Реферат: Сучасні засоби автоматизації стійлового молокопроводу
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:
- 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.