Дипломная работа: Автоматизация шаровой мельницы мокрого помола Домского ГОК ТНК Каз Хром

Содержание

Введение
1 Глава 1. Анализ и обзор систем управления мельницей
1.1 Актуальность работы
1.2 Назначение и виды дробилок
1.3 Назначение и виды мельниц
1.4 Основные стадии дробления и измельчения
1.5 Схема расположения датчиков
1.6 Мнемосхема цеха в WINCC RUTIME
1.7 Выбор программного продукта для SCADA-системы
1.8 Цель дипломной работы
2 Визуализация панели оператора мельницы в системе SCADA WINCC
FLEXIBLE HMI
2.1 WINCC RUN TIME
2.1.1 Редакторы и интерфейсы WINCC FLAXIBLE
2.1.2 Серверная часть проекта
2.1.3 Клиентская часть проекта
2.1.4 OPC сервер
2.1.4 OPC клиент
2.2.Главное меню панели оператора
2.2.1 Выбор режима управления мельницей
2.2.2 Просмотр технологических параметров работы главного двигателя
2.2.3 Настройка технологических параметров работы главного двигателя
2.2.4 Просмотр окна состояния толчкового привода
2.2.5 Задание технологических параметров толчкового привода
2.2.6 Окно состояния редуктора мельницы
2.2.7 Задние технологических параметров смазки редуктора мельницы
2.2.8 Смазка зубчатого венца мельницы
2.2.9 Задние технологических параметров смазки зубчатого венца
2.2.10 Задние технологических параметров работы мельницы
2.4 Условия запуска мельницы
2.5 Остановка мельницы
2.6 Журнал аварий и предупреждений
3 Безопасность жизнедеятельности
3.1 Анализ условия труда на «Донской» ГОК Участок по производству
окатышей.
3.2 Анализ влияния вредных и опасных производственных факторов на
организм человека
3.3 Шум. Защита от шума
3.4 Влияние вибрации
3.5 Запыленность и загазованность
3.6 Расчет искусственного освещения методом коэффициента использования
для рабочей площадки
3.7 Воздействие электрического тока
3.8 Расчет защитного заземления
5 Экономическая эффективность автоматизации шаровой мельницы мокрого
помола
4.1 Технологическое описание мельницы
4.2 Расчет затрат на автоматизацию мельницы
4.3 Оценка экономической эффективности автоматизации мельницы
4.4 Вывод
Заключение
Список литературы
Приложение А
Анализ и обзор систем управления мельницей

1.1 Актуальность работы

Не своевременное устранение неполадок может привести к длительному
простою оборудования.
Так при выходе из строя опорного подшипника в следствии перегрева,
недостатка смазки, приведёт к длительному ремонту оборудования простою
цеха. Стоимость установки панели, написания программы, обслуживания. Не
значительно по сравнению с потерями при простое оборудования в течение
нескольких часов и его ремонта.
Так же панель позволяет сократить количество человеко-часов на
обслуживание оборудования и ремонте. Панель отображает параметры
необходимые для работы оборудования: температуру, напряжение, ток,
потребляемую мощность. Выводит предупреждающие сообщения с кодом
аварии или предаварийного состояния оборудования. Что позволяет
своевременно устранить неполадку. И сокращает время на поиск
неисправности.
Панель устанавливается непосредственно в шкаф управления мельницей
мокрого помола.
До установки панели оператора контроль осуществлялся с помощью
SCADA WINCC из помещения операторской. Операторы управляют
процессом производства окатышей.
Панель позволяет без непосредственного участия оператора участка выявлять
и устранять неисправности.

1.2 Назначение и виды дробилок

Каменные материалы измельчают следующими способами:
раздавливанием, ударом, истиранием, изгибом и раскалыванием
Измельчают каменные материалы при помощи дробильных машин —
камнедробилок рисунок 1.1
Щековые дробилки, для крупного и среднего дробления каменных
материалов и отличаются простотой конструкцией, надежностью и удобством
в процессе эксплуатации.
Щековая дробилка (рисунок. 1.3) с простым движением щеки
приводится в движение от электродвигателя, который приводит во
вращательное движение шкив-маховик и связанный с ним эксцентриковый
вал, на котором насажен шатун. В шатуне имеются специальные гнезда, в
которые вставлены концы распорных плит 3 и 5. Другой конец плиты
шарнирно соединен с подвижной щекой, подвешенной на оси, а конец плиты
упирается в клин регулировочного устройства. При движении шатуна вверх за
ним тянутся концы распорных плит, вследствие чего подвижная щека
приближается к неподвижной. Концы распорных плит при движении шатуна
вниз опускаются, и подвижная щека отходит от неподвижной под действием
собственной массы, а также под действием тяги оттяжного устройства с
пружиной. Распорные плиты от выпадения из своих гнезд удерживаются
тягой и пружиной, а также обеспечивают обратное движение подвижной
щеки. Ширина разгрузочной щели регулируется устройством, которое состоит
из клиньев и винта.
а — с простым качанием подвижной части; б — со сложным качанием
подвижной части; в — с нижней подвеской подвижной части; г — с
гидравлическим приводом.
Рисунок 1.2 - Схемы щековых дробилок

Дробящие плиты из марганцовистой стали с содержанием марганца
15%. Рабочая поверхность дробящих плит имеет ребрисуноктую форму,
Основными параметрами щековых дробилок являются ширина и длина
загрузочного отверстия.
а — с крутым конусом; б — пологим конусом; в — схема дробления
Рисунок. 1.4 - Схемы конусных дробилок

Верхний конец подвижного конуса подвешен шарнирно на траверсе,
перекрывающей загрузочное отверстие дробилки. Геометрические оси
подвижного и неподвижного конусов составляют угол 2—3°. Направляющий
конус 6 обеспечивает устойчивую работу дробилки. При вращении
эксцентрикового стакана подвижной конус как бы обкатывает внутреннюю
поверхность неподвижного конуса и при сближении конусов материал
дробится (рисунок. 1.4, в), а в другой части, где поверхности конусов
расходятся, разгружается.
Процесс дробления и выдачи готового продукта в конусной дробилке
протекает непрерывно.
У дробилок с пологим конусом (рисунок. 1.4, б) дробящий конус посажен на
консольный вал и, следовательно, верхняя опора у них отсутствует. Дробилки
с пологим конусом предназначены для среднего и мелкого дробления горных
пород различной прочности.
Дробилка ударного действия. Дробилки ударного действия бывают
молотковые и роторные. В этих дробилках процесс дробления происходит при
соударении дробимого материала с быстровращающимися рабочими
органами (молотками или билами), а также с ограждающими элементами
машины — отбойными плитами или колосниковыми решетками.
Роторные дробилки имеют один или два ротора. Роторные дробилки
применяют для дробления малоабразивных материалов и горных пород с
пределом прочности до 150 МПа. Степень измельчения материала в
однороторной дробилке i = 25, а в двух роторной i = 50, что значительно
превышает степень измельчения в щековых и конусных дробилках.
Однороторная дробилка (рисунок. 1.5) состоит из корпуса, в котором
расположены один или два ударных элемента ротора 2. Куски породы с
помощью питателя подаются в загрузочное отверстие. Била ротора наносят
удары поступающим в дробилку кускам материала и под их действием куски
разбиваются на части и с большой силой отбрасываются на отбойные плиты,
укрепленные внутри на стенках корпуса. После удара о плиты куски вновь
измельчаются и, отлетая от них вновь, попадают на била. Таким образом,
процесс измельчения продолжается до тех пор, пока материал не будет
соответствовать ширине щелей колосниковой решетки 4 и не просеется через
нее.
1 — корпус; 2 — ротор; 3 — отбойные плиты; 4 — лосниковые решетки; 5 —
амортизационная пружина
Рисунок. 1.5 - Схема однороторной дробилки

Молотковые дробилки (рисунок. 16) применяются для дробления
хрупких, мягких пород, не обладающих абразивностью, а также глинистых
материалов. Молотковые дробилки измельчают материал крупностью 500—
600 мм до крупности 25—35 мм при первичном дроблении и от 100—300 мм
до 10 мм при вторичном дроблении.
Молотковые дробилки могут быть одно- и двухроторные, реверсивные
(с вращением ротора в обе стороны) и нереверсивные с колосниковой
решеткой и без нее.
а — общий вид; б —схема; 1 — станина; 2 и 3 — подвижный и неподвижный
валки; 4 — пружины; 5 — упор; 6 — подвижный подшипник; 7 —
направляющая
Рисунок. 1.7 - Валковая дробилка

Валковые дробилки. С помощью валковых дробилок (рисунок. 1.7, а)
дробят камень небольших размеров и используют их, как правило, на
вторичной стадии дробления.
Процесс дробления в валковых дробилках (рисунок. 1.7, б) сводится к
следующему: кусковой материал загружается на два параллельных валка 2 и
3, вращающихся навстречу друг другу. Поверхность валков бывает гладкой,
рифленой или зубчатой. Широкое применение находят дробилки с гладкой и
рифленой поверхностью валков. Привод валковых дробилок бывает
одинарный и двойной. Одинарный привод состоит из двигателя, ременной и
зубчатой передачи. Пружина 4 удерживает один из валков в рабочем
положении и регулирует максимальное и минимальное расстояние между
валками. При двойном приводе вращение каждому валку передается от
самостоятельного двигателя посредством ременной или зубчатой передачи.
Ширина разгрузочной щели (зазор между валками) определяется
физико-механическими свойствами дробимого материала. Для того чтобы материал мог втягиваться между валками, должно соблюдаться следующее
условие: при дроблении твердых пород Z/d = 24, при дроблении влажных глин
DJd=\0, где d— размер кусков загружаемого материала, м.
Рисунок. 1.8- Шаровая мельница

Шаровые мельницы. Шаровые мельницы представляют собой
цилиндрический барабан, внутри которого находятся шары или стержни, и
предназначены для дробления минерального порошка, идущего для
приготовления асфальтобетона.
Принцип работы шаровой мельницы состоит в том, что при вращении
барабана находящийся внутри его дробимый материал и шары соударяются,
что приводит к размельчению материала.
Мельницы классифицируют: по количеству камер — одно- и
двухкамерные; по способу помола — с сухим и мокрым помолом; по
технологическому циклу — периодические и непрерывного действия; по
форме барабана — цилиндрические и конические; по способу выход
измельченного материала
со свободным выходом через полую

центральную цапфу, с выходом через поперечное сито, через наружное
цилиндрическое сито.
Работа мельницы основана на вращении барабана, шаров и дробимого
материала. Шары и дробимый материал двигаются под действием силы

трения (F = fN, где f — коэффициент трения; N — нормальное давление; N =
mgP; т — масса; g — ускорение свободного падения; Р — центробежная сила.
В нижней части барабана эти силы направлены вниз. Под действием силы N,
направленной касательно к окружности, дробимый материал вместе с шарами
движется вверх до тех пор, пока сила тяжести не преодолеет центробежную
силу, прижимающую шары и дробимый материал к поверхности барабана,
после чего шары падают и разбивают дробимый материал, лежащий в нижней
зоне. При критической скорости дробимый материал и шары располагаются
концентрически и дробления не будет.

1.3 Назначение и виды мельниц

Шаровые мельницы применяют для тонкого и грубого помола
материалов. Принцип действия шаровых мельницы измельчают материл
ударом и истиранием падающих тел во вращающемся барабане.
В зависимости от скорости вращения мельницы различают два режима
работы: при малой скорости - каскадный, при большой - водопадный.
При каскадном режиме измельчабщие тела перекатываются и материал
измельчается под действием раздавливающих и истирающих усилий.
При водопадном режиме работы измельчабщие тела в результате трения
о внутреннюю поверхность корпуса поднимаются вместе с корпусом до точки
А , называемой точкой “срыва”, а затем падают к точке “падения” В. В этой
точке происходит измельчение материала под действием ударных усилий.
Во время вращения мельницы наблюдаются оба режима работы, так как часть
шаров работает в каскадном, а часть в водопадном режиме.
Шаровые мельницы могут быть классифицированы по конструкции
барабана и наличию перегородок:
- цилиндрические однокамерные и многокамерные
- конические
- вертикальные, горизонтальные
Мельницы работают в открытом или замкнутом цикле при условии
непрерывного действия. В них можно размалывать материал, как сухим, так и
мокрым способом.
Мельницы барабанного типа. Могут работать в мокром и сухом режиме.
Представляют собой барабан, который в зависимости от конструкции.
Первый тип имеют два отрезка «труб» загрузочную и разгрузочную,
которые крепятся в центре обеих торцевых крышек и имеют внутри шнек.
Сами трубы находятся в подшипниках скольжения. Вращение на барабан
передается двигателем через редуктор, малую звездочку на венец,
закрепленный на обечайке барабана. Измельчаемый продукт подает
питателем в загрузочную трубу шнек которой отправляет его внутрь барабана,
разгрузочная труба выгружает из барабана измельченный продукт.
Подшипники скольжения требуют масло под большим давлением,
поэтому мельница имеет собственную масло станцию. Привод
осуществляется двигателем через редуктор, малую шестерню, которая в свою
очередь передает вращение на венцовую шестерню, закрепленную на
наружной обечайке. Эти мельницы, как правило, непрерывного типа.
Второй тип. В центре обеих торцевых крышек закреплено по одному
валу с обеих сторон. Валы находятся в подшипниках качения, вращение на
барабан передается двигателем на редуктор и на один из валов. Загрузка
мельницы материалом осуществляется через люк, который находится либо на
обечайке или на торцевой крышке. Разгрузка осуществляется через те же
люки. Эти мельницы периодического действия.
Существует еще ряд модификаций, которые незначительно отличаются
от этих двух типов.
По мелющим телам их условно можно разделить на четыре типа.
-Самоизмельчения. Мелющими телами являются крупные куски
измельчаемого материала, если крупных кусков мало, то добавляют шары до
10% и мельница работает в режиме полу самоизмельчения.
-Шаровые и роликовые. Мелющими телами являются шары или ролики,
которыми заполняется барабан до 45% от объема барабана.
-Стержневые. Мелющими телами являются стержни, которые чуть
меньше длинны барабана заполнение до 45% от объема барабана.
-Бисерные. Мелющими телами является мелкие шарики.
Скорость у барабанных мельниц выбирается в зависимости от диаметра
барабана и условий измельчения, которые нужно создать. При низких
скоростях мелющие тела катятся, и измельчение происходит за счет трения,
при средних скоростях вращения шары катятся, поднимаются и падают,
измельчение идет за счет истирания и удара.
При самоизмельчении, полу самоизмельчении, шаровом и роликовом
материал получается менее 100 микрон порядка 60-80 %.
Мельницы с бисерной загрузкой применяются в основном в
периодическом режиме и при измельчении 3-8 часов могут получать материал
менее 10 микрон до95%, очень чувствительны к влажности материала и
начальной его крупности.
-Достоинства. Простота конструкции, наработан большой опыт
эксплуатации и применения, надежны, срок службы футеровки до 8 месяцев,
при производительностях свыше 200 тон в час практически нет замен.
Исходный материал может подаваться в мельницу без предварительного
дробления.....