Uploaded by Даулет Токтасынов

дипломная работа

advertisement
Министерство образования и науки Республики Казахстан
Алматинский университет энергетики и связи
Дипломная работа
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ
ЭНЕРГОРЕСУРСАМИ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА В ОБЪЕМЕ МАЛОГО
ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВА.
Алматы 2019 г.
Содержание
Введение
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В УСЛОВИЯХ
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
1.1Описание энергоемких процессов сельскохозяйственного производства
1.2Виды энергоресурсов и области их использования в сельскохозяйственном производстве
1.3Существующие типы и характеристики источников энергоресурсов
1.4Особенности генерации энергии (включая возобновляемые источники) и
ее потребления в условиях современного сельского хозяйства
ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
2.1 Основные группы производственных предприятий сельского хозяйства и
их характеристики как объектов управления
2.2 Направления разработки систем управления энергоресурсами в структуре
малого предпринимательства
2.3 Обзор автоматизированных систем в структурах малого
предпринимательства
2.4 Постановка задачи автоматизации систем генерации, распределения и
потребления энергоресурсов на предприятиях сельского хозяйства
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
3.1 Структура задач управления электротехническим обеспечением
животноводческого комплекса
3.2 Разработка математического и алгоритмического обеспечения системы
управления
3.3 Разработка автоматизированной системы управления энергоресурсами
животноводческого комплекса
3.3.1 Разработка структуры комплекса технических средств. Обоснование и
выбор средств автоматизации
3.3.2 Разработка схемы автоматизации
3.4Разработка программного обеспечения системы
3.4.1Обоснование и выбор SCADA системы
3.4.2 Разработка прикладного программного обеспечения
3.5 Результаты исследования режимов управления энергоресурсами на
предприятии животноводческого комплекса
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность
исследования.
Для
осуществления
сельскохозяйственного
производства необходимо использование электрической, тепловой энергии, горячего и
холодного водоснабжения. Электроэнергия используется на нужды освещения,
электропривода
насосных
систем,
систем
вентиляции,
применяется
для
функционирования оборудования, вычислительной техники, бытовой техники и т.п.
На основе Государственной программой развития сельского хозяйства до 2020 года
перспективный
рост
производства
сельскохозяйственной
продукции
и продовольствия требует привлечения дополнительных ресурсов и расхода в основном
невозобновляемых энергетических ресурсов (нефть, газ, уголь и др.), роста
затрат электроэнергии. Вовлекаемые в производственный процесс энергетические
ресурсы
обусловливают темпы экономического
роста
и
повышения
производительности труда.
Нехватка энергии
может
стать
существенным сдерживающим фактором экономического роста.
Реализация предпринимаемых государством мер по снижению энергоемкости
оказалась недостаточной для того, чтобы остановить динамичный рост спроса на энергию
и мощность. Снижение энергоемкости сельскохозяйственной продукции способствует
росту энергоэффективности.
Актуальность исследования обусловлена тем, что в условиях роста спроса на
энергетические ресурсы, возрастающих тарифов на оплату энергоресурсов необходима
оценка
энергоэффективности
сельскохозяйственной
продукции,
проведение
обследования энергохозяйств сельскохозяйственных организаций с целью оценки
потенциала энергосбережения и нерациональных потерь тепловой, электрической энергии
и обоснование технико-экономических решений, позволяющих снизить финансовые
затраты на оплату энергоресурсов.
Цель исследования: разработка автоматизированной системы
управления
энергоресурсами животноводческого комплекса в объеме малого предпринимательства и
энергообследований в отрасли, выполнить научное обоснование предложений и
рекомендаций
по
определению приоритетных направлений
энергосбережения,
позволяющих повысить эффективность сельскохозяйственного производства.
Для достижения цели были решены поставленные задачи:
- на основе анализа и обобщения теорий отечественных и зарубежных авторов
предложена классификация энергетических ресурсов, уточнены теоретические положения
формирования энергоэффективности, с учетом специфики животноводческого
производства систематизированы ее критерии и показатели;
- выявлены основные тенденции в развитии автоматизированной системы управления
энергоресурсами животноводческого комплекса в объеме малого предпринимательства,
оказывающие влияние на энергоемкость животноводческого производства и
сельскохозяйственной продукции, выполнен анализ эффективности использования
энергетических ресурсов;
- разработаны рекомендации автоматизированной системы управления энергоресурсами
животноводческого комплекса в сельскохозяйственных организациях
выявлены и
определены
пути
повышения
управления
энергоресурсами
животноводческого комплекса в объеме малого предпринимательства, рассмотрены
программы обеспечения системы энергосбережения для сельскохозяйственных
организаций отрасли.
Предмет исследования - экономические отношения, закономерности развития,
факторы, процессы и явления, влияющие на энергоэффективное функционирование
управления энергоресурсами животноводческого комплекса в объеме малого
предпринимательства.
Объект исследования - хозяйствующие субъекты отрасли, энергетические ресурсы,
взаимосвязи и взаимодействие факторов животноводческого производства .
Методы исследования. В работе были использованы различные методы, способы и
приемы экономических исследований: монографический; экономико-статистический;
абстрактно-логический; расчетно- конструктивный, прогнозирования.
Теоретическую и методологическую основу исследования составили труды
отечественных и зарубежных ученых и ведущих специалистов по изучаемой проблеме,
раскрывающие закономерности развития экономики, определения эффективности
аграрного производства, его государственного регулирования.
Научная новизна определяется следующими результатами, полученными в процессе
исследования:
- дано теоретическое обобщение сущности, взаимосвязи и взаимозависимости
понятий «энергоэффективность», «энергоемкость» и «энергосбережение», предложена
классификация энергетических ресурсов, систематизированы показатели их оценки.
- предложена система показателей оценки энергоемкости применительно
к животноводческому комплексу, учитывающая специфические особенности отрасли
и специализацию сельскохозяйственных организаций;
- выявлены тенденции в развитии аграрного производства и выполнена оценка
использования энергетических ресурсов по уровням - макро-, мезо- и микро-,
статистически
определены нормативы затрат
энергии
на
производство
сельскохозяйственной продукции и удельные затраты электроэнергии на производство
единицы сельскохозяйственной продукции, выявлены внутрипроизводственные резервы
энергопотребления;
- рассмотрены программы энергообследования с учетом особенностей
сельскохозяйственного производства и потребления энергетических ресурсов с
выделением в предложенной методике общих и частных этапов проведения в зависимости
от специализации сельскохозяйственной организации, технологических особенностей
специализированных производств.
- определены основные направления, обеспечивающие эффективное использование
электроэнергии в сельском хозяйстве, экономически обоснованы основные типовые
решения ресурсосбережения для повышения энергоэффективности сельскохозяйственного
производства.
Практическая значимость результатов исследования. Предлагаемые методики оценки
энергоемкости аграрного производства по уровням и видам продукции и разработанные
программы энергосбережения представлены в виде разработок, которые использованы на
ряде сельскохозяйственных предприятий.
Разработанная автоматизированная система животноводческого комплекса могут
быть использованы при решении проблем энергосбережения и повышения эффективности
сельскохозяйственного производства в регионах Казахстана.
Объем и структура дипломной работы. Работа состоит из введения, трех глав,
выводов и предложений, списка литературных источников, приложений. Дипломная
работа изложена на кол –во страницах машинописного текста, содержит цифра таблицу,
цифра рисунков, приложений.
ГЛАВА 1. ОСНОВЫ ПОТРЕБЛЕНИЯ ЭНЕРГОРЕСУРСОВ В УСЛОВИЯХ
СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
1.1 Описание
энергоемких
производства
процессов
сельскохозяйственного
Производство сельскохозяйственной продукции всегда основано на агротехнологии, включающей ряд операций и процессов, в результате которых в из
материалов (семян, саженцев, кормов и т.п.) путем использования природных (почвенное
плодородие, солнечная энергия, водные осадки), антропогенных и техногенных ресурсов
получается конечный продукт.
Каждая отрасль сельского хозяйства имеет свои особенности и специфику
определения энергозатрат. Рассмотрим эти особенности в растениеводстве и
животноводстве.
Первой особенностью определения энергоемкости в растениеводстве является тот
факт, что на производство сельскохозяйственной продукции используются природные
ресурсы: солнечная энергия для фотосинтеза, атмосферное тепло и осадки, почвенная
влага и множество других, определяющих такое понятие как почвенное плодородие. Они
отличаются не только в рамках почвенно-климатических зон, микрозон, но и колеблются
в широком диапазоне в различные годы. Учет этих факторов достаточно сложен и требует
создания широкой сети гидрометеорологической службы и почвенного аудита.
Начало процесса производства продукции растениеводства во времени начинается
после уборки урожая предыдущей культуры, а заканчивается ее уборкой и доставкой или
к месту хранения или на предприятие переработки. Продукция формируется только в
конце этого цикла, поэтому механический перенос методики расчета энергоемкости из
промышленности в сельскохозяйственное производство, заключающаяся в переводе на
часовую (месячную и т.п.) производительность системы производства по выходу
продукции лишена логического смысла. Какая производительность по выпуску зерна
может быть с сентября по июль месяц?
Второй особенностью энергетической оценки производства продукции
растениеводства является необходимость определения и учета всех ресурсов (кроме
природно-климатических), которые были вложены или использованы во время всего
технологического цикла, каким бы длительным он не был. Длительность цикла
производства может длиться несколько лет, например при выращивании семян овощных
культур.
Третьей
особенностью
энергопотребления
в растениеводстве
является необходимость учета последействии удобрений, действие которых проявляется
в течении 3…5 лет. Если затраты энергии, заложенной во внесенных удобрениях, отнести
на урожай первого года, то энергоемкость этого урожая будет высока, поэтому
энергосодержание внесенных удобрений необходимо распределить пропорционально их
эффекту в годы последействия.
Следует также иметь в виду (четвертая особенность), что масса (урожайность) и
качество продукта сильно зависят не только от условий выращивания (солнечная энергия,
минеральное питание, влажность и т.п.), но и от времени и условий уборки,
транспортировки и хранения.
Пятой особенность является расчет энергоемкости на единицу массы продукции и
(или) на единицу площади поля (сада, защищенного грунта).
Животноводство также имеет ряд специфических особенностей. Производственный цикл
связан с физиологией животных – со сроками воспроизводства или возраста сдачи
животных на откорм в другое хозяйство или на мясо перерабатывающим предприятиям.
Однако это вызывает ряд неудобств из-за различных физиологическо - технологических
циклов животных.
В разные сезоны и месяцы года продуктивность животных меняется. Бухгалтерская
и статистическая отчетность сельскохозяйственных предприятий по расходованию
ресурсов и полученной продукции основана на учете в конце текущего года.
Энергоресурсы определяется производством продукции за календарный год. Единицей
измерения продукции может быть кг, литр, штук (яйцо), голов (при воспроизводстве
стада) и т.д. Однако при производстве нескольких видов продукции единица измерения
не определена. Для ликвидации этой неопределенности необходимо вводить единый
показатель энергопотребления и энергосодержания.
При ремонте тракторов, автомашин и другой сельскохозяйственной техники за год
необходимо вводить условную единицу ремонта.
При производстве зерновых получается зерно и солома. При определении
энергоемкости зерна или исключаются затраты на процессы сбора, транспортирования и
скирдования соломы, или приводят массу соломы к массе зерна путем добавления
энергосодержания соломы к энергосодержанию зерна.
Для производства сельскохозяйственной продукции используется широкая
номенклатура материалов. Для каждой технологии и видам продукции возникает
необходимость перевода разных по размерности и природе ресурсов, используемых на
входе технологического процесса, в энергию. В растениеводстве – это семена,
минеральные и органические удобрения, гербициды, средства для защиты растений,
поливная вода и др. В животноводстве – корма различного происхождения, ремонтный
молодняк, необходимый для воспроизводства стада, подстилочный материал и др. При
ремонте тракторов, автомобилей и сельскохозяйственных машин – запасные части,
материалы для восстановления, металлопрокат и другие, энергетические эквиваленты
которых устанавливаются на единицу материала, чаще всего, веса используемого
материала. Перечень материалов в седьском хозяйстве достаточно большой и для многих
из них пока нет установившегося энергетического эквивалента.
Особенности подсчета энергоемкости в животноводстве заключаются в том, что
для кормов энергетические эквиваленты зависят от их происхождения. Корма
собственного производства могут быть с меньшими энергозатратами, чем покупные.
Коэффициенты перевода на покупные детали при ремонте сельскохозяйственной техники
устанавливаются на 1кг веса детали. В зависимости от группы сложности эти
коэффициенты или увеличиваются (для деталей высокой точности) или уменьшаются для
более простых деталей.
Элементы энергоемкости технологического процесса производства.
Затраты энергии на производство продукции условно можно разделить на
природные, прямые и косвенные:
где E – энергетические затраты на производство продукции, МДж; Eэ – природные
затраты энергии, МДж; Eп – прямые энергетические затраты, МДж; Eо - косвенные
энергетические затраты, МДж.
Природные затраты - это затраты солнечной энергии, понимаемые как эксергия,
т.е. полезно затраченная на производство солнечная энергия .
Прямые затраты энергии - энергия, затраченная на производство продукции
непосредственно в данной технологии или предприятии:
, (2)
где Hт , Hэ, Hк - расход топлива (кг), электроэнергии и тепла, МДж; αт энергосодержание
топлива,
МДж/кг;
. αо, αэ, αк - энергетические
эквиваленты автотракторного топлива и смазочных масел- МДж/ кг, котельно-печного
топлива - МДж/ кг, электроэнергии- МДж/ кВт*ч, тепловой энергии- МДж/ Мкал и т.д
Овеществленные или косвенные затраты энергии – это энергия, потраченная на
изготовление энергоносителей, минеральных удобрений, гербицидов, ядохимикатов и
других материалов и веществ, используемые в технологиях возделывания, уборки,
послеуборочной обработки и хранения продукции. Перенос овеществленной энергии на
конечный продукт осуществляют исходя из нормы использования (внесения) и срока
действия вещества:
,
(3)
где αо - энергетический эквивалент материала или вещества, МДж/кг; Hо - норма
внесения вещества на единицу площади, кг/га; Tо- срок действия вещества
(последействия), лет.
Значения энергетических эквивалентов αо для ТЭР и некоторых видов приведены в
Таблице 1.
Электрическая и тепловая энергии непосредственно используются на стационарных
пунктах, например при сушке зерна, поэтому они определяются расходом на единицу
продукции через урожайность. Расход электрической энергии
(4)
и тепловой
(5)
где αэ , αк - затраты электрической и тепловой энергии, МДж/т ; Hу-урожайность
продукта, т/га.
Показатели эффективности энергетических затрат в сельскохозяйственном
производстве.
Эффективность энергетических затрат на производство сельскохозяйст-венной
продукции можно оценивать с помощью различных критериев, каждый из которых
показывает уровень использования энергии того или иного энергоносителя или
совершенство технологического процесса. Одним из критериев энергетической оценки
технологий производства сельскохозяйственной продукции может служить показатель
энергетической эффективности, учитывающий прямые и косвенные затраты энергии, а
также энергию, содержащуюся в конечном продукте.
Таблица 1 - Энергетические эквиваленты оборудования и материалов как
энерготоваров по ИСО13600
Энергетический
Наименование объекта
эквивалент, МДж/кг
Тракторы, самолеты, вертолеты
120
Сельскохозяйственные машины, сцепки
104
Продукция машиностроения
144
Кирпич
8,5
Сталь (прокат)
45,5
Цемент
7,0
Известковые материалы
3,8
Бетонные конструкции
8,3
Здания и сооружения (жилые)
4810
Производственные здания
5025
Административные и культурно-бытовые здания
5662
Подсобные помещения
4180
Ограждения
383
Энергетическая эффективность R – это отношение энергии, содержа-щейся в конечном
сельскохозяйственном продукте, к энергии, затраченной на его производство:
(6)
где Eп- энергия, содержащаяся в конечном сельскохозяйственном про-дукте, МДж; Eэнергия, затраченная на производство этого продукта, МДж.
В зависимости от отрасли производства и сельскохозяйственной культу-ры применяют
различные модификации этого показателя, которые будут рассмотрены в главах 9 и 11.
Иногда этот показатель обозначают как коэффициент энергетической эффективности.
Энерготехнологическая производительность Rэт – это отношение
количества конечного сельскохозяйственного продукта (масса, объем, пло-щадь, энергия
и т.п.), к энергии, затраченной на его производство- величина, обратная энергоемкости
производства этого продукта:
(7)
Энергетическая эффективность технологического процесса, связанного с производством
продукции растениеводства, зависит от урожайности последней:
(8)
где αп – энергетический эквивалент продукции, МДж/т; Zп – урожайность продукции,
т/га.
Понятие
энергетической
эффективности
технологий
применимо:
к
энергоносителям (уголь, нефть, газ, биодизель и т.д.); к продуктам питания,
оцениваемых пищевыми калориями (зерновые, зернобобовые, подсолнечник, кукуруза,
картофель, овощи, фрукты, ягоды и т.п.); к кормам для животных с учетом их конверсии
в продукты животноводства (мясо, молоко, яйца и др.).
Технологическая энергоемкость E на единицу площади определяется суммой разных
составляющих:
(9)
где Eп - прямые затраты энергии, полученные от сжигания топлива, МДж/га; Eо затраты энергии на производство удобрений, ядохимикатов, семян, саженцев, гербицидов,
МДж/га; Eж - энергетические затраты живого труда, МДж/чел.; Eм , Eс , Eт - затраты
энергии на производство машин, сцепок и энергетических средств в единицу сменного
времени, МДж/ч.; Wэ - эксплуатационная производительность агрегата, га/ч.
Энергетический анализ нового технологического процесса целесообразно проводить
в сравнении с базовым (эталонный) процессом, лучшим по энергоемкости.
Для сравнения нового и базового энергетических процессов вычисляют
коэффициент энергоемкости Kэ, представляющий собой отношение энергоем-кости
нового процесса Eн к энергоемкости базового процесса Eб:
(10)
по величине которого и судят об энергетическом совершенстве нового процесса. При Kэ >
1 энергоемкость нового процесса выше базового и есть потенциальная возможность ее
снизить, при Kэ=0 - он соответствует базовому. В том случае, если Kэ> > 1 , следует
выбрать другой, более совершенный базовый процесс. Если Kэ< 1
имеет лучшие показатели энергоемкости, чем базовый.
то новый процесс
Далее необходимо проанализировать энергоемкости по отдельным составляющим:
- прямым энергозатратам
(11)
- овеществленным энергозатратам
(12)
- энергоемкости средств механизации и транспортных средств
(13)
- живого труда
(14)
где индекс ‘н’ указывает на соответствующие затраты новой технологии, ‘б’базовой технологии.
Та составляющая энергоемкости, которая имеет наибольший коэффициент, требует
большего к себе внимания, на ее уменьшение следует направить основные усилия.
По современным представлениям технология производства продукции имеет право
существовать, если энергоемкость единицы продукции снижается.
1.2
Виды энергоресурсов
сельско-хозяственном производстве
и области их использования в
Современное
сельскохозяйственное
производство
является
высокомеханизированным, обеспечивающим выполнение основных технологических
процессов производства продукции растениеводства и животноводства техническими
средствами, использующими при своей работе различные уровни энергетических
ресурсов. Жидкие и газообразные виды энергетических ресурсов являются природными
материалами и в связи с широким использованием их для промышленных и бытовых
нужд необходима их экономия. Использование энергетических ресурсов, источниками
которых являются различные виды топлива: твердого, жидкого, газообразного,
электричество, атомная энергия, возобновляемые виды энергии, химические реакции,
природные явления и т. д., по существу началось после того, когда человечество
научилось добывать огонь. Наибольшее значение энергетические ресурсы приобрели в
двадцатом веке, когда получило широкое развитие промышленности, сельского хозяйства,
а также применение новейшего вооружения для армии (самолетов, танков, автомобилей,
ракетных устройств и т.п.). В сельском хозяйстве широкое использование нашли
тракторы, комбайны и автотранспортные средства, которые потребляют в основном
твердое, жидкое и газообразное топливо, кроме стационарных машин в животноводстве,
которые на их привод используют электрическую энергию. В 1970–1980 гг. прошлого
столетия в мировой практике наметился топливный кризис. Это не могло не сказаться на
резком сокращении энергоемких производств, особенно в сельском хозяйстве, как
например, по приготовлению травяной муки и искусственной сушки.
Научный подход должен быть преобладающим в сбережении энергетических
ресурсов. Как одно из научных направлений в сбережении энергетических ресурсов в
сельскохозяйственном производстве впервые академиком М. Е. Мацепуро было
предложено оценивать работу тракторов, сельскохозяйственных машин или тракторных
агрегатов по энергетическим параметрам, энергоемкости и коэффициенту полезного
действия тракторного агрегата, изложенных в постановочной статье в 1964 г. «Принцип
оптимальной энергоемкости технологических процессов и средств механизации», что
является научной основой энергосбережения в сельскохозяйственном производстве [1, 3].
В эти же годы энергетический метод в исследовании комплексно-механизированных
процессов в строительстве был предложен Д. М. Ярошевым [2]. В этих работах
рассматриваются производственные процессы, в основе которых лежит переход энергии
из одного вида в другой при взаимодействии различных видов энергии с материалами,
меняющими в ходе процессов свои физические свойства и свое положение в
пространстве. Для понимания существа производственных процессов как в
сельскохозяйственном производстве, так и в других отраслях, необходим энергетический
анализ этих процессов, исследующий их физику и механику, что позволит выявить
скрытые в них закономерности и законы. Современное развитие общества невозможно без
значительных затрат энергетических ресурсов при производстве промышленной и
сельскохозяйственной продукции и улучшения бытовых условий жизнедеятельности
населения, основу которых составляют различные виды топлива: твердого, жидкого,
газообразного и альтернативные источники энергии: солнечная радиация, ветер, вода рек,
морские приливы и т.д. Если в начале прошлого века основным видом топлива были
каменный уголь, дрова, торф, то уже в середине века основным видом топлива становятся
продукты переработки нефти. В этот период проходит бурное развитие механизации в
производстве продукции сельского хозяйства. Потребность в жидком топливе настолько
возросла, что уже в начале второй половины двадцатого века в мире наступил «топливный
кризис». В сельскохозяйственном производстве приступили к сокращению
технологических процессов, которые использовали большое количество жидкого топлива.
Однако еще в начале 60-х гг. стала возникать необходимость экономии топлива. Тогда,
впервые в сельскохозяйственном производстве возникла научная проблема
энергосбережения при производстве сельскохозяйственной продукции. По мнению
академика М. Е. Мацепуро, в основе решения вопросов, связанных с разработкой и
обоснованием теорий, технологий и сельскохозяйственной техники, применения машин,
механизацией сельского хозяйства должен лежать «Принцип оптимальной энергоемкости
технологических процессов и средств механизации» – научно обоснованная
энергоемкость технологических операций и процессов, агрегатов и машин. Если
«топливный кризис» наступил в мировой экономике в 1973 г., когда стоимость жидкого
топлива увеличилась в 400 раз и почти во всех странах был принят режим экономии, то
почти за 10 лет до этого академиком М. Е. Мацепуро было принято решение создать для
экономии топлива научное направление по энергосбережению в сельском хозяйстве. В
основу научного направления в энергосбережении им был положен принцип оптимальной
энергоемкости технологических процессов и средств механизации, сущность которого
заключается в минимальных затратах энергии на получение требуемой продукции при
максимальных условиях передачи энергии от двигателя к рабочему органу машины,
выполняющих полезную работу. При этом количество энергии, затрачиваемой на
получение полезной продукции названа «энергоемкостью», а отношение энергии,
используемой для получение полезного продукта, к полной энергии, затрачиваемой
агрегатом названа «коэффициентом полезного действия». В эти же годы математическая
база энергетического метода оценки производственных процессов в строительстве
предложена Д. М. Ярошевым, который ввел понятие технического уровня средств
механизации, как отношение коэффициент полезного действия машины к энергоемкости.
Таким образом, чем выше коэффициент полезного действия и чем меньше энергоемкость
для получения полезной продукции, тем выше технический уровень средств механизации.
Только в 80-х гг. прошлого века получил распространение энергетический анализ в
сельскохозяйственном производстве, который ставил своей целью разработку ресурсо- и
энергосберегающих технологий производства сельскохозяйственной продукции. В
качестве основного показателя, характеризующего энергоемкость процесса, технологии,
комплекса или системы машин, сорта растений или породы животных, принималась
«полная энергоемкость», представляющая собой сумму прямых и овеществленных
энергозатрат, отнесенных к объему производственной продукции или выполненной
работы
[4–8].
Эффективность
потребления
энергоресурсов
в
процессе
сельскохозяйственного производства при таком энергетическом анализе обычно
характеризуют показателем «энергетической эффективности», представляющим собой
отношение энергии, аккумулированной за счет фотосинтеза и биоконверсии, к полным
затратам энергии на производство сельскохозяйственной продукции, получаемой главным
образом от невозобновляемых источников [4].
Основным значением принципа оптимальной энергоемкости технологических
процессов и средств механизации, предложенного академиком М. Е. Мацепуро, является
вскрытие энергетический сущности производственных процессов в сельском хозяйстве,
что дает возможность делать выводы о дальнейшем совершенствовании технологического
процесса и конструкций средств механизации. В области научно-исследовательских работ
этот метод позволяет вскрывать неправильный выбор показателей, односторонность
выбранных исследований, недоучет взаимосвязей между исследуемыми показателями, а
главное использовать математический аппарат при изучении взаимодействия рабочих
органов машин с обрабатываемой сельскохозяйственной средой. Однако с
усовершенствованием средств производства величина овеществленных затрат энергии
изменяется, поэтому необходимы специальные исследования для их систематической
корректировки. Основная часть При изучении взаимодействия рабочих органов машин и
агрегатов с сельскохозяйственной средой при производстве продукции используются
законы физики и механики. Физическое учение об энергии основывается на открытом М.
Ю. Ломоносове законе «сохранения энергии». Этот показатель Д. М. Ярошев назвал
«энергопоглащаемостью» материала [2]. По мнению М. Е. Мацепуро, в
сельскохозяйственном производстве «энергоемкость» является основным критерием
технологичности и конструктивности машин и агрегатов. Большое значение по
энергетической оценке работы агрегатов придавал акад. В. П. Горячкин [1, 3]. М. Е.
Мацепуро отмечал, что коэффициент полезного действия тракторного агрегата зависит от
конструктивных элементов и эксплуатационных условий, влияющих на его работу, и
подразделяется на коэффициенты полезного действия, характеризующие как
конструктивные, так и эксплуатационные параметры агрегата [1]. Одновременно с
теоретическими исследованиями показателей машинно-тракторного агрегата, влияющих
на энергозатраты при производстве технологических процессов, проведены
экспериментальные определения этих показателей в полевых условиях с использованием
машин прежних лет выпуска, когда была предложена академиком М. Е. Мацепуро
методология экономии энергоресурсов. Для проверки высказанных теоретических
положений были проведены испытания машиннотракторных агрегатов (совхоз «Заречье»
Смолевичского района Минской области). Составляющие мощностного баланса агрегатов
определялись с помощью самоходной тензометрической лаборатории на базе автомобиля
ГАЗ-63. Кроме того, электрическими методами измерялись сопротивления рабочих
органов, глубина обработки и скорость движения агрегатов. По результатам испытаний
определялись показатели производительности Э  а агрегатов [9].
Рассматривая исторический процесс развития средств сельскохозяйственного
производства, можно представить что технический прогресс связан с уменьшением к. п. д.
механизмов передачи энергии за счет их усложнения и уменьшением Э за счет улучшения
рабочих органов и увеличения объема одновременно перерабатываемого материала
(имеется в виду уменьшение энергозатрат на обработку единицы объема или веса
материала). Аналогично происходит процесс совершенствования землеройных машин,
для которых отношение Э  а непрерывно повышается. Снижение энергоемкости рабочих
органов является закономерностью, отражающей один из важнейших процессов
совершенствования сельскохозяйственной техники. Снижение энергоемкости должно
приводить к более интенсивному росту производительности по сравнению с
интенсивностью роста мощности привода. В то же время технологические процессы,
осуществляемые рабочими органами, неразрывно связаны с механикой агрегатов.
Поэтому при анализе эти две стороны производственного процесса неотделимы и важно
найти их рациональное соотношение, которое может наиболее полно характеризоваться
показателями производительности Э  а . Эти исследования подтверждают мнение
академика Мацепуро М.Е. о том, что при повышении коэффициента полезного действия
агрегата и снижения затрат на полезную работу повышается эффективность машиннотракторных агрегатов, экономно используются энергоресурсы. При этом эффективное
использование энергоресурсов в сельском хозяйстве может явиться эталоном при
создании и постановке на производство механических средств, необходимых при
производстве продукции растениеводства и животноводства. В этом случае коэффициент
полезного действия показывает насколько без потерь энергии передается от двигателя к
рабочему органу машины, а энергоемкость подчеркивает с какими затратами энергии
происходит обработка сельскохозяйственного материала производства полезной
продукции. В этом и есть суть эффективного использования энергоресурсов. Заключение
Энергосбережение как научное направление в развитии сельского хозяйства было впервые
предложено академиком М. Е. Мацепуро, в его основе должен лежать «Принцип
оптимальной энергоемкости технологических процессов и средств механизации»,
включающий не только энергозатраты на выполнение производственного процесса, но и
конструктивность средств механизации. Только почти через два десятка лет предложен
другой метод энергетического анализа сельскохозяйственного производства, включающий
прямые и овеществленные энергозатраты, связанные с затратами по непосредственному
выполнению работ, а также с затратами энергоресурсов на всех дополнительных работах
вплоть до добычи ископаемых для приготовления сырьевых ресурсов: металлов,
удобрений, ядохимикатов и т.п. с учетом их хранения. Однако каждая методика
энергетического анализа не исключает друг друга, а дополняет, причем первая больше
относится к непосредственно выполненной технологической операции, а второй – к
суммарным
затратам
на
весь
технологический
процесс
производства
сельскохозяйственной продукции. В настоящее время термин энергосбережение можно
сформулировать
как
реализация
правовых,
организационных,
научных,
производственных, технических и экономических мер, направленных на эффективное
(рациональное) использование (и экономное расходование) топливноэнергетических
ресурсов и внедрение в хозяйственный оборот возобновляемых источников энергии.
ЛИТЕРАТУРА
1. Мацепуро, М. Е. Принцип оптимальной энергоемкости технологических
процессов и средств механизации / М. Е. Мацепуро // Вопросы сельскохозяйственной
механики. – Том XII. – Минск, 1964. – С. 276–290.
2. Ярошев, Д. М. Проблемы комплексной механизации и энергетический метод / Д.
М. Ярошев. – М., 1964. – 186 с.
3. Горячкин, В. П. Собрание сочинений в трех томах / В. П. Горячкин. – Том I. – М.,
1965. – 720 с.
4. Севернев, М. М. Энергосберегающие технологии в сельскохозяйственном
производстве / М. М. Севернев. – Минск, 1994. – 221 с.
5. Жученко, А. А. Энергетический анализ в сельском хозяйстве. / А. А. Жученко, В.
Н. Афанасьев. – Кишинев, 1988. – 130 с.
6. Кубышев, В. А. Основные направления разработки энергосберегающих
технологий в сельскохозяйственном производстве: сб. трудов ВИЭСХ / В. А. Кубышев, В.
И. Сыроватко. – Т. 64. – 1985. – С. 145–155.
7. Лихоцкий, Л. Экономия энергии при механизации сельскогохозяйства / Л.
Лихотский // Международный сельскохозяйственный журнал. – 1981. – № 4. – С. 134–145.
8. Марочкин, В. К. Экономия тепливно-энергетических ресурсов в сельском
хозяйстве / В. К. Марочкин, Н. Д. Байлук. – Минск, 1987. – С. 76–84.
9. Дмитриев, А. М. К вопросу энергетической оценки машинно-тракторных
агрегатов: Труды ЦНИИМЭСХ / А. М. Дмитриев, И. И. Пиуновский, Н. И. Бохан. – Т. VI.
– Минск, 1969. – С. 3–13.
1.3
Существующие
энергоресурсов
типы
и
характеристики
источников
Одним из приоритетных направлений развития энергетики в ХХI в. является широкое
использование возобновляемых источников энергии, имеющих огромные ресурсы, что
позволит снизить отрицательное влияние энергетики на окружающую среду, повысить
энергетическую и экологическую безопасность.
К традиционным источникам энергии относятся: невозобновляемые, включающие
уголь, природный газ, нефть, уран; возобновляемые, включающие гидроэнергетику,
древесину в виде дров.
Солнце-источник жизни и энергии на Земле
Эффекты в
геосфере
Геотермальна
я энергия
Волновая
энергия
гидроэнерги
я
Ветровая
энергия
Фотоэнергетика
Эффекты в
гидросфер
е
Косвенная солнечная энергия
Эффекты в
атмосфере
Фотоэффект
Энергия
биомассы
Тепловая
солнечная
энергия
Тепловой
фотоэффек
т
Прямая солнечная энергия
Современная энергетика в основном базируется на невозобновляемых источниках
энергии, которые, имея ограниченные запасы, являются исчерпаемыми и не могут
гарантировать устойчивое развитие мировой энергетики на длительную перспективу, а их
использование – один из главных факторов, приводящий к глобальному ухудшению
состояния окружающей среды и ее кризисному состоянию.
К нетрадиционным (альтернативным) относятся возобновляемые источники энергии
(ВИЭ), которые используют потоки энергии Солнца, энергию ветра, теплоты Земли,
биомассы, морей и океанов, рек, существующие постоянно или периодически в
окружающей среде и в обозримой перспективе соответственно практически
неисчерпаемые. Все ВИЭ разделяются на две группы, использующие прямую энергию
солнечного излучения и ее вторичные проявления (косвенная солнечная энергия), а также
энергию взаимодействия Солнца, Луны и Земли.
Результатом косвенной деятельности Солнца являются соответствующие эффекты в
атмосфере, гидросфере и геосфере в виде энергии ветра, гидроэнергии, энергии течений,
волн, приливной энергии, тепловой энергии окружающей среды и др. (рис. 1.1).
К нетрадиционным возобновляемым источникам энергии относится малая
гидроэнергетика с ГЭС мощностью до 30 МВт, а в ряде стран до 10 МВт.
Основными
преимуществами
ВИЭ
по
сравнению
с
традиционными
невозобновляемыми источниками являются:
 практически неисчерпаемые ресурсы;
 снижение отрицательного влияния на окружающую среду, включая выбросы
различных загрязняющих веществ, парниковых газов, радиоактивное и тепловое
загрязнение и др.
Основными факторами, ограничивающими использование нетрадиционных ВИЭ,
являются:
 малая плотность энергетического потока, которая составляет, например, для
солнечной энергии на поверхности земли 1,36·10 3 МВт/м2, ветровой при скорости
ветра 10 м/с – 6·10-4 МВт/м2, геотермальной – 3·10 8 МВт/м2, в то время как для
энергии АЭС – 0,2 МВт/м2 ;
 значительная неравномерность выработки энергии во времени и ее использования;
 относительно высокие капиталоемкость энергетических установок и стоимость
вырабатываемой электроэнергии.
Необходимость широкого использования ВИЭ определяется быстрым ростом
потребности в электрической энергии, которая по прогнозам должна увеличиться по
сравнению с 2000 г. в 2 раза к 2030 г. и в 4 раза к 2050 г.; исчерпанием в обозримом
будущем разведанных запасов органического топлива; кризисным состоянием
окружающей среды в связи с загрязнением оксидами азота и серы, углекислым газом,
пылеподобными частицами от сгорания топлива, радиоактивным и тепловым
загрязнением и др.
Возобновляемые источники энергии имеют принципиальные отличия, поэтому их
эффективное использование является возможным на основе научно разработанных
принципов превращения энергии ВИЭ в виды, необходимые потребителям. В
окружающей среде всегда существуют потоки возобновляемой энергии, поэтому в
процессе развития возобновляемой энергетики необходимо ориентироваться на местные
энергоресурсы, выбирая наиболее эффективные из них. Использование ВИЭ должно быть
многовариантным и комплексным, что позволит ускорить экономическое развитие
регионов. Например, хорошей базой для использования ВИЭ могут служить
агропромышленные комплексы, где отходы животноводства и растениеводства являются
сырьем для получения биогаза, а также жидкого и твердого топлива, производства
удобрений.
Таблица 1.1 Энергетический потенциал возобновляемых источников энергии
Возобновляемые
энергоресурсы
Лучевая энергия Солнца
Тепловая энергия морей и
Океанов
Энергия ветра
Гидроэнергия, в том числе:
Энергия водотоков
Энергия волн
Энергия приливов
Энергия биомассы
Геотермальная энергия
Показатели, млрд. т у.т/год
Технический
5
1
Экономический
1
0,1
5
1
4,5
0,05
0,7
2,55
0,4
2,6
0,01
2,0
0,2
Для эффективного планирования энергетики на возобновляемых энергоресурсах
необходимо: во-первых, систематическое исследование окружающей среды, аналогичное
исследованиям геологического характера при поисках нефти или газа, во-вторых,
изучение потребностей конкретного региона в энергии для промышленного,
сельскохозяйственного производства и бытовых потребностей. В частности, чтобы
выбрать наиболее экономичный источник энергии, необходимо знать структуру
потребителей энергии.
Одной из важнейших характеристик возобновляемых источников энергии является
их энергетический потенциал – показатель, определяющий количество энергии,
свойственное соответствующему виду ВИЭ.
Для оценки энергетических ресурсов возобновляемых источников энергии, возможных
для использования, различают следующие виды энергетического потенциала ВИЭ:
 теоретический, характеризующий общее количество энергии;
 технический – часть теоретического потенциала, которую принципиально можно
использовать при помощи современных устройств;
 экономически эффективный – часть технического потенциала, которую в
настоящее время целесообразно использовать, исходя из экономических,
социальных, экологических и других факторов.
Ориентировочные показатели энергетических ресурсов ВИЭ в мире показаны в табл. 1.1.
1.4
Особенности генерации энергии (включая возобновляемые
источники) и ее потребления в условиях современного сельского
хозяйства
Сельское хозяйство является интенсивно развивающейся отраслью народного
хозяйства. Развитие сопровождается увеличивающимся потреблением энергии, в общем
балансе которой значительную и быстро растущую долю занимает электрическая энергия.
Из всех видов энергии она наиболее легко транспортируется, преобразовывается и
используется. С каждым годом появляется все больше способов и технологий ее
применения. Электровооруженность труда приобретает все более распространенный
характер. Новые машины, механизмы и технологии, порожденные научно-техническим
прогрессом, требуют для своего осуществления электроэнергию. Развитие сельской
электрификации обусловливает восприимчивость сельскохозяйственного производства к
достижениям научно- технического прогресса. Электроэнергия дала жизнь (или изменила
их содержание) многим сельским профессиям. Отходит в прошлое профессия доярки благодаря механизации и электрификации ее заменил оператор машинного доения.
Обработка и очистка зерна сегодня просто немыслимы без электроагрегатов, а такой
анахронизм, как профессия пастуха, вполне разрешим с помощью электроизгороди. Без
электроэнергии немыслимы сушка, электромелиорация и многие другие виды работ.
В этих условиях решающую роль играют кадры сельских электриков, осуществляющих
обслуживание, ремонт, наладку и монтаж электрических сетей и электрооборудования. Их
квалификация и профессионализм обусловливают нормальную работу и качество
продукции практически всех систем машин в сельском хозяйстве. Фигура электрика
становится одной из главных на селе. Сама работа на селе - прекрасная возможность для
человека проявить себя, свои способности. Здесь широкое поле для новаторской работы,
всемерного развития мастерства и учебы, большие социальные возможности. Все это
делает сельскую электрификацию настолько интересной и привлекательной, что может
стать делом всей жизни.
Описаны
эксплуатация,
обслуживание,
ремонт,
наладка
и
монтаж
электрооборудования до 1 кВ, поскольку именно таким оборудованием приходится
заниматься сельскому электрику на агропромышленных предприятиях, в совхозах и
колхозах. Воздушные же линии 0,4-10 кВ и трансформаторные подстанции
эксплуатируют в основном организации Министерства энергетики и электрификации.
Трудно отыскать на селе участок, где бы не использовалась электроэнергия. С ее
помощью готовят корма для животных и птиц, сушат зерно и сено, создают микроклимат
в помещениях и хранилищах, орошают поля и луга, перерабатывают продукты, ее
используют для культурно-бытовых целей. Широкое внедрение электроэнергии в
сельскохозяйственное производство и быт сельских жителей сопровождается ростом
числа людей, связанных со строительством, эксплуатацией, обслуживанием, ремонтом и
наладкой электрических сетей и оборудования. В связи с электрификацией сельского
хозяйства, совершенствованием электрооборудования и развитием электрических сетей
глубокие технические знания, высокая общеобразовательная и специальная подготовка
требуются не только от работников, обслуживающих их непосредственно, но и от прочих
специалистов сельскохозяйственного производства. Полная электрификация приведет к
росту производительности труда, повышению технического оснащения сельского
хозяйства, что даст возможность превратить сельскохозяйственный труд в разновидность
индустриального и послужит одним из средств преодоление существенных различий
между городом и деревней. Результатом полной электрификации будет неуклонное
повышение уровня квалификации работников сельского хозяйства. Для обслуживания
элеткрифицированных машин потребуются люди новых профессий, и большинство
людей, занятых в сельском хозяйстве, в той или иной мере будут связаны с
использованием электроэнергии. Электрификация является основой комплексной
механизации и автоматизации производственных процессов и представляет собой
важнейший этап индустриализации сельскохозяйственного производства. Значение же
механизации и автоматизации объяснять не приходится, оно общеизвестно.
Область применения электроэнергии в сельском хозяйстве обширна. Наиболее
распространенные и традиционные способы применения, а также некоторые
перспективные даны ниже.
Упомянем лишь те, которые используются в настоящее время, использовались
ранее, намечены к использованию в ближайшем будущем.
Электричество является единственным видом энергии для электрификации
птицеводства и растениеводства, электромеханизации животноводства. С его помощью
осуществляются водоснабжение, кормоприготовление и раздача кормов, уборка
помещений, обогрев и создание микроклимата в помещениях, сушка и переработка зерна
и других сельскохозяйственных продуктов, сев и уборка, орошение и мелиорация земель,
инкубация и выращивание молодняка, содержание взрослого поголовья. Интенсивно
используется электроэнергия в электротепловых установках и установках для создания
микроклимата - устройства для обогрева полов помещений, водонагреватели, калориферы
и кондиционеры, холодильники, компрессоры, системы вентиляции. Прогрессивные виды
технологии также используют электроэнергию, где с ее помощью работают
электрофильтры, в электрических полях окрашиваются различные изделия,
осуществляется сепарирование и предпосевная обработка семян, проводятся опыты по
электроактивации жидкостей и воды. Сушка, нагрев, дезинсекция, металлизация изделий
распылением, осуществляемые с помощью токов высокой частоты и ультразвуком,
немыслимы без электроэнергии, как немыслима без нее работа ремонтных и
перерабатывающих предприятий, на которых установлено большое количество
технологических линий и машин, станков и агрегатов, с помощью которых
осуществляется переработка овощей и фруктов, молока, мяса и другой
сельскохозяйственной продукции. Обрабатываются металлы, изготавливаются и
ремонтируются узлы, детали, машины. Электричество прочно вошло в жизнь и просто
немыслимо его отсутствие в быту, в оборудовании предприятий бытового обслуживания и
общественного питания, где с помощью электроиспользующих установок приготовляют
пищу, стирают, обогревают жилища, здания и сооружения и т.д. Очевидно, не нужно
пояснять, что единственным источником энергии для искусственного освещения является
электричество, с помощью которого осуществляются общее, местное и другие
специальные виды электроосвещения, создается искусственная световая среда и
облучение (ультрафиолетовое и инфракрасное) в теплицах для повышения урожайности, в
птице- и животноводческих помещениях для повышения продуктивности. Эти виды
облучения используются также как бактерицидные, для дезинфекции и дезинсекции,
сушки и нагрева.
На этих и других способах применения электроэнергии остановимся ниже.
Почти половина всей электроэнергии, используемой в сельском хозяйстве, расходуется на
освещение и облучение. Для освещения используются лампы накаливания и
газоразрядные лампы, устанавливаемые в светильники различного исполнения в
зависимости от конкретных условий применения. Светильники используются для общего
и местного освещения производственных зданий и сооружений, помещений содержания
животных и птицы, жилья, культурных, спортивных, бытовых и многих других
помещений, а также открытых пространств - улиц и площадей, кормовых и выгульных
площадок, стоянок и мест ремонта техники при полевых работах и т.д. Облучательные
установки применяют в зависимости от конкретных целей для: дополнительного
облучения рассады овощей в теплицах для ускорения роста и развития растений;
облучения растений при выращивании их в помещениях без естественного света;
дополнительного облучения растений в теплицах для продления короткого естественного
дня; облучения проростков зерновых и бобовых культур при беспочвенном выращивании
зеленого корма из семян (гидропоника); облучения семян и клубней перед посевом;
уничтожения вредных насекомых с помощью ультрафиолетового облучения (УФО);
повышения продуктивности животных и птицы с помощью УФО; обогрева молодняка с
помощью инфракрасного обогрева (ИКО); сушки и дезинсекции зерна ИКО, а также
овощей и фруктов. Как видим, одно только простое перечисление основных способов
использования освещения и облучения заняло достаточно места, при этом за каждым из
перечисленных пунктов стоит соответствующая техника и технология, оборудование и
теоретическая база. Для нормальной эксплуатации необходимы соответствующие знания
и навыки.
Большинство
машин
и
агрегатов,
электродвигателей
и
другого
электрооборудования, обслуживающего и ремонтного персонала, специалистовэлектриков связаны с так называемыми силовыми стационарными процессами,
потребляющими основную часть используемой в сельском хозяйстве электроэнергии. К
ним относят процессы по обслуживанию животных на фермах (водоподъем и
водоснабжение, заготовка, приготовление и раздача кормов, вентиляция помещений и
искусственный микроклимат, уборка навоза и двоение коров и многое другое), процессы
земледелия и растениеводства (машинное орошение и обводнение сельскохозяйственных
угодий, послекомбайновая очистка и переработка зерна, электрификация процессов на
закрытом грунте).
Значительное количество электроэнергии потребляют тепловые процессы на
животноводческих фермах, птицефабриках, где электроэнергия используется для
приготовления горячей воды, производства пара, тепловой обработки кормов,
технологического оборудования и посуды, создания микроклимата, а также на
предприятиях закрытого грунта, в теплицах, при сушке зерна, кормов и другой
сельскохозяйственной продукции, для хранения сельхозпродуктов и др. К силовым
стационарным относят новые процессы, основанные на новых способах применения
электроэнергии и особых видов энергии, получаемой в результате преобразования
электроэнергии, - УФО, ИКО и другие виды облучения животных и растений для
повышения их продуктивности, электроискровую обработку почвы, электрическую и
электромагнитную обработку воды, посевного материала, электронно-ионную
технологию, а также привод технологического оборудования.
Большое значение имеет электрификация быта в сельской местности, поскольку дает
огромный социальный эффект. Это использование электроприборов культурного и
хозяйственного назначения, применение электроэнергии для приготовления пищи,
горячей воды, отопления зданий, электрооборудование предприятий сферы обслуживания
населения (общественное питание, прачечные, другие коммунальные, торговые и
общественные предприятия).
Совершенно новыми областями использования электроэнергии в сельском хозяйстве
являются такие достижения научно- технического прогресса, как сельскохозяйственная
робототехника и электроника, содержащие различные электроприводы, электроаппараты,
электрические схемы управления и регулирования и имеющие огромные области
применения. Практически в настоящее время созданы лишь автоматизированные
установки для поточного доения коров. Интенсивно развивающаяся вычислительная
техника может быть с большим эффектом использована в работе сельского электрика.
Весьма интенсивно в сельском хозяйстве используются различные электронные
регуляторы и измерительные приборы самых различных технологических процессов,
машин и установок. И, хотя они относятся к электронике, сельскому электрику
приходится обслуживать и их. При этом следует отметить, что электроника и
робототехника представляют собой еще мало разработанные области совершенствования
сельскохозяйственного производства, где имеется широкий простор для творчества и
инициативы.
Основными потребителями электроэнергии в сельском хозяйстве в настоящее время
являются электроприводы различных механизмов, машин и поточных линий, а также
систем вентиляции и микроклимата. Так, в процессе кормоприготовления на
животноводческих фермах используется целая гамма различных машин, осуществляющих
свои функции исключительно благодаря применению в них электроприводов. Очистка
концентрированных кормов ведется на зерноочистительных машинах. Для измельчения
этих кормов применяют молотковые дробилки разных конструкций, жерновые и
вальцовые мельницы.
В последнее время наибольшее распространение получили универсальные дробилки,
имеющие молотковый барабан с шарнирно навешенными молотками и ножевой орган для
предварительного измельчения таких кормов, как кукурузные початки, зеленая масса,
корнеклубнеплоды, сено (например, дробилки ДКУ-1,0, КДУ-2, КДМ-2 агрегаты ОКЦ-15,
ОКЦ-30). Для обработки сочных и грубых кормов применяют соломосилосорезки РСС-6,
измельчители "Волгарь-5", ИГК-30А, корнерезки КПИ-4, мойки-корнерезки МРК-5, а для
приготовления кормов - агрегаты КН-3, смесители кормов серии С и АПС, варочные
котлы ВК-1, ВКС-ЗМ и др.
Широко используются агрегаты для приготовления заменителя цельного молока
АЗМ-0,8. Эти и другие машины и механизмы применяются как отдельно, так и в составе
кормоцехов, где также используются различные транспортеры и питатели кормов, котлыпарообразователи. Все они снабжены электроприводами и системами управления.
Например, широко распространенный кормоцех "Маяк-6" имеет установленную
мощность электрооборудования 58 кВт, освещения - 4,5 кВт. Для раздачи кормов
животным применяются стационарные и мобильные кормораздающие устройства. В
качестве рабочих органов в них используют шнеки, ленты, скребки. Так, транспортерраздатчик кормов внутри кормушек ТВК-80А снабжен приводным устройством с
электродвигателем мощностью 4,5 кВт, платформенный раздатчик РКС-3000 имеет
электрооборудование мощностью 8,2 кВт с довольно развитой системой управления, а
пневмотранспортер кормов снабжен электрооборудованием мощностью 56 кВт.
Такие процессы, как загрузка и выгрузка хранилищ, также осуществляются с
помощью электрифицированных механизмов как механических, так и использующих
сжатый воздух, например ПК-6,0, ТК-3, ТС-40С, ТПП-30 и многие другие. Их мощности
находятся в диапазоне от 1,1 до 30 кВт. Аппараты для первичной обработки и хранения
молока на месте дойки и последующей его переработки включают множество насосов
различных типов, доильных установок, охладителей и холодильных установок,
пастеризаторов, сепараторов и т.д.
Огромную
область
применения
электроэнергии
представляет
собой
электромеханизация процессов предпосевной и послеуборочной обработки, хранения и
переработки зерна. Сюда входят универсальные и специализированные пункты для
обработки и хранения семенного, продовольственного и фуражного зерна, заводы для
обработки и хранения семян элиты и первой репродукции, цехи и заводы для
производства комбикормов. Перечисленные производства оборудованы разнообразными
машинами. Это зерноочистительные, сушильные, сортировальные, обеззараживающие,
вентилирующие, транспортирующие и другие агрегаты, потребляющие электроэнергию.
Количество электроприводов в них достигает нескольких сотен. Единичные мощности
достигают сотни киловатт.
Электромеханизация водоснабжения и мелиорации включает электроснабжение и
электрооборудование насосных станций, установок для орошения грунта — как
открытого, так и в теплицах и парниках. В систему машин входят различные насосы,
нагнетатели, оросители, увлажнители, гидропонные установки и т.п., в которых
использованы электродвигатели, электроклапаны и распределители, испарители и другое
электрооборудование.
Вентиляционные установки и установки микроклимата во всех отраслях
агропромышленного
комплекса
насчитывают
большое
количество
электрифицированного оборудования и систем управления. Сюда относят как отдельно
устанавливаемые вентиляторы, так и целые комплексы для приготовления воздуха,
общеобменной вентиляции и воздушного отопления.
Перспективную и стремительно развивающуюся сферу интенсивного использования
электроэнергии представляет электронагрев. В настоящее время он включает
электрический подогрев воды - прямой и косвенный, т.е. с помощью пропускания тока
через воду или электронагревателями, электрическое парообразование, осуществляемые с
помощью
электроводонагревателей,
электрокотлов
и
парообразователей.
Электровентиляцию с подогревом воздуха и микроклимат (нагрев воздуха) осуществляют
с помощью электронагревателей в электрокалориферах и теплогенераторах. С помощью
электронагрева осуществляют обогрев животных и птицы элементными нагревателями,
ИКО-нагревателями. Электрообогрев и воздушное электроотопление применяют в
инкубаторах для инкубации яиц. Широко используют электрообогреваемые полы и стены
в животноводческих помещениях, парниках и теплицах, где для электронагрева
используют предварительно заложенные в обогреваемые поверхности нагревательные
провода, например марок ПОСХВ, ПОСХП. С помощью электрических калориферов
сушат зерно и сено в колхозах, совхозах, на вышеупомянутых зерноперерабатывающих
предприятиях.
Электроэнергия используется для получения с помощью генераторов токов высокой
частоты и ультразвука, используемых в сельском хозяйстве для тепловой обработки не
проводящих ток материалов: сушки и дезинсекции зерна, семян трав, фруктов и овощей,
сена, чая, табака, бобов какао, хлопка, шелковичных коконов. На ремонтных
предприятиях и в цехах применяют токи высокой частоты для закалки и сварки металлов,
плавки стали, цветных металлов и сплавов, заливки биметаллических втулок
подшипников, пайки режущих инструментов и деталей, восстановления деталей способом
наплавки металла, сушки электрических машин после пропитки их лаками, металлизации
изношенных поверхностей рабочих органов машин путем распыления металла.
Ультразвук используют для предпосевной обработки семян сельскохозяйственных
культур для повышения их всхожести, ускорения прорастания и повышения урожайности,
для интенсификации мойки овощей, фруктов и тары на перерабатывающих предприятиях,
для обеззараживания воды, пастеризации, стерилизации и гомогенизации молока и других
продуктов и для многих других целей.
Совершенно немыслимо без электричества ремонтное производство, где
электроэнергия используется для привода различных станков, например токарных,
токарно-винторезных, сверлильных и шлифовальных, заточных, фрезерных и
притирочных, трубогибных и резьбонарезных, различных линий, сварочных агрегатов и
машин, деревообрабатывающих станков, сушильных и окрасочных камер и т.п. То же
самое можно сказать и о подсобных предприятиях колхозов и совхозов, осуществляющих
переработку сельскохозяйственной продукции, изготовление строительных материалов и
изделий промыслового характера: в них электрификация позволяет значительно
уменьшить долю ручного труда и интенсифицировать производство. На предприятиях
агропромышленного комплекса электричество является единственным видом энергии,
позволяющей механизировать и автоматизировать производство, поддерживать высокую
производительность труда при наименьших затратах.
Даже беглое перечисление использования электроэнергии в сельском хозяйстве
показывает, что благодаря электричеству существует и может функционировать
большинство машин, механизмов и агрегатов. Электроэнергия - основа индустриализации
и научно-технического прогресса в сельскохозяйственном производстве.
Сельскохозяйственные потребители получают электроэнергию из государственной
электрической сети, где электроэнергия вырабатывается тепловыми, гидравлическими и
атомными электростанциями. На местах, в основном в качестве резервных источников,
применяются передвижные и стационарные дизельные электростанции, расширяется
применение
ветроэлектрических
установок
и
микрогидроэлектростанций,
устанавливаемых на малых реках с быстрым потоком воды - в рассредоточенных
сельскохозяйственных районах, особенно в высокогорных. Для передачи, преобразования
и распределения электроэнергии предназначены воздушные линии электропередачи (BЛ)
и трансформаторные подстанции. Все больше применяют кабельные линии.
Трансформаторные подстанции строят как закрытые, так и открытые (напряжение - до 35
кВ, преимущественно 6-10 кВ, низковольтной распределительной сети - 380/220 В).
Как видно из изложенного, в сельском хозяйстве работает огромное количество
разнообразного электрооборудования.
Преимущественную часть составляют электроприводы, электрические аппараты и
комплектные устройства для распределения и преобразования электроэнергии целевого
назначения - шкафы, устройства и пульты для управления агрегатами, поточными
линиями, цехами, фермами, предприятиями. Как правило, в эти современные средства
заложено большое количество различной электроаппаратуры и средств автоматизации.
Работа на них, их обслуживание, наладка и ремонт требуют немалых знаний, опыта и
любви к своему делу. Одновременно следует отметить, что именно электрооборудование
диктует темп работы технологических машин, ее качество и уровень. Именно через
электрификацию приходят в сельское хозяйство новинки научно-технического прогресса.
Однако в этом мире техники главным все же является человек, специалист-электрик. Без
него трудно представить нормальную работу электрооборудования. Правильная
эксплуатация, наблюдение за работой, при необходимости наладка или ремонт - вот залог
успешной работы. В этих условиях сельский электрик - незаменимый специалист, а его
труд - основа производства.
2
По книге: Шварцман А.З., Моя профессия - сельский электрик. - Москва:
Энергоатомиздат, 1991.
ГЛАВА 2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ
2.1 Основные группы производственных предприятий
хозяйства и их характеристики как объектов управления
сельского
В сельском хозяйстве объекты основных средств производственного назначения
можно классифицировать и по их назначению:
-сельскохозяйственного назначения;
-несельскохозяйственного (общепромышленного) назначения.
Внутри каждой из этих групп основные средства подразделяются по видам согласно
структуре, изложенной в Общеотраслевом классификаторе основных фондов.
Основные средства производственного назначения (как сельскохозяйственного, так
и несельскохозяйственного назначения) составляют так называемую производственную
инфраструктуру основных средств, а объекты непроизводственного назначения и
бытового обслуживания — социальную инфраструктуру. С точки зрения воспроизводственного
процесса
производственная
инфраструктура
обеспечивает
воспроизводство основного и оборотного капитала, а социальная — рабочей силы. При
этом простое воспроизводство обеспечивается за счет отнесения соответствующих затрат
на себестоимость продукции, а расширенное (в части, превышающей простое) за счет
прибыли (части выручки от реализации, превышающей себестоимость). Так как по
некоторым видам сельскохозяйственной продукции производство является убыточным, то
и простое и расширенное их воспроизводство может обеспечиваться за счет других
источников — дотаций, компенсаций и средств целевого бюджетного финансирования.
Методическими рекомендациями по учету основных средств предлагается еще два
подхода к классификации основных средств:
По степени использования — на находящиеся:
—в эксплуатации;
—в запасе (резерве);
—в стадии достройки, дооборудования, реконструкции и частичной ликвидации;
—на консервации.
С точки зрения бухгалтерского учета классификация, безусловно, эффективна. Что
же касается экономических подходов, то такое подразделение также может иметь вполне
определенный практический смысл. Особенно, если учесть, что периоды нахождения
объектов основных средств в стадии достройки, реконструкции и т.п., а также на
консервации можно определить с высокой степенью точности и, исходя из этих периодов,
в дальнейшем планировать выпуск продукции. Разница между нахождением основных
средств на консервации и на реконструкции заключается в том, что в последнем случае
после начала эксплуатации производительность реконструированных объектов и качество
продукции будет выше, а после консервации останется на том же уровне, что и до вывода
из эксплуатации. Что же касается основных средств в запасе, то определение динамики
изменения этих запасов может установить их оптимальный уровень.
В зависимости от имеющихся прав на объекты основные средства подразделяются
на:
- объекты основных средств, принадлежащие организации на праве собственности (в том
числе сданные в аренду);
- объекты основных средств, находящиеся у организации в оперативном управлении или
хозяйственном ведении;
- объекты основных средств, полученные организацией в аренду.
Классификация основных средств на собственные и арендованные имеет
непосредственное отношение к определению минимального размера уставного капитала
при создании организации и к оценке чистых активов организации при осуществлении
производственно-коммерческой деятельности. Целесообразно в отдельную подгруппу выделять объекты основных средств, сданные в аренду, с целью оценки рентабельности
такого вида деятельности и, соответственно, эффективности использования временно
свободного имущества. Самый простой метод заключается в сопоставлении
рентабельности аренды с рентабельностью продукции основного производства.
Структура основных средств.
Для экономики сельскохозяйственного производства имеет значение структура
производственных основных средств. Социальная инфраструктура имеет второстепенное
значение потому, что она, все-таки обеспечивает не простое воспроизводство, а
расширенное, причем существенная часть расширенного воспроизводства рабочей силы
может быть достигнута и без участия социальной сферы, а посредством исключительно
материальных стимулов (премирование за высокие результаты основной деятельности,
гарантии, компенсации и т.п.).
Существует также отраслевая структура основных средств, которая отражает
соотношение удельного веса стоимости объектов основных средств между различными
отраслями сельского хозяйства. Для отраслевой структуры характерны резкие различия
между составом и стоимостью отдельных групп основных средств. Так, например, в
растениеводстве группа «продуктивный скот» будет составлять сотые доли процента (в
основном, за счет подсобных предприятий по выращиванию скота), а группа
транспортных средств по стоимости будет сопоставима со стоимостью сооружений. В
животноводстве максимальный удельный вес занимают здания, предназначенные для
содержания скота, и продуктивный скот, а транспортные средства, напротив, будут иметь
незначительный удельный вес.
В составе основных средств в сельском хозяйстве как и в машиностроении принято
выделять так называемую активную часть — машины, оборудование и транспортные
средства. Эта часть характеризуется высоким моральным и физическим износом, а,
следовательно, более высокими, по сравнению с другими группами, нормами
амортизационных отчислений. То есть, активная часть основных средств оказывает более
существенное влияние на формирование себестоимости и финансовых результатов
деятельности сельскохозяйственных предприятий. С другой стороны, подверженность
моральному износу и высокая мобильность объектов, относящихся к этой группе (то есть
минимум затрат при замене выбывающих объектов на вновь приобретенные), обуславливает необходимость и возможность регулярной замены активной части на более
производительные и технологичные образцы. В отношении других групп основных
средств термин «пассивная часть» не применяется. Экономически это можно объяснить
тем, что все производственные основные средства участвуют в создании сельскохозяйственной
продукции,
то
есть
являются
активными
участниками
воспроизводственного процесса.
Удельный вес активной части основных средств является показателем,
характеризующим технологическую структуру производства. Так как специфика
технологии отдельных процессов такова, что простое сопоставление технологической
структуры результатов, пригодных для полноценного анализа, дать не может, то обычно в
этом случае применяют сравнение этого показателя в динамике — за ряд лет. Увеличение
доли активной части свидетельствует об обновлении производства и повышении
эффективности использования основных средств, уменьшение — о старении части
объектов, оказывающих самое существенное влияние на формирование себестоимости и
уровень производительности хозяйства в целом.
2.2 Направления разработки систем управления энергоресурсами в
структуре малого предпринимательства
2.3 Обзор автоматизированных
предпринимательства
систем
в
структурах
малого
Мировой опыт развития малого предпринимательства свидетельствует о его
большом потенциале и ряде преимуществ перед средним и крупным бизнесом.
Становление и развитие малых предприятий не требует значительных финансовых
ресурсов, а сочетание небольших размеров фирм с их производственной и управленческой
мобильностью позволяет чутко реагировать на постоянно меняющееся состояние рынка
[3]. В настоящее время использование информационных технологий в управлении малым
бизнесом — объективная необходимость. Они стали одним из общепринятых
инструментов контроля хозяйственной деятельности, повышения рентабельности и
успешного противостояния в конкурентной борьбе. Их главное предназначение —
построение информационного пространства малого предприятия, позволяющее
отображать
состояние
бизнеспроцессов
в
управленческой,
бухгалтерской,
производственной и административной системах управления организацией [7]. Проблема
большинства современных информационно-управленческих систем для малого бизнеса
заключается в том, что они либо являются масштабированной системой для крупных
предприятий, либо проектируются, опираясь на стандарты и методологии,
предназначенные для крупного и среднего предпринимательств. Причём в большинстве
случаев эти системы ориентированы на зарубежные аналоги, которым свойственны
другое юридическое поле и другая модель бизнеса. В ходе исследования выяснилось, что
многие техники и методологии, ориентированные на крупный бизнес, не дают
эффективных результатов в малом предпринимательстве, которое работает в
нестабильной среде. Об этом упоминается в различных источниках по реинжинирингу
бизнес-процессов и практике использования современных систем управления [4; 5].
Далее, если рассмотреть ключевые проблемы малых предприятий. Это как
управленческие проблемы, так и проблемы структуры организации. Также
рассматривается
анализ практики часто используемых шаблонов построения
автоматизированных управленческих систем в контексте малого предпринимательства.
При этом рассматриваются не все виды малого бизнеса, т. к. для совсем небольших
компаний существует множество систем учёта, которые хорошо справляются со своими
задачами.
Под малым бизнесом понимается предпринимательство на проектной основе, с
производством продукции, со штатом от 20 до 100 человек. Деятельность сотрудников
разделена на функциональные блоки (службы или отделы). Примерами подобного бизнеса
могут служить: сувенирный бизнес, разработка веб-сайтов, рекламный бизнес, разработка
компьютерных игр, изготовление тортов и т. д. То есть любой вид бизнеса, где продукт
изготавливается преимущественно под заказ. При поиске систем управления подходящих
для таких малых предприятий выяснилось, что систем, покрывающих все проблемы
компаний такого типа, нет. Поэтому цель исследования — понять, как должна выглядеть
эффективная информационная система управления для малых предприятий. В результате
исследования выделяются основные требования к системе управления малым
предприятием и предлагается компонентный подход в качестве концепции
архитектурного решения такой системы.
Существующие программные системы управления справляются с задачами учёта
малого бизнеса, но с рядом ограничений на вид бизнеса. Обычно это бизнес,
предоставляющий услуги. Стратегия управления такого бизнеса зависит в основном от
прибыли компании по оказанным услугам из заранее заданного перечня. Но помимо
компаний, оказывающих только услуги, существуют компании с производством. В таких
предприятиях, как правило, используется проектная форма ведения бизнеса и их штат
колеблется от 20 до 100 человек. При этом следует учесть, что малый бизнес развивается
постепенно. Сначала в бизнесе может участвовать 5—15 человек, и на этом этапе не
нужны системы управления (можно обойтись тетрадями/журналами или системами
только учёта). Но когда бизнес начинает расширяться и в компании работает уже больше
15 человек, то появляются проблемы, связанные с задачами управления, становлением и
развитием информационно-управленческих потоков.
Ключевые из них:
 Непрозрачность нижнего уровня при становлении иерархии (появление
руководителей второго уровня). Несмотря на то, что руководитель верхнего уровня
должен иметь возможность проверять ход работ на любом участке своей компании, при
появлении руководителей отделов он начинает во многом полагаться на их отчёты, т. к.
именно для этого он и назначил руководителей отделов. Если руководитель отдела
начинает предоставлять недостоверную информацию, то руководитель верхнего уровня
вынужден внедряться в работу целого отдела, чтобы выявить проблемы. Такое внедрение
неудобно, а часто и чрезвычайно сложно (например, компания содержит несколько
офисов).
 Проблемы принятия решений по рентабельности проектов конкретного типа. В
компании, работающей в проектной форме, скапливается много проектов, похожих друг
на друга. В этом случае руководителю необходимо уметь определять, будет ли выгодно
браться за очередной проект. Руководитель принимает решение, основываясь на
информации о прибыли и затратах по аналогичным выполненным проектам. Основной
акцент делается на результативность предприятия через показатели рентабельности,
расчет которых основан на соотнесении величины полученной прибыли с размерами
выручки [3].
 Снижение качества управления проектом из-за недостоверности информации о
ходе работ. При работе над несколькими проектами тяжело отслеживать проблемы,
которые возникают в ходе работ. Руководителю необходимо владеть актуальной
информацией и видеть, где возникают проблемы.
 Представление результатов работы разных отделов в виде, неудобном для общего
анализа деятельности компании. Сотрудники и руководители отделов пишут о
результатах своей работы и работы своего отдела в удобной для них форме. Но часто это
неудобно для руководителей верхнего уровня, если отчётность поступает к ним в
разнородных формах. Разнородная форма отчётов — это естественно, т. к. бухгалтер
мыслит совершенно не теми категориями, какими мыслит руководитель производства или
склада. Соответственно, эта информация в таком разнородном виде не поддаётся
адекватному анализу.
Для решения этих проблем нужна автоматизированная информационная система. В
эту систему вносится информация сотрудниками компании. При помощи встроенного в
систему инструментария руководители отделов могут создавать отчёты, а руководители
верхнего уровня могут проводить аналитику в различных аспектах деятельности
компании. На основании отчётов и результатов аналитики руководители верхнего уровня
принимают управленческие решения. Описанные проблемы управления изучаются уже
давно, и методологии их решения нашли своё отражение в стандартах управления,
согласно которым в дальнейшем реализуются системы управления предприятием. Самые
распространённые стандарты управления: MPS, MRP, FRP, SCM, CRP, MRPII, ERP,
ERPII, CRM, CSRP [1; 2]:
Существует достаточно много систем, так или иначе реализующих данные
стандарты. В том числе ориентированные на малый бизнес. Главный для малого
предпринимательства недостаток систем, реализующих указанные стандарты,
заключается в жёстких рамках и жёсткой структуре компании, их использующей.
Несмотря на то, что эти системы обладают модульностью, их архитектура внутри модулей
монолитна, а модули жёстко взаимосвязаны. При масштабировании таких систем для
малого бизнеса эти взаимосвязи остаются прежними. Много времени и финансовых затрат
уходит на покупку и внедрение этих систем. К тому же малому бизнесу зачастую не
нужно большинство функций больших систем. Многие функции могут даже мешать
ведению бизнеса.
Все стандарты управления, несомненно, были составлены, опираясь на многолетний
опыт работы достаточно крупных компаний, которым свойственна стабильность. Именно
это делает стандарты управления малопригодными при разработке информационноуправленческих систем для малого предпринимательства — из-за его изменчивости. Ещё
один способ построения корпоративных систем управления — это структурный анализ и
бизнес-моделирование [1; 5; 6]. Этот подход предлагает проанализировать деятельность
предприятия, построить бизнес-модель, разработать архитектурное решение, реализовать
систему и сопровождать её в течение эксплуатации.
Некоторые программные системы способны проводить генерацию программного
кода. Примерами методологий могут выступать UML, ARIS. Но в случае малых
предприятий данный подход обладает рядом серьёзных недостатков. Во многом
возможности этих методологий избыточны для малых предприятий. Не многие малые
предприятия способны позволить такие программные комплексы с финансовой точки
зрения, учитывая, что они направлены на крупный бизнес. Эффективность использования
данных методологий упирается в теоретическую подготовку проектирования систем
руководителями предприятий. Обычно такая подготовка оказывается очень низкой. Но
самый серьёзный недостаток следует из изменчивой природы малого бизнеса.
Построенная модель очень быстро устаревает, зачастую даже раньше, чем проект дойдёт
до стадии реализации. Тогда получится, что реализуется заведомо неправильная система
управления. Конечно, можно найти выход из такой ситуации. Например, переделать
бизнес-модель и вносить коррективы в реализацию. Но очевидно, что из-за изменчивости
малого бизнеса описанная проблема будет носить регулярный характер. Поэтому
требуются другие способы строить небольшие корпоративные системы. Несмотря на то,
что малый бизнес вынужден работать в нестабильной среде, исходя из практики, можно
выявить требования к системам управления для него с целью обеспечить более
эффективную работу бизнеса в этой среде. Отталкиваться следует от уже наработанных
человечеством решений, но учитывая факторы, которые отличают малый бизнес от
крупного. Одним из главных различий между средним и малым видами бизнеса является
участие сотрудников в деятельности компании. В средних и крупных предприятиях
достаточно заполнить нужные отделы людьми с подходящими профессиональными
навыками. Это связано с тем, что такие предприятия работают за счёт подразделений,
которые участвуют в бизнес-процессах всей компании. В малом бизнесе каждый
сотрудник занимает определённое место. Здесь важны индивидуальности, поэтому отделы
небольшие, а каждый сотрудник может выполнять несколько функций различной
профессиональной направленности. Сотрудник должен владеть той информацией, которая
предназначена для выполнения задач его роли. Следовательно, для каждого сотрудника
информационная система управления представляется индивидуально, скрывая
избыточные, по мнению этого сотрудника, данные и функции. Это свойство достигается
разграничением доступов в многопользовательской системе. Ещё одно различие между
крупным и малым бизнесом заключается в структуре подразделений, каждому из которых
свойственен свой спектр функций. В крупном бизнесе каждое подразделение связано с
конкретными бизнес-процессами компании, которые появились в результате построения и
реализации бизнес-модели. Это закладывает в модули монолитную архитектуру. В малом
бизнесе бизнес-процессы часто перераспределяются между подразделениями. Также
могут выделяться подразделения, нехарактерные для крупных видов бизнеса. Поэтому в
малых предприятиях важно не само понятие модуля, а его структура — набор бизнеспроцессов, с которыми работает подразделение. Изменения в малом бизнесе чаще всего
носят характер перераспределения сотрудников и бизнес-процессов по подразделениям.
При этом сами бизнес-процессы почти не изменяются, а новые появляются редко.
На основании изложенной информации можно составить список требований к
программным системам управления малым предприятием:
 Модульная гибкость — система должна уметь быстро перестраиваться под роль
пользователя. Причём перестраиваться должна структура модулей.
 Быстрое и удобное перераспределение ролей (настройка разграничения доступов)
с целью сокрытия избыточности для сотрудников.
 Система должна перестраиваться руководителем без привлечения программиста.
 Система должна предлагать интерфейсы для внесения информации, удобные с
точки зрения выполняемого процесса, а представлять её руководителю в
унифицированной и удобной для анализа форме. Для обеспечения требуемой гибкости
предлагается использовать компонентный подход, который вытекает из проектирования
CMS систем [8]. Основой этих систем является модульность.
В малом бизнесе важен не столько набор модулей, сколько их внутренняя
организация. Поэтому типовые задачи пользователей, которые представляют собой
простейшие бизнес-процессы, можно вынести в отдельные компоненты. Эти компоненты
могут объединяться в модули. При этом достигается как привычная модульная
архитектура, так и гибкая структура самих модулей системы. Компонент может быть
описан при помощи диаграмм IDEF и DFD, т. к. эти нотации хорошо поддерживают
вложенность. Это говорит о том, что при необходимости можно построить бизнес-модель,
в которой компоненты являются элементами этой модели. Также можно использовать
более серьёзный инструментарий, например UML или ARIS. В данном случае компоненты
также должны выступать элементами бизнес-модели. Подход оправдывает себя в малых
предприятиях, т. к. бизнесмодель небольшая и содержит минимальное количество
сквозных процессов (типовых для малых предприятий). Набор компонентов в модулях,
иерархия модулей, штатное расписание и доступы задаются руководителем компании
через специальный интерфейс.
Таким образом, руководитель должен иметь возможность изменять структуру всей
системы непосредственно во время эксплуатации. Подводя итог, в малом предприятии
есть управленческая проблема, которая отсутствует в более крупных видах бизнеса.
Малый бизнес постоянно меняется, чтобы выжить. Поэтому система управления для него
должна быть чрезвычайно гибкой, чтобы не переписывать её каждые несколько лет,
следуя традиционным методологиям и практикам построения систем управления. В том
виде, в котором эти методологии и практики предлагают использовать сейчас, — они
неэффективны в малом бизнесе. Ключевые отличия малых предприятий от крупного
бизнеса — упрощённость бизнес-модели, типовые бизнес-процессы, ролевая кадровая
система, частая реорганизация подразделений. Только учитывая эти факторы, можно
построить систему управления предприятием, опираясь на известные методологии
построения систем управления. Основополагающей концепцией для систем управления
малым бизнесом может стать компонентная система. Суть такой системы — быстрое и
простое перераспределение заранее заготовленных бизнес-процессов, реализованных в
компонентах. Для моделирования бизнес-процессов можно использовать простые нотации
— IDEF, DFD. Компонентный подход опробован в компонентной системе управления для
небольшой сувенирной компании, которая на рынке уже более 20 лет. На данном этапе
исследования компонентная система в малом бизнесе показала свои преимущества перед
традиционными системами управления.
Список литературы:
1. Абдикеев Н.М. Реинжиниринг бизнес-процессов. Полный курс MBA. — М. :
ЭКСМО, 2005. — 592 с.
2. Крылович А.В. Информационные технологии в управлении предприятием /
[Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://www.cfin.ru/itm/kis/tops.shtml (дата
обращения: 11.01.2015).
3. Мелехина П.Ю. Современные аспекты развития финансового механизма
предприятий малого бизнеса // Российское предпринимательство. — 2010. — № 8. — С.
99—102.
4. Питеркин С.В. Точно вовремя для России. Практика применения ERPсистем. —
М. : Альпина Бизнес Букс, 2005. — 368 с.
5. Репин В.В. Бизнес-процессы. Моделирование, внедрение, управление. — М.:
Манн, Иванов и Фербер, 2013. — 512 с.
6. Робсон М. Практическое руководство по реинжинирингу бизнеспроцессов. — М.:
Юнити, 2003. — 222 с.
7. Тимошенко Н.А., Меняев М.Ф. Информационная система учета для малого
предприятия // Российское предпринимательство. — 2003. — № 2. — С. 79—84.
8. Boiko B. Content Management Bible. — John Wiley & Sons, 2005. — 1176 p
2.4 Постановка задачи автоматизации систем генерации, распределения
и потребления энергоресурсов на предприятиях сельского хозяйства
В условиях автоматизации процессов и применения все более высокотехнологичных
энергопринимающих устройств актуальна задача надежного и бесперебойного
электроснабжения объектов сельского хозяйства. Для этого необходимо провести
комплекс мероприятий, включающих в себя как технические, организационноэкономические аспекты, так и внедрение новых технологий, и надлежащее правовое
регулирование.
К сетям электроснабжения потребителей сельской местности относятся сети
напряжением менее 110 кВ, по которым поставляется электроэнергия в основном (свыше
50% расчетной нагрузки) сельскохозяйственным потребителям (в т.ч. на культурное
обслуживание, производственные и коммунально-бытовые нужды и мелиорацию) [1].
Данные за последние несколько лет показали, что общая присоединенная мощность
энергопринимающих устройств в различных регионах Казахстана гораздо меньше
мощности всех поданных заявок потребителями в сетевые организации. Основными
причинами
являются:
отсутствие
технической
возможности
осуществления
технологического присоединения (высокая степень износа электросетевого оборудования
и недостаточно высокая скорость ввода новых генерирующих мощностей), высокая плата
по договору об осуществлении технологического присоединения из-за дорогостоящих
мероприятий по усилению существующих и строительству новых сетей
электроснабжения, длительные сроки выполнения необходимых мероприятий [2].
Также
к
проблемам
сельских
распределительных
сетей
относится
неудовлетворительное качество электроэнергии у конечных потребителей. Во многих
сельских сетях напряжение в сети с фазным напряжением 0,22 кВ колеблется на уровне от
0,18 до 0,26 кВ при нормальном отклонении напряжения в точке поставки ±10%
номинального или согласованного значения напряжения в течение 100% времени
интервала в одну неделю [3].
Изначально, при формировании системы электроснабжения потребителей сельской
местности, применялась радиальная топология как питающих, так и распределительных
сетей. При этом сети напряжением 35 и 10 кВ выполнялись без использования устройства
автоматического повторного включения и применения секционирования. Данное решение
было обусловлено сравнительно небольшими плотностями нагрузок. Понижающие
подстанции напряжением 35 кВ и ниже часто сооружались в однотрансформаторном
исполнении, малой мощности, и на каждую из них приходилось свыше 200 км воздушных
линий напряжением 10 кВ. В настоящее время в отдельных районах Казахстана данные
схемы не изменились, что, в свою очередь, исключает возможность надежного
электроснабжения сельских потребителей.
Решить все перечисленные проблемы силами электросетевых организаций
практически невозможно в связи с огромными капиталовложениями как в реконструкцию
существующих электроэнергетических сетей, так и в строительство новых
трансформаторных подстанций 110/35 кВ и электростанций. К решению проблем можно
привлечь самих потребителей электроэнергии. Цель работы – рассмотреть возможность
применения распределенной генерации для электроснабжения сельских потребителей.
Материал и методы. В последние годы в Казахстане наметилась тенденция к развитию
распределенной генерации. Распределенная генерация – генерация, присоединенная к
распределительной сети на среднем (до 30 кВ) и низком (менее 1 кВ) напряжении (рис. 1).
Зарубежная практика изменения подсистемы производства электроэнергии на данный
момент проявляется тенденцией внедрения большого числа малых источников
электроэнергии, работающих на возобновляемых ресурсах (ветер, вода, солнце) [4-6]. На
сегодняшний день в США функционируют порядка 12 млн установок распределенной
генерации (единичной установленной мощностью до 60 МВт) общей мощностью более
220 ГВт, годовой прирост составляет около 5 ГВт [7].
Также на распределенную генерацию в странах Европейского союза приходится
порядка 10% от суммарного объема производства электроэнергии. Развитие малых
распределенных электростанций в Казахстане имеет свои особенности. Этот процесс в
большей степени связан с созданием собственных источников энергии на основе
газопоршневых двигателей и газовых турбин.
Рис. 1. Централизованная и распределенная генерация
Расположение генерирующих мощностей в непосредственной близости от конечного
потребителя позволяет снижать или, в некоторых случаях, полностью исключать из
тарифа на электроэнергию составляющую, приходящуюся на строительство и
эксплуатацию магистральных и системообразующих сетей.
Преимущества внедрения распределенной генерации:
1.
Потребитель
обеспечивает
себя
надежным
электроснабжением
энергопринимающих
устройств
независимо
от
состояния
централизованной
электроэнергетической сети, а также от её режима работы, так как источник малой
генерации может работать изолированно.
2. Потребитель может извлечь экономическую выгоду от использования
собственных источников генерации. Например, компания Tampa Electric, обеспечивающая
электроэнергией и природным газом штат Флорида, ввела программу, позволяющую
владельцам резервных генераторов, способным к ценозависимому снижению потребления
в пиковые часы более чем на 25 кВт, ежемесячно получать оплату за каждый кВт
снижения потребления путем включения резервных генераторов. Энергокомпания
направляет сигнал потребителю, указывающий на необходимость снижения потребления.
При этом у потребителя есть 30 мин на включение своих генерирующих мощностей.
Таким образом, конечным потребителям электроэнергии предоставляется возможность
выступать в том числе в качестве производителей и продавцов. Данная программа
позволяет использовать резервные генераторы не только в случае возникновения аварии в
питающей сети, приводящей к невозможности получать электроэнергию централизовано,
но и загружать их в часы пиковой загрузки энергосистемы, когда цены на потребляемую
электроэнергию наиболее высокие, получая тем самым положительный экономический
эффект.
3. Сбор распределенных мощностей в единый центр управления создаст
потенциальный объем генерации. Поэтому с высокой вероятностью управление большим
количеством локальных генераторов, установленных у отдельных потребителей
электроэнергии, станет перспективным направлением развития специализированных
компаний.
Сложности внедрения распределенной генерации:
1. Необходимость подключения к централизованной сети электроснабжения для
резервирования и возможности обеспечения электроэнергией потребителя в случае
выхода из строя генерирующего оборудования или возникновения ситуаций, в которых
будет невозможно использовать собственные источники питания. Таким образом,
подключение распределенной сети электростанций приводит к изменению направлений
передачи потоков мощ ности в установившихся режимах, создает условия для
двухстороннего питания места повреждения в случаях возникновения аварийных
ситуаций.
2. Повышение требований к автоматизации и технологиям управления
распределительными сетями [8].
3. Подключение к единой энергосистеме большого количества распределённой
генерации во многом зависит от суммарной мощности нагрузки и генерации и их
соотношения, а также от состояния сети. При значительной мощности всех
присоединяемых распределенных генераторов возникают трудности с расчетом
электрических режимов и диспетчеризацией. Также особенностью газопоршневых
двигателей являются сравнительно малые постоянные инерции и более простые системы
регулирования, чем у генераторов большой мощности, что усложняет обеспечение
устойчивости электроэнергетической системы.
4. При присоединении распределенной генерации к единой электроэнергетической
сети возникают проблемы с обеспечением устойчивости, что приводит к необходимости
развития и реконструкции систем релейной защиты и автоматики. Диапазоны рабочих
токов защищаемых объектов расширяются, это может стать причиной таких проблем
функционирования существующей системы релейной защиты, как: – снижение
чувствительности защиты, установленной со стороны внешней сети; – увеличение
времени отключения КЗ (при каскадных действиях РЗ); – излишние срабатывания защиты.
5. Для нормального функционирования большого количества распределённой
генерации в составе единой централизованной системы электроснабжения, кроме
возможности дистанционной передачи информации о режимных параметрах, должна быть
организована возможность дистанционного управления режимом работы каждого
генератора в отдельности. Из единого диспетчерского центра в режиме реального времени
должен осуществляться мониторинг состояния сети и нагрузки в энергосистеме. На
основании информации о состоянии сети и равновесных ценах на электроэнергию, а
также сбытовых надбавках и транспортной составляющей в тарифе на электроэнергию
для конечных потребителей будет приниматься решение о загрузке тех или иных
генераторов малой мощности.
6. Само измерение потребляемой и производимой электроэнергии для владельцев
распределенной генерации представляет проблему. В случае использования
двунаправленных приборов учета электроэнергии брать в расчет нетто-результат для
определения объема превышения потребленной электроэнергии над произведённой или
наоборот и на основании этого объема осуществлять расчет по стандартным розничным
тарифам не представляется возможным. Это вызвано как различием цены на
электроэнергию в разные часы суток, так и тем, что цена покупки, как правило,
превышает цену продажи электроэнергии, так как включает в себя в том числе оплату
сбытовых надбавок, содержания электросетевого хозяйства и потерь электроэнергии в
сетях, услуг инфраструктурных организаций и пр. Вследствие чего потребитель,
владеющий генератором малой мощности, будет получать оплату услуг, которые он по
факту не оказывает.
Выводы. Внедрение распределенной генерации в схемы электроснабжения сельских
потребителей позволит: – выбирать необходимые уровни надежности и качества
энергоснабжения; – снизить затраты на транспорт электроэнергии (транспортная
составляющая в тарифе на электроэнергию достигает порядка 70%); – снизить тарифы на
электроэнергию для потребителей путем создания конкурентной среды не только для
производителей, но и потребителей электроэнергии и формирования условий для
оптимизации структуры и режимов работы генерации, распределительных сетей и
потребителей; – привлечь частные инвестиции в развитие электроэнергетики Казахстана.
Нормативный срок службы для большинства сетевого оборудования составляет 35
лет. На сегодняшний день более 30% эксплуатируемого оборудования старше
нормативного срока. При этом с 2020 по 2035 г. для поддержания сетевого комплекса в
состоянии, соответствующем настоящему времени, потребуется заменить порядка 40%
оборудования, а для вывода из эксплуатации всего оборудования старше 35 лет – заменить
более 70% электросетевого хозяйства. Таким образом, в условиях необходимости
обновления сетевого оборудования на современное применение распределённой
генерации становится более актуальным.
Применение распределенной генерации для электроснабжения сельских
потребителей требует пересмотра традиционных подходов к проектированию питающих и
распределительных сетей, которые должны позволять нормально функционировать
большому количеству генераторов малой мощности, присоединённых на уровнях
напряжения менее 35 кВ [9].
Требуется разработка новой программы развития электроэнергетики, которая будет
основываться на внедрении инновационных подходов построения электросетевого
комплекса, соответствующих современным потребностям как социального, так и
общественного развития и при этом учитывающих основные направления научнотехнического прогресса. На сегодняшний день подходом построения энергетики в целом и
электросетевого комплекса в частности, отвечающим заявленным требованиям, является
технология Smart Grid (SMART – Self Monitoring Analysisand Reporting Technology –
технология самодиагностики, анализа и отчета, GRID (англ.) – энергосеть) [10].
Развитие распределённой генерации и обновление электросетевого комплекса
являются дополняющими друг друга областями. Возможность подключения к единой
электроэнергетической сети распределенной генерации открывает множество
возможностей для владельцев генераторов. При этом сетевые организации также будут
передавать излишки электроэнергии, производимой распределенной генерацией, по своим
сетям. В свою очередь, сбытовые организации могут рассматривать распределённую
генерацию как привлекательное направление для инвестиций.
Библиографический список
1. Файбисович Д.Л. Справочник по проектированию электрических сетей / Д.Л.
Файбисович, И.Г. Карапетян, И.М. Шапиро. М.: ЭНАС, 2012. 376 с.
2. Постановление Правительства РФ от 27.12.2004 № 861 (ред. от 18.04.2018) //
Собрание законодательства РФ. 27.12.2004. № 52. Ч. 2. Ст. 5525.
3. ГОСТ 32144-2013 Электрическая энергия. Совместимость технических средств
электромагнитная. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения
общего назначения. М.: Стандартинформ, 2014. 16 с.
4. Samper M.E., Vargas A., Rivera S. Fuzzy assessment of electricity generation costs
applied to distributed generation. comparison with retail electricity supply costs // 2008
IEEE/PES Transmission and Distribution Conference and Exposition: Latin America, 2008;
13-15 Aug. DOI: 10.1109/TDC-LA.2008.4641771.
5. Jenkins N., Ekanayake J., Strbac G. Integration of distributed generation in electricity
system planning. Distributed Generation, 2010; 142-147. DOI: 10.1049/ PBRN001E_ch.
6. Liu Zhijian, Yan Jun, Song Qi. Optimal power flow research on distributed network
considering distributed generation. China International Conference on Electricity Distribution
(CICED), 2016. DOI: 10.1109/CICED.2016.7576148.
7. Ромеро-Агуэро Х. Какое будущее ожидает энергетические системы? //
Transmission & Distribution World. Russian Edition. 2015. № 2 (29). С. 38-42. URL:
http://eepir.ru/component/flippingbook/book/28/1.html?page=38.
8. Родионова М. Открытый семинар «Технические аспекты внедрения собственной
генерации: организация процесса решения проблемных технических вопросов».
РНКСИГРЭ // Электроэнергия. Передача и распределение. 2015. № 3 (30). С. 114-119.
9. Кобец Б.В., Волкова И.О. Инновационное развитие электроэнергетики на базе
концепции Smart Grid. М.: ИАЦ Энергия, 2010. 208 с.
10. Глущенко П.В. Активно-адаптивные электросети: интеллектуальный
мультиагентный диагностико-прогнозирующий комплекс и интеллектуальный алгоритм
мультиагента решений диагностического мониторинга // Управление экономическими
системами: Электронный научный журнал. 2014. № 8 (68). С. 1.
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ животноводческого комплекса
3.1 Структура задач управления электротехническим обеспечением
животноводческого комплекса
3.2 Разработка математического и алгоритмического обеспечения системы
управления
3.3 Разработка автоматизированной системы управления энергоресурсами
животноводческого комплекса
3.3.1 Разработка структуры комплекса технических средств. Обоснование и
выбор средств автоматизации
3.3.2 Разработка схемы автоматизации
3.4Разработка программного обеспечения системы
3.4.1Обоснование и выбор SCADA системы
В настоящее время повышение стоимости энергоресурсов привело к тому, что на
промышленных предприятиях учет энергии изменился. Все больше промышленных
предприятий приходят к пониманию того, что расчет за электроэнергию по старым
условиям и нормам уже не подходит. В связи с этим многие предприятия реорганизуют
учет электро-энергии по современным требованиям. Чтобы съэономить энергетические
ресурсы и снизить затраты необходимо вести более точный учет. Современные
промышленные предприятия используют автоматизированный приборный учет. Он
позволяет оперативно и гибко адаптироваться к разным тарифным системам. В связи с
этим в различных отраслях создаются автоматизированные системы контроля и учета
энергоресурсов – АСКУЭ. Для того, чтобы контролировать потребление энергии любая
промышленность должна иметь современную систему контроля и учета энергоресурсов.
Своевременный оперативный контроль позволяет осуществлять сбор данных из каналов
связи с объектами. Обработка и анализ данных в реальном времени дает возможность
решать технологические задачи автоматического управления [1].
Комплектные
трансформаторные
подстанции (КТП) предназначены для
преобразования электроэнергии с целью понижения высокого напряжения 6 или 10 кВ до
380 (220) вольт. Они применяются для электроснабжения промышленных и бытовых
потребителей.
Основным элементом трансформаторной подстанции является понижающий
силовой трансформатор (масляный или сухой), который через устройство ввода со
стороны высшего напряжения УВН подключается к воздушной или кабельной высоковольтной линии ввода. Со стороны низшего напряжения через распределительное
устройство РУНН к понижающему трансформатору подключаются потребители
электроэнергии.
Для контроля над качеством электроэнергии комплектные трансформаторные
подстанции оборудуются
контрольно-измерительной
аппаратурой (указатели
напряжения, приборы для измерения напряжения и тока) и приборами учета
электроэнергии. Измерение параметров электричества на трансформаторной подстанции
осуществляется трехфазным счетчиком. Для передачи данных используются линии
электропередачи.
Целью разработки является создание автоматизированной системы контроля с
применением со временного оборудования, отвечающего современным требованиям
надёжности и безотказности. Назначение разработки - создание конструктивно
законченной системы контроля.
Необходимо автоматизировать систему контроля основных параметров на участке,
таких как: электрическая энергия, электрическая мощность, напряжение.
Используемые в системе счетчики должны обеспечивать все базовые функции, а
именно измерение, учет, хранение, вывод на ЖКИ и передачу по интерфейсам активной и
реактивной электроэнергии раздельно по каждому тарифу и сумму по всем тарифам.
Тарификатор счетчика должен обеспечивать возможность учета по четырем тарифам в
шестнадцати временных зонах суток для четырех типов дней. Каждый месяц года
программируется по индивидуальному тарифному расписанию. Должно производиться
измерение следующих параметров электросети: мгновенных значений активной,
реактивной и полной мощности по каждой фазе и по сумме фаз с указанием направления
вектора полной мощности; действующих значений фазных токов, напряжений, углов
между фазными напряжениями и частоты сети коэффициентов мощности по каждой фазе
и по сумме фаз. Должен осуществляться контроль мощности нагрузки или энергии с
переводом импульсного выхода в высокоимпедансное состояние в случае превышения
заданных уставок. Связь между КТП (комплектные трансформаторные подстанции) и ПК
(персональный компьютер) осуществить по линиям электропередач. В результате
решения поставленных задач была разработана АСУ с использованием современного
оборудования, отвечающему высокому уровню качества и надежности.
Программные и технические средства, выбранные для разработки:
- SCADA TRACE MODE 6.08
- Преобразователь «Меркурий 221»
- Концентратор «Меркурий 225»
- Счетчик «Меркурий 230»
Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №21 142
TRACE MODE является первой SCADA-системой, объединившей функции
программирования контроллеров и разработки операторского интерфейса в рамках
единого проекта. Это позволяет создавать крупные распределенные АСУТП с единой
базой данных проекта, легко масштабировать и настраивать системы.
SCADA — программный продукт, который предназначен для того, чтобы
разрабатывать и обеспечивать работу в реальном времени систем сбора, обработки,
отображения и архивирования данных об объекте мониторинга или управления. Данный
программный продукт может входить в состав автоматизированной системы управления
технологическим процессом, системы контроля учета энергоресурсов и многих других
автоматизированных систем. В настоящее время за любыми производственными
процессами необходим контроль операторов. В связи с этим активно стали применять
SCADA- системы.[2]
SCADA TRACE MODE обладает богатой библиотекой алгоритмов АСУТП,
включающей адаптивные алгоритмы и нечеткую логику, соответствует стандарту МЭК
61131-3 (международной электротехнической комиссии) - это мощная платформа для
разработки сложных систем управления. В состав рассматриваемой программного
продукта входят система инструментов и исполнительные модули (рантаймы). Работа в
TRACE MODE начинается с создания файлов, названия которых – «проект». Сам проект
автоматизированной системы управления запускается на рабочем месте оператора на
исполнение в реальном времени. В данной системе с помощью одного инструмента
возможно разработать все модули автоматизированной системы управления. Это и есть
«технология единый линии программирования». Разработка WEB – интерфейсов,
программирование
промышленных
контроллеров,
создание средств человекомашинного интерфейса в рамках одного проекта возможно при использовании технологии
единой линии программирования. Рассмотрим специализированные редакторы данной
системы:
- Редактор графических мнемосхем;
- Редактор экранных панелей;
- Редактор программ на визуальном языке FBD
(стандарт МЭК 6-1131/3);
- Редактор программ на визуальном языке SFC
(стандарт МЭК 6-1131/3);
- Редактор программ на визуальном языке LD
(стандарт МЭК 6-1131/3);
- Редактор программ на процедурном языке ST
(стандарт МЭК 6-1131/3);
- Редактор программ на процедурном языке IL
(стандарт МЭК 6-1131/3);
- Редактор шаблонов документов;
- Построитель связей с СУБД;
- Редактор паспортов оборудования (EAM);
- Редактор персонала (HRM);
- Редактор материальных ресурсов (MES);
В автоматизированной системе управления технологическим процессом есть разные
исполнительные модули TRACE MODE, которые имеют различные функции. Основные
исполнительные модулями программы [3]:
- Монитор реального времени (МРВ);
- Монитор реального времени+ (МРВ+);
- Монитор реального времени+ с сервером документирования (ДокМРВ+);
- DoubleForce МРВ+ (МРВ+ с горячим резервированием);
- Монитор реального времени+ с поддержкой
GSM/GPRS (GSM МРВ+);
- Клиентский модуль NetLink Light;
- Веб-сервер TRACE MODE (TRACE MODE
DataCenter);
- Исполнительные модули для промышленных
контроллеров — micro TRACE MODE;
Существуют профессиональная и базовая линии программных продуктов TRACE
MODE. Базовая и профессиональная линии имеют программы с разными форматами
файлов проекта. Базовая линия имеет бесплатную систему. При выборе SCADA-системы
следует подходить к выбору комплексно, то есть не руководствоваться каким-нибудь
одним параметром. Необходимо оценивать уровень поддержки оборудования в SCADAсистеме. Важно детально изучать функциональность опций, поддерживаемых SCADAсистемой. Также при выборе системы стоит обратить внимание и на саму фирму –
разработчика. Стоит оценить на сколько полно компанией разработчиком
предоставляются услуги технической поддержки и обучения. Особое внимание следует
обратить на наличие драйвера для оборудования, стоимость и качество технической
поддержки [4].
Проведя сравнительный анализ ряда SCADA–систем для реализации базовых
функций тестовой АСУТП было принято решение использовать SCADA – систему Trace
Mode V6.
Рис.1 - Анализ модулей SCADA-систем для реализации базовых функций тестовой
АСУ ТП Как видно из рисунка 1, зарубежные SCADA-системы при одной и той же
функциональности АСУТП минимум в три – четыре раза дороже. Конкурентные
преимущества SCADA-системы Trace Mode V6:
- Гибкая система лицензирования (разделение на базовую и профессиональную линию
продуктов); Вестник технологического университета. 2015. Т.18, №21 143
- Библиотека встроенных бесплатных драйверов для оборудования различных фирм
производителей (свыше 2000 поддерживаемых устройств);
- Бесплатная высококвалифицированная техническая поддержка;
- Прозрачная номенклатура программных продуктов (использование единого
инструментария для разработки);
- Наиболее полная поддержка функциональности необходимой для реализации АСУ ТП в
различных областях промышленности;
- Сравнительно небольшая стоимость программных продуктов.
Рассматриваемая автоматизированная система контроля и учета за энергоресурсами была
разработана на кафедре АССОИ совместно со студентом Сайфуллиным И.И.
Данная АСКУЭ отвечает всем заданным требованиям. Разработанная система
обеспечивает доступ к показаниям в реальном времени, позволяет получать данные из
архива счетчика, формирует и отображает на экране таблицу небаланса по мощности.
Производит оповещение в случае отклонения напряжения от допустимых значений и
запись случившегося отклонения в документе формата txt.
Система имеет возможность сгенерировать документ на основе таблицы небаланса в
HTML и XML форматах.
Литература
1. Онлайн учебники [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.lessonstva.info/edu/e-inf2/m2t4_2.html,
свободный.
2. Ахметханов А.А., Ягьяева Л.Т. Особенности автоматизированной системы управления
приточно-вытяжной вентиляции // Вестник КНИТУ. 2014, №3, с.305-307
3. Ягьяева Л.Т., Ахметханов А.А. Разработка операторского интерфейса
автоматизированной системы управления приточно-вытяжной вентиляции // Вестник
КНИТУ. 2014, №7, с.303-306
4. Терентьев С.А. Технология обработки данных в информационно-управляющей системе
/ Вестник КНИТУ. Т.18 №11, 2015. с.186-188.
____________________________________________________
© Л. Т. Ягьяева – ст. препод. кафедры автоматических систем сбора и обработки
информации КНИТУ, lenura.t@rambler.ru,
М. Ю. Валеев доцент кафедры автоматических систем сбора и обработки информации
КНИТУ, И. И. Сайфуллин – выпускник той же кафедры.
© L. T. Yagyaeva, Senior Lecturer, Department of automated systems for collecting and
processing information, KNRTU,
lenura.t@rambler.ru, mob. M. Yu. Valeev, Assistant Professor, Department of automated
systems for collectin
3.4.2 Разработка прикладного программного обеспечения
3.5 Результаты исследования режимов управления энергоресурсами на
предприятии животноводческого комплекса
Download