Автоматизация в сельском хозяйстве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пути развития автоматизации технологических процессов

     В растениеводстве на ближайшую перспективу они определяются в значительной мере наметившимися прогрессивными тенденциями совершенствования систем автоматизации, средств механизации и в целом машинных технологий производства сельхозпродукции.

     К прогрессивным тенденциям в совершенствовании систем автоматизации машин, агрегатов и поточных линий в растениеводстве относится переход от использования совокупностей локальных систем автоматического контроля и регулирования к разработке и использованию многомерных систем автоматизированного управления. В них осуществляются централизация приема и обработки информации локальных систем и формирование контрольных и управляющих воздействий. В техническом отношении - это переход от релейноконтактной и электронной аппаратной техники к программируемой микропроцессорной технике. В микропроцессорных системах автоматизированного управления локальные системы автоматического контроля и регулирования будут уже играть роль подсистем. Эти под системы необходимо совершенствовать путем использования более эффективных алгоритмов управления, например, переходом в обоснованных случаях от стабилизирующих систем (подсистем) автоматического регулирования к самонастраивающимся и адаптивным системам.

      Микропроцессорное исполнение автоматизированных систем управления позволяет их унифицировать, т.е. создать одну унифицированную систему для целой группы аналогичных объектов (например, самоходные комбайны различных типов, предприятия по послеуборочной обработке зерна различной производительности и назначения и т.д.). При этом некоторая неодинаковость функций такой унифицированной системы применительно к разным объектам одной группы будет устраняться программными средствами без конструктивного изменения систем.

     Расширение областей использования средств автоматики в растениеводстве на перспективу обусловливается появлением новых средств механизации и отдельных машинных технологий. К ним относятся, например, технология дифференцированного внесения удобрений, технология уборки и послеуборочной обработки всего биологического урожая зерновых культур в стационаре (очес зерновых), координатное земледелие и др.

     В животноводстве - это разработка и производство технических средств для приготовления точного, по соответствующей программе, сбалансированного состава кормов для различных половозрастных групп животных и птицы со всеми не обходимыми микродобавками, включая и лечебно-профилактические, а также средства доставки корма до каждого животного по зоотехнической норме в установленное время.

      Важными проблемами, требующими решения, являются: достижение необходимой надежности позиционирования и идентификации животных, создание микроклимата с требуемыми параметрами как в целом в помещении, так и в зоне содержания животного, замер продуктивности в потоке и др. При этом следует учитывать и экономические аспекты этих проблем.

     Важные направления дальнейшего развития автоматизации в растениеводстве и животноводстве - создание и широкое использование роботов и робототехнических систем. Эти работы в нашей стране получили лишь начальное развитие. Применение средств робототехники необходимо, в первую очередь, в процессах, вредных для человека (хранение и использование минеральных удобрений и средств химической защиты растений, протравливание зерна перед посевом и др.), и в процессах, требующих больших затрат труда (посадка рассады, сбор урожая продукции и т.д.).

      Автоматизация и информатизация сельскохозяйственного производства относятся к приоритетным направлениям научно-технического прогресса. Их активное совместное развитие будет всемерно способствовать более ускоренному использованию достижений биотехнологии, генной инженерии, созданию интегрированных систем защиты растений и животных, интенсификации продуктивности животных и птицы, технологий мониторинга и управления природными ресурсами, программированию урожая в конкретных агроландшафтных системах и др.

      Учитывая неразрывную постоянную связь тех или иных технических средств с животными (контактную или дистанционную), необходимо активизировать работу по созданию приборной базы для контроля и измерения значительного количества биологических параметров. Следует отметить, что около 20% различных параметров в сельскохозяйственном производстве недоступно непосредственному измерению, для них пока еще не разработаны даже первичные преобразователи. К тому же приборы и датчики зачастую должны закрепляться на биообъектах, иметь высокую надежность работы, малые габаритные размеры и массу, способность функционировать в средах с высокой влажностью и достаточно агрессивной газовой среде, выдерживать ударные нагрузки.

Для выполнения технологических  операций в животноводстве применяются  десятки машин, почти половина, из которых не в достаточной мере восприимчива для применения в них средств автоматизации. Здесь особое внимание следует уделять защите от перегрузки технических средств (что является предтечей не только нарушений технологического процесса, но и травмирования персонала).

      Механизация и автоматизация - неотъемлемые части ресурсосберегающих интенсивных технологий производства продукции, малоотходных технологий ее переработки, хранения и реализации. По прогнозам, новые высокоинтенсивные технологии позволят повысить продуктивность растениеводства и животноводства в 2,53 раза и сократить трудозатраты в 1,5-2 раза и более. Этого не решить без фундаментальных и поисковых исследований.

      К сожалению, из-за недостаточного финансирования фундаментальные исследования в стране значительно сократились. Большой вклад в развитие фундаментальной науки по автоматизации и информатизации делают соискатели при подготовке кандидатских и докторских диссертаций. Задачи фундаментальных исследований по автоматизации на современном этапе видятся в следующем:

• разработка алгоритмов функционирования и формализация математического описания объектов автоматизации, разработка единых методик исследований родственных технологических процессов, совершенствование сельскохозяйственных технологических процессов с учетом возможностей их комплексной механизации, автоматизации и информатизации;
• исследования физиологических и поведенческих аспектов взаимодействия систем "человек - машина", "животное - машина", "растение - машина" в условиях автоматизированного производства;
• научное обобщение мирового опыта автоматизации и информатизации сельского хозяйства, выявление типовых решений и их аналогов в промышленности с целью использования серийной аппаратуры автоматики в сельскохозяйственном производстве;
• определение роли и места фундаментальных исследований в разработке и проектировании новых технологий, машин, агрегатов и установок с учетом возможности расширения их автоматизации в дальнейшем;
• изыскание методов разработки принципиально новых датчиков физических, химических и биологических величин, которые в автоматических системах используют параметры объектов для управления и передачи информации о них в соответствующие устройства. Датчики являются главным элементом системы автоматики. Они должны быть простыми по устройству, малоинерционными, высоконадежными, способными сочленяться с объектами управления, особенно биологическими, и не влиять на функционирование этих объектов;
• проведение исследований информационных характеристик машин, агрегатов и по точных линий как систем "человек - машина", оценка возможностей человекаоператора по приему, обработке и использованию информации;
• совершенствование методик техникоэкономических расчетов эффективности применения систем автоматизации сельхозпроизводства с учетом технологического, структурного, энергетического, трудового, социального выигрыша;
• разработка и внедрение в перспективе комплекса унифицированных микропроцессорных систем автоматизированного управления машинами, агрегатами и поточными линиями как составных частей нового поколения автоматизированных технологий производства сельскохозяйственной продукции;
• совершенствование рабочих программ, курсов, дисциплин, баз практик, способствующих более качественной подготовке специалистов (мастеровналадчиков, техников, инженеровэлектромехаников) по проектированию, наладке, техническому обслуживанию и ремонту, эксплуатации систем и средств автоматики, расширение аспирантуры и докторантуры в НИИ и вузах по специальности "Автоматизация технологических процессов и производств" (по отраслям АПК).

     Задачи фундаментальных исследований являются составной частью Стратегии машиннотехнологического обеспечения производства сельскохозяйственной продукции России на период до 2010 г.

     На третьем этапе направлений развития техники для сельского хозяйства в Стратегии ставится задача "... создания интеллектуальной техники за счет качественно нового уровня автоматизации и даже автоматических процессов сельскохозяйственного производства".

       Грядущее реформирование науки требует теснейшей увязки результатов фундаментальных исследований с инновационной деятельностью творческих коллективов - отделов и лабораторий в целях ускоренной материализации новых знаний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 
      Глобализация экономики со всеми её противоречиями и перекосами обладает потенциалом для развития экологозащитного и экономически эффективного сельского хозяйства. Она способна смягчить всемирный продовольственный кризис и предотвратить его самую страшную форму – массовый голод с многомиллионными человеческими жертвами. Для этого необходима разработка долгосрочных прогнозов продовольственного обеспечения населения мира, а также программ развития АПК и продовольственных рынков по странам и регионам. Особое значение в этих программах должно принадлежать разработке и освоению ресурсосберегающих технологий во всех сферах деятельности, связанных с продовольственным обеспечением населения. 
      В России выбран путь масштабной модернизации производства продовольствия с применением ресурсосберегающих технологий, экологизации аграрного сектора, с использованием всего потенциала селекционно-генетических исследований, а также обеспечения устойчивого развития сельских территорий. Достаточно высокий уровень обеспеченности аграрного сектора природными ресурсами становится стратегическим конкурентным  преимуществом России в среднесрочной перспективе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. Источник: журнал "Аграрное обозрение", ноябрь-декабрь 20010 года
2. Плетнев П.А. Новые проблемы мирового сельского хозяйства. // «Крестьянские ведомости», 2010, №9