Автоматизация технологического комплекса измельчения в условиях медеплавильного предприятия

Содержание
Введение 3
1 Анализ технологического комплекса измельчения фабрики ОАО "СУМЗ" как управляемого объекта 5
1.1 Краткое описание технологической схемы комплекса измельчения фабрики ОАО "СУМЗ" 5
1.2 Технологический комплекс измельчения фабрики ОАО "СУМЗ" как объект управления 10
1.3 Обоснование необходимости и эффективности автоматизации технологического комплекса 12
1.4 Анализ статических и динамических характеристик отдельных свойств механизмов и комплекса в целом 15
2. Математическое моделирование технологического комплекса измельчения 22
2.1 Структурная идентификация комплекса 22
2.2 Параметрическая идентификация комплекса 25
2.3 Исследование статических и динамических свойств комплекса 36
2.4 Выбор канала управления 48
3. Автоматизация технологического комплекса измельчения 51
3.1 Библиографический и патентный обзор по автоматическому контролю и регулированию комплекса 51
3.2 Выбор структуры и состава схемы автоматизации комплекса 57
3.3 Выбор технических средств автоматизации комплекса. 61
3.4 Анализ работоспособности локальной САР по выбранному (заданному) каналу регулирования 66
3.4.1 Синтез локальной автоматической системы регулирования 66
3.4.2 Выбор регулятора и расчет его настроек 67
3.4.3 Оценка устойчивости основного контура локальной САР и расчёт корректирующего контура 73
4 Технико-экономические показатели принятых решений по автоматизации 87
4.1 Расчет капитальных вложений в основные фонды 88
4.2 Расчет величины амортизационных отчислений 92
4.3 Расчет себестоимости 93
4.4 Расчет экономической эффективности проекта автоматизации 96
5 Безопасность эксплуатации автоматизированного комплекса 98
Заключение 107
Список литературы 108

Введение

На протяжении столетий производство меди служило показателем экономического развития государства. Медьсодержащие руды характеризуются невысоким содержанием основного металла, в связи с чем в цикле переработки медьсодержащего сырья использование обогатительных технологий является обязательным.
Технологический процесс обогащения руд включает в себя подготовительные операции (дробление, измельчение и классификацию), флотацию и обезвоживание сырья (сгущение, фильтрация, сушка). Подготовка руд к обогащению является одним из самых энергоемких и затратных процессов в технологии переработки полезных ископаемых.
Цель настоящей работы состоит в проектировании автоматической системы управления технологическим комплексом измельчения ОАО СУМЗ на базе использования современных технических средств микропроцессорной техники, автоматизации и управляющих вычислительных машин. Актуальность данной темы обусловлена общей тенденцией сокращения энергозатрат на единицу производимой продукции. Современный уровень технического развития общества и понимание неизбежного роста энергопотребления в будущем с одной стороны и ограниченность энергоресурсов с другой, наряду с поиском новых видов энергии приводят к необходимости заниматься разработкой энергосберегающих технологий во всех сферах производственной деятельности.
Эффективность внедрения автоматических систем управления проявляется в увеличении производительности работы мельниц, снижении потребления топлива и электроэнергии, сокращении численности обслуживающего персонала, повышении качества конечного продукта, повышении безопасности работы в отделениях измельчения, улучшении условий труда обслуживающего персонала, улучшении экологической обстановки.
Выпускная квалификационная работа состоит из 5 разделов. В первом разделе кратко описывается технологический комплекс измельчения, классификация входных и выходных величин комплекса, приводятся статические и динамические характеристики по различным каналам управления.
Второй раздел содержит структурную идентификацию комплекса измельчения на основании системного анализа его как управляемого объекта, определены возможные каналы управления, анализируются связи между входными и выходными параметрами и представлена алгоритмическая структура математической модели заданного комплекса. Выполнена параметрическая идентификация комплекса, которая заключается в расчете параметров передаточных функций отдельных элементов комплекса и проведено исследование статических и динамических свойств комплекса на полученной математической модели.
В третьем разделе выполнен библиографический и патентный обзор по автоматическому контролю и управлению технологическим комплексом измельчения. На основании библиографического и патентного обзоров составляется общая функциональная структура системы управления комплексов, приводится перечень необходимых локальных автоматических систем контроля и регулирования, осуществляется выбор технических средств автоматизации. В третьем разделе также производится выбор элементов заданной автоматической системы регулирования, производится расчет надежности системы автоматического регулирования и ее моделирование с целью определения оптимальных настроек регулятора.
В четвёртом разделе вычисляются технико-экономические показатели принятых в данное работе решений.

Заключение

Целью выпускной квалификационной работы "Автоматизация технологического комплекса измельчения в условиях медеплавильного предприятия ОАО "СУМЗ" являлось проектирование системы автоматизации технологического комплекса измельчения, для выполнения указанной цели были решены следующие задачи:
- обоснована необходимость и эффективность автоматизации технологического комплекса;
- проведен анализ технологического комплекса измельчения как управляемого объекта, на основании которого получена математическая модель комплекса;
- выполнен библиографический и патентный обзор по автоматическому контролю и управлению технологическим комплексом, на основе чего разработана схема автоматизации отделения измельчения на данном предприятии;
- выполнен анализ статических и динамических характеристик отдельных свойств механизмов и комплекса в целом, на основе чего был выбран основной канал управления – стабилизация подачи исходной руды путем воздействия на электропривод питателя.
Проведено математическое моделирование технологического комплекса в программе Matlab, выполнен расчет настроек регуляторов стабилизирующего и корректирующего контуров, осуществлен выбор основных элементов системы, выполнен расчет надежности системы.