5. Расчёт освещённости в машинном зале

Помещение машзала вычислительного центра АСУТП 5 клетевого стана относится к первой группе помещений, в которых производится различение объектов зрительной работы при фиксированном направлении линии зрения работающих на рабочую поверхность (производственные помещения, рабочие кабинеты, лаборатории и т.п.). Рассчитаем необходимое количество светильников и мощность для освещения машинного зала ВЦ площадью 335 м² и высотой Н = 3,5 м.

Расчётная высота вычисляется по формуле

h = H – h_C • h_P, (5.1)

где, H – высота помещения, м;

hc – расстояние от светильников до пола, м;

hp – высота расчётной поверхности над полом, м.

Подставив соответствующие значения, получим

h = 3,5 – 0,1 – 0,8 = 2,6 м

На основе полученной расчётной высоты и по данным, приведённым в [17] выбираем удельную мощность W = 13 Вт / м² .

Площадь помещения S = 335 м²

Общая мощность ламп в помещении рассчитывается по формуле

P_Σ = W × S, (5.2)

где, W – удельная мощность, Вт / м² ;

S – площадь помещения, м².

Подставив соответствующие значения, получим

P_Σ = 13 × 335 = 4355 Вт

Для освещения данного помещения используются светильники типа ЛД40 (люминесцентные лампы дневного света) мощностью Р_СВ=40 Вт, расчёт количества светильников необходимых для освещения помещения производится по формуле

N = P_Σ / Р_СВ, (5.3)

где P_Σ – мощность светильника, Вт;

Р_СВ – мощность одного светильника, Вт.

Окончательно получаем:

N = 4355 / 40 ≈ 110 штук.

В результате расчётов искусственного освещения получаем данные, на основе которых можно сделать вывод, что для освещения помещения машинного зала размерами площадью 335м² и высотой 3,5 м, необходимо 110 светильников общей мощностью 4355 Вт.

6. Расчёт защитного заземления.

Заземлению подлежит оборудование с напряжением питания 220В.

Наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства принимаем R = 4 Ом.

Расчётный ток замыкания на землю определяется из выражения:

I_з = U/R (5.4)

I_з = 220/4 = 55 А.

Расчётное удельное сопротивление грунта.

Грунт - суглинок с удельным сопротивлением p =100 Ом м, климатический коэффициент к =1,4.

R_расч = р к (5.5)

R_расч = 100 1,4 = 140 Ом.

Сопротивление естественных заземлителей R_е=7,3 Ом.

Сопротивление искусственного заземлителя должно быть:

R_и= R_е 4/( R_е – 4) (5.6)

R_и=7,3 4/(7,3 - 4) = 8,85 Ом.

Заземляющее устройство представляет собой прямоугольник 20 х 40 м. В качестве вертикальных стержней предполагается применить угловую сталь с шириной полки 40 мм длиной 2,5 м. В качестве соединительной полосы - стальную шину сечением 40 х 40 мм. Также имеются естественные заземлители с сопротивлением растекания R_р = 7,3 Ом.

Сопротивление одиночного вертикального заземлителя:

R_ст.од = (p/(d 3,14 l)) ln(2l/d)+0,5 ln((4H+l)/(5H-l)) (5.7)

Эффективный диаметр стержней: d=0,95 0,04=0,038 м.

R_ст.од= (140/(0,038 3,14 2,5)) ln(2 2,5/0,038)+0,5 ln((4 6,25+2,5)/

/(5 6,25-2,5)) = 43,7 (Ом).

Длина соединительной полосы равна периметру прямоугольника 20 х 40 м, т. е. 120 м. Вертикальные стержни размещаются через каждые 2 м - всего 60 стержней.

Сопротивление соединительной полосы:

R_п = 140/(2 3,14 120) ln((2 120 120)/(0,038 0,5)) = 26,4 (Ом).

Требуемое сопротивление растеканию вертикальных стержней:

R_ст. = R_п. R_и./(R_п.-R_и.) (5.8)

R_ст. = 26,4 8,85/(26,4-8,85)=17,2 (Ом).

Окончательно определим число вертикальных стержней. Принимая предварительно их число равным 60, длину - 2,5 м и расстояние между ними – 2 м, находим коэффициент использования k = 0,42 (при размещении по контуру и отношении расстояния между трубами к их длине равным 0,8): n = 43,7/(0,42 17,2) = 60 (шт).

Заключение

В данной дипломной работе была разработана система автоматического слежения за координатой сварного шва в петлевом устройстве стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь».

Была проанализирована работа действующей системы слежения за швом на пятиклетевом стане 1700 ПХЛ, и выявлены недостатки в ее работе, приводящие к обрывам полосы на стане, повреждениям валков, а следовательно к технологическим простоям и материальным потерям.

В ходе выполнения дипломной работы был проведен патентный поиск существующих систем слежения за координатой сварного шва, результаты которого, легли в основу для разработки новой системы слежения.

Принцип работы новой системы слежения основывается на математическом описании работы петлевого устройства стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь».

На основе математического описания была разработана функциональная схема новой системы слежения за координатой сварного шва петлевом устройстве, произведен выбор соответствующего оборудования и технических средств автоматизации. Новая система позволяет более точно, чем существующая система слежения, определять запас полосы и положение шва в петлевом устройстве. Экономически это ведет к уменьшению расходов на производство, т.к. снижается количество брака и время технологических простоев.

Так же на основе математического описания, при помощи пакета Matlab, была разработана имитационная модель системы слежения за координатой сварного шва.

Произведён технико-экономический расчет, где дана экономическая оценка и обоснование материальных затрат возникающих при разработке и возможном внедрении системы слежения за координатой сварного шва.

Литература

1. Великанов К.М. и др. Экономика и организация производства в дипломных проектах. Учебное пособие для вузов. Л.: Машиностроение, 1990 г. – 320 с.

2. Герловин Ю.Н. Климов Г.В. и др. Автоматические средства обнаружения и тушения пожаров. – М.: Стройиздат 1986 г. – 240 с.: ил.

3. Гуревич В.Л., Иванов О.Н., Белоусов К.В. Описание изобретения к авторскому свидетельству. «Устройство слежения за координатой сварного шва на стане бесконечной прокатки». – ₍₁₉₎SU₍₁₁₎1736652A1; ₍₅₁₎₅ B 21 B 37/00

4. Джонс М.Х. Электроника – практический курс. Москва: Постмаркет, 1999 г. – 528 с.

5. Иванов Е.Н. Автоматическая пожарная защита. – М.: Стройиздат 1978 г. – 200с.:ил.

6. Иванов Е.Н. Пожарная безопасность вычислительных центров. – 3 изд., перераб. и доп.– М.: Стройиздат 1990 г. –112 с.: ил.

7. Кукин, В.Л. Лапин, Е.А. Подгорных и др. Безопасность жизнедеятельности. Безопасность технологических процессов и производств (Охрана труда): учебное пособие для вузов. П.П. – М.: Высш. шк., 1999. – 318с.:ил

8. Лазарев Ю. Моделирование процессов и систем в Matlab. Учебный курс. – СПБ.: Питер, 2005 г.– 511 с

9. Макарова Н.Л., Булатов Ю.И., Куралева Т.В.. Методические указания по курсовому и дипломному проектированию. ЧГУ, 2001 г.

10. Мекел Дж., Геропп В., Аш А. Применение компьютеризированных систем наблюдения и диагностики на прокатных станах.; журнал «Черные металлы», декабрь, 1999 г. с.53-60.

11. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи: Учебник для вузов/В.И. Нефедов– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2002 г. – 510 с.: ил.

12. Прудков М.Л., Канторович Л.З., и др. Описание изобретения к авторскому свидетельству. «Система управления агрегатом с петлевым устройством». – ₍₁₉₎SU₍₁₁₎ 1122387 A; ₈₍₅₁₎ B 21 B 37/00

13. Смыслова А.Л., Харахнин К.А. Анализ производительности стана холодной прокатки при различных режимах пропуска сварных соединений. С. «Вестник ЧГУ»

14. Инструкция петлевого устройства стана 1700 ПХЛ ОАО «Северсталь»

15. Инструкция по эксплуатации программируемых логических контролеров SIEMENS SIMATIC S7-400

16. Официальный сайт представительства SIEMENS AG в России www.siemens.ru

17. Строительные нормы и правила: СНиП 23-05-95. Естественное и искусственное освещение/Госстрой СССР. - Введен 01.01.95. - М.: Стройиздат, 1996. - 35 с.

18. Техническое описание и инструкция по эксплуатации датчиков ИКО-5, 1983 г

19. Техническое описание и инструкция по эксплуатации датчиков «Robotron 24 024».

20. Техническое описание и инструкция по эксплуатации датчиков КД-4МК, 1986 г.

21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации датчиков ПДФ-5, 1991 г.

22. Технологическая инструкция ТИ 105-ПХЛ-16-96 Прокатка полос на пятиклетевом стане 1700 ПХЛ, 1996 г.

Приложения

Приложение А: Структурная схема технологического процесса пятиклетьевого стана холодной прокатки 1700

Приложение Б: Функциональная схема существующей системы

Приложение В: Функциональная схема разработанной системы