RU2328112C1 - Способ и устройство информационно-коммуникационного управления экономичными обогревательными технологиями в птицеводстве - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к технологиям общего обогрева животноводческих и птицеводческих помещений и локального обогрева сельскохозяйственного молодняка. Способ включает измерение и задание величины ощущаемой животными и птицей температуры в зонах локального обогрева, сравнение измеренной и заданной величин, регулирование режима локального обогрева по результату сравнения, измерение величины температуры воздуха в помещении и задание ее нормативного наименьшего и наибольшего значений. Измерение величины температуры наружного воздуха, относительных влажностей наружного воздуха и внутреннего воздуха в помещении. В зависимости от изменяемого сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении вычисляют стоимости затрат энергии на локальный и на общий обогрев и стоимость затрат от потерь продукции животноводства. Вычисляют стоимость затрат на корма для поголовья. Вычисляют стоимости затрат энергии на общий и на локальный обогрев. Измеряют сигналы расходов ресурсов природного горючего газа и питьевой воды, формируют заданные сигналы о значениях удельных цен предприятия на природный горючий газ и питьевую воду. Корректируют температурный режим общего обогрева производственных помещений с локальным обогревом. Устройство содержит датчики ощущаемой температуры в зоне локального обогрева, температуры внутреннего воздуха в помещении, задатчики возраста поголовья, технологически допустимых наименьшей и наибольшей температур воздуха в помещении, заданной величины ощущаемой температуры, нормативной температуры воздуха, регуляторы температуры локального и общего обогрева, локальные обогреватели и калориферы. Устройство содержит датчики температуры наружного воздуха, относительной влажности внутреннего и наружного воздуха, задатчика времени опроса, сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, констант, первый, второй и третий вычислительные блоки, сумматор, блок управления, дифференцирующий усилитель. В устройство введены четвертый вычислительный блок, объединенный вместе с первым, вторым и третьим вычислительными блоками в блок вычисления, задатчики удельных цен на тепловую энергию, на электрическую энергию, на продукцию предприятия, на корма, блок сопряжения и связи, блок компьютерных аппаратно и программно-ориентированных сетевых средств, периферийный блок компьютерной сети. В устройство дополнительно введены датчики расхода соответственно газа и воды, задатчики сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду, формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду, первая и вторая схемы сравнения, первая и вторая схемы умножения. Обеспечивается минимизация эксплуатационных затрат на общий и локальный обогрев. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, к технологиям общего обогрева птицеводческих помещений и локального обогрева сельскохозяйственного молодняка и может быть использовано в отраслях промышленного животноводства и птицеводства.

Известны способ экономичного взаимосвязанного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных и устройство для его осуществления, предназначенные для автоматизации процесса поиска экономически наименее затратного режима общего обогрева помещения с требуемым по технологии выращивания локальным обогревом сельскохозяйственного молодняка на основе заданных и неизменных удельных цен на тепловую и электрическую энергию на обогрев поголовья, на готовую продукцию животноводческого или птицеводческого предприятия /Патент РФ №2229155, G05D 23/19, A01К 29/00, F24D 10/00. Способ и устройство экономичного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп // БИ 2004, №14/.

Недостатком данного технического решения являются дополнительные затраты, связанные с временным запаздыванием поступления в систему управления технологиями производства продукции новой текущей информации о действующих в регионе размещения сельскохозяйственного предприятия ценах на энергоносители, на корм и на продукцию животноводства и птицеводства - мясо, пищевые яйца и т.п.

Причиной этого является отсутствие увязки автоматизированной, содержащей программируемые технические средства автоматики - микроконтроллеры в производственных помещениях и микропроцессоры в иерархических уровневых пунктах управления технологиями предприятия - с информационно-коммуникационными (инфокоммуникационными) автоматизированными компьютерными сетевыми системами локального уровня самого предприятия, с региональными отраслевыми и в целом с национальными сетями информации, с международной информационной сетью «Интернет».

Другим недостатком данного технического решения является отсутствие возможности операторского вмешательства в полностью автоматизированную систему с вычислительным блоком в случаях рыночных кризисов, вызванных зачастую такими причинами, которые совершенно не относятся к производственной сфере. Следствием полностью автоматического управления при этом будет фактическое нарушение и даже срыв технологии обогрева птицы и соответствующие чрезмерные потери продукции предприятия, а также непроизводительный перерасход энергоносителей.

Причиной этого является отсутствие технической увязки автоматизированной системы задания рыночных удельных цен с диспетчерскими и с операторскими задатчиками прогнозируемых специалистами предприятия (экспертами) относительно устойчивых ценовых режимов работы оборудования, управляемого по экономическому критерию.

Другим недостатком данного технического решения является отсутствие учета рыночной цены на горючий природный газ, который в настоящее время достаточно широко используется при общем обогреве птичников. Поэтому известное устройство имеет ограниченное применение по количеству птицефабрик, использующих различные энергоносители: тепловая энергия, электричество, газовая котельная с горячим водоснабжением отопительных систем производственных помещений предприятия, а также непосредственно газовые пушки и инфракрасные горели. Причиной этого является отсутствие технических средств автоматизированного задания рыночной цены на горючий природный газ при нормальной работе рынка и диспетчерско-операторского задания экспертно-прогнозируемой цены на газ в случаях кризисов рынка или при авариях и сбоях в компьютерных сетях предприятия.

Задачей изобретения является непрерывная в реальном времени минимизация эксплуатационных затрат на технологии общего и локального обогрева, достижение в любой момент времени экономически оптимального и энергетически рационального совместного общего обогрева животноводческого или птицеводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных и птиц в соответствии с действующими рыночными ценами на энергоносители, на корма, на продукцию животноводства и птицеводства, а также на природный горючий газ и на питьевую воду.

В результате использования изобретения устанавливается такое значение температуры воздуха в помещении, при котором обеспечивается наименьшая на данный момент времени - в рыночной экономике предприятия, региона его размещения, страны его пребывания, мирового производства и рынка аналогичной продукции - сумма затрат на энергию для общего и локального обогрева, на корма для поголовья, от потерь продуктивности поголовья, а также на природный горючий газ и на питьевую воду.

Вышеуказанный технический результат достигается способом, включающим измерение и задание величины ощущаемой животными и птицей температуры в зонах локального обогрева, сравнение измеренной и заданной величин, регулирование режима локального обогрева по результату сравнения, измерение величины температуры воздуха в помещении и задание ее нормативного наименьшего и наибольшего значений, регулирование режима общего обогрева, измерение величины температуры наружного воздуха, относительных влажностей наружного воздуха и внутреннего воздуха в помещении, формирование сигнала величины температуры воздуха в помещении, периодическое изменение сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении в диапазоне между наименьшим и наибольшим заданными значениями температуры воздуха в помещении, причем в зависимости от изменяемого сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении вычисляют стоимости затрат энергии на локальный и на общий обогрев и стоимость затрат от потерь продукции животноводства, при этом дополнительно вычисляют стоимость затрат на корма для поголовья, по результатам вычислений определяют наименьшую суммарную величину стоимостей указанных затрат и соответствующий ей сигнал сформированной величины температуры воздуха в помещении, сравнивают соответствующий наименьшей суммарной величине стоимостей сигнал сформулированной величины температуры воздуха в помещении с измеренной величиной температуры воздуха в помещении и по результату сравнения корректируют режим общего обогрева животноводческого помещения, при этом получают данные локальных, региональных и международной «Интернет» инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на тепловую и электрическую энергию, на корма для поголовья и на продукцию животноводства и птицеводства, задают эти удельные цены, в зависимости от этих удельных цен непрерывно в реальном времени вычисляют стоимости затрат энергии на общий и на локальный обогрев, стоимость расходуемых кормов для поголовья и стоимость затрат от потерь продукции птицеводства, причем дополнительно измеряют сигналы расходов ресурсов природного горючего газа и питьевой воды, формируют заданные сигналы о значениях удельных цен предприятия на природный горючий газ и питьевую воду, формируют сигналы соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об этих ценах на газ и на воду, после чего сравнивают сформированные заданные сигналы с соответствующими сформированными сигналами соответствия, полученные соответствующие разностные сигналы умножают на измеренные сигналы расходы газа и воды, полученными производными сигналами изменения стоимостей соответствующих эксплуатационных затрат корректируют значение сформированного и вычисленного суммарного сигнала эксплуатационных затрат, корректируют соответствующий наименьшей суммарной величине стоимостей сигнал сформулированной величины температуры воздуха в помещении, корректируют температурный режим общего обогрева производственных помещений с локальным обогревом.

Технический результат достигается также тем, что в устройстве информационно-коммуникационного управления экономичными обогревательными технологиями в животноводстве и птицеводстве, содержащем датчики ощущаемой температуры в зоне локального обогрева, температуры внутреннего воздуха в помещении, задатчики возраста поголовья, технологически допустимых наименьшей и наибольшей температур воздуха в помещении, заданной величины ощущаемой температуры, нормативной температуры воздуха, регуляторы температуры локального и общего обогрева, локальные обогреватели и калориферы, причем выход датчика ощущаемой температуры в зоне обогрева соединен с первым входом регулятора температуры локального обогрева, выход датчика температуры внутреннего воздуха соединен с первым входом регулятора температуры общего обогрева, причем выход задатчика величины ощущаемой температуры подключен ко второму входу регулятора температуры локального обогрева, выход которого соединен с локальными обогревателями, к выходу регулятора температуры общего обогрева подключены калориферы, при этом устройство содержит датчики температуры наружного воздуха, относительной влажности внутреннего и наружного воздуха, задатчика времени опроса, сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, констант, первый, второй и третий вычислительные блоки, сумматор, блок управления, дифференцирующий усилитель, вход которого является вторым входом блока управления, а выход дифференцирующего усилителя соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой является общей шиной устройства, а ее выход через дифференцирующую цепь, выпрямитель и ждущий мультивибратор подключен ко второму входу управляемого ключа, первый вход которого является первым входом блока управления, а выход управляемого ключа через элемент памяти соединен с выходом блока управления, причем выход датчика ощущаемой температуры в зоне обогрева дополнительно соединен с первым входом второго вычислительного блока, выход датчика температуры наружного воздуха подключен к первому входу первого вычислительного блока, выходы датчиков относительной влажности внутреннего и наружного воздуха соединены соответственно со вторым и с третьим входами первого вычислительного блока, четвертый вход которого подключен ко второму входу второго вычислительного блока, к первому входу третьего вычислительного блока, к первому входу блока управления, к выходу задатчика сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задатчиков технологически допустимых наименьшей и наибольшей температур воздуха в помещении и задатчика времени опроса, выход которого дополнительно подключен к пятому входу первого вычислительного блока к третьему входу второго вычислительного блока, ко второму входу третьего вычислительного блока, третий вход которого соединен с выходом задатчика нормативной температуры воздуха и с шестым входом первого вычислительного блока, четвертый вход третьего вычислительного блока соединен с выходом задатчика возраста поголовья и со входами задатчиков нормативной температуры воздуха и заданной величины ощущаемой температуры, выходы задатчика констант подключены к соответствующим дополнительным входам первого, второго и третьего вычислительных блоков, первые выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, своим выходом связанного со вторым входом блока управления, а второй выход второго вычислительного блока подключен к седьмому входу первого вычислительного блока, выход блока управления соединен со вторым входом регулятора температуры общего обогрева, при этом в него введены четвертый вычислительный блок, объединенный вместе с первым, вторым и третьим вычислительными блоками в блок вычисления, задатчики удельных цен на тепловую энергию, на электрическую энергию, на продукцию предприятия, на корма, блок сопряжения и связи, блок компьютерные аппаратно- и программно-ориентированных сетевых средств, периферийный блок компьютерной сети, причем первый, второй, третий, четвертый и пятый входы четвертого вычислительного блока подключены соответственно к выходу задатчика сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, к выходу задатчика нормативной температуры воздуха, к выходу задатчика времени опроса, к соответствующему выходу задатчика констант, к выходу задатчика удельных цен на корма, а управляющие входы задатчиков удельных цен на тепловую энергию, на электрическую энергию, на продукцию предприятия, на корма соединены с соответствующими выходами блока сопряжения и связи, вход которого подключен к выходу блока компьютерных аппаратно и программно-ориентированных сетевых средств, а вход последнего связан с абонентским выходом периферийного блока компьютерной сети, причем в устройство дополнительно введены датчики расхода соответственно газа и воды, задатчики сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду, формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду, первая и вторая схемы сравнения, первая и вторая схемы умножения, причем два соответствующих дополнительных выхода блока сопряжения и связи соединены через соответственно первый и второй формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду к соответствующим вторым входам первой и второй схем сравнения, первые соответствующие входы которых подключены к соответствующим выходам первого и второго задатчиков сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду, первые и вторые входы первой и второй схем умножения соответственно связаны с выходами первой и второй схем сравнения и первого и второго датчиков расхода газа и воды, а выходы первой и второй схем умножения подключены к соответствующим дополнительным входам сумматора.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется примером.

Эффективность и ресурсосбережение чрезвычайно энергозатратных в настоящее время в бройлерном птицеводстве и при этом взаимно связанных через величину температуры внутреннего воздуха t_в, °C, технологий общего и локального обогрева можно существенно повысить путем автоматизации процесса поиска оптимального значения выбранного экономического критерия. Например, удельная прибыль П_уд ^авт (рентабельность новой автоматизированной системы), или обратная ей величина - срок окупаемости Т_ок ^авт:

где П - годовая прибыль предприятия, руб./год; Ц - рыночная цена реализованной за год продукции, руб./год; С - годовые издержки производства, руб./год; К - капитальные вложения в основное производство, руб.; ΔП и ΔК - увеличение прибыли, руб./год, в результате дополнительных затрат на автоматизацию ΔК, руб., из-за прироста дополнительной продукции ΔЦ₁, руб./год, в правильно действующей системе локального обогрева по условию получения наивысшей продуктивности поголовья, из-за экономии издержек в результате обоснованного снижения затрат на тепловую и на электрическую энергию в обсуждаемых технологиях, а также на природный горючий газ и питьевую воду ΔС, руб./год, из-за неизбежно возникающих при предлагаемом методе оптимизации путем снижения нормативно установленной величины t_в расчетных потерь продуктивности ΔЦ₂, руб./год.

Целевая функция оптимизации искусственно сформированного и равного t_в расчетного значения t_в ^з может также иметь вид:

где Э_о(t_в ^з) и Э_л(t_в ^з), Г(t_в ^з) и B(t_в ^з) - расчетные стоимости тепловой энергии на общий обогрев помещения во время отопительного периода года, руб./год, и электрической энергии на локальный обогрев молодняка во время брудерных периодов в то же время года, руб./год, К_к(t_в ^з)+ΔЦ₂(t_в ^з) - расчетные стоимости затрат кормов и потерь продукции, руб./год, Г(t_в ^з) и B(t_в ^з) - расчетные стоимости газа и воды, руб./год, в процессе имитационного моделирования с навязыванием специализированному вычислителю по (2) величин t_в ^з из диапазона возможных технологических значений t_в.

Все не указанные в (2) остальные составляющие эксплуатационных затрат - на освещение, трудозатраты персонала и т.п. - от t_в при локальном обогреве зависят слабо или вообще не зависят. Составляющие (2) вычисляются по достаточно известным и модифицированным зависимостям, включающим в себя удельные цены на природный горючий газ, на питьевую воду, на тепловую и на электрическую энергию в данном регионе страны, удельную отпускную цену мяса бройлеров на конкретной птицефабрике, параметры наружного климата t_н и φ_н - температуру и относительную влажность наружного воздуха, теплоизоляционные характеристики конструкции помещения для поголовья S_{огр i}, R_{o огр i}, G_инф - площадей ограждающих конструкций, их сопротивлений теплопередаче и удельный объем инфильтрующегося через притворы в помещение воздуха, параметры внутреннего микроклимата t_оп, t_в, φ_вн - ощущаемую цыплятами температуру в зонах обогрева, температуру и относительную влажность внутреннего воздуха в помещении, характеристики оборудования для локального обогрева Q_л ¹(t_оп, t_в ^з), η_ло - статическую характеристику передачи локального обогревателя и вводимый коэффициент его полезного действия по поведению поголовья, который оценивает привлекательность брудера для молодняка.

Практически все эти составляющие эксплуатационных затрат, за исключением стоимости израсходованных комбикормов, определены в аналоге /Патент РФ №2229155, G05D 23/19, A01К 29/00, F24D 10/00. Способ и устройство экономичного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных / А.В.Дубровин, В.Р.Краусп // БИ 2004, №14/ и в прототипе (см.: Запрос ФГУ ФИПС от 12 октября 2006 г. отдела №12 по заявке №2005132984/12 (036939)), либо легко могут быть определены для конкретной биотехнической системы.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами.

На фиг.1 приведена иллюстрация способа.

На фиг.2 приведена общая схема устройства по способу.

На фиг.1 приведены составляющие расчетной технико-экономической эффективности обоих процессов обогрева. Предлагаемая оптимизация температурного фона по (2) снижает энергопотребление, расход газа и воды на величину ΔС¹¹(t_в ^з11 _опт), но связана с потерями продукции ΔЦ₂ ¹¹(t_в ^з11 _опт) и при условии применения брудера с высоким η_ло=0,96 (цыплята практически не выходят из-под брудера, и снижение температурного фона помещения фактически очень слабо сказывается на росте потребления ею корма) увеличивает прибыль на величину:

т.е. дает всего лишь порядка 8...10% роста прибыльности по сравнению с оптимальным управлением только локальным обогревом. Однако разработка и применение перспективных брудеров с η_ло=1,0 (что соответствует известному в практике птицеводства выгораживанию части зала с цыплятами полиэтиленовой пленкой и прекращению общего обогрева остальной части птицезала и связано с чрезмерными возможными потерями всего поголовья в результате потери технологического контроля за ним: цыплята расклевывают павшую птицу) повышает расчетную дополнительную прибыль в указанных условиях уже на 50...60% по сравнению с совершенствованием контроля и управления только локального обогрева.

На фиг.2 приведена схема устройства информационно-коммуникационного экономически оптимального управления обогревом производственного помещения и сельскохозяйственного молодняка. По результатам измерения и задания параметров климата, помещения, микроклимата, оборудования, поголовья блок вычисления 31 формирует f₂(t_в ^з) в диапазоне изменения t_в ^з за цикл опроса Т_опр системой автоматизации рассматриваемой биотехнической системы. Блок управления 22 устанавливает на задающем входе регулятора общего обогрева 9 соответствующее режиму минимальных издержек производства, включающих в себя и затраты на газ и на воду, значение сформированной величины температуры воздуха t_в ^з _опт.

Устройство для осуществления способа содержит датчики ощущаемой температуры в зоне локального обогрева 1, температуры внутреннего воздуха в помещении 2, задатчики возраста поголовья 3, технологически допустимых наименьшей 4 и наибольшей 5 температур воздуха в помещении, заданной величины ощущаемой температуры 6, нормативной температуры воздуха 7, регуляторы температуры локального 8 и общего 9 обогрева, локальные обогреватели 10 и калориферы 11, причем выход датчика ощущаемой температуры в зоне обогрева 1 соединен с первым входом регулятора температуры локального обогрева 8, выход датчика температуры внутреннего воздуха 2 соединен с первым входом регулятора температуры общего обогрева 9, причем выход задатчика величины ощущаемой температуры 6 подключен ко второму входу регулятора температуры локального обогрева 8, выход которого соединен с локальными обогревателями 10, к выходу регулятора температуры общего обогрева 9 подключены калориферы 11, датчики температуры наружного воздуха 12, относительной влажности внутреннего 13 и наружного 14 воздуха, задатчики времени опроса 15, сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении 16, констант 17, первый, второй и третий вычислительные блоки 18, 19 и 20, сумматор 21, блок управления 22, дифференцирующий усилитель 23, вход которого является вторым входом блока управления 22, а выход дифференцирующего усилителя 23 соединен с первым входом схемы сравнения 24, второй вход которой является общей шиной устройства, а ее выход через дифференцирующую цепь 25, выпрямитель 26 и ждущий мультивибратор 27 подключен ко второму входу управляемого ключа 28, первый вход которого является первым входом блока управления 22, а выход управляемого ключа через элемент памяти 29 соединен с выходом блока управления 22, причем выход датчика ощущаемой температуры в зоне обогрева 1 дополнительно соединен с первым входом второго вычислительного блока 19, выход датчика температуры наружного воздуха 12 подключен к первому входу первого вычислительного блока 18, выходы датчиков относительной влажности внутреннего 13 и наружного 14 воздуха соединены соответственно со вторым и с третьим входами первого вычислительного блока 18, четвертый вход которого подключен ко второму входу второго вычислительного блока 19, к первому входу третьего вычислительного блока 20, к первому входу блока управления 22, к выходу задатчика сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении 16, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задатчиков технологически допустимых наименьшей 4 и наибольшей 5 температур воздуха в помещении и задатчика времени опроса 15, выход которого дополнительно подключен к пятому входу первого вычислительного блока 18, к третьему входу второго вычислительного блока 19, ко второму входу третьего вычислительного блока 20, третий вход которого соединен с выходом задатчика нормативной температуры воздуха 7 и с шестым входом первого вычислительного блока 18, четвертый вход третьего вычислительного блока 20 соединен с выходом задатчика возраста поголовья 3 и со входами задатчиков нормативной температуры воздуха 7 и заданной величины ощущаемой температуры 6, выходы задатчика констант 17 подключены к соответствующим дополнительным входам первого, второго и третьего вычислительных блоков 18, 19 и 20, первые выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора 21, своим выходом связанного со вторым входом блока управления 22, а второй выход второго вычислительного блока 19 подключен к седьмому входу первого вычислительного блока 18, выход блока управления 22 соединен со вторым входом регулятора температуры общего обогрева 9, при этом в него введены четвертый вычислительный блок 30, объединенный вместе с первым, вторым и третьим вычислительными блоками 18, 19 и 20 в блок вычисления 31, задатчики удельных цен на тепловую энергию 32, на электрическую энергию 33, на продукцию предприятия 34, на корма 35, блок сопряжения и связи 36, компьютерные аппаратно- и программно-ориентированные сетевые средства 37, компьютерную сеть 38, причем первый, второй, третий, четвертый и пятый входы четвертого вычислительного блока 30 подключены соответственно к выходу задатчика сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении 16, к выходу задатчика нормативной температуры воздуха 7, к выходу задатчика времени опроса 15, к соответствующему выходу задатчика констант 17, к выходу задатчика удельных цен на корма 35, управляющие входы задатчиков удельных цен на тепловую энергию 32, на электрическую энергию 33, на продукцию предприятия 34, на корма 35 соединены с соответствующими выходами блока сопряжения и связи 36, вход которого подключен к выходу блока компьютерных аппаратно- и программно-ориентированных сетевых средств 37, а вход последнего связан с абонентским выходом периферийного блока компьютерной сети 38, причем в устройство дополнительно введены первый и второй датчики расхода соответственно газа и воды 39 и 40, первый и второй задатчики сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду 41 и 42, первый и второй формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду 43 и 44, первая и вторая схемы сравнения 45 и 46, первая и вторая схемы умножения 47 и 48, причем два соответствующих дополнительных выхода блока сопряжения и связи 36 соединены через соответственно первый и второй формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду 43 и 44 к соответствующим вторым входам первой и второй схем сравнения 45 и 46, первые соответствующие входы которых подключены к соответствующим выходам первого и второго задатчиков сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду 41 и 42, первые и вторые входы первой и второй схем умножения 47 и 48 соответственно связаны с выходами первой и второй схем сравнения 45 и 46 и первого и второго датчиков расхода газа и воды 39 и 40, а выходы первой и второй схем умножения 47 и 48 подключены к соответствующим дополнительным входам сумматора 21.

Устройство работает следующим образом.

Первый и второй датчики расхода соответственно газа и воды 39, 40 измеряют потребление помещением (предприятием) указанных ресурсов. Первый и второй задатчики сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду 41 и 42 содержат оперативную диспетчерскую информацию о ценах на эти ресурсы, введенную управленцем-экспертом на основании анализа предыдущего состояния рынка. В первом и втором формирователях сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на вод у 43 и 44 содержится текущая рыночная информация. Первая и вторая схемы сравнения 45 и 46 сравнивают сигналы соответствия диспетчерским и сетевым данным о рыночных ценах и вырабатывают получившиеся в данный момент времени сигналы о ценовых рассогласованиях. Остается только получить значения изменения указанных текущих во времени издержек производства, что осуществляется перемножением сигналов рассогласования на соответствующие измеренные первым и вторым датчиками расхода соответственно газа и воды 39 и 40 сигналы расходов ресурсов, что и выполняют первая и вторая схемы умножения 47 и 48. Полученные на их выходах сигналы изменения указанных эксплуатационных затрат при суммировании в сумматоре 21 обеспечивают коррекцию выходного сигнала сумматора 21, что неизбежно приводит к соответствующей коррекции выходного сигнала блока управления 22 и к коррекции режима работы регулятора температуры общего обогрева 9. В результате в производственном помещении устанавливается другой режим общего обогрева, который непосредственно связан с режимом экономии издержек производства продукции птицеводства.

При этом обеспечивается точная экономическая оптимизация технологического режима, поскольку изменяющиеся под влиянием рынка того или другого иерархического уровня экономические характеристики составляющих эксплуатационных затрат технологического процесса в виде электрических сигналов учитываются в реальном времени посредством автоматизированного использования электрифицированных компьютерных сетей и их информационно-коммуникационных возможностей.

Изобретение поясняется чертежами.

Фиг.1. Составляющие текущей во времени расчетной технико-экономической эффективности автоматизированной электротехнологии централизованного локального и общего обогрева птичника в Московской области при наружной температуре t_н=-30°C; возрасте поголовья Т_ц=21 сут.; характеристике теплозащиты ограждающих конструкций здания

=1406°С/Вт; числе бройлеров N_бр=20·10³ гол.; 1 - штатная СЛО, действующая по нормам технологического проектирования (НТП); 2 - новая СЛО, также поддерживающая тепловые режимы обогрева цыплят по НТП; 3, 4 - новые брудеры, новая СЛО по НТП и оптимальное управление СОО; индексы 1, 11, 111 соответствуют брудерам с КПД локального обогрева по поведению поголовья η_ло=0,57; 0,96; 1,0. При росте рыночной цены на газ значение экономически оптимальной температуры внутреннего воздуха в помещении птичника автоматически снижается с целью недопущения перерасхода эксплуатационных затрат на газ для общего обогрева помещений. При росте рыночной цены на питьевую воду для птицы также следует снизить температурный фон в птичнике для уменьшения потребления воды поголовьем и соответственно для недопущения перерасхода эксплуатационных затрат на водные ресурсы птицефабрики.

Фиг.2. Функциональная схема устройства: датчики ощущаемой температуры в зоне локального обогрева 1, температуры внутреннего воздуха в помещении 2, задатчики возраста поголовья 3, технологически допустимых наименьшей 4 и наибольшей 5 температур воздуха в помещении, заданной величины ощущаемой температуры 6, нормативной температуры воздуха 7, регуляторы температуры локального 8 и общего 9 обогрева, локальные обогреватели 10 и калориферы 11, датчики температуры наружного воздуха 12, относительной влажности внутреннего 13 и наружного 14 воздуха, задатчики времени опроса 15, сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении 16, констант 17, первый, второй и третий вычислительные блоки 18...20, первый сумматор 21; блок управления 22, содержащий дифференцирующий усилитель 23, схему сравнения 24, дифференцирующую цепь 25, выпрямитель 26, ждущий мультивибратор 27, управляемый ключ 28 и элемент памяти 29; четвертый вычислительный блок 30, объединенный вместе с первым, вторым и третьим вычислительными блоками 18, 19 и 20 в блок вычисления 31; задатчики удельных цен на тепловую энергию 32, электрическую энергию 33, продукцию предприятия 34, кормовую смесь (корм) 35; блок сопряжения и связи (интерфейс) 36; блок компьютерных аппаратно- и программно-ориентированных сетевых средств 37; периферийный блок компьютерной сети (локальная, региональная или «Интернет») 38; датчики расхода соответственно газа и воды 39, 40; задатчики сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду 41, 42; формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет информационно-коммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на вод у 43, 44; первая и вторая схемы сравнения 45, 46; первая и вторая схемы умножения 47, 48.

Claims (2)

1. Способ информационно-коммуникационного управления экономичными обогревательными технологиями в птицеводстве, включающий измерение и задание величины ощущаемой животными и птицей температуры в зонах локального обогрева, сравнение измеренной и заданной величин, регулирование режима локального обогрева по результату сравнения, измерение величины температуры воздуха в помещении и задание ее нормативного наименьшего и наибольшего значений, регулирование режима общего обогрева, измерение величины температуры наружного воздуха, относительных влажностей наружного воздуха и внутреннего воздуха в помещении, формирование сигнала величины температуры воздуха в помещении, периодическое изменение сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении в диапазоне между наименьшим и наибольшим заданными значениями температуры воздуха в помещении, причем в зависимости от изменяемого сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении вычисляют стоимости затрат энергии на локальный и на общий обогрев и стоимость затрат от потерь продукции животноводства, по результатам вычислений определяют наименьшую суммарную величину стоимостей указанных затрат и соответствующий ей сигнал сформированной величины температуры воздуха в помещении, сравнивают соответствующий наименьшей суммарной величине стоимостей сигнал сформулированной величины температуры воздуха в помещении с измеренной величиной температуры воздуха в помещении и по результату сравнения корректируют режим общего обогрева животноводческого помещения, отличающийся тем, что вычисляют стоимость затрат на корма для поголовья, получают данные локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на тепловую и электрическую энергию, на корма для поголовья и на продукцию животноводства и птицеводства, задают эти удельные цены, причем в зависимости от этих удельных цен непрерывно в реальном времени вычисляют стоимости затрат энергии на общий и на локальный обогрев, стоимость расходуемых кормов для поголовья и стоимость затрат от потерь продукции животноводства и птицеводства, дополнительно измеряют сигналы расходов ресурсов природного горючего газа и питьевой воды, формируют заданные сигналы о значениях удельных цен предприятия на природный горючий газ и питьевую воду, формируют сигналы соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет информационно-коммуникационных компьютерных сетей об этих ценах на газ и на воду, после чего сравнивают сформированные заданные сигналы с соответствующими сформированными сигналами соответствия, полученные соответствующие разностные сигналы умножают на измеренные сигналы расходы газа и воды, полученными производными сигналами изменения стоимостей соответствующих эксплуатационных затрат корректируют значение сформированного и вычисленного суммарного сигнала эксплуатационных затрат, корректируют соответствующий наименьшей суммарной величине стоимостей сигнал сформулированной величины температуры воздуха в помещении, корректируют температурный режим общего обогрева производственных помещений с локальным обогревом.

2. Устройство информационно-коммуникационного управления экономичными обогревательными технологиями в птицеводстве, содержащее датчики ощущаемой температуры в зоне локального обогрева, температуры внутреннего воздуха в помещении, задатчики возраста поголовья, технологически допустимых наименьшей и наибольшей температуры воздуха в помещении, и наибольшей температуры воздуха в помещении и задатчика времени опроса, выход которого дополнительно подключен к пятому входу первого вычислительного блока к третьему входу второго вычислительного блока, ко второму входу третьего вычислительного блока, третий вход которого соединен с выходом задатчика нормативной температуры воздуха и с шестым входом первого вычислительного блока, четвертый вход третьего вычислительного блока соединен с выходом задатчика возраста поголовья и со входами задатчиков нормативной температуры воздуха и заданной величины ощущаемой температуры, выходы задатчика констант подключены к соответствующим дополнительным входам первого, второго и третьего вычислительных блоков, первые выходы которых соединены с соответствующими входами сумматора, своим выходом связанного со вторым входом блока управления, а второй выход второго вычислительного блока подключен к седьмому входу первого вычислительного блока, выход блока управления соединен со вторым входом регулятора температуры общего обогрева, отличающееся тем, что в устройство введены четвертый вычислительный блок, объединенный вместе с первым, вторым и третьим вычислительными блоками в блок вычисления, задатчики удельных цен на тепловую энергию, на электрическую энергию, на продукцию предприятия, на корма, блок сопряжения и связи, блок компьютерных аппаратно и программно ориентированных сетевых средств, периферийный блок компьютерной сети, причем первый, второй, третий, четвертый и пятый входы четвертого вычислительного блока подключены соответственно к выходу задатчика сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, к выходу задатчика нормативной температуры воздуха, к выходу задатчика времени опроса, к соответствующему выходу задатчика констант, к выходу задатчика удельных цен на корма, а управляющие входы задатчиков удельных цен на тепловую энергию, на электрическую энергию, на продукцию предприятия, на корма соединены с соответствующими выходами блока сопряжения и связи, вход которого подключен к выходу блока компьютерных аппаратно и программно ориентированных сетевых средств, а вход последнего заданной величины ощущаемой температуры, нормативной температуры воздуха, регуляторы температуры локального и общего обогрева, локальные обогреватели и калориферы, причем выход датчика ощущаемой температуры в зоне обогрева соединен с первым входом регулятора температуры локального обогрева, выход датчика температуры внутреннего воздуха соединен с первым входом регулятора температуры общего обогрева, причем выход задатчика величины ощущаемой температуры подключен ко второму входу регулятора температуры локального обогрева, выход которого соединен с локальными обогревателями, к выходу регулятора температуры общего обогрева подключены калориферы, при этом устройство содержит датчики температуры наружного воздуха, относительной влажности внутреннего и наружного воздуха, задатчика времени опроса, сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, констант, первый, второй и третий вычислительные блоки, сумматор, блок управления, дифференцирующий усилитель, вход которого является вторым входом блока управления, а выход дифференцирующего усилителя соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой является общей шиной устройства, а ее выход через дифференцирующую цепь, выпрямитель и ждущий мультивибратор подключен ко второму входу управляемого ключа, первый вход которого является первым входом блока управления, а выход управляемого ключа через элемент памяти соединен с выходом блока управления, причем выход датчика ощущаемой температуры в зоне обогрева дополнительно соединен с первым входом второго вычислительного блока, выход датчика температуры наружного воздуха подключен к первому входу первого вычислительного блока, выходы датчиков относительной влажности внутреннего и наружного воздуха соединены соответственно со вторым и с третьим входами первого вычислительного блока, четвертый вход которого подключен ко второму входу второго вычислительного блока, к первому входу третьего вычислительного блока, к первому входу блока управления, к выходу задатчика сигнала сформированной величины температуры воздуха в помещении, первый, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задатчиков технологически допустимых наименьшей связан с абонентским выходом периферийного блока компьютерной сети, при этом в устройство дополнительно введены датчики расхода соответственно газа и воды, задатчики сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду, формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду, первая и вторая схемы сравнения, первая и вторая схемы умножения, причем два соответствующих дополнительных выхода блока сопряжения и связи соединены через соответственно первый и второй формирователи сигналов соответствия данным локальных, региональных и международной Интернет инфокоммуникационных компьютерных сетей об удельных ценах на газ и на воду к соответствующим вторым входам первой и второй схем сравнения, первые соответствующие входы которых подключены к соответствующим выходам первого и второго задатчиков сигналов о значениях удельных цен предприятия соответственно на природный горючий газ и питьевую воду, первые и вторые входы первой и второй схем умножения соответственно связаны с выходами первой и второй схем сравнения и первого и второго датчиков расхода газа и воды, а выходы первой и второй схем умножения подключены к соответствующим дополнительным входам сумматора.

Images