Автоматизована кормова станція для індивідуально нормованої годівлі дійних корів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Львівський національний аграрний університет

Автоматизована кормова станція для індивідуально нормованої годівлі дійних корів

В.І. Банга, к.т.н.

Анотація

Розроблено автоматизовану кормову станцію з конусно-лопатевим дозувальним робочим органом, яка дає можливість автоматизовано видавати відповідну норму сипких кормів індивідуально кожній тварині залежно від її продуктивності, сприяє підвищенню молочної продуктивності корів і запобігає їх захворюваності на шлункові хвороби, зменшує витрати комбікормів за рахунок рівномірності та точності видачі, зменшує енергоємність процесу дозування комбікормів за рахунок конструкції дозувального робочого органу, підвищує продуктивність праці оператора за рахунок автоматизації процесу індивідуального дозування.

Ключові слова: автоматизована кормова станція, продуктивність, дозувальний робочий орган, нормована годівля, сипкий корм, точність дозування.

кормова станція корова

V. Banha

Lviv National Agrarian University

AUTOMATED FEEDING STATION FOR INDIVIDUALLY RATED FEEDING

OF MILK COWS

Summary

An automated feed station has been developed, which is designed to operate in an automated control system for the milk production process and for individually normalized feeding of dairy cows in bulk feed with a cone-blade dosing working body and can be used in continuous and discrete mode of delivery. free housing technology and loose. A feature of which is the availability of tools to control the process of distribution and dosing of bulk feed registration and transmission of data, display and storage of information.

Automated feed station allows you to automatically issue the appropriate rate of bulk feed to each animal depending on its productivity, increases milk productivity of cows and prevents their incidence of gastric diseases, reduces feed costs due to uniformity and accuracy of delivery, reduces energy consumption due to dosing process dosing working body, increases the productivity of the operator by automating the process of individual dosing. The power supply of functional elements is carried out from the power supply unit with nominal values of stabilized voltages +50V, ± 12V, + 5V. During the implementation of the system, a number of original modular type interfaces were developed, which are functionally coordinated with the system buses of personal computers of the class from «Pentium G 850» to «Core I3 - 8100». A flexible address field system is provided for both the interface and the allocation of RAM by functional purpose. The exchange of data between the automated feed station and the computer takes place in the last code, which is generated by software, and in the feed station - software and hardware. The system buses of the ACS TP and the central computer are galvanically isolated

Key words: automated feed station, productivity, dosing working body, normalized feeding, loose feed, dosing accuracy.

В.И. Банга

Львовский национальный аграрный университет

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ КОРМОВАЯ СТАНЦИЯ ДЛЯ

ИНДИВИДУАЛЬНО НОРМИРОВАННОГО КОРМЛЕНИЯ ДОЙНЫХ

КОРОВ

Аннотация

Разработана автоматизированная кормовая станция с конусно-лопастным дозировочным рабочим органом, которая дает возможность автоматически выдавать соответствующую норму сыпучих кормов индивидуально каждому животному в зависимости от его производительности, способствует повышению молочной продуктивности коров и предотвращает заболеваение желудочными болезнями, уменьшает затраты сыпучих кормов за счет равномерности и точности выдачи, уменьшает энергоемкость процесса дозирования сыпучих кормов за счет конструкции дозирования рабочего органа, повышает производительность труда оператора за счет автоматизации процесса индивидуального дозирования.

Ключевые слова: автоматизированная кормовая станция,

производительность, дозировочный рабочий орган, нормированное кормление, сыпучий корм, точность дозирования.

Постановка проблеми

Продуктивність тварин залежить не тільки від якості і повноцінності їх годівлі, але й значною мірою від своєчасної нормованої видачі кормів [8]. Дотримання технології роздавання і дозування кормів тваринам є важливою умовою забезпечення їх генетичного потенціалу [5].

Індивідуально-нормована годівля дійних корів сипкими кормами займає одне з головних місць у технології виробництва молока. Забезпечити її неможливо без впровадження у виробництво автоматизованої системи управління технологічними процесами [10].

Якщо не нормувати раціон годівлі тварин, знижуються їх середньодобові прирости за масою (при недогодівлі), спостерігається ожиріння і непродуктивно використовується корм (при годівлі вволю) [6]. Відомо [4], що дозування інгредієнтів, яке не відповідає точності, знижує кормову цінність комбікорму, а в деяких випадках використання його може призвести до захворювання тварин. Нормування кормів тваринам залежно від їх продуктивності вимагає створення різних дозувальних пристроїв.

Аналіз різних автоматизованих систем, пристроїв і установок для годівлі дійних корів сипкими кормами [3; 4; 7; 9; 11 - 14] показав, що при застосуванні таких систем скорочуються витрати ручної праці на привід дозувальних пристроїв, виключається безпосередня участь оператора в дозуванні корму, збільшується точність дозування кормів, а робота оператора обмежується видачею команд і контролем їх виконання. Основною вимогою, що ставляться до автоматизованих кормових станцій для годівлі дійних корів сипкими кормами є забезпечення відповідної продуктивності і точності дозування та вибір оптимальних параметрів і режимів її роботи.

Аналіз останніх досліджень. У Львівському національному аграрному університеті розроблена автоматизована кормова станція, яка передбачена для роботи в автоматизованій системі управління технологічним процесом виробництва молока (АСУ ТП) та для індивідуально нормованої годівлі дійних корів сипкими кормами з дозувальним робочим органом конусно-лопатевого типу і може бути використана в режимі безперервної і дискретної норми видачі, як при прив'язній технології утримання так і безприв'язній. Особливістю якої є наявність засобів для управління процесом роздавання і дозування сипких кормів реєстрації та передачі даних, відображення і зберігання інформації. Схему і загальний вигляд автоматизованої кормової станції наведено на рис. 1, а загальний вигляд дозувального робочого органу на рис. 2.

Формулювання мети статті. Метою дослідження є розробка автоматизованої кормової станції для індивідуально нормованої годівлі дійних корів сипкими кормами в залежності від їх продуктивності.

Основна частина

На рис. 1 наведена автоматизована кормова станція з конусно-лопатевим дозувальним робочим органом, яка складається з бункера 5, що закріплений до підвісної рами 4.

У верхній частині станції на рамі 4 встановлений електродвигун постійного струму 8, на привід конусного-лопатевого робочого органу, на якому розміщено вимірювач частоти обертання 9 на базі операційного підсилювача типу К140 УД 701. Для управління процесом роздавання і дозування сипких кормів розроблений мікропроцесорний блок 10. Живлення мікропроцесорного блоку 10 здійснюється блоком живлення 11 [2].

Автоматизована кормова станція за необхідності може здійснювати прямолінійний зворотно-поступальний рух по нерухомій балці 1 за допомогою кареток 2, які приводяться в дію від електродвигуна 3.

а) б)

1 - нерухома балка; 2 - рухомі каретки; 3 - електродвигун приводу кареток; 4 - рама; 5 - бункер кормової станції; 6 - привідний вал; 7 - підшипники; 8 - електродвигун з редуктором приводу робочого органу; 9 - вимірювач частоти обертання; 10 - мікропроцесорний блок управління; 11 - блок живлення; 12 - муфта; 13 - насадка випускної горловини бункера; 14 - захисний кожух; 15 - конусно-лопатевий робочий орган; 16 - направляч потоку.

Рисунок 1. Схема (а) і загальний вигляд (б) автоматизованої кормової станції

У верхній частині станції на рамі 4 встановлений електродвигун постійного струму 8, на привод конусного-лопатевого робочого органу, на якому розміщено вимірювач частоти обертання 9 на базі операційного підсилювача типу К140 УД 701. Для управління процесом роздавання і дозування сипких кормів розроблений мікропроцесорний блок 10. Живлення мікропроцесорного блоку 10 здійснюється блоком живлення 11 [2].

Автоматизована кормова станція за необхідності може здійснювати прямолінійний зворотно-поступальний рух по нерухомій балці 1 за допомогою кареток 2, які приводяться в дію від електродвигуна 3.

При нерухомому дозувальному робочому органі 15 витікання через кільцевий зазор h між насадкою випускної горловини бункера 13 і дозувальним конусом 15 не відбувається, тому що кут твірної конуса а при його основі менший за кут тертя корму по поверхні конуса, а діаметр основи конуса сипкого корму DK, що зумовлюється кутом внутрішнього тертя, не виходить за межі основи дозувального робочого органу 15. Обертання дозувального робочого органу 15 призводить до зсувів між шарами сипкого корму в зоні зазору h , що забезпечує його дозування

Рисунок 2. Схема (а), загальний вигляд (б) конусно-лопатевого робочого дозувального органу з кутом твірної конуса а = 20° при його основі з діаметром DKn = 0,2 м та кількістю лопаток Z = 2 шт

Структурна схема функціонування автоматизованої кормової станції наведено на рис. 3.

Рисунок 3. Структурна схема функціонування автоматизованої кормової станції

Живлення функціональних елементів здійснювалося від блоку живлення з номіналами стабілізованих напруг ±50В, ±12В, +5В. При реалізації системи розроблено низку оригінальних інтерфейсів узгодження модульного типу, які функціонально узгоджуються зі системними шинами персональних ЕОМ класу від «Pentium G 850» до «Core I3 - 8100» [1]. Забезпечено гнучку систему адресного поля як інтерфейсу, так і розподілу оперативної пам'яті за функціональним призначенням.

Обмін даними між кормовою станцією та ЕОМ відбувається в послідовному коді, який формується програмно, а в кормовій станції - програмно-апаратно. Системні шини АСУ ТП і центральної ЕОМ гальванічно розв'язані.

Основу інтерфейсу узгодження модульного типу складає програмований трьох канальний інтерфейс вводу-виводу типу КР580 ВВ 55. Для буферизації даних та узгодження з іншими лініями використовуються шинні формувачі. Для керування роботою інтерфейсу розроблені дешифратор вибору адреси, сформований на логічних елементах і побудований таким чином, щоб адреса вибору інтерфейсу відповідав карті розподілу вводу-виводу ЕОМ стандарту IBM PC. Кожний конкретний адреса на системній адресній шині ЕОМ відповідає конкретному функціональному призначенню [1].

Висновки

Наведена вище автоматизована кормова станція з конусно-лопатевим дозувальним робочим органом дає можливість автоматизовано видавати відповідну норму сипких кормів індивідуально кожній тварині залежно від її продуктивності, сприяє підвищенню молочної продуктивності корів і запобігає їх захворюваності на шлункові хвороби, зменшує витрати кормів за рахунок рівномірності та точності видачі, зменшує енергоємність процесу дозування сипких кормів за рахунок конструкції дозувального робочого органу, підвищує продуктивність праці оператора за рахунок автоматизації процесу індивідуального дозування.

Список використаних джерел

Банга В. І. Апаратно-програмне забезпечення автоматизованого

мобільного індивідуального роздавача-дозатора комбікормів. Проблеми надійності машин: зб. матеріалів міжнар. наук. -практ. конф Харків. 2019. С. 26-27.

Банга В. І., Дмитрів В. Т., Банга Ю. В. Стенд для експериментальних досліджень робочих органів індивідуального роздавача-дозатора комбікормів. Науковий вісник Національного університету біоресурсів і природокористування України. Сер. Техніка та енергетика АПК. Київ, 2015. Вип. 212/2. С. 76-81.

Бойко І. Г., Нанка О. В., Семенцов В. В. Розробка енергозберігаючої конструкції дозатора сипучих кормів. Науковий вісник Таврійського державного аграрного університету. 2011. Вип. 1, т. 3. С. 61-66.

Семенцов В. В., Бойко І. Г. Розробка енергозберігаючої конструкції гравітаційного дозатора сипучих кормів. Motrol. Commission of motorization and energetics in agriculture. 2013. Vol. 15, №2 7. Р. 10-13.

Семенцов В. В., Бойко І. Г. Результаты экспериментальных

исследований по определению оптимальных параметров

гравитационного дозатора. Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П. Василенка. Сер. Технічні системи і технології тваринництва. 2015. № 157. С. 6773.

Семенцов В. В., Бойко І. Г. Експериментальна установка і

методика дослідження процесу дозування концентрованих кормів гравітаційним дозатором. Вісник Харківського національного

технічного університету сільського господарства ім. П. Василенка. Сер. Технічні системи і технології тваринництва. 2014. № 144. С. 711.

Фролов Н. В., Мальцев В. С. Результаты экспериментальных

исследований дозатора-смесителя концентрированных кормов.

Вестник Ульяновской ГСХА. 2011. № 2. С. 119-123.

Bаnha V. Experimental investigations of operating devices of an individual meter of mixed fodder. TEKA. А Quarterly Journalof AgrjfoodIndstry. 2019. Vol. 19, № 10. Р. 25-36.

Parameter optimization of dosator for technique culturs on the quantity intervals, close by to calculation / V. Blodedov et al. TEKA. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture. 2013. Vol. 13, № 4. Р. 18-24.

State and Perspectives of Milk Production in the Republic of Belarus in Comparison with the Condition of the Polish Dairy / E. M. Bodrova et al. TEKA. Commission of Motorization and Energetics in Agriculture. 2015. Vol. 15, № 1. Р. 3-8.

Pirkelmann H. Kraftfutterfьtterung an Milchwein mit 22. Abrufautomaten. 1978. № 31, 11. Р. 16-19.

Scholtysik B. Untersuchungen an einem Zellenraddosierer mit digitaler Sollwerteingabe. Grundlagen der Landtechnik. 1978. № 28, 5. Р. 201-204.

Sosnowski Z., Maslanka J. Dozowniki do pasz sypkich. Mechanizacja Rolnictwa. 1978. № 27, 19. Р. 21-24.

Billon P. Mecanisationet cotrole de la distribution du concentre pour les vaches laitieres. Genie rural. 2004. № 68, 11. Р. 409-414.

Стаття надійшла до редакції 8.04.2021р.

Размещено на Allbest.ru