АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ

І СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ

Електронний посібник

ГОЛОВНА	ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ	АНОТАЦІЯ
ДОДАТКИ	СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ	УКЛАДАЧІ

2. АВТОМАТИЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У ТВАРИННИЦТВІ ТА ПТАХІВНИЦТВІ

2.4. Автоматизація прибирання гною та посліду

2.4.1. Автоматизація установок для прибирання гною

2.4.2. Автоматизація установок для прибирання посліду в пташниках

2.4.3. Автоматизація потокових ліній для видалення гною та посліду

2.4.1. Автоматизація установок для прибирання гною

Роботи щодо прибирання і видалення гною та посліду характеризуються значною трудомісткістю. Використання того чи іншого типу установок залежить в основному від способу утримання тварин та птахів.


	У процесі прибирання гною та посліду виконують такі операції:

· очищення місць утримання тварин та птахів;

· прибирання з приміщення та вивантаження в транспортні засоби чи сховища;

· утилізація.

Технологія утилізації гною дозволяє зменшити забруднення повітря та ґрунту, передбачає отримання якісних органічних добрив, газоподібного палива (біогаз).

cinema-321

Основні технології видалення гною

Джерело: https://vukladach.pp.ua/MyWeb/manual

Для прибирання гною в тваринництві з вигульних майданчиків; приміщень безвигульного утримання тварин на глибокій підстилці, а також транспортування його з приміщень у гноєсховище або гноємайданчики використовують мобільні механізми: скрепери та бульдозери, причіпні тракторні візки, електрифіковані вагонетки.

6.3 Класифікація технічних систем та засобів видалення гною - <h1 align="center">Машини та обладнання для тваринництва</h1>

Рис. 2.4.1. Прибирання гною в приміщенні корівника

Для прибирання гною з корівників і свинарників використовують скребкові, скреперні транспортери, гідравлічні та пневматичні системи видалення гною.


	Конвеєри скребкові гноєзбиральні типу КСГ (ТСН) отримали найбільше розповсюдження для прибирання гною з тваринницьких приміщень та видалення його в транспортні засоби. *Їх використовують під час утримання великої рогатої худоби в стійлах та утримання свиней у станках.*

Гноєзбиральний конвеєр КСГ-7-02 (ТСН-160А) може працювати з додатковим жолобом для ланцюга, якщо скребки розміщені над ланцюгом, і в каналах без додаткового жолобу, якщо скребки – під ланцюгом.

image005-topaz-enhance

Рис. 2.4.2. Розміщення скребкового гноєзбирального конвеєра КСГ

у тваринницькому приміщені:

1 – похилий конвеєр; 2 – пульт керування; 3 – поворотні зірочки;

4 – привідна станція горизонтального конвеєра; 5 – горизонтальний конвеєр;

6 – натяжний пристрій

Технологія прибирання гною така: згорнутий у канали гній скребками горизонтального конвеєра 1 (рис. 2.4.2) переміщується вздовж каналу, потрапляючи на похилий конвеєр 2 (рис. 2.4.4).

Похилим конвеєром гній вивантажується на транспортні засоби. Прибирання гною повинно виконуватися не менше трьох разів на добу.

image007-topaz-enhance

Рис. 2.4.3. Гноєприбиральний конвеєр КСГ-7-02:

1 – горизонтальний транспортер; 2 – похилий транспортер;

3 – ящик керування; 4 – мотор-редуктор горизонтального транспортера; 5 – натяжний пристрій; 6 – ланцюг з скребками;

7 – поворотний пристрій

Під час використанняконвеєра застосовувати соломисту підстилку довжиною понад 100 мм не рекомендується. Перед прибиранням гною необхідно у відсутності сторонніх предметів у каналі, за необхідності зняти перехідні містки. У першу чергу вмикається похилий, а потім горизонтальний конвеєр (для усунення завалів похилого конвеєра). У зимовий період перед пуском конвеєра необхідно пересвідчитись в відсутності примерзань ланцюга і скребків похилого конвеєра, а після вимкнення горизонтального конвеєра похилий конвеєр має пропрацювати 2–3 хвилини вхолосту.

cinema-321

Робота конвеєра скребкового гноєприбирального КСГ-7-0.2

Джерело: https://vukladach.pp.ua/MyWeb/manual

Рис. 2.4.4. Видалення гною похилим конвеєром

Принципова електрична схема керування гноєзбиральним конвеєром КСГ-7-02 (рис. 2.4.5) передбачає необхідну послідовність увімкнення електродвигунів похилого М1 і горизонтального конвеєрів. Підготовка конвеєра до роботи здійснюється автоматичним вимикачем QF, під час ввімкнення якого загорається сигнальна лампа HL1. Кнопкою SB3 забезпечується ввімкнення котушки електромагнітного пускача КМ1, силовими контактами якого подається напруга на двигун М1 похилого конвеєра. Допоміжний контакт КМ1.1 блокує кнопку пуску SB3 і готує до роботи коло магнітного пускача КМ2. Кнопкою SB4 вмикається котушка магнітного пускача КМ2, контактами КМ2 вмикається електродвигун М2 горизонтального конвеєра, а контактом КМ2.1 блокується кнопка пуску SB2. Зупинка електродвигунів конвеєрів здійснюється у зворотній послідовності кнопками SB1 та SB4 (кнопкою SB1 забезпечується вимкнення обох двигунів). Захист електродвигунів від коротких замикань здійснюється автоматичним вимикачем QF, а від їх перегріву з будь-якої причини здійснюється пристроєм вбудованого температурного захисту (УВТЗ). Захист кіл керування під час виникнення коротких замикань здійснюється запобіжником FU.

Рис. 2.4.5. Принципова електрична схема гноєприбирального конвеєра КСГ-7-02 (ТСН-160А) з захистом

від примерзання скребків

Передбачений також пристрій захисту двигуна похилого конвеєра в зимовий період. Вмикається він за допомогою перемикача SA, сигнальна лампочка HL сигналізує про цей режим. Якщо температура вище норми, контакт термореле SK замкнений і напруга з випрямляючого моста VD2-VD5 подається через діод VD1, резистор R і конденсатор С на управляючий електрод тиристора YS, який відкривається. Коли температура повітря стає нижче норми, контакт SK термореле розмикається і тиристор VS закривається, блокуючи вмикання пускача КМ1 похилого конвеєра.


	*Скреперні установки типу УС* призначені для прибирання гною ВРХ з відкритих проходів під час безприв’язно-боксового утримання тварин, а також під час утримання свиней на щільовій підлозі.

Під час утримання тварин на щільовій підлозі та для видалення гною з каналів можливе використання гідравлічних систем. Пневматичні системи використовують для транспортування гною в гноєсховища.

Скреперна установка складається (рис. 2.4.6) з приводного механізму 4, поворотних пристроїв 1, скребків 3, 5, ланцюгового контуру 2 довжиною 170 м, щита керування.

Рис. 2.4.6. Скреперна установка типу УС-15:

1 – поворотний пристрій; 2 – ланцюговий; 3,5 – скребки;

4 – мотор-редуктор привідного механізму

Установка працює нормально за обмеженої кількості підстилкових матеріалів – торфу, подрібненої соломи, тирси – до 1 кг на одну голову великої рогатої худоби на добу. Чистота прибирання залежить від якості бетонування гнойового каналу. Щоб скрепер міг прибирати крайні стійла, його робочі органи мають виходити за межі стійла на 2,5–2,7 м з таким розрахунком, щоб під час робочого ходу він відкривався перед стійлом. Щоб забезпечити повне скидання гною, скребок має доходити до поперечного каналу. Одночасно потрібно стежити за тим, щоб скребок не доходив до поворотного пристрою.

cinema-321

Робота скреперної установки УС-1.5

Джерело: https://vukladach.pp.ua/MyWeb/manual/

Схема керування скреперною установкою УС-1,5 має ручне і автоматичне керування, яке задається вимикачем SA. Коли вимикача SА вимкнений, то здійснюється ручний режим, а коли замкнений – автоматичний режим роботи установки.

Рис. 2.4.7. Електрична принципова схема керування скреперною установкою УС-15

В автоматичному режимі безконтактний шляховий вимикач В1 спрацьовую під час вмикання поперечного транспортера і подає напругу на проміжне реле К3, яке замикає свій контакт в колі котушок магнітного пускача КМ1 і КМ2. Скребки установки знаходяться в початковому положенні, при цьому спрацьовує безконтактний шляховий вимикач В2 і вмикає реле К2, який своїм замикаючим контактом подає напругу на котушку магнітного пускача КМ2, а розмикаючими, що знаходяться в колі котушки магнітного пускача КМ1, не дає можливість увімкнутися. Він силовими контактами вмикає електродвигун установки. За досягання скребками крайнього кінцевого положення спрацьовує безконтактний шляховий вимикач В3, який вмикає реле К1. Реле К1 розмикає розмикаючий контакт в колі котушки магнітного пускача КМ2, що призводить до вимикання електродвигуна, а замикаючим контактом в колі котушки магнітного пускача КМ1 подає на нього напругу керування. Це призводить до спрацювання силових контактів пускача і вмикання на реверс електродвигуна для руху скребків установки в зворотному напрямку.

У ручному режимі керування електродвигуном установки здійснюється за допомогою пускових кнопок SВ2 або SВ3, а вимикання за допомогою кнопки SВ1.

Живлення безконтактних шляхових вимикачів здійснюється пониженою напругою постійного струму, яка утворюється за допомогою трансформатора ТV і випрямлячів. Затримка на вимикання проміжних реле К1-К3 здійснюється діодами VD3-VD6, які шунтують їхні котушки.

2.4.2. Автоматизація установок для прибирання посліду в пташниках

Вибір того чи іншого способу прибирання посліду в пташниках залежить в основному від технології утримання, виду і віку птиці. Засоби механізації прибирання посліду можна класифікувати за мобільністю – на стаціонарні та пересувні.


	До стаціонарних належать механізми, які входять до комплектів технологічного обладнання пташників і змонтовані як усередині, так і за їхніми межами. Вони призначені для прибирання посліду з місць утримання птиці і транспортування його до пересувних транспортних засобів або безпосередньо до місця утилізації. До пересувних належать бульдозери, тракторні причепи та спеціальні автомобілі.

Якщо птиця утримується в багатоярусних кліткових батареях, то послід прибирають з кожного ярусу канатно-скребковими установками і ними ж скидають на горизонтальні конвеєри.

Головними робочими органами канатно-скребкових установок є скребки, що закладаються по одному або по кілька на один ярус у міжярусний простір. Скребки з'єднуються тросом у вигляді замкненого контуру і приводяться в рух від електропривода.

Можливе прибирання посліду по ярусах кліткових батарей за допомогою стрічкових транспортерів, які розміщують між ярусами кліток. Для видалення посліду зі стрічки в кінці кліток встановлюють нерухомі скребки.

Під час утримання птахів на підлозі використовують канатно-скребкові конвеєри, що встановлюють у спеціальні послідні канали, які розміщені під настилом.

cinema-321

Прибирання псліду при напільному утримані обладнанням

Single Manure Belt system

Джерело: https://youtu.be/v7VXlurheqo

Для транспортування посліду за межі приміщень застосовують похилі конвеєри, скребкові гноєнавантажувачі та інші пристрої.


	*Канатно-скребкові установки призначені* для видалення посліду з каналів, розміщених вздовж пташника, за підлогового утримання птиці, а також під час утримання в одноярусних та каскадних кліткових батареях.

Рис. 2.4.8. Технологічна схема установки для прибирання посліду типу МПС:

1 – поворотний пристрій; 2 – трос; 3 – скребковий візок; 4 – приводна станція установки; 5,7 – транспортер типу ТСН-3,0Б;

6 – кінцеві вимикачі

Схему канатно-скребкової установки типу МПС зображено на рис. 2.4.8. Установки бувають одно- і двовізкові, тому залежно від кількості каналів у пташнику їх можна комплектувати для одно-, дво-, три-, чотири- та шестиканальних схем. Скребковий візок має раму з чотирма колесами і два скребки з канатом.

Приводна станція складається із зварної рами, на якій встановлено електродвигун, редуктор, приводний і натяжний барабан. Обертання від електродвигуна до редуктора передається клинопасовою передачею. Для натягання пасів електродвигун переміщують у поздовжніх пазах рами. Транспортер скребковий укомплектований складальними одиницями серійних скребкових конвеєрів типу ТСН-3,0Б або ТСН-160А.

Рис. 2.4.9. Принципова електрична схема установки для прибирання посліду типу МПС

В автоматичному режимі програмне реле КТ вмикає магнітний пускач КМ1, який силовими контактами вмикає електродвигун скребкового механізму і пускачем КМ3 двигуни поперечного та вивантажувального транспортерів КСГ. Під час досягання скребками кінцевого вимикача SQ1 він спрацьовує і своїми контактом, що розмикається вимикає магнітний пускач КМ1, а замикаючим контактом вмикає магнітний пускач КМ2 для реверсування двигуна скребкового механізму. Установа вимикається за допомогою кінцевого вимикача SQ2 під час досяганя скребкового механізму початкового положення.

У ручному режимі установка вмикається кнопкою SВ2 для руху механізму вперед, для руху в зворотному напрямку кнопкою SВ3. Зупинка здійснюється за допомогою кнопки SВ1.

2.4.3. Автоматизація потокових ліній для видалення гною та посліду


	*У тваринницьких комплексах для зменшення затрат праці створюють лінії прибирання гною в* приміщенні з декількома скребковими транспортерами. Під час керування такими лініями передбачають необхідну послідовність увімкнення електродвигунів транспортерів, щоб уникнути завалів непрацюючого вивантажу-вального транспортера. Керування періодичністю та тривалістю роботи ліній прибирання гною виконують за допомогою програмних пристроїв.

У системах де відбувається об'єднання декількох технологічних операцій у загальну потокову лінію найчастіше спільно проєктуються лінії збирання посліду, видалення з приміщення та транспортування в сховище.


	*Для керування потоковими лініями прибирання посліду* *передбачають місцеве, дистанційне та автоматизоване керуванням електроприводами машин і механізмів.*


	Системи автоматизації мають забезпечувати:

· послідовність автоматичного і ручного включення машин і механізмі в порядку, зворотному напрямку руху посліду, щоб уввімкнути завал установок;

· зупинку лінії в заданій послідовності у випадку аварійної зупинки однієї з установок;

· контроль і сигналізацію роботи всіх машин і механізмів.

Установки з видалення гною з використанням візків призначена для прибирання гною в стійловому приміщені, завантаження в транспортні візки та транспортування в гноєсховище.

Складається лінія з транспортера КСГ та візка, який рухається в гноєсховище по рейці підвісної дороги.

Найпростіша технологічна лінія збирання і навантаження гною транспортерами типу КСГ в візки підвісної дороги може функціонувати як в ручному, так і автоматичному режимах (рис. 2.4.10.).

В автоматичному режимі замикають тумблер SA або натискають кнопку SB5. Отримує живлення реле часу КТ1, що вмикає магнітні пускачі КМ3 та КМ4 похилого і горизонтального транспортерів відповідно.

Рис. 2.4.10. Принципова схема керування лінією прибирання гною з використанням візків

Коли візок наповнений гноєм, спрацьовує ваговий пристрій і через кінцевий вимикач SQ3 вимикає реле часу КТ1. З витримкою часу, необхідної для очищення від гною, зупиняються спочатку горизонтальний, а потім і похилий транспортери.

Одночасно отримує живлення реле часу КТ2, що з більшої, ніж у КТ1, витримкою часу вмикає магнітний пускач КМ1. Візок із гноєм рухається в сховище, де автоматично розвантажується і кінцевим вимикачем SQ1 здійснюється реверс. Повернення візка фіксується кінцевим вимикачем SQ2, що вмикає реле часу КТ1, і процес повторюється.

Коли збирання гною буде закінчено, та його надходження у візок припиниться, кінцевий вимикач SQ3 залишиться в попередньому положенні. Контакти КТ1:3 у колі KV замкнуться з витримкою, що перевищує тривалість циклу роботи установки, контакт KV1 вимкне установку з мережі.

Потокову лінію прибирання гною призначено для збирання гною та видалення його з приміщення, транспортування за допомогою поршневого насоса до гноєсховища.

Рис. 2.4.11. Технологічна схема автоматизації потокової лінії

прибирання гною:

1 – поздовжні транспортери; 2 – поперечний транспортер;

3 – поршневий насос; 4 – гноєзбірник; 5 – гноєсховище

До складу потокової лінії входять три поздовжніх транспортери 1 (рис. 2.4.11), що прибирають гній із зони розміщення тварин, поперечний 2, який транспортує його до гноєзбірника 4, і поршневий насос 3, який перекачує гній до гноєсховища 5. Привід механізмів здійснюється від асинхронних електродвигунів M1-М5.

Рис. 2.4.12. Принципова електрична схема автоматизації потокової лінії

прибирання гною

Схемою автоматизації передбачено ручне та автоматичне керування двигунами. Під час ручного керування двигуни вмикають і вимикають кнопками SB1-SB10 (рис. 2.4.12.). В автоматичному режимі роботою механізмів керують програмні пристрої КТ1 і КТ5 та реле часу КТ2-КТ4. У встановлений час програмне реле КТ1 замикає контакт і вмикає реле часу КТ2, КТ3, КТ4. Реле КТ4 своїми контактами вмикає пускачі КМ1 двигуна поперечного транспортера і КМ2 двигуна першого поздовжнього транспортера.

Через проміжок часу, достатній для прибирання гною першим поздовжнім транспортером, спрацьовує реле КТ2, яке вимикає пускач КМ2 і вмикає пускач КМ3 двигуна другого поздовжнього транспортера. По закінченні прибирання гною другим поздовжнім транспортером спрацьовує реле часу КТ3, яке подає команду на вимикання другого і вмикання третього поздовжнього транспортера. Через час від початку вмикання програмний пристрій КТ1 розмикає свій контакт і вимикає реле часу КТ2-КТ4. Пускач KM4 вимикає двигун М4 третього транспортера. Через час достатній для звільнення від гною поперечного транспортера, реле часу КТ4 вимикає пускач КМ1. Двигун поршневого насоса М5 вмикається і вимикається пускачем КМ5 за командами програмного пристрою КТ5.

Захист силових кіл і кіл керування здійснюється автоматичними вимикачами, захист електродвигунів від перевантажень – тепловими реле КК1-КК5.

Пневматичне транспортування гною призначена для транспортування гною з тваринницьких приміщень у гноєсховище за допомогою повітря.


	*Система видалення гною з пневматичним* транспортуванням його в сховище зображено на рис. 2.4.13. За цією технологією гній з каналу 6 переміщається спочатку подовжнім, а потім поперечним транспортером у гноєзбірник 5, що закривається після заповнення затвором 10. З ресивера 1 через повітряний клапан 11 у гноєзбірник подається стиснене повітря, який витісняє гній через трубопровід 12 у гноєсховище.

Рис. 2.4.13. Схема збирання гною пневмотранспортом:

1 – ресивер; 2 – компресор; 3 – регулятор тиску; 4 – електроконтактний манометр;

5 – кінцеві вимикачі; 6 – гноєзбиральний канал; 7 – датчик рівня; 8 – гноєзбірник;

9 – трубопровід; 10 – затвор; 11 – повітряна заслінка

Рис. 2.4.14. Принципова схема прибирання гною пневмотранспортуванням

Схема системи керування передбачає автоматичний і ручний режими роботи гноєзбиральної установки (рис. 2.4.14). В автоматичному режимі перемикач режимів SA1 встановлюють у положення А, схема вмикається, і одержує живлення звукова сигналізація НА. Програмне реле часу КТ1 контактами КТ1:1 вмикає реле KV1. Контакт KV1:2 знімає звуковий сигнал, а KV1:3 вмикає магнітні пускачі КМ1, КМ2 і КМ3 поперечного і двох поздовжніх транспортерів збирання гною.

Після спрацьовування датчика рівня SL1 вимикається магнітний пускач КМ1, гноєзбиральні транспортери I і II зупиняються. Одночасно вмикається клапан подачі повітря Y1 і магнітний пускач КМ4 керування компресором.

Коли тиск у гноєзбірнику досягне норми, вмикається реле KV2 і реле часу КТ2. З витримкою часу 2–5 с контакт КТ2:2 вмикають привод КМ6 затвора гноєзбірника, при цьому відкриється клапан подачі повітря, а КМ6 вимкнеться кінцевим вимикачем SQ2.

Після витиснення гною тиск у системі знизиться, замкнуться контакти SP2 і ввімкнеться магнітний пускач КМ5. Відкриється затвор гноєзбірника, а вентиль подачі повітря закриється.

У крайньому положенні електропривод затвора вимикається кінцевим вимикачем SQ1. Реле KV2 запобігає повторному закритті заслінки гноєзбірника.

Um8A