Компания ПРОЕКТ-П в 2020г. разработала программно аппаратный комплекс по автоматизации процессов сбора, передачи и анализа информации по отгрузке кормов в кормоцехах.

В последнее время множество сельхозпредприятий строят собственные кормоцеха по производству комбинированных кормов, либо паланируют строительство в ближайшем будущем. Индивидуальный кормоцех дает возможность наладить производство экологически чистой продукции с низкой себестоимостью и вскармливать животных свежим кормом. Наличие кормоцеха позволяет зоотехнику корректировать рецептуру комбикорма по своему усмотрению, добавлять или изымать те или иные ингредиенты, исходя из экономических соображений.

Наиболее распространенными в России являются решения от компаний SKIOLD (Дания) и GRUBER (Австрия). Оборудование для кормоцехов поставляется как законченное решение и представляет собой сложную автоматизированную инженерную систему. На вход кормоцеха поступает сырье (пшеница, овес, ячмень, рапс и т.п.) и различные добавки. Сырье проходит очистку и в соответствии с рецептом дозируется, перемалывается и перемешивается с добавками. Готовый корм после приготовления поступает в отгрузочные бункера. Разные рецептуры кормов поступают в строго определенные бункера. Далее комбикорм из отгрузочных бункеров с помощью шнеков подается в кормовозы, кормораздатчики и другую сельхозтехнику.

Задача автоматизации отгрузок в кормоцехе и контроль объема отгруженного комбикорма, является одной из важнейших задач управления в сельхозпредприятии. Для решения данной задачи компания ПРОЕКТ-П разработала автоматизированную систему управления отгрузками в кормоцехах, которая представляет собой программно аппаратный комплекс, состоящий из web-сервиса зоотехник.рус и локальной системы управления, которая устанавливается неспоредствено в кормоцехе. Автоматика комплекса построена на базе программируемого логического контроллера и модулей ввода-вывода производства ОВЕН, в качестве весоизмерительного оборудования используются решения от компании Тензо-М.

Центральным звеном автоматизированной системы процессов сбора, передачи и анализа информации по отгрузке кормов в кормоцехах является web-сервис зоотехник.рус. Для каждого автоматизированного кормоцеха (сельхозпредприятия) на web-сервисе создается личный кабинет и добавляются пользователи. Зоотехник посредством web-сервиса создает компоненты, описывает логическую структуру кормоцеха — задает количество бункеров и привязывает компоненты к бункерам. Создает отгрузки и для каждой выбирает наименование компонента, задает отгружаемый вес компонента в килограммах, а также номер RFID карты доступа, которая используется для запуска процесса отгрузки со стороны кормоцеха. Созданная зоотехником информация об отгрузках передается на кормоцех.
На рисунке "Структурная схема 1" представлена структура распределенного взаимодействия пользователей сервиса зоотехник.рус и кормоцехов сельхозпредприятий.

Локальная автоматика кормоцеха построена на базе программируемого логического контроллера ОВЕН СПК107. Вес кормов в отгрузочных бункера измеряется с помощью тензодатчиков, установленных под четыре опоры каждого бункера. В качестве вторичного прибора измерения веса используется весовой терминал Тензо-М ТВ-003/05Н. Все весовые терминалы по интерфейсу RS485 объединены в линию и подключены к контроллеру СПК107. Со стороны отгрузочных шнеков (снаружи кормоцеха) для каждого бункера установлены RFID считыватели. Каждый RFID считыватель подключен к преобразователю Wiegand-ModbusRTU. Преобразователи Wiegand-ModbusRTU по интерфейсу RS485 объединены в линию и подключены к контроллеру СПК107. Управление отгрузочными шнеками осуществляется посредством электромагнитных пускателей, которые в свою очередь подключены к модулям ввода-вывода ОВЕН серии Мх110. С помощью модулей дискретного ввода контролируется положение пускателей (обратная связь — замкнут/разомкнут), а с помощью модулей дискретного вывода осуществляется управление электромагнитными пускателями. Модули Мх110 по RS485 объединены в общую шину и подключены к контроллеру СПК107.
Механизаторам или другим лицам, осуществляющим отгрузки кормов в кормоцехе выдаются RFID карты доступа, соответствующие ранее созданным отгрузкам на web-сервисе зоотехник.рус. Для запуска отгрузки механизатор прикладывает соответствующую отгрузке RFID карту к считывателю. Контроллер СПК107 считывает номер карты, производит поиcк соответствующего номера в списке отгрузок и если в списке имеется такая отгрузка, производит отгрузку заданного веса комбикорма из соответствующего бункера. При этом одна отгрузка может быть выполнена только один раз в день. По окончанию отгрузки контроллер СПК107 записывает фактически отгруженный вес во внутреннюю память контроллера. После записи контроллер отправляет данные об отгрузке (или отгрузках) на web-сервис зоотехник.рус в виде текстового файла. Web-сервис принимает файл, обрабатывает и записывает данные в базу данных. В ответ отправляет на контроллер текстовый файл, содержащий информацию об отгрузках: наименование отгрузки, наименование компонента, вес компонента, номера бункеров, номер RFID карты доступа, статус отгрузки (выполнена/не выполнена) и т.п. Контроллер получает файл, обрабатывает, записывает новые данные об отгрузках во внутреннюю память и в дальнейшем в соответствии с этой информацией выполняет отгрузки комбикорма.
На рисунке "Структурная схема 2" представлена структурная схема автоматизированной системы управления кормоцехом.

В операторской кормоцеха установлен пульт управления отгрузками. Корпус пульта управления выполнен из нержавеющей стали в который встроен контроллер ОВЕН СПК107. Модули дискретного ввода-вывода ОВЕН МВ110-16ДН и МУ110-8Р интегрированы в шкаф автоматики кормоцеха. Пультр управления, модули ввода вывода, а также преобразователи Wiegand-ModbusRTU и RFID считыватели питаются от бесперебойного источника питания Mean-Well DRC-100B и двух аккумуляторов. Питание весовых терминалов Тензо-М ТВ-003/05Н осуществляется от сети 220В. Пульт управления по Ethernet подключен к роутеру и имеет доступ к сети Internet.

Краткое описание интерфейса панельного контроллера ОВЕН СПК107:

Функционально интерфейс панельного контроллера ОВЕН СПК107 состоит из четырех разделов: Бункеры, Отгрузки, Журнал, Система. Для перехода между разделами в нижней части экрана расположены соответствующие разделам кнопки. В верхней части экрана расположена информационная панель, на которой отображается способ подключения к сети Internet (Ethernet или GSM), для GSM подключения отображается уровень сигнала, индикатор подключения к web-сервису зоотехник.рус, индикатор режима отгрузок (АВТО/РУЧН), индикатор питающей сети 220В, а также текущие дата и время.
1. Бункеры. Раздел Бункеры состояит из двух страниц, на которых отображаются изображения бункеров. Максимальное количество бункеров для кормоцеха равно шестнадцати — по восемь бункеров на страницу. Количество бункеров задается в разделе Система. Если кормоцех имеет до восьми отгрузочных бункеров, то вторая страница раздела не отображается. Для каждого бункера отображается: текущий вес компонента в бункере, процент загрузки бункера при не запущенной отгрузке или отсчет отгружаемого веса при запущенной отгрузке, индикаторы связи СПК107 по RS485 интерфейсу с RFID считывателем и весовым терминалом, режим отгрузок (АВТО/РУЧН), индикатор шнека (выключен — серый цвет, включен — зеленый цвет), а также кнопка перехода на экран ручного управления. На экране ручного управления отображается изображение бункера, переключатель выбора режима работы (АВТО/РУЧН), поле ввода веса отгрузки, а также кнопки "ПУСК/СТОП". По нажатию на кнопку "ПУСК" запускается процесс отгрузки компонента из выбранного бункера в полуавтоматическом режиме. По окончанию отгрузки заданного веса компонента процесс отгрузки останавливается. Также остановка процесса отгрузки осуществляется нажатием на кнопку "СТОП".
2. Отгрузки. В разделе Отгрузки отображается таблица отгрузок: наименование отгрузки, номера бункеров, наименование компонента, ФИО лица, совершающего отгрузку, номер RFID карты доступа, вес отгрузки, а также статус отгрузки (выполнена/не выполнена). В верхней части раздела находятся кнопки навигации по таблице отгрузок "Назад/Вперед", а также кнопка синхронизации отгрузок с web-сервисом зоотехник.рус. При нажатии на кнопку "Синхронизация" программируемый логический контроллер ОВЕН СПК107 упаковывает данные по выполненным отгрузкам в текстовый файл и отправляет файл посредством сети Internet на web-сервис зоотехник.рус. В ответ СПК107 получает текстовый файл, содержащий полный список отгрузок для данного кормоцеха. Данные из файла загружаются в таблицу отгрузок. Синхронизация СПК107 с web-севрисом производится каждый час, а также по завершению отгрузки. При отсутствии связи с web-сервисом, данные о выполненных отгрузках накапливаются в текстовом файле.
3. Журнал. В разделе Журнал отображается журнал событий технологического процесса в виде таблицы со столбцами: номер записи, дата и время события, класс события, сообщение, дополнительная информация. В верхней части раздела расположены кнопки навигации по журналу событий "Назад/Вперед", а также кнопка синхронизации журнала событий с web-сервисом зоотехник.рус. При нажатии на кнопку "Синхронизация" СПК107 упаковывает (записывает) журнал событий в текстовый файл и отправляет файл посредством сети Internet на web-сервис зоотехник.рус. Глубина журнала событий составляет тысячу записей.
4. Система. В разделе Система задаются настройки автоматизированной системы управления отгрузками в кормоцехе. Доступ к разделу защищен паролем. Раздел состоит из пяти страниц: Сервер, RFID/Весы, Бункеры 1, Бункеры 2, Система.
На странице Сервер задается способ подключения к сети Internet: GSM — подключение через 4G роутер IRZ и Ethernet — подключение через сторонний роутер. Также на странице задаются параметры доступа к web-сервису зоотехник.рус: URL сервиса, идентификатор предприятия, пароль доступа. Кроме этого имеются кнопки синхронизации отгрузок и журнала событий с web-сервисом, флаг автоматической синхронизации (каждый час), кнопки удаления служебных файлов.
На странице RFID/Весы задаются настройки обмена между СПК107 и преобразователем Wiegand-ModbusRTU, а также весовым терминалом Тензо-М ТВ-003/05Н.
На страницах Бункеры 1 и Бункеры 2 задаются параметры шестнадцати бункеров кормоцеха: активность бункера, видимость, объем бункера в кг, минимальный вес компонента, поправка.
На странице Система задается дата и время контроллера СПК107, активация и настройки NTP-сервера, изменяется пароль доступа к разделу Система и производится сброс настроек к настройкам по умолчанию.

Краткое описание интерфейса web-сервиса зоотехник.рус:

Меню web-сервиса зоотехник.рус состоит из четырех разделов: Панель информации, Предприятие, Кормоцех и Справка.
1. Панель информации. Данный раздел представляет собой информационную панель, на которой сгруппирована самая важная информация о технологическом процессе. Раздел состоит из двух панелей: Бункеры и Отгрузки. На панели Бункеры отображается оперативная информация — текущий вес компонента в бункере и процент загрузки бункера. На панели Отгрузки отображается таблица отгрузок: наименование отгрузки, расчетный вес (заданный вес), фактический вес (отгруженный вес), а также статус отгрузки (выполнена/не выполнена).
2. Предприятие. Раздел имеет два подраздела: Компоненты и Механизаторы. В разделе Компоненты отображается таблица компонентов используемых на предприятии. Для добавления компонента в таблицу служит кнопка "Добавить". Таблица компонентов содержит следующие поля: наименование компонента, содержание сухого вещества в %, цена компонента в руб./кг, наличие компонента, прогноз расхода компонента в сутках, расход компонента на следующие сутки в кг. В разделе Механизаторы задается справочник механизаторов, выполняющих отгрузки на кормоцехе. Таблица механизаторов содержит следующие поля: фамилия, имя, отчество, табельный номер, сотовый телефон. Для добавления механизатора в таблицу служит кнопка "Добавить".
3. Кормоцех. Раздел Кормоцех состоит из трех подразделов: Бункеры, Отгрузки, Журнал отгрузок.
В разделе Бункеры описывается количество отгрузочных бункеров в кормоцехе. Для каждого бункера задается номер бункера, наименование компонента, который будет поступать в бункер после приготовления и максимальный объем бункера в килограммах. Также в таблице бункеров отображается текущий вес компонента в бункере. Для добавления бункера в таблицу служит кнопка "Добавить".
В разделе Отгрузки создаются отгрузки. Для добавления отгрузки служит кнопка "Добавить". Каждая отгрузка содержит следующие записи: наименование отгрузки, список бункеров, наименование компонента, ФИО механизатора, номер карты доступа, вес отгрузки в сухом веществе, вес отгрузки в натуральном веществе, статус отгрузки (выполнена/не выполнена).
В разделе Журнал отгрузок представлена итоговая информация по отгрузкам, данная информация передается на web-сервис с контроллера СПК107. Журнал отгрузок содержит следующие поля: наименование отгрузки, список бункеров, наименование компонента, дата и время начала и окончания отгрузки, ФИО механизатора, номер RFID карты доступа, плановый вес отгрузки, фактически отгруженный вес, стоимость отгрузки, содержание сухого вещества в компоненте, вес компонента в бункере до отгрузки, вес компонента в бункере после отгрузки. Над таблицей журнала отгрузок находятся инструменты фильтрации, с помощью которых производится фильтрация информации по тем или иным критериям. Для отображения информации за определенный период необходимо выбрать соответствующий период и нажать кнопку "Показать". В полях, с предупреждающим знаком на желтом и красном фоне вводится отклонение фактического веса отгрузки от планового, при этом строки таблицы, в которых отклонение фактически отгруженного веса компонента больше или меньше планового на заданную величину в %, окрашиваются в соответствующий желтый или красный цвет.
4. Справка. В разделе Справка отображается справочная информация по интерфейсу web-сервиса зоотехник.рус.

Фотографии с объектов: