5.4.1. Понятие об автоматическом управлении

В зависимости от степени автоматизации различают ручное, автоматизи- рованное и автоматическое управление. В первом случае все функции управле- ния выполняет человек-оператор. При автоматизированном управлении часть этих функций осуществляет человек, а другую часть — автоматические устрой- ства. При автоматическом управлении все функции управления выполняют ав- томатические устройства.

Автоматическое управление включает в себя комплекс технических средств и методов управления объектами без участия обслуживающего персо- нала. Оно обеспечивает пуск и остановку основных установок, включение и от- ключение вспомогательных устройств, их безаварийную работу и соблюдение требуемых значений параметров, отвечающих оптимальному ходу технологи- ческого процесса. Сочетание комплекса технических средств с объектом управ- ления - устройством, непосредственно осуществляющим технологический про- цесс, называют системой автоматического управления.

Разновидностью автоматического управления является автоматическое ре- гулирование, под которым понимают процесс автоматического поддержания какого-либо параметра на заданном уровне или изменение его по определенно- му закону. Автоматическое регулирование осуществляется специальным уст- ройством - автоматическим регулятором. Автоматическая система, состоящая из автоматического регулятора и объекта управления, называется системой ав- томатического регулирования.

По степени реализации автоматического управления производственными технологическими процессами различают частичную, комплексную и полную автоматизацию.

5. 4. 2. Особенности автоматизации технологических процессов

Автоматизация трудоемких процессов в животноводстве значительно со- кращает или полностью исключает применение ручного труда, обеспечивая при этом высокое качество выполняемых работ и функционирование механизмов в оптимальных эксплуатационных режимах.

В отличие от промышленности в животноводстве имеют дело не только с техникой, но и с живыми организмами, причем машинная технология тесно пе- реплетается и увязывается с биологическими процессами. Поэтому к методам и средствам автоматизации в животноводстве предъявляют специфические тре- бования, обусловленные характерными особенностями этого вида произ- водства.

Общее число часов работы машин в животноводческом производстве не- велико, следовательно, средства автоматики должны быть относительно деше- выми, простыми по устройству и надежными в эксплуатации. Непрерывность биологических процессов образования продукции и цикличность ее получения обусловливают невозможность увеличения ее выпуска за счет ускорения про- изводства. В этих условиях автоматика должна работать весьма надежно, по- скольку такой процесс нельзя прервать и практически невозможно наверстать упущенное путем интенсификации последующего периода.

Условия работы средств автоматики в животноводстве чрезвычайно небла- гоприятны (повышенная влажность, наличие агрессивных газов, вибрация и др. ) и вероятность возникновения неисправностей значительно выше, чем в ря- де других отраслей. В первую очередь это относится к первичным преобразова- телям (датчикам) и исполнительным органам автоматики, размещаемым непо- средственно на установках. Остальные узлы автоматики можно располагать в отдельных помещениях или специальных шкафах, исключающих воздействие неблагоприятных условий производственных помещений.

5. 4. 3. Элементы автоматики и их функции

Автоматическое устройство состоит из отдельных, связанных между собой элементов, в которых происходит количественное и качественное преобразова- ние физических величин. Для контроля разных параметров применяют различ- ные датчики. Наиболее важным элементом датчика является первичный преоб- разователь - воспринимающий орган, который непосредственно реагирует на контролируемый параметр и преобразует его в электрический сигнал. В уст- ройствах автоматики стационарных и мобильных сельскохозяйственных объек- тов применяют, как правило, электрические датчики неэлектрических величин как наиболее удобные, универсальные и дешевые.

Чувствительность датчика-преобразователя определяют как отношение изменения выходной электрической величины к вызывавшему его изменению входной неэлектрической величины. Если чувствительность датчика мала или вырабатываемый им выходной сигнал имеет значение, недостаточное для осу- ществления непосредственного управления, то этот сигнал усиливают.

Контактные датчики применяют для контроля перемещения. Реостатные датчики используют для преобразования углового (или линейного) перемеще- ния в изменение сопротивления (или напряжения), причем сопротивление ме- няется плавно с изменением механического перемещения. Электролитические датчики используют для контроля и регулирования концентрации различных растворов солей и кислот. Применяют также температурные, индуктивные, фо- тоэлектрические датчики и др.

Конечными звеньями автоматических устройств являются исполнительные элементы. На объекты управления они воздействуют непосредственно или че- рез регулирующий орган машины. Существуют гидравлические, пневматиче- ские, электрические, механические и комбинированные исполнительные эле- менты автоматических устройств.

5. 4. 4. Использование АСУ в животноводстве и птицеводстве

В производстве животноводческой продукции можно выделить ряд типич- ных технологических процессов, характеризующихся довольно высоким уров- нем механизации. Это доение коров (уровень механизации, %, составляет 96), подача воды (95), раздача кормов (68) и уборка навоза (66). Именно высокоме- ханизированные процессы в первую очередь подлежат автоматизации. Важное значение имеет также обеспечение автоматизированного контроля физиологи- ческого состояния животных, их массы и продуктивности с последующей ком- пьютерной обработкой и систематизацией полученных данных.

В промышленном птицеводстве применяются современные машинные технологии на основе комплексного технологического оборудования для меха- низации и автоматизации инкубационного процесса, а также процессов корм- ления и поения птицы, сбора яиц, уборки помета и обеспечения микроклимата. Например, в состав комплекта автоматизированного оборудования птичника на 35 тыс. кур-несушек с клеточными батареями БКН-3 входят (кроме собственно батарей) оборудование для уборки помета, хранения и загрузки кормов, ста- ционарный транспортер для внутрихозяйственного сбора и доставки яиц, ук- ладчик яиц и устройство для управления длительностью светового дня в птич- нике.

Параметры автоматизированных систем управления в животноводстве и птицеводстве регулируют с учетом зоотехнических норм, а также характери- стик помещения и работающего в нем технологического оборудования.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается основное различие между комплексной и полной ав- томатизацией?

2. Чем обусловлены специфические требования, предъявляемые к средст- вам автоматизации в животноводстве?

3. Каково назначение первичных преобразователей?

4. Какие технологические процессы целесообразно автоматизировать в животноводстве и птицеводстве?

ЗАНЯТИЕ 37

Тема 5. 5. Электротехнологии в животноводстве