Разработка автоматизированной системы управления и контроля процессом производства / ВКР / Дипломная работа / 15.03.04 Автоматизация технологических процессов

Выпускная квалификационная работа посвящена разработке системы управления автоматизированной линией переработки отходов офсетной бумаги. Переработка бумажных отходов важна как с экономической, так и с экологической точки зрения. Например, при переработке экономится 15% воды и 60% тепловой энергии. Таким образом, уменьшается себестоимость продукции. Производство новой бумаги сопровождается выделением таких опасных веществ, как толуола, метанола, формальдегида и др. При изготовлении продукции из макулатуры количество выделяющихся в атмосферу вредных веществ снижается на 60%. [1]

Автоматизация технологических процессов позволяет минимизировать участие человека в производственных операциях и тем самым снизить вероятность ошибок, лишних отходов, нерационального использования ресурсов.

В ВКР рассмотрена разработка системы управления линией переработки бумажных отходов методом роспуска с последующими флотацией, осветлением и раскаткой. Полученная система должна соответствовать современным требованиям технологического процесса. Предусмотрена возможность её модернизации и развития.

ВВЕДЕНИЕ 6

Цель и задачи выпускной квалификационной работы 7

Глава 1. ОБЗОР ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ПРОЦЕССА 8

1.1 Технологический процесс переработки макулатуры на основе технического задания 8

1.2 Технологическое оборудование для линии 11

1.2.1 Гидроразбиватель макулатуры ZGS-1 Y160L-6 11

1.2.2 Мешалка GRUNDFOS SMG.30.71.303.5.1B 13

1.2.3 Флотационная установка TEREK-01 14

1.2.4 Вертикальная фильтрующая центрифуга PLD800 16

1.3 Выбор средств автоматизации 18

1.3.2 Ультразвуковой датчик уровня 20

1.3.3 Датчик давления 22

1.3.4 Датчик растворённого кислорода 24

1.3.5 Анализатор перекиси водорода 25

1.3.6 Датчик расхода 27

1.3.7 Тензодатчик 29

1.3.8 Преобразователи частоты Altivar Process 30

1.3.9 Программируемый логический контроллер Siemens Simatic S7-300 32

1.3.10 Панель оператора Siemens Simatic HMI Basic 34

Глава 2. РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЛПМ 41

2.1 Технические требования к СУ ЛПМ 41

2.2 Описание работы оборудования 52

2.2.1 Подающий конвейер и гидроразбиватель 52

2.2.2 Мешалка 53

2.2.3 Флотационная установка 54

2.2.4 Центрифуга 55

2.2.5 Фильтр и осветлитель 57

2.2.6 Вытяжка и раскаточный конвейер 58

2.3 Спецификация оборудования для ШУ 59

2.4 Разработка схем 61

2.5 Соcтавление алгоритма СУ ЛПМ 69

2.6 Разработка системы визуализации 73

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 80

1. Перспективы и важность переработки макулатуры: [Электронный ресурс] // Pakman – картонные технологии. URL: https://pakman.ru/articles/perspektivyi-i-vazhnost-pererabotki-makulaturyi.html (Дата обращения: 30.04.2023).

2. Гидроразбиватели макулатуры с высокой консистенцией: [Электронный ресурс] // Бумагоделательные машины и оборудование для формованных изделий из бумажной массы. URL: http://paper-equipment.ru/2-1-3-high-consistency-pulper/205745/ (Дата обращения: 30.04.2023).

3. Мешалки и образователи потока: [Электронный ресурс] // Каталог GRUNDFOS. URL: https://icneva.ru/books/Grundfos/sfg.pdf (Дата обращения: 30.04.2023).

4. Флотационные установки. Серия TEREK: [Электронный ресурс] // НПК ТЕХВОДПОЛИМЕР. URL: https://tvpmos.ru/products/vodoochistnoe-oborudovanie/flotacionnye-sistemy/ (Дата обращения: 30.04.2023).

5. Вертикальная фильтрующая центрифуга PLD: [Электронный ресурс] // Diapazon-Pharm. URL: https://www.diapazon-pharm.ru/vertikalnaya-filtruyushchaya-centrifuga-pld (Дата обращения: 30.04.2023).

6. Датчик BEN300-DDT: [Электронный ресурс] // Autonics. URL: https://www.autonics.com/model/A1650000175 (Дата обращения: 03.05.2023).

7. О компании Autonics: [Электронный ресурс] // АО «КОМПЭЛ». URL:https://www.compel.ru/producer/autonics#:~:text=Компания%20Autonics%20Corporation%20(Южная%20Корея)%2C,промышленности%20и%20торговли%20Южной%20Кореи (Дата обращения: 03.05.2023).

8. Продукты Telemecanique Sensors: [Электронный ресурс] // Telemecanique Sensors. URL: https://tesensors.com/global/en/products (Дата обращения: 03.05.2023).

9. Ультразвуковые датчики уровня TELEMECANIQUE 930: [Электронный ресурс] // ТЕНЗОТЕХСЕРВИС. URL: https://tts-kazan.ru/equipment/datchiki/datchiki-urovnya/ultrazvukovye-datchiki-urovnya-telemecanique-930/ (Дата обращения: 03.05.2023).

10. Датчики давления, температуры, расходомеры: [Электронный ресурс] // MARK SIEMENS. URL: https://promsim.ru/katalog/datchiki-kontrolno izmeritelnye-pribory/datchiki-davleniya-temperatury raskhodomery/manufacturer /?categorylayout=0&showcategory=1&showproducts=1&showsearch=1&productsublayout=0&latest=0&topten=0&recent=0 (Дата обращения: 03.05.2023).

11. Датчик давления жидкостей и газов Siemens QBE2103-P16: [Электронный ресурс] // Avitek engineering. URL: https://siemens-rf.ru/catalog/datchiki_siemens/datchiki_dlya_pomeshcheniy_siemens/datchik_davleniya_zhidkostey_i_gazov_siemens_qbe2103_p16/ (Дата обращения: 03.05.2023).

12. AQUA-LAB AQ-DO150-RS485 промышленный оксиметр-контроллер: [Электронный ресурс] // AQUA-LAB. URL: https://аква-лаб.рф/promyshlennye-pribory/1428-aq-do150-rs485 (Дата обращения: 03.05.2023).

13. Q46H/84 Анализатор перекиси водорода: [Электронный ресурс] // Lab Depot. URL: https://labdepot.ru/oborudovanie/analiz-vody/promyshlennyj-analiz-vody/analizatory-vody/q46h84-analizator-perekisi-vodoroda/ (Дата обращения: 03.05.2023).

14. Leading the way in water quality monitoring and gas detection solutions: [Электронный ресурс] // Analytical Technology Inc. URL: https://www.analyticaltechnology.com/us/about-us/ (Дата обращения: 03.05.2023).

15. Дискретный датчик расхода F3.05: [Электронный ресурс] // Расходомеры, комплексные решения для транспортировки химических агрессивных сред. URL: https://www.rotametry.ru/u/c/f/12/F3.05.pdf (Дата обращения: 03.05.2023).

16. Качество FIP: [Электронный ресурс] // FIP - Formatura Iniezione Polimeri S.p.A. URL: https://www.fipnet.com/quality/?lang=en. (Дата обращения: 03.05.2023).

17. Тензодатчик KELI S-образный DEF: [Электронный ресурс] // КЕЛИ ПромКомплект. URL: https://keli.ru/produkciya/tenzometricheskie-datchiki/s-obraznye/102/ (Дата обращения: 03.05.2023).

18. Принцип работы S-образных и цифровых тензодатчиков: [Электронный ресурс] // Гидравлические и пневматические системы. URL: https://hydro-pnevmo.ru/topic.php?ID=103 (Дата обращения: 03.05.2023).

19. Технические данные продукта ATV630D11N4: [Электронный ресурс] // NOVEC.24. Преобразователи частоты, устройства плавного пуска. URL:https://www.novec24.ru/uploads/product/100/160/ATV630D11N4_document.pdf (Дата обращения: 05.05.2023).

20. MOVITRAC B / Системное руководство: [Электронный ресурс] // SEW-EURODRIVE. URL: https://sew-eurodrive.nt-rt.ru/images/manuals/movitrac re.pdf (Дата обращения: 05.05.2023).

21. Преобразователь частоты SINAMICS G120C: [Электронный ресурс] // Руководство по эксплуатации. URL: https://www.siemens-pro.ru/docs/sinamics_gv/g120c/SINAMICS_G120C_ru-RU.pdf (Дата обращения: 05.05.2023).

22. Преобразователь частоты Altivar 630 4 кВт 380В 3ф Schneider Electric ATV630U40N4: [Электронный ресурс] // RVD Industrial Electronics. URL: https://www.24power.ru/preobrazovatel-chastoti-altivar-630-4-kvt-380v-3f-schneider-electric-atv630u40n4.html (Дата обращения: 05.05.2023).

23. МОVITRAC B Частотные преобразователи: [Электронный ресурс] // Геркомс. Энергоэффективные системы. URL: https://gekoms.org/movitrac-b-chastotnye-preobrazovateli/ (Дата обращения: 05.05.2023).

24. Преобразователь частоты SINAMICS G120C 6SL3210-1KE18-8 UB1 4 кВт: [Электронный ресурс] // САЛЮТЕХ. URL: https://saluteh.ru/shop/privodnoe_oborudovanie/chastotnye-preobrazovateli/vektor nie_preobrazovately/6sl3210_1ke18_8_ub1_preobrazovatel_chastoty_sinamics_g120c_4_kvt_/ (Дата обращения: 05.05.2023).

25. Контроллеры Siemens Simatic S7-300/ S7-300F/ SIPLUS S7-300: [Электронный ресурс] // Simatic Market. URL: https://simatic-market.ru/catalog/Siemens-CA01/5000013/info/ (Дата обращения: 07.05.2023).

26. Системный обзор SLC 500: [Электронный ресурс] // СП Технология. URL: https://sp-t.ru/uploads/pdfs/allen-bradley-kontroller-slc-500-rukovodstvo-po-vyiboru-rus.pdf (Дата обращения: 07.05.2023).

27. 6ES7315-2AH14-0AB0: [Электронный ресурс] // MARK SIEMENS. URL: https://promsim.ru/katalog/sistemy-avtomatizatsii/kontrollery-simatic-s7-300/6es7315-2ah14-0ab0-detail (Дата обращения: 07.05.2023).

28. Промышленная электроника Allen-Bradley 1747-L533 SLC 5/03 Proc., 32K Mem., AB 1747-L 1747-L5 1747-L53: [Электронный ресурс] // Promtek. Промышленное оборудование. URL: https://promtekservis.ru/katalog/promyshlennaya-elektronika/Allen-Bradley/1747-L533-----SLC-503-Proc-32K-Mem-AB-1747-L-1747-L5-1747-L53.html (Дата обращения: 07.05.2023).

29. Панели Simatic HMI Basic 2-го поколения: [Электронный ресурс] // Simatic Market. URL: https://simatic-market.ru/catalog/Siemens-CA01/10231606/info/ (Дата обращения: 07.05.2023).

30. NS12-TS01B-V2: [Электронный ресурс] // PROMENERGO Автоматика. URL: https://www.proenergo.ru/oborudovanie-omron/sistemy-avtomatizacii/cheloveko-mashinnye-interfeysy/paneli-operatora-omron-ns/paneli-operatora-omron-ns15-ns12-ns10-ns8/ns12ts01bv2/ (Дата обращения: 07.05.2023).

31. Новая линейка панелей оператора Panel View Plus 6 от Rockwell Automation: [Электронный ресурс] // Компания Энергоресурс-ЕК. URL: http://www.energoresurs-ek.ru/about/energoresurs-engineering/9-novosti-kompanii /novosti/2-novaya-linejka-panelej-operatora-panel-view-plus-6-ot-rockwell autom ation.html (Дата обращения: 07.05.2023).

32. 6AV21232MB030AX0 стационарные панели операторов Siemens: [Электронный ресурс] // PROMENERGO Автоматика. URL: https://www.siemens-pro.ru/hmi/hmi_basic_2/6AV2123-2MB03-0AX0.html (Дата обращения: 07.05.2023).

33. NS12TS00BV2 Omron: [Электронный ресурс] // Олниса. URL: https://olnisa.ru/manufacturers/omron/sistemy-avtomatizaczii/paneli-operatora/ns1 2ts00bv2/ (Дата обращения: 07.05.2023).

34. 2711P-T12C4D8 ALLEN-BRADLEY PANELVIEW PLUS 6, 1250: [Электронный ресурс] // Велдон. URL: https://www.veldon-electric.ru/drugie-kontrollery/2711p-t12c4d8--allen-bradley--panelview-plus-6-1250 (Дата обращения: 07.05.2023).

35. STEP 7 PROFESSIONAL: [Электронный ресурс] // Simatic Market. URL: https://simatic-market.ru/catalog/Siemens-CA01/5000906/info/ (Дата обращения: 10.05.2023).

36. Simatic WinCC flexible RT: [Электронный ресурс] // Simatic Market. URL: https://simatic-market.ru/catalog/Siemens-CA01/10018718/info/ (Дата обращения: 10.05.2023)