Ответы на билеты.. Билеты с ответами 2014. Билет 1 Электрическое поле и его параметры. Закон Кулона
 Скачать 3.18 Mb.
|
|
Билет №1 1. Электрическое поле и его параметры. Закон Кулона. Заряды взаимодействуют не только при соприкосновении наэлектризованных тел, но и тогда, когда эти тела находятся на расстоянии друг от друга. Вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрических зарядов на расстоянии, называется электрическим полем. Электрическое поле всегда существует вокруг электрического заряда и имеет две характеристики: силовую (напряженность электрического поля в данной точке) и энергетическую (потенциал электрического поля в данной точке). Напряженность Е электрического поля в какой-либо точке измеряется силой F, с которой поле действует на единичный положительный точечный заряд q, помещенный в эту точку: Е = F/ q. Напряженность электрического поля – векторная величина. Направление вектора напряженности совпадает с направлением вектора силы F, действующей в данной точке на положительный заряд. Потенциалом электрического поля в данной точке называется величина, численно равная значению потенциальной энергии единичного положительного точечного заряда, помещенного в этой точке. Потенциалы точек электрического поля положительно заряженного тела положительны и уменьшаются по мере удаления от тела, а потенциалы точек электрического поля отрицательно заряженного тела отрицательны и увеличиваются при удалении от тела. Потенциал наэлектризованного проводника становится тем больше, чем больше электричества сообщается ему. Если электрическое поле создается несколькими зарядами, расположенными в различных точках пространства, то потенциал в каждой точке поля равен алгебраической сумме потенциалов полей всех зарядов в этой точке. Разность потенциалов (ϕ 1 – ϕ 2) между двумя точками электрического поля получила названиенапряжения (U). Напряжение численно равно работе А, которую производят электрические силы при перемещении единичного положительного заряда q между двумя точками: U = ϕ 1 – ϕ 2 = А / q. В системе СИ за единицу разности потенциалов (единицу напряжения) принимается один вольт (1 В) – разность потенциалов между двумя точками электрического поля, при которой силы поля, перемещая один кулон электричества из одной точки в другую, совершают работу в один джоуль. Если электрическое поле однородно, т.е. напряженность во всех точках поля постоянна по величине и направлению, то между напряженностью поля и разностью потенциалов существует взаимосвязь: E = – U/ L, где L – длина силовой линии однородного электрического поля. В системе СИ напряженность электрического поля измеряется в единицах вольт/метр (В/м). 1 В/м – это напряженность такого однородного электрического поля, у которого разность потенциалов на концах силовой линии длиной в 1 м равна 1 В. Закон Кулона гласит: сила взаимодействия двух точечных электрических зарядов прямо пропорциональна произведению количества электричества в этих зарядах, обратно пропорциональна расстоянию между ними и зависит от среды, в которой находятся заряды, т.е. F=Q1·Q2/(4πr² εа ), где F- сила взаимодействия зарядов, Н (ньютон – 102 г силы); Q1, Q2 – заряды, Кл (кулон содержит 6,3·10^18 зарядов электрона); Кулон – количество электричества, протекающего через поперечное сечение проводника в одну секунду при неизменяющейся силе тока в 1А, т.е. Кл=А·с; r – расстояние между зарядами, м; εа – абсолютная диэлектрическая проницаемость среды, Ф/м. На основании закона Кулона можно сделать вывод, что с увеличением электрических зарядов сила из взаимодействия возрастает, а с увеличением расстояния между ними – уменьшается. Взаимодействие зарядов также зависит от среды, в которой они находятся. Если в вакууме заряды взаимодействуют с определенной силой, то в какой-либо среде, например в трансформаторном масле, сила взаимодействия между этими же зарядами уменьшится в 2-2,5 раза, так как увеличится диэлектрическая проницаемость среды. 2. Система типа каскад. Назначение, состав, устройство и принцип действия датчиков Она предназначена для непрерывного контроля вибрации электродвигателей, насосных агрегатов и т. д. Аппаратура позволяет: Автоматически контролировать вибрацию по среднему квадратическому значению ( СКЗ) виброскорости. Наблюдать за изменением виброскорости по цифровому или стрелочному индикаторам. Оповещать о превышении предупредительного и аварийного уровня вибрации. Предупредительный 6,0 мм/сек Аварийный 7.1 мм/сек При пуске агрегата на время 30 сек от момента включения 18 мм/сек. Формировать сигналы защиты в виде замыкания контактов внутреннего реле, которые могут использовать для отключения агрегата или для дополнительной звуковой и визуальной сигнализации. Аппаратура состоит: Датчик вибропреобразователь. Вторичный блок преобразователя. Датчик устанавливается на контролируемом агрегате, который преобразует механические колебания с помощью встроенной электроники в электрический сигнал. ВК310 выдает сигнал от 0 до 5 мА , ВК310С от 4 до 20 мА Принцип его действия пьезоэлектрический. Сигнал от чувствительного пьезоэлемента поступает на согласующий усилитель. Далее сигнал через интегратор, который преобразует его в величину пропорциональную виброскорости. Далее сигнал поступает на преобразователь напряжение-ток, который по двухпроводной линии поступает на вторичный блок. Расстояние возможно до 1000 м. Одновременно по этой линии напряжение питания поступает от вторичного блока на вибропреобразователь. Вторичный блок ВК 321 предназначен: Индикация в цифровом и аналоговом исполнении значений виброскорости. Обеспечение питания 15 – 30 в постоянного тока. Обеспечение взрывозащиты. Формирование сигналов управления при превышении аварийных уровней вибрации. Принцип работы; Входным сигналом является аналоговое значение тока, которое поступает через буфер искрозащиты на преобразователь ток- напряжение 1. Переменное составляющее напряжения, через нормирующий усилитель 3 на детектор СКЗ 5, узел уставок 4 следит за СКЗ виброскорости и обеспечивает замыкание контактов. Преобразователь нпряжение – ток 6 обеспечивает на выходе вторичного блока аналоговый сигнал, пропорциональный виброскорости. Предел относительной погрешности на частоте 45 герц ±5%. Предел относительной погрешности на всех остальных частотах ±10%. Основная приведенная погрешность срабатывания аварийной и предупредительной сигнализации ±10%. Поверка один раз в год. 3. Назначение САР давления. Блок схема САР давления НПС Плавное ограничение давлений, возникающих в трубопроводе, путем изменения характеристик насосных агрегатов или трубопроводов САРД НПС должны выполнять функции: 1) поддержания давления на приеме первого по потоку нефти МНА не ниже допустимого значения (исходя из условий кавитации); 2) поддержания давления на выходе НПС не выше допустимого значения на выходе НПС (исходя из условий прочности трубопровода). Точность поддержания усредненного значения давления должна быть не хуже ± 0,02МПа (чувствительность). В состав блок-схемы САРД входят два контура регулирования давления, каждый из них включает в себя: - импульсные трубки; - разделительный сосуд; - датчик-преобразователь; - регулятор; - задатчик и общий блок селекции управляющих сигналов. 4. Назначение RIO, ее характеристики. В системах, требующих большого числа линий ввода-вывода, имеется возможность использования удаленных модулей ввода-вывода, высокой производительности а также возможность подключения к имеющимся удаленным узлам ввода-вывода Modicon. В схеме удаленного ввода-вывода (RIO) применяется схема с коаксиальным кабелем, которая обеспечивает значительную протяженность – до 5 км (16 400 футов) с кабелем категории V, которая возрастает при использовании опционального волоконнооптического кабеля. Это – высокопроизводительная сеть, работающая со скоростью 1,544 Mбит/сек. и обеспечивающая высокое быстродействие при передаче данных ввода-вывода. Кабельная система RIO состоит из линейной магистральной линии с ответвлениями и ответвительными кабелями до каждого отдельного удаленного узла. В сети можно сконфигурировать 31 удаленный узел. Каждый узел может поддерживать до 128 слов ввода-вывода (64 входных слова/64 выходных слова). Для обеспечения правильной конфигурации необходимо рассчитать ток (в мА), потребляемый всеми модулями на шасси каждого удаленного узла ввода-вывода и проверить, что общий ток не превышает значения, обеспечиваемого выбранным источником питания. 5. Оказание первой помощи при термических ожогах. 1. Освободить пострадавшего от воздействия на него опасного производственного фактора (электрического тока, химических веществ, воды, механического воздействия и др.) с использованием штатных или подручных средств и безопасных для себя приемов. 2. Оценить состояние пострадавшего, освободить от стесняющей дыхание одежды, при необходимости вынести пострадавшего на свежий воздух. 3. Определить характер и степень повреждения, для чего осторожно обнажить поврежденные участки, части тела и принять решение о мерах неотложной помощи. 4. Выполнить необходимые мероприятия по спасению пострадавшего в порядке срочности - восстановить дыхание, остановить кровотечение, иммобилизовать место перелома, наложить повязки и т.д. 5. Поддерживать основные жизненные функции пострадавшего до прибытия медицинских работников. 6. Вызвать медицинских работников, готовить пострадавшего к транспортировке. 6. Классификация помещений по степени взрыво и пожароопасности При определении ВО зон принимается, что: - ВО зона в помещении занимает весь объем помещения, если объем ВО смеси превышает 5% свободного объема помещения; - ВО считается зона в помещении в пределах до 5 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, из которого возможно выделение горючих газов или паров ЛВЖ если объем ВО смеси равен или менее 5% объема помещения; - ВО зона наружных взрывоопасных установок ограничивается: а) 0,5 м по горизонтали и вертикали от проемов за наружными ограждающими конструкциями помещений; б) 3 м по горизонтали и вертикали от технологического аппарата, содержащего горючие газы или ЛВЖ; в) 5 м по горизонтали и вертикали от устройств для выброса из предохранительных и дыхательных клапанов емкостей с горючими газами или ЛВЖ; г) 8 м по горизонтали и вертикали от резервуаров с ЛВЖ; при наличии обвалования – в пределах всей площади обвалования. д) 20 м по горизонтали и вертикали от мест открытого слива/налива ЛВЖ. В-I – зоны в помещениях, в которых выделяются горючие газы или пары ЛВЖ, в таком кол-ве и с такими свойствами, что могут образовать с воздухом ВО смеси при нормальных режимах работы (загрузка/разгрузка технологических аппаратов, хранение/переливание ЛВЖ). В-Iа – зоны в помещениях, в которых при нормальных режимах работы ВО смеси (не зависимо от НКПР) не образуются, а возможны только при аварии (неисправности). В-Iб – зоны в помещениях, в которых при нормальных режимах работы ВО смеси не образуются, а возможны только при аварии (неисправности) и которые отличаются особенностями: 1. Горючие газы обладают высоким НКПР (15% и более) и резким запахом при ПДК (машинные залы аммиачных компрессорных и холодильных абсорбционных установок). 2. Помещения производств, связанных с обращением газообразного водорода, в которых исключается образование ВО смеси в объеме 5%, имеют ВО зону только в верхней части помещения (0,75 высоты от уровня пола) – (помещения электролита воды, зарядные станции аккумуляторных батарей). В-Iг – пространства у наружных установок, содержащих горючие газы или ЛВЖ, резервуаров с ЛВЖ, эстакад слива/налива. В-II – зоны в помещениях, в которых выделяются переходящие во взвешенное состояние горючие пыли или волокна в таком кол-ве и с такими свойствами, что могут образовать с воздухом взрывоопасные (ВО) смеси при нормальных режимах работы (загрузка/разгрузка технологических аппаратов). В-IIа – зоны в помещениях, в которых опасные состояния В-II не имеют места при нормальной эксплуатации, а возможны только при аварии (неисправности). Классификация помещений по степени опасности поражения людей электрическим током. Повышенной опасности: Характеризуются наличием в помещении одного из следующих условий: Сырости; токопроводящих полов (кирпичные, бетонные, железо-бетонные, металлические, земляные); токопроводящие пыли (графитные, каменноугольные) ; высокие температуры; возможности одновременного прикосновения человека к имеющим соединение с землей металлоконструкций зданий, технологического оборудования, механизмов с одной стороны и металлоконструкций электрооборудования с другой стороны. Особо опасные: Характеризуются наличием одного из следующих условий, создающих особую опасность: Особой сырости, химически активной среды, одновременно двух или более условий повышенной опасности. Без повышенной опасности: Характеризуются отсутствием условий создающих повышенную и особую опасность. Билет №2 1. Классификация и маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества Стали содержат повышенное количество серы и фосфора Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп. Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается. Для сталей группы Б гарантируется химический состав. Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав. Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная. 2. Извещатель пожарный пламени ИП 329/330, назначение, устройство, принцип действия Принцип работы основан на регистрации ИК-излучения очагов загораний и преобразовании ИК-излучения в электрические сигналы, сравнивая их с заданными пороговыми значениями формировании сигнала «Пожар» в соединительные линии. Он предназначен для обнаружения пламенного горения, а также для скрытых очагов загорания. Он представляет собой автоматическое оптикоэлектронное устройство, осуществляющее электрическую сигнализацию при появлении очагов загорания. Он состоит из взрывозащищенного корпуса, установленной в нем печатной платы, кронштейна для установки и ориентирования извещателя. В корпусе имеется светопропускающее отверстие, закрытое стеклом. 3. Архитектура ПЛК. Состав аппаратных средств Модикон Аппаратные средства «Modicon» разработаны на базе модульной расширяемой архитектуры для задач автоматического управления в реальном времени. При этом используются; Модуль центрального процессора CPU. Модули ввода – вывода I / O аналогового и дискретного сигнала. Источники питания PS. Шасси. Все компоненты располагаются на различных шасси и компонуются в монтажный блок - корзину. Для отображения состояния модулей имеется светодиодная индикация. Разъемы внешних подключений устанавливаются на лицевой стороне модуля ввода-вывода. Позволяется «горячая» замена модулей без отключения питания. Шасси имеет различное количество слотов 2, 3, 4, 6, 10, 16 слотов, то есть корзина может содержать до 14 модулей ввода-вывода. Сеть удаленного ввода-вывода RIO может поддерживать до 31 канала. Сеть RIO использует каоксиальный кабель с дублированием для увеличения надежности. При обрыве одного из кабелей система продолжает работу. Все модули «Quantum» занимают одно место на шасси. Модуль питания CPS устанавливают в крайние слоты для увеличения теплоотвода. Они обеспечивают питанием корзину и защищают систему от помех и колебаний напряжения. Pwr ok зеленого цвета означает питание подано. Модуль рабочего процессора CPU расположен в шкафу ЦПС включает системную память, память прикладных программ. Для хранения прикладных программ в CPU используется ОЗУ оперативное запоминающее устройство с резервной подпиткой от батареи. Модуль CPU поддерживает сетевые концепции «Modbus» и «Modbus+». Светодиоды; Ready – цвет зеленый означает прошел диагностику включения Run – цвет зеленый - идет выполнение программы, если мигает – ошибка. Modbus – цвет зеленый – есть связь по этому порту. Modbus+ - цвет зеленый, при нормальной работе мигает, если горит постоянно – ошибка . Mem Prt – индикатор желтый означает, что включена защита памяти от записи. Bat low – цвет красный – неисправна батарея, необходима замена. Error A, Error B – ошибка канала связи. Модуль процессора сети RIO CRP расположен в шкафу ЦПС для связи с CPU с сетью ввода-вывода. Этот модуль используется для передачи данных между модулем CPU и узлами RIO сети. Индикация: Ready –цвет зеленый прошел диагностику. Comm act – цвет зеленый связь активизирована, если мигает - ошибка. Error A, Error B – цвет красный – ошибка канала А или В. Модуль адаптера узла RIO (CRA) CRA устанавливается в шкафах УСО Индикация: Ready – цвет зеленый – прошел диагностику. Comm Act – цвет зеленый – связь активирована Error A, Error B – цвет красный - ошибка Fault – цвет красный – не возможно связаться с одним или более модулями ввода-вывода. На задней стороне модуля имеется переключатель для уникального адреса 01 – 32. Модули ввода-вывода I / O Они могут взаимодействовать с широким кругом периферийных устройств. Эти модули поддерживают работоспособность системы автоматизации путем поддержке «горячей» замены. При аварийных состояниях ( отключение всех выводов) модуль удерживает последнее значение параметра. Индикация: Active – цвет зеленый модуль подключен к шине F – цвет красный обнаружена неисправность вне модуля 1……32 цвет зеленый канал активен 1…….32 цвет красный неисправность канала Искробезопасные модули I / O с синей клемной колодкой «горячей» замене не подлежат. 4. Структура распределенной системы DIO Для приложений, требующих наличия пространственно распределенных небольших узлов, система Quantum имеет схему распределенного вводавывода (DIO), основанную на технологии Modbus Plus, позволяющую экономично разместить блоки ввода-вывода ближе к рабочему участку, таким образом снизив расходы на подключение датчиков и исполнительных механизмов к блокам ввода-вывода. В схеме распределенного ввода-вывода системы Quantum используются те же модули ввода-вывода, что и в подсистемах локального и удаленного ввода-вывода с целью сокращения номенклатуры, и недорогой кабель типа "витая пара" в целях снижения стоимости установки. В каждом узле используется специальный адаптер узла DIO со встроенным блоком питания. Адаптеры узла DIO Quantum специально предназначены для связи модулей ввода-вывода с головным процессором посредством экранированной витой пары. Адаптер узла также обеспечивает питание ввода – вывода (максимум 3 A) от источника питания на 24 В пост. т. или 115/230 В перем. т. Узлы DIO могут также запитываться от стандартных модулей питания Quantum 8 A, и тогда встроенный блок питания на 3 A адаптера узла не используется. Архитектура DIO основана на технологии Modbus Plus. Сеть DIO может поддерживать 32 узла на расстоянии более 500 м (1500 футов), с помощью повторителей длину сети DIO можно увеличить до 2000 м (6000 футов), а количество узлов – до 64. DIO поддерживает три сети: поддержка одной встроена в ЦПУ, а двух других обеспечивается установкой на шасси Quantum дополнительных модулей сетевого интерфейса 140 NOM 211 x0 или 140 NOM 212 x0. При использовании трех сетей DIO один ЦПУ может поддерживать до 189 узлов ввода - вывода. DIO можно устанавливать вместе с RIO в одной системе ЦПУ для обработки значительно большего числа точек ввода-вывода. В сети DIO могут использоваться все устройства, поддерживающие Modbus Plus. Например, к сети DIO можно подключить панель программирования для контроля и устранения неисправностей работающей системы управления с удаленного узла без применения отдельного канала связи. Кро- ме того, к сети можно подключать устройства человеко-машинного интерфейса, такие, как PanelMate Plus или FactoryMate Plus, для снижения количества требуемых сетей в системе. Распределенные системы могут иметь устройства человеко-машинного интерфейса на удаленных станциях без применения отдельных каналов связи или локального контроллера, что позволяет существенно сократить затраты на аппаратное обеспечение и монтаж. |