AGRIS - 

2018

MEFCCA, COSUDE, CATIE

Centro agronómico tropical de investigación y enseñanza - Costa Rica

2018

Kutyrev, A.I. | Khort, D.O. | Filippov, R.A. | Vershinin, R.V. | Smirnov, I.G., Federal Research Agro-engineering Center VIM, Moscow

The article presents the 3D model of the computer-aided design system "KOMPAS-3D" of an automated unit for magnetic-pulse treatment of plants.Its use will improve the productivity and environmental safety of horticultural crops at different technologies of production. Electronically controlled electrocylinders (actuators) for driving of the working tools (inductors) were sorted out. Actuators were designed for automatic adjustment of the working tools of the unit for agro-technological parameters of plants, shafts lifting/lowering and extension in a vertical plane and inductors tilt angles up to 90 in the horizontal plane. Electrocylinders have a significant advantage in automatic control to other types of hinged lifting devices due to a high accuracy rate of movement and operation flexibility. The actuators with 12 V supply, 50 W power, the 200-600 mm operating rod stroke, 10-45 mm/s speed, 200-900 H load were sorted out through the study. These electrocylinders provide a change of operating width to 3.6 m, 300 mm lifting/lowering of the working elements with a weight of 50 N, changing the tilt angle of the inductors in the horizontal plane up to 75 degrees. As a result, the process of plants irradiation can be automated. The principle of operation of the mobile unit for magnetic-pulse treatment of plants, the scheme of the automated system changing the operating width, maintenance the specified distances between and tilt angle between inductors and plants treated by the low-frequency magnetic field are presented. A flowchart describing the system operation algorithm and a program code of calculating the required displacement of the actuator rod were worked out. After setting the desired value of the distance to the object exposure a cycle is started. The cycle includes determining the current distance to the object, calculate the change of this parameter and stock moving to the required distance. | Представлена 3D-модель системы автоматизированного проектирования разрабатываемого автоматизированного агрегата для магнитно-импульсной обработки растений. Его применение позволит повысить урожайность и экологическую безопасность садовых культур при различных технологиях производства. В качестве привода рабочих органов агрегата (индукторов) подобраны электронно-управляемые электроцилиндры (актуаторы), предназначенные для автоматической подстройки рабочих органов агрегата под агротехнологические параметры растений, для подъема/опускания и выдвижения стрел в вертикальной плоскости, а также наклона индукторов на углы до 90 градусов в горизонтальной плоскости. Электроцилиндры предпочтительнее других типов навесных подъемных устройств, так как они обладают высокими показателями точности перемещения и гибкостью управления. В результате исследования подобраны актуаторы c питанием 12 В, мощностью 50 Вт, ходом штока 200-600 мм, скоростью 10-45 мм/с, нагрузкой 200-900 H. Такие электроцилиндры обеспечивают изменение ширины захвата агрегата до 3,6 м, подъем/опускание рабочих органов весом 50 Н на 300 мм, изменение угла наклона индукторов в горизонтальной плоскости до 75 градусов, что позволяет автоматизировать процесс облучения. Приведен принцип работы мобильного агрегата магнитно-импульсной обработки растений. Представлена схема автоматизированной системы изменения ширины захвата агрегата, поддержания заданного расстояния и угла наклона между индукторами и растениями, обрабатываемыми низкочастотным магнитным полем. Разработаны блок-схема, описывающая алгоритм работы системы, и программный код расчета требуемого перемещения штока актуатора. После установки требуемого значения расстояния до объекта облучения запускается цикл, включающий в себя определение текущего расстояния до объекта, расчет изменения дистанции до объекта и перемещение штока на требуемое расстояние.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Petrov, E.B. | Sidorova, V.Yu., All-Russia Research and Development Inst. of Mechanization of Animal Husbandry, Moscow

A facility for implementing the in vitro meat production technological process is a bioreactor. In the All-Russian Research Institute of Livestock Production Engineering there was developed an experimental model of a bioreactor designed for culturing animal multipotent mesenchymal stem cells. The liquid and gas phase flows' movement regimes and features on the basis of the developed engineering and technological solutions of bioreactor's reactor blocks design and bioreactor control system are investigated. At the experiments during the working off of the experimental sample's technical regimes there were obtained following data: the CO2 specified concentration of the air mixture at the system's initial start was achieved within 3.45 min; thermal agent's stabilization in the thermostating system at the initial start at 22 deg C of room's temperature till the required temperature of 37.0 deg C was achieved within 4.30 min; the maximum time of the growth chamber working volume (700 ml) filling was achieved within 1.45 min (the liquid phase moving from the mixing chamber to the growth chamber), the bubbling system performance was established. The gas and liquid phases' components mixing , liquid phase from the mixing chamber till the growth chamber moving, temperature stabilization technological processes' regularities are determined. As a result of numerical modeling for the experimental model of a bioreactor, the current value of the heating medium's rate is 0.112*10-3 m3/s – as distilled water at 37.16 deg C of temperature that would provide a stable temperature of 37.0 deg C of the liquid phase with a density of 1020 kg/m3 in the bioreactor growth chamber. | Техническим средством для реализации технологического процесса получения мяса in vitro является биореактор. В ВНИИМЖ разработан экспериментальный образец биореактора, предназначенный для культивирования мультипотентных мезенхимных стволовых клеток животных. Исследованы режимы и особенности движения потоков жидкой и газовой фаз на основе разработанных инженерно-технологических решений конструкции реакторных блоков и системы управления биореактором. В экспериментах при отработке технических режимов работы экспериментального образца получены следующие данные: заданная концентрация СО2 в воздушной смеси при первичном запуске системы достигается за 3,45 мин.; стабилизация теплового агента в системе термостатирования при первичном запуске системы при комнатной температуре 22 град. С до необходимой температуры 37,0 град. С достигается за 4,30 мин.; максимальное время заполнения рабочего объема камеры роста (700 мл) составило 1,45 мин. (перемещение жидкой фазы из камеры перемешивания в камеру роста), установлена работоспособность системы барботирования. Определены закономерности технологических процессов смешивания компонентов жидкой и газовой фаз, перемещения жидкой фазы из камеры смешивания в камеру роста, периодической замены жидкой фазы в камере роста, стабилизации температуры. В результате численного моделирования для экспериментального образца биореактора получено текущее значение расхода теплоносителя (дистиллированной воды с температурой 37,16 град. С) - 0,112*10E-3 м3/с – которое обеспечит стабильную температуру 37,0 град. С жидкой фазы плотностью 1020 кг/м3 в камере роста биореактора.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Parkhomenko, G.G., North-Caucasian Research and Development Inst. of Agricultural Engineering and Electrification, Rostov Region

The purpose of research is to reduce power consumption for a technological process by increasing the accuracy of adjusting operation conditions of machine-tractor aggregates. There has been carried out an analysis of automatic devices used for soil cultivation. There have been selected hydraulic tracing devices, as they are cheaper than electric and pneumatic devices, have a higher specific energy content and a low weight (7-10 times less than the weight of electrical elements of the same capacity). There are given the results of improvement of hydraulic follow up system of machines for cultivating soil in rows of perennial plants. There are analyzed the shortcomings of the existing hydraulic follow up systems controlling the working body for tillage. It has been established that a trapezoidal mechanism leaves untreated the smallest soil area - 1.37-1.46 times less as compared to the mechanisms of other type. A distributive valve has been designed. The workflow in the proposed hydraulic follow up system, which is characterized by a pressure increase only in the rod end of the hydraulic cylinder, is considered. Тhe positive effect of reducing the cost of energy can be increased by rational choice of parameters of the working body. The main part of energy input for carrying out a technological process using the proposed distributive valve is devoted to rejection of the working body from the row of trees. It is returned by soil resisting force. As a result, the energy input reduces by 49% as compared to previously used machines. | Цель исследования – сокращение затрат энергии на осуществление технологического процесса при повышении точности регулирования режимов эксплуатации машинно-тракторных агрегатов. Проведен анализ автоматических устройств, применяемых для обработки почвы. Выбраны гидравлические следящие устройства, т.к. они дешевле электрических и пневматических, имеют более высокую удельную энергонасыщенность и малый вес (в 7-10 раз меньше веса электрических элементов той же мощности). Приведены результаты усовершенствования гидравлической следящей системы машин для обработки почвы в рядах многолетних насаждений. Проанализированы недостатки существующих гидравлических следящих систем, управляющих рабочим органом для обработки почвы. Установлено, что трапецеидальный механизм оставляет необработанной наименьшую площадь почвы - в 1,37-1,46 раза меньше по сравнению с механизмами другого типа. Разработана конструкция гидрораспределителя. Рассмотрен рабочий процесс в предлагаемой гидравлической следящей системе, который характеризуется повышением давления только в штоковой полости гидроцилиндра. Положительный эффект снижения затрат энергии может быть увеличен путём рационального выбора параметров рабочего органа. Основная часть затрат энергии на осуществление технологического процесса с помощью предложенного гидрораспределителя расходуется на отвод рабочего органа из ряда деревьев. Возврат осуществляется под действием сил сопротивления почвы. В итоге затраты энергии снижаются на 49% по сравнению с ранее применявшимися машинами.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Lazarenko, M.L. | Lazarenko, L.M., Russian State Agrarian Univ., Moscow

In the proposed paper, the root method is used to calculate the settings of a proportional–integral–derivative controller, where the exponents, are always less than the unity, in order to reduce the noise components in the feedback system and simultaneously increase the controller's speed. Transfer function of the object under temperature control (germination chamber in the greenhouse farm), needed to adjust the operating mode of the controller, was obtained experimentally by recording the characteristics of the so-called acceleration curve in the recording function mode in the developed WEB-site of the controllers. Arduino is an application in the Arduino controller. Based on the results of recording the temperature function from time to 16 digital sensors with the activation of the graphic interface, the necessary time constant and transport delay were obtained. It is shown that the root method makes it possible at the engineering level of the maintenance personnel to carry out the necessary adjustment of the controller, depending on the temperature conditions and degree of adiabaticity of the germination chamber walls. | Использован корневой метод для расчета параметров настройки пропорционально-интегрально-дифференцирующего регулятора, где показатели степеней всегда меньше единицы в целях снижения шумовых компонент в системе обратной связи и одновременным увеличением быстродействия самого контроллера. Передаточная функция объекта регулирования по температуре (камеры проращивания в тепличном хозяйстве), необходимая для настройки рабочего режима контроллера, была получена экспериментальным путем записи характеристик кривой разгона в режиме функции записи в разработанном сайте контроллеров Arduino. По результатам записи функции температуры от времени 16 цифровых датчиков с активацией графического интерфейса была получена необходимая постоянная времени и транспортное запаздывание. Корневой метод позволяет на инженерном уровне обслуживающего персонала провести необходимую настройку контроллера в зависимости от температурных режимов и степени адиабатичности стенок камеры проращивания.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Andreev, S.A. | Zaginajlov, V.I., Russian State Agrarian Univ., Moscow

Renewable sources play an increasing role in the energy supply of Autonomous heating systems. A special place belongs to the low-potential thermal energy of the soil, which is extracted by heat exchangers and converted into a high-potential form by means of heat pumps. In order to avoid unacceptable overcooling of the soil with intensive use of natural heat, it is recommended to connect heat exchangers in an oscillating mode. For realization of this mode the number of the technical means which have become a part of heating systems is offered. The first of the considered systems is equipped with a pneumatic control device for two ground heat exchangers. During the operation of this system, the temperature of the low-potential coolant is controlled by the pressure of the gas in special cylinders, and the discreteness of operation is achieved through the use of a mechanical device having two stable conditions. The second heating system is designed to control an arbitrary number of ground heat exchangers. This system is equipped with an electronic control device, which is based on temperature sensors, Comparators, inverters, logic elements "I", amplifiers and a ring counter. Switching of ground heat exchangers is carried out by electromagnetic valves, characterized by two conditions. To exclude possible switching errors arising from accidental external influences and leading to an unplanned ratio of coolant temperatures, a heating system with a flexible algorithm for controlling ground heat exchangers has been developed. The flexible algorithm provides for the connection of ground heat exchangers depending on the current temperature of the coolant and is not regulated by a predetermined sequence. In case of unforeseen changes in the temperature of the soil, changes in the thermal characteristics of the ground heat exchangers due to their natural aging, repair or replacement of the heating system remains operational. | Возрастающую роль в энергообеспечении автономных отопительных систем играют возобновляемые источники. Среди них особое место принадлежит низкопотенциальной тепловой энергии грунта, которая извлекается теплообменниками и преобразуется в высокопотенциальную форму с помощью тепловых насосов. Во избежание недопустимого переохлаждения грунта при интенсивном использовании природной теплоты рекомендовано подключать теплообменники в осциллирующем режиме. Для реализации этого режима предложен ряд технических средств, вошедших в состав отопительных систем. Первая из рассмотренных систем оснащена пневматическим устройством управления двумя грунтовыми теплообменниками. При работе этой системы контроль за температурой низкопотенциального теплоносителя осуществляется по давлению газа в специальных цилиндрах, а дискретность срабатывания достигается за счет использования механического устройства, имеющего два устойчивых состояния. Вторая отопительная система предназначена для управления произвольным количеством грунтовых теплообменников. Эта система оснащена электронным устройством управления, основу которого составляют датчики температуры, компараторы, инверторы, логические элементы "И", усилители и кольцевой счетчик. Переключение грунтовых теплообменников осуществляется электромагнитными клапанами, характеризующими двумя состояниями. Для исключения возможных ошибок переключения, возникающих при случайных внешних воздействиях и приводящих к непланируемому соотношению температур теплоносителя, разработана отопительная система с гибким алгоритмом управления грунтовыми теплообменниками. Гибкий алгоритм предусматривает подключение грунтовых теплообменников в зависимости от текущей температуры теплоносителя и не регламентируется заранее заложенной очередностью. В случае непредвиденного изменения температуры грунта, изменения теплофизических характеристик грунтовых теплообменников вследствие их естественного старения, ремонта или замены работоспособность отопительной системы сохраняется.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

Dorovskikh, V.I. | Dorovskikh, D.V., All-Russia Research and Development Inst. of Use of Machinery and Petroleum Products in Agriculture, Tambov

The quality of milking process is determined by the correspondence of the milking machine's design regime parameters and udder morphological and functional properties. Existing modern automated milking control's systems do not fully ensure the milking equipment operating parameters' adaptation to the udder functional properties' peculiarities. Based on the milking process quality control methods' analysis, an algorithm is developed, the feature of which is that milking process control is carried out not only by the current value of milk flow intensity, but also by the suction's intensity magnitude (sucking tact's duration), designed for the basis of a priori information obtained during animals testing and stored in the database. Control is carried out by the tact's ratio changing. On milking machines equipped with computer system for animal identification and with computer control system with the tact's ratio, it is possible to set the tact's ratio for each animal according to a given program. A centralized control system is proposed, the main feature of which is that milk flow process's control is carried out not by the control units installed on each box-stall, but by the central processor controlling all milking machines by multitasking system providing. At cows milking on a linear milking installations it is produced cows ranking according their tight milk flow, divide them into groups and use of milking machines in them with different tacts. At structural schemes of the control system development and the software choice, modern trends in the automation's development and the latest computer technology were taken into account. | Качество процесса доения животных определяется соответствием конструктивно-режимных параметров доильного аппарата морфологическим и функциональным свойствам вымени животных. Существующие современные автоматизированные системы управления доением не в полной мере обеспечивают адаптацию режимных параметров доильного оборудования к особенностям функциональных свойств вымени животных. На основе анализа способов управления качеством процесса доения коров разработан алгоритм, особенностью которого является то, что управление процессом доения осуществляется не только по текущему значению интенсивности молоковыведения, но и по величине интенсивности отсасывания (длительности такта сосания), рассчитанной на основе априорной информации, полученной при тестировании животных и хранящейся в базе данных. Управление осуществляется путем изменения соотношения тактов. На доильных установках, оборудованных компьютерной системой идентификации животных и компьютерной системой управления соотношением тактов, возможно задание соотношения тактов для каждого животного по заданной программе. Предложена централизованная система управления, основной особенностью которой является то, что управление процессом молоковыведения осуществляется не блоками управления, установленными на каждом станке, а центральным процессором, управляющим всеми доильными аппаратами путем обеспечения многозадачности. При доении коров на линейных доильных установках производится ранжирование коров по тугодойности, деление их на группы и использование для доения в них аппаратов с различным соотношением тактов. При разработке структурных схем системы управления и выборе программного обеспечения учитывались современные тенденции развития средств автоматизации и новейшие компьютерные технологии.

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation

2018

MEFCCA, COSUDE, CATIE

Centro agronómico tropical de investigación y enseñanza - Costa Rica

2018

41519 | 29 páginas. | En Corpoica se creó el plan de manejo sostenible de ecosistemas regionales, en el cual se han definido dos áreas temáticas, la primera manejo de ecosistemas de humedales y pradera y la segunda manejo de ecosistemas áridos y semiáridos. En este documento se presentan las bases conceptuales del plan, los principales avances y resultados tecnológicos logrados, la gestión institucional y la relación de publicaciones técnicas y científicas emanadas. En el área temática sobre manejo de ecosistemas de humedales y pradera, se adelanta el macroproyecto: adaptabilidad de la producción agropecuaria sostenible a los ecosistemas de la región de la Mojana, a través del cual se han desarrollado estudios de caracterización biofísica, socioeconómica y tecnológica de los sistemas de producción, estudios de caracterización del uso de la fauna y flora en la región, y adaptabilidad de especies vegetales y animales para el diseño de alternativas de producción. En el área temática de ecosistemas áridos y semiáridos, se adelanta el macroproyecto: estrategias para el desarrollo y sostenibilidad de la zona árida del alto Patía, a partir del cual se han adelantados investigaciones sobre dinámica y modelo de funcionamiento de los ecosistemas, recopilación de información disponible sobre la región para la conformación de un sistema de información geográfica, e impacto de las actividades antrópicas en los ecosistemas

Show more [+]

Less [-]

Corporación colombiana de investigación agropecuaria - Colombia

2018

Korzhov, V.I. | Sorokina, O.V. | Matvienko, G.O., Don State Agrarian Univ. Novocherkassk Inst. of Engineering and Land Reclamation, Rostov Region

The aim of the research was to create simple and accessible tools for information and technological support of water distribution operation in irrigation systems. The conclusion was drawn that the use of specialized information technology tools (DSS, MAKE, etc.) is not always possible under the actual operation of existing irrigation systems because of their complexity and (or) high cost. It has been suggested to use mobile means designed on the basis of public domain software (for example, Microsoft Excel). To this end, the methodology for calculating the parameters of water distribution which consists in dividing water distribution network into standard control loops and further consequent water distribution processes in these circuits has been developed. As a control scheme for water distribution within the contour a regulating circuit with regulating tanks was chosen. The structure, interface and software of universal software module is developed. To demonstrate the capabilities of the developed means the variant of calculating the water distribution parameters for the Miusskaya irrigation system reach including two hydraulically dependent control loops is given. The dependences of the operation modes of the open water distribution irrigation network on the irrigation water supply regimes and its diversion by water consumers are obtained. The modes of operation of the pumping units of the head pumping station and the retaining regulating structure of the system are determined. The time required by the operation staff to adjust the developed means for a single control loop can be several hours, and the time spent on the subsequent use of these means in the process of operational management of water distribution is from one to two minutes (depending on the qualifications of the staff). | Целью исследований являлось создание простых и доступных для использования средств информационно-технологической поддержки процессов управления водораспределением на оросительных системах. Сделан вывод, что в условиях реальной эксплуатации действующих оросительных систем применение специализированных информационно-технологических средств не всегда возможно ввиду их сложности и (или) большой стоимости. Предложено использовать мобильные средства, построенные на базе общедоступных программных средств (например, Microsoft Excel). С этой целью разработана методика расчета параметров водораспределения, заключающаяся в разбивке водораспределительной сети на типовые контуры регулирования и последующем последовательном поконтурном моделировании процессов водораспределения в этих контурах. В качестве схемы управления водораспределением внутри контура выбрана схема регулирования с использованием регулирующих емкостей. Разработана структура, интерфейс и программное обеспечение универсального программного модуля. Для демонстрации возможностей разработанных средств приведен вариант расчета параметров водораспределения для участка Миусской оросительной системы, включающего в себя два гидравлически зависимых контура регулирования. Получены зависимости режимов работы открытой водораспределительной оросительной сети от режимов подачи в них оросительной воды и ее забора водопотребителями. Определены режимы работы насосных агрегатов головной насосной станции и подпорного регулирующего сооружения системы. Время, необходимое эксплуатационному персоналу для настройки разработанных средств на один контур регулирования, может составлять несколько часов, а время, затрачиваемое на последующее использование этих средств в процессе оперативного управления водораспределением – от одной-двух до нескольких минут (в зависимости от квалификации персонала).

Show more [+]

Less [-]

Central Scientific Agricultural Library - Russian Federation