Квалификационная работа: Разработка АСУ управления процессом регулирования температуры в цехе производства драгоценных металлов

1.

МОСКОВСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
на тему:
«Разработка автоматизированной системы управления технологическим
процессом регулирования температуры в цехе производства драгоценных
металлов ТОО «Kazakhmys Maintenance Services (Казахмыс Мэйнтенанс
Сервисиз)»»
Выполнил студент: Галимжанов Азамат Адильханович
Научный руководитель: к.т.н., доцент Долин Георгий Аркадьевич
Москва – 2018

2. Актуальность темы исследования

В настоящее время автоматизированные системы управления
технологическими процессами (АСУ ТП) являются основой успешного
развития производственных процессов, поскольку позволяют снизить
уровень незапланированных остановок в технологических процессах
за счет осуществления реконструкции.
При внедрении АСУ ТП необходимо учитывать современный уровень
научно-технического прогресса, а также повышение качества
технологических процессов.
Следовательно, выявление особенностей разработки
автоматизированной системы управления технологическим
процессом регулирования температуры в цехе производства
драгоценных металлов обосновывает выбор темы выпускной
квалификационной работы.
2

3. Объект, предмет, цель работы и практическая значимость

Предметом
исследования
является
автоматизированная
система
управления технологическим процессом регулирования температуры в цехе
производства драгоценных металлов.
Объектом исследования является цех драгоценных металлов ТОО
«Kazakhmys Maintenance Services (Казахмыс Мэйнтенанс Сервисиз)».
Цель работы: разработать автоматизированную систему управления
технологическим процессом регулирования температуры в цехе драгоценных
металлов ТОО «Kazakhmys Maintenance Services (Казахмыс Мэйнтенанс
Сервисиз)».
Практическая значимость работы заключается в том, что предложенная
АСУТП регулирования температуры драгметального цеха ТОО корпорации
«Казахмыс» позволит повысить качество регулирования технологических
процессов, снизить потери от брака и эффективность деятельности
предприятия.
3

4. Общая характеристика деятельности ТОО «Казахмыс Мэйнтенанс Сервисиз»

ТОО «Kazakhmys Maintenance Services (Казахмыс Мэйнтенанс Сервисиз)» которая
работает
на
рынке
реализации
автоматизированных
систем
управления
технологическими процессами и в настоящее время, ее продукция пользуется многими
потребителями.
Генеральный
директор
Главный инженер
Начальник АСУ ТП
Зам. начальника по
ремонту
Лаборатория
программного
обеспечения
Зам. начальника по
эксплуатации
Участки по
проектам внедрения
АСУ ТП
Главный бухгалтер
Начальник
коммерческой
службы
Начальник отдела
кадров
Бухгалтер
Менеджер отдела
продаж
Учебный центр
Экономист
Менеджер по
рекламе
Инспектор по
кадрам
Лаборатория
первичных
источников
информации
Лаборатория
устройств связи с
объектом
Рисунок 1 - Организационная структура управления ТОО
«Казахмыс Мэйнтенанс Сервисиз»
4

5. Анализ технологических процессов драгметального цеха

Рисунок 2 –
Технологическая схема
производства золота
Рисунок 4 – Технологическая схема
переработки шламов для получения
платиновых концентратов
Рисунок 3 – Технологический процесс получения
серебра в цехе производства драгоценных
металлов
5

6. Анализ автоматизации технологических процессов предприятия

Подсистема
управления загрузкой
Подсистема
управления закалочной
печью
Подсистема
управления
закалочным баком
Подсистема
управления моечной
машиной
Промышленная
сеть
АРМ оператора
Подсистема
управления отпускной
печью
Подсистема
управления баком
охлаждения
Подсистема
отображения ТП
Подсистема
управления линией
термообработки
Дискретные и
аналоговые
входы и выходы
Рисунок 5 - Структура автоматизации технологических
процессов драгметального цеха ТОО «Казахмыс»
6

7. Анализ автоматизации технологических процессов предприятия

ПЛК
Промышленный компьютер
(АРМ оператора)
ПО АРМ
оператора
(HMI)
База данных
АРМ
оператора
База данных
ПЛК
Операционная система
реального времени
Операционная система
Интерфейс
связи с ПО
АРМ
оператора
Интерфейс
связи с ПО
ПЛК
Скрипты
Система
архивирования
Графический
интерфейс
Журнал
аварийных
сообщений
Система
администрирования
ПО ПЛК
Система
формирования отчетов
Система
конфигурирования
оборудования
Организационные
блоки
Функциональные
блоки
Блоки процедур
Блоки данных
Блоки данных
Рисунок 6 – Структура программного обеспечения АСУ драгметального
цеха ТОО «Казахмыс»
7

8. Оценка качества технологического процесса регулирования температуры в цехе по производству драгоценных металлов

Рисунок 7 –Полученный график переходного
процесса регулирования температуры
Рисунок 8 –Полученный график переходного
процесса регулирования температуры в случае
подачи возмущающих воздействий
8

9. Разработка АСУ регулирования температуры драгметального цеха ТОО корпорации «Казахмыс»

Локаль.
САУ
Локаль.
САУ
Локаль.
САУ
Локаль.
САУ
Локаль.
САУ
Теллуровое отделение
Верхний уровень управления (диспетчерская
ДМЦ)
Отделение плавления
Отделение газоочистки
Отделение водоочистки
S7
400
Отделение рафинирование
Ag
Отделение подготовки
AgNO3
Отделение рафинирование
Au
S7
400
Локаль.
САУ
Средний уровень управления
(аппаратные отделения)
Локаль.
САУ
Нижний уровень управления
(Локальные САУ)
Рисунок 9 – АСУТП регулирования температуры драгметального цеха ТОО
корпорации «Казахмыс»
9

10. Комплекс технических средств АСУТП регулирования температуры драгметального цеха ТОО «Казахмыс»

ET200S
ET200S
ProfiBUS DP
EtherNet
ProfiBUS DP
ProfiBUS DP
В систему
верхнего
уровня
ET200S
ET200S
ET200S
ET200S
EtherNet
АРМ Оператора
OP277
OP277
OP277
CPU S7-412
CPU S7-412
CPU S7-412
EtherNet
Scalance
X202-2IRT
EtherNet FO
Scalance
X202-2IRT
АРМ Оператора
EtherNet
Scalance
X202-2IRT
Scalance
X202-2IRT
Сервер
основнй
СС02
EtherNet
СС04
СС06
EtherNet
EtherNet
СС01
СС03
Scalance
X202-2IRT
СС05
Scalance
X202-2IRT
Сервер
резервный
EtherNet FO
CPU S7-412
CPU S7-412
EtherNet
АРМ инженера
СС07
Scalance
X202-2IRT
Scalance
X202-2IRT
CPU S7-412
CPU S7-412
OP277
ET200S
OP277
OP277
ProfiBUS DP
ET200S
ProfiBUS DP
ProfiBUS DP
OP277
ET200S
ProfiBUS DP
АРМ технолога
Scalance
X212
EtherNet
ET200S
EtherNet FO
EtherNet
ET200S
ProfiBUS DP
ET200S
ET200S
ET200S
Рисунок 10 – Комплекс технических средств АСУТП драгметального цеха
ТОО «Казахмыс»
10

11. Оценка качества предложенного процесса регулирования температуры в цехе по производству драгоценных металлов

Рисунок 11 – Полученные результаты
реализации метода Зиглера Никольса
Рисунок 12 – Полученные результаты
реализации метода CHR
11

12. Оценка эффективности предложенных мероприятий

Таблица 1 – Полученные показатели экономической эффективности от
модернизации оборудования для регулирования температуры в цехе
Показатель
Сумма затрат на модернизацию системы автоматизации, руб.
Сумма затрат на установку средств автоматизации, руб.
Сумма ожидаемого годового экономического эффекта, руб.
Значение
358492
1786886,6
4832743
Значение расчетного коэффициента экономической эффективности
0,44
Сумма срока окупаемости капитальных вложений, годы
2,2
12

13. Спасибо за Внимание

13