14458 (Сучасні засоби автоматизації стійлового молокопроводу)

Зміст

Вступ

1. Сучасні засоби автоматизації стійлового молокопроводу

2. Техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки

Висновок

Список літератури

Вступ

Велику роль в житті держави займає агропромислове виробництво. Однією з галузей агропромислового виробництва є виробництво і переробка молока. На даний час в світі отримують приблизно 560 млн тон молока. Кількість молочних корів складає близько 230 млн голів.

За останні роки світовий ринок молока і молочної продукції є відносно стабільним і відбувається невеликий зріст виробництва молока при зменшенні поголів’я корів.

Ринок українських виробників молочної продукції на даний час нараховує близько 350 діючих підприємств. Об’єм виробництва молока в 2003 році склав приблизно 13 млн. тон, притому що частка приватного сектора у виробництві молока складав 73%. Якщо за останні роки рентабельність у середньому складала 8-10%, то у 2003 році вона зменшилась до 1%. Однією із основних причин є все більший знос обладнання, яке в основному було виготовлено ще за часів СРСР.

З основних проблем для переробників лишається наявність якісної сировини. Але частина проблеми вже вирішена: затвердилась стабільність в роботі з постачальниками сирого молока, які тепер надають перевагу роботі з одним переробником, але на стабільній, постійній основі. На даний момент не вирішеними лишаються такі питання галузі:

- підтримка галузі з боку держави;

- якість молока і продуктів його переробки;

- формування закупівельної ціни молока;

- модернізація виробництва і підвищення кваліфікації робітників підприємств[2].

Однин з напрямків в розвитку доїльної техніки пов’язаний з управлінням процесом машинного доїння корів по величині потоку молока, зміні вакуумметричного тиску, частоти пульсацій.

Створення давачів потоку та підрахунку кількості молока має велике господарське значення в боротьбі з маститами, дозволяє ефективно вести роботу на фермах великої рогатої худоби .

Як відомо, основним робочим вузлом доїльної установки є доїльний апарат. Через нього відбувається контакт машини з тваринами і виникають порушення у взаємодії, так як для функціонування живого організму характерна індивідуальна особливість, а для машини – одноманітність.

Створення сучасної контрольно-вимірювальної апаратури для реєстрації надою стало специфічно складним технічним завданням. Використання з цією метою традиційних принципів вимірювання маси рідини, запозичених з інших галузей, виявилося зовсім не ефективним, оскільки процес молоковіддачі є унікальним, а точність показань лічильників залежить від фізико-хімічних властивостей молока, мінливості молоковіддачі, способу роботи, кількості апаратів, що працюють одночасно, та ряду інших чинників. А проте використання даних засобів автоматизації і контролю продуктивності корів, елементною базою яких служать мікропроцесори, є обов’язковою умовою реалізації будь-якої автоматизованої системи управління технологічними процесами у молочному господарстві. Вони дають змогу максимально зменшити затрати ручної праці, підвищити точність, і достовірність реєстрації надоїв, проводити комплексний моніторинг перебігу лактації у корів.

1 Сучасні засоби автоматизації стійлового молокопроводу.

У кінці минулого століття у колишньому СРСР активно проводилися науково-дослідні й дослідницько-конструкторські роботи зі створення нових і вдосконалення застосовуваних апаратів, алгоритм функціонування яких адаптовано до змін механізму молоковиділення видоюваних тварин.

Розроблено було апарат АДА-3 з автоматичним регулюванням параметрів і режимів роботи (Сибірський НДІ механізації та електрифікації сільського господарства), пристрої контролю машинного доїння і стимулювання молоковіддачі корів УКСМ-1 (НВО ”Цілинсільгоспмеханізація”), блок автоматичного регулювання процесу доїння БАРПД "Ньоман" (Гродненський держуніверситет), апарат "Сож" (ВАТ "Гомельзгрокомплект") та інші.

На Державному науково-виробничому підприємстві "ПКТБ" НПК "Київський інститут автоматики" розроблено й впроваджено на деяких фермах пристрій-приставку "Пульсар-1", що дає змогу автоматизувати процес доїння в стійловий молокопровід.

Проте, на жаль, доводиться констатувати, що через відомі причини партій справа не пішла. Серійного випуску цих пристроїв налагоджено не було і, говорячи сучасною мовою, дані розробки і "ноу-хау" не знайшли конкретного виходу на тваринницький ринок СНД .

Світовий ринок молоковиробної техніки має у своєму розпорядженні велике розмаїття високотехнічних доїльних машин (апаратів), що максимально відповідають фізіологічним механізмам молокоутворення і молоковіддачі тварин і дають змогу раціонально організувати процес доїння корів, але вимагають значних матеріальних затрат, яких вітчизняні підприємства не можуть собі дозволити. Закордонна техніка передбачає введення всієї інформації про доїння (удій, інтенсивність молоковіддачі, час доїння та ін.) до ЕОМ, що значно підвищує ціну АСУ доїнням. Хоча закордонна техніка має високі технічні показники, на нашому ринку вона не може мати попиту через високу ціну. Тому доцільно створити вітчизняний пристрій, який би автоматизував процес доїння, але мав би набагато меншу ціну.

Універсальність пристрою для індивідуального обліку молока полягає в сполученні двох функцій: обліку молока і контролю інтенсивності потоку для керування роботою доїльного апарата. В даний час такі пристрої серійно не випускаються, що стримує виробництво вітчизняного конкурентоздатного доїльного устаткування. Разом з тим простої їхнє відтворення навряд чи доцільно через цілий ряд недоліків, властивих як лічильнику УЗМ-1А, так і лічильнику датчику ковшового типу УДБ-14.000.

При створенні нових функціональних блоків структурних схем доїльних установок перевагу варто віддавати їхній багатофункціональності, універсальності, надійності, простоті конструкції та іншим якостям. Іншими словами, там де можна обійтися одним пристроєм, треба його використовувати, наділивши додатковими функціями. Ця проблема в однаковій мірі відноситься до всіх типів пристроїв для вимірювання кількості молока.

Доцільно створити один тип лічильника який можна буде використовувати на всіх доїльних установках з молокопроводом і установках станочного типу, передбачивши в його конструкції наявність формувача порцій і контактної групи для перетворення закінчення формування порції в електричний вихідний сигнал з наступною подачею його в блок керування.

Показовими у галузі доїння корів є розробки фірми "Вестфалія Ландтехнік" (Німеччина). Вона поставляє мікропроцесорний пристрій Метатрон, призначений для автоматизованого управління доїнням і знімання комплексу зооветеринарних показань кожної корови.

Пристрій складається з електронного керуючого блоку з відеотерміналом та вимірювальної ємності. Термінал розміщений в корпусі з нержавіючої сталі. Зовні він являє собою невеликий операторський пункт, панель якого обладнана клавішами введення команд, цифровим табло, малими світловими індикаторами й великою сигнальною лампочкою, покажчиками кодів символів (піктограм контрольованих параметрів). Пульт закріплюють біля стояка доїльного станка на рівні очей дояра-оператора. Герметична компактна ємність (малогабаритна мірна посудина з прозорого пластику), що добре промивається легко монтується на молокопроводі біля верхнього краю траншеї доїльного майданчика. Молоко в ємність надходить плавно, без порушення стабільності вакууму й процесу видоювання. Функціональний принцип вимірювання дає змогу точно фіксувати надій без урахування утворюваної піни (навіть за великої кількості надоєного молока). Можливе автоматичне взяття проб у вигляді окремої дози молока для його оцінки шляхом підключення пробовідбірника (невеликого прозорого циліндра). Управління електронною системою приладу здійснюється від мікропроцесора розміщеного в терміналі. Автоматично фіксується максимальна й середня молоковіддача, тривалість видоювання, абсолютний і відносний надій і багато інших лактаційно-фізіологічних параметрів кожної тварини, що дає змогу швидко розпізнавати, виділяти тугодійних, малопродуктивних або нездорових корів і виключати їх із обслуговуваного стада. Крім того пристрій виконує всі функції автоматичного регулювання роботи доїльної установки включаючи стимуляцію молоковіддачі, додоювання, знімання стаканів, а також управління воротами – розподільниками потоків руху корів у доїльному залі і промивання всіх молочних ліній за спеціальною програмою. Про всі відхилення у "штатному" проходженні доїння корови оператора попереджають світлова або звукова сигналізація. Передбачені ручне введення окремих команд, запит додаткових свідчень (про якість молока, годівлю, стадії лактації, стан здоров’я корови тощо) і діалоговий режим роботи з оператором. Останні моделі Метатрон обладнані сенсорними датчиками Кіск оff, що контролюють положення доїльних стаканів на дійках тварини. Якщо з вимені спаде бодай один стакан (у цьому разі підвісна частина апарата опиняється на підлозі – це справжнє лихо для операторів доїльних машин), чутливі сенсори миттю, за дві секунди, відмикають вакуум і сповіщають про те, що сталося, дояра. Нововведення унікальне, і його використання на великих високопродуктивних установках (скажімо, типу "карусель") важко переоцінити.

Для вимірювальних пристроїв Метатрон характерною є висока точність вимірювань, компактність, пристрої прості й надійні в експлуатації, мають низьковольтне живлення (24В). Після комплексних випробувань у НДІ молочного господарства (м.Кіль, ФРН) ці прилади сертифіковані Міжнародним комітетом з продуктивності тварин (IСАR) і рекомендовані для молочного виробництва як еталонні .

ВНИПТИМЭСХ (м.Зерноград Ростовської обл.) і виробниче об'єднання «Азовський оптико-механічний завод» (м. Азов Ростовської обл.) розробили й організували виробництво нового маніпулятора доїльного універсального МДУ-1. Це маніпулятор для автоматичного доїння корів зі збором молока в доїльне відро. Він може застосовуватися на універсальній доїльній станції типів УДС-ЗБ, УДЛ-Ф-12 і їхніх модифікаціях у літніх таборах і на пасовищах. Маніпулятор легко монтується на доїльній станції, гранично простий у використанні і технічному обслуговуванні, у тому числі промиванні. За допомогою маніпулятора і без участі оператора виконуються наступні операції доїння: машинне доїння, контроль за процесом доїння, машинне додоювання при зниженні молоковіддачі, відключення доїльного апарата при припиненні молоковіддачі і зняття апарата з вимені корови, вивід апарата з-під вимені для вільного виходу тварини з станка доїльної станції. Маніпулятор дозволяє здійснювати машинне доїння практично всіх корів, у тому числі і малопридатних до такого доїння.

Своєчасне автоматичне машинне додоювання за допомогою маніпулятора дозволяє збільшити повноту видоювання, не травмує соски вимені тварини, дозволяє скоротити захворюваність корів маститом до 5...6%. Застосування маніпуляторів МДУ-1 на доїльних установках шляхом заміни застарілих доїльних апаратів забезпечить підвищення продуктивності праці в 1,5...2 рази, продуктивного терміну служби корів у 1,5...1,8 рази при мінімумі капіталовкладень.

Відмінною рисою маніпулятора МДУ-1 є те, що пристрій додоювання і виводу доїльного апарата з-під вимені корови виконано у виді гофрованого елемента, один кінець якого через нитку пристрою додоювання закріплений на колекторі доїльного апарата. За допомогою вертикального регульованого підвісу цей апарат укріплений на обертовій штанзі і при автоматичному знятті з вимені по закінченні доїння утримується від падіння на підлогу. Доїльне відро маніпулятора має спеціальну кришку, що за допомогою гофрованого трубопроводу дозволяє здійснювати подачу молока з відра в молокопровід доїльної станції УДС-ЗБ. З моменту установки склянок доїльного апарата на вим'я корови і включення пневмодавача маніпулятора процес доїння переходить в автоматичний режим і не вимагає участі оператора в доїнні і його візуальному контролі за процесом доїння.

У складі маніпулятора застосований модернізований датчик молоковіддачі МДФ.02.010, а також модернізований колектор АДУ.03.100 із клапаном відключення доїльного апарата. Привід виконавчого механізму маніпулятора – пневматичний від вакуумної системи доїльної станції, на якій він установлений.

Фірма Alfa-Laval випускає добре відому на світовому ринку доїльну систему Duovac-300, що забезпечує диференційоване керування режимом доїння. На молочних фермах Франції працює нова удосконалена модель Duovac-300 – доїльна машина Atlas 400, де використовується два рівні вакууму з двома варіантами числа пульсації при постійному їхньому співвідношенні. Блок автоматичного керування забезпечує фазу стимуляції при швидкості молоковіддачі 0,2 л/хв, рівні вакууму – ЗЗ кПа і 48 пульсацій у хвилину. При інтенсивному потоці молока (більше 0,2 л/хв) апарат переключається на робочий режим доїння – 51 кПа, 60 пульсації в хвилину при співвідношенні тактів 2,5:1. Одночасно відбувається підключення пневмореле для зняття доїльних склянок. При зниженні інтенсивності потоку до 0,2 л/хв параметри робочого режиму зберігаються протягом 20 с, після чого пневмореле створює режим, що передує зняттю доїльних склянок і тимчасову затримку від 5 до 180 с. Знову включається робочий режим з низьким вакуумом. Знімання склянок відбувається при низькому вакуумі, що обмежує проникнення бактерій у сосковий канал і забезпечує більш плавне виконання заключної операції. Пропускна здатність «ялинки» 2х5 з доїльними апаратами Atlas 400 60 корів/ч. Цей варіант можна застосовувати тільки в доїльних залах.

Доїльні установки займають особливе місце в ряді застосовуваних на фермах технічних засобів, оскільки від рівня їхньої досконалості в значній мірі залежать здоров’я і продуктивність корів. Про ці показники судять по кількості молока, отриманого від кожної тварини і від усієї череди. Для виміру кількості надоєного молока використовують технічні засоби, що входять у комплект доїльної установки. В залежності від функціонального призначення вони поділяються на індивідуальні, групові і загальні.

Застосування лічильників індивідуального надою молока дозволяє спростити трудомістку процедуру контрольних доїнь, поліпшити санітарно-гігієнічні показники молока, що сприяє підвищенню рівня зоотехнічної роботи на фермі. При створенні зазначених лічильників необхідно враховувати специфічні особливості, що притаманні потоку молока в молокопроводі: