CC BY
16
The article considers the influence of general physical laws on the efficiency of technological processes of screw press machine. The possibilities of improving the efficiency of extrusion on the basis of the laws of hydraulics and strength of materials. Established and carried out according theoretically their experimental verification, a quantitative evaluation of projects. The results obtained can be used in the manufacture of new cars in preparation of feed design offices and processing plants, as well as improvement of existing equipment.
Keywords: Preparation of feed, mechanization of livestock production, screw pressing machines, efficient processes, patterns, theoretical and experimental.
УДК 631.171: 65.011.56-52
РОБОТИЗИРОВАННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТКОРМА СВИНЕЙ С ВОЗМОЖНОСТЬЮ ДИСТАНЦИОННОГО КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ ИНТЕРНЕТ
И.И.Гируцкий
С.В.Крылов
А.А.Жур
Ю.А.Кислый
М.В.Навныко
Приведены результаты разработки и эксплуатации инновационного оборудования для жидкого кормления свиней, обеспечивающего круглосуточную приготовление и раздачу жидкого корма в соответствии с текущими потребностями животных.
Ключевые слова: компьютеризация, удаленный контроль и управление, жидкое кормление свиней.
Современные объекты автоматизации становятся все более сложными и дорогостоящими, что, в свою очередь, требует качественного и своевременного контроля их состояния. Зачастую, наличие большого количества обслуживаемых систем, их удаленность друг от друга не всегда позволяет в полной мере оценить реальную ситуацию на объектах. Особенно это характерно для сельскохозяйственного производства, характеризующегося значительной удаленностью объектов и значительной ценой отказа оборудования.
Кроме того, наличие биологической составляющей непрерывного круглосуточного контроля и управления с минимальным привлечением обслуживающего персонала. Развитие технологий и микропроцессорной техники позволило решить большую часть проблем, связанных с производительностью, точностью, надежностью и эффективностью работы оборудования.
Система жидкого кормления является передовой технологией в области свиноводства. Жидкое кормление имеет ряд преимуществ по сравнению с системой сухого кормления. Компьютеризация управления позволила реализовать инновационную технологию круглосуточного кормления свиней с учетом их текущей потребности. Кормление вволю в наши дни является одной из важнейших систем кормления. В РУП "НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства" разработан комплект оборудования, который обеспечивает высококачественную систему жидкого кормления, которая может работать по принципу нормированного кормления или кормления вволю.
1
I - компьютер управления; 2 - база данных по животным; 3 - программный модуль расчета доз кормления; 4 - дополнительный модуль расчета минимальной производительности линий приготовления и раздачи кормов; 5 - датчик наличия жидкого корма в кормушке;
6 - кормушка; 7 - частотно-регулируемый электропривод двигателей линий приготовления и раздачи; 8 - электродвигатель шнек-извлекателя; 9- шнек-извлекатель; 10 - бункер корма;
II - смесительная ванна; 12 - двигатель привода насоса; 13 - расходомер контроля выдаваемой дозы; 14 - электродвигатель привода насоса; 15 - насос; 16 - электропневмоклапаны
Автоматизированная система для откорма свиней (рис.1) состоит из компьютера управления 1, включающего базу данных 2 по животным, программный модуль 3 расчета доз кормления и дополнительный модуль 4 расчета минимальной производительности линий приготовления и раздачи кормов, причем входы модуля 4 соединены с датчиками 5 наличия жидкого корма в кормушках 6 и с выходом программного модуля 3 расчета доз кормления, а выход дополнительного модуля 4 соединен с частотно-регулируемым электроприводом 7 двигателей линий приготовления и раздачи кормов. Линия приготовления жидкого корма включает двигатель 8 шнек-извлекателя 9 подачи комбикорма из бункера 10 в смесительную ванну 11, а также двигатель привода насоса 12 подачи воды в смесительную ванну 11.
Технологическое оборудование раздачи жидкого корма включает смесительную ванну 11, расходомер 13 контроля выдаваемой дозы, электродвигатель 14 привода насоса 15 подачи жидкого корма, электропневмоклапаны 16 подачи жидкого корма в кормушки 6. В каждой кормушке 6 установлен датчик 5 наличия корма, соединенный с входами дополнительного модуля 4. При наличии корма в кормушке при текущем кормлении доза для данной кормушки не замешивается и не выдается.
В начале откорма масса свиней определяется взвешиванием и заносится в базу данных 2 компьютера управления. На основании массы свиней в модуле расчета 3 параметров определяется доза корма и в модуле рассчитывается минимальная производительность работы технологического оборудования приготовления и раздачи жидких кормов, с учетом наличия корма в каждой кормушке 6 для жидкого корма установлен датчик наличия корма 5, что позволяет контролировать поедаемость корма.
При отсутствии корма сигнал от датчика 5 передается в компьютер управления, где рассчитывается необходимая доза приготовления корма только для кормушек, где жидкий корм отсутствует.
На основании рассчитанной суммарной дозы корма для всех кормушек, требующих кормления производится расчет минимальной производительности технологического оборудования за счет изменения частоты вращения двигателей исполнительных механизмов.
При этом разовая доза корма, необходимая для обеспечения животных может меняться в широких пределах, с изменением численности животных, их массы и аппетита.
В то же время производительность оборудования рассчитывается на максимально возможное число животных и их максимальную массу с необходимостью раздачи кормов за определенное время.
Так, согласно экспериментальным исследования в цехе откорма СПК «Восходящая Заря» получены следующие данные по объемам раздаваемого жидкого корма и затрачиваемого для этого времени работы оборудования с постоянной производительностью (табл.).
Таблица. Экспериментальные данные по необходимым объемам замеса корма и времени работы оборудования для приготовления и раздачи жидкого корма в цехе откорма свинокомплекса за 1 день кормления
Объем корма, кг 1177 1441 2090 1650 979 1793 913 1851 1958
Время кормления, сек 950 1010 1477 1220 840 1267 806 1344 1404
В то же время на одно кормление по принятой технологии допускается время до 1800 сек. Таким образом (см. табл.) имеется возможность снижения производительности оборудования и соответствующего снижения затрат электроэнергии в силу значительных колебаний в объемах потребляемого корма.
Снижение затрат электроэнергии на привод оборудования для приготовления и раздачи кормов осуществляется благодаря уменьшению частоты вращения электроприводов и, соответственно, снижению производительности оборудования при сохранении постоянным суммарного времени приготовления и раздачи жидких кормов свиньям.
Производительность Q кормового насоса для подачи жидкого корма в кормопровод определяется по следующей зависимости
Q=Q0(n/nc), (1)
где n,n0 - частота вращения вала привода насоса.
А мощность N, затрачивая на привод насоса определяется по следующей зависимости
N=N0(n/nc)3 (2)
А суммарные затраты электроэнергии, необходимые для обеспечения раздачи заданного объема корма V равны
E =(V/Q)*N (3)
Расчеты, проведенные по формулам (1..3) применительно к данным табл. 1, показывают, что выбор минимальной производительности оборудования для раздачи корма, обеспечивающего технологически обоснованное время кормления позволяет экономить не менее (20..40)% затрат электроэнергии.
Приготовление и раздача корма осуществляется круглосуточно, в автоматическом режиме, без необходимого присутствия оператора. Этот процесс продолжается циклически в течение 100.. .130 дней до достижения требуемой массы свиней.
В качестве устройства управления использован контроллер РР-45 общепромышленного применения с цветной сенсорной панелью. Прикладная управляющая программа написана на алгоритмическом языке Automation Basic в среде программирования Automation Studia. Предусмотренная прикладной программой диагностика технологического оборудования и использование удаленного контроля и управления с использованием глобальной сети Интернет позволяет оперативно реагировать и устранять возможные отказы оборудования (рис.2).
Рис.2. Сервисное окно доступа к системе управления через Интернет и окно визуализации технологического процесса кормления свиней
Двухлетняя промышленная эксплуатация в условиях свиноводческого комплекса роботизированного оборудования показало его высокую эффективность и надежность.
Литература:
1. Гируцкий, И.И. Точное управление откормом свиней / И.И. Гируцкий // Труды 6-ой Международной конференции «Идентификация систем и задачи управления». - М., 2007. - С.508-525.
2. Пат. 7909 РБ. Автоматизированная система для откорма свиней / И.И. Гируцкий, А.А.Жур, СВ. Крылов, В.Ф. Марышев. - Заявлено 15.06.2011; Опубл. 28.02.2012.
Гируцкий Иван Иванович, доктор технических наук, заведующий лабораторией Крылов Сергей Викторович, кандидат технических наук, старший научный сотрудник Жур Анатолий Анатольевич, инженер, научный сотрудник; Кислый Юрий Анатольевич, инженер, младший научный сотрудник; Навныко Максим Владимирович, инженер, научный сотрудник,
РУП «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства» Тел .+3750172800291 E-mail: ger_50@mail.ru
The results of the development and use of innovative equipment for liquid feeding pigs, providing 24-hour preparation and distribution of liquid feed according to the current needs of the animals.
Keywords: Computerization, remote monitoring and control, liquid feeding for pigs.
