Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова» Кафедра автоматизации производственных процессов Отчет По «Проектно-конструкторской практике» Выполнил: студент гр. АП2-221-ЗБ Заложных С. Ю. Проверил: доцент Мещерякова А. А. Воронеж 2024 Оглавление Введение. .................................................................................................................. 2 1. Общие положения. ............................................................................................ 4 2. Требования к результатам освоения учебной практики. .............................. 5 3. Место проведения практики и общая информация о предприятии. ......... 12 4. Знакомство с технологией и технической документацией на производстве. ......................................................................................................... 17 5. Автоматизированные системы проектирования на производстве. ............. 22 Заключение. ........................................................................................................... 25 Cписок использованной литературы:.................................................................. 26 Введение Одним из главных успехов химии являются полимеры. Это сложные вещества с большими молекулярными массами (порядка сотен, тысяч, миллионов), молекулы которых построены из множества повторяющихся элементарных звеньев, образующихся в результате взаимодействия и соединения друг с другом одинаковых или разных простых молекул-мономеров. Люди научились создавать искусственные полимеры, чем значительно расширили возможности строительства, производства и быта. Полимерные материалы обладают многими полезными свойствами, за счет чего они внедрились во все сферы человеческой деятельности – технику, медицину, быт. Ежедневно мы сталкиваемся с различными пластмассами, резинами, синтетическими волокнами. Главной причиной бурного развития химии полимеров стала потребность в новых недорогих материалах и развитие технического процесса. Широко внедрившиеся в нашу повседневную жизнь полимерные материалы и изделия из них знакомы всем. Но ведь эра полимеров относительно недавно началась, так что их сегодняшний ассортимент составляет лишь малую толику от совершенно неведомого нам богатства полимерных веществ, которые еще будут открыты в природе и синтезированы в лабораториях. Полимеры окружают нас в быту каждый день. Например, из полиэтилена делают пакеты и упаковку, из полиуретана — изоляцию зданий и бытовой техники, из полиэтиленметилметакрилата — оргстекло, а полиэфирное волокно используют как наполнитель в игрушках, одеялах, мебели. Некоторые сферы применения полимеров в промышленности: • Пищевая промышленность. Полимеры используют в производственном оборудовании для пищевой промышленности и упаковочных материалах. Например, пластиковая и одноразовая посуда, упаковки для пищевых продуктов, устройства для пищевых цехов, уплотнительные элементы, пробки для бутылок. • Строительство. Полимеры 2 помогают регулировать свойства строительных материалов — прочность, гибкость, цвет. Из них делают кабели, провода, трубы, изоляционные эмали и лаки, плёнки, ограждения и защитные покрытия, полимербетон. • Медицина. Медицинская сфера насчитывает более 1000 изделий из полимеров. Например, штифты, шприцы, инструменты для хирургии, контейнеры для плазмы и крови, контактные линзы, хирургические нити, бахилы, протезы. • Машиностроение. Современный автомобиль почти на треть состоит из химических компонентов — более 100 видов полимеров используют в транспортных средствах для производства двигателя, сидений и даже ковриков. 3 1. Общие положения 1.1. Вид практики – учебная. 1.2. Способ проведения практики – стационарная. 1.3. Форма проведения практики – практика проводится дискретно. 1.4. Объем практики составляет – 3 з.е. (108 часов). 1.5. Формы отчетности: письменный отчет. 1.6. Цель «Проектно-конструкторской практики» – формирование в условиях производства профессиональных способностей студента на основе использования его теоретических знаний в различных ситуациях, свойственных будущей профессиональной деятельности специалиста, а также ознакомление с действующими технологическими процессами, робототехническим оборудованием, средствами автоматизации и управления. 1.7. Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи: закрепление на практике теоретических знаний, полученных студентами при изучении общих и профессиональных дисциплин; ознакомление со структурой технологических процессов, технической оснащенностью предприятий; анализ технологических процессов как объекта управления; получение студентами практических навыков работы на основном технологическом оборудовании и управления отдельными технологическими операциями; ознакомление с действующей на рабочих местах, участках, в цехах технологической и нормативной документацией, правилами ее разработки, внедрения и ведения; изучение действующего на предприятии оборудования, комплексов технических средств автоматизации, оборудования с ЧПУ, автоматизированных систем контроля, входящих в оснащение цехов, участков, лабораторий; изучение технологии и технических требований на изготовление отдельных деталей, узлов и сборки готовых изделий производства; развитие у студентов навыков научно-производственной деятельности и творческого мышления в области управления технологическими процессами и оборудованием; сбор исходных материалов для выполнения курсовых проектов; приобретение навыков организации и управления производственным коллективом. 1.8. «Проектно-конструкторская практика» по учебному плану входит в часть, формируемая участниками образовательных отношений «Блока 2. Практики». Её индекс по учебному плану – Б2.В.01(У). 4 2. Требования к результатам освоения учебной практики 2.1. В результате освоения «Проектно-конструкторской практики» у выпускника должны быть сформированы следующие планируемые результаты обучения (компетенции обучающихся (универсальные, общепрофессиональные или профессиональные) и их индикаторы): Код и наименование Код и наименование индикатора компетенции (результата достижения компетенции обучения) ПК-1. Способен собирать и анализировать исходные информационные данные для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством; участвовать в работах по расчету и проектированию процессов изготовления продукции и указанных средств и систем с использованием современных информационных технологий, методов и средств проектирования 5 ПК-1.1. Владеет методами сбора и анализа исходных данных для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. ПК-1.2. Рассчитывает и проектирует процессы изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием современных информационных технологий, методов и средств проектирования. ПК-1.3. Участвует в работах по расчету и проектированию технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. ПК-2.1. Разрабатывает проектную и рабочую техническую документацию ПК-2. Способен участвовать в в области автоматизации процессов и разработке проектной и рабочей производств, управлению жизненным технической документации в области циклом. автоматизации процессов и ПК-2.2. Участвует в разработке производств, управлению жизненным проектной и рабочей технической циклом продукции и ее качеством в документации в области соответствии с действующими автоматизации процессов и стандартами, техническими условиями производств, управлению жизненным и другими нормативными циклом продукции и ее качеством в документами соответствии с действующими стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами. ПК-3. Способен разрабатывать ПК-3.1. Знает технологические средства автоматизации и операции механосборочного механизации механосборочного производства. ПК-3.2. Выявляет переходы производства механосборочного производства для автоматизации и механизации. ПК-3.3. Демонстрирует владение методами контроля за эксплуатацией средств автоматизации и механизации механосборочного производства. ПК-4. Способен разрабатывать ПК-4.1. Проектирует технологические технологии, программы для систем операции изготовления деталей на автоматического управления и станках с числовым программным станков с числовым программным управлением. ПК-4.2. Проявляет навыки разработки управлением управляющих программ для станков с числовым программным управлением. ПК-4.3. Разрабатывает программное обеспечение систем автоматического управления и регулирования. 6 2.2 Перечень планируемых показателей оценивания (знать, уметь, владеть), соотнесенных с установленными в образовательной программе индикаторами достижения компетенций: Код и наименование индикатора Наименование показателя достижения компетенции оценивания (знать, уметь, владеть) ПК-1.1. Владеет методами сбора и анализа исходных данных для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. ПК-1.2. Рассчитывает и проектирует процессы изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технолоического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием современных 7 знать: методы сбора и анализа исходных данных для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. уметь: собирать и анализировать исходные данные для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. владеть: методами сбора и анализа исходных данных для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. знать: процессы изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. уметь: рассчитывать и проектировать информационных технологий, процессы изготовления продукции, методов и средств проектирования. средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием современных информационных технологий, методов и средств проектирования. владеть: средствами проектирования процессов изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством с использованием современных информационных технологий и методов. ПК-1.3. Участвует в работах по знать: методы проведения расчетов и расчету и проектированию проектирования технологических технологических процессов процессов изготовления продукции, изготовления продукции, средств и средств и системы автоматизации, системы автоматизации, контроля, контроля, технологического технологического оснащения, оснащения, диагностики, испытаний, диагностики, испытаний, управления управления процессами, жизненным процессами, жизненным циклом циклом продукции и ее качеством. продукции и ее качеством. уметь: вести расчеты и проектирование технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. владеть: средствами и навыками расчета и проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и системы автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством. 8 знать: методы разработки проектной и рабочей технической документации в области автоматизации процессов и производств, управлению жизненным ПК-2.1. Разрабатывает проектную и рабочую техническую документацию циклом. в области автоматизации процессов и уметь: разрабатывать проектную и производств, управлению жизненным рабочую техническую документацию в области автоматизации процессов и циклом. производств, управлению жизненным циклом. владеть: средствами разработки проектной и рабочей технической документации в области автоматизации процессов и производств, управлению жизненным циклом. ПК-2.2. Участвует в разработке знать: методы разработки проектной проектной и рабочей технической и рабочей технической документации документации в области в области автоматизации процессов и автоматизации процессов и производств, управления жизненным производств, управлению жизненным циклом в соответствии с циклом продукции и ее качеством в действующими стандартами, соответствии с действующими техническими условиями и другими стандартами, техническими условиями нормативными документами. и другими нормативными уметь: разрабатывать проектную и документами. рабочую техническую документацию в области автоматизации процессов и производств, управления жизненным циклом в соответствии с действующими стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами. владеть: навыками разработки проектной и рабочей технической документации в области автоматизации процессов и производств, управления жизненным циклом в соответствии с действующими стандартами, техническими условиями и другими нормативными документами. 9 ПК-3.1. Знает технологические операции механосборочного производства. ПК-3.2. Выявляет переходы механосборочного производства для автоматизации и механизации. ПК-3.3. Демонстрирует владение методами контроля за эксплуатацией средств автоматизации и механизации механосборочного производства. ПК-4.1. Проектирует технологические операции изготовления деталей на станках с числовым программным управлением. знать: технологические операции механосборочного производства. уметь: проводить анализ технологических операций механосборочного производства. владеть: методами анализа технологических операций механосборочного производства. знать: методы выявления переходов механосборочного производства для автоматизации и механизации. уметь: выявлять переходы механосборочного производства для автоматизации и механизации. владеть: навыками выявления переходов механосборочного производства для автоматизации и механизации. знать: методы контроля за эксплуатацией средств автоматизации и механизации механосборочного производства. уметь: вести контроль за эксплуатацией средств автоматизации и механизации механосборочного производства. владеть: методами контроля за эксплуатацией средств автоматизации и механизации механосборочного производства. знать: методы проектирования технологических операций изготовления деталей на станках с числовым программным управлением. уметь: проектировать технологические операции изготовления деталей на станках с числовым программным управлением. владеть: средствами проектирования 10 ПК-4.2. Проявляет навыки разработки управляющих программ для станков с числовым программным управлением. ПК-4.3. Разрабатывает программное обеспечение систем автоматического управления и регулирования. технологических операций изготовления деталей на станках с числовым программным управлением. знать: методы разработки управляющих программ для станков с числовым программным управлением. уметь: разрабатывать управляющие программ для станков с числовым программным управлением. владеть: навыками разработки управляющих программ для станков с числовым программным управлением. знать: программное обеспечение систем автоматического управления и регулирования. уметь: разрабатывать программное обеспечение систем автоматического управления и регулирования. владеть: средствами разработки программного обеспечения систем автоматического управления и регулирования. 11 3. Место проведения практики и общая информация о предприятии Акционерное крупнейших общество отечественных «Воронежсинтезкаучук» производителей – один из высококачественных синтетических каучуков и СБС-полимеров (термоэластопластов). Входит в состав компании СИБУР. В 1931 году Советом труда и обороны принято решение о строительстве трёх заводов по производству натрий-бутадиенового каучука из пищевого спирта по методу Сергея Лебедева (победившего в конкурсе ВСНХ на лучший промышленный метод синтеза каучуков) — в Ярославле (СК-1), Ефремове и Воронеже (СК-2). Воронежский завод был возведён в течение года — 19 октября 1932 года (через 4 месяца после запуска СК-1) была получена первая тонна продукции. К 1934 году завод вышел на проектную мощность, выпустив 125 тыс. тонн продукции. В том же году заводу присвоили имя Сергея Мироновича Кирова. В октябре 1941 года, когда немецкая армия подступала к Воронежу, завод был эвакуирован, выпуск каучука прекращён. В годы Великой Отечественной войны аппаратчик 3-го цеха Григорий Мыльников стал дважды Героем Советского Союза, аппаратчик цеха 6-8 Василий Путилин — Героем Советского Союза. В сентябре 1947 года производство на заводе восстановлено. В 1949 году освоено производство первых советских эмульсионного дивинил-стирольного каучука и стирола, в 1950 году построен цех по производству некаля. В 1956 году освоен выпуск маслонаполненного каучука, в 1959 году начал работу первый в СССР цех товарных латексов, в 1962 году начато строительство цехов по производству стереорегулярных бутадиеновых каучуков (СКД). В 1954 году при заводе был открыт Дворец культуры 12 В 1964 году введена в эксплуатацию первая очередь сооружений биологической очистки, до этого времени неочищенные стоки сбрасывались в реку Воронеж. В 1966 году освоен выпуск канифольного каучука без масла для обувной промышленности, в 1967 году начат выпуск полибутадиенового каучука. В 1977 году на предприятии выпущена миллионная тонна стирола. В 1986 году за производственные достижения директору завода Леониду Кудрявцеву присвоено звание Героя Социалистического Труда. В 1992 году предприятие преобразовано в открытое акционерное общество и получило наименование «Воронежсинтезкаучук», в 1994 году — приватизировано. В 1998 году 49 % акций предприятия приобрёл «Сибур», доведя владение активом до 100 % в 2012 году. В ноябре 2009 года на ОАО Воронежсинтезкаучук в ходе модернизации была введена новая система очистки. В декабре 2009 года появилась информация о том, что ОАО Воронежсинтезкаучук выпустил первую опытно-промышленную партию бутадиен-стирольного каучука (ДССК), который является основой для производства «зеленых» шин. В марте 2010 года ОАО Воронежсинтезкаучук ввел в промышленную эксплуатацию установку абсорбции промышленных газов. В 2010 году ОАО Воронежсинтезкаучук произвел монтаж новую блочно-модульную градирню. В 2011 году на территории предприятия начаты строительство нового производства бутадиен-стирольных термоэластопластов (ТЭП-50, применяется в автодорожном строительстве) мощностью 50 тыс. тонн в год и возведение установки для производства газообразного азота и сухого сжатого воздуха, необходимых для производства основных материалов. 23 мая 2013 года Владимир Путин дал старт пусконаладочным работам на построенном новом производственном комплексе. В 2016 году АО «Воронежсинтезкаучук» ввело в эксплуатацию печь 13 обжига с системой очистки воздушных потоков. В 2020 году АО "Воронежсинтезкаучук" реализовал инвестпроект по расширению мощности производства термоэластопластов до 100 тысяч тонн в год (ТЭП-100). Общая мощность по выпуску термоэластопластов достигла 135 тысяч тонн в год. В 2021 году предприятие построило и ввело в работу новую установку по очистке воздуха производства каучуков. В 2022 году АО "Воронежсинтезкаучук" совместно с Правительством Воронежской области и Воронежским государственным лесотехническим университетом начали реализацию масштабного лесоклиматического проекта по созданию карбонового полигона в Воронежской области. Весной 2024 года в рамках проекта был высажено 1.8 миллионов саженцев эффективных поглотителей углекислого газа. В мае 2024 года предприятие направило порядка 3 миллиардов рублей на модернизацию производства. Была построена и запущена в работу новая установка ДК-3, которая позволит повысить надежность и экологичность производства. В ноябре 2024 года на АО «Воронежсинтезкаучук» стартовало строительство предприятия по производству н-бутиллития. Этот компонент является ключевым для изготовления шин и дорожного покрытия. Нбутиллитий — катализатор, необходимый для выпуска термоэластопластов и синтетических каучуков, обладающих «большей стойкостью к истиранию, гибкостью, способностью к восстановлению после деформации» — в нашей стране не производится. Еще недавно его закупали в США и Евросоюзе, но поставки прекратились в 2022 году. Сейчас закупка идет через страны Азии. Создавая новое производство, «Сибур» рассчитывает закрыть собственные потребности, а фармацевтической, также продавать агропромышленной, компонент предприятиям микроэлектронной и других отраслей. Производство будет безотходным: побочной продукцией цеха станет хлорид лития, применяемый в качестве компонента в химической 14 промышленности. Специалисты предприятия разработали собственную технологию - самую надежную, эффективную и безопасную из всех известных отечественных и зарубежных технологий. Преимущества связаны с меньшим числом производственных стадий и количеством оборудования. При этом характеристики компонента не должны уступать лучшим зарубежным аналогам: опытные партии отечественного н-бутиллития собственного производства прошли успешные испытания на производственных площадках «Сибура» в Воронеже и Нижнекамске. «Воронежсинтезкаучук» выпускает продукцию для многих отраслей промышленности для отечественных и зарубежных рынков. Каучуки широко применяются в производстве резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин и резинотехнических изделий. Общая мощность по выпуску: 226 тысяч тонн/г - синтетические каучуки; 135 тысяч тонн/г - термоэластопласты (СБС и ДСТ). За всю историю предприятие выпустило 14 миллионов тонн каучука и 1.2 миллиона тонн термоэластопластов. За последние несколько лет предприятие получило звание «Лучшее промышленное предприятие Воронежской области», «Лучший экспортер Воронежской области», неоднократно становилось победителем смотраконкурса «Воронежское качество», лауреатом премии «Лидер года» в номинации «Экология» за внедрение проектов в сфере совершенствования экологичности производства. В 2022 году АО «Воронежсинтезкаучук» получил сертификат соответствия международному автомобильному стандарту IATF 16949. В 2023 году СБС-полимер вошел в число победителей «Золотая сотня России». Основное направление деятельности АО «Воронежсинтезкаучук» — производство термоэластопластов и синтетических каучуков. Предприятие выпускает около 40 видов продукции для многих отраслей промышленности для отечественных и зарубежных рынков. Каучуки широко применяются в производстве резин для автомобильных, авиационных и велосипедных шин 15 и резинотехнических изделий. В состав предприятия входят: • Производство бутадиен-стирольных каучуков эмульсионной полимеризации; • Производство бутадиен-стирольных и полибутадиеновых каучуков растворной полимеризации; • Производство СБС-полимеров (термоэластопластов); Основной технологический процесс АО «Воронежсинтезкаучук» включает следующие этапы: • Основной технологический процесс. На специальных установках из мономеров получается промежуточный продукт — латекс. • Выделение каучука. В других установках из латекса методом коагуляции выделяется каучук. • Обработка каучука. Он отжимается, сушится, прессуется и отправляется на склад готовой продукции, где упаковывается в контейнеры. • Прессование и упаковка. На этом этапе крошка каучука помещается в пресс-форму и формируется в брикет. Далее он проходит металлодетектор и весовой контроль. • Отправка на склад готовой продукции. Там проводится анализ каучука, и далее он отправляется потребителям. 16 4. Знакомство с технологией и технической документацией на производстве Основные технологические процессы и их описание. Описание технологической схемы. Процесс получения бутадиен-стирольных каучуков состоит из следующих фаз: приготовление углеводородной и водной фазы; приготовление растворов стоппера, регулятора, инициатора, эмульгатора; полимеризация и её обрыв; отгонка мономера из латекса; выделение и сушка каучука. Сам процесс осуществляется по непрерывной схеме рис.1. Рисунок 1. - Схема процесса полимеризации. 1 – емкость для приготовления водной фазы; 2, 7, 9, 11, 13, 15 – насосы; 3, 5 – холодильники; 4, 6 – диафрагмовые смесители; 8, 10, 12, 14 – аппараты для приготовления компонентов; 161 – 1612 – полимеризаторы; 17 – фильтр. I – бутадиен; II – стирол; III – умягченная вода; IV – эмульгаторы; V – инициатор; VI – комплекс железа; VII – ронгалит; VIII – регулятор молекулярной массы; IX – стоппер; X – рассол; XI – латекс на дегазацию. Водная фаза, включающая раствор эмульгатора и электролита, готовится в 17 аппарате 1 путем смешения указанных компонентов и имеет водородный показатель 10-11. Далее водная фаза подается насосом 2 через холодильник, который охлаждается рассолом, и уходит на смешение с углеводородной фазой в смеситель 6. Сама углеводородная фаза готовится непрерывным смешением бутадиена и стирола, подаваемые насосами в диафрагмовый смеситель 4, которая, охлаждаясь в холодильнике 5, проходя через смеситель 6, насосом подается в первый аппарат батареи полимеризаторов. Всего их в системе 12 штук, в работе 10. Эмульсия инициирующей окислительновосстановительной системы готовится в аппарате 8 из инициатора, умягченной воды и эмульгатора. Насосом 9 подается на смешение с эмульсией углеводородов в воде в линию шихты перед первым полимеризатором 16. Регулятор молекулярной массы каучука применяется в виде раствора в стироле. Комплекс железа готовится в виде тонкой взвеси при отсутствии воздуха в воде при нагревании смеси растворов пирофосфата калия и сульфата железа (II) при перемешивании или в виде раствора омылением этилендиаминтетрауксусной кислоты едким кали с последующим взаимодействием образовавшийся соли, а ронгалит растворяется в воде при перемешивании. Далее растворы подаются в линию шихты перед первым полимеризатором. В самой же батарее, полимеризаторы соединены так, что полимеризуемая шихта поступает в нижнюю часть аппарата через сифон и направляется в следующий аппарат переливом. Сам полимеризатор представляет собой автоклав с рубашкой, через которую рассолом отводится теплота. Мешалка имеет рамную конфигурацию. Все полимеризаторы связаны друг с другом тремя линиями: одна с основным продуктов, вторая – шунтовая линия, предназначенная для вывода любого аппарата в случае отключения его из батареи, третья – разгрузочная, она приспособлена для разгрузки выключенного из работы полимеризатора. В самой же батарее, полимеризаторы соединены так, что полимеризуемая шихта поступает в нижнюю часть аппарата через сифон и 18 направляется в следующий аппарат переливом. Сам полимеризатор представляет собой автоклав с рубашкой, через которую рассолом отводится теплота. Мешалка имеет рамную конфигурацию. Все полимеризаторы связаны друг с другом тремя линиями: одна с основным продуктов, вторая – шунтовая линия, предназначенная для вывода любого аппарата в случае отключения его из батареи, третья – разгрузочная, она приспособлена для разгрузки выключенного из работы полимеризатора. По окончанию полимеризации, которая сигнализируется достижением степени конверсии мономеров 60-62% (14-15 часов), вводится 1%-ный раствор диметилдитиокарбамата натрия – стоппер. Он подается в последнюю линию латекса, затем продукт проходит через фильтр 17 и поступает на дегазацию. Дальнейшая дегазация протекает по схеме, показано на рисунке 2. Рисунок 2. - Схема процесса дегазации. 1 – промежуточная емкость; 2, 5, 8, 11, 16 – насосы; 3 – фильтр; 4 – колонна предварительной дегазации; 6, 12 – сепараторы; 7 – дегазатор первой ступени; 9 – дегазатор второй ступени; 10, 15 – гидрозатворы; 13, 14 – конденсаторы; 17 – отстойник. I – латекс из полимеризаторов; II – пар; III – углеводороды на компримирование; IV – углеводороды на осушку; V – вода на отпарку органических соединений; VI – латекс на выделение; VII – охлажденная вода. Из полимеризаторов латекс поступает в емкость 1, снабженную 19 мешалкой, откуда насосом 2, проходя через фильтр 3 подается в колонную предварительной дегазации 4, работающую в режиме прямотока латекс-пар давлением 0,6 Мпа. В колонне удаляется основная масса бутадиена, который через сепаратор 6 направляется на выделение и регенерацию, а частично дегазированный латекс насосом 5 подается в верхнюю часть колонны первой ступени 7, где окончательно удаляется весь бутадиен и отгоняется основная масса стирола. Чтобы удалить оставшуюся часть стирола, латекс из куба колонны 7 подается насосом 8 в колонну второй ступени 9. Латекс дегазируется до концентрации стирола менее 0,3% (по массе) и выводится из куба колонны через гидрозатвор 10 и насосом 11 уходит на выделение каучука. Углеводороды, которые отгонялись в колоннах 7 и 9 поступаются в сепаратор 12, где очищаются от каучука и далее в систему конденсации, которая состоит из пары последовательно соединенных конденсаторов, которые охлаждаются промышленной и охлажденной водой (аппарат 13 и 14 соответственно). Продукты конденсации (стирол) проходят гидрозатвор 15, насосом 16 подаются в отстойник 17, а несконденсированные (бутадиен) вместе с газообразными веществами из колонны 4 подаются на разделение и регенерацию. Сушка происходит по схеме, показанной на рисунке 3. Рисунок 3. - Схема процесса сушки. 1 – емкость для масла; 2 – емкость для эмульгатора; 3 – емкость для латекса; 4 – бункер; 5 – смеситель; 6 – диспергатор; 7, 8, 9 – аппараты коагуляции; 10, 12 20 – вибросита; 11 – аппарат для промывки пульмы; 13 – молотковая дробилка; 14, 15, 17, 18 – насосы; 16 – емкость для электролита; 19 – сборник серума. I – технический углерод; II – вода; III – углеводородное масло; IV – эмульгатор; V – латекс; VI – электролит; VII – умягченная вода; VIII – каучук на сушку; IX – вода на очистку. Вначале готовится дисперсия технического углерода. Для этого в смеситель 5 подается умягченная вода и технический углерод из бункера 4. Далее дисперсия и эмульгатор из емкости 2 гомогенизируется в аппарате 6, после чего смесь направляется в первый аппарат каскада коагуляции 7 на смешение с латексом, который подается из мерника 3. Далее латекс поступает на коагуляцию в нижнюю часть аппарата 8, куда одновременно из емкости 16 подается электролит – раствор серной кислоты. Формование мелкозернистой крошки заканчивается в аппарате 9, куда из сборника 19 подается серум. Крошка каучука промывается на вибросите 10, отделяемая вода собирается в сборнике 19. Последним этап – промывка крошки водой в аппарате 11, далее происходит отделение воды на вибросите 12 и поступление в молотковую дробилку 13, в конце сушка и упаковка. 21 5. Автоматизированные системы проектирования на производстве Автоматизированные системы проектирования на производстве синтетических каучуков позволяют контролировать качественные показатели и параметры процесса в режиме реального времени, а также оптимизировать производство. В основу построения таких систем положен модульный принцип. Он предполагает типизацию моделей отдельных элементов процесса, программноалгоритмического обеспечения для анализа и расчёта неустановившихся режимов, а также стратегии поиска оптимальных неустановившихся режимов. Для комплексного решения задач проектирования и управления всё производство условно разбивают на ряд участков, соединённых друг с другом последовательно так, что в пределах участка сосредоточены все рециркуляционные связи. Решение задач оптимального проектирования основывается на анализе установившихся режимов и оценке их устойчивости. В основу решения таких задач положены общие методы анализа сложных химикотехнологических систем, которые модифицированы применительно к конкретному случаю. 1. Основные функции АСП: Моделирование процессов: АСП позволяет создавать компьютерные модели производственных процессов, что помогает в их анализе и оптимизации. Проектирование технологических схем: Системы помогают разрабатывать и визуализировать технологические схемы производства удобрений. Управление данными: АСП обеспечивает централизованное хранение и управление проектной документацией, что упрощает доступ к информации. Анализ и оптимизация: Системы могут проводить анализ различных сценариев проектирования и предлагать оптимальные решения. 22 2. Преимущества использования АСП: Снижение времени на проектирование: Автоматизация рутинных задач позволяет сократить время, необходимое для разработки новых проектов. Повышение точности: Использование современных алгоритмов и моделей снижает вероятность ошибок в расчетах и проектировании. Улучшение качества продукции: Оптимизация процессов приводит к повышению качества конечного продукта. Интеграция с другими системами: АСП может быть интегрирована с системами управления производством (MES) и системами управления предприятием (ERP). 3. Примеры АСП в производстве: Автоматизированные системы проектирования в производстве синтетических каучуков позволяют контролировать качественные показатели и параметры процесса в режиме реального времени, а также оптимизировать производство. АСУТП (автоматизированные системы управления технологическим процессом). Строятся на базе вычислительных машин на базе математических моделей. Например, система управления процессом полимеризации на заводе «Воронежсинтезкаучук» строится на базе контроллеров типа S7 фирмы Siemens под управлением станции оператора с SCADA-системой WINCC на верхнем уровне управления. MES-система. Позволяет отслеживать весь технологический процесс, начиная от стадии приёмки сырья до отгрузки готовой продукции на склад. Например, внедрённая на воронежской промышленной площадке СИБУРа система MES на программной платформе GE Proficy. Система управления процессом полимеризации. Строится на базе контроллеров типа S7 фирмы Siemens под управлением станции оператора — персонального компьютера Pentium III со SCADA-системой WINCC на верхнем 23 уровне управления. Математическая модель позволяет контролировать технологические параметры и качественные показатели процесса в режиме реального времени. Система учёта готовой продукции. Разработана специалистами отдела АСУ АО «Воронежсинтезкаучук» совместно с ООО «Интеграл СТ». Даёт возможность фиксировать количество бракованной продукции в цехах путём сравнения информации о выпуске продукта после прессов и объёме продукции, поступившей на склад. Система технического зрения. Используется для распознавания марки брикета каучука при управлении роботом-укладчиком. Проект объединяет видеоаналитику и исполнительные механизмы и направлен на повышение эффективности процесса автоматической упаковки готовой продукции. 24 Заключение В заключении можно сказать, что внедрение автоматизированных систем в производстве имеет ключевое значение для повышения эффективности, снижения затрат и обеспечения безопасности на предприятии. Некоторые преимущества таких систем: 1. Полная или частичная автоматизация производственных процессов. Это позволяет снизить зависимость от человеческого фактора, улучшить точность и надёжность выполнения операций, а также уменьшить количество ошибок. 2. Повышение производительности. Происходит за счёт оптимизации рабочих процессов, уменьшения времени простоя оборудования и оптимального распределения ресурсов. 3. Непрерывный мониторинг и контроль за различными параметрами производства. Операторы могут получать в реальном времени информацию о состоянии оборудования, уровне производительности и других ключевых показателях, что позволяет быстро реагировать на изменения и принимать решения. 4. Гибкость в управлении производством. Возможность быстрого изменения параметров процессов и перенастройки оборудования позволяет адаптироваться к изменяющимся рыночным условиям и требованиям заказчиков. Однако у автоматизированных систем есть и некоторые недостатки, например, высокие начальные затраты на внедрение, уязвимость к кибератакам, сложность обслуживания, риск технических сбоев и необходимость постоянного обновления. Прежде чем внедрять такую технологию, предприятия должны тщательно взвесить все плюсы и минусы, чтобы обеспечить максимальную выгоду и безопасность операций. 25 Cписок использованной литературы 1. Литвинов М.Ю., Осовская И.И. «Жидкие каучуки»: учебное пособие. СПб., 2019. Содержит теоретический материал о жидких каучуках, способах их получения, свойствах и применении. Рекомендовано для бакалавров и магистров по направлению «Химическая технология». 2. Давлетбаева И.М., Григорьев Е.И. «Химия и технология синтетического каучука»: учебно-методическое пособие. Казань: КНИТУ, 2018. Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров и магистров. 3. Шашок Ж.С., Вишневский К.В. «Технология эластомерных композиций»: учебно-методическое пособие. Минск: БГТУ, 2014. Пособие включает сведения о строении, получении и свойствах каучуков общего назначения, применяемых для производства шин и резинотехнических изделий. 4. Учебное пособие «Химия и технология синтетического каучука», авторы: Аверко-Антонович Л.А., П.А. Кирпичников и др.. Москва, 2008. В пособии отражено современное состояние отечественной науки об эластомерах и технологии их получения, а также возможные пути модернизации процессов синтеза эластомеров. 5. Научная статья «Системный анализ проблем автоматизации проектирования и оптимизации процессов полимеризации в производстве каучука», авторы: Подвальный Е. С., Черных И. К., Пасмурнов С. М.. Журнал «Вестник Воронежского государственного технического университета», 2013. В статье рассмотрен общий подход к оптимизации задач проектирования и управления сложным производством путём декомпозиции на участки со слабыми связями по затратам материальных и энергетических ресурсов. 6. Кудрявцев Л.Д. «Воронежская гевея. Хроника Воронежского завода синтетического каучука — ОАО „Воронежсинтезкаучук“». — Воронеж, Воронежский государственный университет, 2002. 26