RU2572539C1 - Устройство взаимосвязанного экономически оптимального управления процессами кормления и микроклимата при выращивании животных и птицы в условиях загазованности и запыленности - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к промышленному животноводству и птицеводству. Устройство содержит датчик ощущаемой температуры 1, весоизмеритель суточной дозы корма 2, весоизмеритель суточной продуктивности бройлера 3, выходы которых подключены к входам вычислителя 4. Первый выход вычислителя 4 через задатчик экономически оптимального значения ощущаемой температуры 5 и через регулятор обогрева 6 подключен к входу обогревателя 7. Второй выход вычислителя 4 через задатчик экономически оптимального значения суточной дозы корма 8 и через регулятор суточной дозы корма 9 соединен с приводом весоизмерительного транспортера 10. Выход датчика 1 дополнительно подключен ко второму входу регулятора обогрева 6. Выход весоизмерителя 2 дополнительно соединен со вторым входом регулятора 9. Выходы датчика концентрации аммиака (NH₃) 11 и датчика концентрации углекислого газа (CO₂) 12 подключены к входам вычислителя 4. Выход регулятора вентиляции 13 соединен с входом блока вентиляторов 14. В устройство введены датчик концентрации сероводорода (H₂S) 15, датчик концентрации пыли в воздухе помещения 17, блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и запыленности 17. Выходы датчиков 15 и 16 подключены к дополнительным входам вычислителя 4 и к управляющим входам регулятора 13. Выходы датчиков 11 и 12 дополнительно соединены с управляющими входами регулятора 13. Третий, четвертый, пятый и шестой дополнительные выходы вычислителя 4 через блок задатчиков 17 соединены с задающими входами регулятора 13. Обеспечивается достижение экономически оптимального и энергетически рационального режима микроклимата и кормления птицы, получение наивысшего значения экономического критерия прибыли в условиях загазованности и запыленности. 4 ил.

Description

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к промышленному животноводству и птицеводству, и может быть использовано при управлении результативностью технологии выращивания мясной птицы (бройлеров) и технологического процесса кормления поголовья птицы (бройлеров) в условиях высокой загазованности и запыленности производственного помещения (птичника).

Известно устройство коррекции параметров имитационной модели животного в процессе обогрева сельскохозяйственных животных (А.с. СССР 1785619. Устройство коррекции параметров имитационной модели животного в процессе обогрева сельскохозяйственных животных / Дубровин А.В., Слободской А.П., Ходов В.Н. // БИ, 1993. №1). По существу, это устройство является измерительным вычислителем комплексного параметра микроклимата, величины ощущаемой температуры. Эта величина содержит в себе тепловые влияния окружающей среды на теплокровный (гомойотермный) биологический организм в пропорциях, характерных для цыпленка. Учитываются температура и относительная влажность воздуха, скорость его движения (ветер) и тепловые (или холодовые) излучения между поверхностью животного (птицы) и ограждающими нагретыми (или охлажденными) конструкциями.

Также известны способы и устройства экономичного обогрева и кормления (Патент РФ 2229155. Способ и устройство экономичного общего обогрева животноводческого помещения и локального обогрева сельскохозяйственных животных / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2004. №14. Патент РФ 2296464. Способ управления экономичным обогревом в животноводстве и птицеводстве и устройство для его осуществления / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2007. №10. Патент РФ 2297761. Способ экономичного обогрева сельскохозяйственных животных или птицы и устройство для его осуществления / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2007. №12. Способ управления экономичной обогревательной технологией в животноводстве и птицеводстве и устройство для его осуществления / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2007. №16. Патент РФ 2301521. Способ и устройство экономичного обогрева и кормления животных и птицы / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2007. №18). Эти изобретения позволяют управлять процессами обогрева и кормления по принятым экономическим критериям управления: по прибыли производства, по ее приросту, по себестоимости продукции, по эксплуатационным (в том числе по энергетическим) затратам.

Недостатком является тот факт, что только в некоторых из этих передовых технических решений учитываются вредные газы (именно углекислый газ и аммиак) в воздушной среде животноводческого (птицеводческого) помещения. Значительная концентрация вредных газов (также сероводород) и запыленность воздуха помещения может свести на нет все преимущества нового управления по экономическому критерию, который именно характерен для сельского хозяйства, для хозяйствования, для экономики.

Также известны способ и устройство для выращивания птицы, предназначенные для автоматизации процесса поиска экономически наиболее выгодного режима общего обогрева помещения с сельскохозяйственным молодняком и кормления поголовья на основе заданных удельных цен на тепловую и электрическую энергию на обогрев поголовья, на корма и на готовую продукцию животноводческого или птицеводческого предприятия (Патент РФ №2340172 C1, A01K 29/00. Способ и устройство для выращивания птицы /Дубровин А.В., Мусин А.М и др. // Опубл. 12.10.2008. Бюл. №14). Датчик временной продуктивности одной птицы содержит силоизмерительные датчики и счетчики количеств взвешиваний. В помещении для выращивания птицы размещаются конструкции с силоизмерительными датчиками в помещении и со счетчиками количеств взвешиваний (например, количеств случайных по времени посадок только одной птицы на данный силоизмерительный датчик. На выходе второго сумматора накапливается случайный сигнал величины суммарной живой массы попавших на элементы (устройств взвешивания) животных или птиц. На выходе счетчика формируется сигнал количества взвешиваний животных или птиц. На выходе второго элемента деления получается оценка средней за сутки выращивания живой массы одного животного или птицы (бройлера). На первом выходе датчика временной продуктивности одной птицы в момент окончания текущих суток (выращивания) формируется сигнал измеренной продуктивности одной птицы. Производится также измерение и управление ощущаемой температурой.

Недостатком данного технического решения является отсутствие сведений об учете характеристик воздушно-влажностной среды помещения для содержания животных или птицы отсутствие (за исключением аммиака), по существу, связанных с концентрациями основных вредных газов, сильно влияющих на прирост живой массы всего выращиваемого поголовья.

Причиной этого является важная общая и без того сложная задача изобретения. Подробное описание также и дополнительной обработки сигналов о вредных газах - углекислоте, сероводороде и о концентрации пыли в воздухе помещения - привело бы к существенному усложнению технических решений указанного прототипа настоящего изобретения. Также причиной этого является принятое по умолчанию в указанном наиболее близком аналоге допущение о вполне достаточной точности работы перечисленных в аналоге технических средств. Однако для высокоточных технологий АПК (аграрно-промышленного комплекса) следует иметь новые технические решения с наибольшей точностью измерения, в том числе и измерения живой массы выращиваемого поголовья для высокоточного управления кормлением, микроклиматом, в том числе локальным обогревом молодняка и многими другими технологическими процессами, причем в условиях значительной вредной загазованности и запыленности помещения.

Такие технические решения, в полной мере учитывающие параметры вредной загазованности и запыленности воздуха производственного помещения, позволят осуществить высокоточное определение продуктивности животных и птицы, что позволит автоматически производить эффективное управление процессами кормления и микроклимата при выращивании животных и птицы.

Задачей изобретения являются автоматизированный поиск в условиях загазованности и запыленности производственного помещения вредными для животных и птицы газами и высокой концентрации пыли в воздухе помещения положения экономического баланса между суммой стоимостей эксплуатационных энергетических затрат на создание микроклимата и на кормление сельскохозяйственных животных и птиц и расчетной ценой реализованной продукции. Также задачей изобретения является достижение экономически оптимального и энергетически рационального режима микроклимата и кормления птицы, получение наивысшего значения экономического критерия прибыли в условиях загазованности и запыленности.

В результате использования изобретения существенно снижается расход дорогостоящего птичьего комбикорма, электрической и тепловой энергии для продолжения действия технологического, в том числе отопительного и обогревательного оборудования птичника, уменьшаются затраты ручного труда на обслуживание птицы и оборудования в условиях высокой загазованности и запыленности.

Вышеуказанный технический результат достигается способом взаимосвязанного экономически оптимального управления процессами кормления и микроклимата при выращивании животных и птицы в условиях загазованности и запыленности, включающим в себя измерение сигналов ощущаемой температуры, суточной дозы корма, суточной продуктивности животного или птицы, концентрации аммиака (NH₃), концентрации углекислого газа (CO₂), вычисление и задание экономически оптимального значения ощущаемой температуры, регулирование обогрева, вычисление экономически оптимального значения суточной дозы кормосмеси, регулирование суточной дозы кормосмеси, причем дополнительно измеряют сигналы концентрации сероводорода (H₂S) и концентрации пыли в воздухе помещения, задают сигналы максимально допустимых значений концентраций соответствующих вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения, сравнивают измеренные и заданные сигналы и по результату сравнения корректируют режим регулирования вентиляции животноводческого или птицеводческого помещения с учетом результатов измерения сигналов концентрации сероводорода (H₂S) и концентрации пыли в воздухе помещения.

Вышеуказанный технический результат достигается также тем, что устройство взаимосвязанного экономически оптимального управления процессами кормления и микроклимата при выращивании животных и птицы в условиях загазованности и запыленности содержит датчик ощущаемой температуры, весоизмеритель суточной дозы корма, весоизмеритель суточной продуктивности бройлера, выходы которых подключены к соответствующим входам вычислителя, первый выход которого через задатчик экономически оптимального значения ощущаемой температуры и через регулятор обогрева подключен к входу обогревателя, второй выход вычислителя через задатчик экономически оптимального значения суточной дозы корма и через регулятор суточной дозы корма соединен с приводом весоизмерительного транспортера, выход датчика ощущаемой температуры дополнительно подключен к второму входу регулятора обогрева, выход весоизмерителя суточной дозы корма дополнительно соединен с вторым входом регулятора суточной дозы корма, выходы дополнительно введенных датчика концентрации аммиака (NH₃) и датчика концентрации углекислого газа (CO₂) подключены к соответствующим входам вычислителя, выход регулятора вентиляции соединен с входом блока вентиляторов, при этом в устройство введены датчик концентрации сероводорода (H₂S), датчик концентрации пыли в воздухе помещения, блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и запыленности, выходы датчика концентрации сероводорода (H₂S) и датчика концентрации пыли в воздухе помещения подключены к соответствующим дополнительным входам вычислителя и к соответствующим управляющим входам регулятора вентиляции, выходы датчика концентрации аммиака (NH₃) и датчика концентрации углекислого газа (CO₂) дополнительно соединены с соответствующими управляющими входами регулятора вентиляции, третий, четвертый, пятый и шестой дополнительные выходы вычислителя через блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения соединены с соответствующими задающими входами регулятора вентиляции.

Ограничительная часть способа (сходные действия способа)

1. Измерение ощущаемой температуры, суточной дозы корма, суточной продуктивности бройлера.

2. Вычисление и задание экономически оптимального значения ощущаемой температуры, регулирование обогрева.

3. Вычисление экономически оптимального значения суточной дозы кормосмеси, регулирование суточной дозы кормосмеси.

4. Измеряют сигналы концентрации углекислого газа (CO₂), концентрации аммиака (NH₃).

5. Регулируют вентиляцию по измеренным сигналам концентрации углекислого газа (CO₂) и концентрации аммиака (NH₃).

Отличительная часть способа (отличительные действия способа)

4. Измеряют сигналы концентрации сероводорода (H₂S), концентрации пыли в воздухе помещения.

5. Задают сигнал максимально допустимого значения концентрации соответствующей вредной загазованности и концентрации пыли в воздухе помещения.

6. Сравнивают измеренные и заданные сигналы и по результату сравнения корректируют режим регулирования вентиляции животноводческого или птицеводческого помещения с учетом результатов измерения сигналов концентрации сероводорода (H₂S) и концентрации пыли в воздухе помещения.

На фиг. 1, …, фиг. 4 приведена иллюстративная информация о заявляемом способе и устройстве.

На фиг. 1 дана структурная схема автоматизации кормления бройлеров с учетом расхода кормосмеси и параметров микроклимата в электрифицированном птичнике.

На фиг. 2 приведена иллюстрация основы управления кормлением птицы в зависимости от измеряемых продуктивности поголовья бройлеров, факторов микроклимата и от дозы кормосмеси.

На фиг. 3 показан пример расчета зависимости продуктивности бройлера от дозы кормосмеси при различном микроклимате и выбора соответствующего значения дозы кормосмеси.

На фиг. 4 приведена функциональная схема устройства связанного автоматизированного управления кормлением птицы по величине дозы корма и микроклиматом птичника по величине ощущаемой температуры с общим управлением по величине технико-экономического критерия в условиях загазованности и запыленности: 1 - датчик ощущаемой температуры; 2 - весоизмеритель суточной дозы корма; 3 - весоизмеритель суточной продуктивности бройлера; 4 - вычислитель; 5 - задатчик экономически оптимального значения ощущаемой температуры; 6 - регулятор обогрева; 7 - обогреватель; 8 - задатчик экономически оптимального значения суточной дозы корма; 9 - регулятор суточной дозы корма; 10 - привод весоизмерительного транспортера; 11 - датчик концентрации аммиака (NH₃); 12 - датчик концентрации углекислого газа (CO₂); 13 - регулятор вентиляции (отопительно-вентиляционной системы помещения); 14 - блок вентиляторов (отопительно-вентиляционной системы помещения); 15 - датчик концентрации сероводорода (H₂S); 16 - датчик концентрации пыли в воздухе помещения; 17 - блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения.

Способ осуществляется следующим образом. Биотехническая система - это совокупность территории в конкретной климатической зоне страны, размещенного на ней производственного помещения с биологическими объектами воздействия на них технологических процессов, технологического оборудования и обслуживающего персонала, а также способов, приемов и режимов работы оборудования и персонала. Созданная на рубеже 80…90-х годов XX века одна из первых математических моделей биотехнической системы представляет собой зависимость продуктивности бройлеров (средний суточный прирост массы птицы) от температуры, от относительной влажности воздуха птичника, от концентрации в этом воздухе вредного для здоровья птицы газа аммиака и от возраста птицы [Грабауров В.А., Савченко Е.И. Исследование математической модели биологического объекта биотехнической системы. - Ростов-на-Дону: РИСХМ, 1986. - 5 с. Деп. во ВНИИТЭИСХ. №59-ВС-87]. В соответствии с этой моделью управления предлагается создание такого микроклимата в птичнике для бройлеров, при котором критерий оптимальности (показатель наилучшего положения) достигает экстремума (наибольшего или наименьшего значения). В качестве такого критерия используется условная прибыль, в которой учитывается стоимость мяса бройлеров, затраченных кормов и энергии на отопление птичника. Установлены расчетные значения параметров микроклимата, при которых достигается максимум условной прибыли при выращивании бройлеров. В перечень управляющих переменных параметров при более точном управлении биотехнической системой следует включать параметры многих технологических процессов, в первую очередь, процесса управления дозой кормосмеси и управления микроклиматом по величине ощущаемой температуры (фиг. 1).

Автоматизация кормления птицы должна производиться с заданием технологического значения суточной дозы кормосмеси и с ее автоматическим контролем и с управлением параметрами микроклимата по имеющейся математической модели продуктивности бройлеров по критерию наивысшего прироста прибыли в каждые сутки выращивания птицы [Патент РФ 2301521. Способ и устройство экономичного обогрева и кормления животных и птицы / А.В. Дубровин и др. // БИ, 2007. №18. Патент РФ 2340172 C1, A01K 29/00. Способ и устройство для выращивания птицы / А.В. Дубровин, A.M. Мусин и др. // Опубл. 12.10.2008. БИ, 2008. №34.]. Причем управление по технико-экономическому показателю производится в зависимости от расхода энергии и расхода кормосмеси.

На фиг. 2 показана качественная зависимость мясной продуктивности цыпленка-бройлера конкретной породы и возраста птицы и от суточной дозы корма. Приняты три варианта управления: при наилучшем микроклимате, при приемлемом и при плохом микроклимате помещения для птицы. В качестве комплексного показателя микроклимата принята ощущаемая температура, величина которой учитывает температуру, скорость движения, относительную влажность воздушной среды птичника и лучистые тепловые от ИК-обогревателей или потоки холода от стен и от ограждающих конструкций птичника.

Подобные математические модели известны [Грабауров В.А. Моделирование и оптимизация биотехнических систем в промышленных птичниках. Автореф. дисс.… докт. техн. наук. - Челябинск: ЧГАУ, 1992. - 43 с. и др.]. Отклонение температуры воздуха в обе стороны от оптимального значения приводит к росту потребляемой птицей суточной дозы кормосмеси по параболе. На фиг. 2 на нижней ветви параболы указаны только отрицательные отклонения ощущаемой температуры от ее наилучшего значения, при котором одновременно достигаются наибольшая продуктивность птицы и наименьший расход кормосмеси на единицу прироста живой массы бройлера. Доза корма для каждого состояния микроклимата выбирается такой, чтобы одновременно она давала прирост продукции птицеводства и не была слишком большой в области незначительного прироста живой массы птицы. Следовательно, положение каждой дозы корма на фиг. 2 должно соответствовать положению наибольшей крутизны графиков функции П_бр=f(Д_к, t_on).

Значение суточной дозы кормосмеси для птицы разных видов и возрастов приводится в разнообразных нормативных документах птицеводства, например в нормативах отрасли [Республиканские нормы технологического проектирования птицеводческих предприятий Российской Федерации РНТП 4-93. - Ростов-н/Д.: Минсельхоз РФ, 1994. - 117 с. и др.]. Ориентировочный вид математической модели зависимости продуктивности бройлера от дозы кормосмеси, при различных значениях ощущаемой температуры, указан также на фиг. 3, построенной компьютером. Подбором значений коэффициентов можно реализовать любую функцию, особенно легко осуществить это действие с помощью, например, интегрированной среды (вычислительного процессора) Mathcad.

В СССР и в РФ действовали «Нормы технологического проектирования птицеводческих предприятий» ОНТП-82 и НТП-94, в которых нормировалась предельно допустимая концентрация вредных газов. В настоящее время в российских нормативах для птицеводства РД указана норма по содержанию в воздухе углекислого газа: 0,25%. Следующая ссылка на приводимый документ показывает для птичника значения ПДК вредностей. (НТП-АПК 1.10.05.001-01. Нормы технологического проектирования птицеводческих предприятий (взамен РНТП 4-93). НОРМЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ПТИЦЕВОДЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ НТП-АПК 1.10.05.001-01. Дата введения 2002-01-03).

16.6. Предельно допустимые концентрации вредных газов в воздухе птичника следует принимать: углекислоты - 0,25%, аммиака - 15 мг/м³, сероводорода - 5 мг/м³.

Примечания (справочно).

1. Предельно допустимая концентрация пыли в мг/м³ составляет для взрослой птицы - 5, для молодняка птицы в возрасте 1-4 недель - 1, в возрасте 5-9 недель - 2, в возрасте 10-14 недель - 3, в возрасте 15-22 недель - 4.

При проведении технологических процессов кормления птицы и сбора яиц допускается кратковременное увеличение концентрации пыли на 2 мг/м³.

2. Предельно допустимая концентрация микроорганизмов в тыс. бактериальных клеток в 1 м³ составляет для взрослой птицы - 250, для молодняка птицы в возрасте 1-4 недель - 30, в возрасте 5-9 недель - 50, в возрасте 10-14 недель - 100, в возрасте 15-22 недель - 150.

В качестве датчика (сенсора, измерителя, прибора для измерения) вредных газов и запыленности обычно применяется инфракрасный спектрометр. Достаточно высокая его стоимость распределяется равномерно по годам на весь срок службы и может быть также учтена в виде амортизационных отчислений на его капитальные вложения, т.е. на его цену с коэффициентом амортизации не более 0,15. Эта составляющая себестоимости производства многотысячных партий бройлеров, выращиваемых, каждая за 35 суток, в течение нескольких лет эксплуатации, почти ничего не значит по сравнению с кормовой и с энергетической составляющими себестоимости производства. Поэтому для контроля вредных газов и запыленности можно практически применять это весьма дорогостоящее измерительное оборудование.

Сероводород в практике птицеводства иногда контролируется вручную в зимний период года с помощью так называемого шахтерского газоанализатора с использованием прозрачных трубок с порошком, меняющим свой цвет при продувании воздуха, содержащего сероводород. Для аммиака применяют инфракрасный газоанализатор, например, типа ПГА К-25. Концентрация углекислого газа непрерывно измеряется в автоматической системе вентиляции датчиком CO₂. Запыленность иногда измеряют вручную, взвешивая дважды фильтр пыли - в начале и в конце цикла времени продувания через фильтр определенного объема воздуха птичника.

На фиг. 4 дана функциональная схема устройства связанного автоматизированного управления кормлением птицы по величине дозы кормосмеси и микроклиматом птичника по величине ощущаемой температуры с общим управлением по величине технико-экономического критерия.

Устройство для осуществления способа содержит датчик ощущаемой температуры 1, весоизмеритель суточной дозы корма 2, весоизмеритель суточной продуктивности бройлера 3, выходы которых подключены к соответствующим входам вычислителя 4, первый выход которого через задатчик экономически оптимального значения ощущаемой температуры 5 и через регулятор обогрева 6 подключен к входу обогревателя 7, второй выход вычислителя 4 через задатчик экономически оптимального значения суточной дозы корма 8 и через регулятор суточной дозы корма 9 соединен с приводом весоизмерительного транспортера 10, выход датчика ощущаемой температуры 1 дополнительно подключен к второму входу регулятора обогрева 6, выход весоизмерителя суточной дозы корма 2 дополнительно соединен с вторым входом регулятора суточной дозы корма 9, выходы дополнительно введенных датчика концентрации аммиака (NH₃) 11 и датчик концентрации углекислого газа (CO₂) 12 подключены к соответствующим входам вычислителя 4, выход регулятора вентиляции 13 соединен с входом блока вентиляторов 14, при этом в устройство введены датчик концентрации сероводорода (H₂S) 15, датчик концентрации пыли в воздухе помещения 16, блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения 17, выходы датчика концентрации сероводорода (H₂S) 15 и датчика концентрации пыли в воздухе помещения 16 подключены к соответствующим дополнительным входам вычислителя 4 и к соответствующим управляющим входам регулятора вентиляции 13, выходы датчика концентрации аммиака (NH₃) 11 и датчика концентрации углекислого газа (CO₂) 12 дополнительно соединены с соответствующими управляющими входами регулятора вентиляции 13, третий, четвертый, пятый и шестой дополнительные выходы вычислителя 4 через блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения 17 соединены с задающими входами регулятора вентиляции 13.

Устройство работает следующим образом. Измеритель расхода и дозирования сыпучих кормосмесей и измеритель ощущаемой температуры для взаимосвязанных систем экономически оптимального управления кормлением птицы и микроклиматом птичника измеряют два важнейших управляющих параметра биотехнической системы - дозу кормосмеси в граммах (на голову птицы) или в килограммах (на все поголовье птицы в птичнике) и ощущаемую температуру в градусах Цельсия.

Информация об измеренных значениях ощущаемой температуры в бройлернике, выданной суточной дозы корма и полученной суточной продуктивности бройлера, поступает на вход вычислителя 4. В вычислитель 4 функционально входят счетчик времени, в соответствии с выходным сигналом которого формируются сигналы возраста поголовья и соответствующие этому возрасту заданные значения сигналов предельно допустимая концентрация пыли и другие сигналы предельно допустимых концентраций вредных газов для конкретного вида поголовья животных или птицы. Также вычислитель 4 содержит формирователи сигналов начала и конца диапазонов развертки по ощущаемой температуре и по дозе кормосмеси и другие необходимые блоки по аналогам и по прототипу. В соответствии с принятыми математическими моделями кормления и микроклимата в аналогах и в прототипе вычисляется расчетное значение признака управления - показателя прибыли или другого, принятого для управления процессами. Вычислитель 4 должен еще содержать систему имитационного численного моделирования одновременно по величине дозы кормосмеси и по величине ощущаемой температуры температуры. Подобные системы управления по экономическому признаку подробно описаны в аналогах и в прототипе и потому их описания ввиду отсутствия необходимости простого повторения подробно здесь не приводятся.

Перебирая значения указанных величин от минимально допустимых технологических значений до максимально допустимых технологических значений, получают набор значений выбранного для управления технико-экономического показателя. Теперь можно оценить текущее качество управления двумя связанными технологическими процессами, сравнивая расчетное значение показателя с его экстремальным значением. Остается выбрать его экстремальное значение (минимум себестоимости, включающей в себя эксплуатационные затраты тепловой и электрической энергии и затраты на корм, или максимум прибыли, или ее прироста, соответствующий разности между ценой реализованной продукции и себестоимостью продукции). В результате сразу же определяются экономически экстремальные значения температуры среды и дозы кормосмеси, т.е. расчетные заданные экономически оптимальные значения ощущаемой температуры и суточной дозы кормосмеси. Эти значения следует использовать в качестве заданных значений в задатчике экономически оптимального значения ощущаемой температуры 5 и в задатчике экономически оптимального значения суточной дозы кормосмеси 8. Затем останется сравнить их с измеренными значениями и провести управление технологиями микроклимата и кормления посредством регулятора обогрева 6 и обогревателя 7, а также с помощью регулятора суточной дозы кормосмеси 9 и привода весоизмерительного транспортера 10, по которому движется к линии кормораздачи взвешиваемая кормосмесь. Одновременно производится последовательное сравнение измеренных значений концентрации соответствующих загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения с их вычисленными и заданными максимально допустимыми значениями в регуляторе вентиляции 13. При превышении измеренной концентрацией загазованности вредными газами и измеренной концентрацией пыли в воздухе помещения вычисленного предельно допустимого значения соответствующей концентрации включается блок вентиляторов 14, и уровень концентрации вредной загазованности вредными газами и концентрации пыли в воздухе помещения снижается до допустимых значений, сформированных в блоке задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения 17.

Управление приведет к изменению результата измерения прироста живой массы бройлера в весоизмерителе суточной продуктивности бройлера 3 (показано штриховой линией). Теперь следует ожидать оптимальных значений продуктивности бройлеров в конце текущих суток выращивания при нормальном ходе технологии содержания птицы. Прекращается бесцельное, неэффективное расходование кормовых и энергетических ресурсов птицефабрики при существенных отклонениях дозы кормосмеси и ощущаемой температуры от их экономически оптимальных значений. Формируется и используется при управлении процессами кормления и микроклимата при выращивании животных и птицы сигнал принятого экономического признака (критерия) управления в виде прибыли от действия обоих указанных технологических процессов. Этот критерий формируется обычным образом как разность расчетной цены реализации продукции и ее себестоимости для определения эффективных и также экономически оптимальных (наилучших) значений дозы кормосмеси и ощущаемой температуры при управлении процессами кормления и микроклимата. При этом существенно повышается эффективность процессов кормления и микроклимата в условиях повышенной концентрации вредных газов и концентрации пыли в воздухе помещения в отраслях промышленного животноводства и птицеводства.

Поясняющие подписи к фигурам

Фиг. 1. Структурная схема автоматизации кормления бройлеров с учетом расхода кормосмеси и параметров микроклимата в электрифицированном птичнике.

Фиг. 2. Иллюстрация основы управления кормлением птицы в зависимости от измеряемых продуктивности поголовья бройлеров, факторов микроклимата и от дозы кормосмеси.

Фиг. 3. Пример расчета зависимости продуктивности бройлера от дозы кормосмеси при различном микроклимате и выбора соответствующего значения дозы кормосмеси.

Фиг. 4. Функциональная схема устройства связанного автоматизированного управления кормлением птицы по величине дозы корма и микроклиматом птичника по величине ощущаемой температуры с общим управлением по величине технико-экономического критерия в условиях загазованности и запыленности: 1 - датчик ощущаемой температуры; 2 - весоизмеритель суточной дозы корма; 3 - весоизмеритель суточной продуктивности бройлера; 4 - вычислитель; 5 - задатчик экономически оптимального значения ощущаемой температуры; 6 - регулятор обогрева; 7 - обогреватель; 8 - задатчик экономически оптимального значения суточной дозы корма; 9 - регулятор суточной дозы корма; 10 - привод весоизмерительного транспортера; 11 - датчик концентрации аммиака (NH₃); 12 - датчик концентрации углекислого газа (CO₂); 13 - регулятор вентиляции (отопительно-вентиляционной системы помещения); 14 - блок вентиляторов (отопительно-вентиляционной системы помещения); 15 - датчик концентрации сероводорода (H₂S); 16 - датчик концентрации пыли в воздухе помещения; 17 - блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и концентрации пыли в воздухе помещения.

Claims (1)

1. Устройство взаимосвязанного экономически оптимального управления процессами кормления и микроклимата при выращивании животных и птицы в условиях загазованности и запыленности, содержащее датчик ощущаемой температуры, весоизмеритель суточной дозы корма, весоизмеритель суточной продуктивности бройлера, выходы которых подключены к соответствующим входам вычислителя, первый выход которого через задатчик экономически оптимального значения ощущаемой температуры и через регулятор обогрева подключен к входу обогревателя, второй выход вычислителя через задатчик экономически оптимального значения суточной дозы корма и через регулятор суточной дозы корма соединен с приводом весоизмерительного транспортера, выход датчика ощущаемой температуры дополнительно подключен к второму входу регулятора обогрева, выход весоизмерителя суточной дозы корма дополнительно соединен с вторым входом регулятора суточной дозы корма, выходы дополнительно введенных датчика концентрации аммиака (NH₃) и датчика концентрации углекислого газа (CO₂) подключены к соответствующим входам вычислителя, выход регулятора вентиляции соединен с входом блока вентиляторов, отличающееся тем, что в устройство введены датчик концентрации сероводорода (H₂S), датчик запыленности, блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и запыленности, выходы датчика концентрации сероводорода (H₂S) и датчика запыленности подключены к соответствующим дополнительным входам вычислителя и к соответствующим управляющим входам регулятора вентиляции, выходы датчика концентрации аммиака (NH₃) и датчика концентрации углекислого газа (CO₂) дополнительно соединены с соответствующими управляющими входами регулятора вентиляции, третий, четвертый, пятый и шестой дополнительные выходы вычислителя через блок задатчиков максимально допустимых значений концентраций вредных загазованностей и запыленности соединены с соответствующими задающими входами регулятора вентиляции.

Images