Автоматизация систем управления (АСУ)

 

Вариант 1	Вариант 2	Вариант 3	Вариант 4	Вариант 5
Вариант 6	Вариант 7	Вариант 8	Вариант 9	Вариант 10

 

Контрольная работа по дисциплине «Автоматизированные системы управления»

Вариант 1

Задание 1. Теоретический вопрос.

Дайте определение автоматизированной системы управления (АСУ). В чем заключается роль инженера-электрика при проектировании и эксплуатации АСУ в сельскохозяйственном производстве? Назовите не менее трех задач, которые решает специалист по электрооборудованию в рамках автоматизации.

Задание 2. Классификация по объекту управления.

На птицефабрике внедрена система, которая контролирует микроклимат в птичниках:

• температуру и влажность;
• концентрацию аммиака и CO₂;
• работу вентиляторов, системы отопления и увлажнения;
• автоматическое включение/отключение оборудования по заданным алгоритмам.

Определите:

1. Тип данной АСУ по виду объекта управления.
2. Тип по степени централизации (обоснуйте с точки зрения электроснабжения и управления приводами).
3. Тип по характеру связи с объектом.

Задание 3. Анализ цикла управления.

Опишите обобщенный цикл функционирования АСУ для системы автоматического полива в открытом грунте с использованием дождевальных машин кругового действия. Перечислите пять этапов от сбора данных до управляющего воздействия. Для каждого этапа укажите, какие электротехнические элементы (датчики, контроллеры, исполнительные механизмы, электроприводы) задействованы.

Задание 4. Расчетная задача по выбору оборудования (5 баллов)

Для автоматизации кормоцеха животноводческого комплекса необходимо выбрать частотный преобразователь для управления электродвигателем смесителя кормов. Исходные данные:

• мощность двигателя – 15 кВт;
• номинальный ток – 29 А;
• напряжение питания – 380 В;
• требуемый диапазон регулирования скорости – 20–50 Гц.

Рассчитайте:

1. Номинальный ток с учетом коэффициента запаса (1,2).
2. Определите минимально допустимую мощность преобразователя частоты.
3. Назовите два дополнительных требования к преобразователю для работы в условиях животноводческого помещения (влажность, пыль, аммиачные пары).

Задание 5. Безопасность и надежность.

В молочном блоке доильной установки автоматизированная система управления подачей вакуума и промывкой оборудования. Перечислите не менее четырех мер защиты электрооборудования АСУ, которые необходимо предусмотреть для обеспечения безопасности людей и животных, а также надежности работы в условиях агрессивной среды.

 

 

Вариант 2

Задание 1. Теоретический вопрос.

Чем автоматизированная система отличается от автоматической? Приведите по одному примеру из сельскохозяйственной практики для каждого типа систем. В каком из примеров роль инженера-электрика в обеспечении работы системы выше и почему?

Задание 2. Классификация по признакам.

Заполните таблицу. Для каждого признака классификации АСУ приведите пример из области электрификации и автоматизации сельского хозяйства.

Признак классификации	Тип системы	Пример из сельского хозяйства (с указанием электрооборудования)
Уровень в иерархии управления (нижний)
Уровень в иерархии управления (средний)
Степень адаптивности
Масштаб территории (геораспределенная)

Задание 3. Интеграция уровней АСУ.

В тепличном комплексе площадью 5 га внедрены три уровня автоматизации:

• Уровень 1: контроллеры микроклимата, датчики освещенности, электроприводы форточек, насосы подачи питательного раствора, шкафы управления освещением (LED-панели).
• Уровень 2: SCADA-система, отображающая параметры по каждой теплице, формирующая отчеты и сигнализирующая об отклонениях.
• Уровень 3: ERP-система агрофирмы, планирующая затраты электроэнергии, расход воды и удобрений.

Задание:

1. Определите тип АСУ для каждого уровня.
2. Объясните, как передается информация с уровня 1 на уровень 3. Приведите пример: как изменение цены на электроэнергию (внешний фактор) может повлиять на алгоритм работы уровня 1.
3. Предложите два KPI, связанных с энергоэффективностью, которые можно рассчитывать на основе интеграции данных всех трех уровней.

Задание 4. Расчетная задача по защите электрооборудования.

В системе управления вентиляцией коровника на 400 голов установлены три вентилятора мощностью по 5,5 кВт каждый, управляемые через магнитные пускатели от контроллера микроклимата. Необходимо выбрать автоматический выключатель для групповой линии питания вентиляторов.

Исходные данные:

• напряжение – 380 В;
• cos φ = 0,85;
• КПД двигателей – 0,88;
• пусковые токи превышают номинальные в 5 раз (одновременный пуск не предусмотрен).

Рассчитайте:

1. Номинальный ток одного двигателя.
2. Суммарный номинальный ток трех двигателей.
3. Рекомендуемый номинал автоматического выключателя (с учетом типа характеристики).
4. Укажите, какой тип расцепителя (тепловой, электромагнитный) защищает от перегрузки, а какой – от короткого замыкания.

Задание 5. Практическая ситуация (4 балла)

При эксплуатации автоматизированной системы управления микроклиматом в телятнике произошло ложное срабатывание аварийной сигнализации по температуре. При проверке выяснилось, что причиной стал наводка от близко проложенного силового кабеля электродвигателя вентилятора на линии связи датчика температуры.

Вопрос: Какие меры по электромагнитной совместимости (ЭМС) должен был предусмотреть инженер-электрик при монтаже данной АСУ? Назовите не менее трех технических решений.

 

Вариант 3

Задание 1. Теоретический вопрос.

Опишите структуру автоматизированной системы управления: из каких функциональных и обеспечивающих частей она состоит? Какое место в обеспечивающей части занимает электротехническое оборудование (щиты, кабельные линии, устройства защиты, источники бесперебойного питания)?

Задание 2. Классификация по архитектуре.

На зерносушильном комплексе мощностью 50 т/час установлена система управления, в которой:

• каждый зерносушильный модуль имеет собственный контроллер, управляющий горелкой, вентиляторами, транспортерами;
• при отказе связи с центральным сервером каждый модуль продолжает работу автономно по заданной программе;
• центральный сервер собирает данные, ведет архивацию и формирует сменные отчеты.

Определите:

1. Тип архитектуры (централизованная, децентрализованная, распределенная).
2. Обоснуйте выбор с точки зрения надежности электроснабжения и устойчивости системы.
3. Назовите не менее двух требований к локальным контроллерам для реализации автономного режима.

Задание 4. Расчетная задача по выбору кабельно-проводниковой продукции.

Для подключения датчика влажности почвы в системе капельного орошения полей необходимо проложить кабель от контроллера до датчика. Расстояние – 350 м. Датчик имеет выходной сигнал 4–20 мА, напряжение питания 24 В постоянного тока, потребляемая мощность – 1,2 Вт.

Рассчитайте:

1. Ток, потребляемый датчиком.
2. Допустимое падение напряжения в линии (принимаем 5% от напряжения питания).
3. Максимально допустимое сопротивление линии.
4. Сделайте вывод о допустимости использования кабеля с жилой 0,5 мм² (удельное сопротивление меди 0,0175 Ом·мм²/м, учитывайте длину линии в оба конца).

Задание 5. Надежность АСУ.

В автоматизированной системе управления доильной установкой типа «Карусель» произошел отказ программируемого логического контроллера (ПЛК). Перечислите:

1. Какие функции управления будут потеряны.
2. Какие системы должны остаться работоспособными для обеспечения безопасности животных и сохранения продукции.
3. Какие технические решения (резервирование, байпасы) должны быть предусмотрены на стадии проектирования для минимизации последствий отказа ПЛК.

 

 

Вариант 4

Задание 1. Теоретический вопрос.

Что такое SCADA-система? Какие функции она выполняет в автоматизированных системах управления сельскохозяйственным производством? Приведите примеры SCADA-систем, используемых в агропромышленном комплексе России. Какова роль диспетчера-электрика в работе с SCADA?

Задание 2. Классификация по характеру управления .

На свиноводческом комплексе функционирует система кормления «сухим кормом»:

• по расписанию контроллер открывает заслонки бункеров;
• дозирование осуществляется по весу (тензодатчики) в автоматическом режиме;
• при отклонении от заданной дозы система подает сигнал оператору, но не корректирует подачу автоматически.

Определите:

1. Тип системы по характеру связи с объектом (замкнутая/разомкнутая) для контура дозирования. Обоснуйте.
2. Какие элементы электрооборудования (исполнительные механизмы, датчики) участвуют в этом контуре?
3. Предложите, как модернизировать систему, чтобы сделать контур дозирования замкнутым.

Задание 3. Анализ иерархии управления.

В агрохолдинге, специализирующемся на выращивании и переработке овощей, внедрена трехуровневая система автоматизации:

• Уровень 1: контроллеры управления системами капельного орошения, фертигации (внесение удобрений), насосные станции, станции управления электродвигателями вентиляции в овощехранилищах.
• Уровень 2: производственная диспетчерская, где осуществляется мониторинг, формирование заданий для агрономов и энергетиков, учет расхода электроэнергии по объектам.
• Уровень 3: управление предприятием (бюджетирование, закупка электроэнергии на оптовом рынке, планирование ремонтов электрооборудования).

Задание:

1. Определите, к каким классам АСУ (АСУ ТП, АСУ П, специализированные системы) относятся каждый из уровней.
2. Объясните, как данные с уровня 1 (потребление электроэнергии насосными станциями) используются на уровне 3 для оптимизации затрат.
3. Предложите структуру отчета по энергопотреблению, который должен формироваться на уровне 2 для главного энергетика.

Задание 4. Расчетная задача по выбору источника бесперебойного питания (ИБП).

Для обеспечения бесперебойной работы контроллера и системы мониторинга микроклимата в инкубатории необходимо подобрать ИБП. Потребляемая мощность оборудования:

• контроллер (ПЛК) – 200 Вт;
• панель оператора (HMI) – 100 Вт;
• датчики температуры, влажности, CO₂ (5 шт.) – 15 Вт каждый;
• сетевой коммутатор – 30 Вт.

Требуемое время автономной работы – не менее 2 часов. Напряжение питания – 220 В.

Рассчитайте:

1. Суммарную активную мощность нагрузки.
2. Полную мощность (с учетом коэффициента мощности 0,85).
3. Рекомендуемую мощность ИБП (с учетом запаса 20%).
4. Необходимую емкость аккумуляторных батарей (при напряжении инвертора 48 В, КПД ИБП 0,9).

Задание 5. Безопасность электрооборудования.

В системе автоматизации тепличного комплекса используется множество датчиков и исполнительных механизмов, работающих во влажной среде с возможностью конденсации влаги.

Перечислите:

1. Меры по обеспечению электробезопасности персонала, работающего с оборудованием АСУ в теплице.
2. Требования к степени защиты (IP) для контроллеров, установленных непосредственно в зоне выращивания.
3. Необходимость применения устройств защитного отключения (УЗО) – обоснуйте.

 

 

Вариант 5

Задание 1. Теоретический вопрос.

Что такое программируемый логический контроллер (ПЛК)? Опишите его структуру (модули ввода/вывода, процессорный модуль, интерфейсы связи). Приведите три примера применения ПЛК в системах автоматизации сельскохозяйственного электрооборудования (с указанием типов входных и выходных сигналов).

Задание 2. Классификация по степени адаптивности.

В системе управления орошением дождевальной машины «Фрегат» реализованы три режима работы:

• Режим 1: полив по жесткому графику (ежедневно с 22:00 до 05:00).
• Режим 2: полив с коррекцией по данным тензодатчиков влажности почвы (при достижении порога влажности ниже заданного).
• Режим 3: полив с прогнозной коррекцией по данным метеостанции (температура, осадки, скорость ветра) и изменением скорости движения машины.

Определите, к какому типу систем по степени адаптивности относится каждый режим. Обоснуйте, какие электротехнические элементы (частотные преобразователи, датчики, контроллеры) необходимы для реализации режима 3.

Задание 3. Анализ технологического цикла.

Опишите полный цикл автоматизированного управления процессом сушки зерна в шахтной зерносушилке. Выделите пять этапов. Для каждого этапа укажите:

• контролируемые параметры (среда, температура, влажность);
• используемые датчики (тип, выходной сигнал);
• исполнительные механизмы и электрооборудование (горелки, вентиляторы, транспортеры, заслонки);
• алгоритм регулирования (ПИД-регулятор, релейное управление).

Задание 4. Расчетная задача по частотному регулированию.

В системе вентиляции животноводческого помещения используется центробежный вентилятор с электродвигателем мощностью 11 кВт, 1500 об/мин. Для энергосбережения принято решение установить частотный преобразователь. По данным эксплуатации, вентилятор работает со следующими режимами:

• 100% производительности – 4 часа/сутки;
• 70% производительности – 12 часов/сутки;
• 50% производительности – 8 часов/сутки.

Известно, что мощность, потребляемая вентилятором, пропорциональна кубу частоты вращения (P ~ n³). Рассчитайте:

1. Мощность, потребляемую двигателем на каждом режиме (относительно номинальной).
2. Среднесуточное потребление электроэнергии (кВт·ч) без частотного регулятора (при постоянной работе на 100% производительности, но с цикличным отключением) и с частотным регулятором.
3. Годовую экономию электроэнергии (при работе 365 дней) в кВт·ч и в рублях (при тарифе 6 руб./кВт·ч).

Задание 5. Диагностика и обслуживание.

При плановом обслуживании автоматизированной системы управления микроклиматом в коровнике инженер-электрик обнаружил периодическое пропадание сигнала с датчика температуры, подключенного по интерфейсу RS-485.

Перечислите:

1. Возможные причины неисправности (не менее трех).
2. Порядок диагностики (какие инструменты и приборы использовать, в какой последовательности проверять).
3. Меры по предотвращению подобных отказов при монтаже и эксплуатации.

 

 

Вариант 6

Задание 1. Теоретический вопрос.

Объясните принцип работы системы автоматического управления электроприводом на примере управления задвижкой в системе полива. Изобразите структурную схему (можно словесно) и укажите: задающее устройство, элемент сравнения, регулятор, исполнительное устройство, объект управления, датчик обратной связи.

Задание 2. Классификация по назначению.

В сельскохозяйственном предприятии функционируют следующие системы:

• АСУ ТП в котельной, обеспечивающей теплом животноводческие помещения;
• АСУ П (ERP-система), управляющая финансами и закупками топлива;
• WMS-система на складе минеральных удобрений.

Для каждой системы определите:

1. Вид по назначению (информационная/управляющая, советующая/справочная).
2. Основные задачи, решаемые системой.
3. Какая из этих систем имеет наиболее высокие требования к надежности электропитания и почему.

Задание 3. Интеграция АСУ и электротехнических служб.

В агрофирме создается единая автоматизированная система управления (ЕАСУ), объединяющая технологические подразделения (тепличный комплекс, зерноток, животноводческая ферма) и энергетическую службу.

Задание:

1. Перечислите не менее трех информационных потоков, которые должны передаваться от технологических АСУ ТП в энергетическую службу.
2. Предложите структуру автоматизированного рабочего места (АРМ) главного энергетика: какие данные должны отображаться в реальном времени, какие отчеты формироваться.
3. Назовите технические средства (типы контроллеров, счетчиков электроэнергии, протоколы связи), необходимые для сбора данных об энергопотреблении по всем объектам.

Задание 4. Расчетная задача по выбору электропривода.

Для автоматизации процесса перемещения кормового стола в коровнике необходимо подобрать мотор-редуктор. Исходные данные:

• масса перемещаемого корма – 800 кг;
• масса тележки – 200 кг;
• коэффициент трения – 0,1;
• скорость перемещения – 0,2 м/с;
• КПД редуктора – 0,85;
• КПД электродвигателя – 0,88.

Рассчитайте:

1. Необходимую силу тяги.
2. Мощность на валу редуктора.
3. Требуемую мощность электродвигателя.
4. Предложите тип электродвигателя (асинхронный с частотным регулированием или с фиксированной скоростью) и обоснуйте.

Задание 5. Молниезащита и заземление АСУ.

На зерносушильном комплексе, расположенном в открытом поле, монтируется АСУ с выносными датчиками температуры зерна в силосах и контроллером в здании операторной.

Вопросы:

1. Какие требования предъявляются к системе молниезащиты для данного объекта?
2. Как необходимо выполнить заземление контроллера и датчиков?
3. Нужна ли грозозащита для линий связи датчиков? Если да, то какие устройства используются?

 

 

Вариант 7

Задание 1. Теоретический вопрос.

Опишите понятие «человеко-машинный интерфейс» (HMI) в АСУ сельскохозяйственного назначения. Какие функции он выполняет? Приведите три примера сельскохозяйственных технологических процессов, где HMI критически важен для оперативного управления.

Задание 2. Классификация по уровню автоматизации.

На молочной ферме внедрена система «добровольного доения» (роботизированная доильная установка). Система самостоятельно:

• идентифицирует корову;
• оценивает пригодность к доению;
• выполняет доение;
• проводит анализ молока (электропроводность, цвет);
• отправляет данные в систему управления стадом.

Определите:

1. Можно ли эту систему отнести к АСУ ТП? Аргументируйте.
2. Какой тип управления по степени участия человека реализован?
3. Какие требования к надежности электрооборудования предъявляются к такой системе?

Задание 3. Анализ датчиков и исполнительных устройств.

В системе автоматизации полива теплицы используются следующие элементы:

• датчики влажности почвы (емкостные, выход 4–20 мА);
• датчики температуры воздуха (Pt100);
• электромагнитные клапаны капельного полива (24 В постоянного тока, 0,5 А);
• насосная станция (электродвигатель 7,5 кВт, управление через частотный преобразователь).

Задание:

1. Определите тип сигнала (дискретный, аналоговый) для каждого элемента.
2. Какие модули ввода/вывода ПЛК необходимы для подключения этих элементов?
3. Рассчитайте общую мощность, потребляемую электромагнитными клапанами, если одновременно открыты 30 клапанов. Сделайте вывод о необходимости отдельного источника питания для них.

Задание 4. Расчетная задача по программируемой логике.

Разработайте алгоритм (в виде блок-схемы или словесного описания) управления вентиляцией в коровнике с использованием ПЛК. Условия:

• в помещении два вентилятора (каждый 5 кВт);
• заданная температура – +15°С, зона нечувствительности – ±1°С;
• при повышении температуры выше +16°С включается первый вентилятор;
• при повышении выше +18°С включается второй вентилятор;
• при снижении температуры ниже +14°С выключается второй вентилятор, ниже +12°С – оба вентилятора;
• предусмотреть ручной режим управления (кнопки).

В ответе укажите:

1. Входные сигналы (датчики, кнопки) с указанием типа сигнала.
2. Выходные сигналы (управление вентиляторами).
3. Логику работы в виде таблицы истинности или блок-схемы.

Задание 5. Энергоэффективность в АСУ.

Перечислите не менее пяти технических решений, реализуемых в автоматизированных системах управления сельскохозяйственными объектами, которые позволяют снизить потребление электроэнергии. Для каждого решения кратко поясните принцип энергосбережения.

 

 

Вариант 8

Задание 1. Теоретический вопрос.

Что такое промышленная сеть (Fieldbus)? Какие протоколы промышленных сетей наиболее распространены в системах автоматизации сельского хозяйства (Modbus, Profibus, CAN, AS-Interface)? Для каждого протокола приведите пример применения на сельскохозяйственном объекте.

Задание 2. Классификация по территориальному признаку.

В агрофирме, расположенной в трех районах области, внедрена централизованная система управления ирригацией:

• центральный сервер находится в головном офисе;
• на каждом поле установлены локальные контроллеры, управляющие насосными станциями и клапанами;
• связь между контроллерами и сервером осуществляется через сотовую сеть (4G).

Определите:

1. Тип системы по масштабу территории.
2. Преимущества и недостатки такой архитектуры с точки зрения надежности связи и электроснабжения.
3. Какие меры необходимо предусмотреть для обеспечения работы локальных контроллеров при потере связи с сервером.

Задание 3. Анализ аварийных ситуаций.

В тепличном комплексе с автоматизированной системой управления микроклиматом произошло отключение основного ввода электроэнергии на 30 минут. Автоматически включился дизель-генератор, но система управления освещением и системой досветки не перезапустилась корректно, часть контроллеров «зависла».

Задание:

1. Проанализируйте возможные причины некорректного перезапуска АСУ после восстановления питания.
2. Предложите технические решения для обеспечения корректного перезапуска (алгоритмы работы ПЛК, выбор источников питания, последовательность включения нагрузок).
3. Какие требования к системе аварийного электроснабжения (дизель-генератору) должны быть предъявлены для питания АСУ?

Задание 4. Расчетная задача по проектированию системы диспетчеризации.

Для удаленного мониторинга работы 10 насосных станций капельного орошения (каждая станция имеет электродвигатель 30 кВт, расходомер, датчик давления) необходимо организовать сбор данных в единый центр. Расстояние от центра до самой удаленной станции – 15 км.

Предложите:

1. Варианты каналов связи (не менее двух) с обоснованием.
2. Состав оборудования на насосной станции (контроллер, датчики, счетчики электроэнергии).
3. Перечень параметров, передаваемых в центр диспетчеризации, с указанием периодичности передачи.

Задание 5. Нормативная база.

Какие нормативные документы (ПУЭ, ГОСТы, отраслевые нормы) регламентируют проектирование и эксплуатацию электрооборудования в составе автоматизированных систем управления сельскохозяйственного назначения? Перечислите не менее четырех документов и для каждого кратко укажите, какие вопросы он регулирует.

 

 

Вариант 9

Задание 1. Теоретический вопрос.

Объясните назначение и принцип работы системы автоматического управления освещением в птицеводстве. Какие электротехнические элементы используются (датчики освещенности, программируемые реле, диммеры, LED-светильники)? Как режимы освещения влияют на продуктивность птицы?

Задание 2. Классификация по функциональному признаку.

На предприятии по переработке овощей установлена система управления линией мойки, калибровки и упаковки. Система выполняет:

• автоматический пуск/остановку конвейеров по программе;
• контроль наличия продукции на линии (фотоэлектрические датчики);
• весовой контроль упаковок;
• формирование отчетов о сменной выработке.

Определите:

1. Тип системы по функциональному признаку (информационная/управляющая).
2. Какие функции можно отнести к информационным, а какие – к управляющим.
3. Требования к электроприводам конвейеров с точки зрения точности позиционирования (нужно ли регулирование скорости или достаточно пуска/останова).

Задание 3. Анализ системы электроснабжения АСУ.

В свиноводческом комплексе автоматизированы системы кормления, вентиляции, навозоудаления и микроклимата. Все оборудование питается от двух трансформаторных подстанций (ТП) с автоматическим вводом резерва (АВР). Однако при переключении АВР часть контроллеров теряет программу и требует перезагрузки.

Задание:

1. Почему происходит сбой контроллеров при переключении АВР (время переключения 0,5–1 с)? Какова допустимая длительность провала напряжения для различных типов ПЛК?
2. Предложите технические решения для обеспечения «бесперебойного» питания контроллеров и критически важных датчиков.
3. Нарисуйте (опишите) схему питания АСУ с разделением на «бесперебойную» и «переключаемую» нагрузки.

Задание 4. Расчетная задача по выбору датчиков.

Для системы автоматического управления уровнем воды в резервуаре чистой воды (напорная башня) необходимо выбрать датчик уровня. Высота башни – 25 м, диапазон измерения уровня – от 2 до 20 м. Среда – питьевая вода, температура +5…+25°С.

Рассмотрите два типа датчиков:

• гидростатический (измерение давления);
• ультразвуковой (бесконтактный).

Для каждого типа:

1. Укажите принцип работы.
2. Определите необходимый диапазон измерения (для гидростатического – в Па или м вод. ст.).
3. Назовите преимущества и недостатки применения каждого типа в данных условиях.
4. Сделайте вывод о предпочтительном типе датчика для данного объекта.

Задание 5. Эксплуатация и обслуживание.

Составьте план-график технического обслуживания (ТО) электрооборудования автоматизированной системы управления тепличным комплексом на один месяц. Включите не менее пяти видов работ, укажите периодичность, инструменты и контролируемые параметры.

 

 

Вариант 10

Задание 1. Теоретический вопрос.

Опишите назначение и принцип работы системы автоматического управления температурой в инкубатории. Какие электротехнические компоненты используются для нагрева, охлаждения и поддержания влажности? Какие требования предъявляются к точности регулирования и надежности системы?

Задание 2. Комплексная классификация.

Дайте полную классификацию автоматизированной системы управления климатом в грибоводческом комплексе (шампиньоны) по следующим признакам:

• по объекту управления;
• по назначению;
• по степени централизации;
• по характеру связи с объектом;
• по степени адаптивности.

Для каждого признака приведите обоснование.

Задание 3. Проектирование системы управления электроприводами.

В цехе по переработке зерна на комбикормовом заводе необходимо автоматизировать ленточный транспортер для подачи зерна в дробилку. Исходные данные:

• длина транспортера – 30 м;
• производительность – 50 т/ч;
• скорость ленты – 1,5 м/с;
• электродвигатель – 15 кВт;
• пуск транспортера должен быть плавным для снижения динамических нагрузок;
• предусмотреть защиту от схода ленты, загрузки по току, аварийную остановку.

Задание:

1. Выберите тип электропривода (прямой пуск, «звезда-треугольник», частотный преобразователь) и обоснуйте.
2. Перечислите датчики и устройства защиты, необходимые для автоматизации транспортера.
3. Разработайте алгоритм блокировок: транспортер не должен запускаться, если последующее оборудование (дробилка, нория) не работает.

Задание 4. Расчетная задача по системе резервирования.

В системе автоматизации доильной установки используются два программируемых логических контроллера (ПЛК): основной и резервный (режим «горячий» резерв). ПЛК питаются от ИБП. Вероятность отказа основного ПЛК за год составляет 0,05, вероятность отказа резервного ПЛК – 0,05, вероятность отказа ИБП – 0,02. Отказы независимы.

Рассчитайте:

1. Вероятность безотказной работы системы (основной ПЛК + ИБП) за год.
2. Вероятность безотказной работы системы с «горячим» резервированием ПЛК (отказ системы наступает при отказе обоих ПЛК или ИБП).
3. Во сколько раз повышается надежность системы при введении резервного ПЛК.

Задание 5. В агрохолдинге принято решение о создании единой системы технического учета электроэнергии с интеграцией в существующие АСУ ТП животноводческих ферм и тепличных комплексов.

Вопросы:

1. Какие типы счетчиков электроэнергии (индукционные, статические с интерфейсами связи) целесообразно применять для интеграции в АСУ? Обоснуйте.
2. Какие промышленные протоколы связи (Modbus RTU, Modbus TCP, Profibus, CAN) наиболее подходят для передачи данных со счетчиков в систему диспетчеризации?
3. Перечислите не менее трех показателей (параметров), которые должны передаваться со счетчика в АСУ для анализа энергоэффективности.
4. Какие организационные и технические меры необходимо предусмотреть для обеспечения достоверности учета (защита от несанкционированного доступа, синхронизация времени)?

 

Автор страницы: admin