Научная статья на тему 'Разработка алгоритмов управления системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных'

Разработка алгоритмов управления системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных Текст научной статьи по специальности «Животноводство и молочное дело»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
животноводство / микроклимат / мониторинг / содержание животных / температура / тепловой стресс / animal husbandry / microclimate / monitoring / keeping animals / temperature / heat stress

Аннотация научной статьи по животноводству и молочному делу, автор научной работы — Комков И. В., Довлатов И. М., Павкин Д. Ю., Матвеев В. Ю.

Введение. Современные реалии побуждают фермерские хозяйства использовать интеллектуальные технологии во множестве областей животноводческой отрасли, например в содержании. Известно, что поддержание регламентированных значений показателей микроклимата благоприятно влияет на животных и их продуктивность. Их несоблюдение приводит к снижению продуктивности, ухудшению качества товарной продукции и ухудшению здоровья животных, вплоть до летального исхода. Для своевременной идентификации нарушений возможно использование соответствующих индексов, например индекс теплового стресса, так как тепловой стресс является одной из важных проблем, которая заключается в невозможности осуществления нормального теплообмена между животным и окружающей средой. Для предотвращения его пагубного влияния возможно использование фармакологичного и технологичного способа. Необходимо использовать автоматизированные системы анализа и регулирования, работа которых осуществляется при помощи алгоритмов функционирования для разных режимов работы. Это позволит уменьшить вероятность ошибки, а также увеличит энергоэффективность работы всей системы. Материалы и методы. Использована программа автоматизированного проектирования Компас-3D (САПР). Схемы созданы на основе ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов программ, данных и систем». Проведен сбор нормативной базы данных ПДК по параметрам микроклимата, необходимых для составления алгоритмов. Результаты и обсуждения. Приведены функциональная модель, функционально-структурные схемы основного и косвенного воздействия разрабатываемой системы обеспечения температурных режимов и алгоритмы функционирования системы: начало работы, зимний режим, летний режим с их описанием. Представлено схематичное отображение системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных и ее расположения в коровнике. Заключение. По результатам проведенных исследований были разработаны алгоритмы функционирования для основных режимов работы системы обеспечения температурных параметров, обеспечивающих круглогодичное ее использование.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по животноводству и молочному делу , автор научной работы — Комков И. В., Довлатов И. М., Павкин Д. Ю., Матвеев В. Ю.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Development of control algorithms for the temperature control system to reduce animal stress

Introduction. Modern realities urge farming enterprises to use intelligent technologies in various areas of the livestock industry, such as animal husbandry. It is known that maintaining regulated values of microclimate indicators positively affects animals and their productivity. Failure to comply leads to reduced productivity, deterioration of the quality of commercial products, and worsening of animal health, up to lethal outcomes. Timely identification of deviations can be achieved using appropriate indices, for example, the heat stress index, as heat stress is a significant issue resulting in the inability to achieve normal heat exchange between the animal and the environment. To prevent its detrimental effects, pharmacological and technological methods can be employed. Automated analysis and control systems need to be utilized, operating through functional algorithms for different operating modes. This will reduce the likelihood of errors and increase the energy efficiency of the entire system. Materials and Methods. The Compass-3D (CAD) automated design program was utilized. Diagrams were created based on the GOST 19.701-90 «Diagrams of algorithms, programs, data, and systems». The collection of the regulatory database on microclimate parameters necessary for algorithm development was conducted. Results and Discussions. Functional models, functional-structural diagrams of the main and ancillary effects of the developed system for temperature regime control, and the operating algorithms: startup, winter mode, summer mode, along with their descriptions were presented. A schematic representation of the temperature control system to reduce animal stress and its placement in the barn was provided. Conclusion. As a result of the conducted research, operating algorithms for the main modes of the temperature control system ensuring its year-round use were developed.

Текст научной работы на тему «Разработка алгоритмов управления системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных»

XXXXXXXXXXX технологии, машины и оборудование XXXXXXXXXXX

wwwwwwwwwwv ППЯ А ГРППРПММШПРЦЦПГП КПМП ПГКГА

ДЛ1Я А! РОПРОМЫШЛ1ЕППО1 О КОМПЛЕКСА

4.3.1 ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ _ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА _

Научная статья УДК 636.034

DOI: 10.24412/2227-9407-2024-5-7-18 EDN: ZCPRYM

Разработка алгоритмов управления системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных

Илья Владимирович Комков1, Игорь Мамедяревич Довлатов2, Дмитрий Юрьевич Павкин3, Владимир Юрьевич Матвеев413

12 3 Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ, Москва, Россия

4 Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, Княгинино, Россия

1 ilyakomkovl0@yandex.ru

2 dovlatovim@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3058-2446

3 dimqaqa@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8769-8365

4 matveev_ngiei@mail.ru3, http://orcid.org/0000-0002-1837-8285

Аннотация

Введение. Современные реалии побуждают фермерские хозяйства использовать интеллектуальные технологии во множестве областей животноводческой отрасли, например в содержании. Известно, что поддержание регламентированных значений показателей микроклимата благоприятно влияет на животных и их продуктивность. Их несоблюдение приводит к снижению продуктивности, ухудшению качества товарной продукции и ухудшению здоровья животных, вплоть до летального исхода. Для своевременной идентификации нарушений возможно использование соответствующих индексов, например индекс теплового стресса, так как тепловой стресс является одной из важных проблем, которая заключается в невозможности осуществления нормального теплообмена между животным и окружающей средой. Для предотвращения его пагубного влияния возможно использование фармакологичного и технологичного способа. Необходимо использовать автоматизированные системы анализа и регулирования, работа которых осуществляется при помощи алгоритмов функционирования для разных режимов работы. Это позволит уменьшить вероятность ошибки, а также увеличит энергоэффективность работы всей системы.

Материалы и методы. Использована программа автоматизированного проектирования Компас-3D (САПР). Схемы созданы на основе ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов программ, данных и систем». Проведен сбор нормативной базы данных ПДК по параметрам микроклимата, необходимых для составления алгоритмов. Результаты и обсуждения. Приведены функциональная модель, функционально-структурные схемы основного и косвенного воздействия разрабатываемой системы обеспечения температурных режимов и алгоритмы функционирования системы: начало работы, зимний режим, летний режим с их описанием. Представлено схематичное отображение системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных и ее расположения в коровнике.

Заключение. По результатам проведенных исследований были разработаны алгоритмы функционирования для основных режимов работы системы обеспечения температурных параметров, обеспечивающих круглогодичное ее использование.

Довлатов И. М., Павкин Д. Ю., Матвеев В. Ю., 2024 Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License. The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License.

7

© Комков И. В.,

WWW^WVW ТРГНМП1 /lflIF<% МЛГШМРЯ ЛМГ) ШШШ^М^ММ ЮТ I? THE" ЛППП-1ЫП11ЯТШЛI ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

Ключевые слова: животноводство, микроклимат, мониторинг, содержание животных, температура, тепловой стресс

Для цитирования: Комков И. В., Довлатов И. М., Павкин Д. Ю., Матвеев В. Ю. Разработка алгоритмов управления системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных // Вестник НГИЭИ. 2024. № 5 (156). С. 7-18. DOI: 10.24412/2227-9407-2024-5-7-18. EDN: ZCPRYM

Ilya V. Komkov1, Igor M. Dovlatov2, Dmitry Yu. Pavkin3, Vladimir Yu. Matveev4B

12 3 Federal Scientific Agroengineering Center VIM, Moscow, Russia 4 Nizhny Novgorod State Engineering and Economic University, Knyaginino, Russia

1 ilyakomkovl0@yandex.ru

2 dovlatovim@mail.ru, https://orcid.org/0000-0003-3058-2446

3 dimqaqa@mail.ru, https://orcid.org/0000-0001-8769-8365

4 matveev_ngiei@mail.ruhttp://orcid.org/0000-0002-1837-8285

Introduction. Modern realities urge farming enterprises to use intelligent technologies in various areas of the livestock industry, such as animal husbandry. It is known that maintaining regulated values of microclimate indicators positively affects animals and their productivity. Failure to comply leads to reduced productivity, deterioration of the quality of commercial products, and worsening of animal health, up to lethal outcomes. Timely identification of deviations can be achieved using appropriate indices, for example, the heat stress index, as heat stress is a significant issue resulting in the inability to achieve normal heat exchange between the animal and the environment. To prevent its detrimental effects, pharmacological and technological methods can be employed. Automated analysis and control systems need to be utilized, operating through functional algorithms for different operating modes. This will reduce the likelihood of errors and increase the energy efficiency of the entire system.

Materials and Methods. The Compass-3D (CAD) automated design program was utilized. Diagrams were created based on the GOST 19.701-90 «Diagrams of algorithms, programs, data, and systems». The collection of the regulatory database on microclimate parameters necessary for algorithm development was conducted.

Results and Discussions. Functional models, functional-structural diagrams of the main and ancillary effects of the developed system for temperature regime control, and the operating algorithms: startup, winter mode, summer mode, along with their descriptions were presented. A schematic representation of the temperature control system to reduce animal stress and its placement in the barn was provided.

Conclusion. As a result of the conducted research, operating algorithms for the main modes of the temperature control system ensuring its year-round use were developed.

Keywords: animal husbandry, microclimate, monitoring, keeping animals, temperature, heat stress

For citation: Komkov I. V., Dovlatov I. M., Pavkin D. Yu., Matveev V. Yu. Development of control algorithms for the temperature control system to reduce animal stress // Bulletin NGIEI. 2024. № 5 (156). P. 7-18. DOI: 10.24412/22279407-2023-5-7-18. EDN: ZCPRYM

Development of control algorithms for the temperature control system to reduce animal stress

Abstract

Современные реалии вынуждают фермерские хозяйства искать новые способы и пути повышения товарной продуктивности стада и увеличения экономических показателей стада [1]. Ведь с ростом товарных показателей данной отрасли АПК увели-

Введение

чиваются общие продовольственные показатели и, как следствие, продовольственная безопасность, что, в свою очередь, ведет к увеличению экономической безопасности страны [2]. В связи с этим особое внимание уделяется использованию интеллектуальных технологий в разных областях животновод-

ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ] ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ]

ства, включая содержание, в особенности обеспечение микроклимата [3].

Известно, что микроклиматические показатели способны оказывать влияние на уровень продуктивности и здоровье стада, как следствие, на экономические показатели товарного производства [4]. Так, например, необходимо следить за уровнем патогенных микроорганизмов, которые являются возбудителями болезней. Так как их наличие может вызывать не только заболевание крупного рогатого скота, но и приводить к ухудшению товарной продукции вплоть до невозможности ее реализации [5]. Поддержание параметров микроклимата на надлежащем уровне способно в полной мере раскрыть их генетический потенциал, что повысит продуктивные качества по сравнению с базовыми показателями [6]. Несоблюдение регламентированных значений показателей микроклимата приводит к различным пагубным последствиям, от заболеваний из-за патогенных микроорганизмов до ухудшения продуктивных показателей удоя, МДЖ и количеству соматических клеток, вызванных высокой концентрацией вредных газов, низким уровнем освещения или физическими травмами организма [7].

Одной из важных проблем современного животноводства считается тепловой стресс, который отрицательно влияет на молочную продуктивность, фертильность и так далее [8]. Тепловой стресс -нарушение теплообмена между организмом животного и окружающей его средой [9]. Тепловой стресс приводит к недостатку теплоотдачи организма, в результате чего различные компенсаторные механизмы приводят к снижению продуктивности и выраженности иммунного ответа [10]. Его проявление зависит не только от внешних факторов, например, температура, уровень относительной влажности, но и от внутренних, таких как: породная принадлежность скота, продуктивные качества и прочее [11].

Для определения степени их влияния были выведены соответствующие индексы, одним из которых является температурно-влажностный индекс. Данный индекс позволяет провести оценку степени влияния температуры и уровня относительной влажности на организм животного [12]. На данный момент существует несколько способов нивелирования его пагубного влияния, одним из которых является фармакокоррекция, но достоверно нельзя утверждать о безопасности продукции для употребления в пищу [13]. Наиболее распространенным и относительно менее затратным способом уменьше-

ния температурно-влажностного индекса является использование специализированных систем. Это позволит достигнуть уменьшения потерь производства, связанных с пагубным влиянием теплового стресса [14].

Качественная работа вышеописанных способов базируется на возможности адекватного анализа факторов среды, в которой находятся животные. Для обеспечения подобных критериев необходимо использование соответствующего оборудования [15].

Адекватную работу сложных электрических систем должна обеспечивать качественная электрическая распределительная сеть, в противном случае это может приводить к нежелательным последствиям от некорректного функционирования до полного их отключения из-за поломки [16]. Также следует использовать последние достижения науки и техники, которые обеспечат надежность функционирования подобных систем, что позволит достигать наибольшего эффекта [17]. Для обеспечения комфортного уровня жизни животных следует использовать автоматизированные системы, благодаря чему будут минимизированы возможные риски [18]. Это обусловлено тем, что при механическом функционировании относительно сложных систем вероятность ошибки возрастает, также существует вероятность человеческого фактора. Для исключения этих недостатков необходима полная автоматизация, так как на более длинной дистанции потенциальная прибыль будет превалировать над первичными затратами [19]. Корректное функционирование систем достигается использованием алгоритма функционирования для разных режимов работы, ввиду того, что при разных условиях эксплуатации могут изменяться способы взаимодействия подобных устройств с внешней средой [20].

Цель исследования: разработка алгоритмов управления системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных с помощью аналитического исследования, функциональной модели и функционально-структурных схем.

Материалы и методы

Для проведения научной работы была использована программа автоматизированного проектирования Компас-3D (САПР). Схема создана на основе ГОСТ 19.701-90 «Схемы алгоритмов программ, данных и систем». Проведен сбор нормативной базы данных ПДК по параметрам микроклимата: температура, влажность, необходимым для благоприят-

[ TECHNOLOGIES, MACHINES AND EQUIPMENT : FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX

ного содержания животных и получения наиболее высоких продуктивных показателей.

Результаты и обсуждение В связи с тем, что систему обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных следует использовать максимально эффективно, предварительно необходимо определить некоторые характеристики, которые обеспечат ее функционирование. Среда в помещении для содержания идентифицируется как агрессивная. Следова-

тельно, оборудование должно быть устойчиво к агрессивным средам, надежным и герметичным для адекватного функционирования, что отображено на рисунке 1. Помимо вышеописанного следует помнить, что использование системы предполагается в помещении для содержания животных. Следовательно, подразумевается постоянный непосредственный контакт с ними. Данный факт, в свою очередь, накладывает дополнительно условие по уровню шума, который не должен превышать 65-70 дБ.

FO Обеспечение регулирования микроклимата В помещении для содержания КРС FO Ensuring microclimate regulation Cattle housing

F1 Терморегуляция F1 Thermoregulation

-Ft 1 Энергоэффективность

tFl1 Energy efficiency!

-F12 Герметичность IFI.2 TightnessI

—F13 Устойчивость к агрессивным средам

IFI3 Resistance to aggressive environmentsi ~FU Прочность IFU Robustness! —F15 Надежность IF1.5 Reliability)

F2 Ублажнение и/или Санация Воздуха В помещении F2 Humtdification and/or Sanitation of indoor air

-F2.iЭнергоэффективность (F2.1 Energy efficiency!

~ F2.2 Герметичность IF2.2 Tightness! ~ F2.3 Эффективность увлажнения и/или санации (F2.3 Wetting and/or sanitation efficiency!

-F2A Надежность IF2A Reliability!

-F2.5 Устойчивость к агрессивным средам

IF2.5 Resistance to aggressive environments!

F1/2/3/i Расположение узлоВ и ограждение от Внешнего воздействия F1/2/3/4- Arrangement of components and shielding from external influences

F3 Обеспечение дополнительного Воздухообмен F3 Providing additional air exchange_

-F31 Энергоэффективность /F3.1 Energy efficiency! -F3.2 Надежность IF3.2 Reliability! -F3.3 Устойчивость к агрессивным средам IF3.3 Resistance to aggressive environments! -F34 Гибкость IF3À Flexibility!

Fi Управление поступающим потоком Воздуха Fi Controlling the incoming air flow_

— Fi. I Энергоэффективность (Fi. 1 Energy efficiency!

— Fi.2 Надежность IFi.2 Reliability!

- Fi.3 Прочность IFi.3 Robustness!

- FiA Устойчивость к агрессивным средам IFiA Resistance to aggressive environments!

-F1/2/3A.1 Надежность IF1/2/3A.1 Reliability!

- F1/2/3A2 Прочность (F1/2/3A.2 Robustness!

- F1/2/3A-3 Герметичность (F1/2/3A.3 Tightness!

-F1/2/3AA Устойчивость к агрессивным средам IF 1/2/3 A A Resistance to aggressive environments!

-F1/2/3/i.5 Термоизолированность IF1/2/3A.5 Thermal insulation!

-F1/2/3A.6 Безопасность (F1/2/3A-6 Safety!

Рис. 1. Функциональная модель системы обеспечения температурных

режимов для уменьшения стресса животных

Fig. 1. Functional model of the temperature control system for reducing animal stress

Источник: составлено авторами на основании исследований

Предлагаемый внешний вид системы представлен на рис. 2. Предполагаемая система включает в себя шесть основных узлов: воздуховод, вентилятор, завихритель, система охлаждения, гидролиния с форсунками, крепежная система. Для наиболее эффективного функционирования разрабатываемой системы следует располагать ее непосредственно над животными или в том месте, где животные проводят наибольшее количество времени, к

таким местам относится зона отдыха. Также важно учитывать, что данная система является дополнительной системой вентиляции и основная ее функция - нивелирование пагубного влияния теплового стресса. В качестве возможной дополнительной функции предлагаемой системы следует рассматривать дезинфекцию помещения с использованием средства, которое можно применять в присутствии крупного рогатого скота.

XXXXXXXXXXX технологии, машины и оборудование XXXXXXXXXXX

'^VWWVV^V ППЯ ЛГРППРПМЫШПРННПГП КПМППРКГА V^WWVWW ¿Fk^k^bd^ АГ ропромышлеппоё о ком1лекса

Рис. 2. Схематичное отображение системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных и ее расположения в коровнике Fig. 2. Is a schematic representation of the temperature control system for reducing animal stress and its location in the cowshed Источник: составлено авторами на основании исследований

В ходе анализа рисунка 2 определено, что размещение системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных возможно осуществлять на две секции. Исходя из вышесказанного следует, что в воздуховоде следует осуществлять создание нескольких рядов отверстий вдоль длины самого воздуховода. Также следует учитывать, что выходные отверстия необходимо располагать под

определенным углом относительно плоскости пола, что позволит захватить большую площадь. Кроме указанного выше, можно определить, что размещение за счет использования тросов над скотом является достаточно удобным решением, так как оно является достаточно мобильным. Следовательно, в последующем возможно его перемещение в другие помещения или иные фермы производства.

Рис. 3. Функционально-структурная схема основного воздействия разрабатываемой системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных Fig. 3. Functional and structural diagram of the main impact of the developed temperature control system to reduce animal stress Источник: составлено авторами на основании исследований

g g OE

h S v Я

'"d

s

о

S

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

о H

о л я s я

о

О ^

ft

ч о

си' 3

Я

ч к

е

О я

и

о о

p cti

3 •в et

Cd U et Я

О р

§

•в р

g

s «

p

о о

я о

Cd р

«

s s s

о о и et

§ з

а р р &

Я и S Et

Sc et

С S о я

ft Q

s 4

в I 3

^ ни

о

й ft

I Ê

I *

Е ^ s

3 * Р

Г s s

& S

р о

OQ Cd

S ti

S Й

3 to

о v;

о i-t,

ft g"

о ft

S

о о

Cd

ft «

«

О

& hh ft Çd Я О

M tl

_ Е ft

a n Si

3 2 S d

л с и S to

ft

о

hi* H

И?

ft ft р a 8 3

« ^ « р

S H Cd О

H «

er

E

Cd P ft

S

О St

Система регулирования микроклимата

из полимерного материала Climate control system polymer material

rfR

It

ГЦ r-.

tS'S II

J

II

^ I

H tl

I

^_^k_M' w_sjz_^

Zf I

о. ^

S I"

If ^ 1

I

Обеспечение регулирования микроклимата b помещении для содержания КРС Provision of microclimate regulation in Cattle housing

*i я p P H и

p ft

СП DD

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

с

¡5" з

С) Nj

S •fc.

is

Ю

1л "О сл

00 ^

г- |~л Й

s Й

Nj 'S)

N> S

СЧ d

Nj

r

•fc. о

41

ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ] ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ]

Рис. 5. Алгоритм начала работы системы регулирования микроклимата из полимерного материала Fig. 5. Algorithm for the start of operation of the microclimate control system

made of polymer material Источник: составлено авторами на основании исследований

Также предусмотрен ручной режим управления для дополнительного регулирования функционирования, это позволит вносить сиюминутные изменения в процесс работы системы. Начало работы: происходит включение системы, проводится экспресс-диагностика (тестовый режим) для подтверждения адекватного функционирования системы. В дальнейшем, если проводится дезинфекция помещения через систему, то идет определение необходимости ее осуществления. Режим дезинфекции может быть заменен на режим увлажнения. В дальнейшем в ходе анализа данных, полученных с датчиков температуры и влажности, и календарного дня происходит выбор режима работы системы. Алгоритм представлен на рисунке 5.

Рис. 6. Алгоритм работы системы регулирования микроклимата из полимерного

материала, зимний режим Fig. 6. Algorithm of operation of the microclimate control system made of polymer material, winter mode Источник: составлено авторами на основании исследований

[ TECHNOLOGIES, MACHINES AND EQUIPMENT : FOR THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX

Зимний режим: поскольку предлагаемая система не является основной системой вентиляции, мощность работы вентилятора составляет 35 %. В дальнейшем проводится опрос датчиков, при достижении регламентированных значений параметров система определяет наличие запроса на выключение. При наличии такого запроса система останавливает свое функционирование. Алгоритм представлен на рисунке 6.

Летний режим: в ходе выбора данного режима производится опрос датчиков, затем проводится анализ собранных данных. На их основе активируется определенный подрежим с разным уровнем мощности: 1-5. При уровне относительно влажности 50-80 %, температуре 17,5-20 °С вентилятор работает на 35 % мощности (1). При уровне относительно влажности 50-80 %, температуре 20-25 °С вентилятор работает на 55 % мощности (2). При уровне относительно влажности 50-70 %, температуре 25-30 ° вентилятор работает на 70 % мощности (3). При уровне относительно влажности 50-80 %, температуре 35-37,5 ° вентилятор работает на 85 % мощности (4). При уровне относительно влажности 70-80 %, температуре 30-35 °С вентилятор работает на 100 % мощности (5). В дальнейшем проводится опрос датчиков, и если значения параметров не удовлетворяют регламентированным, то продолжается работа выбранного подрежима. При достижении регламентированных значений параметров система определяет наличие запроса на выключение. При наличии такого запроса система останавливает свое функционирование. Алгоритм представлен на рисунке 7.

Заключение

Проведен анализ научной литературы по тематике пагубного влияния температурного стресса. На основе анализа сформулирован перечень узлов, в количестве 6 штук, входящих в систему обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных.

Представлены функционально-структурные схемы предлагаемой системы и описан принцип ее работы. По основному воздействию 57 % эффектов достигаются функционированием 2 средств на каждый из них. По косвенному воздействию 71 % эффектов имеет дополнительное воздействия от 83 % средств.

Рис. 7. Алгоритм работы системы регулирования микроклимата из полимерного

материала, летний режим Fig. 7. Algorithm of operation of the microclimate control system made of polymer

material, summer mode Источник: составлено авторами на основании исследований

ТЕХНОЛОГИИ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ] ДЛЯ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА ]

Сформулированы и описаны режимы работы системы обеспечения температурных режимов для уменьшения стресса животных: летний и зимний. При летнем режиме определены уровни мощности работы вентилятора: 1 (при уровне относительной влажности 50-80 %, температуре 17,5-20 °С); 2 (при уровне относительной влажности 50-80 %, температуре 20-25 °С); 3 (при уровне относительной влажности 50-70 %, температуре 25-30 °С); 4 (при

уровне относительно влажность 50-80 %, температуре 35-37,5 °С); 5 (при уровне относительной влажности 70-80 %, температуре 30-35 °С). Также выявлены дезинфекционный и ручной режимы управления. Разработаны алгоритмы функционирования для основных режимов работы предлагаемой системы, обеспечивающие круглогодичное ее использование.

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1. Ронжин А. Л., Савельев А. И. Системы искусственного интеллекта в решении задач цифровизации и роботизации агропромышленного комплекса // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Том 16. № 2. С. 22-29. DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-22-29.

2. Скрипкина Е. В., Латышева З. И., Жмакина Н. Д., Малахова С. В., Пахомова Е. В., Степерев Д. Ю. О роли аграрного производства в обеспечении продовольственной безопасности России в условиях усиления санкций // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2023. № 6. С. 185-190. EDN EWMXNJ.

3. Ценч Ю. С. Научно-технический потенциал как главный фактор развития механизации сельского хозяйства // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2022. Том 16. № 2. С. 4-13. DOI: 10.22314/2073-75992022-16-2-4-13.

4. Довлатов И. М., Комков И. В. Функциональная модель и схема системы обеспечения параметров воздуха в помещении для содержания животных // Агротехника и энергообеспечение. 2023. № 2 (39). С. 65-71. EDN RIZKUN.

5. Довлатов И. М., Юферев Л. Ю. Математическая модель по определению количества комбинированных рециркуляторов для птицеводческих помещений // Агротехника и энергообеспечение. 2019. № 4 (25). С. 129-137. EDN UJRTOF.

6. Lindkvist S., Ternman E., Ferneborg S., Bankestad D., Lindqvist J., Ekesten B., Agenas S. Effects of achromatic and chromatic lights on pupillary response, endocrinology, activity, and milk production in dairy cows // PLoS ONE 2021. № 16 (7). 0253776. DOI: 10.1371/journal.pone.0253776.

7. Assatbayeva G., Issabekova S., Uskenov R., Karymsakov T., Abdrakhmanov T. Influence of microclimate on ketosis, mastitis and diseases of cow reproductive organs // Journal of Animal Behaviour and Biometeorology. 2022. № 10 (3). P. 2230. DOI: 10.31893/jabb.22030.

8. Dovolou E., Giannoulis T., Nanas I., Amiridis G. S. Heat Stress: A Serious Disruptor of the Reproductive Physiology of Dairy Cows // Animals. 2023. № 13. P. 1846. DOI: 10.3390/ani13111846.

9. Кузьминова Е. В., Семененко М. П., Абрамов А. А., Рудь Н. А., Рудь Е. Н. Проблема теплового стресса в молочном животноводстве // Ветеринария Кубани. 2020. № 3. С. 10-11. DOI: 10.33861/2071-8020-2020-3-10-11.

10. Крупин Е. О. Метеопараметры внешней среды и микроклимата животноводческого помещения и их использование при анализе теплового стресса посредством ТВИ и ЭТИ // Достижения науки и техники АПК. 2021. Том 35. № 6. С. 50-56. DOI: 10.24411/0235-2451-2021-10609.

11. Wolfenson D., Roth Z. Impact of heat stress on cow reproduction and fertility // Anim. Front. 2019. № 9. P. 32-38. DOI:10.1093/af/vfy027.

12. Collier R., Baumgard L., Zimbelman R., Xiao Y. Heat stress: Physiology of acclimation and adaptation // Animal Frontiers. 2018. Vol. 9 (1). DOI:10.1093/af/vfy031.

13. Рудь Е. Н., Кузьминова Е. В., Семененко М. П., Абрамов А. А., Наталенко В. А. Фармакокоррекция теплового стресса у крупного рогатого скота // Ветеринария Кубани. 2022. № 5. С. 16-18. DOI: 10.33861/20718020-2022-5-16-18.

14. Stojkovic B., Stojanovic B., Dordevic N., Davidovic V. Effect of elevated heat and humidity on chewing activity, yield and chemical composition of milk in lactating cows // 1st International Symposium on Biotechnology. Cacak, Serbia. 2023. P. 195-203. DOI: 10.46793/SBT28.195S.

15

Вестник НГИЭИ. 2024. № 5 (156). C. 7-18. ISSN 2227-9407 (Print) Bulletin NGIEI. 2024. № 5 (156). P. 7-18. ISSN 2227-9407 (Print)

WWW^WVW TFCHNninniFS МДГШМРЯ ДМП ШШШ^М^ММ ЮТ I? THE" ДПЛП-1ЫП11ЯТШДI ГПМР1 rvV^^VWW^^WW

15. Qi F., Zhao X., Shi Z., Li H., Zhao W. Environmental Factor Detection and Analysis Technologies in Livestock and Poultry Houses: A Review // Agriculture. 2023. № 13 (8). P. 1489. DOI: 10.3390/agriculture13081489.

16. Подшивалов Е. С., Крюков О. В. Перспективы развития систем электроснабжения объектов АПК на базе распределенной энергетики // Электротехнологии и электрооборудование в АПК. 2023. Том 70. № 1 (50). С. 45-52. DOI: 10.22314/2658-4859-2023-70-1-45-52.

17. Виноградов А. В., Виноградова А. В., Конкин Д. В. Повышение надёжности трансформаторных подстанций 10/0,4 Кв заменой одного трансформатора на ДВА // Агротехника и энергообеспечение. 2023. № 3 (40). С. 65-75. EDN XXNCND.

18. Измайлов А. Ю., Хорошенков В. К., Колесникова В. А., Алексеев И. С., Лонин С. Э., Гончаров Н. Т. Средства автоматизации для управления сельскохозяйственной техникой // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 3. С. 3-9. DOI: 10.22314/207375992017.3.39.

19. Шарыгин М. В., Куликов А. Л., Фальков А. А. Автоматизация расчета адаптивной многопараметрической релейной защиты для реконфигурируемых распределительных сетей // Релейщик. 2022. № 1 (42). С. 12-16. EDN ZPWEGK.

20. Личман Г. И., Колесникова В. А., Марченко Н. М., Марченко А. Н. Разработка алгоритма оценки точности систем позиционирования ГЛОНАСС/GPS при дифференцированном внесении удобрений // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 2. С. 4-8. DOI: 10.22314/207375992017.2.48.

Дата поступления статьи в редакцию 27.02.2024; одобрена после рецензирования 28.03.2024;

принята к публикации 29.03.2024.

Информация об авторах: И. В. Комков - магистрант, специалист Агроинженерного центра ВИМ, Spin-код: 7291-7662; И. М. Довлатов - к.т.н., старший научный сотрудник Агроинженерного центра ВИМ, Spin-код: 9533-9629; Д. Ю. Павкин - к.т.н., старший научный сотрудник Агроинженерного центра ВИМ, Spin-код: 7671-5380; В. Ю. Матвеев - к.т.н., доцент, Spin-код: 6756-1176.

Заявленный вклад соавторов: Комков И. В. - написание окончательного варианта текста, критичный анализ материалов. Довлатов И. М. - научное руководство, формирование выводов.

Павкин Д. Ю. - критичный анализ материалов, критичный анализ окончательного варианта текста. Матвеев В. Ю. - верстка и формирование работы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

REFERENCES

1. Ronzhin A. L., Savel'ev A. I. Sistemy iskusstvennogo intellekta v reshenii zadach cifrovizacii i robotizacii agropromyshlennogo kompleksa [Artificial intelligence systems in solving the problems of digitalization and robotiza-tion of the agro-industrial complex], Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii [Agricultural machinery and technology]I, 2022, Vol. 16, No. 2, pp. 22-29, DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-22-29.

2. Skripkina E. V., Latysheva Z. I., Zhmakina N. D., Malahova S. V., Pahomova E. V., Steperev D. Yu. O roli agrarnogo proizvodstva v obespechenii prodovol'stvennoj bezopasnosti rossii v usloviyah usileniya sankcij [On the role of agricultural production in ensuring food security of Russia in conditions of increased sanctions], Vestnik kur-skoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii [Bulletin of the Kursk State Agricultural Academy academies], 2023, No. 6, pp. 185-190, EDN EWMXNJ.

3. Cench Yu. S. Nauchno-tekhnicheskij potencial kak glavnyj faktor razvitiya mekhanizacii sel'skogo hozyajst-va [Scientific and technical potential as the main factor in the development of agricultural mechanization], Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii [Agricultural machinery and technology], 2022, Vol. 16, No. 2, pp. 4-13, DOI: 10.22314/2073-7599-2022-16-2-4-13.

XXXXXXXXXXX технологии, машины и оборудование XXXXXXXXXXX

ППЯ ЛГРППРПМЫШ ПРННПГП КПМППРКГА V^WWVWW

4. Dovlatov I. M., Komkov I. V. Funkcional'naya model' i skhema sistemy obespecheniya parametrov vozduha v pomeshchenii dlya soderzhaniya zhivotnyh [Functional model and scheme of the system for providing indoor air parameters for animal husbandry], Agrotekhnika i energoobespechenie [Agrotechnics and energy supply], 2023, No. 2 (39), pp. 65-71, EDN RIZKUN.

5. Dovlatov I. M., Yuferev L. Yu. Matematicheskaya model' po opredeleniyu kolichestva kombinirovan-nyh re-cirkulyatorov dlya pticevodcheskih pomeshchenij [A mathematical model for determining the number of combined recirculators for poultry farming premises], Agrotekhnika i energoobespechenie [Agrotechnics and energy supply], 2019, No. 4 (25), pp. 129-137, EDN UJRTOF.

6. Lindkvist S., Ternman E., Ferneborg S., Bankestad D., Lindqvist J., Ekesten B., Agenas S. Effects of achromatic and chromatic lights on pupillary response, endocrinology, activity, and milk production in dairy cows, PLoS ONE, 2021. No. 16 (7), 0253776, DOI: 10.1371/journal.pone.0253776.

7. Assatbayeva G., Issabekova S., Uskenov R., Karymsakov T., Abdrakhmanov T. Influence of microclimate on ketosis, mastitis and diseases of cow reproductive organs, Journal of Animal Behaviour and Biometeorology, 2022, No. 10 (3), pp. 2230, DOI: 10.31893/jabb.22030.

8. Dovolou E., Giannoulis T., Nanas I., Amiridis G. S. Heat Stress: A Serious Disruptor of the Reproductive Physiology of Dairy Cows, Animals, 2023, No. 13, pp. 1846, DOI: 10.3390/ani13111846.

9. Kuz'minova E. V., Semenenko M. P., Abramov A. A., Rud' N. A., Rud' E. N. Problema teplovogo stressa v molochnom zhivotnovodstve [The problem of heat stress in dairy farming], Veterinariya Kubani [Veterinary medicine of Kuban], 2020, No. 3, pp. 10-11, DOI: 10.33861/2071-8020-2020-3-10-11.

10. Krupin E. O. Meteoparametry vneshnej sredy i mikroklimata zhivotnovodcheskogo pomeshcheniya i ih ispol'zovanie pri analize teplovogo stressa posredstvom TVI i ETI [Meteorological parameters of the external environment and microclimate of livestock premises and their use in the analysis of thermal stress by means of TVI and THESE], Dostizheniya nauki i tekhniki APK [Achievements of science and technology of agriculture], 2021, Vol. 35, No. 6, pp. 50-56, DOI: 10.24411/0235-2451-2021-10609.

11. Wolfenson D., Roth Z. Impact of heat stress on cow reproduction and fertility, Animal Frontiers, 2019, No. 9, pp. 32-38, DOI:10.1093/af/vfy027.

12. Collier R., Baumgard L., Zimbelman R., Xiao Y. Heat stress: Physiology of acclimation and adaptation, Animal Frontiers, 2018, Vol. 9 (1), DOI:10.1093/af/vfy031.

13. Rud' E. N., Kuz'minova E. V., Semenenko M. P., Abramov A. A., Natalenko V. A. Farmakokorrekciya teplovogo stressa u krupnogo rogatogo skota [Pharmacocorrection of thermal stress in cattle], Veterinariya Kubani [Veterinary medicine of Kuban], 2022, No. 5, pp. 16-18, DOI: 10.33861/2071-8020-2022-5-16-18.

14. Stojkovic B., Stojanovic B., Bordevic N., Davidovic V. Effect of elevated heat and humidity on chewing activity, yield and chemical composition of milk in lactating cows, 1st International Symposium on Bio-technology, Cacak, Serbia, 2023, pp. 195-203, DOI:10.46793/SBT28.195S.

15. Qi F., Zhao X., Shi Z., Li H., Zhao W. Environmental Factor Detection and Analysis Technologies in Livestock and Poultry Houses: A Review, Agriculture, 2023, No. 13 (8), pp. 1489, DOI: 10.3390/agriculture13081489.

16. Podshivalov E. S., Kryukov O. V. Perspektivy razvitiya sistem elektrosnabzheniya ob"ektov APK na baze raspredelennoj energetiki [Prospects for the development of power supply systems for agricultural facilities based on distributed energy], Elektrotekhnologii i elektrooborudovanie v APK [Electrical technologies and electrical equipment in the agro-industrial complex], 2023, Vol. 70, No. 1 (50), pp. 45-52, DOI: 10.22314/2658-4859-2023-70-1-45-52.

17. Vinogradov A. V., Vinogradova A. V., Konkin D. V. Povyshenie nadyozhnosti transformatornyh podstancij 10/0,4 Kv zamenoj odnogo transformatora na DVA [Improving the reliability of transformer substations 10/0.4 Kv by replacing one transformer with TWO], Agrotekhnika i energoobespechenie [Agrotechnika i energoobespechenie], 2023, No. 3 (40), pp. 65-75, EDN XXNCND.

18. Izmajlov A. Yu., Horoshenkov V. K., Kolesnikova V. A., Alekseev I. S., Lonin S. E., Goncharov N. T. Sredstva avtomatizacii dlya upravleniya sel'skohozyajstvennoj tekhnikoj [Automation tools for controlling agricultural machinery], Sel'skohozyajstvennye mashiny i tekhnologii [Agricultural machines and technologies], 2017, No. 3, pp. 3-9, DOI: 10.22314/207375992017.3.39.

19. Sharygin M. V., Kulikov A. L., Fal'kov A. A. Avtomatizaciya rascheta adaptivnoj mnogoparametriche-skoj relejnoj zashchity dlya rekonfiguriruemyh raspredelitel'nyh setej [Automation of calculation of adaptive multiparameter

17

ШШШ^М^ММ РПЛ THF АПЛП-1ЫП11ЯТШАI ГПМР1 FVV^^VWW^^WW ¡¡/^¡/^¡/^¡/^ run. 1 ПС AGn.U U\UUSlRlM.L,

relay protection for reconfigurable distribution networks], Relejshchik [Relay operator], 2022, No. 1 (42), pp. 12-16, EDN ZPWEGK.

20. Lichman G. I., Kolesnikova V. A., Marchenko N. M., Marchenko A. N. Razrabotka algoritma ocenki tochnosti sistem pozicionirovaniya GLONASS/GPS pri differencirovannom vnesenii udobrenij [Development of an algorithm for assessing the accuracy of GLONASS/GPS positioning systems with differentiated fertilization], Sel'sko-hozyajstvennye mashiny i tekhnologii [Agricultural machinery and technologies], 2017, No. 2, pp. 4-8, DOI: 10.22314/207375992017.2.48.

The article was submitted 27.02.2024; approved after reviewing 28.03.2024; accepted for publication 29.03.2024.

Information about the authors: I. V. Komkov - undergraduate student, specialist of the VIM Agroengineering Center, Spin-code: 7291-7662; I. M. Dovlatov - Ph. D. (Engineering), Senior researcher at the VIM Agroengineering Center, Spin-code: 9533-9629; D. Y. Pavkin - Ph. D. (Engineering), Senior researcher at the VIM Agroengineering Center, Spin-code: 7671-5380; V. Yu. Matveev - Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Spin-code: 6756-1176.

The stated contribution of the co-authors: Komkov I. V. - writing the final version of the text, critical analysis of materials. Dovlatov I. M. - scientific guidance, formation of conclusions.

Pavkin D. Yu. - critical analysis of materials, critical analysis of the final version of the text. Matveev V. Yu. - layout and formation of the work.

The authors declare that there is no conflict of interest.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.