«Умная» система пермских ученых позволит получить больше молока

Результаты исследования ученые опубликовали в сборнике IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.

В исследовании также приняли участие ученые Пермского ГАТУ им. академика Д.Н. Прянишникова, Пермского института ФСИН России и Пермского военного института войск национальной гвардии РФ.

По словам исследователей, независимо от породных и племенных качеств крупного рогатого скота, в неблагоприятных условиях они не могут сохранить здоровье и произвести достаточно молока. У животных возникают заболевания дыхательных путей и пищеварения, кожные болезни и стресс. В частности, даже кратковременное понижение температуры может привести к гибели молодняка или вызвать массовые простудные заболевания.

«Температура и влажность воздуха на фермах постоянно меняются. Но затраты на обогрев помещений значительно ниже, чем потери от падежа, снижения продуктивности и перерасхода кормов. Поэтому мы разработали программный алгоритм для системы, которая обеспечит оптимальные условия содержания и обслуживания животных. Устройство позволит управлять параметрами микроклимата в помещениях для крупного рогатого скота. В основе мониторинга лежит автоматизированный анализ и регулирование показателей температуры, относительной влажности, скорости движения воздуха и воздухообмена», – рассказывает один из разработчиков, профессор кафедры информационных технологий и автоматизированных систем Пермского Политеха, доктор технических наук, доцент Сергей Костарев.

Микроклимат может повлиять на физиологическое состояние, теплообмен, здоровье и продуктивность животных. Поэтому важно обеспечить оптимальные режимы температуры и влажности, при которых они чувствуют себя комфортно. «Умная» система позволит управлять технологическим оборудованием на ферме: тепловой пушкой, кондиционером, системой вентиляции и увлажнителем.

Программное обеспечение для системы управления микроклиматом исследователи разработали в соответствии с Приказом Министерства сельского хозяйства РФ № 622 «Об утверждении Ветеринарных правил содержания крупного рогатого скота в целях его воспроизводства, выращивания и реализации» и Cводом правил 106.13330.2012 «Животноводческие, птицеводческие и звероводческие здания и помещения».

Программно-аппаратную реализацию ученые Пермского Политеха выполнили с помощью PLC Omron CP1L. Для создания системы управления они использовали теорию конечных автоматов, а релейно-контактную схему разработали на основе стандарта IEC 61131-3. Программа фермера-оператора может работать в ручном или автоматическом режиме. Ее интерфейс включает два блока: мониторинг параметров микроклимата и управляющие ключи, которые учитывают сезон года и группы коров (дойные и находящиеся в сухостойном периоде).

Исследователи доказали правильность схемы, проведя симуляцию работы программы. Внедрение «умной» системы сможет повысить экономическую эффективность фермерских хозяйств и улучшить условия содержания животных, считают ученые.

Для справки

Пермские исследователи также разрабатывают системы управления микроклиматом на птицефабриках и в помещениях для содержания свиней. Результаты работы они представили в журнале E3S Web of Conferences (1, 2).