АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКЕ

АННОТАЦИЯ

Данная статья исследует применение автоматического управления технологическими процессами в сельскохозяйственной технике с целью оптимизации производственных процессов, улучшения качества продукции и снижения затрат. Рассматриваются конкретные примеры автоматических систем управления, таких как автоматический контроль глубины обработки почвы, автоматическая навигация и управление тракторами, автоматическое управление системами орошения и урожайными машинами. В статье также анализируются преимущества и вызовы, связанные с внедрением автоматических систем в сельское хозяйство.

Ключевые слова: автоматическое управление, технологические процессы, сельскохозяйственная техника, оптимизация, автоматические системы, навигация, орошение, урожайные машины.

О важности автоматизации предприятий аграрной сферы и сельского хозяйства лучше всего говорят цифры статистики. Доказано, что организации с высоким и даже средним объемом механизации несут значительные потери: молочное скотоводство - уровень потерь до 53%; зерновое производство - на стадии потребления и этапе обработки до 25 и до 10% соответственно. При непосредственном производстве потери составляют до 48%; производство корнеклубневой и плодоовощной продукции - до 75% и до 57%. [3] Все это говорит об актуальности исследования.

Автоматическое управление технологическими процессами в сельском хозяйстве представляет собой применение современных технологий и систем управления для оптимизации и автоматизации различных задач в сельскохозяйственной деятельности. [1] Это может включать в себя такие аспекты, как автоматизация управления сельскохозяйственными машинами и оборудованием, контроль производственных процессов, мониторинг условий почвы и растений, автоматический контроль орошения и удобрения и т.д.

Автоматическое управление технологическими процессами в сельскохозяйственной технике позволяет повысить эффективность, оперативность и точность выполнения различных задач в сельском хозяйстве. Оно также способствует сокращению трудозатрат и повышению качества производства.

Одним из ключевых направлений автоматизации в сельском хозяйстве является использование автономных или полуавтономных сельскохозяйственных машин, таких как автономные тракторы, комбайны, дроны и роботы для сбора урожая и других задач. Это позволяет повысить эффективность работы и снизить затраты на рабочую силу.

Автоматизации в сельском хозяйстве включает разные аспекты. В первую очередь, это механизация технологических процессов. Множество операций и технологических процессов в сельском хозяйстве уже механизировано и выполняется при помощи сельскохозяйственных машин и комплексов. 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.

Использование автоматизированных систем и устройств, которые частично или полностью освобождают персонал от решения трудовых задач по контролю и управлению различными процедурами производства продукции. Так, уборка урожая может быть автоматизирована с использованием датчиков и системы компьютерного управления. Например, комбайн может быть настроен так, чтобы автоматически регулировать высоту уборочного инструмента в зависимости от высоты растений. Это позволяет собирать урожай более эффективно и предотвращать потерю продукции.

Энергетика и автоматизация взаимосвязаны и взаимозависимы, так как расчет энергообеспечения крупных автоматизированных систем, используемых для орошения на полях и в теплицах, требует учета используемых производственных мощностей и нецелесообразности применения портативных генераторов.

Современные системы орошения могут быть автоматизированы для оптимального использования водных ресурсов и достижения максимальной эффективности полива. Датчики влажности почвы могут измерять уровень влажности и передавать информацию системе управления. На основе этих данных система определяет необходимость и продолжительность полива, чтобы обеспечить оптимальные условия для растений. [5]

В последнее время в сельском хозяйстве происходит расширение областей применения автоматики. Например, средства автоматики в растениеводстве находят все большее применение благодаря появлению новых средств механизации и технологий. Системы автоматической навигации, такие как GPS, используются для автоматического управления тракторами в поле. Фермеры могут предварительно запланировать маршрут трактора, и затем система автоматически управляет движением трактора, чтобы он двигался по определенной траектории. Это позволяет сократить перекрытие проезда, уменьшить временные затраты и оптимизировать использование топлива. [4]

Ручное управление техникой и технологическими процессами в сельском хозяйстве может быть недостаточно эффективным. Автоматизация позволяет упростить и повысить эффективность использования сельскохозяйственной техники.

Многие современные тракторы и сельскохозяйственные машины оснащены системами автоматического управления глубиной обработки почвы. Эти системы используют датчики, чтобы определить глубину пахоты или культивации, и корректируют работу сельскохозяйственной техники в реальном времени. Например, если трактор движется по неровной поверхности, система автоматического управления подстроит глубину обработки, чтобы обеспечить равномерную обработку почвы. Практика показывает, что при почвообработке и посеве только за счет контроля и регулирования глубины пахоты и заделки семян можно увеличить урожайность сельскохозяйственных культур до 15%. [2]

Разработка и применение систем управления технологическими процессами в сельскохозяйственной технике является важным аспектом автоматизации.

Технологические решения в сельском хозяйстве в будущем будут включать и\или продолжать развивать системы мониторинга и управления. Это системы, которые используют датчики, Интернет вещей (IoT) и искусственный интеллект для сбора и анализа данных о почве, климатических условиях, растениях и животных. В свою очередь такой подход позволит сельским хозяйственным производителям принимать более информированные решения для оптимизации урожайности и ресурсоэффективности. Применение автоматического управления в сельском хозяйстве имеет потенциал в будущем снизить экологические нагрузки и увеличить производительность, что важно в условиях увеличивающегося мирового населения и изменения климата.

Таким образом, автоматическое управление технологическими процессами в сельскохозяйственной технике является важной областью современных технологий в агрокомплексе. Оно позволяет оптимизировать производственные процессы, улучшить качество продукции, снизить затраты на топливо, уменьшить воздействие на окружающую среду и повысить общую эффективность сельскохозяйственной деятельности.

Список литературы:

1. Автоматизация технологических процессов: учебно-методическое пособие / сост.: Е. С. Якубовская, Е. С. Волкова. - Минск: БГАТУ, 2012. - 132 с.
2. Викторов А.И. Системы управления технологическими процессами мобильных сельскохозяйственных агрегатов: диссертация ... доктора технических наук: 05.20.01, 05.13.06. - Москва, 2002. - 314 с.
3. Автоматизация сельского хозяйства. URL: https://www.1cbit.ru/blog/avtomatizatsiya-selskogo-khozyaystva/ (дата обращения: 31.07.2023)
4. Измайлов А.Ю., Хорошенков В.К., Лужнова Е.С. Управление сельскохозяйственными мобильными агрегатами с использованием навигационной системы ГЛОНАСС/GPS. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2015;(3):15-20.
5. Хорошенков, В.К. Инновационные направления в использовании средств автоматического регулирования параметров технологических процессов почвообрабатывающих и посевных агрегатов / В.К. Хорошенков, Н.Т. Гончаров, О.А. Сизов, Е.С. Лужнова, И.И. Афонина // Система технологий и машин для инновационного развития АПК России: Сб. научн. докл. Междунар. науч.-техн. конф. Ч. 2. – М.: ВИМ, 2013. – С. 327-330.