CC BY
43
на соискание ученой степени кандидата государственный аграрный университет, технических наук / Санкт-Петербургский Санкт-Петербург, 2018. 172 с.
REFERENCES
1.Mikroklimat zhivotnovodcheskikh pomeshchenii [Indoor climate of livestock premises]. Available at: http://agro-archive.ru/tehnologicheskie-osnovy/731-
mikroklimat_zhivotnovodcheskih-
pomescheniy.html (accessed 29.08.2018) (In Russian)
2.Nacional'nyj Soyuz Svinovodov [National Pig Farmers Union]. Available at: www.nssrf.ru (accessed 29.08.2018) (In Russian)
Plaksin I.E., Trifanov A.V. Modul'naya zhivotnovodcheskaya ferma [Modula livestock farm]. Mekhanizatsiya i elektrifikatsiya sel'skogo khozyaistva. 2012. N 3: 15-17. (In Russian)
3.Plaksin I.E., Trifanov A.V. Malogabaritnyi svinarnik dlya soderzhaniya zhivotnykh na glubokoi podstilke [Small pig house for housing the animals on deep bedding]. Patent RF on utility model N 149256, 2014. (In Russian)
4.Plaksin I.E., Trifanov A.V Malogabaritnyi reproduktornyi svinarnik [Small reproduction pig house]. Patent RF on utility model N 174935, 2017. (In Russian)
5.Bryukhanov A.Yu., Maksimov N.V., Plaksin I.E., Trifanov A.V. Sistema estestvennoi ventilyatsii malogabaritnogo svinarnika [System
of natural ventilation for a small pig house]. Patent RF on utility model N 123907, 2012. (In Russian)
6.OST 10.31.2.- 86. Ispytanie sel'skokhozyaistvennoi tekhniki. Komplekty oborudovaniya dlya sozdaniya mikroklimata v zhivotnovodcheskikh predpriyatiyakh [Industry-specific standard [Testing of agricultural machinery. Equipment sets to create the indoor climate on livestock rearing enterprises]. Moscow. 1987. (In Russian)
7.Pribory dlya izmereniya fizicheskikh parametrov i attestatsii rabochikh mest. Izmeriteli vlazhnosti i temperatury [nstruments for measuring physical parameters and certification of workplaces. Moisture and Temperature Meters]. Available at: http://analitlab.ru/mv42m (accessed 29.08.2018)
8.Plaksin I.E. Povyshenie effektivnosti proizvodstva svininy v lichnykh podsobnykh i krest'yansko-fermerskikh khozyaistvakh putem obosnovaniya parametrov tekhnologicheskikh modulei dlya otkorma svinei. [Improving the efficiency of pork production in personal subsidiary and peasant farms by justifying the parameters of technological modules for fattening pigs. Cand. tech. sci. diss.]. Saint Petersburg: SPbGAU, 2018: 172
УДК 62-523 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10076
АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РЕГИСТРАЦИИ ПАРАМЕТРОВ МИКРОКЛИМАТА В ЖИВОТНОВОДЧЕСКОМ ПОМЕЩЕНИИ
Р. М. Ильин; C.B. Вторый, канд. техн. наук
ISSN 0131-5226.
_ИАЭП. 2018. Вып. 96_
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) - филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петербург, Россия
При промышленном содержании скота наиболее остро встает вопрос микроклимата в животноводческом помещении, так как в замкнутом пространстве сосредоточено большое количество животных. Для снижения выбросов в атмосферу необходим строгий контроль над концентрацией вредных газов, который позволит определить напряженные места в помещении содержания животных. Существующие системы контроля параметров микроклимата в большинстве своем управляют температурой и влажностью воздуха внутри помещения. Количество комплектов датчиков, необходимых для установки в помещении для содержания КРС, может доходить до 9 и более точек установки. С целью уменьшения стоимости системы и повышения удобства её эксплуатации предложено мобильное устройство контроля параметров микроклимата для содержания сельскохозяйственных животных с одним комплектом датчиков. Конфигурация системы имеет собственный привод для передвижения по подвесному пути внутри коровника. Представлена блок схема алгоритма управления данной системой регистрации параметров микроклимата. Система осуществляет мониторинг таких параметров микроклимата как температура, влажность, скорость движения воздуха внутри помещения, концентрация углекислого газа и аммиака. Использование мобильного устройства позволяет оптимизировать контроль параметров микроклимата.
Ключевые слова, животноводство, крупный рогатый скот, микроклимат, система мониторинга.
Для цитирования: Ильин P.M., Вторый C.B. Алгоритм функционирования мобиль-ной системы егистрации параметров микроклимата в животноводческом помещении // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 3 (96). С. 217-224.
OPERATION ALGORITHM OF MOBILE SYSTEM FOR INDOOR CLIMATE PARAMETERS
REGISTRATION
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
In the large-scale housing of farm animals, the most acute issue is the microclimate in the livestock building, since a large number of animals are concentrated in the closed space. To reduce emissions into the atmosphere, the strict control over the concentration of harmful gases is required, which will allow determining the "hot spots" in the animal house. Available control systems of microclimate parameters mostly register the temperature and humidity of the indoor air. Nine or more sets of sensors may be required for one control system in the cattle housing premises. In order to reduce the cost of the system and to improve its serviceability, a mobile device was designed for monitoring the indoor climate parameters in an animal house with one set of sensors. The system's configuration has its own drive for moving it along the hanging rail inside the barn. The paper presents a block diagram of the control algorithm for this recording system. The system monitors such microclimate parameters as temperature, humidity, indoor airflow rate, and concentration of carbon dioxide and ammonia. Its application allows optimising the indoor climate parameters control.
Key words: livestock farming, cattle, indoor climate, monitoring system.
R.M. Ilin;
S.V. Vtoryi, Cand.Sc. (Engineering)
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
растениеводства_
For citation: Ilin R.M., Vtoryi S.V. Operation algorithm of mobile system for indoor climate parameters registration. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produkcii rastenievodstva i zhivotnovodstva. 2018. 3(96): 217-224. (In Russian)
Введение
Интенсивный рост животного и его высокая продуктивность, обусловленные наследственными данными, могут быть обеспечены только при условии сбалансированного кормления и создания животным комфортных условий,
отвечающих их биологическим
потребностям. Основным условием технологии промышленного производства животноводческой продукции является высокое сосредоточение животных в одном месте и их интенсивное использование. В свою очередь нахождение большого количества животных в ограниченном
концентрации вредных газов и необходимости управления микроклиматом в животноводческом помещении [1,5]. В условиях повышения цен на энергоносители и не перспективности использования энергоемких систем для создания микроклимата, сельскохозяйственные
предприятия чаще применяют естественную систему вентиляции. В некоторых хозяйствах вопросы взаимосвязи животного с внешней и внутренней средой решаются за счет конструктивных особенностей зданий и технических приемов: веса и возраста животных, продолжительностью открытия окон и дверей [2]. Технология уборки навоза, выбранная на конкретном сельскохозяйственном предприятии,
определяет уровень выбросов аммиака, повышение концентрации которого несет негативные последствия для животного[3,4]. Поэтому, для существенного снижения выбросов в атмосферу необходим строгий контроль над концентрацией вредных газов, которая позволит определить напряженные
места в помещении содержания животных. [6]
Материалы и методы
К основным параметрам микроклимата, требующим тщательного контроля, относятся: температура, влажность и скорость движения воздуха внутри помещения, концентрация таких газов как аммиак, сероводород, углекислый газ [7,8,9]. Существующие системы регулирования параметров микроклимата в большинстве своем управляют с температурой и влажностью воздуха внутри помещения. Стоимость датчиков концентрации газов очень высока, по сравнению с датчиками температуры и влажности. При этом количество комплектов датчиков, необходимых для установки в помещении для содержания КРС, может доходить до 9 и более точек установки [6]. Такое количество аппаратуры в сумме с затратами на систему управления и линии связи приводит к большим финансовым затратам.
С целью уменьшения стоимости системы и повышения удобства её эксплуатации было предложено решение, описанное в патенте №2015144247/13 на «устройство контроля параметров
сельскохозяйственных животных» [10]. На рисунке 1 представлена схема устройства контроля параметров микроклимата. В корпусе смонтированы блок контроля, преобразователь параметров датчиков, датчики температуры и влажности, датчики концентрации вредных газов, модуль сбора и передачи данных соединенный с антенной передачи информации. Корпус устройства 1, жестко соединенный с тележкой носителем 3,движущейся по подвесному пути 2, имеет в
КБЫ 0131-5226. Теоретический _ИАЭП. 2018.
и научно-практическии журнал. Вып. 96_'
себе разъемы для заряда внутреннего аккумулятора.
Рис. 1. Схема устройства на подвесном пути
Движение устройства по подвесному пути возможно в обе стороны с реверсированием согласно программе. При замкнутой конфигурации подвесного пути движение происходит в одном направлении с остановкой для подзарядки внутреннего источника питания. Высота И установки подвесного пути зависит от конструктивных особенностей помещения и технологии содержания. Устройство имеет встроенный источник питания, обеспечивающий выполнение заданной программы по регистрации и передаче данных.
Преимущества мобильной системы регистрации параметров микроклимата:
• Позволяет производить мониторинг
животноводческом помещении в заданных интервалах времени
• Исключает использование длинных проводных линий электропитания и снятия регистрируемых параметров
• При сокращении количества используемых датчиков в системе позволяет определять параметры микроклимата в любой необходимой точке помещения в зависимости от конструкции коровника и технологии содержания
• Заряд аккумуляторной батареи в автоматическом режиме обеспечивает автономность данной системы.
Результаты и обсуждение
Для функционирования мобильной системы регистрации параметров микроклимата необходима программа, по который будут выполняться необходимые действия. На рисунке 2 представлена блок-схема алгоритма управления мобильной системой регистрации параметров микроклимата.
В блоке 1 происходит проверка уровня заряда батареи. При недостаточном заряде система идет на цикл подзарядки. При уровне заряда батареи Ид большем или равным минимальному значению, установленному в зависимости от характеристик аккумуляторной батареи, идет опрос датчиков в блоке 2. При какой либо неисправности в блоке 2 подаётся сигнал о неисправности системы и к остановке её работы с целью её технического осмотра. При положительном решении о состоянии системы начинается цикл измерения. Тележка начинает движение при подаче питания на электродвигатель в блоке 4. По мере движения по монорельсу установлены метки в местах определённых для измерения параметров микроклимата. Получая сигнал о точке замера, система отключает питание ( блок 6) двигателя для остановки тележки. Далее следует выдержка времени необходимая для разогрева датчиков. Время задержи, будет равным 3 минутам в соответствии с паспортными данными датчика углекислого газа, как датчика с самым большим временем разогрева из всех используемых в системе. Следом осуществляется замер параметров микроклимата с периодичностью в 10 секунд общей временем в 90 секунд. После регистрации параметров микроклимата следует проверка по количеству замеров в блоке 9, где пуст количество точек замеров
установленное оператором, п - текущее количество замеров. При соблюдении условия блока 9 начинается движение системы на место заряда и передачи данных на архиватор. Для определения точки заряда введен блок сравнения напряжения заряда 10. При соблюдении условия в блоке 10
происходит передача собранной системой информации на внешний архиватор. Данный алгоритм представлен для системы, передвигающейся по замкнутому контуру (кольцо). Для системы, двигающейся по разомкнутому контуру, предусмотрены реверс в начале и конце пути.
Рис. 2. Блок-схема алгоритма управления мобильной системой регистрации параметров
микроклимата
Выводы
Мобильное устройство регистрации параметров микроклимата предназначено для мониторинга параметров микроклимата: температура, влажность, скорость движения воздуха внутри помещения, концентрация углекислого газа и аммиака. Использование одного комплекта датчиков позволяет уменьшить стоимость всей системы и сократить длину проводных линий электропитания и обмена данными между датчиками, контроллером и компьютером
для архивации. Путь, по которому передвигается тележка носитель, может иметь разнообразную форму в зависимости от конкретных параметров помещения для содержания животных.
При дальнейшем развитии этой системы возможно расширение её функционала. Установка камер видеонаблюдения и тепловизора позволит выявлять больных животных, а так же усилить безопасность на предприятии.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Vtoryi V.F., Vtoryi S.V., Ylyin R.M. Investigations of temperature and humidity conditions in barn in winter. Proc. 17th Int. Sc. Conf. "Engineering for Rural Development". 2018: 265-269.
2. Шматко H. H., Кирикович С. A., Ковалевский И. А., Нагорная 3. M..
специализированных комплексах по производству говядины. // Розведення i генетика тварин: м1жвщомчий тематичний науковий зб1рник/ Нащональна академ1я аграрних наук Украши, Институт розведення i генетики тварин. Кшв : Аграрна наука, 2012. Вып. 46. С. 342-344.
3. Вторый С.В., Ланцова Е.О. Исследование эмиссии углекислого газа из навоза КРС // Инновации в сельском хозяйстве. 2014. №5(10). С. 116-119
4. Вторый В.Ф., Гордеев В.В., Вторый С.В., Ланцова Е.О. Влияние погодных условий на формирование температурно-влажностного
ВНИИМЖ.2016. №3(23).С.68-72.
Микроклимат и продуктивность животных //. Л. «Колос», 1976.208 с. 6. Valerii Vtoryi, Sergei Vtoryi, Eugenia Lantsova. Research results of ammonia
emission from cattle manure. Proc. Int. Sc. XXXVI CIOSTA & CIGR SECTION V Conf.
Forestry for Future Generations", Saint Petersburg: SPbSAU. 2015: 293-296.
7. Брюханов А.Ю., Козлова Н.П., Максимов Д. А. Оценка стоимости мер по снижению выбросов аммиака на фермах КРС // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2012. № 1. С. 38-39.
8. РД-АПК 1.10.01.02-10 Методические рекомендации по технологическому проектированию ферм и комплексов крупного рогатого скота. -М:. ФГБНУ «Росинформагротех», 2010,- 107 с.
9. Ильин P.M., Вторый С.В. Обоснование параметров системы мониторинга микроклимата в животноводческих помещениях // Технологии и технические средства механизированного производства
животноводства. 2017. № 92. С. 212-217.
10. Вторый В.Ф., Вторый С.В., Ланцова Е.О.
микроклимата в помещениях для содержания сельскохозяйственных животных: пат. 161235 Рос Федерация. № 2015144247/13: заявл. 14.10.2015: опубл. 10.04.2016. Бюл. №10
Технологии и технические средства механизированного производства продукции
Л REFERENCES
1. Vtoryi VF., Vtoryi S.V., Ylyin RM. Investigations of temperature and humidity conditions in barn in winter. Proc. 17th Int. Sc.
2018:265-269.
2. Shmatko N. N., Kirikovich S. A., Kovalevskii I. A., Nagornaya Z. M.. Mikroklimat pomeshchenii na spetsializirovannykh kompleksakh po proizvodstvu govyadiny [Indoor climate at specialised beef production complexe].
i genetika tvarin: mizhvidomchii tematichnii naukovii zbirnik Natsional'na akademiya agrarnikh nauk Ukraïni, Institut rozvedennya i genetiki tvarin. Kiev : Agrarna nauka, 2012, 46: 342-344. (In Russian)
3.
(In Russian)
4. Vtoryj V.F., Gordeev V.V., Vtoryj S.V., Lantsova E.O. Vliyanie pogodnykh uslovij na formirovanie temperaturno-vlazhnostnogo rezhima v korovnike [Weather conditions influence on formation of temperature and humidity conditions in a cowshed], Vestnik Vserossijskogo nauchno-issledovatel'skogo instituta mekhanizacii zhivotnovodstva. 2016; N 3 (23): 67-72. (In Russian)
5.
6. Valerii Vtoryi, Sergei Vtoryi, Eugenia Lantsova. Research results of ammonia emission from cattle manure. Proc. Int. Sc.
XXXVI CIOSTA & CIGR SECTION V Conf. "Environmentally Friendly Agriculture and Forestry for Future Generations'", Saint Petersburg: SPbSAU. 2015: 293-296.
7. Bryukhanov A.Yu., Kozlova N.P., Maksimov D.A. Otsenka stoimosti mer po snizheniyu vybrosov ammiaka na fermakh KRS [Cost estimation of measures to reduce ammonia emissions on cattle farms]. Sel'skokhozyaistvennye mashiny i tekhnologii. 2012. N 1: 38-39. (In Russian)
8. Metodicheskie rekomendacii po tekhnologicheskomu proektirovaniyu ferm i kompleksov krupnogo rogatogo skota RD-APK 1.10.01.02-10 [Management Directive for Agro-Industrial Complex RD-APK 1.10.01.02-10. Recommended Practice for Engineering Designing of Cattle Farms and Complexes]. Moscow: Rosinformagrotekh, 2010: 107. (In Russian)
9.
zhivotnovodcheskikh pomeshcheniyakh
Substantiation of parameters of climate monitoring system in livestock houses]. Tekhnologii i tekhnicheskie sredstva mekhanizirovannogo proizvodstva produktsii
10. Vtoryj V.F., Vtoryj S.V., Lantsova E.O. Ustroj stvo kontrolya parametrov mikroklimata v pomeshcheniyakh dlya soderzhaniya sel'skokhozyajstvennykh zhivotnykh [The device for controlling the microclimate parameters in the premises for farm animals housing]. Patent RF on utility N 161235. 2016. (In Russian)
ISSN 0131-5226. Теоретический и научно-практический журнал. _ИАЭП. 2018. Вып. 96_
УДК 611.363631.277.01 637.11 DOI 10.24411/0131-5226-2018-10077
ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ОТКОРМА ИНДЕЕК
И.Е. Плаксин; А.В. Трифанов, канд. техн. наук
Институт агроинженерных и экологических проблем сельскохозяйственного производства (ИАЭП) -филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, Санкт-Петерб^>г, Россия
Доля мяса птицы в общем объеме производства составляет порядка 45% и этот показатель ежегодно увеличивается, что объясняется высоким спросом потребительского рынка на данный вид продукции. Лидирующие позиции в отрасли птицеводства занимает мясо цыплят бройлеров с показателем 97,3%, на втором месте находится мясо индейки -2,8%, а на другие виды мяса приходится 1,9% общего производства. Несмотря на незначительную долю в общем объеме производства мяса птицы, индейководство за последние десять лет увеличило производство в восемь раз, существенно снизилась доля импорта, а за последние три года данный вид продукции поставляется на экспорт. Большая часть производства мяса индейки сосредоточена на крупных птицефермах и комплексах, а доля малых птицеводческих предприятий не превышает 1,5%. Но при учёте сокращения мелкотоварных свиноводческих предприятий в связи с угрозой распространения африканской чумы свиней, индейководство может стать альтернативой для малых сельхозпроизводителей. Малые индейководческие предприятия на сегодняшний день сталкиваются с рядом проблем, таких как отсутствие технико-технологических и планировочных решений для мелкотоварных предприятий, и необходимость первичной переработки получаемой продукции, высокая стоимость, а также сложность обслуживания птицы на начальном этапе ее откорма. Для решения обозначенных проблем в ИАЭП разработан проект технологического модуля для откорма индеек, для которого обоснованы следующие технико-экономические параметры: единовременное содержание 53 голов птицы до шестнадцати недель, расход кормов 1260,4 кг, расход воды 2853,3 л, выход помета 1,68 м3, экономический эффект в теплый период 228518,2 руб., а в холодный период 228857,6 руб.
Ключевые слова: сельское хозяйство; индейка; птицеводство; мелкотоварное производство; технологический модуль.
Для цитирования: Плаксин И.Е., Трифанов А.В. Обоснование технико-экономических показателей технологического модуля для откорма индеек // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2018. № 3 (96). С. 224-231.
JUSTIFICATION OF TECHNICAL AND ECONOMIC INDICATORS OF THE TECHNOLOGICAL MODULE FOR TURKEY FATTENING
I.E. Plaksin; A.V. Trifanov, Cand. Sc. (Engineering)
Institute for Engineering and Environmental Problems in Agricultural Production (IEEP) - branch of FSAC VIM, Saint Petersburg, Russia
