14458 (Сучасні засоби автоматизації стійлового молокопроводу), страница 2

- потік, що рухається під дією вакууму, являє собою двохфазну газорідинну суміш з відносно великим вмістом газу; швидкість руху компонентів суміші неоднакова;

- інтенсивність віддачі молока змінюється при доїнні від 0 до 7 л/хв, а кількість молока, що підлягає вимірюванню, порівняно невелика, при індивідуальному обліку вона складає 3...12л.

Відповідно до вимог, лічильники кількості молока повинні характеризуватися малою похибкою вимірювання, низькою ціною, технологічністю виготовлення, високими довговічністю і працездатністю. Крім того, вони повинні добре промиватися (при загальному циркуляційному промиванні), не повинні впливати на роботу доїльного устаткування, фізико-хімічний склад молока.

Відомі технічні засоби для індивідуального обліку молока можна розділити на три основних види. До першого відносяться ємнісні молокоміри, що представляють собою різні мірні судини, що мають градуйовану шкалу. Ці молокоміри прості по конструкції, однак незручні в роботі через досить великий об’єм (не менш 12 л) і масу (7...8 кг). Молокоміри подовжують загальний процес доїння (перекачування молока із судин у молокопровід) і вимагають переносу від однієї корови до іншої. Час контрольних доїнь при цьому збільшується в 1,5...2 рази. З відомих лічильників такого типу можна відзначити скляні молокоміри фірми Bow-Matik (циліндричні і кулясті).

Вимірювальні пристрої другого виду – це потокові пристрої об'ємного і вагового типу, у яких вимірювальна ланка (ківш, барабан і ін.) переміщається під дією визначеної порції молока. Ці пристрої характеризуються тим, що при наповненні мірної камери порушується рівновага ланки, вона перекидається і подає імпульс рахунковому механізму. Такі лічильники бувають одноковшовими, двохковшовими і роторними. Найбільш поширені двохковшові пристрої "Milk Meter" (фірми Technical Industries, США), МІ-1 (Латвія), KMG-A01 ("Імпульс", Німеччина) і МИК-88/2 (Agrokomplekt, Болгарія).

Результати випробувань і практичний досвід застосування даних пристроїв у складі доїльних установок показали, що для них характерні наступні недоліки: трудомісткість промивання; наявність рухливих частин, що працюють у молочному середовищі; неможливість стабільної роботи пробовідбірника, призначеного для аналізу якості молока; велика похибка, що досягає 7,5 %.

Пристрої третього виду – це лічильники пропорційного відбору деякої частини молока від загальної кількості. Ці лічильники в залежності від наявності в конструкції повітровідокремлюючої камери поділяються на дві групи. До першого відносяться лічильники "Milkoskop MC-1" (фірми Foss Elektric, Данія), УЗМ-1А (Росія), ZKD (Agrostoi Pethrimov, Чехія) і інші, у яких передбачена повітровідокремлююча камера.

В другу групу лічильників входять прямоточні пристрої без повітровідокремлюючої камери "Milkoskop MK-11" (фірми Foss Elektric, Данія), різні модифікації "Tru-Test" (фірми Tru-Test, Нова Зеландія) і ін.

Порівняльні випробування цих лічильників показують, що для них також характерні деякі недоліки: трудомісткість промивання; вплив на вакуумний режим доїльного апарата; велика відносна погрішність (за винятком лічильників "Milkoskop MC-1" і "Tru-Test"). Незважаючи на це, лічильники пропорційного відбору мають багато переваг. Так, наявність прийомної камери в лічильників першої групи дозволяє ефективно відокремлювати повітря від молока і стабілізувати вакуум при доїнні. Відсутність яких-небудь частин, що переміщаються, за винятком поплавка, збільшує надійність роботи.

Таким чином, аналіз лічильників індивідуального надою ведучих фірм і результати випробувань виявили тенденцію переважного використання лічильників пропорційного відбору. Можливість створення надійного пристрою такого виду з урахуванням відзначених недоліків представляється нам найбільш ймовірним. Недоліки, характерні для пристрою подібного типу, можна усунути шляхом реалізації наступних мір:

• спрощення конструкції роздільника потоку і пробовідбірника;

• запобігання зворотного зливу врахованої порції молока, що транспортується;

• створення уніфікованого пристрою, використовуваного як для установок зі стійловим молокопроводом, так і для установок станочного типу [8].

Невід'ємна частина кожної автоматизованої системи керування технологічними процесами (АСУТП) молочного тваринництва – засіб індивідуального обліку удоїв молока. Оскільки такі засоби служать вимірювальними перетворювачами в АСУТП, до них пред'являють досить високі вимоги:

• наявність нормованого електричного сигналу на виході, зручного для обробки результатів виміру при сполученні з мікропроцесором і ЕОМ;

• облік маси молока з припустимою похибкою ±3 % для 95 % всіх значень і ±5 % для 5 % вимірів;

• можливість взяття в процесі доїння проб молока для лабораторного аналізу;

• відсутність негативних впливів роботи лічильника на стабільність вакуумного режиму доїльної установки;

• можливість ефективного очищення і дезінфекції приладу при підключенні його до автоматизованої промивочно-циркуляційної системи доїльної установки;

• універсальність принципів вимірювання (що дозволяє використовувати їх як при доїнні у станках, так і при доїнні в стійлах);

• малі габаритні розміри, простота обслуговування, висока експлуатаційна надійність, ергономічно оптимальне розміщення, доступна вартість.

2 Техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки

На сьогоднішній день одним з недоліків технології доїння є конструктивна недосконалість застосовуваної доїльної техніки, позбавленої будь-яких елементів автоматизації управління процесом одержання та підрахунку об’єму молока. Використовувані на українських фермах переносні доїльні апарати наявних конструкцій не спроможні гнучко пристосовувати свій режим роботи до зміни молоковіддачі й урахування фізіологічних властивостей кожної лактуючої корови. Доїння корів наявними апаратами (із впливом на дійки нерегульованим вакуумом), поза сумнівом, згубно діє на здоров’я тварин і, зрештою, призводить до зниження продуктивності в цілому на 30%.

Створення сучасної контрольно-вимірювальної апаратури для реєстрації індивідуального надою та інших показників під час видоювання корів 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 інших чинників. А проте використання даних засобів автоматизації контролю продуктивності корів, елементною базою яких служать мікропроцесори, є обов’язковою умовою реалізації будь-якої автоматизованої системи управління технологічними процесами в молочному господарстві. Вони дають змогу максимально виключити затрати ручної праці, підвищити точність, надійність і достовірність реєстрації надоїв.

На даний час ринок сільськогосподарської техніки має переважно сучасну іноземну техніку провідних іноземних фірм і компаній. До них відносяться такі компанії як DeLaval зі своїми апаратами Duovac 300C і Monovac, яка з’явилась на ринку ще в 70-х роках минулого століття; фірма „Вестфалія Ландтехнік” (Німеччина). Вона представляє мікропроцесорний пристрій Метатрон, призначений для автоматизованого управління доїнням. Також досить престижне місце на ринку займають фірми „Маскон Мелотт” (Нідерланди) з пристроєм MR 2000; „Три-Тест Дистриб’ютерз Лтд” (Нова Зеландія), „Бебсон Браз. Ко” (США) та інші. Майже всі іноземні фірми, що існують на сьогодні на українському ринку сільськогосподарської техніки пропонують досить якісне і надійне обладнання і пристрої, але за досить високими цінами, що поки не влаштовує сільське господарство України. На сьогоднішній день дана проблема вирішується шляхом створення нового сучасного обладнання, але вже вітчизняного виробництва, яке буде не менш якісним, але більш дешевим. Це дасть можливість переобладнати та переоснастити українські ферми і доїльні зали із значною економією фінансів. Хоча дана проблема вже відносно давно стоїть на шляху розв’язання, але все ж таки ще не вирішена. Тому ще й досить стоїть питання створення сучасного і надійного вітчизняного обладнання.

Постачання доїльно-молочних машин, агрегатів, установок у СРСР із ГДР почалися ще з 50-х років і протягом третини століття складали 90% імпортного устаткування на вітчизняних молочних фермах. Часом колгоспно-радгоспні фахівці просто не знали про високотехнологічні розробки і „ноу-хау” закордонних фірм-продуцентів техніки для виробництва молока.

Ще у минулому столітті 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 молоко виділення видоювальних тварин. Було розроблено 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„Гомельагрокомплект”) та інші.

Елементарна економічна раціональність показує, що корівники й у першу чергу стійлові приміщення мають потребу в реконструкції, модернізації і технічному переоснащенні. Накопичений за останні вісім 8-9 років досвід організаційно-технологічної перебудови молочних господарств у країнах Східної Європи (насамперед спецхозів колишньої ГДР), можна вирішувати по трьох основних напрямках:

• переоснащення (доукомплектування) існуючих систем доїння в стійлах;

• реконструкція доїльних приміщень з оснащенням новими установками;

• зведення нових стійлових приміщень.

Для вироблення концепції модернізації стійл стосовно до конкретних господарських умов ферм-комплексів, що реконструюються доцільно використовувати перший варіант.

Особливістю даного варіанта є відновлення приміщення на базі технічного переоснащення і дообладнання наявних доїльних станків. Результатом цього варто вважати підвищення рівня автоматизації контролю і керування технологічними операціями одержання молока та його підрахунку, і, як наслідок, збільшення продуктивності (пропускної здатності) доїльного залу. Така модернізація передбачає укомплектування основними технічними засобами й елементами автоматики.

При обслуговуванні дійного стада високої продуктивності ефективне застосування засобів ідентифікації худоби, пристроїв автоматичного обліку удоїв і збору зооветеринарної інформації про корову, систем керування молочним виробництвом на базі комп'ютеризованої обробки контрольованих параметрів. Однак треба визнати, експлуатація на наших фермах елементів автоматики подібного рівня ще досить дороге – оснащення ними одного доїльного місця вимагає близько 3000 доларів і виправдане лише там, де базова продуктивність корів у середньому перевищує 5500 кг молока на голову в рік.

Отже, для підвищення якості, продуктивності та інших показників молочної продукції потрібне принципово нове сучасне і якісне обладнання. Тому доцільним є створення вітчизняного пристрою, який би виконував такі функції, як: облік надоєного молока в стійловому молокопроводі та збереження й індикації інформації про удій.

Таким пристроєм є лічильник порцій молока стійлового молокопроводу, який призначений для вимірювання та обліку надоєного молока в стійловому молокопроводі.

За аналог виберемо мікропроцесорний пристрій СЕМ-02, який виготовляється підприємством Інфракон. Його призначення – облік молока в стійловому молокопроводі. Даний пристрій вибраний за аналог так як він має, у порівнянні з іншими пристроями, наступні переваги:

- висока точність вимірювання;

- висока надійність;

- простота в експлуатації;

- низьковольтне живлення;

- компактність.

До недоліків даного пристрою можна віднести використання рідкокристалічного індикатора, що супроводжується такими проблемами, як: необхідність підсвітки, необхідність спеціалізованого контролера для управління, вузький температурний діапазон.

В даному випадку, в якості датчика проходження порції молока використовується двохелектродна система. Принцип дії датчика проходження молока оснований на вимірюванні електропровідності в міжелектродному просторі. Коли відбувається проходження порції, змінюється електропровідність між електродами, що фіксується лічильником.

Висновок

В ході виконання практики був зроблений аналіз сучасних засобів автоматизації молочних ферм, сучасної ситуації в молочній промисловості, українського ринку молока, були оглянуті аналоги. Проведено техніко-економічне обґрунтування доцільності розробки.

Список літератури

1 М.А. Мазуха. Молочная промышленность. №6, 2002. – с. 7, 8.

2 Савран В.П. Автоматическое управление доением коров // Зоотехния. – 1991. – № 12. – с. 53

3 Палкін Г. Сучасні молокоміри на фермах // Пропозиція. – 1998. – № 7. – с. 34, 35

4 Кирсанов В., Максутов А. Устройство для индивидуального учета молока на доильных установках // Молочное и мясное скотоводство. – 1999. – № 5. – с. 33

5 Смоляр В. Электронные блоки управления доением // Техника и оборудование для села. – 2000. – № 5. – с. 9, 10