Проект автоматизированной системы контроля и учета за потребляемыми ресурсами на предприятии

Рисунок 5.2 Имитация действия зануления в аварийной ситуации для второго случая

Если корпус прибора соединен с нулевым защитным проводом (рисунок 5.3а), то получается короткое замыкание. Эквивалентная схема приведена на рисунке 5.3б, где Rоз - сопротивление нулевого защитного провода. Сопротивление защитного нулевого провода должно быть не более 0,1 Ом. Ток короткого замыкания в этом случае существенно превысит рабочий ток предохранителя, предохранитель перегорит и напряжение с аварийного участка будет снято (см. рисунки 5.3в-д).

Рисунок 5.3 Имитация случая соединения корпуса прибора с нулевым защитным проводом

В случае, если при коротком замыкании поставленный вместо предохранителя “жучок” не перегорит, то напряжение, под которым окажется человек, будет меньше 220 В, так как сопротивление нулевого защитного провода выбирается меньше сопротивления фазного.

5.2 Влияние вредных веществ на окружающую среду

Для начала определимся, что же считать загрязнением окружающей среды.

Загрязнение - привнесение в среду или возникновение в ней новых, не характерных для среды химических, физических, биологических или информационных агентов; или повышение концентрации этих агентов сверх среднего наблюдавшегося количества или уровня.

Иными словами, загрязнение в общем виде - все то, что не в том месте, не в то время и не в том количестве, которые характерны (естественны) для природы и отличаются от обычно наблюдаемых норм. Загрязнение выводит системы природы из равновесия.

Все виды загрязнителей можно разделить по их природе на:

1) Физические;

2) Химические;

3) Биологические;

4) Информационные.

Кроме того, существуют классификации загрязнителей по их происхождению (сельскохозяйственные, промышленные, бытовые), по степени их опасности (классы опасности) и ряд других.

Рассмотрим подробнее, какие загрязнения можно отнести к физическим, химическим, биологическим и информационным.

Физическое загрязнение включает в себя

1) Тепловое загрязнение (один из основных источников - теплоэлектростанции, особенно в случае наших отапливающих “улицу” теплосетей),

2) Световое загрязнение (фактор беспокойства для многих биологических видов)

3) Электромагнитные поля (возникают вокруг высоковольтных линий электропередач, а также создаются многочисленными бытовыми приборами, мобильными телефонами и т.д.)

4) Радиационное загрязнение - связано с дополнительным (к естественному фону) облучением из-за попадания в среду радионуклидов (в том числе, отсутствовавших в биосфере ранее - например, плутоний) вследствие плановых и аварийных выбросов. Причиной дополнительного облучения могут быть также медицинские операции (например, рентгеновское обследование).

Химическое загрязнение. Один из старейших видов загрязнения окружающей среды, с которым сталкивался человек. Включает минеральные и органические вещества. Различают разрушаемые и стойкие химические загрязнители. Последние особо опасны, так как могут накапливаться в биосфере. Наличие стойких загрязнителей объясняется тем, что человек синтезировал новые вещества и даже классы веществ, которые ранее отсутствовали в биосфере, а следовательно, в природе отсутствуют естественные пути утилизации этих веществ. Примером чрезвычайно стойкого загрязнителя является инсектицид ДДТ: не смотря на то, что его не применяют уже несколько десятков лет, ДДТ обнаруживает в крови животных, обитающих в самых удаленных уголках земного шара, где этот ядохимикат никогда не применялся.

Биологическое загрязнение - это привнесение в среду и размножение в ней нежелательных для человека организмов; привнесение патогенных микроорганизмов. В качестве биологического загрязнения может выступать и интродукция безобидных, на первый взгляд, видов (пример: усиленное размножение завезенных в Австралию кроликов, где у них не оказалось естественных врагов).

Информационное загрязнение - поток негативной информации, поступающей человеку по различным информационным каналам. Особенно актуальным информационное загрязнение стало в последнее время: члены современного информационного общества постоянно подвергаются воздействию лавины негативной информации. Все беды и катастрофы мира мгновенно становятся общеизвестны и обрушиваются на индивидуума. Информационное загрязнение ощущают и другие биологические виды - разнообразные факторы беспокойства, которые несут информационную (сигнальную) нагрузку: шум, свет. К информационному загрязнению относятся и визуальное загрязнение, вызванное однообразной архитектурой.

Среди химических загрязнителей выделяют:

Ксенобиотики - вещества, чужеродные по отношению к живым организмам и не входящие в естественные биогеохимические циклы.

Экотоксиканты - ядовитые вещества антропогенного происхождения, вызывающие серьезные нарушения в структурах экосистем.

Суперэкотоксиканты (СЭТ)- вещества, обладающие в чрезвычайно малых дозах мощным токсическим действием. Для СЭТ фактические теряет смысл введение ПДК. К тому же, они сильно повышают чувствительность живых организмов к другим, менее сильным загрязнителям.

Загрязняющие вещества, подвергаясь комплексному воздействию различных факторов среды, трансформируются, в результате чего их токсичность может изменяться.

Примеры трансформации загрязнителей:

- Гербицид симазин окисляется в канцерогенное для млекопитающих вещество;

- Восстановление тетрахлорметана в печени млекопитающих с образованием свободных радикалов, которые повреждают печень;

- Образование намного более токсичной диметилртути (по сравнению с металлической ртутью) после прохождения по цепям питания.

По силе и характеру воздействия на окружающую среду загрязнения бывают:

a) Импактные (разовые, залповые)

b) Постоянные (хронические, перманентные)

c) Постепенно нарастающие и катастрофические

Тяжелый металл (т.м.) - металл с плотностью 8 тыс. Кг/м3 и более (кроме благородных и редких). К ним относятся: свинец, медь, цинк, никель, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть.

Часть техногенных выбросов т.м., поступающих в атмосферу в виде тонких аэрозолей, переносится на значительные расстояния и приводит к глобальному загрязнению. Основной поставщик - предприятия цветной металлургии. Для таких предприятий характерно наличие 5 км- зоны максимальных концентраций т.м. И 20-50 км- зоны повышенных концентраций. Сильное загрязнение свинцом и другими тяжелыми металлами наблюдается вокруг автострад.

Растения могут накапливать тяжелые металлы, являясь промежуточным звеном в цепи почва -> растение -> животное -> человек (или минуя животных). Однако растения не повторяют химических состав почвы, так как способны к избирательному поглощению. Главным показателем здесь является коэффициент биологического поглощения - отношение содержания элемента в золе растения к концентрации в почве. Медь накапливают растения семейства гвоздичные, кобальт - перцы, цинк поглощают карликовые березы и лишайники и т.д.

Тяжелые металлы являются ядами. Механизмы их токсического действия различны. Многие металлы при определенных концентрациях ингибируют действие ферментов (медь, ртуть). Некоторые металлы образуют хелатоподобные комплексы с обычными метаболитами, нарушая обмен веществ (железо). Другие металлы повреждают клеточные мембраны, изменяя их проницаемость и другие свойства. Некоторые металлы конкурируют с необходимыми организму элементами (Sr-90 может замещать в организме Ca, Cs-137 - калий, кадмий может замещать цигк ).

Пестициды поступают в биосферу путем непосредственного внесения, с протравленными семенами, отмирающими частями растений, трупами насекомых, мигрируют в почве и водах. Особую опасность представляют стойкие и кумулятивные (т.е. Накапливающиеся в экосистемах) пестициды, которые обнаруживаются спустя десятки лет после применения.

Даже при низких концентрациях в воде пестициды опасны из-за способности некоторых организмов накапливать эти вещества в своих тканях. Так, если процесс концентрирования (биологического усиления) хлорпроизводных углеводородов повторяется на нескольких трофических уровнях (планктон - мальки - моллюски - более крупные организмы), то в конце их концентрация может оказаться очень высокой.

В результате накопления пестицидов уменьшается численность популяций некоторых видов рыб. Отмечены многочисленные случаи массовой гибели птиц и насекомых в местах интенсивного использования пестицидов. Выявлены такие негативные аспекты воздействия пестицидов на биологические объекты как мутагенный, канцерогенный, аллергенный.

Нефтепродукты - один из наиболее характерных загрязнителей океана. В Мировой океан и поверхностные воды ежегодно вносится 15-17 миллионов тонн нефти и нефтепродуктов. Влияние нефтяного загрязнения на состояние гидробионтов описывается следующими фактами:

1. Непосредственноеотравление организмов с летальным исходом

2. Серьезные нарушения физиологической активности гидробионтов

3. Прямое обволакивание птиц и других организмов нефтепродуктами. Нефтепродукты нарушают изолирующие функции оперения, а при попытке очистить перья птицы заглатывают нефтепродукты и погибают.

4. Изменения в организмах, вызванные проникновением нефтепродуктов

5. Изменение химических, физических и биологических свойств среды обитания.

Наибольшую опасность представляют ароматические углеводороды, растворимые в воде. Смертельные концентрации ароматических углеводородов для мальков и икры очень низки (10^-4%). Накопление ПАУ не только ухудшает вкус съедобных организмов (например, моллюсков, рыб), но и является опасным, так как эти вещества канцерогенны. Так, концентрация канцерогенных углеводородов в ткани мидий, выловленных в районе порта Тулон (Франция), достигала 3,5 мг на кг сухого веса.

Под влиянием газопылевых выбросов наблюдается нарушение и даже полное уничтожение естественных фитоценозов. Воздействие высоких концентраций газопылевых выбросов в конечном счете приводит к гибели растительности и эрозии почвы. Формируются геохимические аномалии антропогенного происхождения. В значительной мере изменяется флористический состав, возникают специфические болезни хвойных (например, дехромация, суховершинность).

Зона максимального загрязнения почвенного покрова, угнетения и гибели растительности под влиянием газопылевых выбросов наблюдается в радиусе 5-10 км от источника выбросов. Вокруг медеплавильных предприятий четко выделяется четыре зоны:

a) С отсутствием или сильным угнетением растительности (техногенная пустыня)

b) Средне угнетенная, с наличием травянистого покрова

c) Слабо угнетенная, характеризуется суховершинностью хвойных деревьев

d) Неповрежденная (фоновая).

Поступление тяжелых металлов в растения может происходить двояко: воздушным путем с пылью, оседающей на листья и стебли, и через почву - при поглощении почвенного раствора, содержащего высокие концентрации тяжелых металлов. Устойчивость различных растений к загрязнению тяжелыми металлами различна. Наиболее устойчивы к загрязнению травянистые рудеральные (т.е. Растущие на мусорных местах) растения, образованные сорными видами разнотравья и злаков (мать-и-мачеха, бодяк, пырей). Из древесных пород к газопылевому загрязнению наиболее устойчивы береза и ива. Полностью выпадают в загрязненных зонах лесные разнотравные и папоротниковые ассоциации.

Различают два вида воздействия химических загрязнителей на человека:

1) Специфическое - приводит к возникновению определенных заболеваний в результате избирательного воздействия на органы и ткани организма - при высоких дозах

2) Неспецифическое - способствует росту заболеваний, этиологически связанных с другими факторами; возимкает при хроническом воздействии небольших доз.

Специфическое действие. Отравление кадмием вызывает болезнь итай-итай. Употребеление в пищу рыбы, отравленнной ртутью, приводит к болезни минамата. Специфическая болезнь возникают при отравлении хлебом из пшеницы, протравленной фунгицидом. Поражения слуха наблюдается при выбросах мышьяка. Кожные заболевания - вблизи алюминиевых заводов. И так далее - список можно продолжать: сколько есть специфических ядов, столько и специфических болезней.

Общетоксическое действие высоких доз тяжелых металлов на человека приводит к поражению или изменению деятельности нервной системы, органов кроветворения, эндокринной системы. Некоторые загрязняющие вещества, помимо общетоксического действия, обладают канцерогенным эффектом. Специфическое канцерогенное действие выявлено у следующих веществ: мышьяка, кобальта, кадмия, хрома (VI), некоторых полициклических ароматических углеводородов (например, бенз(а)пирен), у некоторых пестицидов.

В результате загрязнения атмосферы в индустриальных районах проявляются неспецифические реакции - увеличение заболеваемости и смертности, снижение средней продолжительности жизни, нарушения иммунной системы, замедление физического развития детей, аллергические реакции, синдром хронической усталости и т.д. Можно обратиться к официальной медицинской статистике (взять комплексный доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в вашем регионе, который готовят органы государственного санэпиднадзора), и вы увидете в промышленных районах рост заболеваемости, особенно эндокринных, психических и онкологических заболеваний. Например, в Челябинской области рост онкологических заболеваний за последние 7 лет составил более 13%.

Выводы

В этом разделе были рассмотрены вопросы безопасности при работе с электричеством. Рассмотрены методы для предотвращения травматизма и несчастных случаев при производстве работ, связанных с электричеством.

Рассмотрены основные виды загрязнений окружающей среды, а так же результаты таких загрязнений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В выпускной квалификационной работе проектируется автоматизированная система контроля и учета потребления электроэнергии на предприятии. В его состав входят следующие узлы: счетный узел - электрический счетчик, концентратор - дает возможность объединения большого количества датчиков и счетчиков в одну сеть для построения АСКУ, преобразователь - для перехода от одного канального стандарта передачи данных к другому, узла АРМ - для сбора данных, их обработки и представления информации пользователю (оператору) АРМ для дальнейшего анализа.

В исследовательском разделе выпускной квалификационной работы были рассмотрены методы по снижению расходов потребляемых ресурсов на предприятии. Была приведена общая схема автоматизированной системы контроля и учета потребляемых ресурсов. Представлено задание на разработку автоматизированной системы контроля и учета для предприятия, в состав которого входит 3 цеха, потребляющие электроэнергию.

В специальном разделе был рассмотрен состав АСКУ, производился выбор и обоснование выбора отдельных узлов АСКУ. Были рассмотрены электрические счетчики МЕРКУРИЙ 230AR-XX CRL а так же Энергомера CE303-R33, при их рассмотрении было принято решение об использовании счетчика Энергомера для реализации АСКУ на предприятии. Так же рассматривались стандарты передачи данных канального уровня, из которых более подходящим стал стандарт связи RS485. Произведен выбор преобразователей для преобразования информационного потока из RS485 в RS232. Для этого был выбран SER-COMi M.

В технологическом разделе квалификационной работы был произведен расчет потребляемой мощности автоматизированной системы контроля и учета.

Так же были разработаны алгоритмы работы АСКУ для работы в штатном режиме - получения и сохранения данных, для обнаружения утечки из системы снабжения ресурсом на территории предприятия а так же разработан алгоритм работы при наличии ограничения в виде лимита на потребление.

По разработанным алгоритмам были разработаны соответствующие программы в интегрированной среде разработки Trace Mode 6. В этой же среде был разработан графический интерфейс пользователя.

В технико-экономическом разделе выпускной квалификационной работы были произведены расчеты себестоимости автоматизированной системы контроля и учета за потреблением электроэнергии, были проведены расчеты заработной платы, рассчитаны общепроизводственные затраты.

Так же был произведен расчёт экономической эффективности автоматизации. В итоге получили, что стоимость разработки комплекса составила 88773 рублей. Годовой экономический эффект составит 62901 рублей. Таким образом, данный комплекс окупится через 17 месяцев. Так же появляется возможность уменьшения расходов на потребление электроэнергии, за счет более точного контроля расходов потребляемого ресурса.

В разделе экологии и безопасности жизнедеятельности были рассмотрены вопросы безопасности при работе с электричеством. Рассмотрены методы для предотвращения травматизма и несчастных случаев при производстве работ, связанных с электричеством.

Рассмотрены основные виды загрязнений окружающей среды, а так же результаты таких загрязнений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] http://www.kp.ru/guide/ienergosberezhenie-i-povyshenie-ienergeticheskoi-ieffektivnosti.html

2 http://www.energylogia.com/business/municipality/jenergosberezhenie-na-predprijatii.html

3 http://gisee.ru/articles/energy-solutions/54251/

4 http://tgu72.ru/servis/askuje

5 http://gaffarov.ru/obshee-ustrojstvo-i-princip-dejstviya-cifrovih-schetchikov-elektricheskoj-energii/

6 http://www.platan.ru/news/news124.shtml

7 http://www.incotexcom.ru/m230ar.htm

8 http://www.energomera.ru/ru/products/meters/ce303r33 а так же документация к электросчетчику Энергомера СЕ303 R33

9 http://workprof.ru/doc/RS485%20recommendation.pdf

10 http://trei.biz/pdf/products-and-services/supplementary-equipment/M930H_UserManual_v1.3.pdf

11 http://www.owen.ru/catalog/avtomaticheskij_preobrazovatel_interfejsov_rs_232_rs_485_owen_as3_m/68138639

12 http://tkm.ru/tkmnew/index.php?page=shop.product_details&category_id=15&flypage=flypage-vmshopblue.tpl&product_id=1247&option=com_virtuemart&Itemid=64&vmcchk=1&Itemid=64

Размещено на Allbest.ru