ЛЕКЦІЯ № 4
ТЕМА: ТЕХНОЛОГІЧНІ ОБ'ЄКТИ КЕРУВАННЯ У ТВАРИННИЦТВІ.
4.1. Загальної відомості.
4.2. Склад і особливості розробки АСУ ТП тваринницьких об'єктів.
4.3. Тенденції розвитку АСУ ТП у тваринництві.
4.1. Загальні відомості
У сільському господарстві нашої країни широке поширення в області тваринництва одержали молоко товарні ферми (МТФ), ферми відгодівлі великої рогатої худоби (ВРХ), свиноферми, а також вівцеферми. У окремих регіонах широко розвинені оленярство, конярство та інші галузі.
У технології виробництва тваринницької продукції можна виділити ряд типових технологічних процесів:
- годівля;
- поїння;
- прибирання гною;
- доїння;
- мікроклімат;
- санобробка тварин і помешкань;
- контроль фізіологічного стана;
- контроль поточної маси і продуктивності тварин.
На першому рівні автоматизації кожний із приведених процесів або окремих операцій розглядаються як самостійні об'єкти керування. Основою для розрахунку параметрів таких локальних систем служать зоотехнічні норми і вимоги, а також конструктивні дані помешкань і технологічних установок.
Водночас кінцевий технологічний результат залежить від оптимальної взаємодії всіх процесів. Отже, при проектуванні і введенні в експлуатацію тваринницьких об'єктів варто враховувати, що максимального результату можна досягти лише при взаємозалежному керуванні технологічними процесами, а вирішити цю складну задачу можливо, як показує практика, лише за допомогою АСУ ТП.
Впровадження засобів автоматизації й АСУ ТП у тваринництві дозволяє підвищити продуктивність праці в 1,5...2 рази, знизити енерговитрати - на 30...40 %, текучі витрати - на 15...20 %, збільшити продуктивність тварин до 20 %.
Істотні негативні наслідки виявляються при порушенні встановлених режимів годівлі і доїння, що призводить до зниження продуктивності дійної череди на 15 %.
4.2 Склад і особливості розробки АСУ ТП тваринницьких об'єктів
При розробці АСУ ТП тваринницького об'єкта, наприклад МТФ, необхідно вирішити, як правило, автоматизацію п'ятьох основних процесів, як-от:
1) готування і роздача корму;
2) мікроклімат;
3) доїння;
4) прибирання гною;
5) ідентифікація і контроль стана тваринною, їхній моціон.
Про взаємозв'язок даних процесів можна судити, наприклад, про споживання кормів при зміні температури повітря. Так для корів оптимальною вважається t = 10 C. При цій температурі споживаний тваринними корм витрачається на накопичення молока, приріст ваги м'яса й інші функції організму, що забезпечують його нормальну життєдіяльність. При відхиленні температури убік зниження від номінальної, значна частина корма витрачається на вироблення і виділення енергії, необхідної для зігрівання тварин, а при підвищенні температури, енергія витрачається на підвищене потовиділення. У тому й іншому випадку продуктивність тварин знижується, для її відновлення необхідно збільшити вживання корму.
Автоматизація готування кормів.
Відповідно до зоотехнічних вимог, годівля тварин найбільше ефективно при використанні збалансованих кормів по поживності і наявності різноманітних добавок. Традиційним компонентом збалансованих кормів звичайно є грубі, соковиті корма, концентрати і меліса. Проте, останнім часом для одержання продуктивності що програмується тваринники, як за рубежем, так і в нашій країні перейшли переважно на згодовування тваринам комбінованих кормів.
Рецептам комбікормів у залежності від призначення привласнюють визначені номера в межах десятків, установлених для кожного виду тварин і птахів. Номера присвоюються для:
курки 1...9 ВРХ 60...69
індички 10...19 коні 70...79
качки 20... 29 вівці 80...89
гусаки 30...39 кролики і нутрії 90...99
інша птиця
(цесарки, голуби) 40...49 пухнасті звірі 100... 109
свині 50...59 риби 110... 119
інші рідкісні тварини 120... 129
У межах установлених десятків рецептів привласнюють порядкове число по виробничих групах тварин:
наприклад
номер рецепта
від тварин
курки
1 кури несушки
2 курчата і молодняк курок у віці від 1 до 30 днів
3 молодняк курок від 31 до 90 днів
4 молодняк курок від 91 до 150 днів
5 бройлери (м'ясні курчата) у віці від 5 до 30 днів
6 бройлери у віці від 31...70 днів
КРС
60 дійні корови
61 стельні і сухостійні корови
62 телята у віці від 1 до 6 місяців і т.д.
Вид і нумерацію рецептів позначають буквами і цифрами:
наприклад, П 62-4 – повно раціонний комбікорм для телят у віці від 1 до 6 мес., із порядковим номером 4(усього номерів від 10 до 30).
Роздача кормів - один із самих трудомістких процесів на тваринницьких фермах. У зв'язку з цим він у першу чергу потребує оснащення сучасними засобами автоматизації.
Одержали поширення два основних види годівлі тварин - ненормоване і нормоване. У першому випадку кількість корма не нормується, а у другому кожній тварині в залежності від його продуктивності видається визначена доза корму. Для роздачі корму найбільше поширення у вітчизняному с. г. виробництві одержали кормораздатчики типу рКС-3000, рКУ-200. Проте в даний час у складі АСУ ТП тваринницьких ферм і комплексів широко використовують системи і пристрої для індивідуальної годівлі тварин. Їх розробляють з урахуванням здійснення повноцінної нормованої годівлі тварин, що забезпечує максимальне підвищення їхньої продуктивності й ощадлива витрата кормів на одиницю продукції. На рівні АСУ ТП норма корма визначається микроЕОМ у залежності від кількості молока, виданого кожною твариною і його станом і параметрів. У одних випадках видача дозованої кількості корма здійснюється зміною тривалості роботи дозатора або період проходження біля нього годівниці, у випадку годівниць, що рухаються. Автоматизоване дозування концентрованого корма здійснюється за допомогою спеціальних лінійок, що дозують, або стрічок, що обмежують ступінь заповнення індивідуальних годівниць.
Проте для здійснення індивідуальної годівлі тварин, а значить і успішного функціонування молочнотоварного комплексу необхідно мати можливість ідентифікації (розпізнавання) корів. Це має також велике значення при автоматизації контролю за продукцією, визначення хворих корів і роздачі корму. Для визначення номера тварини на нашийнику встановлюють т.зв. транспондер - тобто датчик, покритий оболонкою з противоударного пластика. Приймач розпізнавання номера є на особовому боці годівниці так, що при наближенні тварини до антени виникають імпульси визначеної частоти і послідовності і на центральний пульт (у микроЕОМ) надходить номер тварини. Потім, після закінчення доїння передається інформація про надої молока і ЕОМ по введеної в неї програмі здійснює розрахунок дози годівлі і вносить номер тварини у визначені класифікаційні групи, що щодня видаються оператору у виді надрукованої інформації, або можуть бути їм викликані на дисплей. Для надання можливостей системи, що ідентифікують, варто сказати, що код, рівний серії імпульсів 8 біт, що у залежності від настроювання датчика мають різноманітні комбінації 1 і 0 може опрацювати 28 = 256 номерів. Кількість номерів можна збільшити, збільшивши кількість біт інформації. Крім всього іншого необхідно також при прогнозуванні надою враховувати т.зв. періоди лактації тварин, що складені на основі багаторічних статистичних спостережень і досягнень зоотехнічної науки. У зв'язку з цим великий інтерес подає експеримент, проведений на однієї з голландських досвідчених станцій. Дійна череда була розділена на дві рівнозначні групи. Одна група одержувала корм у залежності лише від надоїв, а для другої групи враховувалася т.зв. крива лактації з прогнозуванням надою на наступний тиждень. Розходження в надоях другої і першої груп склало більш 20 кг у день.
Для індивідуального підходу до кожної корови необхідні системи автоматизації доїльних установок, тому що в залежності від цього значно змінюється характер і ефективність усього виробництва, а також характер і умови праці обслуговуючого персоналу.
Вітчизняна промисловість випускає уніфіковані доїльні установки уДТ-6 "Тандем", уДЕ-8 "Ялинка", "Карусель" і інші. Автоматизація цих систем полягає в тому, що при підключенні доїльного апарата спеціальний клапан з'єднує під сосковий простір із молокопроводом, молоко починає надходити в датчик-лічильник і зливатися в чашку місткістю 100 г. Коли чашка заповниться, коромисло перекидається і молоко через клапан надходить у молокопровод. Одночасно лічильник визначає удій посилаючи імпульси в блок керування або микроЕОМ. По закінченні доїння включається маніпулятор, що складається з вертикального і горизонтального циліндра, а також противаги, що утримує доїльні апарати в заданому положенні. При зменшенні молоковіддачі до 400 р/хв. відчиняється спеціальний клапан і в циліндрах створюється вакуум, що призводить до зняття доїльного апарата.
За даними досліджень, оснащення "Ялинки" автоматичною системою зняття доїльних стаканів, впускання корів у верстат і випуску з нього, сприяє підвищенню продуктивності корів на 10...12 % у порівнянні з базовим устаткуванням.
Крім цих процесів автоматизацією в складі АСУ ТП також охоплені процеси поїння, мікроклімату, прибирання гною й ін. Над автоматизацією ряду систем, таких як ідентифікація тварин, зважування у потоку, визначення маститу і т.д. в даний час ведеться інтенсивна робота.
4.3. Тенденції розвитку АСУ ТП у тваринництві
Для годівлі тварин комбікорму в основному завозяться з великих, промислового типу, комбікормових заводів. В даний час ці корми стали виробляти безпосередньо на фермах, використовуючи малогабаритні комбікормові установки типу УМК-Ф і "Харків'янка". ЦЕ значно підвищило якість комбікормів і сприяє використанню місцевих видів сировини.
Для роздачі кормів усе більше використовуються мобільні універсальні кормораздатчики з об'ємними і ваговими дозаторами. Роздача комбікормів здійснюється спіральними, цепо. і тросошайбовими транспортерами, причому індивідуальне наповнення кожної годівниці дозується спеціальною лінійкою. Частина комбікорму видається коровам у доїльному залі перед і під час доїння.
Розробляються прилади і засоби визначення у тварин маститу. Ці засоби засновані на визначенні температури молока, підвищення якої свідчить про схильність тварини до захворювання. Ця інформація передається в микроЕОМ і при ідентифікації корови з маститом подається сигнал і обслуговуючий персонал приймає визначені, необхідні в цьому випадку міри.
При доїнні розробляються системи з різноманітними режимами роботи, що дозволяють у залежності від молоковіддачі регулювати як вакуумо-метричний тиск, так і кількість імпульсів, а також співвідношення тактів пульсації. Наприкінці доїння автоматично включається режим, що виключає традиційне додоювання. Важливою, і поки невирішеною, проблемою є створення маніпулятора для установки доїльних апаратів.
Автоматизації необхідно піддати також процеси переміщення корів по технологічних маршрутах, поділ череди на визначені групи, зважування в потоку, системи підгону тварин під час моціону й ін.
