Разработка автоматизированной системы управления химическим составом циркулирующей масляной смазочно-охлаждающей жидкости с целью повышения экологичности и безопасности технологического процесса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Ермолаева, Наталья Вадимовна

  • Ермолаева, Наталья Вадимовна
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2011, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.13.06
  • Количество страниц 113
Ермолаева, Наталья Вадимовна. Разработка автоматизированной системы управления химическим составом циркулирующей масляной смазочно-охлаждающей жидкости с целью повышения экологичности и безопасности технологического процесса: дис. кандидат технических наук: 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям). Москва. 2011. 113 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Ермолаева, Наталья Вадимовна

Введение.

Глава 1. Анализ структурных элементов автоматизированной системы управления.

1.1. Обработка глубоких отверстий.

1.1.1. Общие сведения о глубоком сверлении.

1.1.2. Функции, выполняемые СОЖ при глубоком сверлении и растачивании.'

112. Масляные СОЖ.

1.2.1. Состав масляных СОЖ.

1.2.2. Требования к масляным СОЖ.

1.2.3. Экологические свойства СОЖ и методы их оценки.

1.2.4. Применение СОЖ.

1.3. Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ)

1.3.1. Общие сведения о ПАУ.

1.3.2. Канцерогенность ПАУ.

1.3.3. Источники поступления ПАУ в окружающую среду.

Глава 2. Исследование принципиальной схемы циркулирующей масляной,СОЖ.

2.Г. Система подвода — отвода СОЖ.при глубоком сверлении.

2.2. Характеристики масляных СОЖ, применяемых при обработке глубоких 45' отверстий

2.3. Методы автоматизированного контроля химического состава масляных 48 СОЖ.

Глава 3. Экспериментальные исследования химического состава СОЖ.

3.1. Определение фракционного СОЖ методом дифференциальной 51 сканирующей калориметрии.

3.2. Определение молекулярного состава масляных СОЖ.

3.3. Определение молекулярного состава нефтяного и растительного масел.

3.4. Масляные СОЖ и вопросы терминологии.

3.5. Анализ результатов экспериментальных исследований.

Глава 4. Разработка автоматизированной системы управления химическим составом циркулирующей масляной СОЖ при обработке глубоких отверстий.

4.1. Требования к автоматизированной системе.

4.2. Описание системы.

4.3. Анализ системы.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», 05.13.06 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Ермолаева, Наталья Вадимовна

Выводы по четвертой главе

В четвертой главе разработана структура автоматизированной системы управления химическим составом циркулирующей масляной СОЖ на основе результатов экспериментального исследования, обоснованы основные аспекты и особенности автоматизированной системы управления химическим составом СОЖ. А так же были указаны и обоснованы особенности структуры автоматизированной системы управления для системы циркулирующей масляной СОЖ на машиностроительном заводе на примере обработки глубоких отверстий.

Заключение

В работе решена научная задача, имеющая большое значение для машиностроения, автоматизации управления химическим составом циркулирующей масляной СОЖ с целью повышения экологичности и безопасности технологического процесса на примере обработки глубоких отверстий.

Установлены связи между химическим составом циркулирующей масляной СОЖ, который предложено регулировать путем установления определенного температурного градиента, и такими показателями качества технологического процесса как экологичность и безопасность.

Разработан алгоритм минимизации воздействия вредных компонентов масляной СОЖ на окружающую среду и человека, где температурный градиент циркулирующей СОЖ выбирается в зависимости от содержания в ней ПАУ и других стойких органических загрязнителей.

На основе установленных связей создана схема автоматизированной системы, включающей в себя хроматограф, сигнал от которого поступает на персональный компьютер с дальнейшей обработкой и анализом данных и принятием решения о необходимости изменения температурного градиента циркулирующей СОЖ посредством контура охлаждения.

Включенный в схему автоматизации хроматограф, имеющий масс-спектрометрический детектор, позволяет идентифицировать определяемые вещества при произвольно изменяемом и практически неограниченном выборе селективности детектирования.

Автоматизированная схема управления химическим составом масляной циркулирующей СОЖ позволяет вести непрерывный контроль химического состава циркулирующей масляной СОЖ с требуемым временным интервалом в зависимости от марки используемой СОЖ и соответственно корректировать температурный градиент.

Показано, что самыми вредными примесями в СОЖ марки МР-3 являются гомологи бензола - этилбензол и м-ксилол, в СОЖ марки МР-ЗК - ПАУ 3-метилфенантрен, 9- и 2-метилантрацен, а в СОЖ марки СП-4 и индустриальном масле марки И-40А - галогеносодержащие органические соединения; намечены пути снижения указанных выше примесей.

Полученные в работе результаты рекомендуется использовать в машиностроительном производстве в случае применения системы циркуляции масляной

СОЖ, а также в учебном процессе по направлениям 220700 "Автоматизация технологических процессов и производств" и 280700 «Техносферная безопасность».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Ермолаева, Наталья Вадимовна, 2011 год

1. Аксенов B.C., Камьянов В.Ф. (1980) Состав и строение сернистых соединений нефтей. Нефтехимия. 20, № 3, 324-345.

2. Акопова Г.С., Власенко H.JL, Шарихина JI.B. Образование полициклических ароматических углеводородов и их содержание в окружающей среде.//Безопасность жизнедеятельности. 2002. - № 9. - С. 21 - 27.

3. Бердичевский Е.Г. Смазочно-охлаждающие средства для обработки материалов: Справочник. М.: Машиностроение, 1984. - 334 с.

4. Веселов О.В., Кобзев A.A. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах управления: Учебное пособие. Владимир: Владим. политехнич. ин-т, 1987. - 96 с.

5. Воробьева Н.С., Земскова З.К., Петров Ал.А. Изопренаны Т-образной структуры// Нефтехимия. 1986. - Т. 26, № 5. - С. 579 - 582.

6. Гликоли и опыт их применения в нефтяной и газовой промышленности/ Н.М. Байков, И.И. Тейгузин, Т.А. Сайфеев и др. М.: ВНИИОЭНГ, 1970. - 152 с.

7. Домшлак М.Г. Бенз(а)пирен М.: Центр международных проектов ГКНТ, 1983. — 32 с.

8. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г., Шабалина Г.Н., Багдасаров J1.H. Смазочные материалы и проблемы экологии. МГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000 - 424 с.

9. Елфимов В.Я., Архипов H.A., Каменский Э.А. Практика экологизированного ресурсосберегающего применения смазочно-охлаждающих жидкостей. // Черная металлургия: Бюлл. научно-технич. и экономич. информации. 2005. - Вып. 5 (1265). - С. 62 - 65.

10. Иванова Н. А. Минимизация химического загрязнения как один из способов обеспечения экологической безопасности технологических процессов с применением СОТС // Безопасность жизнедеятельности. 2006. - № 6. - С. 16 - 18.

11. Иванова H.A. Улучшение условий труда на примере снижения химического фактора при реализациитехнологических процессов с применением СОТС// Производство. Технология. Экология: Монография. Выпуск № 14. М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2011. - С. 42 - 48.

12. Инструменты для обработки точных отверстий/ С.В.Кирсанов, В.А.Гречишников, А.Г.Схиртладзе, В.И.Кокарев. М.: Машиностроение, 2005. - 336 с.

13. Камьянов В.Ф. Основы химии нефти. Часть 1. / Томск: Изд-во Томск, ун-та, 1981. -132 с.

14. Камьянов В.Ф., Головко А.К., Кураколова Е.А., Коробицина J1.JI. Высококипящие ароматические углеводороды нефтей: Препринт № 4. Томск: Институт химии нефти, 1982.-52 с.

15. Кирсанов C.B. Обработка глубоких отверстий в машиностроении. — М.: Машиностроение, 2009. 296 с.

16. Клар Э. Полициклические углеводороды. М.: Химия, 1971. - Т. 1 - 456 е.; Т. 2 -456 с.

17. Клауч Д.Н., Кущева М.Е. Применение новых конструкций режущего инструмента и смазочно-охлаждающих сред в энергомашиностроении //Энергомашиностроение. -1986.-№ 7.-С. 47-48.

18. Крачун А.Т., Морарь В.Е., Крачун C.B. Исследование смазочных свойств некоторых растительных масел// Трение и износ. 1990. - Т. 11, № 5. - С. 929 -932.

19. Кузнецова А.В. Топливо и смазочные материалы. М.: КолосС, 2004. - 200 с.

20. Лавров Ю.А. Экологические проблемы энергетики. Новосибирск: Изд-во Новосиб. гос. технич. ун-та, 1998. - 114 с.

21. Магарил Е.Р., Магарил Р.З. Моторные топлива: Учебное пособие. М.: КДУ, 2010. - 160 с.

22. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг супертоксикантов. М.: Химия, 1996. - 319 с.

23. Майстренко В.Н., Клюев Н.А. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. - 323 с.

24. Малиновский Г. Т. Масляные смазочно-охлаждающие жидкости для обработки металлов резанием: свойства и применение. М.: Химия, 1993. - 160 с.

25. Малиновский Г.Т., Лебедев Е.В., Маскаев А.К.и др. Классификация смазочно-охлаждающих технологических средств для обработки металлов резанием//Химия и технология топлив и масел. 1981. - № 9. - С. 20 - 22.

26. Матвеевский Р.М. Повышение экологической чистоты смазочных масел/ Р.М.Матвеевский // Трение и износ. 1994. - Т. 15, № 5. - С. 843 - 848.

27. Нейланд О.Я. Органическая химия. М.: Высш. шк., 1990. - 751 с.

28. Обработка глубоких отверстий / Н.Ф.Уткин, Ю.И.Кижняев, С.К.Лужников и др. — Л.: Машиностроение, 1988. 269 с.

29. Овсеенко А.Н., Серебряков В.И., Гаек М.М. Технологическое обеспечение качества изделий машиностроения. М.: «Янус-К», 2003. - 296 с.

30. Основы автоматизации производства/ Е.Р. Ковальчук, М.Г. Косов, В.Г. Митрофанов и др.; Под общ. Ред. Ю.М.Соломенцева, 1995. М.: Машиностроение. -312 с.

31. Основы аналитической химии. В 2-х кн. Кн. 1. Общие вопросы. Методы разделения / Ю.А. Золотов, E.H. Дорохова, В.И. Фадеева и др. М.: Высш. шк, 1999. - 351 с.

32. Попова Т.В. Исследование загрязнений воздушной среды при металлообработке// Безопасность жизнедеятельности. 2006. - № 6. - С. 19 - 21.

33. Развитие науки о резании металлов/ Ред.коллегия: Н.Н.Зорев, Г.И.Грановский, М.Н.Ларин и др. -М.: Машиностроение. 1987. - 416 с.

34. Ровинский Ф.Я., Теплицкая Т.А., Алексеева Т.А. Фоновый мониторинг полициклических ароматических углеводородов. Л.: Гидрометеоиздат, 1988. -224 с.

35. Рожковская Г.П. Гигиенические аспекты применения смазочно-охлаждающих технологических сред: Автореферат дисс. докт. мед. наук Киев: Киевск. НИИ гигиены труда и профзаболеваний МЗ УССР, 1990 - 44 с.

36. Рожковская Г.П., Поруцкий Г.В., Хохолькова Г.А. и др. Гигиеническая оценка условий труда в процессе применения СОЖ МР-3 и МР-5У // Нефтепереработка и нефтехимия Киев: Наукова думка, 1980. - Вып. 19 - С. 82 - 85.

37. Рябов В .Д. (2009) Химия нефти и газа. М.: Форум, 336 с.

38. Руденко Б.А., Шлихтер Э.Б. Полициклические ароматические углеводороды и их влияние на окружающую среду. М.: ЦНИИТЭнефтехим, 1994. - 44 с.

39. Смазочно-охлаждающие технологические средства и их применение при обработке резанием: Справочник / Под общ. ред. Л.В. Худобина. М.: Машиностроение, 2006. - 544 с.

40. Смазочные материалы и проблемы экологии/ А.Ю.Евдокимов, И.Г.Фукс, Г.Н.Шабалина и др. М.: ГУП Издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2000 - 424 с.

41. Солоненко В.Г., Рыжкин A.A. Резание металлов и режущие инструменты: Учеб. пособие. М.: ИНФРА-М, 2011. - 416 с.

42. Солоненко В.Г., Солоненко J1.A., Серикова М.Г., Бодовская J1.A. Смазочно-охлаждающая жидкость для лезвийной обработки// СТИН. 2004. - № 10. - С. 30 -33.

43. Справочник химика, т. 2/ Ред. коллегия Б.П.Никольский и др. Л.: Госхимиздат, 1963.- 1168 с.

44. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием/ Под ред. М.И. Клушина. М.: Машиностроение, 1979. - 192 с.

45. Троицкий Н. Д. Глубокое сверление. JL: Машиностроение, 1971. - 176 с.

46. Тютюнников Б.Н. Химия жиров. М.: Пищевая промышленность, 1966. - 632 с.

47. Физико-химические свойства органических соединений: Справочник / Под ред. А.М.Богомольного (2008) М.: Химия; КолосС. 543 с.

48. Формообразование и режущие инструменты: Учебное пособие/ А.Н.Овсеенко, Д.Н. Клауч, C.B. Кирсанов, Ю.В. Максимов; под ред. А.Н. Овсеенко. М.: ФОРУМ, 2010.-416 с.

49. Химия нефти и газа / Под ред. В.А.Проскурякова и А.Е.Драбкина (1981). JI.: Химия. 359 с.

50. Худошина М.Ю., Бугримова О.В. Принятие решений по экологически обоснованному выбору СОТС и систем их применения// Производство. Технология. Экология: Монография. Выпуск № 14. — М.: ГОУ ВПО МГТУ «Станкин», 2011.-С. 110-114.

51. Худошина М.Ю., Бугримова О.В. Исследование взаимосвязей технологических и экологических параметров технологической системы с применением СОТС// Безопасность жизнедеятельности. 2011. - №6. - С. 27 - 30.

52. Чеников И.В. Химия и физика нефти: учеб. пособие/ Кубан.гос.технолог.ун-т. — Краснодар: ГОУ ВПО «КубГТУ», 2010. 292 с.

53. Чередниченко Г.И., Фройштетер Г.Б., Ступак П.М. Физико-химические и теплофизические свойства смазочных материалов, JL: Химия, 1986. - 224 с.

54. Чертков Я.Б., Спиркин В.Г. (1971) Сернистые и кислородные соединения нефтяных дистиллятов. М.: Химия. 312 с.

55. Чулков П.В., Чулков И.П. Топлива и смазочные материалы: Ассортимент, качество, применение, экономика, экология: Справ, изд. М.: Политехника, 1996. 304 с.

56. Шабад J1.M. Поступление в атмосферу и циркуляция в окружающей среде химических канцерогенов (ПАУ) //Комплексный глобальный мониторингзагрязнения окружающей природной среды: Труды Международного симпозиума, Рига. Л.: Гидрометеоиздат, 1980. -С. 231 -239.

57. Шабад J1.M. О химических канцерогенах в окружающей человека среде // Комплексный глобальный мониторинг загрязнения окружающей природной среды.- JI. : Гидрометеоиздат, 1982. С. 69 - 77.

58. Шандала М.Г. , Янышева Н.Я., Киреева И.О., Черниченко И.А. Опыт и перспективы исследования химических канцерогенов в окружающей среде// Гигиена и санитария. 1985. - № 6. - С. 7 - 10.

59. Шварцбург Л.Э. Инженерная экология, безопасность труда и жизнедеятельности в МГТУ «Станкин»// Безопасность жизнедеятельности. 2006. - № 6. - С. 2 - 4.

60. Шварцбург Л.Э. Особенности защиты окружающей среды в производственных условиях// Безопасность жизнедеятельности. 2006. - № 6. - С. 9 - 13.

61. Шишкин Ю.Л. Определение компонентного состава смесей методами мини- и микродистилляции. Новые подходы. Теория, аппаратура, примеры применений// Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2009. - № 5. - С. 40 — 53.

62. Шишкин Ю.Л. Сканирующая калориметрия и термогравиметрия в анализе нефтяных систем //Химия и технология топлив и масел. 2006. - № 4. - С. 48 - 52.

63. Bisht R.P.S., Sivasankaran G.A., Bhatia V.K. Vegetable Oils as Lubricants and Additives// J. Sci.Ind.Res. 1989. - V. 48, № 4. - P. 174 - 180.

64. Buse В., Fuß H., Bolle D. Prozeßbegleitende Temperaturmessungen an den Stützleisten von BTA Tiefbohrwerk zeugen // Industrie - Anzeiger, 1987/ - B. 109, №53. - S. 42 -43.

65. Carcinogenesis, Vol. 3: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons/ Ed. by P.W.Jones, R.I.Freudenthal. New York: Raven Press, 1978. - 487 p.

66. Dooley J.E., Hirsch D.E., Thompson C.J. Analyzing heavy ends of crude// Hydrocarbon Proc. 1974. - V. 53, № 7. - P. 141 -146.

67. Edwin N.L. Evaluating and Communicating the Carcinogenic Hazards of Petroleum Derived Lubricant Base Oils and Products// Lubrication Engineering, 1986. V. 42, № 5.- P. 272 277.

68. Jennings W. Analytical Gas Chromatography. San Diego: Academic Press, 1997. - 394 P

69. Keith L.H. Organic pollutants in water: identification and analysic//Environ. Sei. Technol. -1981. V. 15, № 2. - P. 156 - 162.

70. Knobloch H. KUhlschmierstoffreinigung beim Tiefbohren and Honen//Technische Zentrallblatt fur praktische Metallbearbeitung, 1974. V.68, № 11. - S. 409 - 412.

71. Liu Jin-fei, Li Hu-zeng. Разработка метода представления знаний для ЭС. Jisuanji jichtng zhizao xitong. Comput. Integr. Manuf. Syst. 2008. 14, №6. P. 1155 - 1161.

72. Mair B.J. Hydrocarbons isolated from petroleum// Oil and Gas J. 1964. - V. 62, № 37. -P. 130 - 134.

73. McKay J.F., Latham D.R. Polyaromatic hydrocarbons in high-boiling petroleum distillates// Anal.Chem. 1973. - V. 45, № 7. - P. 1050 - 1055.

74. McMahon C.K., Tsoukalas S.N. Polynuclear Aromatic Hydrocarbons in Forest Fire Smoke// Carcinogenesis, Vol. 3: Polynuclear Aromatic Hydrocarbons/Ed. by P.W. Jones, R.I.Freudenthal. New York: Raven Press, 1978. - P. 61 - 73.

75. Suess M. J. The Environmental Load and Cycle of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons // Sci. Tot. Environ. 1976. - V.6, № 3. - P. 239 - 250.

76. Zwingmann G. Industrie Anzeiger, 1974. - V. 96, № 107 - 108. - S. 2388 - 2391.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.