Рисунок 3.3. - Переходный процесс в замкнутой системе с ПИД - регулятором.

Необходимо выяснить соответствие коэффициентов неопределенного и цифрового регуляторов. Для выбора периода измерений цифрового регулятора строим амплитудно - частотную характеристику замкнутой системы и определяем частоту среза, при которой значение амплитуды на выходе не превышает три проценты от амплитуды при нулевом значении частоты.

Для этого возьмем передаточные функции замкнутой системы ПИД регулятора, которые было найдено выше.

Передаточная функция замкнутой системы с ПИД - регулятором:

,

Выражение амплитудно - частотной характеристики для системы с ПИД - регулятором будет иметь следующий вид:



Так как частота среза равна трем процентам от нулевого значения, то необходимо решить уравнение следующего вида:

.

При решении уравнений было получено:

-частота среза для системы имеющей в стоем составе ПИД - регулятор w_с = 3.8194.

Частоту измерений принимают как:

где w_c = 3.8194 (наибольшее значение), при котором период квантования равен T₀ = 0.411.

Так как полученное значение меньше заданного, то произведем пересчет параметров.

В общем виде дискретную передаточную функцию искомого элемента можно записать следующим образом:

. (3.11)

В нашем случае выражение (3.9) примет вид:

, (3.12)

C учетом этих выражений необходимо пересчитать параметры непрерывных регуляторов в параметры цифровых.

Запишем передаточные функции ПИД регулятора:

. (3.13)

После вычисления коэффициентов q₀, q₁ и q₂ дискретные передаточные функции будут иметь вид:

(3.14)

При анализе цифровых систем управления их представляют в виде трех элементов: цифрового фильтра (регулятора), фиксатора и приведенной непрерывной части.

где y - дискретное значение регулируемой величины;

f - заданное значение регулируемой величины;

e - ошибка управления;

u - управляющее воздействие.

Так как в системе имеет мести фиксатор нулевого порядка с передаточной функцией вида:

, (3.15)

то с учетом того, что z = e ^-pT , эту функцию можно записать в следующем далее виде:

. (3.16)

Сомножитель 1/р относят к линейной части, поэтому передаточная функция приведенной непрерывной части может быть записана в следующем виде:

. (3.17)

Так как

,

переходная фнукция ленейной части системы, то z - передаточную функцию линейной части находим по следующему выражению:

. (3.18)

Найдем выражение для передаточной функции линейной части:

. (3..19)

Для вычисления h(t) воспользуемся методом неопределенных коэффициентов. Необходимо определить полюса. Для этого необходимо найти корни следующего уравнения:

()*р = 0.

Решив данное уравнение мы получили , что его корни следующего вида:

p₁ = 0;

p₂ = - 0,2;

p₃ = - 0,33;

p₄= -0,25.

Переходная функция линейной части имеет следующий вид:

h(t) = -21,93e^-0.2t -4.03e^-0.33t +22.86e^-0.25t +3.1 . (3.20)

С учетом формулы (3.18) получаем

.

После раскрытия скобок и приведения подобных мы получаем равенство в следующем виде:

. (3.21)

Результирующая передаточная функция разомкнутой системы может быть определена как произведение передаточной функции приведенной непрерывной чати и передаточной функции цифрового фильтра:

. (3.22)

Дискретная передаточная функция замкнутой системы:

. (3.23)

Определим значение W₃(z) :

,

W_н.ч.(z) - определена по формуле (3.21), тогда:

. (3.24)

После того, как получим выражение дискретных передаточных функций для всех систем, проанализируем устойчивость этих систем по критерию Джури.

Критерий устойчивости заключается в следующем.

Пусть задан А(z) - характеристический полином:

A(z) = a₀zⁿ + a₁^n-1 + … + a_n, a₀ > 0.

Введем понятие обратного полинома, получаемого перестановкой коэффициентов исходного в обратном порядке:

A(z) = a_nzⁿ + a_n-1^n-1 + … + a₀.

Разделим A(z) на обратной ему. В итоге получаем частное от деления число q₀ и остаток А₁(z) - полином n-1 степени.

Помножим полученный результат на z^-1 получаем:

A₁(z) = (a₀-a_nq₀)z^n-1 + … + (a_n-1-a₁q₀).

Затем делим остаток A₁(z) на обратный ему A₁₀(z) и определяем новое q₁ и A₂(z)

и т.д.

Выполняя деление полиномов A_i(z) на обратные ему A_i0(z), получаем последовательность чисел q_i = {q₀, q₁, q₂,…,q_n-2}.

Необходимым и достаточным условием устойчивости цифровой системы является неравенства:

А(1)=(a₀+ a₁+ a₂+…+a_n)>0;

(-1)ⁿА(-1)=(a₀(-1)ⁿ + a₁(-1)^n-1 +…+a_n)>0;

|q_i|<1, i=0,1,2,…,n-2.

Используя выше изложенное, определим устойчивость системы с ПИД - регулятором.

Характеристический полином имеет вид:

Степень полинома n=5. Множество q_i = {q₀, q₁, q₂, q₃}.

А(1)=>0.

(-1)⁵A(-1)=>0.

,

Обратный полином:

.

Разделим A(z) на A₀(z).

Помножим полученный результат на z^-1, тогда:

A₄(z)= -0,0305301+1.028762z.

В результате расчетов получили, что q₀, q₁, q₂ по модулю меньше единицы, таким образом все три неравенства выполняются. Следовательно цифровая система устойчива. После того, как определили устойчивость системы по критерию Джури, необходимо построить переходный процессы в замкнутых цифровых системах.

Для построения переходных процессов в замкнутых цифровых системах воспользуемся обратным z-преобразованием.

Eесли функция имеет m-полюсов z_k={z₁, z₂,…, z_n} , то:

, (4.13)

где A(z_k) - числитель функции W₃(z);

B'(z_k) - производная знаменателя функции W₃(z);

Замкнутая система с ПИД - регулятором.

Передаточная функция для цифровой замкнутой системы с ПИД -регулятором имеет вид:

.

Переходная функция замкнутой системы равна:

.

Для вычисления f[n] найдем полюса функции

.

Полюся функции:

z₁ = 1;

z₂ = -0,021;

z₃ = 0,84;

z₄ = 0,935-j0,171;

z₅= 0,935+j0,171;

z₆=0,98.

Производная знаменателя функции:

B'(z) = 6z⁵-23.347 z⁴+34.893 z³-24.39 z²+7.505z-0.660

Подставим значение полюсов функции и значение производной в формулу (4.13), получим выражение для f[n]:

где а = z₁; b = z₂; c = z₃; d = z₄; e = z₅; f = z₆.

Изобразим переходный процесс на рисунке 3.4.

Рис. 3.4 - Переходный процесс в системе с ПИД - регулятором.

Таким образом, был сделан синтез и анализ оптимальной одноконтурной САУ при использовании ПИД - закон регулирования. Доказан что из типов регуляторов ПИД - закон регулирования является наилучшим для систем компьютерной автоматизации свеклосахарных производств. Корме того, были проведены расчеты по использованию ПИД регулятора в цифровых системах. Как показали расчеты, несмотря на то, что цифровые системы - это системы дискретного действия и действуют через определенные промежутки времени, переходные процессы в цифровых системах не сильно отличаются от переходных процессов в непрерывных системах, а конечное состояние выходной величины одинаково. Кроме того развитие микропроцессорной техники и использование теории управления в цифровых системах позволяют создать регуляторы различной сложности и с заранее заданных свойствами. Один из регуляторов, обеспечивающий перевод системы из одного состояния в другое за минимальное число периодов квантования при наличии ограничения на управляющие воздействие, был синтезирован в данной разделе.

3.2 Использование микропроцессорных регуляторов МИК-21, МИК-25 в АСУТП диффузионного отделения (наклонная диффузионная установка)

В данной главе рассматриваются технические средства, предназначенные для контроля и регулирования параметров технологического процесса в диффузионной установке сахарного производства.

Диффузионная установка предназначена для извлечения сахара из свекловичной стружки методом противоточной диффузии.

При введении в эксплуатацию системы автоматизации диффузионной установки экономический эффект достигается: за счет повышения производительности диффузионной установки, а также за счет увеличения содержания сахара в диффузионном соке.

Структурная схема системы автоматизации диффузионной установки представлена на рис.3.5.

Регулирование соотношения стружка-вода

В основу реализации процесса экстракции в диффузионном аппарате непрерывного действия положен принцип противотока стружки и воды при необходимости соблюдения разницы концентраций. Взвешенная на порционных весах свекла через промежуточный бункер поступает на свеклорезки, где изрезывается в стружку. Ленточным конвейером, оборудованным конвейерными весами, свекловичная стружка подается в загрузочную шахту наклонного диффузионного аппарата, а в верхнюю часть диффузионного аппарата подается подогретая сульфитированная вода.

Откачку диффузионного сока необходимо производить в количестве 110-115 % к весу свеклы, то есть, необходима регулировка соотношения стружка-вода. Реализуется этот контур на базе регулятора МИК-25. Аналоговые входа регулятора - AI2 - расход свекловичной стружки, АИ - расход воды, аналоговый выход - на управление клапаном подачи воды. Коэффициент соотношения задается оператором вручную.

3.2.1 Уровень сокостружечной смеси в аппарате

Для обеспечения правильного хода процесса экстракции очень существенным фактором является удерживание равномерного уровня заполнения диффузора, для этого контролируются уровни сокостружечной смеси в аппарате и регулируется уровень перед ситом. Поддерживается заданный уровень с помощью регулятора МИК-21.

3.2.2 Измерение и регулирование температуры в камерах

Температурный режим аппарата обеспечивается подогревом аппарата по его длине греющим паром, подающимся в греющие камеры. Поддержание заданных температур в зонах диффузионного аппарата осуществляется регуляторами МИК-21 (1-2, 2-2, 3-2, 4-2). В качестве датчиков измерения температуры в зонах аппарата используются ТСМ или ТСП, которые подключаются на универсальные входа регуляторов МИК-21.

4. Охрана труда

В разделе «Охрана труда» выпускной квалификационной работы рассматриваются вопросы обеспечения безопасности труда. В этой части рассматриваются проблемы, возникающие при проектировании и выборе варианта автоматизации линии по производству сахара из сахарной свеклы. Большая часть технологических процессов, осуществляемых при помощи этой линии, представляет опасность для человека. Известно, что значительные отклонения от заданных технологических параметров - температуры, давления, уровня - могут привести к крупным авариям. Автоматический контроль предельных значений технологических параметров, сигнализация, защита, управление различными процессами и их регулирование обеспечивают надежную и безопасную эксплуатацию установок, дают возможность предупредить или исключить возникновение аварийных ситуаций.

Для обеспечения безопасности труда, основными нормативными документами, являются Правила техники безопасности и Правила технической эксплуатации технологического оборудования на предприятиях пищевого производства.

Анализ опасных и вредных производственных факторов

При эксплуатации линии по производству сахара из сахарной свеклы существует ряд опасных и вредных производственных факторов. Одним из таких факторов является шум. Человек постоянно подвергается воздействию шума. Источником шума являются электродвигатели, транспортеры, варильник и сушилка. Повышенный уровень шума на рабочих местах оказывает вредное воздействие на организм человека. В результате длительного воздействия шума нарушается нормальная деятельность сердечно-сосудистой и нервной системы, пищеварительных и кроветворных органов, развивается профессиональная тугоухость, прогрессирование которой может привести к полной потере слуха. Под влиянием интенсивного шума и вибрации наступают повышенная утомляемость и раздражительность, плохой сон, головная боль, ослабление памяти, внимания и остроты зрения, что ведет к снижению производительности труда и часто является причиной травматизма.

Немалую роль в обеспечении безопасных условий труда играют метеорологические условия производственной среды. Метеорологические условия производственной среды - температура, влажность и скорость движения воздуха, определяют теплообмен организма человека и оказывают существенное влияние на функциональное состояние различных систем организма, самочувствие, работоспособность и здоровье. Кроме того нарушение теплообмена (охлаждение или перегрев) усугубляет действие на человека вредных веществ, вибрации и других производственных факторов. Метеорологические условия производственной среды цеха, в котором установлена линия по производству сахара из сахарной свеклы зависят от физического состояния воздушной среды и характеризуются основными метеорологическими элементами, а также тепловым излучением нагретых поверхностей оборудования. Совокупность этих факторов, характерных для данного производственного участка, называется производственным микроклиматом. Метеорологические факторы, как каждый в отдельности, так и в различных сочетаниях, оказывают огромное влияние на функциональную деятельность человека, его самочувствие и здоровье. Для производственного цеха с линией по производству сахара из сахарной свеклы характерное суммарное действие метеорологических факторов. А именно, увеличение скорости движения воздуха ослабляет неблагоприятное действие высокой температуры и усиливает действие низкой; повышение влажности воздуха усугубляет действие как высокой, так и низкой температуры.

Рациональное освещение помещения и рабочих мест - один из важнейших элементов благоприятных условий труда. При правильном освещении повышается производительность труда, улучшаются условия безопасности, снижается утомляемость. При недостаточном освещении рабочий плохо видит окружающие предметы и плохо ориентируется в производственной обстановке. Успешное выполнение рабочих операций требует от него дополнительных усилий и большого зрительного напряжения. Неправильное и недостаточное освещение может привести к созданию опасных ситуаций. Наилучшие условия для полного зрительного восприятия создает солнечный свет.

Основная опасность при эксплуатации герметичных емкостей, работающих под давлением заключается в возможности их разрушения при внезапном расширении паров (физический взрыв). При физическом взрыве энергия сжатой среды в течении малого промежутка времени реализуется в кинетическую энергию осколков разрушенной емкости и ударную волну. Сеть трубопроводов является источником повышенной опасности; так как вследствие тяжелых условий эксплуатации происходит разрушение материала труб и разгерметизация фланцевых соединений, а из-за большой протяженности и разветвленности сети контроль за ее состоянием затруднен.

При работе в производственном цехе существует опасность поражения электрическим током. Действие электрического тока на живую ткань носит своеобразный и разносторонний характер. Проходя через организм, электрический ток производит термическое, электролитическое и биологическое действия. Любое из этих действий тока может привести к электрической травме, т.е. к повреждению организма, вызванному воздействием электрического тока.

ЭКОЛОГИЯ

Эколомгия (от др.-греч. п?кпт -- обиталище, жилище, дом, имущество и льгпт -- понятие, учение, наука) -- наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году в книге «Общая морфология организмов» («Generelle Morphologie der Organismen»).

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды (см. также энвайронментализм). Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.

Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Два альтернативных определения данной науки:

· Экология -- познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология -- это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.

Экология -- биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции,

сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.

Второе определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию (см. ниже), что в корне неверно.

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром.

Но с тех пор как появилось высоко-индустриальное общество, опасное

вмешательство человека в природу резко усилилось, расширился объем этого вмешательства, оно стало многообразнее и сейчас грозит стать глобальной опасностью для человечества. Расход невозобновимых видов сырья повышается, все больше пахотных земель выбывает из экономики, так на них строятся города и заводы. Человеку приходится все больше вмешиваться в хозяйство биосферы - той части планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. При этом можно выделить несколько наиболее существенных процессов, любой из которых не улучшает экологическую ситуацию на планете.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них газообразные и аэрозольные загрязнители промышленно-бытового происхождения. Прогрессирует и накопление углекислого газа в атмосфере. Дальнейшее развитие этого процесса будет усиливать нежелательную тенденцию в сторону повышения среднегодовой температуры на планете. Вызывает тревогу у экологов и продолжающееся загрязнение Мирового океана нефтью и нефтепродуктами, достигшее уже 1/5 его общей поверхности.

Нефтяное загрязнение таких размеров может вызвать существенные нарушения газо- и водообмена между гидросферой и атмосферой. Не вызывает сомнений и значение химического загрязнения почвы пестицидами и её повышенная кислотность, ведущая к распаду экосистемы. В целом все рассмотренные факторы, которым можно приписать загрязняющий эффект, оказывают заметное влияние на процессы, происходящие в биосфере.

Развитие промышленности и транспорта, увеличение населения, проникновение человека в космос, интенсификация сельского хозяйства (применение удобрений и средств защиты растений), развитие нефтеперерабатывающей промышленности, захоронение опасных химических веществ на дне морей и океанов, а также отходов атомных электростанций, испытания ядерного оружия - все это источники глобального и увеличивающегося загрязнения природной среды - земли, воды, воздуха.

Все это результат великих изобретений и завоеваний человека.

В основном существуют три основных источника загрязнения атмосферы:

промышленность, бытовые котельные, транспорт. Доля каждого из этих источников в общем загрязнении воздуха сильно различается в зависимости от места. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ;

металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности. Отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Атмосферные загрязнители разделяют на первичные, поступающие непосредственно в атмосферу, и вторичные, являющиеся результатом превращения последних.

Так, поступающий в атмосферу сернистый газ окисляется до серного ангидрида, который взаимодействует с парами воды и образует капельки серной кислоты. При взаимодействии серного ангидрида с аммиаком образуются кристаллы сульфата аммония. Подобным образом, в результате химических, фотохимических, физико-химических реакций между загрязняющими веществами и компонентами атмосферы, образуются другие вторичные признаки.

Основными вредными примесями являются следующие:

а) Оксид углерода. Получается при неполном сгорании углеродистых

веществ. В Воздух он попадает в результате сжигания твердых отходов, с выхлопными газами и выбросами промышленных предприятий. Ежегодно этого газа поступает в атмосферу не менее 250млн.т. Оксид углерода является соединением, активно реагирующим с составными частями атмосферы, и способствует повышению температуры на планете, и созданию парникового эффекта.

б) Сернистый ангидрид. Выделяется в процессе сгорания серосодержащего топлива или переработки сернистых руд. Часть соединений серы выделяется при горении органических остатков горнорудных отвалах. Только в США общее количество выброшенного в атмосферу сернистого ангидрида составило 65% от общемирового выброса.

в) Серный ангидрид. Образуется при окислении сернистого ангидрида.

Конченым продуктом реакции является аэрозоль или раствор серной кислоты в дождевой воде, который подкисляет почву, обостряет заболевания дыхательных путей человека. Выпадение аэрозоля серной кислоты из дымовых факелов химических предприятий отмечается при низкой облачности и высокой влажности воздуха.

Листовые пластинки растений произрастающих на расстоянии менее 1 км от таких предприятий, обычно бывают густо усеяны мелкими некротическими пятнами, образовавшихся в местах оседания капель серной кислоты.

г) Сероводород и сероуглерод. Поступают в атмосферу раздельно или вместе с другими соединениями серы. Основными источниками выброса являются предприятия по изготовлению искусственного волокна, сахара; коксохимические, нефте-перерабатывающие, а также нефтепромыслы. В атмосфере при взаимодействии с другими загрязнителями подвергаются медленному окислению до серного ангидрида.

д) Окислы азота. Основными источниками выброса являются предприятия, производящие азотные удобрения, азотную кислоту, нитраты, анилиновые красители, нитросоединения, вискозный шелк, целлулоид. Количество окислов азота, поступающих в атмосферу составляет 20 млн т/год.

е) Соединения фтора. Источниками загрязнения являются предприятия по производству алюминия, эмалей, стекла, керамики, стали, фосфорных удобрений.

Фторсодержащие вещества поступают в атмосферу в виде газообразных соединений -фтороводорода или пыли фторида кальция и натрия. Соединения характеризуются токсическим эффектом. Производные фтора являются сильными инсектицидами.

ж) Соединения хлора. Поступают в атмосферу от химических предприятий,производящих соляную кислоту, хлорсодержащие пестициды, органические красители, гидролизный спирт, хлорную известь, соду. В атмосфере встречаются как примеси молекул хлора и паров соляной кислоты. Токсичность хлора определяется видом соединений и их концентрацией. В металлургической промышленности при выплавке чугуна и при переработке его на сталь происходит выброс в атмосферу различных тяжелых металлов и ядовитых газов. Так, в расчете на одну тонну чугуна выделяется кроме 2,7 кг сернистого газа и 4,5кг пылевых частиц определяющих количество соединений мышьяка, фосфора, сурьмы, свинца, паров ртути и редких металлов, смоляных веществ и цианистого водорода.

Аэрозольное загрязнение атмосферы Аэрозоли - это твердые или жидкие частицы, находящиеся во взвешенном состоянии в воздухе. Твердые компоненты аэрозолей в ряде случаев особенно опасны для организмов, а у людей вызывают специфические заболевания. В атмосфере аэрозольные загрязнения воспринимаются в виде дыма, тумана, мглы или дымки. Значительная часть аэрозолей образуется в атмосфере при взаимодействии твердых и жидких частиц между собой или с водяным паром.

Средний размер аэрозольных частиц составляет 1 - 5мкм. В атмосферу Земли ежегодно поступает около 1 куб.км. пылевидных частиц искусственногопроисхождения.

К атмосферным загрязнителям относятся углеводороды - насыщенные и ненасыщенные, включающие от 1 до 13 атомов углерода. Они подвергаются различным превращениям, окислению, полимеризации. Взаимодействуя с другими атмосферными загрязнителями после возбуждения солнечной радиацией. В результате этих реакций образуются перекисные соединения, свободные радикалы, соединения углеводородов с оксидами азота и серы и часто в виде аэрозольных частиц. При некоторых погодных условиях могут образовываться особо большие скопления вредных газообразных и аэрозольных примесей в приземном слое воздуха. Обычно это происходит в тех случаях, когда в слое воздуха непосредственно над источниками газопылевой эмиссии существует инверсия -

расположение слоя более холодного воздуха под теплым, что препятствует воздушным массам и задерживает перенос примесей вверх. В результате вредные выбросы сосредотачиваются подслоем инверсии, содержание их у земли резко возрастает, что становится одной из причин образования ранее неизвестного в природе фотохимического тумана.

Фотохимический туман (смог) - представляет собой многокомпонентную смесь газов и аэрозольных частиц первичного и вторичного происхождения. В состав основных компонентов смога входят озон, оксиды азота и серы, многочисленные органические соединения называемые в совокупности фотооксидантами.

Фотохимический смог возникает в результате фотохимических реакций при определенных условиях: наличии в атмосфере высокой концентрации оксидов азота, углеводородов и других загрязнителей, интенсивной солнечной радиации и безветрия или очень слабого обмена воздуха в приземном слое при мощной и в течение не менее суток повышенной инверсии.

Смоги - нередкое явление над Лондоном, Парижем, Лос-Анжелесом, Нью-Йорком и другими городами Европы и Америки. По своему физиологическому воздействию на организм человека они крайне опасны для дыхательной и кровеносной системы и часто бывают причиной преждевременной смерти городских жителей с ослабленным здоровьем.

ГРАЖДАНСКАЯ ЗАЩИТА

Обучение населения защите от воздействия оружия массового поражения и других средств нападения противника -- одна из основных задач Гражданской обороны Узбекистана. Оно организуется и проводится на основании указаний старших начальников ГО и их штабов, а также указаний и решений местных партийных и советских органов по вопросам ГО.

Обучение по ГО является всеобщим для всех граждан Узбекистана. Сегодняшние события в Косово еще раз доказывают, то что никто в наше время не застрахован от нападения. Поэтому вопрос ОБУЧЕНИЕ НАСЕЛЕНИЯ ПО ГРАЖДАНСКОЙ ОБОРОНЕ актуален и по сей день. Ответственность за обучение руководящего состава ГО, рабочих и служащих по ГО на объекте, а также населения, проживающего в ведомственном жилом секторе, возлагается на начальника ГО объекта. Через штаб ГО объекта он организует, обеспечивает и руководит проведением учебных мероприятий, осуществляет постоянный контроль за своевременным и качественным проведением занятий и учений.

На объекте в соответствии с функциональными обязанностями по гражданской обороне рабочие и служащие условно подразделяются на следующие категории обучаемых: руководящий состав гражданской обороны; формирования; рабочие и служащие; население, не занятое в сферах производства и обслуживания, проживающее в ведомственном жилом секторе.

Сегодня мир обладает новейшими технологиями в области связи, вычислительной и бытовой техники. Человечество радуется достижениям науки и техники, однако не надо забывать что и военная промышленность не стоит на месте. Кроме того от того, что у каждого пятого человека сейчас дома компьютер и у каждого второго телефон , люди не стали добрее.

Алчность, стремление к власти - это то чувство, которое заставляет людей начинать войну, и этого не избежать никогда. Ежедневно где-либо в мире идет перестрелка и гибнут люди, и когда-нибудь это «где-то» может быть и у нас. Не стоит думать, что мы свое перетерпели и нас это больше не коснется, надо быть готовым ко всему. А потому обучение населения по гражданской обороне должно проводиться во всех учебных заведениях.

Гражданская оборона (ГО) представляет собой систему общегосударственных оборонных мероприятий, осуществляемых с целью защиты населения и народного хозяйства в чрезвычайных ситуациях мирного и военного времени, повышения устойчивости функционирования объектов народного хозяйства, а также проведения спасательных и других неотложных работ при ликвидации последствий стихийных бедствий, аварий (катастроф) и в очагах поражения.

Для организации работ по ликвидации последствий стихийных, бедствий, аварий (катастроф), обеспечения постоянной готовности органов управления и сил для ведения этих работ, а также для осуществления контроля за разработкой и реализацией мер по предупреждению чрезвычайных ситуаций в мирное время создаются Государственная комиссия по чрезвычайным ситуациям. Они работают под руководством соответствующих органов, вышестоящих КЧС, а также правительственных (государственных) комиссий, создаваемых для расследования причин и ликвидации последствий особо крупных аварий (катастроф) или стихийных бедствий.

Работа КЧС организуется во взаимодействии с органами ГО, МВД, СНБ, военного командования и организациями государственного надзора и контроля. При них создается постоянный рабочий орган на базе штабов и служб ГО.

Решения КЧС во время чрезвычайных ситуаций являются обязательными для выполнения всеми организациями и предприятиями, расположенными на соответствующей территории.

Организационная структура ГО РУЗ определяется общегосударственным и политико-административным устройством, возможным характером чрезвычайных ситуаций, возникающих в мирное и военное время, и задачами, возложенными; на нее.

Вся практическая деятельность ГО в республиках, краях, городах, районах и на объектах народного хозяйства осуществляется под руководством исполкомов Советов народных депутатов, а также органов военного управления. Непосредственное руководство ГО в союзных и автономных республиках, краях, областях, городах, городских и сельских районах осуществляется председателями Советов народных депутатов, которые являются начальниками ГО.

ГО организуется по территориально-производственному принципу.

Территориальный принцип организации означает, что независимо от ведомственной принадлежности ГО объектов народного хозяйства организационно входит в структуру ГО соответствующих республик, краев, областей, городов, районов, на территории которых они расположены.

Производственный принцип организации заключается в том. что ГО объектов народного хозяйства организационно входит также в структуру ГО соответствующих министерств, ведомств, руководители которых несут полную ответственность за состояние ТО в этих учреждениях.

ГО опирается на материальные и людские ресурсы всей страны.

Организация ГО предусматривает сочетание централизованного и децентрализованного управления силами и средствами.

ГО в РУз является не только частью системы общегосударственных оборонных мероприятий, но и всенародным делом. Каждый советский гражданин обязан активно участвовать в проведении мероприятий ГО.

Меняются политические устройства государств, социально-экономические условия, технологии производств и системы оружия, соответственно им и военные доктрины.

ПРЕЖДЕ ВСЕГО ЭТО ПРИРОДНО-ТЕХНОГЕННЫЕ ОПАСНОСТИ. Несмотря на принимаемые Меры, вероятность возникновения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в России остается высокой. Обстановка, складывающаяся во многих регионах, сегодня сложная. Растет ущерб от чрезвычайных ситуаций. Остаются высокими санитарные и безвозвратные потери среди людей. Наносится вред окружающей природной среде. Например, только от наводнений в Якутии пострадал каждый второй житель, в Великом Устюге вообще не было человека, которому бы стихия не принесла беды.

Несмотря на то, что Единая государственная система предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций довольно молодая, уже назрела

необходимость ее совершенствования. Так сложилось, что МЧС РУз руководит МЧС, выполняющей функции по защите населения и территорий от природно-техногенных опасностей в мирное время, и гражданской обороной, обеспечивающей защиту населения в военное время. А как показывает опыт, риски мирного и военного времени в значительной степени схожи, методы защиты населения почти оди-наковы. Это сходство наводит на мысль о целесообразности и возможности решения задач мирного и военного времени в рамках одной системы.

Поэтому в перспективе представляется необходимым сформировать унифицированную, на еди-ных принципах построенную систему, способную решать весь комплекс задач по противодействию чрезвычайным ситуациям в мирное и военное время. Такую систему можно было бы назвать системой гражданской защиты (СГЗ). Она могла бы заниматься предупреждением и ликвидацией ЧС природного и техногенного характера, а также успешно действовать в период опасностей, появляющихся при возникновении военных конфликтов и в ходе военных действий.

На этом пути придется преодолеть определенные трудности. Например, вопросы ГО являются предметом федерального ведения, а защита населения от чрезвычайных ситуаций в мирное время -- совместного ведения Российской Федерации и ее субъектов. Опираясь на одни и те же органы управления, силы и организации, ГО и СЧС имеют пока различную правовую базу.

Назрела необходимость более активного влияния государства на управление рисками. Для этого разрабатываются принципиально новые положения, соответствующие международным стандартам, где главная роль принадлежит предупреждению чрезвычайных ситуаций, снижению рисков их возникновения. Образно говоря, аварию надо не ждать, а предупреждать. Вот почему так активно разрабатывается проект основ государственной политики в области управления рисками.

В последние годы в ряде зарубежных стран (ФРГ, США, Франция и др.) в связи с изменившейся военно-политической обстановкой происходит

трансформация взглядов на роль гражданской обороны и порядок ее ведения.

Так, новая политика США определяет, что силы и средства гражданской обороны должны готовиться не столько к действиям в условиях ядерной войны, сколько уметь эффективно решать задачи, возникающие в мирное время, уделяя при этом особое внимание мобилизационному планированию.

Коренные изменения в характере военных конфликтов, средствах вооружения, социально-экономической обстановке требуют нового, более обстоятельного и всеобъемлющего отношения к защитным мероприятиям.

Гражданская оборона XXI века будет существенно отличаться от современной.

Во-первых, должен измениться ее статус: утрачивая былое стратегическое значение и сугубо военно-оборонную сущность, ГО приобретает большую социальную направленность; основной целевой установкой становится не столько участие в достижении военного стратегического успеха, сколько сохранение жизни человека и среды его обитания. В силу этого Гражданская оборона, видимо, постепенно отойдет от военной организации и приобретет самостоятельность.

Во-вторых, настает время постепенно отказываться от военных элементов в ее организации, в том числе и от услуг военнослужащих. Это, в частности, согласуется и с одним из направлений военной реформы России. Но делать это надо с большой осторожностью, т.к. части и соединения ГО -- это ее самое организованное и боеготовое ядро.

В-третьих, ГО в XXI веке будет становиться все более значимой структурой для общества не только в военное, но и в мирное время. Активное участие ее сил и средств в ликвидации любых чрезвычайных ситуаций станет необходимым, как, скажем, кислород для человека. Актуальным и современным станет лозунг: "Все, что делается для укрепления гражданской обороны, полезно народному хозяйству и необходимо человеку".

В-четвертых, она должна стать менее затратной для государства, чем раньше. В XXI веке надо менять принципы защиты населения. Например, защитные сооружения создавать не за счет их специального строительства в мирное время, как это было ранее, а накапливать путем освоения подземного пространства городов, приспособления для этих целей подвальных и других заглубленных сооружений.

Вызывает сомнение и целесообразность массовой эвакуации населения из крупных городов. На наш взгляд, возможна только частичная эвакуация (отселение) населения из прогнозируемых зон поражения и заражения, когда другие способы защиты невозможны. Массовая эвакуация будет рассматриваться как исключительный вариант.

Видимо, отпадет необходимость и накапливать, хранить средства индивидуальной защиты для всего населения страны. Они потребуются в первую очередь для личного состава формирований, участвующих в спасательных и других неотложных работах, а также персоналу радиационно- и химически опасных объектов и населению, проживающему в зонах вероятного заражения (загрязнения).

Исходя из этого придется пересмотреть стратегию подготовки и ведения гражданской обороны, что, естественно, повлечет изменения в системе финансирования. Она, конечно, будет более гибкой, рациональной и рачительной. Раз ГО является всенародной, служит интересам всех граждан, значит и в финансировании ее должны участвовать все органы власти, коммерческие структуры, а не только федеральное правительство.

В-пятых, значительно повышается роль и значимость мобилизационной готовности гражданской обороны. При угрозе применения ядерного оружия мероприятия по защите населения должны осуществляться повсеместно, на территории всей страны, в массовом порядке, с привлечением всех людских и материальных ресурсов.

5. Технико-экономическое обоснование эффективности внедрения систем автоматизации

Станция дефекосатурации

Предлагаемая система автоматизации станции дефекосатурации обеспечивает ожидаемый прирост эффекта очистки станции дефекосатурации 0,5- 1,0%.

Повышение эффекта очистки на 5% соответствует повышению выхода сахара на 0,12 -- 0,20% к массе свеклы (анализ потерь сахара по методике Бу-гаенко И.Ф.). Следовательно, выход сахара от внедрения системы автоматизации увеличится на 0,04% к массе свеклы, что для завода производительностью 3500 тонн в сутки при продолжительности сезона 100 дней составит 140 тонн сахара.

Выпарная станция

Суммарный экономический эффект внедрения системы автоматизации выпарной станции (Э) состоит из экономии ретурного пара, которая составит, как минимум, 5 тонн пара в час (Э1), уменьшения неучтенных потерь сахара от термического разложения (Э2) и сокращения времени уваривания утфеля при стабилизации СВ сиропа, как минимум, на 3% (ЭЗ):

Э = Э1 + Э2 + ЭЗ.

При стоимости 1 Гкал 5,2 долларов США (что определяется тарифами РУз на энергоносители, химочищенную воду, электроэнергию и т.п.) и периоде свеклопереработки 100 дней Э1 = 32573 доллара США.

По методу Бугаенко И.Ф. (Бугаенко И.Ф. Анализ потерь сахара в сахарном производстве и пути их снижения.-- М.: Агропромиздат, 1997)

экономия за счет снижения неучтенных потерь сахара от термического разложения при ериоде свеклопереработки 100 дней и стоимости сахара 250 долларов за 1 тонну составит 32 = 13125 долларов США.

Экономия от сокращения времени варки утфеля определяется по формуле и исходным данным: 33 = 4500 долларов США.

Суммарный экономический эффект составит:

Э =32573+13125+4500 = 50198 долларов США, что соответствует окупаемости капитальных вложений заказчика меньше чем за 2 сезона.

Вакуум-аппараты

Годовой экономический эффект рассчитывается по формуле:

3 = (Q₁/Q₀)((N-V+1)/(N+1)) * Q_mC₁(M/n)(t/T)+(m/n)C₂P,

где:

Э -- годовой экономический эффект (доллары США),

qj -- расход пара на вакуум-аппарат (килограмм на тонну свеклы),

Q₀ -- расход пара на технологические нужды завода (килограмм на тонну свеклы), m -- количество сахара, вырабатываемого заводом за свеклоперерабатыва-ющий сезон (тонн),

С₂ -- цена одной тонны сахара (доллары США),

Р -- сокращение потерь сахара за счет улучшения гранулометрии,

п -- количество вакуум-аппаратов.

Срок окупаемости капитальных вложений заказчика С₀ вычисляется по формуле: С₀ = Ц/Э,

где Ц -- цена системы автоматизации одного вакуум-аппарата, равная 20000 долларов США.

С₀=20000 / 29863 = 0,67 сезона.

Расчет экономической эффективности внедренных систем автоматизации вакуум-аппаратов на перечисленных сахарных заводах по реальным результатам работы показал, что срок окупаемости капитальных вложений составляет меньше одного сезона.

Кроме того, расширенные технические возможности системы автоматизации позволяют обслуживающему персоналу оперативно и эффективно принимать решения при изменениях в технологическом процессе, что, в свою очередь, приводит к положительному экономическому эффекту.

Заключение

Описанные системы автоматизации обеспечивают:

* надежную работу оборудования в особых технологических условиях, связанных с непрерывной эксплуатацией в широком температурном диапазоне при изменяющейся влажности, с постоянной вибрационной нагрузкой и сильными электромагнитными помехами;

* возможность реализовать алгоритм управления технологическим процессом любой сложности, благодаря разработанному пакету программно-

V -- номер корпуса выпарной установки, питающей паром вакуум-аппарат, N -- количество корпусов выпарной установки, t -- сокращение времени уваривания утфеля в автоматическом режиме (мин), Т -- время уваривания утфеля в операторском режиме (мин), Q_m -- расход условного топлива на технологические нужды (килограмм на тонну свеклы), М -- масса перерабатываемой свеклы за сезон (тонн), Cj -- цена одного килограмма условного топлива.

Был сделан синтез и анализ оптимальной одноконтурной САУ при использовании ПИД - закон регулирования.

Доказан что из типов регуляторов ПИД - закон регулирования является наилучшим для систем компьютерной автоматизации свеклосахарных производств.

Проведены расчеты по использованию ПИД регулятора в цифровых системах. Как показали расчеты, несмотря на то, что цифровые системы - это системы дискретного действия и действуют через определенные промежутки времени, переходные процессы в цифровых системах не сильно отличаются от переходных процессов в непрерывных системах, а конечное состояние выходной величины одинаково.

Литература

1. Дудников Е.Г. Автоматическое управление в химической промышленности. - М.: Химия, 1987.- 368 с.

2. Полоцкий Л.М., Лапшенков Г.И. Автоматизация химических производств. - М.: Химия, 1982.- 295 с.

3. Автоматизация технологических процессов легкой промышленности: Учеб пособие для вузов по спец. «Автоматизация технологических процессов и производств» / Под ред. Л.Н. Плужникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1984.- 366с.

4. Мамиконов А.Г. Проектирование АСУ.- М.: Высшая школа, 1987.- 303 с.

5. Стефани Е.П. Основы построения АСУ ТП.- М.: Энергоиздат, 1982.- 352с.

6. Пиггот С.Г. Интегрированные АСУ химических производств. - М.: Химия, 1985.- 410 с.

7. Кафаров В.В., Макаров В.В. Гибкие автоматизированные системы в химической промышленности: Учебник для вузов. - М.: Химия, 1990.- 320с.

8. Плютто В.П. Управление химико-технологическими процессами. Процессы массообмена: [Учеб. пособие].- М.: МХТИ, 1984.-48с.

9. Плютто В.П. и др. Автоматизированные системы управления периодическими пролцессами химической технологии. - М.: МХТИ, 1985.-48с.

10. Ицкович Э.Л., Сорокин Л.Р. Оперативное управление непрерывным производством. - М..: Наука, 1989.-155с.12. Уланов Г.М. и др. Методы разработки интегрированных АСУ промышленными предприятиями. - М.: Энергоатомиздат, 1983.- 320 с.

15. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1985.-352с.

16. Шувалов В.В. Огаджанов Г.А., Голубятников В.А. Автоматизация

производственных процессов в химической промышленности. - М.: Химия, 1991.-480с.

17. Процессы и аппараты химической технологии. Учебник для вузов./ Н.Н. Смирнов, М.И. Курочкина, А.И. Волжинский, В.А. Плессовских. - СПб.: Химия, 1996.-400с.

18. Математическое моделирование основных процессов химических производств. Учеб. пособие для вузов. / В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. - М.:Высш.шк., 1991.-399с.

19. Буренин В.И., Адигезалов И.И., Васильев Ю.В. Индустриальная технология переработки сахарной свеклы. М., 1983

Размещено на Allbest.ru

...