Проектирование цементных заводов (стр. 3 )

6.2. Отметки уровней (высоты, глубины от отсчетного уровня) указывают в метрах с тремя десятичными знаками.

На разрезах отметки выше (0,00) показываются без знака, ниже со знаком «—».

На планах отметки наносят в прямоугольнике и указывают со знаком-f - или —, выше или ниже 0,00 соответственно.

7. На чертежах генплана и транспорта отметки обозначают в соответствии с ГОСТ 21.108—78.

8. Основную надпись чертежа выполняют по ГОСТ 21.103—/о.

9. Разрезам зданий или сооружений присваивают общую по­следовательную нумерацию арабскими цифрами.

Ю. В названиях планов зданий или сооружений указывается отметка чистого пола этажа, номер этажа или обозначение се­кущей плоскости.

В названиях разрезов, сечений и видов указывают обозначе­ние соответствующей секущей плоскости на плане.

11. Условные обозначения зданий, сооружений и конструкций по ГОСТ 21.107—78.

12. Условные обозначения на чертежах генплана и транспорта по ГОСТ 21.108—78.

Текстовые материалы выполняются на формате А4 (210X297) свободным текстом с полями для сшивки (не менее 25 мм) и свободным полем с правой стороны (20 мм). Нумерация страниц производится на верхнем поле страницы по порядку, начиная с титульного листа. Обложка не нумеруется. Содержание начина­ется со 2 стр.

На титульном листе размещается полное наименование учеб­ного заведения, название (номер) кафедры.

Ниже располагается полное наименование проекта.

Подписи исполнителя, должности лиц, проверивших материа­лы проекта, и др. сведения, а также порядок их расположения устанавливаются учебным заведением.

3

ЭТАПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ ЗАВОДОВ

3.1. СХЕМА РАЗВИТИЯ И РАЗМЕЩЕНИЯ ОТРАСЛИ

Комплекс работ, относящихся к проектной документации для строительства нового, реконструкции или модернизации действу­ющего цементного завода, начиная с предпроектного периода и кончая утверждением проекта, можно разделить на несколько связанных друг с другом этапов:

1. Разработка перспективного плана развития и размещения отрасли.

2. Технико-экономическое обоснование строительства или технико-экономические расчеты.

3. Проект или рабочий проект.

Схема развития и размещения отрасли является предплано­вым документом, предназначенным для определения научно обос­нованных направлений развития и путей совершенствования раз­мещения отрасли.

Ее разработка производится на основе и взаимоувязке с Генеральной схемой размещения производительных сил страны, а также со схемой развития и размещения строительства.

В «Схеме» определяются:

- темпы развития отрасли;

- пункты размещения, мощность предприятий;

- технологические схемы производства;

- экономическая целесообразность реконструкции, техниче­ского перевооружения и дальнейшая эксплуатация действующих заводов;

- баланс производства и потребления цемента;

- направление и объемы перевозок;

- потребность в капитальных вложениях, материальных и людских ресурсах.

Материалы «Схемы» после ее утверждения являются базой для подготовки проектов перспективных планов развития отрас­ли, а также для составления перечней вновь строящихся и на­мечаемых к расширению, реконструкции или модернизации пред­приятий, включаемых в план капитального строительства и планов проектно-изыскательских работ.

«Схема» разрабатывается, как правило, не менее чем на 15 лет.

Каждые 5 лет она уточняется с учетом данных на новое пятилетие.

Одним из ключевых вопросов «Схемы...» является разработка баланса производства и потребления цемента в стране.

Потребность в цементе на перспективу рассчитывается на ос­нове прогнозных показателей общих объемов строительно-мон­тажных работ в экономических районах, прогнозных показателей отраслевой структуры строительства в целом по стране и вало­вого расхода цемента на единицу сметной стоимости строитель­но-монтажных работ, осуществляемых за счет всех источников финансирования.

Вторым, не менее важным вопросом является определение необходимости и возможности наращивания производства цемен­та в перспективном периоде.

Основой для определения возможностей наращивания произ­водственных мощностей является сырьевая база, наличие и раз­мещение ее на территории страны.

Существенное влияние на размещение отрасли оказывает воз­можность использования для производства цемента побочных продуктов и отходов других отраслей народного хозяйства, в частности нефелиновых (белитовых) шламов глиноземного про­изводства, гранулированных доменных шлаков металлургической промышленности, зол и шлаков тепловых электростанций.

Использование таких продуктов значительно увеличивает сырьевые ресурсы и одновременно способствует повышению эф­фективности цементного производства.

При определении места строительства нового завода необхо­димо учитывать особенность цементного производства, которая заключается в сочетании добывающей и перерабатывающей от­раслей промышленности в одном предприятии, так если добыва­ющая промышленность тяготеет к месторождениям сырья, то пе­рерабатывающая стремится ближе к потребителям. Значительное количество разнообразных вариантов прироста мощности при большом разнообразии природных, экономических и транспорт­ных условий делает задачу чрезвычайно сложной. Для решения такой сложной задачи используются экономико-математические методы и ЭВМ, позволяющие находить оптимальный вариант развития и размещения промышленности на перспективу из боль­шого количества предположений и ограничений.

Задачей комплексного оптимального плана развития и разме­щения цементной промышленности является полное удовлетво­рение рассчитанной потребности в цементе при минимальных суммарных затратах на его производство и транспортировку до потребителей. С учетом развивающихся рыночных отношений вопросы расширения и размещения производства цемента решаются местными органами управления с учетом потребности в этом строительном материале и возможностями организации его производства.

3.2. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СТРОИТЕЛЬСТВА (ТЭО). ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ (ТЭР)

В соответствии с положением для всех проектируемых пред­приятий, зданий и сооружений разрабатываются технико-эконо­мические обоснования (ТЭО) или технико-экономические расчеты (ТЭР).

Все предприятия подразделены в зависимости от их значимо­сти на три основных вида:

- на особо крупные и сложные, имеющие государственное значение;

- крупные и сложные;

- другие объекты.

Технико-экономическое обоснование или технико-экономиче­ский расчет является первичным предплановым и предпроектным документом, обосновывающим необходимость и экономическую целесообразность строительства нового или реконструкцию дей­ствующего предприятия.

При этом внимание должно быть обращено на такие важные аспекты, как обоснование проектной мощности и ассортимента продукции.

Состав и содержание ТЭР отличается от ТЭО тем, что выбор площадки под строительство осуществляется с минимальным объ­емом инженерно-изыскательских работ для определения возмож­ности ее использования. Выбор и согласование площадки произ­водится при разработке проекта.

Состав и содержание ТЭО и ТЭР

Технико-экономическое обоснование или технико-экономиче­ские расчеты должны состоять из следующих разделов:

- исходные данные и положения;

- мощность, номенклатура продукции, специализация и коо­перирование предприятия;

- обеспечение предприятия сырьем, материалами, полуфаб­рикатами, энергией, топливом, водой и трудовыми ресурсами;

- основные технологические решения, состав предприятия, организация производства и управления;

- выбор района, пункта, площадки для строительства и их характеристика;

- основные строительные решения, организация строитель­ства;

- охрана окружающей среды;

- расчетная стоимость строительства;

- экономика строительства и производства. Основные техни­ко-экономические показатели;

— выводы и предложения.

ТЭО (ТЭР) разрабатываются, как правило, за два-три года до начала строительства. Год начала разработки материалов зависит от нормативных сроков строительства, чем больше срок проек­тирования и строительства объекта, тем больше разрыв между ТЭО и началом строительных работ.

Если с момента утверждения ТЭО до начала разработки про­екта пройдет два-три года, в ТЭО должны быть внесены изме­нения или уточнения, произошедшие в этот период. Внесение изменений в ранее утвержденное ТЭО требует его нового согла­сования и утверждения. В случаях, когда внесения изменений не требуется, должно быть дано подтверждение этого соответст­вующими министерствами и ведомствами России.

Необходимые для разработки ТЭО или ТЭР исходные данные группируются по разделам, соответствующим частям ТЭО: об­щей, генплану и транспорту, технологической, строительной, санитарно-технической, энергетической и экономической.

Состав исходных данных зависит от сложности объекта про­ектирования: строительство нового, расширение или реконструк­ция действующего предприятия.

Исходные данные проектная организация получает вместе с заданием на разработку ТЭО (ТЭР), Однако большая их часть должна быть получена в процессе выбора площадки для строительства или при обследовании действующего предприя­тия.

Выбор площадки для строительства нового завода — важный этап предпроектных работ.

Общие требования к выбору площадки сводятся к следующе­му. Необходимо, чтобы условия строительства и эксплуатации объекта позволяли осуществить строительство с наименьшими затратами, а также обеспечивали при эксплуатации высокие тех­нико-экономические показатели. При этом необходима увязка намечаемого строительства с перспективой развития отрасли и района; близостью разведанной сырьевой базы, использованию местных строительных материалов, возможностью кооперирова­ния предприятия с другими организациями, а также возможно­стью привлечения местной рабочей силы как на период строи­тельства, так и для эксплуатации объекта.

При выборе площадки для строительства должно быть обра­щено внимание также на геологические особенности площадки; транспортные условия строительства и эксплуатации завода, энергоснабжение завода, а также условия размещения жилого поселка.

Материалы, связанные с выбором площадки для строительст­ва согласовываются с органами государственного надзора.

В случае разработки ТЭО (ТЭР) реконструкции, модернизации или расширения действующего завода производится его обследо­вание. Целью обследования является выявление и анализ произ­водственных, материальных, финансовых и людских ресурсов за­вода, а также получение исходных данных.

Обследованию на месте предшествует подготовительная рабо­та в проектной организации, которая включает:

- подбор чертежей ранее выпущенных проектов;

- предварительный укрупненный расчет основных парамет­ров завода после реконструкции;

- размер необходимой территории;

- потребность в воде и электроэнергии;

- объем грузооборота;

- количество сточных вод.

В соответствии с утвержденными указаниями о порядке раз­работки и утверждения технико-экономических обоснований (ТЭО) в материалах обследования приводятся следующие основ­ные данные и технико-экономические показатели:

1. Наименование и местонахождение предприятия.

2. Вид строительства (новое, расширение, реконструкция, тех­ническое перевооружение), очередь.

3. Мощность по выпуску продукции: в стоимостном выражении, млн. руб.; в натуральном выражении, млн. т.

4. Общая численность работающих, человек.

5. Производительность труда, тыс. руб.

6. Расчетная стоимость строительства, млн. руб., в том числе строительно-монтажные работы, млн. рублей.

7. Намечаемый срок строительства, лет.

8. Срок окупаемости капитальных вложений, лет.

9- Годовая потребность предприятия в сырье и материалах, в электроэнергии (млн. кВт*ч;) в тепловой энергии со стороны (млн. Г/кал;) в топливе (уголь, газ, нефтепродукты) тыс. т.; в воде (тыс. куб. м) и внешнем транспорте для доставки и отгрузки (тыс. т.)

Кроме того в ТЭО (ТЭР) приводятся данные, характеризую­щие технико-экономические показатели качества разработки. Ба­зовые значения этих показателей для проведения расчетов ука­зываются в задании на разработку ТЭО (ТЭР).

3.3. ПРОЕКТ И РАБОЧИЙ ПРОЕКТ. ОСНОВНЫЕ РАЗДЕЛЫ

Основным документом, регламентирующим состав, порядок разработки, согласования и утверждения проектно-сметной доку­ментации на новое строительство, расширение, реконструкцию и техническое перевооружение действующих предприятий, зданий и сооружений для всех отраслей и видов строительства является СНиП 1.02.01—85, введенный в действие с 1 января 1986 г.

Проектирование является важнейшим этапом, в ходе которого закладываются основы для успешной работы будущего предпри­ятия или его подразделений.

Обоснование необходимости строительства, расширения или реконструкции цементного завода выявляется при разработке предпроектных стадий — технико-экономического обоснования (ТЭО) или технико-экономических расчетов (ТЭР), в результате которых определяется комплекс технико-экономических показа­телей будущего предприятия. Инженерное воплощение этих по­казателей в форме пояснительных записок, расчетов, чертежей и смет реализуется в составе проектов, рабочих проектов и ра­бочей документации на строительство.

Разработка проекта осуществляется на основе задания на про­ектирование, утверждаемого Заказчиком.

В настоящее время принято двухстадийное проектирование для крупных предприятий, например, при проектировании цемен­тного завода.

Последовательными стадиями проектирования являются «Проект» и «Рабочая документация».

Для строительства и реконструкции отдельных переделов, це­хов, зданий и сооружений, как правило, достаточно одной стадии проектирования «Рабочего проекта».

В состав рабочего проекта и проекта на новое строительство, расширение и реконструкцию действующих заводов, цехов, пе­ределов самостоятельными разделами входят:

1. Общая пояснительная записка.

2. Генеральный план и транспорт.

3. Технологические решения.

4. Научная организация труда. Управление предприятием.

5. Строительные решения.

6. Организация строительства.

7. Охрана окружающей среды.

8. Жилищно-гражданское строительство.

9. Сметная документация.

10. Паспорт проекта (рабочего проекта).

11. Рабочая документация.

Рабочий проект на техническое перевооружение заводов, це­хов, переделов должен состоять из следующих разделов:

1. Общая пояснительная записка.

2. Сметная документация.

3 Рабочая документация.

Состав, содержание и оформление основных разделов проекта (рабочего проекта) регламентируются СНиП 1.02.01—85, отрас­левыми нормативными документами или эталонами.

4. ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ ЗАВОДОВ

4.1. ЗАВОДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПО МОКРОМУ СПОСОБУ ПРОИЗВОДСТВА

Запроектированные и построенные в последнее время заводы мокрого способа обеспечивают переработку любого, пригодного по химическому составу сырья независимо от его влажности, при этом с учетом вида применяемого топлива и особенностями сырья возможен выбор различных схем переработки. Наиболее харак­терными сочетаниями являются:

- высоковлажное сырье (мел, глина), топливо — газ, мазут;

- влажное сырье (известняк, глина), топливо — газ, мазут;

- сухое твердое сырье (известняк, сланец), топливо — газ, уголь.

При переработке в шлам высоковлажного (обычно мелового) сырья в настоящее время используются в основном мельницы мокрого самоизмельчения (ММС) типа «Гидрофол» со специально встроенной в выходной цапфе мельницы стержневой камерой. В этой камере производится доизмельчение неразмолотых в бара­бане мельницы крупных включений. Характерной особенностью таких технологических схем измельчения является отсутствие дробильного отделения, в котором сырье после добычи проходило бы стадию предварительного измельчения в дробилках. Нет так­же в этих схемах складов мела и глины, расположенных на промплощадке, т. к. запасы сырьевых материалов, необходимые для обеспечения непрерывной и стабильной работы обжиговых агрегатов, хранятся в виде шлама. При этом целесообразно про­изводить доизмельчение грубомолотого шлама сразу же после выхода его из мельниц «Гидрофол».

Применение мельниц «Гидрофол» также целесообразно при использовании закарстованных известняков.

Переработка более твердого, чем мел, сырья (известняк, слан­цы, мергели) производится по технологическим схемам с исполь­зованием различных видов дробильного оборудования (конусных, щековых, молотковых и других типов дробилок) и в трубных мельницах. Для создания буферных емкостей, обеспечивающих сглаживание неравномерностей в поставке сырья с карьеров, со­оружаются склады различных типов (грейферные, силосные, шат­ровые и т. п.)

Стабильность или наоборот пестрота химического состава сырья предопределяют систему корректирования и гомогенизации шлама, необходимость сооружения в дополнение к горизонталь­ным еще и вертикальных шламбассейнов.

С целью обеспечения возможности поэтапного строительства, и дальнейшего расширения завода его необходимо проектировать так, чтобы можно было последовательно запускать в производ­ство одну технологическую линию за другой.

4.2 ЗАВОДЫ, РАБОТАЮЩИЕ ПО СУХОМУ СПОСОБУ ПРОИЗВОДСТВА

В настоящее время подавляющее большинство цементных за­водов сухого способа сооружается с применением различных ти­пов циклонных теплообменников и реакторов-декарбонизаторов. Следует отметить, что развитие технологии обжига с примене­нием декарбонизаторов в сочетании с системами байпасирования-отвода (минуя запечные теплообменники) части отходящих от печи газов, позволяет использовать для сухого способа про­изводства сырьевые материалы с большим количеством вредных примесей, чем при традиционном аппаратурном оформлении об­жигового агрегата сухого способа.

Байпасирование газов зачастую позволяет так же повысить ка­чество клинкера, так как значительную часть вредных примесей, присутствующих в сырьевой смеси, можно вывести из процесса.

Переработка сырьевых материалов в сырьевую муку обычно производится путем помола и одновременной сушки дробленых сырьевых материалов в следующих помольных агрегатах:

- мельницах самоизмельчения типа «Аэрофол» с домолом ма­териала в трубных мельницах (обрабатывается сырье повышен­ной влажности или трудноразмалываемое с кремнистыми вклю­чениями),

- вертикальных тарельчато-роликовых мельницах со встро­енными сепараторами (влажное сырье, сырье содержащее не более 3,04-5,0% кремнистых включений).

- шаровых и трубных мельницах различных типов (сырье с влажностью не более 10-М2%)

- прессвалковых измельчителях и дробилках-сушилках для предварительной подготовки материалов непосредственно перед помолом.

Для стабилизации химического состава сырьевых материалов, поступающих на помол сооружаются усреднителные склады раз­личных типов и конфигураций. Гомогенизация и хранение сырь­евой муки производится в силосах, которые могут быть двух - или одноярусными с различными системами пневмоперемешивания, непрерывного действия или порционного.

4.3 ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ЦЕМЕНТНЫЕ ЗАВОДЫ

Основной тенденцией технического развития цементной про­мышленности России на период до 2000 года будет модернизация производства за счет внедрения сухого способа и уменьшения доли мокрого способа. Эту тенденцию подтверждает также опыт мировой цементной промышленности по внедрению печных сис­тем с реакторами-декарбонизаторами различных типов, которыми оснащаются новые, расширяемые и реконструируемые цементные заводы.

Доля выпуска цемента по сухому способу составляет в Япо­нии, Испании и Германии — 100% Италии — 96%, США — более 60%, в странах Европы 75-4-97%.

В ближайшее десятилетие трудно ожидать появления каких-либо принципиально новых способов обжига клинкера. Дальней­шее развитие получит существующая технология с применением декарбонизаторов с максимальной степенью декарбонизации материала, что позволит уменьшить геометрические размеры вращающихся печей, сочетаемых с декарбонизаторами, а так­же понизить содержание закиси азота в отходящих от печного агрегата газах.

Будет иметь место также увеличение единичных мощностей основного технологического оборудования и интенсификация си­стем дробления, гомогенизации и помола.

Однако не следует ожидать применения печных агрегатов производительностью более т/с, т. к. чрезмерная кон­центрация производства цемента на одном предприятии может привести к увеличению дальности перевозок цемента и не по­зволит оперативно удовлетворять меняющиеся требования к ас­сортименту, кроме того простой такого агрегата будет приводить к большим потерям клинкера.

Необходимость рационального использования и всемерной экономии топливно-энергетических ресурсов указывает на то, что назрела объективная необходимость коренной реконструкции оте­чественной цементной промышленности на основе обновления основных производственных фондов с использованием энергосбе­регающих технологий и вывода из эксплуатации морально и фи­зически изношенного оборудования.

При этом внедрение энергосберегающих технологий предпо­лагается осуществлять по следующим основным направлениям:

- реконструкция действующих заводов мокрого способа про­изводства путем перевода их на сухой способ,

- строительство новых автоматизированных технологических линий сухого способа мощностью т/с с запечными теплообменниками и реакторами-декарбонизаторами,

- модернизация действующих вращающихся печей сухого способа производства путем оснащения их усовершенствованны­ми теплообменными системами с декарбонизаторами и средства­ми автоматизации,

- реконструкция (при соответствующем технико-экономиче­ском обосновании) действующих заводов мокрого способа с пе­реводом их на полусухой (комбинированный) способ.

- внедрение каталитических, малоэнергоемких технологий (производство сульфатированных клинкеров, использование кри­сталлизационных компонентов и др.)

- вывод из эксплуатации устаревших изношенных цементных заводов, отдельных производств и технологических линий.

Проектные проработки по различным цементным заводам по­казали что перевод с мокрого способа производства на сухой наиболее целесообразен и эффективен при использовании сырья невысокой влажности, когда получаемая из него сырьевая смесь имеет естественную влажность 6-4-10%, и сушка его может быть осуществлена только за счет тепла газов, выходящих из обжи­говых агрегатов. В этих случаях удельный расход условного топ­лива, будет находиться в пределах кг/т клинкера или на 35-4-45% меньше, чем при мокром способе. Такой перевод (реконструкция) может осуществляться в следующих вариантах:

- первоначальное строительство на имеющейся свободной площади новой мощной линии сухого способа, а в дальнейшем проведение последовательной реконструкции действующих тех­нологических линий с переводом их на сухой способ и частичный или полный вывод из эксплуатации старых неэкономичных и изношенных производств. Этот метод перевода позволяет не сни­жать производственную мощность предприятия на период его реконструкции;

- в тех случаях, когда на территории действующего цемен­тного завода мокрого способа нет свободной площади для раз­мещения новой линии, перевод его на сухой способ целесообразно осуществлять путем последовательной реконструкции, в задан­ном объеме, действующих технологических линий с соответству­ющим снижением производительности завода на период рекон­струкции;

- в некоторых случаях могут оказаться экономически целе­сообразными варианты, предусматривающие реконструкцию печей с установкой двух-, либо четырехступенчатых циклонных теплообменников без реакторов-декарбонизаторов или с частич­ной декарбонизацией сырьевой смеси.

Прямой перевод на сухой способ производства является наи­более эффективным не только с точки зрения интенсификации производства и экономии топливно-энергетических ресурсов, но и как обеспечивающий, примерно, на 60-f-70% обновление ос­новного технологического оборудования, что позволяет сущест­венно продлить срок эксплуатации завода.

Перевод заводов на полусухой способ производства с приме­нением механического обезвоживания шлама в мощных пресс-фильтра» может применяться, лишь в случаях использования высоковлажного исходного сырья и при хорошей фильтруемости шлама, обеспечивающей влажность продукта фильтрации («кор­жа») не более 19 Ч-20%.

5

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЦЕМЕНТНЫХ ЗАВОДОВ

5.1 ЦЕЛИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ (САПР)

Широкое внедрение автоматизации в процесс проектирования связано не только с прогрессом непосредственно вычислительной техники, хотя этот прогресс, действительно, впечатляет и намно­го превосходит темпы повышения количественных и качествен­ных показателей в остальных фундаментальных отраслях чело­веческой деятельности. Так, за 20 лет быстродействие и объем оперативной памяти серийных ЭВМ увеличились в 1000 раз при одновременном уменьшении габаритов устройств и повышении уровня их надежности. Принципиально изменяется и организация использования вычислительной техники в сторону все большего приближения к обмену между человеком и машиной с помощью естественных языков и графических изображений, что расширяет возможности использования ЭВМ в различных сферах интеллек­туальной деятельности.

И тем не менее, главные причины все большего внедрения автоматизации в проектирование связаны с изменением требова­ний, предъявляемых к качеству проектирования. Рассмотрим эти причины.

Постоянно возрастающая интенсификация производства пред­полагает получение максимального эффекта от вводимых в сфе­ру производства ресурсов. С точки зрения проектирования это связано, во-первых, с получением точных прогнозов показателей функционирования различных вариантов проектируемых объек­тов с учетом всего множества влияющих факторов и с поиском варианта, обеспечивающего экстремальные значения выбранных критериев. Во-вторых, рациональное использование ресурсов не­возможно без их детального учета на всех этапах производства, что приводит к необходимости для реализации проектов разра­батывать детальные спецификации оборудования, изделий и ма­териалов.

Оптимизация проектных решений с использованием много­факторных моделей, а также хранение и оперативная передача данных о десятках тысяч позиций, поставляемых на строящиеся объекты, невозможны без использования современных вычисли­тельных устройств.

Важным фактором, влияющим на эффективность современно­го производства, является возможность быстрого внедрения в промышленность научных разработок и наиболее прогрессивных агрегатов. При ручном проектировании время передачи достиже­ний прикладной науки в производство затягивалось из-за необ­ходимости изменения установившихся проектных стереотипов и корректирования сложного нормативно-справочного хозяйства.

Механизм внедрения при ручном проектировании действует следующим образом. Как правило, через 5—10 лет издаются ме­тодики по проектированию заводов определенного технологиче­ского профиля (например, цементных заводов) и каталоги выпу­скаемого машиностроителями оборудования. По мере появления новых разработок появляются всевозможные дополнения, уточ­нения, временные указания и так далее. Разобраться в этом потоке слабо организованной информации исключительно слож­но, что резко снижает гибкость проектирования.

При использовании САПР все идеи, показавшие свою эффек­тивность, непосредственно вводятся в сферу проектной деятель­ности в виде изменения алгоритмов автоматизированных проек­тных процедур и необходимых корректировок базы данных оборудования. При этом не нарушается структурная целостность всей системы, а последние достижения в соответствующей отрас­ли автоматически заменяют устаревшие концепции. Попутно за­метим, что возможность гибкого и непрерывного изменения ал­горитмического и информационного обеспечения САПР является важнейшим показателем ее качества.

Необходимость автоматизации проектирования обусловлива­ется также социальными факторами. Наличие при ручном про­ектировании большого числа рутинных, малоквалифицированных и утомительных операций приводит к снижению престижности профессии проектировщика и созданию острого кадрового дефи­цита. К «тяжелым» операциям следует отнести заполнение ведо­мостей, спецификаций, смет, выполнение расчетов по заданным методикам, вычерчивание детализирующих схем и чертежей.

Наряду с перечисленными факторами, обусловливающими развитие САПР, можно назвать также следующие, очевидность которых не требует подробного разъяснения:

- повышение производительности труда проектировщиков;

- повышение уровня унификации проектных решений;

- снижение количества проектных ошибок;

- изменение эстетики как самого процесса проектирования, так и проектных документов, что несомненно влияет на ход последующего строительства.

Прежде чем перейти к рассмотрению состава и функциони­рования САПР, остановимся на принципах создания автоматизи­рованных систем проектирования. Знание этих принципов спе­циалистами-технологами необходимо потому, что только высококвалифицированные технологи, вооруженные в требуемом объеме знаниями принципов автоматизации проектирования, а не математики и программисты должны быть ведущей силой при создании системы.

В качестве главного принципа создания САПР следует на­звать принцип комплексного охвата решаемых системой проек­тных задач. Опыт применения вычислительной техники показал, что, автоматизируя отдельные проектные процедуры, можно лишь несущественно (до 10 %) охватить общий объем проектных работ. В основном это составление смет, выполнение сложных строительных и незначительного числа технологических расче­тов, например, расчет сырьевых цементных смесей. Невозмож­ность более широкого внедрения автоматизации отдельных про­ектных задач объясняется тем, что каждая отдельная задача встречается достаточно редко, вследствие чего разработка и под­держание работоспособности каждой автоматизированной проце­дуры в виде отдельной системы с большим количеством вспомо­гательных ресурсов становятся нерентабельными. Только в том случае, когда все задачи объединены в единую систему с непре­рывной передачей информации от одной проектной процедуры к другой, с едиными обслуживающими подсистемами, автоматизи­рованное проектирование сможет решить возложенные на него задачи.

Приведем пример различного подхода к автоматизации от­дельной проектной процедуры, а именно, выбора дробильного оборудования. Вначале рассмотрим вариант создания независи­мой программы.

В цементной промышленности применяются следующие типы дробилок: щековые, роторные, валковые, молотковые, конусные; методики их расчета существенно различны. Следовательно, не­обходимо разрабатывать ряд программ по расчету производитель­ности дробилок, каждая из которых требует своей инструкции ввода исходных данных. Причем количество этих данных доста­точно велико: здесь и характеристика перерабатываемых мате­риалов, и конструктивные параметры оборудования, и экономи­ческие показатели (стоимость оборудования, электроэнергии, эксплуатационных затрат). Результатом работы программы явля­ются данные о производительности оборудования и потребных ресурсах, на основании которых проектировщик принимает ре­шение. При этом точность произведенных расчетов значительно теряет свою ценность, поскольку данные о технологических свой­ствах сырья были получены на основании приблизительных оценок, также приближенно известны возможные колебания свойств сырья и необходимой производительности оборудования. Все это заставляет проектировщика вводить внушительный запас по про­изводительности оборудования на неучтенные обстоятельства, что естественно снижает коэффициент полезного действия этой программы, и, как правило, с такими программами успешно кон­курируют прикидочные расчеты или номограммы, а то и просто опыт и интуиция проектировщика.

В том случае, если приведенная выше расчетная процедура реализована в рамках САПР, ее разработка и использование производятся по принципиально другой схеме. Во-первых, обяза­тельным элементом САПР является база данных (БД) оборудо­вания и перерабатываемых материалов. Таким образом, ввод ис­ходных данных для решения конкретной задачи сокращается, поскольку необходимая информация выбирается из соответству­ющего раздела базы данных. Во-вторых, решению задачи выбора оборудования предшествовала статистическая обработка полной информации о перерабатываемом сырье, в результате чего име­ются точные данные как о средних значениях характеристик сырья, так и об их колебаниях, что позволяет значительно сни­зить коэффициент на «непредвиденные обстоятельства». И, на­конец, информация о выбранном оборудовании заносится в базу данных проектируемого объекта, что позволит на дальнейших стадиях проектирования без дополнительного ввода решать такие задачи, как системный анализ всей технологической схемы, вы­бор вспомогательного и транспортного оборудования, составление заданий на проектирование смежных частей проекта и выпуск заказных спецификаций. Как видим, в рамках САПР та же за­дача становится важным и эффективным элементом автоматиза­ции процесса проектирования.

Вторым по важности принципом создания САПР является обеспечение гибкости системы. Здесь следует обратить внимание как на возможность безболезненного и достаточно оперативного изменения информационного и алгоритмического обеспечения в соответствии с последними достижениями технологической науки и технических средств, так и на возможность влияния проекти­ровщика на процесс проектирования. Как было показано, САПР предполагает и непрерывность процесса автоматизированного проектирования. Однако зачастую возникают ситуации, когда проектировщику надо принимать решения, не предусмотренные системой; в этом случае должны быть предоставлены средства ввода полученных проектировщиком решений, с тем чтобы не нарушалось дальнейшее автоматизированное проектирование.

И, наконец, третий принцип — принцип поэтапного проекти­рования. Система должна обеспечивать возможность разработки проектов с различным уровнем детализации. Этот принцип позволяет выбирать оптимальные решения на всех стадиях проек­тирования: выбор места строительства, разработку технологиче­ской схемы и выбор основного оборудования с целью определения технико-экономических показателей, и, наконец, полную разра­ботку проекта с выпуском рабочих проектных документов.

5.2. СОСТАВ САПР

Основными компонентами САПР являются: комплекс техни­ческих средств, программное обеспечение, информационное обес­печение, методическое обеспечение.

Рассмотрим подробнее основные особенности различных видов обеспечения.

Комплекс технических средств (КТС). КТС САПР строится на базе высокопроизводительных универсальных ЭВМ, доукомп­лектованных набором устройств, выполняющих функции, специ­фические для нужд проектирования.

Рациональным режимом автоматизированного проектирования является диалоговый режим, позволяющий оперативно влиять на ход процесса проектирования, и, вследствие этого, в КТС САПР включают большое количество дисплеев-устройств оперативного обмена информацией между человеком и машиной.

Большая часть готовой продукции проектирования представ­лена в виде чертежей, планов, схем, поэтому среди периферий­ных устройств КТС широко представлены средства вывода гра­фической информации — графопостроители.

С целью повышения производительности системы и предо­ставления максимальных удобств проектировщикам создаются автоматизированные рабочие места (АРМ), которые кроме дисп­лея, графопостроителя и устройства печати включают в свой состав персональные компьютеры, позволяющие на месте, без выхода на центральный процессор, решать отдельные задачи, и в то же время, иметь связь со всей системой, в частности, ис­пользовать информацию из базы данных.

В заключение отметим, что производительность КТС является критерием, определяющим потенциальные возможности разраба­тываемой САПР. Наиболее критичными параметрами в этом пла­не являются: