Автоматизация в сельском хозяйстве реферат
Обновлено: 05.07.2024
Автоматизация в сельском хозяйстве
Автоматизация производства - это применение автоматических и автоматизированных устройств и систем для полного или частичного освобождения человека от выполняемой им работы по управления и контролю при получении, обработке, передаче и использовании энергии, материалов, информации и др.
Автоматизация - одно из основных направлений научно-технического прогресса. Механизация и автоматизация сельского хозяйства повышает производительность труда, способствуют увеличению выпуска сельскохозяйственной продукции, росту ее качества. Эти процессы тесно связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления. Машины, механизмы, компьютеры, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда.
В России созданы крупные специализированные животноводческие комплексы, птицефабрики, зверофермы, тепличные комбинаты, где производство основано на промышленной основе, что позволяет в полной мере использовать современные технические средства автоматики. Например, на современных птицефабриках для вывода цыплят, утят и другой птицы применяются полностью автоматизированные инкубаторы, где автоматически поддерживаются постоянная температура и влажность воздуха и через определенные промежутки времени специальным механизмом яйца переворачиваются с боку на бок. Птичники оборудуют автоматическими установками искусственного освещения, которые продлевают световой день. Дополнительное освещение включается осенью и зимой до рассвета, днем при пасмурной погоде и вечером, когда естественного освещения слишком мало.
Корм птицы также получают из автоматизированных кормушек. В России созданы опытные птицефабрики-автоматы с полной механизацией всех работ. Здесь осуществлена комплексная автоматизация управления машинами и установками с помощью компьютеров и программных устройств.
На животноводческих фермах оборудованы автоматизированные поточные линии доения коров и первичной обработки молока, приготовления и раздачи кормов. В животноводческих помещениях автоматически обеспечивается оптимальный микроклимат. На большинстве животноводческих ферм полностью автоматизированы системы водоснабжения, вентиляции и отопления помещений.
Использование автоматизированных систем вентиляции в овоще- и плодохранилищах позволяет резко уменьшить потери сельскохозяйственной продукции при хранении. Комплексные автоматические агрегаты и линии, которыми оснащены современные предприятия по первичной переработке скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов, значительно сокращают потери, лучше сохраняют качество вырабатываемых продуктов питания.
В теплицах с искусственным климатом в наших северных районах круглый год выращивают овощи, цветы и даже фрукты. При этом температура и влажность воздуха и почвы в теплицах поддерживаются на постоянном уровне с помощью автоматических компьютеризированных установок искусственного климата. Вентиляция и дополнительное освещение включаются так же автоматически, обеспечивая растениям оптимальный световой режим и чистоту воздуха. Многие теплицы в России оборудованы автоматическими дождевальными установками.
Большое значение для сельского хозяйства, как и для другой отрасли, имеет постоянное снабжение электроэнергией. В районах, удаленных от линий электропередачи, электроэнергия производится местными, гидроэлектрическими, дизель-электрическими и др. станциями. Такие электростанции, как правило, полностью автоматизированы, т. е. пуск и остановка первичных двигателей, регулировка напряжения в сети, подача топлива, защита от коротких замыканий осуществляются автоматически по заданной программе или по сигналам дистанционного управления.
Многие системы водоснабжения на горных и отдаленных пастбищах, обеспечивающие подачу глубинной воды на поверхность с помощью глубинных насосов, приводимых в действие ветряными двигателями, также автоматизированы.
В работе электрических сетей, систем водоснабжения и орошения большую роль играет телемеханика, позволяющая управлять работой машин на расстоянии. С помощью компьютеров один человек - диспетчер - может, например, не выходя из помещения, включать и выключать все дождевальные установки на сельскохозяйственных полях все одновременно или каждую отдельно, как того требует ситуация; регулировать подачу воды в каналы орошения; менять режим работы установок искусственного климата в теплицах и помещениях животноводческих ферм; включать и отключать отдельные линии в сетях электроснабжения; регулировать вентиляцию и тепловой режим овощехранилищ.
Автоматизация отдельных процессов, а затем и комплексная автоматизация всего производства с применением автоматизированных систем управления (АСУ) - одно из основных направлений научно-технического прогресса в области сельского хозяйства.
В России созданы крупные специализированные животноводческие комплексы, птицефабрики, зверофермы, тепличные комбинаты, где производство основано на промышленной основе, что позволяет в полной мере использовать современные технические средства автоматики. Например, на современных птицефабриках для вывода цыплят, утят и другой птицы применяются полностью автоматизированные инкубаторы, где автоматически поддерживаются постоянная температура и влажность воздуха и через определенные промежутки времени специальным механизмом яйца переворачиваются с боку на бок.
Содержание работы
Введение…………………………………………………………………………. 1
Автоматизация в сельском хозяйстве…………………………………….3
Автоматизация в полеводстве
Автоматизация в растениеводстве и животноводстве
Пути развития автоматизации технологических процессов…………….8
Заключение……………………………………………………………………….12
Список использованной литературы…………………………………………. 13
Файлы: 1 файл
реферат автоматизация.doc
- Автоматизация в сельском хозяйстве…………………………………….3
- Автоматизация в полеводстве
- Автоматизация в растениеводстве и животноводстве
Список использованной литературы…………………………………………. 13
Автоматизация производства - это применение автоматических и автоматизированных устройств и систем для полного или частичного освобождения человека от выполняемой им работы по управления и контролю при получении, обработке, передаче и использовании энергии, материалов, информации и др.
Автоматизация - одно из основных направлений научно-технического прогресса. Механизация и автоматизация сельского хозяйства повышает производительность труда, способствуют увеличению выпуска сельскохозяйственной продукции, росту ее качества. Эти процессы тесно связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления. Машины, механизмы, компьютеры, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда.
В России созданы крупные специализированные животноводческие комплексы, птицефабрики, зверофермы, тепличные комбинаты, где производство основано на промышленной основе, что позволяет в полной мере использовать современные технические средства автоматики. Например, на современных птицефабриках для вывода цыплят, утят и другой птицы применяются полностью автоматизированные инкубаторы, где автоматически поддерживаются постоянная температура и влажность воздуха и через определенные промежутки времени специальным механизмом яйца переворачиваются с боку на бок. Птичники оборудуют автоматическими установками искусственного освещения, которые продлевают световой день. Дополнительное освещение включается осенью и зимой до рассвета, днем при пасмурной погоде и вечером, когда естественного освещения слишком мало.
Корм птицы также получают из автоматизированных кормушек. В России созданы опытные птицефабрики-автоматы с полной механизацией всех работ. Здесь осуществлена комплексная автоматизация управления машинами и установками с помощью компьютеров и программных устройств.
На животноводческих фермах оборудованы автоматизированные поточные линии доения коров и первичной обработки молока, приготовления и раздачи кормов. В животноводческих помещениях автоматически обеспечивается оптимальный микроклимат. На большинстве животноводческих ферм полностью автоматизированы системы водоснабжения, вентиляции и отопления помещений.
Использование автоматизированных систем вентиляции в овоще- и плодохранилищах позволяет резко уменьшить потери сельскохозяйственной продукции при хранении. Комплексные автоматические агрегаты и линии, которыми оснащены современные предприятия по первичной переработке скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов, значительно сокращают потери, лучше сохраняют качество вырабатываемых продуктов питания.
В теплицах с искусственным климатом в наших северных районах круглый год выращивают овощи, цветы и даже фрукты. При этом температура и влажность воздуха и почвы в теплицах поддерживаются на постоянном уровне с помощью автоматических компьютеризированных установок искусственного климата. Вентиляция и дополнительное освещение включаются так же автоматически, обеспечивая растениям оптимальный световой режим и чистоту воздуха. Многие теплицы в России оборудованы автоматическими дождевальными установками.
Большое значение для сельского хозяйства, как и для другой отрасли, имеет постоянное снабжение электроэнергией. В районах, удаленных от линий электропередачи, электроэнергия производится местными, гидроэлектрическими, дизель-электрическими и др. станциями. Такие электростанции, как правило, полностью автоматизированы, т. е. пуск и остановка первичных двигателей, регулировка напряжения в сети, подача топлива, защита от коротких замыканий осуществляются автоматически по заданной программе или по сигналам дистанционного управления.
Многие системы водоснабжения на горных и отдаленных пастбищах, обеспечивающие подачу глубинной воды на поверхность с помощью глубинных насосов, приводимых в действие ветряными двигателями, также автоматизированы.
В работе электрических сетей, систем водоснабжения и орошения большую роль играет телемеханика, позволяющая управлять работой машин на расстоянии. С помощью компьютеров один человек - диспетчер - может, например, не выходя из помещения, включать и выключать все дождевальные установки на сельскохозяйственных полях все одновременно или каждую отдельно, как того требует ситуация; регулировать подачу воды в каналы орошения; менять режим работы установок искусственного климата в теплицах и помещениях животноводческих ферм; включать и отключать отдельные линии в сетях электроснабжения; регулировать вентиляцию и тепловой режим овощехранилищ.
Автоматизация отдельных процессов, а затем и комплексная автоматизация всего производства с применением автоматизированных систем управления (АСУ) - одно из основных направлений научно-технического прогресса в области сельского хозяйства.
Автоматизация в сельском хозяйстве
Стратегией машиннотехнологичес кого обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г. определена настоятельная необходимость формирования конкурентоспособного агропромышленного производства, обеспечивающего продовольственную безопасность страны, интеграцию его в мировое сельскохозяйственное производство.
При этом конкурентоспособное сельское хозяйство России должно базироваться на автоматизированных высокоинтенсивных с точным исполнением технологиях. Техника, обеспечивающая эти технологии, должна отвечать требованиям прецизионного управления продукционными процессами как в растениеводстве, так и в животноводстве.
Автоматизация производственных процессов - стратегическое направление развития техники и технологий
Автоматизация создает научную и техническую основу для возникновения и развития новых направлений технического прогресса. Быстрый рост технической оснащенности и развитие микропроцессорной базы с использованием топоориентированных технологий и новых радионавигационных систем создают необходимые предпосылки для автоматизации процессов в сельскохозяйственном производстве.
Учитывая, что мировой уровень механизации основных процессов в полеводстве и животноводстве приближается к 100%, дальнейшее развитие сельскохозяйственной техники будет характеризоваться еще более интенсивным использованием средств и методов автоматизации, информатизации и робототехнических комплексов.
Однако внедрение более интенсивных технологических процессов и стремление получить более высокое качество продукции ограничиваются физиологическими возможностями человека. Поэтому уже широко используются высокоточные технологии, базирующиеся на автоматическом управлении процессами. Так, в растениеводстве для этого все больше используются технические средства точного позиционирования на базе спутниковых навигационных систем для точного местоопределения сельскохозяйственных агрегатов на поле. Это позволяет автоматически получать и считывать информацию с электронных карт, отражающих состояние каждого фрагмента поля, закладывать требуемый вид операций по времени и объему в МТА.
За последние десятилетия автоматизация сельского хозяйства сформировалась в самостоятельную отрасль науки и техники, охватывающую теорию, принципы построения и способы использования автоматизированных систем управления в сельском хозяйстве, действующих с минимальным участием человека или без его непосредственного участия.
Основная особенность автоматизации на современном этапе развития сельскохозяйственного производства заключается в неразрывной связи техники с биологическими объектами, а значит, с непостоянными во времени параметрами (почвы, растений, животных), со свойственной только им непрерывностью процессов производства продукции и цикличностью ее получения. В этих условиях системы автоматики должны учитывать:
- связь техники с биологическими объектами, а технику рассматривать как человекомашинную систему;
- многообразие и сложность производственных процессов, что обусловливает разнообразие технологических процессов и техники;
- распределенность контролируемых и регулируемых параметров многих объектов по большому технологическому полю (теплицы) или объекту (хранилища) со случайными возмущающими воздействиями;
- рассредоточенность сельскохозяйственной техники по большим территориям, удаленность ее ремонтной базы, не редко недостаточную квалификацию обслуживающего персонала;
- условия работы систем автоматики (на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях) с изменением в широких пределах температуры, влажности, состава агрессивных газов, запыленности, интенсивности солнечной радиации и т.д.
Производственные процессы сельского хозяйства относятся к сложным объектам управления, что характеризуется большим числом контролируемых и управляемых параметров и действием многочисленных возмущений, влияющих на эффективность выполнения этих процессов. Обслуживающий персонал (механизаторы) часто не в состоянии своевременно реагировать на эти возмущения, носящие заведомо случайный характер.
Поэтому ручное управление сельскохозяйственными машинами, агрегатами и технологическими процессами на практике оказывается недостаточно эффективным. Например, для эффективного использования МТА оператор (тракторист) должен управлять загрузкой двигателя трактора, направлением движения агрегата, изменением тяговой мощности, в том числе за счет уменьшения буксования ведущих колес, следить за качественным выполнением технологических операций и обеспечивать безопасность движения.
Чем выше рабочая скорость, больше ширина захвата МТА, сложнее управляемая операция, тем большее количество информации должен переработать оператор в единицу времени и тем чаще ему приходится пользоваться органами управления, что приводит к быстрой утомляемости. В связи с этим оператор не редко запаздывает с принятием решения по управлению МТА, в результате чего эффективность и качество работы агрегата существенно снижаются. Поэтому уже сегодня используются на прямолинейном ходе гона системы автоматического вождения МТА. Например, в почвообрабатывающем посевном агрегате "СоюзHorsche" производства Украины используется система GPS с точностью движения по прямой 1,52 см.
Еще большим числом параметров требуется управлять при послеуборочной обработке зерна. Рабочий персонал поточных линий должен решать две группы задач: первая - управление многочисленными электроприводами машин и механизмов при выборе маршрутов обработки зерна и ликвидации нештатных ситуаций; вторая - управление режимами работы отдельных машин. При этом контролируется более 20 параметров. Своевременная обработка такого количества информации, как показали исследования, превышает психофизиологические возможности оператора, и поэтому ручное управление поточными линиями послеуборочной обработки зерна малоэффективно (производительность не превышает 65-70% от номинала).
Автоматизация в полеводстве
К обобщенным объектам автоматизации в растениеводстве относятся технологии получения сельскохозяйственной растениеводческой продукции. В качестве примера на рис. 1 показаны упрощенные блоксхемы технологий выращивания зерновых, технических (на примере свеклы), овощных культур и картофеля. Большинство технологических процессов и операций в этих технологиях механизировано, т.е. осуществляется с помощью сельскохозяйственных машин и их комплексов, что позволяет их считать частными объектами автоматизации. Однако сведение автоматизации технологий к автоматизации частных объектов допустимо лишь при системном подходе к автоматизации этих объектов, т.е. при учете взаимосвязи их в той или иной технологии.
Вся сельскохозяйственная техника, рассматриваемая как объекты автоматизации, может быть разделена на три большие группы: отдельные сельскохозяйственные машины, агрегаты, поточные линии.
Автоматизация в животноводстве
Для животноводства и птицеводства так же характерны все группы объектов автоматизации: автоматизируемые технологии и непосредственно объекты автоматизации. Автоматизируемые технологии (рис. 2) под разделяются на три группы: -производство молока, яиц и мяса (откорм животных); -выращивание молодняка для ремонта (воспроизводства) стада; -заготовка, хранение, подработка, раздача кормов.
Технологии животноводства имеют ряд общих технологических процессов - отопление и вентиляция, уборка и переработка биоотходов, освещение и облучение животных, приготовление и раздача кормов и др. Заготовка и хранение кормов включают в себя технологические процессы посева, ухода за культурами, уборки, сушки и вентилирования, химической консервации. Объекты автоматизации включают в себя машины, агрегаты и поточные линии, характеризующиеся большим разнообразием, но по ряду операций они довольно схожи (регулирование микроклимата, водопотребление, раздача кормов и др.).
Автоматизация производства — это применение автоматических и автоматизированных устройств и систем для полного или частичного освобождения человека от выполняемой им работы по управления и контролю при получении, обработке, передаче и использовании энергии, материалов, информации и др.
Автоматизация — одно из основных направлений научно-технического прогресса. Механизация и автоматизация сельского хозяйства повышает производительность труда, способствуют увеличению выпуска сельскохозяйственной продукции, росту ее качества. Эти процессы тесно связаны с применением индустриальной технологии производства в сельском хозяйстве, совершенствованием планирования и управления. Машины, механизмы, компьютеры, автоматические системы облегчают труд людей, улучшают условия труда.
В России созданы крупные специализированные животноводческие комплексы, птицефабрики, зверофермы, тепличные комбинаты, где производство основано на промышленной основе, что позволяет в полной мере использовать современные технические средства автоматики. Например, на современных птицефабриках для вывода цыплят, утят и другой птицы применяются полностью автоматизированные инкубаторы, где автоматически поддерживаются постоянная температура и влажность воздуха и через определенные промежутки времени специальным механизмом яйца переворачиваются с боку на бок. Птичники оборудуют автоматическими установками искусственного освещения, которые продлевают световой день. Дополнительное освещение включается осенью и зимой до рассвета, днем при пасмурной погоде и вечером, когда естественного освещения слишком мало.
Корм птицы также получают из автоматизированных кормушек. В России созданы опытные птицефабрики-автоматы с полной механизацией всех работ. Здесь осуществлена комплексная автоматизация управления машинами и установками с помощью компьютеров и программных устройств.
На животноводческих фермах оборудованы автоматизированные поточные линии доения коров и первичной обработки молока, приготовления и раздачи кормов. В животноводческих помещениях автоматически обеспечивается оптимальный микроклимат. На большинстве животноводческих ферм полностью автоматизированы системы водоснабжения, вентиляции и отопления помещений.
Автоматизация систем управления в образовании
. - системы автоматизированного педагогического проектирования; уровень (образовательных) технологий - создание АСУ ОП - системы автоматизации образовательного процесса. Применительно к созданным в процессе и находящимся в разработке программным системам в муниципальной системе образования г.Ярославля уровни автоматизации управления конкретизируются .
Использование автоматизированных систем вентиляции в овоще- и плодохранилищах позволяет резко уменьшить потери сельскохозяйственной продукции при хранении. Комплексные автоматические агрегаты и линии, которыми оснащены современные предприятия по первичной переработке скоропортящихся сельскохозяйственных продуктов, значительно сокращают потери, лучше сохраняют качество вырабатываемых продуктов питания.
В теплицах с искусственным климатом в наших северных районах круглый год выращивают овощи, цветы и даже фрукты. При этом температура и влажность воздуха и почвы в теплицах поддерживаются на постоянном уровне с помощью автоматических компьютеризированных установок искусственного климата. Вентиляция и дополнительное освещение включаются так же автоматически, обеспечивая растениям оптимальный световой режим и чистоту воздуха. Многие теплицы в России оборудованы автоматическими дождевальными установками.
Большое значение для сельского хозяйства, как и для другой отрасли, имеет постоянное снабжение электроэнергией. В районах, удаленных от линий электропередачи, электроэнергия производится местными, гидроэлектрическими, дизель-электрическими и др. станциями. Такие электростанции, как правило, полностью автоматизированы, т. е. пуск и остановка первичных двигателей, регулировка напряжения в сети, подача топлива, защита от коротких замыканий осуществляются автоматически по заданной программе или по сигналам дистанционного управления.
Многие системы водоснабжения на горных и отдаленных пастбищах, обеспечивающие подачу глубинной воды на поверхность с помощью глубинных насосов, приводимых в действие ветряными двигателями, также автоматизированы.
В работе электрических сетей, систем водоснабжения и орошения большую роль играет телемеханика, позволяющая управлять работой машин на расстоянии. С помощью компьютеров один человек — диспетчер — может, например, не выходя из помещения, включать и выключать все дождевальные установки на сельскохозяйственных полях все одновременно или каждую отдельно, как того требует ситуация; регулировать подачу воды в каналы орошения; менять режим работы установок искусственного климата в теплицах и помещениях животноводческих ферм; включать и отключать отдельные линии в сетях электроснабжения; регулировать вентиляцию и тепловой режим овощехранилищ.
Автоматизация отдельных процессов, а затем и комплексная автоматизация всего производства с применением автоматизированных систем управления (АСУ) — одно из основных направлений научно-технического прогресса в области сельского хозяйства.
Автоматизация в сельском хозяйстве
Стратегией машиннотехнологичес кого обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г. определена настоятельная необходимость формирования конкурентоспособного агропромышленного производства, обеспечивающего продовольственную безопасность страны, интеграцию его в мировое сельскохозяйственное производство.
При этом конкурентоспособное сельское хозяйство России должно базироваться на автоматизированных высокоинтенсивных с точным исполнением технологиях. Техника, обеспечивающая эти технологии, должна отвечать требованиям прецизионного управления продукционными процессами как в растениеводстве, так и в животноводстве.
Автоматизация производственных процессов — стратегическое направление развития техники и технологий
Автоматизация создает научную и техническую основу для возникновения и развития новых направлений технического прогресса. Быстрый рост технической оснащенности и развитие микропроцессорной базы с использованием топоориентированных технологий и новых радионавигационных систем создают необходимые предпосылки для автоматизации процессов в сельскохозяйственном производстве.
Учитывая, что мировой уровень механизации основных процессов в полеводстве и животноводстве приближается к 100%, дальнейшее развитие сельскохозяйственной техники будет характеризоваться еще более интенсивным использованием средств и методов автоматизации, информатизации и робототехнических комплексов.
Однако внедрение более интенсивных технологических процессов и стремление получить более высокое качество продукции ограничиваются физиологическими возможностями человека. Поэтому уже широко используются высокоточные технологии, базирующиеся на автоматическом управлении процессами. Так, в растениеводстве для этого все больше используются технические средства точного позиционирования на базе спутниковых навигационных систем для точного местоопределения сельскохозяйственных агрегатов на поле. Это позволяет автоматически получать и считывать информацию с электронных карт, отражающих состояние каждого фрагмента поля, закладывать требуемый вид операций по времени и объему в МТА.
За последние десятилетия автоматизация сельского хозяйства сформировалась в самостоятельную отрасль науки и техники, охватывающую теорию, принципы построения и способы использования автоматизированных систем управления в сельском хозяйстве, действующих с минимальным участием человека или без его непосредственного участия.
Основная особенность автоматизации на современном этапе развития сельскохозяйственного производства заключается в неразрывной связи техники с биологическими объектами, а значит, с непостоянными во времени параметрами (почвы, растений, животных), со свойственной только им непрерывностью процессов производства продукции и цикличностью ее получения. В этих условиях системы автоматики должны учитывать:
- связь техники с биологическими объектами, а технику рассматривать как человекомашинную систему;
- многообразие и сложность производственных процессов, что обусловливает разнообразие технологических процессов и техники;
- распределенность контролируемых и регулируемых параметров многих объектов по большому технологическому полю (теплицы) или объекту (хранилища) со случайными возмущающими воздействиями;
- рассредоточенность сельскохозяйственной техники по большим территориям, удаленность ее ремонтной базы, не редко недостаточную квалификацию обслуживающего персонала;
- условия работы систем автоматики (на открытом воздухе или в неотапливаемых помещениях) с изменением в широких пределах температуры, влажности, состава агрессивных газов, запыленности, интенсивности солнечной радиации и т.д.
Производственные процессы сельского хозяйства относятся к сложным объектам управления, что характеризуется большим числом контролируемых и управляемых параметров и действием многочисленных возмущений, влияющих на эффективность выполнения этих процессов. Обслуживающий персонал (механизаторы) часто не в состоянии своевременно реагировать на эти возмущения, носящие заведомо случайный характер.
Поэтому ручное управление сельскохозяйственными машинами, агрегатами и технологическими процессами на практике оказывается недостаточно эффективным. Например, для эффективного использования МТА оператор (тракторист) должен управлять загрузкой двигателя трактора, направлением движения агрегата, изменением тяговой мощности, в том числе за счет уменьшения буксования ведущих колес, следить за качественным выполнением технологических операций и обеспечивать безопасность движения.
Еще большим числом параметров требуется управлять при послеуборочной обработке зерна. Рабочий персонал поточных линий должен решать две группы задач: первая — управление многочисленными электроприводами машин и механизмов при выборе маршрутов обработки зерна и ликвидации нештатных ситуаций; вторая — управление режимами работы отдельных машин. При этом контролируется более 20 параметров. Своевременная обработка такого количества информации, как показали исследования, превышает психофизиологические возможности оператора, и поэтому ручное управление поточными линиями послеуборочной обработки зерна малоэффективно (производительность не превышает 65-70% от номинала).
Автоматизация в полеводстве
К обобщенным объектам автоматизации в растениеводстве относятся технологии получения сельскохозяйственной растениеводческой продукции. В качестве примера на рис. 1 показаны упрощенные блоксхемы технологий выращивания зерновых, технических (на примере свеклы), овощных культур и картофеля. Большинство технологических процессов и операций в этих технологиях механизировано, т.е. осуществляется с помощью сельскохозяйственных машин и их комплексов, что позволяет их считать частными объектами автоматизации. Однако сведение автоматизации технологий к автоматизации частных объектов допустимо лишь при системном подходе к автоматизации этих объектов, т.е. при учете взаимосвязи их в той или иной технологии.
Вся сельскохозяйственная техника, рассматриваемая как объекты автоматизации, может быть разделена на три большие группы: отдельные сельскохозяйственные машины, агрегаты, поточные линии.
Автоматизация в животноводстве
Для животноводства и птицеводства так же характерны все группы объектов автоматизации: автоматизируемые технологии и непосредственно объекты автоматизации. Автоматизируемые технологии (рис. 2) под разделяются на три группы: -производство молока, яиц и мяса (откорм животных); -выращивание молодняка для ремонта (воспроизводства) стада;
- заготовка, хранение, подработка, раздача кормов.
Технологии животноводства имеют ряд общих технологических процессов — отопление и вентиляция, уборка и переработка биоотходов, освещение и облучение животных, приготовление и раздача кормов и др. Заготовка и хранение кормов включают в себя технологические процессы посева, ухода за культурами, уборки, сушки и вентилирования, химической консервации. Объекты автоматизации включают в себя машины, агрегаты и поточные линии, характеризующиеся большим разнообразием, но по ряду операций они довольно схожи (регулирование микроклимата, водопотребление, раздача кормов и др.).
Примеры похожих учебных работ
. хранения зерна). Целью данной курсовой работы является решение следующих задач, через которые оно достигается: 1. Анализ деятельности хозяйства по послеуборочной обработки, хранения и переработки выращенной продукции; 2. Определение состояния и .
Дипломная работа автоматизация технологических процессов и производств
. управления технологическими процессами и оборудованием; из модулей подготовки производства, обеспечения материалами, заготовками, деталями, инструментами; из модулей обслуживания и обеспечения работы оборудования, удаления отходов производства. На .
. Целью курсовой работы является проектирование информационной системы оформления . предприятии, на основе использования компьютерных сетей. Под управлением электронным документооборотом . относится и к другим офисным и специализированным программам. .
Экономическая оценка качества сельскохозяйственной продукции
. производства имеет огромное экономическое и социальное значение. Увеличение производства сельскохозяйственной продукции высокого качества при уменьшении материальных, трудовых и финансовых затрат позволяет полнее и надежнее удовлетворять .
Система управления производством
. от внешнего окружения. Так, например, на производственном предприятии всегда возникает ряд вопросов, относящихся . поэтому цель курсовой работы - систематизируя теоретические основы практики управления, рассмотреть систему управления организацией, как .
Себестоимость сельскохозяйственной продукции и пути её снижения
. производства. Цель написание данной курсовой работы - состоит в изучение себестоимости сельскохозяйственной продукции на примере конкретного сельскохозяйственного предприятия и предложение пути её снижение. Для достижения поставленной цели .
Механизация и автоматизация в сельском хозяйстве позволяет в несколько раз повысить производительность труда. Также новые технологии способствует значительному увеличению уровня производства сельскохозяйственной продукции, стремительному росту уровня его качества. Подобные процессы имеют непосредственную связь с применением в данной отрасли индустриальных технологий, а также совершенствования планирования и управления.
Множество животноводческих комплексов сегодня оснащаются потоковыми автоматизированными линиями доения коров и первичной обработке молока, также нередко закупаются системы приготовления, а также линии раздачи корма животным. В помещениях, где размещаются животные, автоматика контролирует климат, системы отопления и водоснабжения помещений.
Системы вентиляции, размещенные в зерно- и овощехранилищах с автоматикой дают возможность значительно уменьшить потери готового продукта при его хранении. А поддержание в теплицах искусственного климата даст возможность начать выращивать овощи даже в областях с очень суровым климатом на протяжении всего года. Вентиляция и температурный режим, которые регулирует автоматизированная система, позволяют достигать необходимой чистоты воздуха, кроме того, система позволяет обеспечить наиболее оптимальный световой режим.
Для успешного развития сельского хозяйства огромное значение играет постоянная подача электрической энергии. В том случае, если линии электрических передач чрезмерно удалены, необходимость обеспечения подобных районов электроэнергией возлагается на дизельные или гидроэлектростанции.
Автоматизация сельского хозяйства – возможность эффективно и оперативно управлять отраслью.
Энергетика и автоматизация в сельском хозяйстве
Сельское хозяйство сегодня просто невозможно представить без применения в нем системы автоматизации промышленных процессов. Постоянно внедряемые в отрасль электронные инновации позволяют весьма значительно увеличить не только производственные мощности, но и объемы реализации продукции. В свою очередь, это серьезно сказывается на прибыли, которую получает предприятие.
Основная проблема, с которой может столкнуться фермер – необходимость непрерывного обеспечения объектов сельского хозяйства бесперебойной энергией. В качестве простого примера приводим инкубаторы, располагающиеся на птицефабриках. В инкубаторе посредством использования термоустройств, а также ламп накаливания формируется микроклимат с постоянной температурой. В свою очередь, специальное поворотное устройство переворачивает яйца для равномерного их прогрева.
Если оборудование перестает действовать, предприятие получит огромные убытки. В таком случае можно использовать альтернативные источники энергии, к примеру обычные генераторы. Как показывает практика, покупка генератора оправдывается – ведь риск потери прибыли несоизмеримо больший.
Общеизвестно, что стоимость дизельных генераторов значительно выше, если сравнивать их с бензиновыми аналогами. При этом нельзя забывать, что получаемая от количества выработанной энергии отдача значительно выше. Да и цена солярки примерно в 1,5 раза ниже, чем стоимость бензина – собственно, это практически полностью покрывает имеющуюся разницу в стоимости бензиновых и дизельных генераторов. Итак, при длительном отключении автоматизированных сельскохозяйственных объектов именно дизельные генераторы превращаются в действительно незаменимый инструмент.
Рекомендуется покупать генераторы, работающие на бензине только в том случае, если наблюдаются кратковременные перебои в подаче электрической энергии. Стоимость бензинового генератора формируется, главным образом, из качества силовых элементов, цены системы зажигания, мощности встроенного двигателя, преобразования и защиты.
Генератор – залог безаварийной и бесперебойной работы сельскохозяйственного бизнеса.
Развитие процессов автоматизации производства
В России существует стратегия машинно-технологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции. По данной стратегии определена необходимость формирования конкурентоспособного агропромышленного производства, которое обеспечивает не только продовольственную безопасность государства, но также и дальнейшую его интеграцию в сельскохозяйственное мировое производство.
Чтобы сельское хозяйство России было конкурентоспособно по отношению к западным и европейским производителям, требуется внедрение автоматизированных технологий. Техника, которая обеспечивает подобного рода технологии, обязательно должна отвечать всем существующим требованиям прецизионного управления продукционными процессами не только в животноводстве, но также и в растениеводстве.
Автоматизация отрасли как глобальная стратегия развития
Сегодня автоматизация отрасли создает не только научную, но также и технологическую основу, предназначенную для возникновения и дальнейшего развития новейших направлений технического прогресса. Как следствие, очень быстрый рост технической оснащенности, а также успешное развитие микропроцессорной базы (если используются топо-ориентированные технологии), а также новые радионавигационные системы, создают важные предпосылки для успешного развития автоматизации.
Если учесть, что мировой уровень механизации всех основных процессов в отрасли сельского хозяйства вплотную приближается к 100 процентам, дальнейшее развитие сельхозтехники будет характеризоваться более интенсивным использованием методов информатизации, автоматизации, а также использованием робототехнических комплексов.
Впрочем, внедрение интенсивных технологических процессов вкупе со стремлением получить очень высокое качество продукции могут быть ограничены индивидуальными физиологическими человеческими возможностями. По этой причине огромной популярностью пользуются, прежде всего, точные технологии, которые базируются на автоматическом управлении процессами. Для этого в растениеводстве активно используются технические средства. Это позволяет точно позиционировать технику на полях, на базе навигационных и спутниковых систем.
Всего за несколько последних десятилетий автоматизация сельского хозяйства трансформировалась в самостоятельную отрасль техники и науки, которая охватывает теорию, принципы построения, а также способы использования автоматизированных систем управления в отрасли сельского хозяйства, с минимальным человеческим участием.
Главная особенность на данном этапе развития автоматизации – это неразрывная связь техники с биологическими объектами, непостоянными параметрами (во времени) – животными, растениями и почвой.
Очень важно рассматривать связь техники и биологических объектов в качестве человеко-машинной системы, что обуславливается:
- Сложностью и многообразием производственных процессов, разнообразием технологических процессов и техники.
- Распределенностью регулируемых и контролируемых параметров большинства объектов по теплицам или хранилищу со случайными возмущающими воздействиями.
- Рассредоточением техники по большой территории (очень велика удаленность ремонтной базы и низкая квалификация обслуживающего персонала).
Современные производственные процессы сельского хозяйства относятся к технически сложным объектам управления – как правило, это характеризуется на порядок большим числом управляемых, а также контролируемых параметров и действием возмущений, что оказывают влияние на эффективность выполнения подобного рода процессов. Механизаторы своевременно отреагировать на них могут далеко не всегда.
Практика показывает, что ручное управление техникой и технологическими процессами в сельском хозяйстве недостаточно эффективно. Приводим простой пример – чтобы эффективно использовать МТА, тракторист должен управлять:
- Направлением движения агрегата
- Загрузкой двигателя трактора
- Изменением тяговой мощности
- Обеспечить безопасность движения
- Следить за качественным выполнением технологических операций
Соответственно, по мере увеличения рабочей скорости, увеличения ширины захвата МТА увеличивается и сложность управления – как следствие, оператор должен переработать в разы большее количество информации за то же время. Более частое использование органов управления приведет к достаточно быстрой утомляемости – как следствие, оператор может запоздать в принятии решения, находясь за рулем, и эффективность (вместе с качеством) работы сильно снижается.
Все более часто на прямолинейном ходе гона системы используется система автоматического вождения. Пользуются системой GPS, которая обеспечивает точность хождения по прямой – 1,52см.
Еще больше функций накладывается на оператора при управлении техникой на послеуборочной обработке зерна. Перед рабочим персоналом стоит сразу две категории задач:
- Необходимость управления электроприводами автомобилей, а также механизмов при выборе маршрутов обработки зерна. В обязанности операторов входит ликвидация возникающих внештатных ситуаций.
- Необходимость управлять режимами работы множества отдельных машин (контроль более 20 параметров).
Согласно проведенным исследованиям, такое большое количество обрабатываемой информации значительно превышает психофизиологические возможности оператора – как следствие, управлять вручную линиями послеуборочной обработки зерна очень неэффективно (средняя производительность – не более 70%).
Автоматизация в полеводстве
К обобщенным объектам автоматизации в растениеводстве можно отнести технологию получения растениеводческих продуктов. Множество операций и технологических процессов в таких технологиях механизировано – производится при помощи сельскохозяйственных машин, а также их комплексов. Это дает возможность позиционировать их в качестве частных объектов автоматизации.
Сельскохозяйственная техника, которая рассматривается в качестве объекта автоматизации, делится на три категории:
- Поточные линии
- Агрегаты
- Отдельные сельхозмашины.
Автоматизация в животноводстве
Для отраслей птице- и животноводства тоже характерны все группы объектов автоматизации. В частности, речь идет про:
- Автоматизируемые технологии
- Объекты автоматизации
Автоматизированные технологии также разбивают на 3 группы:
- Заготовка, подработка, раздача и хранение кормов
- Выращивание молодняка для воспроизводства стада
- Производство мяса, яиц и молока
Применяющиеся в животноводстве технологии характеризуются общими технологическими процессами:
- Вентиляция и отопление
- Переработка и уборка биологических отходов
- Облучение и освещение животных
- Раздача и приготовление корма
В свою очередь, хранение и заготовка корма включает в себя следующие функции: уход за культурами, уборка, вентилирование и сушка, химическая консервация. А объекты автоматизации включают в себя поточные линии, машины и агрегаты. Они характеризуются большим разнообразием, однако по ряду операций имеют общие черты (раздача кормов, водопотребление и прочее).
Пути развития автоматизации технологических процессов
Пути развития в сфере растениеводства на ближайшей перспективе определяются прогрессивными тенденциями:
- Совершенствование систем механизации
- Совершенствование систем автоматизации
- Совершенствование машинных технологий в целом.
Также к прогрессивным тенденциям в совершенствовании систем автоматизации агрегатов, машин и поточных линий в растениеводстве принято относить переход от использования локальных систем автоматического регулирования и контроля к разработке, а также дальнейшему использованию многомерных систем автоматизированного управления.
Грядет техническое переоснащение – речь идет о переходе к микропроцессорной программируемой технике, которая заменит электронную аппаратную и релейно-контактную технику. Локальные системы автоматического контроля регулирования в отрасли автоматизированного управления играют роль уже подсистем, которые необходимо совершенствовать методом использования эффективных алгоритмов управления.
Автоматизированные системы в микропроцессорном исполнении будут унифицированы – создается единая система для контроля группы схожих объектов. Неодинаковость функций такой системы можно легко устранить программными средствами без необходимости конструктивного изменения систем.
Существенное расширение областей использования средств автоматики в растениеводстве (на перспективу) обуславливается появлением все новых и новых средств механизации, а также отдельных машинных технологий. К подобным технологиям принято относить:
- Технологию уборки, послеуборочной обработки урожая зерновых культур
- Технологию дифференцированного внесения удобрений.
В животноводческой отрасли это – производство, а также разработка технических средств для приготовления точного (по созданной программе), а также сбалансированного состава кормов для различных групп птицы и животных. В кормах используются микродобавки (в том числе лечебно-профилактические). Также необходимы средства доставки корма до каждого животного в установленное время.
Основные проблемы, которые на данном этапе развития сельскохозяйственной отрасли требуют немедленного решения:
- Создание микроклимата с требуемыми параметрами в помещении, а также в зоне содержания животного
- Достижение надежности идентификации и позиционирования животных
- Экологические аспекты перечисленных проблем.
Основные направления для успешного развития автоматизации в животноводстве и растениеводстве – организация, а также массовое использование робототехнических систем в отрасли. На современном этапе развития России такие работы получили только начальное развитие. Как следствие, применение средств робототехники требуется в процессах, которые вредны для человека (использование, а также хранение минеральных удобрений и средств химзащиты растений, протравливание перед посевом зерна), а также в задачах, что требуют серьезных трудовых затрат (яркий пример – сбор урожая готовой продукции).
Информатизация, а также автоматизация отрасли сельскохозяйственного производства сегодня – это приоритетное направление современного научно-технического прогресса. Стремительное и массовое их развитие способствует:
- Быстрому развитию и использованию достижений биотехнологии генной инженерии
- Созданию интегрированных систем защиты животных и растений
- Интенсификации продуктивности птицы и животных
- Технологий управления и мониторинга природных ресурсов
- Программированию урожая в агро-ландшафтных системах.
Если учесть постоянную и неразрывную связь технических средств с животными, потребуется своевременно активизировать работы, направленные на создание приборной базы, предназначенной для измерения и контроля определенного количества биологических параметров. Также нужно отметить, что на данном этапе развития примерно 20 процентов разных параметров в сельскохозяйственном производстве недопустимо непосредственному измерению, ведь до сих пор для них не удалось разработать даже первичных преобразователей. Датчики и приборы необходимо ставить на биообъектах – такое оборудование должно иметь небольшой вес, размеры и, разумеется, высочайшую надежность, способность работать в агрессивных средах.
Чтобы выполнить поставленные технологические операции, в отрасли животноводства используется огромное количество автомобилей, половина их которых не может быть модернизирована до применения здесь средств автоматизации. Максимум внимания необходимо уделить высокому уровню защиты от перегрузки оборудования.
Автоматизация и механизация – это важные, неотъемлемые части ресурсосберегающих интенсивных технологий производства продукции, а также малоотходных технологий разработки, реализации и хранения. Новые интенсивные технологии дадут возможность в разы повысить продуктивность отрасли животноводства и растениеводства (по подсчетам экспертов – 2,5 раз), а также вдвое сократить трудозатраты. Впрочем, это недостижимо без поисковых, а также фундаментальных исследований.
Читайте также: