АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДОИЛЬНО-МОЛОЧНОГО БЛОКА

Автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП) предназначены для целенаправленного ведения технологического процесса и обеспечения смежных и вышестоящих систем управления необходимой информацией. К объектам управления АСУТП относятся технологические процессы, которые представляют собой совокупность средств и способов, используемых для изготовления конечной продукции.


Целями АСУТП для технологических объектов животноводства могут служить: обеспечение безопасности функционирования; стабилизация параметров процессов и оборудования; получение и контроль заданных параметров продукции; оптимизация режима работы объектов и др.

Основная задача АСУТП заключается в оптимальном управлении процессом, при котором достигается выбранный технологический показатель при заданных ограничениях на ведение процесса в реальных условиях и в реальном времени.

Системы автоматического управления на базе ЭВМ способны объединить различные средства автоматизации в единую систему или комплекс средств и позволяют решать задачи оптимизации управления системами любого уровня. На базе вычислительной техники (мини - ЭВМ, микро-процессорных устройств) создаются цифровые автоматические системы (ЦАС).

На базе мини - ЭВМ создаются централизованные ЦАС, в которых используются разнообразные периферийные устройства для связи с объектом управления и оператором.

На современном этапе развития техники машинное доение становиться своеобразным центром притяжения с точки зрения управления технологией. Связано это с особенностью построения и конфигурации, как самого оборудования, так и систем автоматизированного управления процессами, которые так или иначе завязаны на доильное оборудование.

Объектом управления (ОУ) является сложный технологический процесс, характеризующийся набором параметров отражающих состояние ОУ и требующих поддержания его на заданном уровне с необходимостью оперативного реагирования автоматики и оператора на тревоги предупреждения, которые, возникают в ходе реализации процессов. Одновременно решаются задачи по формированию базы данных фермы, которая используется для реализации большого количества смежных с доением задач (селекционная работа, проведение ветеринарных мероприятий, комплектование групп животных и др.).
В информационную сеть включены:
  • станция управления (СУ) оборудованием доильного поста;
  • электронные модули стороны зала;
  • информационные терминалы;
  • блоки управления селекционными воротами;
  • блоки управления вакуумными насосами;
  • блоки управления автомата промывки установки;
  • электронные модули с антеннами для считывания данных с транспондеров в помещении для содержания коров;
  • блок управления танка охладителя и др.
Системная карта обеспечивает обмен информацией между электронными блоками устройств и персональным компьютером. Информация также может быть продублирована на экране, расположенном в доильном зале и через систему световой сигнализации, а также на переносном нетбуке.

Каждому электронному блоку, управляющему конкретным оборудованием присваивается свой электронный адрес, через который система обменивается данными и информацией.

На современном этапе реализуется возможность управления процессами при помощи нескольких персональных компьютеров, расположенных в различных помещениях комплекса (несколько доильных залов и др.), а также специальных информационных терминалов, дублирующих некоторые функции основного компьютера и расположенных в доильной траншее, селекционном или ветеринарном боксе. Большинство современных производителей предусматривают возможность реализации удаленного доступа к базе данных компьютера через глобальную сеть Интернет для обеспечения фирменного сопровождения работы объектов, консалтинговой деятельности, а также оперативного реагирования в случае возникновения форс-мажорных обстоятельств, связанных с неполадками оборудования и др..

У различных производителей конфигурация связи элементов может отличаться от приведенной схемы.

Управление процессами может осуществляться с персонального компьютера оператором зала либо специалистами и менеджерами комплекса (фермы). Оператор машинного доения также непосредственно может участвовать в процессе управления или влиять на него через станцию управления.

Станция управления - это современная микропроцессорная система управления доильным постом, которая имеет множество функций: распознавание животных, показания удоя и интенсивности потока молока, программы пульсации со сложным алгоритмом и автоматической стимуляцией вымени, контролируемая молочным потоком, автоматическое снятие доильного аппарата по окончании дойки, оповещение о сбросе доильного аппарата или низком удое, а также дистанционное программирование, операции кнопок управления и др. Система полностью контролирует процесс доения с момента подсоединения оператором доильного аппарата и до его снятия по завершении дойки.

CУ может быть настроена с учетом требований пользователя. Она делает возможной интеграцию дополнительных идентификационных и сетевых модулей для создания полного контроля управления молочным залом в режиме реального времени и может быть использована в молочных залах любой конфигурации.

Электронные модули зала информационно связаны  со станциями доильных постов, системной картой, а также блоками управления вакуумными насосами и автомата промывки.

Модуль стороны зала также отвечает за информацию об открытии (закрытии) ворот входа (выхода животных), которые в свою очередь обеспечивают обнуление процессоров станций управления доильными постами и сброс информации о животных подоенной группы. При этом обновление информации  этом происходит не только на станциях доильных постов, но и в программе контроля над процессами  доильного зала в персональном компьютере. Модуль зала является устройством следующего уровня управления процессами после станции управления доильного поста. И осуществляет локальное взаимодействие элементов системы (станций доильного поста, системной карты, блоков управления насосами и автоматом промывки.).

Информационные терминалы дублирую часть функций персонального компьютера. На них установлено программное обеспечение, позволяющее получать  и вводить информацию с программы управления стадом, а также выполнять некоторые функции по управлению процессами. В зависимости от технического уровня набор функций может быт различаться от простых задач (выделение коровы на селекционных воротах, запрет или локальное переключение режимов  доения) до практически полного дублирования основного компьютера. Развитие функциональных возможностей информационного терминала позволяет отказаться от многообразия функций станции управления доильным постом, и тем самым существенно снизить общую стоимость системы.

Блоки управления селекционными воротами представляют собой функциональные модули обеспечивающие возможность автоматического и принудительного (ручного) открытия селекционных ворот. Принудительное открытие может осуществляться по команде через кнопку станции управления доильным постом, через информационный терминал, а также простым включением кнопки на блоке управления селекционными воротами. Индивидуальное ли групповое выделение коровы также может быть осуществлено по команде с основного компьютера.

Автоматическое выделение коров на селекционных воротах производиться через специальную параграмму (менеджер селекции). Используют несколько алгоритмов программирования. Например, по определенным отчетам программы управления стадом. При таком подходе в селекционный бокс будут отправлены животные, попавшие в один из отчетов (активность, снижение надоя, повышенная электропроводность и т.д.).

Блок управления вакуумными насосами, как правило,  объединен в один блок с автоматом промывки. Функционально этот блок обеспечивает включение (переключение) режимов работы установки (мойка, дойка). При этом существует возможность задавать режимы санитарной обработки (мойка щелочным и кислотным раствором, ополаскивание и др.), а также программирование концентрации моющего раствора и др.

Электронные модули с антеннами для считывания данных с транспондеров размещают в помещении для содержания коров, на выгулах и даже на пастбище. Использование такого подхода позволяет получать оперативную информацию об активности и других состояниях животных в перерывах между дойками.

Григорьев Дмитрий Алексеевич
Король Кирилл Викторович
УО «Гродненский государственный аграрный университет»,
г. Гродно, Республика Беларусь

Литературная ссылка на материал:
Григорьев, Д. А. Автоматизированные системы управления доильно-молочного блока [Электронный ресурс] / Д.А. Григорьев, К.В. Король // milkintech.info — Режим доступа: http://www.milkintech.info/2016/11/avtomatizirovannye-sistemy-upravlenija-doilno-molochnogo-bloka.html

Поделиться: