной установки:
P1 = n ∙ N1 ∙
PЛ ∙ 2, (6.7)
где 2 - количество ламп в светильнике, шт;
Рл - мощность лампы, Вт.
P1 = 3
∙ 6 ∙ 40 ∙ 2 = 1440 Вт.
Второй вид расчета:
а) Если взять светильники с двумя лампами по 80 Вт, поток
которых рамен (5220 ∙ 2) лм, то требуемое число
светильников:
N2 = 31473 / 10440 = 3 = 3 шт.
б) Длина одного светильника 1,54 м.
Общая длина светильников в ряду
L = 3 ∙
1,24 = 4,62 м.
Расстояние между светильниками в ряду 2,5 м и от крайних
светильников до стен 2,19 м.
в) Общая мощность ламп осветительной установки:
P1 = 3
∙ 3 ∙ 80 ∙ 2 = 1440 Вт.
Практика проектирования показывает, что при равномерном
освещении светильники следует размещать по вершинам квадрата или ромба. Если их
разместить по вершинам квадрата не удается, то располагают по вершинам
прямоугольника. При этом желательно, чтобы отношение большей стороны к меньшей
не превышало 1,5.
.3 Возможные чрезвычайные ситуации
Производственные аварии, в том числе крупные, - нередкое
явление нашего века, характеризующегося бурным развитием промышленности,
научно-технического прогресса, быстрой сменой технологии производства, огромной
концентрацией энергии и высокими скоростями движения.
Изучение причин возникновения производственных аварий
свидетельствует об их большом внешнем разнообразии, но в сущности эти причины
можно объединить в две основные группы:
- недостаточное ответственное отношение к проектированию и
технике безопасности и не менее халатное отношение к выполнению этих
требований;
еще не все явления природы познаны.
Производственные аварии могут быть следствием воздействия
внешних природных факторов, в том числе стихийных бедствий,
промышленно-производственных дефектов, нарушений правил эксплуатации, нарушений
технологических процессов производства.
К наиболее вероятным чрезвычайным ситуациям, которые могут
возникать касательно рассматриваемого проекта - это потери прочности,
деформации, провалы и обрушения зданий и сооружений, пожары.
Чрезмерные нагрузки, ошибки при изысканиях и проектировании,
низкое качество выполнения строительных работ, так же как взрывы и пожары,
служат причинами деформаций, провалов и обрушении зданий во время
производственных аварий и стихийных бедствий. При разрушениях зданий и
сооружений могут быть два вида аварийного состояния конструкций:
наступление предельного состояния прочности конструкции;
обрушение конструкции.
При ликвидации последствий производственных аварий в виде
деформаций и обрушений зданий производят:
оцепление и охрану мест аварии;
спасательные работы, включающие поиск пострадавших и
материальных ценностей;
обрушение стен зданий и других конструкций, не подлежащих
восстановлению и представляющих угрозу для окружающих;
оказание помощи во временном восстановлении наклонившихся или
деформированных зданий и сооружений в целях восстановления работы предприятия.
Пожары на промышленных предприятиях наиболее часто создают
аварийные ситуации.
Основная причина, вызывающая возникновение пожаров при
производственных авариях и стихийных бедствиях, - разрушение котельных,
емкостей и трубопроводов с легковоспламеняющимися или взрывоопасными жидкостями или
газами, короткие замыкания электропроводки, электроустановок, взрывы,
возгорания некоторых веществ и материалов.
Возникновение пожаров, зависит от характера производства,
степени возгораемости или огнестойкости зданий и материалов из которых они
выполнены.
В целях предупреждения крупных аварий и катастроф должен
осуществляться комплекс организационных и инженерно-технологических
мероприятий, определяемый соответствующими положениями охраны труда и техники
безопасности. При этом необходимо произвести ежеквартальное обучение людей
совместно с МЧС России согласно ППБ-01-93, а также разработать план эвакуации
людей при пожарах и катастрофах, назначить ответственных по мерам безопасности.
Согласно ГОСТа 1122.3.01.93 и ППБ-01-93 иметь все средства
пожаротушения, а также средства защиты для обеспечения жизни и деятельности
человека.
Расчет молниезащиты для стенда для испытаний ГА
Молниезащита - это комплекс защитных устройств,
предназначенных для обеспечения безопасности людей, сохранности зданий,
сооружений, оборудования и материалов от взрывов, загораний и разрушений,
возможных при воздействий молний.
Выбор защиты зависит от назначения здания или сооружения, интенсивности
грозовой деятельности в рассматриваемом районе и ожидаемого числа поражений
объекта молний в год.
Интенсивность гроз в Оренбурге 20 - 40 часов в год.
Молниезащита зданий и сооружений выполняется с использованием
естественных заземлителей-фундаментов и металлоконструкций, как это
рекомендуется “Инструкцией по устройству молниезащиты” РД324.21.122-87.
Здания защищаются от прямых ударов молнии молниеотводами.
Молниеотводы состоят из молниеприемников и заземлителей. Они могут быть
отдельно стоящими или устанавливаются непосредственно на здании или сооружении.
По типу молниеприемника их подразделяют на здании или сооружении. По типу
молниеприемники подразделяют на стержневые, тросовые и комбинированные.
Взависимости от числа действующих на одном сооружении молниеотводов, их
подразделяют на одиночные, двойные и многократные. В данном разделе расчитан
одиночный стержневой молниеотвод, имеющий зону защиты в виде стержня.
Среднегодовое число ударов молний в 1 км2 поверхности земли
для Оренбурга n = 3 удара в год км2.
Помещения, находящиеся в близи взрывоопасных объектов,
относят к классу по ПУЭ взрывоопасных. Следовательно, независимо от их
местоположения и огнестойкости конструкций молниезащита применяется по типу
зоны А и первой категории. Степень надежности защиты 99,5 % и выше.
Молниезащита от прямого удара молнии решается с помощью пяти стержневых
молниеотводов расположенных на территории расположения здания где установлен
стенд.
Размеры территории: S - ширина =20 м; L - длина =30 м; H -
высота блоков =3,5 м.
Рисунок 5.1 - Определение величины rx графическим способом при стержневых
молниеотводах.
Высота молниеотводов определяется по формуле:
.2 = b ± √ b- 0,008с / 0,004,
где b = 1.1 +0.00029hx;
с = 1,11 ∙ hx + rx;
с=1,11·hx+rx;
b = 1.1 +0.00029 ∙ 3,5 = 1,11
с = 1,11 ∙ 3,5 + 13 = 16.9.2 = 1.11 ± √ 1.112 - 0,008 ∙16.9
/ 0,004 = 1.11 ± 0.987 / 0.004= 524 м; h2 = 30,6 м.
За расчетное значение высоты молниеотвода принимаем 30 м. Высота конуса
защиты h0 = 0,85h = 0.85 · 30 = 25.5 м.
Граница на уровне земли
= (1.1 - 0.002h) ∙ h = (1.1 -0.002 ∙ 30) ∙ 30 = 31.2 м.
Рисунок 5.2 - Зона защиты одиночного стержневого молниеотвода.
Конструктивное решение молниеприемника из оцинкованной стали сечением 100
мм2 и длиной 200 мм. Опора стальная на железобетонном фундаменте, расчитана как
свободно стоящая конструкция.
Конструкция заземлителя - типовой железобетонный подножник заглубленный в
грунт от поверхности земли на 2,2 м. Все соединения токоотводов сварные.
Защита от вторичных появлений молнии (от воздействия электростатической
индукции) выполняется путем заземления металлических корпусов оборудования и
аппаратов, устанавливаемых в защищаемом здании, и металлических коммуникаций. В
этих целях используется защитное заземление электрооборудования.
7. Экономическая часть
.1 Технико-экономическое обоснование АСУТП
В данном проекте внедрение системы автоматизации направленно
на повышение эффективности производственных процессов за счет качества
регулирования, культуры производства, эффективности использования
технологического оборудо-вания резкого сокращения ошибок оперативного персонала
и брака по причине ошибок, стабилизации технологического процесса, снижения
энергозатрат. Норматив общей эффективности установлен в размере 0,2, что
соответствует сроку окупаемос-ти вложений 5 лет.
Таблица 7.1- Исходные данные для расчета экономической
эффективности
|
Показатели
|
Величина показателя
|
Единицы измерения
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Основные фонды
|
100020
|
руб
|
|
Испытания
|
22
|
количество в год
|
|
Слесарь-испытатель
|
6
|
человек
|
|
Часовая тарифная
ставка
|
17,92
|
р / ч
|
|
Общая заработная
плата за месяц
|
3176
|
руб
|
|
Инженер программист
|
3
|
человек
|
|
Оклад
|
2931,86
|
руб
|
|
Срок службы
установленный
|
10
|
лет
|
|
Норма амортизации
|
10
|
%
|
|
Текущий ремонт
|
12
|
%
|
.2 Расчет единовременных капитальных затрат
Экономическая эффективность достигается за счет рационального
использования капитальных вложений, которые представляют собой затраты на
строительство, расширение и реконструкцию действующих предприятий. Затраты на
реконструкцию (модернизацию) складываются из стоимости приобретенного
оборудования, затрат на монтаж и демонтаж и минус старое оборудование [23]. При
проведении автоматизации определяют абсолютную (общую) экономическую
эффективность.
Таблица 7.2 - Смета затрат на приобретение средств
автоматизации
|
Наименование и тип
контрольноизмерительных приборов
|
Коли- чество, шт
|
Цена за единицу,
руб
|
Сумма затрат, руб
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
PS307-2A
|
1
|
2013
|
2013
|
|
PCM 4823 процессор
|
1
|
39840
|
39840
|
|
Управляющий
промышленный компьютер
|
1
|
47055
|
47055
|
|
Direct Soft для
Текон ТКМ52
|
1
|
7435
|
7435
|
|
Модуль D48 / 220
|
1
|
5489,75
|
5489,75
|
|
Модуль L 16
|
1
|
4234,95
|
4234,95
|
|
Модуль A 16
|
1
|
5489,75
|
5489,75
|
|
Модуль A 08
|
1
|
4234,95
|
4234,9
|
|
Датчик «Метран 43
ЕХ»
|
8
|
5000
|
40000
|
|
Датчик «Метран 241»
|
5
|
5000
|
25000
|
|
Итого
|
21
|
|
180792,4
|
Таблица 7.3 -
Смета стоимости старых средств автоматизации
|
Наименование и тип
контрольноизмерительных приборов
|
Коли- чество, шт
|
Цена за единицу,
руб
|
Сумма затрат, руб
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
|
Манометр
электроконтактный ВЭ-16рб. 160-6,0*1,5
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Манометр
160-160*1,0
|
2
|
3000
|
6000
|
|
Манометр
160-400*1,5
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Манометр
160-100*1,5
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Манометр 160-10*1,5
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Манометр
электроконтактный ВЭ-16 рб. 160-10*1,5
|
1
|
3000
|
3000
|
|
Мановакуумметр 160
- (-1…+9)*1,5
|
1
|
3500
|
3500
|
|
Датчик давления
индуктивный ДД-10
|
1
|
5000
|
5000
|
|
Термопара Т49-5
|
1
|
5000
|
5000
|
|
Преобразователь
избыточного давления Зонд-10-ИД
|
1
|
5000
|
5000
|
|
Указатель уровня
|
1
|
4000
|
4000
|
|
Итого
|
13
|
|
43500
|
Затраты, связанные с внедрением средств КИП и А в
производство
КВ = КМ + КД , (7.1)
где КМ - затраты на монтаж новых средств КИП, руб;
КД - затраты на демонтаж старых средств КИП, руб;
Затраты на монтаж составляют 30 % от стоимости приобретения средств
КИП и А:
Км = 0,3 ∙ Кк , (7.2)
Км = 0,3 ∙ 180772,4 = 54231,7 руб.
Затраты на демонтаж составляют 10 % от стоимости старых средств КИП и
А:
КД = 0,1 ∙ Кд , (7.3)
КД = 0,1 ∙ 43500 = 4350 руб.
КВ = КМ + КД ,
КВ = 54231,7+ 4350 = 58581,7 руб.
Общие капиталовложения, связанные с автоматизацией
∆ К = КД + КВ , (7.4)
∆ К = 58581,7 + 180772,4 = 239354,10 руб.
.3 Расчет фонда оплаты труда
Годовая программа испытаний стенда равна 22 штукам, в нее входят следующие категории
испытаний:
А - испытание диафрагмы для ГА (годовая партия 12 шт.);
Б - приемосдаточные испытания ГА (4 шт. от партии);
В - периодические испытания ГА
(6 шт. от партии).
В состав затрат на оплату труда включается:
выплаты заработной платы за работу, исчисленные исходя из
сдельных расценок, тарифных ставок и должностных окладов в соответствии с
принятыми на предприятии формами и системами оплаты труда.
Структура годового фонда заработной платы включает прямой
фонд, доплаты до часового фонда, дневной фонд заработной платы, фонд месячной
(годовой) заработной платы (таблица 7.5).
Все виды дополнительной заработной платы рассчитывают на
основании законодательных актов и коллективного договора.
Затраты на основную заработную плату основных
производственных рабочих определяется исходя из технологического процесса (норм
времени) и объёма выпуска продукции.
Расчет трудоемкости испытаний до автоматизации
Расчитаем общую трудоемкость в данный период для 1-го
основного рабочего сдельщика:
Тг. = tшт ∙ Bi , (7.5)
где Тг - годовая трудоемкость 1-го рабочего;
Bi - объем производимой продукции i - го вида в натуральных единицах в данном периоде.
tшт - штучное время.
tшт = tшт.п + tшт.р , (7.6)
где tшт.п и tшт.р - время на подготовку и
работу оборудования для каждой категории испытаний.
Для категории А:
ТгА = (70,9 + 177,3) ∙ 12 = 2978,4 н/ч.
Для категории Б:
ТгБ1 = 0,5 ∙ 4 = 2 н/ч.
ТгБ3 = (2,25 + 2) ∙ 4 = 17 н/ч.
ТгБ4 = (2,25 + 2) ∙ 4 = 17 н/ч.
ТгБ = Тг1 + Тг2 + Т3 + Тг4
ТгБ = 2 + 17 + 17 + 17 = 53 н/ч.
Для категории В:
ТгВ1 = (1,11 + 100) ∙ 6 = 606,66 н/ч.
ТгВ2 = (21,11 + 100) ∙ 6 = 726,66 н/ч.
ТгВ3 = (7,22 + 650) ∙ 6 = 3943,32 н/ч.
ТгВ4 = (21,11 + 100) ∙ 6 = 726,66 н/ч.
ТгВ4 = (73 + 350) ∙ 6 = 2543,34 н/ч.
ТгВ = Тг1 + Тг2 + Т3 + Тг4+ Тг5
ТгВ = 606,66 + 726,66 + 3943,32 + 726,66 + 2543,34 = 8546,64
н/ч.
Тг = ТгА + ТгБ + ТгВ
Тг = 2978,4 + 53 + 8546,64 = 11578,04 н/ч.
Таблица 7.4- Трудоемкость категорий испытаний
|
Категория испытаний
|
Режим испытания, 0С
|
Количество
нормо-часов на подготовку стенда, н/ч tшт.п
|
Количество
нормо-часов на работу стенда, н/ч
tшт.р
|
Количество
продукции
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
А
|
плюс 25 0С
|
70,9
|
177,3
|
12
|
|
Б
|
Зарядка ГА азотом
|
__
|
0,5
|
4
|
|
минус 50 0С
|
2,25
|
2
|
|
|
минус 20 0С
|
2,25
|
2
|
|
|
плюс 80 0С
|
2,25
|
2
|
|
|
В
|
плюс 25 0С
|
1,11
|
100
|
6
|
|
минус 50 0С
|
21,11
|
100
|
|
|
плюс 25 0С
|
7,22
|
650
|
|
|
минус 50 0С
|
21,11
|
100
|
|
|
минус 25 0С
|
73,89
|
350
|
|
Расчитаем основную заработную плату в данный период для 1-го
основного рабочего сдельщика
Зос. = Тг. ∙ Чт. , (7.7)
где Чт. - часовая тарифная ставка.
Для категории А:
Зос.А = 2978,4 ∙ 17,92 = 53372,93 руб
Для категории Б:
Зос.Б = 53 ∙ 17,92 = 949,76 руб
Для категории В:
Зос.В = 8546,64 ∙ 17,92 = 153155 руб
Зос = Зос.А +Зос.Б + Зос.В (7.8)
Зос = 58872,93 + 949,76 + 153155 = 212977,69 руб
Фонд заработной платы при сдельно - премиальной системе
оплаты труда определяется по формулам:
З” ТС = Bi ∙ (
ЗPJ + ЗPJ ∙ Y / 100 ), (7.9)
где ЗPJ - сдельная расценка за j - ю операцию, р;
Y - размер премии в процентах к повременному основному заработку по тарифу
вне зависимости от степени перевыполнения показателей премирования.
Для категории А:
З”ТС.А = 12 ∙ 248,2 ∙ (17,92 +17,92 ∙ 15 /
100) = 61378,9 руб / год ;
Для категории Б:
З”ТС.Б = 4 ∙ 13,25 ∙ (17,92 +17,92 ∙ 15 /
100) = 1092 руб /
год ;
Для категории В:
З”ТС.В = 6 ∙ 1424,44 ∙ (17,92 +17,92 ∙ 15 /
100) = 176129 руб /год ;
З”ТС. = З”ТС.А + З”ТС.Б + З”ТС.В (7.10)
З”ТС. = 61378,9 + 1092 + 176129 = 238599,9 руб / год.
Оплата очередных и дополнительных отпусков
Зд.отп = Здн ∙ Дот / Др , (7.11)
где Здн - сумма дневного фонда заработной платы данной
категории работников в планируемом периоде, р;
Дот - средняя продолжительность основного и дополнительного
отпуска данной категории работников, дней;
Др - среднее число рабочих дней на одного работника в
планируемом периоде.
Для категории А:
Зд.отпА = 61378,9 ∙ 40 / 251 = 9781,5 руб
Для категории Б:
Зд.отпБ = 1092 ∙ 40 / 251 = 174 руб
Для категории В:
Зд.отпВ = 176129 ∙ 40 / 251 = 28068 руб
Зд.отп = Зд.отпА + Зд.отпБ + Зд.отпВ (7.12)
Зд.отп = 9781,5 + 174 + 28068 = 38023,5 руб
Рассчитываем районный коэффициент Кр :
Кр = (З”ТС+ Зд.отп) ∙ Y / 100 , (7.13)
где Y - планируемый процент.
Для категории А:
КрА = (61378,9 + 9781,5) ∙ 15 / 100 = 10674 руб
Для категории Б:
КрБ = (1092 + 174) ∙ 15 / 100 = 189,9 руб
Для категории В:
КрВ = (176129 + 28068) ∙ 15 / 100 = 30629,6 руб
Кр = КрА + КрБ + КрВ (7.14)
Кр = 10674 + 189,9 + 30629,6 = 41493,5 руб
Находим общий фонд заработной платы данного рабочего с учетом
отчислений на социальные нужды и в пенсионный фонд (26 %+2,1 %):
Зобщ. = З”ТС +Зд.отп +Кр (7.15)
Для категории А:
Зобщ.А = 61378,9 + 9781,5 + 10674 = 81834 руб
81834 - (81834 ∙ 28,1/100) = 58838,6 руб
Для категории Б:
Зобщ.Б = 1092 + 174 +189,9 = 1455,9 руб
1455,9 - (1455,9 ∙ 28,1/100) = 1046,8 руб
Для категории В:
Зобщ.В = 176129 + 28068 + 30629,6 = 234826,6 руб
234826,6 - (234826,6 ∙ 28,1/100) = 168840 руб
Зобщ. = Зобщ.А + Зобщ.Б + Зобщ.В (7.16)
Зобщ. = 58838,6 + 1046,8 +168840 = 228725,4 руб
Определим среднемесячную заработную плату:
Зср.м. = Зобщ. / Рс ∙ 12 , (7.17)
где Рс. - количество рабочих сдельщиков данной профессии.
Зср.м. = 228725,4 / 6 ∙ 12 = 3176 руб
Рассчитаем основную заработную плату в данный период для 1-го
основного рабочего повременщика
,90 ∙ 5226 = 103997,4 руб
Определим фонд заработной платы при повременно - премиальной
системе оплаты труда:
,4 + (103997,4 ∙ 15 / 100) = 119597 руб
Оплата очередных и дополнительных отпусков:
Зд.отпА = (119597 ∙ 28 / 251) = 11601,3 руб
Рассчитываем районный коэффициент:
(119597 ∙ 15 / 100) = 15599,61 руб
Находим общий фонд заработной платы данного рабочего с учетом
отчислений на социальные нужды и в пенсионный фонд (26%+2,1%):
,92 + (146797,92 ∙ 28,1/100) = 188048,13 руб
Определим среднемесячную заработную плату:
Зср.м. = 188048,13 /
3 ∙ 12 = 5223,56 руб
Таблица 7.5 - Расчет фонда заработной платы рабочих до и
после автоматизации
|
Профессия
|
Категория испытаний
|
Разряд
|
Трудоемкость
годовой программы, ч
|
Часовая тарифная
ставка, р
|
Фонд годовой
заработной платы, руб.
|
|
|
|
|
|
Фонд дневной
заработной платы
|
Итого (фонд дневной
заработ. Платы)
|
Фонд годовой
заработной платы
|
Районный
коэффициент
|
Итого
|
Количество рабочих,
чел
|
Средняя месячная
з/пл.
|
|
|
|
|
|
Фонд часовой
заработной платы
|
|
Оплата очередных и
дополнительных отпусков
|
Социальные нужды и
пенсионный фонд
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основная. з/пл.
тариф фонд
|
Доплата до фонда
часовой з/пл.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сдельная
|
Премия
|
Многостаночное
обслуж.
|
Совмещение
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Слесарь испытатель
|
А
|
2
|
2978,4
|
17,92
|
53372,93
|
8005,9
|
_
|
_
|
61378,9
|
9781,5
|
2299,5
|
10674
|
58838,6
|
6
|
3176
|
|
Б
|
|
53
|
17,92
|
949,76
|
142,5
|
_
|
_
|
1092
|
174
|
409,1
|
189,9
|
1046,8
|
|
|
|
В
|
|
8546,64
|
17,92
|
153155
|
22973,3
|
_
|
_
|
176129
|
28068
|
65986,3
|
30629,6
|
168840
|
|
|
|
Итого А,Б,В
|
|
11578,04
|
17,92
|
212977,69
|
31946,7
|
_
|
_
|
238599,9
|
38023,5
|
68694,9
|
41493,5
|
228725,4
|
|
|
|
Оператор-програмист
|
8
|
5226
|
19,90
|
103997,4
|
15599,61
|
-
|
-
|
119597,01
|
11601,3
|
41250,22
|
15599,61
|
105547,70
|
3
|
2931,88
|
7.4 Расчет по содержанию и эксплуатации оборудования
Таблица 7.5 -
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования до автоматизации
|
Наименование статей
расходов(характеристика и содержание)
|
Определение
расходов (расчетные формулы)
|
Сумма, руб
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Амортизация
производственного оборудования Ремонт оборудования Прочие расходы Итого
|
Са.об = Цоб ∙
(Аоб /100), (7.18) где Цоб - первоначальная цена производственного
оборудования, руб; Аоб - нормы аммартизационных отчислений. Са.об = 100020 ∙
(10 /100) = 10002,00 руб 100020 ∙ (10 /100) = 10002,00 руб 20004
∙ 10 / 100 = 2000,40 руб
|
10002,00
10002,00 2000,40 22004,40
|
Таблица 7.6 -
Расходы по содержанию и эксплуатации оборудования после автоматизации
|
Наименование статей
расходов(характеристика и содержание)
|
Определение
расходов (расчетные формулы)
|
Сумма, руб
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Промышленный
компьютер и щит автоматизации
Амортизация Ремонт Прочие расходы Итого
|
Сэ=Цэ∙Qэ, (7.19) где Цэ - стоимость 1 кВт/ч энергии; Qэ - годовой расход; Qэ = W ∙ Т Сэ = 0,41 ∙ 8700 ∙
1,25 = 4458,75 руб 237312,4 ∙ 10 / 100 = 23731,24 руб 237312,4 ∙
12 / 100 = 28477,49 руб 56667,48 ∙ 10 / 100 = 566,75 руб
|
4458,75 23731,24
28477,49 566,75 62334,23
|
7.5 Стоимости основных фондов
Среднегодовая стоимость основных фондов до автоматизации
составляет Фср.до = 100020,00 руб
Амортизация основных фондов до автоматизации за год
составляет
Адо = 10002,00 руб
.6 Расчет изменения затрат в результате автоматизации
Затраты на автоматизацию стенда по испытаниям ГА - сумма всех
статей расхода приведены в таблице 7.8
Таблица 7.7 -
Изменение затрат на испытания ГА
|
Наименование статей
|
Величина
|
|
До автоматизации
|
После автоматизации
|
|
1
|
2
|
3
|
|
Заработная плата рабочих с
отчислениями на социальные нужды, руб
|
407507,77
|
188048,13
|
|
Эксплуатация оборудования,
руб.
|
22004,40
|
30226,999
|
|
Итого, руб
|
429512,17
|
218275,12
|
|
Экономия, руб
|
211237,05
|
7.7 Расчет экономической эффективности автоматизации стенда
по испытаниям ГА
Расчет экономической эффективности автоматизации стенда по
испытаниям ГА приведен в таблице 7.8
Таблица 7.8 - Расчет
экономической эффективности
|
Наименование
показателей
|
Расчетная формула
|
|
1
|
2
|
|
1.1 Расчетный
коэффициент общей эффективности капитальных вложений
|
Еа=(К2-К1) / (С1-
С2), (7.20) Где С1 - С2 - годовая экономия от снижения себестоимости, руб
|
|
1.2 Срок
окупаемости капитальных вложений
|
(К2 - К1) - разница
капитальных вложений до и после автоматизации, руб. Еа = (429512,17 - 218275,12) / (297935,7 - 100020) = 1,06 Ток=1/Еа Ток
= 1 / 1,06 = 0,94 лет
|
|
|
|
|
|
7.8 Расчет изменения затрат в
результате автоматизации
Удельные капитальные вложения, руб/шт:
Куд = Кср.год. / Q, (7.22)
До автоматизации:
Куд1 = 100020 / 22 = 4546,36 руб/шт.
После автоматизации:
Куд2 = 297935,7 / 22 = 13542,53 руб/шт.
Заключение
Врезультате проведенного дипломного пректирования разработана
система автоматического управления процессом испытаний гидроаккумулятора. Все
составные элементы САУ выполняют возложенные на них функции управления,
регулирования и контроля прохождения технологического процесса, то есть
технического задания.
Анализ существующих технологических решений при выборе
элементарной базы САУ показывает, что микропроцессорные системы, обладают
гибкостью и универсальностью наряду с высокой надежностью и дешевизной,
наиболее выгодны в современном призводстве, а именно в данной системе
автоматического управления процессом испытаний гидроаккумулятора.
Проведенный расчет экономического эффекта и срока окупаемости
позволяет убедиться в том, что внедрение данной САУ выгодно не только с точки
зрения улучшения условий производства, повышения безопасности на рабочих
местах, но и экономически выгодно.
Приложение А
(справочное)
Расчетные значения параметров
Расчетные значения параметров приведены в таблице 8.1
Таблица 8.1 - Табличные значения τ
и h(τ) и расчетные значения t и h(t)
|
Трапеция
|
τ
|
h(τ)
|
t
|
h(t)
|
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
|
АБВГ
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0,4
|
0,217
|
0,261
|
-0,109
|
|
0,8
|
0,421
|
0,523
|
-0,211
|
|
1,2
|
0,612
|
0,784
|
-0,306
|
|
1,6
|
0,78
|
1,046
|
-0,39
|
|
2
|
0,919
|
1,307
|
-0,46
|
|
2,6
|
1,068
|
1,699
|
-0,534
|
|
3,4
|
1,162
|
2,222
|
-0,581
|
|
5
|
1,084
|
3,268
|
-0,542
|
|
7
|
0,927
|
4,575
|
|
9
|
0,976
|
5,882
|
-0,488
|
|
11
|
1,039
|
7,19
|
-0,52
|
|
13
|
1,005
|
8,497
|
-0,503
|
|
15
|
0,983
|
9,804
|
-0,492
|
|
18
|
1,004
|
11,76
|
-0,502
|
|
21
|
1,002
|
13,73
|
-0,501
|
|
24
|
0,999
|
15,69
|
-0,5
|
|
27
|
0,997
|
1765
|
-0,499
|
|
31
|
1,002
|
20,26
|
-0,501
|
|
ГВД
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0,8
|
0,127
|
0,366972
|
0,0699
|
|
1,2
|
0,25
|
0,733945
|
0,1375
|
|
1,6
|
0,367
|
1,100917
|
0,2019
|
|
2
|
0,475
|
1,46789
|
0,2613
|
|
2,6
|
0,571
|
1,834862
|
0,3141
|
|
3,4
|
0,692
|
2,385321
|
0,3806
|
|
4,6
|
0,804
|
3,119266
|
0,4422
|
|
6
|
0,895
|
4,587156
|
0,4923
|
|
8
|
0,904
|
6,422018
|
0,4972
|
|
10
|
0,925
|
8,256881
|
0,5088
|
|
12
|
0,946
|
10,09174
|
0,5203
|
|
14
|
0,95
|
11,92661
|
0,5225
|
|
16
|
0,956
|
13,76147
|
0,5258
|
|
20
|
0,966
|
16,51376
|
0,5313
|
|
22
|
0,968
|
19,26606
|
0,5324
|
|
24
|
0,975
|
22,01835
|
0,5363
|
|
26
|
0,976
|
24,77064
|
0,5368
|
|
31
|
0,98
|
28,44037
|
0,539
|
|
АБЕЖ
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0,4
|
0,222
|
0,2
|
0,389
|
|
0,8
|
0,433
|
0,4
|
0,758
|
|
1,2
|
0,628
|
0,6
|
1,099
|
|
1,6
|
0,789
|
0,8
|
1,397
|
|
2
|
0,938
|
1
|
1,642
|
|
2,6
|
1,086
|
1,3
|
1,901
|
|
АБЕЖ
|
2,6
|
1,086
|
1,3
|
1,901
|
|
3,4
|
1,169
|
1,7
|
2,046
|
|
5
|
1,069
|
2,5
|
1,871
|
|
7
|
0,917
|
3,5
|
1,605
|
|
9
|
0,99
|
4,5
|
1,733
|
|
11
|
1,047
|
5,5
|
1,832
|
|
13
|
0,993
|
6,5
|
1,738
|
|
15
|
0,977
|
7,5
|
1,71
|
|
18
|
1,014
|
9
|
1,775
|
|
21
|
0,996
|
10,5
|
1,743
|
|
24
|
0,999
|
12
|
1,748
|
|
27
|
1,001
|
13,5
|
1,752
|
|
31
|
0,998
|
15,5
|
1,747
|
|
ЖЕЗИ
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0,4
|
0,22
|
0,158
|
0,1
|
|
0,8
|
0,445
|
0,316
|
0,2
|
|
1,2
|
0,644
|
0,474
|
0,3
|
|
1,6
|
0,817
|
0,632
|
0,4
|
|
2
|
0,957
|
0,791
|
0,4
|
|
2,6
|
1,101
|
1,028
|
0,5
|
|
3,4
|
1,174
|
1,344
|
0,5
|
|
5
|
1,053
|
1,976
|
0,5
|
|
7
|
0,911
|
2,767
|
0,4
|
|
9
|
1,006
|
3,557
|
0,5
|
|
11
|
1,048
|
4,348
|
0,5
|
|
13
|
0,979
|
5,138
|
0,4
|
|
ЖЕЗИ
|
15
|
0,978
|
5,929
|
0,4
|
|
18
|
1,02
|
7,115
|
0,5
|
|
21
|
0,986
|
8,3
|
0,4
|
|
24
|
1,007
|
9,486
|
0,5
|
|
27
|
0,998
|
1069
|
0,4
|
|
31
|
1
|
12,25
|
0,5
|
|
ИЗЛК
|
0
|
0,0
|
0
|
0
|
|
0,4
|
0,2470
|
0,148
|
0,099
|
|
0,8
|
0,4820
|
0,296
|
0,193
|
|
1,2
|
0,6880
|
0,444
|
0,275
|
|
1,6
|
0,8690
|
0,593
|
0,348
|
|
2
|
1,0080
|
0,741
|
0,403
|
|
2,6
|
1,1370
|
0,963
|
0,455
|
|
3,4
|
1,1760
|
1,259
|
0,47
|
|
5
|
1,0030
|
1,481
|
0,401
|
|
7
|
0,9170
|
2,593
|
0,367
|
|
9
|
1,0510
|
3,333
|
0,42
|
|
11
|
1,0210
|
4,047
|
0,408
|
|
13
|
0,9520
|
4,815
|
0,381
|
|
15
|
1,0180
|
5,556
|
0,407
|
|
18
|
0,9930
|
6,667
|
0,397
|
|
21
|
1,0010
|
7,778
|
0,4
|
|
24
|
1,0060
|
8,889
|
0,402
|
|
27
|
0,9910
|
10
|
0,396
|
|
31
|
0,9940
|
11,48
|
0,398
|
0
|
0
|
0
|
0
|
|
0,4
|
0,241
|
0,1141
|
-0,029
|
|
ОПМН
|
1,2
|
0,659
|
0,3424
|
-0,79
|
|
1,6
|
0,834
|
0,4565
|
-0,1
|
|
2
|
0,974
|
0,5706
|
-0,117
|
|
2,6
|
1,115
|
0,7418
|
-0,134
|
|
3,4
|
1,117
|
0,97
|
-0,134
|
|
4
|
1,034
|
1,4265
|
-0,124
|
|
7
|
0,909
|
1,9971
|
-0,109
|
|
9
|
1,023
|
2,5678
|
-0,123
|
|
11
|
1,044
|
3,1384
|
-0,125
|
|
13
|
0,965
|
3,709
|
-0,116
|
|
15
|
0,987
|
4,2796
|
-0,118
|
|
21
|
0,982
|
5,9914
|
-0,118
|
|
24
|
1,015
|
6,8474
|
-0,122
|
|
27
|
0,989
|
7,7033
|
-0,119
|
|
31
|
0,007
|
8,8445
|
-0,121
|