Какие процессы можно автоматизировать в животноводстве технология 7 класс

Животноводство – одно из приоритетных направлений агропромышленного комплекса Беларуси. На его долю приходится более 50% сельскохозяйственной продукции страны, весомая доля которой поставляется на экспорт. Основной объем дают предприятия мясомолочного направления с высокой степенью механизации, где трудозатраты снижены в 2-3 раза по сравнению со средними по отрасли. Внедрение инновационного оборудования и энергосберегающих технологий делает уход за стадом более прибыльным и продуктивным.

Какие процессы в животноводстве можно автоматизировать?

Производство мясомолочной продукции в агропромышленных комплексах – это длинная цепочка операций, связанных с воспроизводством, содержанием, доением, кормлением стада. До того как животное отправится на убой, оно должно ежегодно давать приплод. Молочные породы коров на фермах переносят до 6-10 отелов, мелкий рогатый скот – до 8-12 беременностей.

На протяжении всего цикла жизни самки КРС и МРС требуют тщательного наблюдения за здоровьем и полноценного ухода, что гарантирует крепкое потомство, высокое качество удоев, мясной и шерстяной продукции. В животноводческой цепочке можно выделить несколько этапов, автоматизация которых сокращает издержки и увеличивает эффективность стада:

заготовка кормов, поение и кормление животных;
уборка навоза с последующей переработкой;
спаривание скота с целью воспроизводства (искусственное осеменение)
сбор продукции (постриг шерсти, доение, забой на мясо).

Некоторые процессы в животноводстве могут быть полностью автоматизированы путем замены ручного труда компьютеризованной техникой. Другие виды работ механизируются, то есть выполняются человеком, но с применением более производительного оборудования. Исключительно ручной труд используется только на фермах с малым количеством поголовья и частных подворьях.

оборудование для животноводства

Автоматизация кормления

Полноценный уход за животными – гарантия стабильного уровня надоев и качественного воспроизводства стада. В то время как нарушение рациона ведет к развитию тяжелых состояний, связанных с недостатком в организме определенных веществ (парезы, остеомаляция, рахит, мышечная дистрофия, кетоз, др.). Наиболее чувствительны к недостатку минералов и витаминов телки в период беременности и лактации, когда все силы направлены на развитие потомства.

Чтобы все особи в стаде оставались активными и приносили здоровый приплод, следует тщательно спланировать рацион КРС. А организовать процесс кормления в животноводстве поможет специальное оборудование:

Аппараты для транспортировки. Помогают быстро доставлять питание разным группам животных: телятам, взрослым особям, стельным телкам, роженицам. Пододвигатели перемещают грубые корма к ограждениям с нужной периодичностью, не беспокоя коров. Молочное такси предназначено для доставки молочной смеси новорожденным телятам.

В каталоге «ФАС» также представлено вспомогательное оборудование для организации кормления в животноводстве: машины для пастеризации молока, силосные бункеры вместимостью до 40 тонн, станции докорма КРС.

Аппараты для контроля здоровья

Залог высокой продуктивности стада – ухоженный, активный, способный к репродукции скот. Здоровые телки, козы и овцы ежегодно дают крепкое потомство, производят много молока, других продуктов животноводства. Особого внимания требуют самки в период стельности, родов и лактации, когда они наиболее уязвимы к болезням. Исключить тяжелые патологии у рожениц и приплода помогает современное оборудование для диагностики скота, необходимое в каждом агропромышленном комплексе:

. Универсальная техника, используемая для оценки здоровья крупного и малого рогатого скота. Представлена преимущественно портативными беспроводными аппаратами, позволяющими производить осмотр в любых условиях: на пастбище или в стойле, в темное или светлое время суток. Основные функции: определение периода стельности, выявление функциональных изменений в репродуктивных органах, уточнение диагноза при гинекологических заболеваниях, определение количества, состояния, пола плодов. Многие установки оснащены функцией записи, что повышает точность диагностики. . Вспомогательное оборудование, применяемое для точного определения периода охоты у самок КРС, что актуально для осеменения. Передает информацию на компьютер в режиме реального времени. Позволяет отслеживать ряд дополнительных параметров в животноводстве: срок первой охоты, состояние здоровья дойных коров и нетелей, интервал стельности, проводимость молока, сокращение надоя, др. . Автоматическая система отбора позволяет отделить от стада особей, которым требуется ветеринарная обработка или осеменение. Упростить определение массы тела в мясомолочном животноводстве позволяют проходные или передвижные тензометрические весы, не задерживающие коров при выходе из доильного зала. Регулярное взвешивание – профилактическая мера для своевременного обнаружения ошибок в питании, неправильного развития плода, других проблем. . Предназначены для внутренних обследований и манипуляций, диагностики заболеваний в животноводстве на ранних стадиях. Оснащены видеогастроскопом естественной цветопередачи, функцией визуализации кровоснабжения, возможностью соединения с компьютерным оборудованием, подключения USB-карты для хранения видео и фотоснимков исследований.

Для улучшения состояния животных рекомендуется организовать в стойлах комфортные условия. Для этой цели предназначены вентиляторы, щетки-чесалки, безопасные поилки, боксы для лежания разных категорий крупного и мелкого рогатого скота. Оптимизировать процесс навозоудаления помогут насосные системы, скреперы, фильтрационно-сушильные установки.

Доильное оборудование для эффективного животноводства

Коровы высокоудойных пород дают молоко в среднем 10-12 лет. На практике после 6 отела происходит постепенное угасание лактации, после чего содержать животное становится нерентабельно. Чтобы за высокопроизводительный период получить как можно больше продукта хорошей жирности, за стадом надо правильно ухаживать, а процесс доения – автоматизировать.

Для молочно-товарных ферм с большим поголовьем, ориентированных на конвейерное производство молока, оптимально использование специальных машин. Наиболее технологичное оборудование с простой системой управления для животноводства – современные доильные залы разных типов:

«Карусель». Количество мест: от 16 до 80. Могут быть реализованы с разной схемой расположения (параллельная/елочка, внутреннее/внешнее доение). Недорогой, надежный, простой в эксплуатации сервис, управляется рядовым сотрудником фермы, не требуя постоянного контроля программиста.
«Параллель». Инновационная конструкция ориентирована на хозяйства со значительным количеством поголовья. Число станков в одной установке: от 1х6 до 2х30. Благодаря групповому доению с быстрым выходом коров позволяет организовать высокоэффективное доходное производство с непрерывным режимом работы 24/7. Управление системой выполняется пневматикой.
«Елочка». Универсальная установка, подходящая для группового доения средних и больших стад. Число доильных мест в одном модуле: от 1×2 до 2х24. Предоставляет удобный доступ к вымени, может быть оборудована механическим или пневматическим прижимом, системой быстрого выхода коров с автоматическим управлением.

На прогрессивных животноводческих фермах для автоматизации надоев используют доильные роботы, функции которых не ограничиваются забором молока. Система обслуживает по 2 места, каждое из которых рассчитано на 60 коров. Во время дойки установка фиксирует возможные проблемы, производит обработку сосков, выполняет оценку и сепарацию молока, автоматически очищается, по необходимости – дезинфицируется.

Аналогичные решения доступны также владельцам овцеводческих и козоводческих комплексов с большим количеством поголовья. Стационарный доильный зал позволяет организовать групповой забор молока с помощью универсальной системы с прижимом. Количество мест в одном модуле – 6 животных (увеличивается по схеме 1х6 или 2х36). Установка может быть оборудована технологией измерения удоя.

Репродуктивное оборудование в животноводстве

Одна из главных задач в агропромышленных комплексах – поддерживать стабильное число поголовья. Регулярное воспроизводство необходимо для сохранения высокого уровня надоев и компенсации отправленного на убой скота. Естественное оплодотворение в животноводстве уже воспринимается как пережиток прошлого. В современных хозяйствах человек активно вмешивается в процессы репродукции стада, используя для этих целей высокотехнологичное оборудование.

Инструменты для ветеринарных работ по воспроизводству можно условно разделить на 3 группы: для искусственного осеменения, для трансплантации эмбрионов и родовспомогательное. Остановимся вкратце на каждой из них, чтобы представлять, насколько простыми и точными стали репродуктивные технологии в агропромышленной отрасли

Оборудование для искусственного осеменения

Перечень аппаратуры, необходимой для переноса семени быка-производителя в матку коровы, находящейся в состоянии охоты, немного отличается для разных техник оплодотворения (ректоцервикальная, маноцервикальная, эпицервикальная, визоцервикальная). В любом случае ветеринару потребуются стерильные инструменты, растворы для обработки половых органов, катетеры и перчатки.

Самый важный этап, от которого зависит успех предприятия, – подготовка качественного биоматериала от племенных быков. Для сбора семенной жидкости специалисту по воспроизводству необходимы:

(настраивается под животных с разной чувствительностью); или тепловой шкаф (для обработки искусственных вагин); или анализатор спермы (для оценки качества сперматозоидов); (для расчета объема разбавителя и спермадоз); и оттаиватель спермы (для сохранения качества биоматериала, подготовки к процессу осеменения).

Дополнительно закупается сопутствующий инструментарий: соломинки, гоблеты, кассеты, мешалка, цитологические щетки, резаки, принтер для маркировки, лабораторные весы, системы дозирования, др. Непосредственно для переноса биоматериала в матку используются иглы для осеменения или чехлы для глубокого внутриматочного оплодотворения. Оптимальное решение – покупка готового набора осеменатора, в который входят основные приборы: от вагинального расширителя до оттаивателя.

Оборудование для пересадки эмбрионов

Трансплантация активно используется в животноводстве: на коневодческих хозяйствах, фермах по разведению коз, коров, овец. Цель процедуры – повышение качества поголовья, поддержание чистоты породы, контроль соотношения разнополых особей в стаде.

Роль суррогатной матери исполняет менее ценная самка, в то время как племенная телка-донор может осеменяться повторно. На первом этапе производится искусственное оплодотворение, а спустя 7 суток, когда зародыш поступает в матку, выполняется перенос эмбрионов в организм будущей роженицы.

В процессе трансплантации используются следующие инструменты:

Шприцы для гормональной обработки. Самкам, подлежащим осеменению, ставят инъекции стимулирующих препаратов (ФСГ, простагландин). Процедура позволяет запустить суперовуляцию, в процессе которой образуется не одна, а несколько яйцеклеток.
Оборудование для искусственного осеменения. Для работы с ценным материалом рекомендован чехол с внутренним поршнем, препятствующий обратному оттоку спермы. Универсальные инструменты для ввода семенной жидкости разработаны для каждой категории животноводства: разведения овец, лошадей, коров, коз.
Аппаратура для вымывания эмбрионов. Перечень инструментов зависит от техники извлечения донорского материала. Применяются иглы, насосы, стержни, ручки для фолликулярной аспирации, катетер, фильтры, нагреватели. Для оценки качества донорского материала используется микроскоп, позволяющий разделить эмбрионы по группам (I, II, III подходят для пересадки, первую можно использовать для заморозки).
Инструменты для трансплантации. Пересадку выполняют на этапе охоты у коровы, исполняющей роль суррогатной матери. Для переноса зародыша используют стерильный катетер, который вводят глубоко в рог матки.

В отдельную категорию относят портативные инкубаторы, позволяющие воспроизвести идеальные физиологические условия для роста клеток вне репродуктивных органов. Используются для созревания ооцитов, искусственного оплодотворения, культивирования эмбрионов.

Также донорский материал может замораживаться для отсроченной имплантации (техника криоконсервации). В таком случае специалисту по воспроизводству потребуются: морозильник, камера для транспортировки, оттаиватель эмбрионов, соломинки для витрификации, стабилизатор питательной среды, пробирки, другие сопутствующие инструменты.

Родовспомогательные инструменты

Чтобы появление приплода прошло благополучно, процесс рождения должен контролировать опытный ветеринар. В случае тяжелого отела могут пригодиться веревки, путы, подъемные механизмы, родовспомогатели с зажимными пазами.

Помимо перечисленных категорий в животноводстве будут полезны аппараты для охлаждения молока, позволяющие продлить срок хранения удоев, инструменты для управления стадом, вакцинации, очистки вымени. Основной перечень агропромышленного оборудования, снижающего трудоемкость работ на ферме, приведен в каталоге. Консультацию по ценам, наличию и доставке можно получить по телефону компании в Минске: + 375 17 512-39-50.

Автоматизация технологических процессов в животноводстве

Животноводство – это отрасль сельского хозяйства, занимающаяся разведением сельскохозяйственных животных для производства животноводческих продуктов.

Основными отраслями животноводства являются:

Звероводство.
Коневодство.
Козоводство.
Пчеловодство.
Овцеводство.
Птицеводство.
Молочное скотоводство.
Мясное скотоводство.
Рыбоводство

Автоматизация технологических процессов в животноводстве. Автоматизация кормления животных

Животноводство является важнейшей отраслью агропромышленного комплекса. Его производственно-техническая база развивается по двум основным направлениям: строительство новых и реконструкция действующих ферм небольшой мощности с целью внедрения самых новых машин, механизмов, а также прогрессивных форм организации труда; строительство животноводческих комплексов. Техническое перевооружение данной отрасли основано на системе механизмов и машин, которые позволяют комплексно механизировать и автоматизировать технологические процессы. Высоким уровнем механизации характеризуются следующие технологические процессы животноводства:

Уборка навоза — 66 %.
Раздача кормов – 67 %.
Подача воды — 95 %.
Доение коров — 96 %.

Вышеперечисленные процессы подлежат автоматизации в первую очередь. Также большое значение имеет автоматизированный контроль продуктивности, массы и физиологического состояния животных. Основанием для внедрения систем и средств автоматизации являются зоотехнические нормы и требования, конструктивные характеристики помещений и действующее технологическое оборудование.

Основным условием реализации увеличением срока хозяйственного использования стада, его потенциала продуктивности и уменьшения затрат, а также удешевления готовой продукции является полнорационное кормление. В настоящее время существует два основных способа кормления крупного рогатого скота — нормированное и ненормированное. Способ кормления определяет перечень операций и тип механизмов, которые принимают участие в процессе. При ненормированном кормлении основными операциями являются доставка и выгрузка корма в кормушки. При нормированном кормлении механизмы, участвующие процессе, должны быть отрегулированы на точное дозирование.

Готовые работы на аналогичную тему

Раздатчики корма делятся на стационарные и мобильные. Мобильные раздатчики корма максимально эффективны при скармливании силоса или сенажа, потому что в этом случае исключаются трудовые затраты на перевалочные работы. Раздатчики сами доставляют корм в помещение и сами раздают его. Они приводятся в действие от электрических двигателей или двигателей внутреннего сгорания. Радиус действия мобильного раздатчика корма ограничивается длиной питающего провода. Особо, среди мобильных раздатчиков корма, выделяется КТУ-10А, который выполнен в виде двухосного прицепа с приводом от ВОМ трактора. Данная машина используется для транспортировки и раздачи сочных, зеленых и грубых кормов. Раздающее устройство состоит из двух битеров, выгружного и наклонного дополнительного транспортеров. Норма выдачи корма и направление перемещения подающего транспортера могут изменяться кривошипно-шатунным механизмом. Данный тип раздатчика может быть переоборудован для раздачи корма на две стороны. В случае откорма на площадках используются мобильные раздатчики — смесители, раздающее корм в виде смесей. Данные модели агрегатируются с тракторами или монтируются на шасси автомобиля.

Стационарные раздатчики корма в зависимости от типа рабочего органа делятся на шнековые, ленточные и скребковые. Скребковый раздатчик представляет собой бесконечную цепь со скребками, которая перемещает корм внутри желоба. Данные механизмы применяются при транспортировке силоса, зерна и корне- и клубнеплодов. Ленточный раздатчик представляет собой бесконечную ленту из прорезиненного материала, которая перемещает корм горизонтально или под небольшим углом. Его производительность регулируется посредством изменения скорости движения ленты. Шнековый раздатчик состоит из кожуха и вращающегося внутри него рабочего винта, который перемещает корм. Его производительность регулируется изменением скорости вращения винта. Пример электрической схемы автоматизированного стационарного раздатчика корма изображена на рисунке ниже.

Рисунок 1. Схема автоматизированного стационарного раздатчика корма. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Корм из бункера транспортируется при помощи электрического привода — М. Реле времени КТ1 включается кнопкой SB2. Данное реле включает звуковую сигнализацию НА и с задержкой времени магнитный пускатель КМ1 электрического привода. Когда кормушка заполняется по всей длине срабатывает конечный выключатель SQ1, отключающий раздачу корма. Перед началом следующего кормления включается реле КТ2 (кнопкой SB3), аналогично включающее сигнализацию и пускатель КМ2. Электрический привод возвращает ленту в исходное состояние.

Механизация и автоматизация производственных процессов в животноводстве

Составная часть прогрессивной технологии производства продуктов животноводства — применение новейших достижений комплексной механизации и автоматизации на фермах и комплексах, что позволяет внедрить в сельскохозяйственное производство рациональные системы животноводства, передовые приемы кормления и содержания животных, организации труда на фермах и др.

Она служит основным средством повышения производительности труда и в значительной мере способствует снижению себестоимости производства продуктов.

Эффективность механизации зависит от совершенства системы машин, обеспечивающей высокую производительность рационального их использования, технологии кормления и содержания животных, режима их обслуживания. Каждой технологии содержания животных должна соответствовать и наиболее рациональная система комплексной механизации и автоматизации.

Внедрение в практику колхозов и совхозов надежных, высокопроизводительных машин, отвечающих всем требованиям физиологии животных, меняет и совершенствует технологию производства. Это можно видеть, сравнивая экономические показатели производства продукции животноводства и птицеводства при использовании различных систем машин.

Система машин, разработанная для текущей пятилетки, резко отличается от предыдущих. Из системы машин для 9-й пятилетки в ней осталось всего 387 машин, что составляет 37%. Конструкция многих машин для животноводства усложнена и модернизирована, поэтому обслуживающий персонал должен иметь высокую профессиональную квалификацию. Это одно из условий повышения производительности труда. Реализация системы машин на 1986—1990 годы позволит сократить эксплуатационные издержки на получение продукции животноводства на 25—30%, а прямые затраты в 1,5— 2 раза по сравнению с результатами, достигнутыми в предыдущей пятилетке на фермах колхозов и совхозов. В результате потребность животноводства в обслуживающем персонале уменьшится на 1,1 —1,2 млн чел.

Лекция 11-1 АВТОМАТИЗАЦИЯ ТП В ЖИВОТНОВОДСТВЕ

Животноводство — важнейшая отрасль АПК. Производственно-техническая база животноводства развивается по двум направлениям: строительство новых и реконструкция действующих ферм небольшой мощности с целью внедрения новейших машин, механизмов и прогрессивных форм организации труда; строительство крупных животноводческих комплексов.

Техническое перевооружение отрасли основывается на системе машин и механизмов, в том числе и электрифицированных, в ряде случаев позволяющих комплексно механизировать и автоматизировать многие важнейшие ТП.

В производстве животноводческой продукции можно выделить несколько типовых ТП, характеризуемых достаточно высоким уровнем механизации:

— доение коров (уровень механизации 96 %),

— раздача кормов (67 %),

— уборка навоза (66%).

Естественно, именно эти процессы в первую очередь подлежат автоматизации. Большое значение имеет также автоматизированный контроль физиологического состояния животных, их массы и продуктивности.

Основанием для синтеза САУ служат зоотехнические нормы и требования, а также конструктивные характеристики помещения и работающего в нем технол. оборудования.

2. АВТОМАТИЗАЦИЯ КОРМЛЕНИЯ И ПОЕНИЯ ЖИВОТНЫХ

Автоматизация кормления. Полнорационное кормление — основное условие реализации генетического потенциала продуктивности стада, увеличения сроков его хозяйственного использования, а также снижения затрат и удешевления продукции.

Существует два основных способа кормления крупного рогатого скота (КРС) — нормированный и ненормированный. Первый из них применяют при привязном содержании животных, второй — при беспривязном содержании. При ненормированном способе обычно скармливают грубые корма.

Затраты труда на погрузку, транспортирование и раздачу кормов на фермах КРС, несмотря на достаточно высокий уровень механизации, достигают 25 % общих затрат. Система машин, действующая на этих фермах, рассчитана на использование кормовых смесей трех основных видов: 1. сухих гранулированных и брикетированных; 2. полувлажных при сенажном кормлении; 3. влажных при силосно-корнеплодном и сенажно-силосном кормлении.

Технологии механизированной раздачи кормов на фермах и комплексах разнообразны. Выбор той или иной из них зависит от размеров фермы, технологии содержания скота, рациона кормления и других факторов, но в любом случае механизированная раздача кормов должна быть простой, надежной и универсальной с точки зрения реализации кормов с различными физико-механическими свойствами, а также обеспечивать нормированную раздачу кормов при минимальных затратах времени (до 30 мин).

Способ кормления определяет перечень операций и тип механизмов, в них участвующих. Так, при ненормированном кормлении основные операции — доставка корма и выгрузка его в кормушки. При нормированном кормлении механизмы, участвую-щие в процессе раздачи корма, должны быть отрегулированы на точное его дозирование.

Многочисленные механизмы для раздачи кормов (кормораздатчики) классифицируют на мобильные и стационарные.

Мобильные кормораздатчики МКР наиболее эффективны при скармливании силоса или сенажа, поскольку исключаются затраты труда на перевалочные операции. Мобильные раздатчики доставляют корма в помещение и сами же раздают их. Они при-водятся в действие от двигателей внутреннего сгорания или электродвигателей. Радиус действия электроМКР ограничен длиной питающего кабеля или троллеев.

Среди мобильных раздатчиков представляет интерес КТУ–10А, выполненный в виде двухосного прицепа с приводом от ВОМ трактора. Этот раздатчик используют для транспортирования и раздачи грубых, зеленых и сочных кормов. Его раздающее устройство включает в себя два битера, выгружной и наклонный дополнительный (для выгрузки корма в высокие кормушки) транспортеры. Норма выдачи кормов и направле-ние движения подающего транспортера изменяются кривошипно-шатунным механиз-мом. Раздатчик может быть легко переоборудован для раздачи корма на обе стороны.

При откорме скота на площадках применяют мобильные раздатчики-смесители. Они позволяют раздавать животным корм в виде смесей. Эти кормораздатчики агрегатируют с тракторами или монтируют на шасси автомобиля. Мобильная кормораздача не автоматизируется, ею управляет оператор (водитель).

При доставке корма на прицепных тележках важны измерение общей массы корма и обеспечение заданного соотношения между различными компонентами корма, загружаемыми обычно с помощью погрузчика. Массу корма можно определять силоизмерительными элементами, посредством которых корпус тележки крепят к шасси трактора (автомобиля). Все компоненты корма загружают последовательно до получения светового сигнала о готовности дозы. Более совершенна автоматизированная система, когда масса очередного компонента корма корректируется, исходя из массы предыдуще-го, специальным вычислительным устройством, выдающим предупредительный сигнал при загрузке 90 % дозы очередного компонента и сигнал об окончании загрузки, когда вся доза погружена в тележку.

Стационарные раздатчики кормов СКР (а также и транспортеры) в зависимости от типа рабочего органа делят на скребковые, ленточные и шнековые.

Скребковый раздатчик представляет собой бесконечную цепь со скребками, перемещающую корм внутри желоба. Такой раздатчик используют для транспортирова-ния корнеклубнеплодов, силоса, грубых кормов и зерна. В зависимости от особенностей конструкции корм перемещается верхней или нижней ветвью раздатчика. Производи-тельностью скребкового раздатчика управляют, изменяя скорость движения цепи.

Ленточный раздатчик представляет собой бесконечную ленту из прорезиненного материала, перемещающую корм горизонтально или под небольшим углом, зависящим от сыпучести корма. Производительность ленточного раздатчика регулируют, изменяя скорость движения ленты.

Шнековый раздатчик состоит из кожуха и вращающегося внутри него рабочего винта, перемещающего корм (корнеклубнеплоды, силос и т.д.). Производительность шнекового раздатчика регулируют, изменяя частоту вращения рабочего винта.

Способы автоматизации стационарных раздатчиков кормов рассмотрим на примере раздатчика типа РВК, предназначенного для раздачи кормов всех видов, кроме жидких, на фермах КPC. Рабочий орган этого раздатчика в зависимости от исполнения представляет собой ленту или скребковое полотно.

Корм из бункера равномерно транспортируется в кормушки с помощью электропривода М (рисунок 1).

Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема раздатчика кормов РВК-Ф-74

Кнопкой SB2 включается реле времени КТ1, которое своими контактами включает звуковую сигнализацию НА и с выдержкой времени магнитный пускатель KM1 электропривода М. При заполнении кормушки по всей длине срабатывает конечный выключатель SQ1, который отключает кормораздачу. Перед началом следующего кормления кнопкой SB3 включается реле КТ2, которое аналогичным образом включает звуковой сигнал НА и с выдержкой времени магнитный пускатель КМ 2. Электропривод М возвращает ленту в исходное положение до размыкания контактов конечного выключателя SQ2. При этом лента очищается от остатков корма.

Методы приготовления и раздачи кормов на крупных комплексах по откорму молодняка КРС зависят от возраста животных.

Телята первого периода откорма питаются сухим комбикормом, который подается канатно-дисковым транспортером из центральных бункеров в промежуточные, откуда секционные транспортеры перегружают его в бункера-кормушки, установленные в стойлах. Предохранительное устройство приводной станции каждого транспортера отключает электродвигатель при обрыве или чрезмерной натяжке троса. Раздача корма по промежуточным бункерам может быть автоматизирована. Загрузку бункера контролируют силоизмерительным элементом.

Молодняк второго периода откорма питается смесью комбикорма и сенажа, приготовляемой в специальном помещении (кормоцехе) и раздаваемой по отдельным помещениям по системе пневмоприводов (рисунок 2).

Рисунок 2 — Схема управления приготовлением и раздачей кормов на комплексе по откорму молодняка КРС: 1 — ленточный транспортер; 2 — бункер-дозатор; 3 — помещения; 4 — распределитель; 5 — ротационный питатель; 6 — компрессор

Сенаж из хранилища подается на ленточный транспортер 1 для смешивания с комбикормом, поступающим из спаренного бункера-дозатора 2. Приготовленная смесь поступает в ротационный питатель 5, а затем воздушным потоком, создаваемым компрессором 6, — в распределитель 4, направляющий ее в отдельные помещения 3 по системе надземных пневмопроводов.

В коровнике пневмопровод заканчивается двухпозиционным распределителем, направляющим кормовую смесь в один из двух циклонов, где ее скорость снижается, а воздух отводится в специальные рукава. Корм ссыпается на скребковый транспортер и перемещается по всей длине кормушки.

Система управления приготовлением, транспортированием и раздачей кормовой смеси, реализованная в виде вычислительного устройства (ВУ), которое обеспечивает программное управление механизмами всей технологической линии, а также суточный и месячный учет расходуемого комбикорма и сенажа с выводом результатов на печать. Программу составляют в соответствии с зоотехническими требованиями.

Для раздачи кормов свиньям также используют мобильные и стационарные раздатчики, в том числе и кормораздатчик-смеситель типа КС для раздачи влажных кормовых смесей на небольших свинофермах. Мобильность кормораздатчика-смесителя КС (рисунок 3, а) ограничено, поскольку он перемещается только по рельсовому пути, проложенному вдоль кормушек. Тележка и рабочие органы кормораздатчика приводятся в действие от четырех автономных электродвигателей.

Компоненты влажной кормовой смеси загружают в бункер 4. При этом разравниватель 5 равномерно распределяет корм по бункеру, а мешалки 6 и 7 перемешивают его. По завершении процесса перемешивания заслонки дозирующих устройств 3 с помощью штурвалов вручную устанавливают в положение, соответствующее заданной дозе корма. Нажимают кнопку SB3:2 (рисунок 3, б), и тележка приходит в движение (от двигателя М2). Как только выгрузные отверстия шнеков 2 окажутся над кормушками, оператор нажимает педаль тормоза, размыкаются контакты конечного выключателя SQ1, отключается тяговый двигатель М2 раздатчика и под действием ленточного тормоза он останавливается. Механизм раздачи корма включают кнопками SB4:2 и SВ5:2 (двигатели М3 и М4); при этом раздача корма может осуществляться и в одну кормушку, и в обе одновременно.

Рисунок 3 — Конструкция (а) и принц.эл.схема (б) кормораздатчика-смесителя КС-1,5:

1 — рельсовый путь; 2 — выгрузной шнек; 3 — дозирующее устройство; 4 — бункер;

5 – разравниватель; 6, 7 — шнековая и лопастная мешалки;

8 — привод выгрузного шнека; 9 — мотор-редуктор

При отпускании педали тормоза тяговой двигатель включается вновь, уже без нажатия кнопки «Пуск», поскольку она шунтирована контактами магнитного пускателя КМ5 (КМ6). Если на пути движения раздатчика встречается препятствие, то специальное устройство (щуп) действует на конечный выключатель SQ2, контакты которого разрывают цепи питания контакторов тягового двигателя. После опорожнения бункера кнопкой SB3:l останавливают тяговый двигатель, кнопками SB4:1 и SB5:1 — шнеки и затем кнопкой SB3:3 переключают тяговый двигатель на обратный ход.

На крупных свинокомплексах животных кормят комбикормом, разбавляемым водой в соотношении 1:3. Поросят-отъемышей кормят сухим комбикормом.

Автоматизированная система приготовления и раздачи кормов (рисунок 4) рассчитывает компоненты кормовой смеси, дозирует их и раздает готовый корм в соответствии с заданной программой.

Рис. 4 — Технологическая схема автоматизации приготовления и раздачи жидких кормов:

1 — бункер; 2 — тензометрические преобразователи массы; 3 — смеситель; 4 — двигатель мешалки; 5 — датчик температуры корма; 6 — шнек подачи комбикорма; 7, 10, 11, 13 — клапаны; 8 — расходомер воды; 9 — расходомер корма; 12 — насос; 14 – кормопровод; 15 — кормушки; 16 — шкаф управления; 17 — микроконтроллер

Система выполняет управляющие и информационные функции. К управляющим функциям относится вся последовательность команд, обеспечивающих нормальный ход ТП и защиту механизмов в случае его нарушения. Информационные функции системы предоставляют оператору возможность контроля за ходом ТП. В числе информационных каналов: индикация рекомендуемого рецепта корма и количество подаваемых комбикормов и воды, информация о количестве корма, поступившего в каждую кормушку, о состоянии ИМ системы.

Работа системы начинается с установки оператором необходимых количеств комбикорма и воды. После нажатия кнопки «Пуск» вся последующая цепь операций выполняется по команде микроконтроллера 17: открывается клапан 10 подачи подогретой до 40 °С воды, а спустя несколько минут включаются шнек 6 подачи комбикорма из бункера в ванну и привод 4 мешалки.

Подача воды и комбикорма автоматически прекращается после выдачи заданных доз, а привод мешалки продолжает работать до окончания процесса раздачи корма. Система выдает информацию о количестве поданной в ванну воды (расходомер 8), массе комбикорма в бункере (тензометрические преобразователи 2) и температуре корма (в случае ее отклонения от нормы включается сигнализация).

Раздача приготовленного корма начинается по команде оператора. В соответствии с программой кормления микроконтроллер выдает команды на открытые клапана 7 и включение насоса 12. Так начинается процесс заполнения кормопровода 14, по окончании которого закрывается клапан 7 и открывается клапан 13 для подачи корма в первую кормушку. Доза поступившего в кормушку корма измеряется расходомером 9, выходной сигнал которого через АЦП подается в микроконтроллер, и, когда поступившая доза корма сравнивается с заданной, клапан первой кормушки закрывается, а клапан подачи корма во вторую кормушку открывается. Процесс подачи корма отражается на спец-ом индикаторе с указанием номера кормушки и количества загружаемого корма. В случае опорожнения ванны-смесителя система переходит в режим «Ожидание» на время, когда будет готовиться новая порция корма, мосле чего его раздача возобновляется. Но окончании цикла раздачи корма во все кормушки блок 17 передаёт команду на промывание кормопровода и заполнение его водой до начала следующего цикла кормления.

Рассмотренные СУ поточной линии стационарных кормораздатчиков сухих и влажных кормов типичны для многих механизмов. Все эти системы должны обеспечить следующее: последовательность включения машин и механизмов в порядке, обратном направлению движения корма в линии, чтобы исключить «завал» машин кормом; останов линий в требуемой последовательности в случае аварийной остановки одной из машин; контроль и сигнализацию работы механизмов.

Автоматизация поения. Для поения животных используют индивидуальные и групповые поилки. Одной индивидуальной поилки достаточно для 9…15 животных. Групповая поилка для наружной установки оборудована системой электроподогрева (мощностью до 1 кВт) и предназначена для обслуживания до 200 животных. Такая поилка работает по принципу сообщающихся сосудов. Поплавковый регулятор уровня 1 (рисунок 5) поддерживает заданный уровень воды в чашах 4 поилок. При опорожнении одной из поилок вода в нее из соседней не переливается благодаря клапану 3. Этим уменьшается опасность передачи инфекции от одного животного к другому.

Рисунок 5 — Поилка для КРС: 1 — регулятор уровня; 2 — напорный бачок; 3 — клапан; 4 — чаши поилок

3.АВТОМАТИЗАЦИЯ ДОЗИРОВАНИЯ КОРМА И УЧЕТА ПРОДУКЦИИ

Особенность рассмотренных в этой главе устройств — их непригодность для индивидуальной раздачи кормов. В то же время индивидуальная раздача кормов, особенно концентрированных, имеет большие преимущества, такие, как экономный расход корма и увеличение продуктивности животных на 10…15%. Наиболее распространена индивидуальная раздача кормов на доильной площадке.

Существуют также системы раздачи кормов в коровниках с использованием специальных автоматических кормовых станций. Управление этими системами может быть ручное, программное или автоматическое. Системы дозирования кормов в местах содержания животных рекомендуются для высокопродуктивных коров. С помощью автоматической кормовой станции можно организовать выдачу концентрированных кормов небольшими дозами в течение суток, когда животное само подходит к кормушке (кормовой станции).

Очевидно, индивидуальная раздача кормов требует выполнения ряда условий: идентификация животного, измерение его продуктивности и наличие управляемого дозирующего устройства.

Автоматическая идентификация животного. Ее осуществляют с помощью радиотехнического устройства — датчика, закрепляемого в ухе или на специальном ошейнике (рисунок 6, а).

Рисунок 6 – Автоматизированная система индивидуального кормления КРС:

а — технологическая схема системы: 1 — трансподер; 2 — приемно-передающее устройство; 3 — кормушка; 4 — дозатор; 5 — бункер; 6 — микроЭВМ; б – функциональная схема: 1 — идентифицирующее устройство; 2 — транспортер; 3 — генератор электромагнитных волн; 4 — приемное устройство; 5 — блок памяти; 6 — передающее устройство; 7 — декодирующее устройство

Наиболее удачной конструкцией такого датчика является трансподер, объединяющий в одном корпусе приемное и передающее устройства (рисунок 6, б). Питание схемы трансподера осуществляется через приемную ферритовую антенну от генератора, входящего в состав идентифицирующего устройства. Передающее устройство вырабатывает последовательность импульсов в соответствии с индивиду-альным кодом, заложенным в памяти трансподера. Этот сигнал излучается передающим устройством на фиксированной частоте, принимается идентифицирующим устройством, декодируется и используется управляющим устройством системы автоматического кормления в качестве идентификатора животного.

Автоматическое измерение продуктивности животного. Оно может быть выполнено различными устройствами, в том числе устройством, действующим на принципе автоматического дозатора молока, описанного далее.

Более совершенная конструкция молокомера представляет собой сосуд, подвешенный на тензометрическом силоизмерителе. Этот принцип измерения удоя не имеет недостатков, свойственных измерителям объемного типа, — погрешности, вызванной изменением плотности молока из-за его вспенивания, и температурной погрешности. Недостатки конструкции — сложность очистки при промывке доильной установки и необходимость корректировки схемы силоизмерителя.

Автоматическое дозирование корма. В зависимости от уровня автоматизации процесса дозирования управление дозаторами может быть ручное, полуавтоматическое или автоматическое. При ручном управлении процессом дозирования командует оператор. При полуавтоматическом дозировании оператор использует счетчики порций, устройства для подачи корма в дозатор и другие вспомогательные механизмы. При полной автоматизации процесса дозаторы работают по разомкнутому циклу, выполняя функции ИМ, отмеряющих заданное количество корма независимо от изменения его параметров, или по замкнутому циклу, когда изменение выдачи материала происходит в соответствии с командой регулирующего устройства.

Конструкция дозаторов зависит от вида дозируемого корма. Для дозирования сухих рассыпных кормов применяют барабанные, тарельчатые, ленточные и шнековые дозаторы (Рисунок 7, а – г).

Рисунок 7 — Схемы дозаторов концентрированных кормов:

а — барабанный: 1 — звездочка; 2 — диск; 3 — побудитель расхода; б — тарельчатый: 1 — бункер; 2 — рыхлитель; 3 — подвижный патрубок; 4 — вращающийся диск; 5 — скребок; 6 — отводный лоток; в — ленточный: 1 — приемный ковш; 2 — регулирующий элемент; 3 — коромысло; 4 — груз; 5 — ролик; 6 — рычаг; 7 — тяга; г — шнековый: 1 — приемный бункер; 2 — рабочий винт; 3 — выгрузное отверстие

В барабанном дозаторе рабочим органом является ячеистый барабан, состоящий из нескольких звездочек 1 (рисунок 7, а), разделенных дисками 2. Форма поперечного сечения звездочек зависит от физико-механических свойств корма. Побудитель 3 обеспечивает равномерное распределение корма по образующей барабана. Объем выдаваемого продукта прямо пропорционален частоте вращения барабана.

Тарельчатый дозатор работает следующим образом. Корм поступает в приемный бункер 1 (рисунок 7, б) дозатора, в конической части которого вращается рыхлитель 2. В нижней части бункера 1 установлен подвижной патрубок 3, положение которого опреде-ляет интенсивность поступления корма на вращающийся диск 4. При вращении диска скребок 5 сбрасывает корм в отводной лоток 6. Производительность дозатора регули-руют, перемещая подвижной патрубок и скребок или изменяя частоту вращения диска.

Ленточный дозатор предназначен для непрерывного дозирования по объему или массе. Дозируемый корм поступает в приемный ковш 1 (рисунок 7, в), из которого вытекает на ленту транспортера слоем, толщина которого устанавливается автоматически с помощью шибера, закрепленного на коромысле 3 весов с грузом 4. Лента транспортера опирается на ролик 5. При увеличении нагрузки на ленту ролик 5 опускается и через систему рычаг 6 — тяга 7 воздействует на коромысло 3 весов, уменьшая толщину слоя корма на ленте дозатора. Возможные способы регулирования производительности — перемещение груза 4 по коромыслу 3 весов или изменение скорости движения ленты.

Шнековый дозатор работает по принципу объемного дозирования. Корм поступает в приемный бункер 1 (рисунок 7, г) и перемещается рабочим винтом 2 к выгрузному отверстию 3. Производительность шнекового дозатора регулируют, изменяя частоту вращения винта.

Рассмотренные устройства, кроме ленточного дозатора с весоизмерительным устройством, не обеспечивают постоянной производительности при изменении физических свойств корма. С этой целью применяют автоматическую настройку дозатора по его математической модели (рис. 11.8).

Рисунок 8 — Функциональная схема системы автоматической настройки дозатора

Усл.обозн-ия: УУ — устройство управления; УОКР — устройство оценки качества работы; ММ — математическая модель; УКП – устройство коррекции параметров ММ

Команда на изменение производительности дозатора отрабатывается на его математической модели (ММ), и перенастройка дозатора происходит с помощью управляющего устройства (УУ). Специальное устройство (УОКР) оценивает качество работы дозатора (например, по массе дозируемого корма) и постоянно корректирует параметры его математической модели. В случае необходимости перенастройка дозатора может быть проведена по команде СУ более высокого уровня.

Автоматическое взвешивание животных. Периодическое взвешивание животных (особенно свиней) — необходимое условие постоянного контроля процесса откорма. Однако обычные пружинные весы не дают точного результата, поскольку животные ведут себя беспокойно и стрелка весов не устанавливается.

Существуют системы полуавтоматического взвешивания, обслуживаемые одним человеком. Дверцы, управляемые автоматически, направляют животных в весовую клеть. Сигнал от силового элемента весовой клети дешифрируется и усредняется в течение 2. 3 с, после чего выводится на табло. Точность измерения (± 1 %) достаточно высокая, если учесть, что в течение дня масса свиньи изменяется на 5 % (потребление корма, дефекация и т.д.). Коров можно взвешивать в движении, поскольку имеется регулярная схема их перемещения, связанная с доением. При этом животное идентифицируется и результаты взвешивания выводятся на печать.

Длину весовой клети выбирают такой, чтобы на ней поместилось только одно животное. Если же на платформе оказывается два животных, то результат измерения не учитывают.

4. АВТОМАТИЗАЦИЯ МАШИННОГО ДОЕНИЯ КОРОВ

Машинное доение повышает производительность труда в 2. 5 раз, но предъявляет особо жесткие требования к соблюдению технологического режима. Так, при пониженном вакууме коровы могут полностью не выдоиться, а при повышенном — увеличивается опасность заболевания маститом; при большом разрыве между подмыванием вымени и началом доения уменьшается полнота выдаивания и т.д. Следует иметь в виду, что молокоотдача животного неравномерна, а задержка с отключением вакуума и снятием стаканов также увеличивает вероятность заболевания маститом.

Особенность автоматизации доильных установок зависит от их назначения — для доения в стойлах (типа АДМ, АД, ДАС) и в специальных залах (УДТ, УДА, УДЕ).

Доильный агрегат с молокопроводом АДМ-8А обеспечивает кроме собственно выдаивания животных транспортирование молока в молочное отделение, индивидуальный и групповой учет удоя 50 животных, фильтрацию, а также охлаждение и сбор молока в емкости для хранения.

Конструкция установки АДМ-8А предусматривает автоматические регулирование вакуума, измерение (дозирование) удоя, промывку и дезинфекцию молочной линии по окончании доения. Рассмотрим конструкцию и принцип действия этих автоматических устройств. Они работают за счет вакуума.

Автоматический регулятор вакуума представляет собой регулятор прямого действия, настраиваемый на разрежение 45 кПа. При включении вакуум-насоса перепад давления, действующий на клапан 1 (рисунок 9, а), уравновешивается набором грузов 8, подвешенных на пружине 4. При изменении давления в вакуум-проводе 2 клапан 1 опускается или поднимается вверх, уменьшая или увеличивая подсос атмосферного воздуха между корпусом и клапаном. Через прозрачный колпак 5 регулятора по положению грузов можно оценить запас производительности вакуум-насоса. Для гашения колебаний регулирующего органа служат две демпфирующие шайбы, соединенные с грузом и погруженные в слой масла таким образом, чтобы между ним и грузом оставался зазор 8…12 мм.

Производительность воздушной системы можно оценить по количеству инжектируемого воздуха, измеряемому флажковым индикатором 3. Прозрачный корпус индикатора имеет три метки, соответствующие потоку воздуха 5, 10 и 15 м 3 /ч. В общем случае вакуум поддерживается более стабильным, если такты сосания и сжатия всех четырех сосков не совпадают или хотя бы объединены попарно.

Перспективным считают программное управление величиной вакуума, частотой пульсации и соотношением тактов пульсаций в процессе доения. Например, в начале и конце доения устанавливают вакуум 35 кПа и частоту пульсаций 48 Гц, а в основное время — 50 кПа и 60 Гц.

Автоматический дозатор молока рассчитан на измерение удоя группы коров, закрепленных за одним дояром. Дозатор работает в следующих режимах.

1. Наполнение мерной камеры. Молоко поступает в мерную камеру 8 через молокоприемник 4 и шайбу 6. По мере наполнения камеры 8 поплавок 5 всплывает и отсекает мерную камеру 8 от молокоприемника 4. При этом отверстие 3 сообщает внутреннюю полость трубки 10 с атмосферой, а сильфон 2 под давлением атмосферного воздуха переключает счетчик 1.

2. Опорожнение мерной камеры. Под давлением атмосферного воздуха молоко из мерной камеры 8 вытесняется в молокосборник 9. По мере опускания поплавка отверстие 3 разобщается с атмосферой, вакуум в молокосборнике восстанавливается и начинается новый цикл заполнения мерной камеры.

Погрешность дозатора ±1,5% при производительности 12 кг/мин.

Рисунок 9 – Аппаратура автоматизации доильных установок:

а — регулятор вакуума: 1 — клапан: 2 — вакуум-провод; 3 — индикатор количества инжектируемого воздуха; 4 — пружина; 5 — прозрачный колпак;

6 — масло; 7 — демпфирующие шайбы; 8 — груз;

б — автоматический дозатор молока: 1 — счетчик; 2 — сильфон; 3 — отверстие; 4, 9 – молокоприемники; 5 — поплавок; 6 — шайба; 7 — клапан; 8 — мерная камера; 10 — трубка;

в — групповой счетчик молока; г — автоматическое управление молочным насосом:

1 — молокоприемник; 2 — поплавок; 3 — молочный насос; 4 — предохранительная камера; 5 — регулятор вакуума; 6 — вакуум-провод

Групповой счетчик молока действует по аналогичному принципу, заключающемуся в попеременном заполнении молоком качающегося лотка при его повороте вокруг своей оси (рисунок 9, в). При каждом двойном ходе рычажного устройства срабатывает магнитоуправляемый контакт (геркон) счетного прибора, измеряющего удой по объему лотка и числу срабатываний контактов. Более точные результаты, не зависящие от температуры молока, получают при использовании устройств для взвешивания молокоприемников. В качестве силоизмерительного органа используют тензометрическую балку.

На крупных молочных комплексах учет молока ведут по числу включений молочного насоса (рисунок 9, г). Молочно-воздушная смесь из двух ветвей молокопровода поступает в воздухоразделитель (молокоприемник), представляющий собой стеклянную емкость 1 вместимостью 50 л, соединенную с предохранительной камерой 4 и вакуумным регулятором 5. Предохранительная камера 4 предотвращает попадание молока в вакуум-провод 6 при отказе молочного насоса 3.

По мере заполнения сосуда молокоприемника всплывает поплавок 2, в который вмонтирован постоянный магнит. Последний управляет несколькими герконами, установленными на высоте, соответствующей дозе 5, 10 и 15 л. При наборе соответствующей дозы молока контакты геркона замыкаются и включается молочный насос 3. После откачки дозы молока насос автоматически отключается. Процесс повторяется.

Автомат промывки обеспечивает выполнение целого ряда операций, в том числе прополаскивание молокопроводов холодной водой перед доением, циркуляционную промывку и дезинфекцию этих путей по окончании доения, прополаскивание молокопроводов теплой водой в конце цикла промывки, просушку молокопроводов теплым воздухом после удаления остатков моющих растворов, кратковременное включение молочного насоса в конце просушки для удаления остатков воды из молокосборника и, наконец, отключение вакуум-насоса и командного аппарата.

Автоматизированные установки дня доения коров «Тандем» (УДА-8А) и «Елочка» (УДА-16А) в целом унифицированы между собой, но различаются конструкцией станков.

Установки «Тандем» комплектуют индивидуальными доильными станками, а установки «Елочка» — групповыми станками, что позволяет выпускать коров после выдаивания группой и выдавать концентрированные корма одинаковыми порциями. Это рационально лишь при специально подобранном по продуктивности стаде. Установка «Тандем» рекомендуется для доения коров на племенных фермах с неоднородным по продуктивности стадом. Она имеет индивидуальные станки, расположенные по четыре с каждой стороны рабочей траншеи доильного зала. Каждый станок состоит из входной и выходной дверей, кормушки и шнекового дозатора комбикормов. Комбикорм к каждому дозатору подается канатно-дисковым транспортером.

Доильную установку «Елочка» применяют на молочных фермах и комплексах как с беспривязным, так и с привязным содержанием коров, которые подобраны в группы по интенсивности молокоотдачи и продуктивности.

Технологический процесс доения на установках УДА-8А и УДА-16А включает в себя следующие операции:

— подготовку доильной установки к доению, заключающуюся в загрузке комбикорма в дозаторы-накопители, преддоильном ополаскивании молокопроводов и доильной аппаратуры, переводе доильных аппаратов из положения ополаскивания в положение доения и включении в работу вакуумных установок;

— впуск коровы (УДА-8А) или группы коров (УДА-16) в доильный станок, включение дозаторов комбикормов;

— обмыв вымени из пистолетных распылителей, обтирание его полотенцем, сдаивание первых струек молока в специальную посуду и контроль состояния сосков;

— включение доильного аппарата и надевание доильных станков на соски вымени, доение, машинное додаивание;

— отключение аппарата и снятие доильных станков;

— выпуск коровы (коров) из доильного станка;

— учет удоя от каждой коровы и взятие проб молока (при каждом доении или только при контрольном — в зависимости от исполнения установки);

— фильтрацию, охлаждение и транспортирование молока в емкость для хранения;

— циркуляционную промывку и дезинфекцию молокопроводов и доильной аппаратуры после доения.

Манипулятор МД–Ф–1 облегчает операции по надеванию доильных стаканов, обеспечивает контроль за интенсивностью доения, автоматическое додаивание, отключение аппарата от вакуумной линии, снятие доильных стаканов с сосков вымени и вывод доильного аппарата из-под коровы.

Основной функциональный узел автомата управления (рисунок 10) —пневмодатчик 7. В исходном положении головка 14 упирается в скобу 6 и малые дозы молока поступают в камеру датчика, откуда выливаются через калиброванное отверстие 11 в молокопровод 9. При нарастании потока молока поплавок 12 всплывает и освобождает скобу 6, которая под действием собственной массы откидывается вправо. С этого момента начинается автоматический контроль за процессом доения. Основная часть молока вытекает через обводной канал в молокопровод. При уменьшении интенсивности потока до 400 г/мин молоко успевает вытечь через калиброванное отверстие 11, поплавок и укрепленная на нем головка опускаются вниз, открывая отверстие канала штуцера 1 (рисунок 11) головки цилиндра 2 (см. рисунок 10) додоя, который через рычаг манипулятора оттягивает стаканы вниз, обеспечивая механическое додаивание. При снижении потока до 200 г/мин поплавок опускается еще ниже, клапан 13 отключает доильные стаканы от вакуума (молокопровода), штуцер I (см. рисунок 11) сообщается с атмосферой. Штуцер II головки подключает вакуум к пневмоцилиндрам манипулятора, доильные стаканы снимаются и выводятся из-под коровы. Устанавливается манипулятор на вертикальной стойке стакана или специально монтируемой опоре.

Рисунок 10 – Схема управления доильным аппаратом с манипулятором МД-Ф-1:

1 — воздуховод чистого воздуха; 2 — цилиндр додоя; 3 — цилиндр вывода доильного аппарата из-под коровы; 4 — вакуум-провод; 5 — кран; 6 — скоба; 7 — пневмодатчик; 8 — зажим; 9 — молокопровод; 10 — технологический вакуум-провод; 11 — калибровочное отверстие; 12 — поплавок; 13 — клапан; 14 — головка; 15 — пульсатор; 16 — доильный аппарат

Рисунок 11 – Схема работы пневмодатчика манипулятора:

а — исходное положение; б — начало контроля за доением;

в — додаивание; г — снятие доильного аппарата:

1 — головка пневмодтчика; 2 — плунжер; 3 — скоба; 4 — штуцер переливной; 5 — корпус;

6 — поплавок; 7 — игла; 8 — отверстие слива молока; 9 — клапан; 10 — штуцер входа молока;

11 — воздушное отверстие; 12 — штуцер постоянного вакуума

На рисунке 11 пневмодатчик изображен в четырех положениях: исходном (а), когда головка упирается в скобу; в начале контроля за доением (б), когда интенсивность молокоотдачи максимальна; в режиме додаивания (в); в момент окончания доения и снятия доильных станков (г). Кран 5 (см. рисунок 10) служит для принудительного подъема и поддержания доильных стаканов при их одевании на соски.

Заданный вакуум в доильных аппаратах и всей системе доильной установки поддерживается вакуумными регуляторами прямого действия, устройство которых рассмотрено ранее.

Мировой уровень механизации ТП в животноводстве достиг полной автоматизации процесса доения. Главная операция при этом — автоматическое надевание доильных стаканов. Существует несколько конструкций роботов, выполняющих данную операцию. Механическая рука подводит аппарат под животное, а затем поочередно одевает стакан за стаканом. Положение сосков каждого животного находится в памяти доильного робота, а точная «наводка» стаканов обеспечивается прецизионными ультразвуковыми или оптическими датчиками. Один такой робот обслуживает до 40 животных.

Полная автоматизация процесса доения позволяет перейти к четырехразовому доению, что увеличивает удой.

Заболевание коровы маститом обнаруживается автоматически по появлению сгустков в молоке. Этот способ надежен, но диагностика начала заболевания запаздывает и лечение животного может оказаться неэффективным. Обнаружено, что температура молока, выдоенного из инфицированного вымени, увеличивается на 2°С. Более перспективна диагностика заболевания по электрической проводимости молока или по концентрации ионов Na и Cl. С целью автоматического контроля заболевания маститом можно сравнивать температуру молока в каждой четверти вымени, чтобы избежать ошибки в случае повышения температуры молока по другим причинам.

5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОЙ ОБРАБОТКИ МОЛОКА

Процесс первичной обработки молока включает в себя операции его очистки, пастеризации при 62…90 °С, охлаждения до 5…10 °С. Цель пастеризации— уничтожение содержащихся в молоке микроорганизмов. Последующее за пастеризацией охлаждение позволяет увеличить срок хранения продукта. Охлаждение применяют и как самостоятельную операцию при хранении молока на молочных фермах и комплексах.

Автоматизация пастеризационных установок. Пастеризатор молока представляет собой многосекционный пластинчатый теплообменник, подогреваемый горячей водой, приготовляемой в специальном контуре, включающем в себя бойлер 9 (рисунок 12), инжектор 8 и насос 10.

На практике используют разные режимы пастеризации: мгновенный (при 85…90°С), кратковременный (20 с при 72…76 °С), длительный (300 с при 90 °С). Последний используют для стерилизации молока от больных коров.

Работа установки при пониженных температурах пастеризации расширяет диапазон возможных режимов эксплуатации пастеризатора и снижает скорость образования «пригара» (белковых отложений) на поверхности пластин, требующего периодической разборки и очистки пастеризатора.

В процессе пастеризации молоко проходит последовательно первую секцию 4 регенерации, молокоочиститель 5, вторую секцию 6 регенерации, секцию 7 пастеризации, выдерживатель 12, снова первую и вторую секции регенерации и, наконец, секцию 14 охлаждения. Греющий агент — пар, нагревающий в бойлере воду, используемую затем в секции пастеризации.

Рисунок 12 – Функциональная схема автоматизации пастеризационной установки:

1 — уравнительный бак; 2 — молочный насос; 3 — регулирующий клапан; 4, 6 — первая и вторая секции регенерации; 5 — центробежный молокоочиститель; 7 — секция пастериза-ции; 8 — инжектор; 9 — бойлер; 10 — насос горячей воды; 11 — перепускной клапан; 12 – вы-держиватель; 13 — линия возврата недопастеризованного молока; 14 – секция охлаждения

Режим пастеризации поддерживается ПИ-регулятором (ТС1), управляющим потоком пара к бойлеру. При температуре пастеризации ниже установленного уровня по команде регулятора-ограничителя (измерительный прибор с регулирующим устройством TIR2) открывается клапан 11, по линии 13 возвращающий молоко в уравнительный бак на повторную пастеризацию. Для исключения таких повторных режимов работы может быть использована схема пропорционального уменьшения расхода молока при снижении температуры пастеризации t_П. Эту функцию выполняет П-регулятор (ТС3), управляющий регулирующим клапаном 3 на линии молочного насоса 2.

Автоматизация водоохвалительных установок. Водоохладительные установки предназначены для охлаждения воды, используемой на молочных фермах и комплексах при хранении молока в проточных и емкостных охладителях. Для этой цели используют фригаторные и компрессорные холодильные установки.

Фригаторная установка получает холод за счет таяния льда или смеси льда с солью. Талая вода или рассол подается насосом в молочный охладитель, отбирает теплоту от молока и возвращается в оросительную ледовую камеру фригатора. Орошая лед, теплая вода вызывает его таяние. Охлажденная вода вновь подается в охладитель.

Компрессорные установки не требуют зимних заготовок льда и устройств ледоскладов. Они состоят из компрессора, конденсатора, ресивера, теплообменника и терморегулирующего вентиля (ТРВ). Последний является основным элементом автоматизации компрессорных холодильных машин. Терморегулирующий вентиль (рисунок 13) предназначен для понижения давления (дросселирования) и регулирования расхода жидкого хладагента, поступающего в охладитель из ресивера конденсатора. Как увеличение, так и уменьшение количества хладагента, поступающего в охладитель, снижает холодильную мощность установки. Переполнение охладителя приводит к тому, что не весь агент успевает испариться и часть его поступает в компрессор в жидком виде. Попадая на горячие стенки цилиндров компрессора в начале цикла всасывания капли хладагента мгновенно испаряются, а образующийся пар занимает значительную часть объема цилиндра, снижая производительность компрессора и установки в целом.

Рис. 13 — Схема терморег. Вентиля (ТРВ) с внутренним (а) и внешним (б) выравниванием:

1 — термобаллон; 2 — капилляр; 3 — надмембранная камера: 4 — мембрана; 5 — клапан; 6 — пружина; 7 — регулировочный винт; 8 — испаритель; 9 — диафрагма; 10 — сравнительная трубка; 11 — перегородка

Степень заполнения испарителя хладагентом характеризует температура пара на выходе из него t_ВЫХ. Чем меньше заполнение испарителя, тем больше перегрев пара на оставшейся части испарителя. При увеличении t_ВЫХ возрастает давление в герметичной системе, заполненной тем же хладагентом или другим веществом с низкой температурой кипения и включающей в себя термобаллон 1, капиллярную трубку 2 и камеру 3 между корпусом ТРВ и мембраной 4. Перемещение мембраны вниз увеличивает поступление в испаритель жидкого хладагента из ресивера с помощью дросселирующего клапана 5. Из-за снижения давления жидкий хладагент оказывается перегретым, он вскипает и, постепенно испаряясь, отбирает теплоту у охлаждаемого продукта (или промежуточного хладоносителя — рассола).

При уменьшении нагрузки снижаются температура пара t_ВЫХ, давление в герметичной системе и подача хладагента.

В холодильных машинах большой производительности испарители имеют значительную длину. Давление хладагента на выходе из испарителя ниже, чем на входе в него. Обеспечить требуемое открытие дросселирующего клапана 5 можно только при перегреве, т. е. при уменьшенном заполнении испарителя и пониженной холодильной мощности установки. Поэтому в холодильных машинах с длинными испарителями, падение давления в которых более 200 кПа, применяют ТРВ с уравнительной трубкой 10 (рисунок 13, б). В корпусе таких ТРВ устанавливают перегородку 11, благодаря которой под мембрану 4 подается хладагент не со стороны входа, а со стороны выхода испарителя — по уравнительной трубке 10. Разность давлений на мембрану при том же значении t_ВЫХ увеличивается, в результате чего заполнение испарителя и производительность установки повышаются. На выходе ТРВ дополнительно устанавливают диафрагму 9 с целью повышения давления за клапаном 5.

Автоматизация установки для охлаждения молока. Установка работает по замкнутому циклу. Пары хладагента поступают в компрессор 1 (рисунок 14, а), сжимаются и попадают в конденсатор 10, где превращаются в жидкость, стекающую в ресивер 9. Из ресивера жидкий хладагент поступает в испаритель 12, проходя последовательно через теплообменник 6, фильтр-осушитель 7 и терморегулирующий вентиль 8. За терморегулирующим вентилем давление хладагента падает, он оказывается перегретым относительно этого давления и потому вскипает, отбирая теплоту у воды, орошающей поверхность испарителя 12. Эта вода насосом 11 перекачивается в охладитель 15 молока, после которого возвращается через фильтр 14 в испаритель. Пары хладагента из испарителя поступают в теплообменник 6, где охлаждают фреон, и затем засасываются в цилиндр компрессора.

Рисунок 14 — Технологическая (а) и принципиальная электрическая (б) схемы водоохладительной установки АВ-30:

1 — компрессор; 2, 5 — манометры; 3, 4 — реле давления и контроля смазочного материала; 6 — теплообменник; 7 — фильтр-осушитель; 8 — терморегулируюший вентиль; 9 — ресивер; 10 — конденсатор; 11, 20 — водяные насосы; 12 — испаритель; 13 — бак; 14, 17 — фильтры; 15 — охладитель молока; 16 — градирня; 18 — вентилятор; 19 — ороситель; 21 — молочный насос; 22 — молочный бак

Для охлаждения поды, омывающей трубки конденсатора 10, используют малогабаритную градирню 16 с вентилятором 18. Вода перекачивается насосом 20. Молоко из бака 22 забирается насосом 21 и после охладителя 15 направляется на дальнейшую обработку или хранение. Режим работы автоматический (А) или полуавтоматический (ПА) устанавливают переключателями S1 и S2 (рисунок 14, б). При подаче питающего напряжения последовательно включаются двигатели М2 компрессора 1, М3 водяного насоса 11 и M1 молочного насоса 21. Если температура молока по каким-то причинам на выходе из охладителя выше допустимой, то термореле SK1 отключает молочный насос. Двигатель М4 привода вентилятора градирни включается температурным реле SK2 при повышении температуры воды на охлаждении конденсатора до 23,5 °С. Если температура воды ниже 7 °С, то реле SK3 отключает вентилятор. Реле SP2 контролирует давление в смазочной системе компрессора, и если оно при пуске машины не поднимается до требуемого уровня и контакты SP2 не замыкаются, то через 1…2 мин реле времени КT отключает установку. Реле SP1 отключает установку при аварийном повышении давления хладагента.

Срабатывание любого элемента защиты в цепи катушки пускателя КМ2 вводит в действие реле K1. При этом катушки реле K1 и пускателя КМ2 оказываются включенными последовательно. В результате КМ2 отключается, а реле К1 питается через резистор R1. Поэтому при последующем замыкании контактов любого из аппаратов защиты (SP1, SP2, КК1…КК4) магнитный пускатель КМ2, а, следовательно, и установка в целом автоматически не включаются. Обслуживающий персонал должен привести схему в исходное положение, т.е.: выключить и вновь включить S1.

В ПА режиме установкой управляют с помощью тумблеров S3. S6.

Перемычку между зажимами 1 и 2 устанавливают, если воду используют в проточных охладителях молока. Если установка работает на резервуар-охладитель, то в разрыв между зажимами включают управляющие контакты от его системы управления.

6. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМ НАВОЗОУБОРКИ И НАВОЗОУДАЛЕНИЯ

Основные операции ТП уборки и удаления навоза из животноводческих помещений ферм и комплексов — уборка в стойлах, транспортирование навоза к местам хранения или переработки, хранение или утилизация. В этом перечне наиболее высоким уровнем механизации и автоматизации характеризуется первая операция — уборка навоза из производственных помещений.

Уборка навоза. Выбор способа уборки навоза зависит от многих обстоятельств и в первую очередь от способов содержания и кормления животных, суточного выхода навоза, его физико-механических свойств, конструктивных характеристик помещения, климатических, гидрогеологических и других условий.

Все средства механизации навозоуборки классифицируют на мобильные и стационарные.

Мобильные механизмы применяют не только для удаления навоза, но и для транспортирования его в навозохранилище или на открытую навозную площадку. В эту группу механизмов входят скреперы, бульдозеры, прицепные тракторные тележки и электрифицированные монорельсовые вагонетки.

Специальные системы управления имеют только вагонетки, но и их объем автоматизации ограничивается конечными выключателями, отключающими электродвигатель в крайних положениях вагонетки.

Стационарные механизмы используют, как правило, в качестве рабочего органа замкнутую металлическую цепь со скребками или скрепер. Таков, например, скребковый транспортер кругового движения ТСН–160 (рисунок 15, а), предназначенный для механизации уборки навоза из животноводческого помещения (горизонтальный транспортер) и одновременной погрузки его в транспортное средство (наклонный транспортер).

С помощью переключателя SA (рисунок 15, б) выбирают дистанционное (Р) или автоматическое (А) управление транспортерами. Дистанционно управляют кнопками SB1 и SB2. Нажатием кнопки SB1 включают реле времени КТ, которое своими контактами КТ:2 включает магнитный пускатель КМ2 электропривода наклонного транспортера. Затем контакты КТ:1 включают магнитный пускатель КМ1 электропривода горизонтального транспортера.

Транспортеры выгружают навоз в транспортную тележку 2 в течение определенного времени до размыкания контактов КТ:2. При этом отключается горизонтальный транспортер. Затем размыкаются контакты КТ:2 и отключается наклонный транспортер с выдержкой времени, достаточной для полного освобождения транспортеров от навоза.

При автоматическом управлении транспортерами переключатель SA устанавливают в положение А, а реле времени КТ включается в определенное время суток.

Рис. 15 — План размещения (а) и схема управления (б) навозоуборочным транспортером:

1 — стойла; 2 — тракторная тележка; 3 — наклонный транспортер; 4 – горизонтальный транспортер

Транспортирование навоза осуществляется либо подвижными транспортными средствами, либо по подъемному трубопроводу под действием перемещаемого давлением воды поршня, периодически выталкивающего навоз, сбрасываемый транспортером в приемную воронку поворотного клапана. Последний отделяет эту воронку от трубопровода перед началом движения поршня.

Утилизация навоза особо важна на свиноводческих комплексах. Выход жидкого навоза на комплексе размером 180 тыс. свиней в год составляет 1 млн.т, что соответствует хозяйственно-бытовым стокам города с населением 250 тыс. человек и представляет собой большую экологическую проблему.

Обработка жидкого навоза включает в себя операции разделения на фракции, обеззараживания, гомогенизации и транспортирования. Технология до конца не отработана, и потому операции по управлению не автоматизированы. Предложено из навоза производить биогаз по следующей технологии. Навоз из животноводческих помещений собирается в коллектор, откуда насосом перекачивается в подогреватель для нагрева до температуры брожения. Далее выдержанный навоз винтовым насосом-дозатором подается в емкости-реакторы, где идет анаэробное брожение, результатом которого является биогаз. Биогаз перекачивается в газгольдер, очищается и через гидрозатвор поступает к потребителю или в хранилище.

Контрольные вопросы и задания.

1. Какие технологические процессы в животноводстве автоматизируют?

2. Как автоматизируют процесс кормления КPC?

3. Объясните принцип действия электрической схемы раздачи кормов КPC.

4. Расскажите о технологической и электрической схеме управления кормораздатчиком-смесителем КС-15 при кормлении свиней.

5. Как происходит автоматическая идентификация КPC и учет их продуктивности?

6. Перечислите способы дозирования корма.

7. Расскажите о технологии и автоматизации процессов машинного доения коров.

8. Объясните по технологической схеме принципы управления пастеризацией молока.

9. Как работают технологическая и электрическая схемы управления установками для охлаждения молока?

Какие процессы можно автоматизировать в животноводстве технология 7 класс