vetpressАграрная наукаAgrarian science0869-81552686-701XРедакция журнала "Аграрная наука"10.32634/0869-8155-2023-372-7-121-128vetpress-2715Research ArticleАГРОИНЖЕНЕРИЯ И ПИЩЕВЫЕ ТЕХНОЛОГИИAGROENGINEERING AND FOOD TECHNOLOGIESРазработка системы автоматизированного контроля и управления тукосмесительной установкиDevelopment of an automated control and management system for a fertilizer mixing planthttps://orcid.org/0000-0002-9442-2276СибирёвА. В.SibirevA. V.

Алексей Викторович Сибирёв, доктор технических наук,

1-й Институтский проезд, 5, Москва, 109428

Alexey Viktorovich Sibirev, Doctor of technical sciences,

5 1st Institutskiy proezd, Moscow, 109428

sibirev2011@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7431-7834ПанфёровН. С.PanferovN. S.

Николай Сергеевич Панфёров, кандидат технических наук,

1-й Институтский проезд, 5, Москва, 109428

Nikolay Sergeevich Panferov, candidate of technical sciences,

5 1st Institutskiy proezd, Moscow, 109428

nikolaj-panfyorov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2188-1527ОвчинниковА. Ю.OvchinnikovA. Yu.

Алексей Юрьевич Овчинников, кандидат технических наук,

1-й Институтский проезд, 5, Москва, 109428

Alexey Yuryevich Ovchinnikov, candidate of technical sciences,

5 1st Institutskiy proezd, Moscow, 109428

aleksovchinn@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-8116-723XТетеринВ. С.TeterinV. S.

Владимир Сергеевич Тетерин, кандидат технических наук,

1-й Институтский проезд, 5, Москва, 109428

Vladimir Sergeevich Teterin, candidate of technical sciences,

5 1st Institutskiy proezd, Moscow, 109428

v.s.teterin@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5151-7312МосяковМ. А.MosyakovM. A.

Максим Александрович Мосяков, кандидат технических наук,

1-й Институтский проезд, 5, Москва, 109428,

Maxim Alexandrovich Mosyakov, candidate of technical sciences,

5 1st Institutskiy proezd, Moscow, 109428

Maks.Mosyakov@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0657-7148МитрофановС. В.MitrofanovS. V.

Сергей Владимирович Митрофанов, кандидат сельскохозяйственных наук,

Покровский бульвар, 11, Москва, 109028

Sergey Vladimirovich Mitrofanov, candidate of agricultural sciences,

11 Pokrovsky Boulevard, Moscow, 109028

79537421084@yandex.ruФедеральный научный агроинженерный центр ВИМРоссияFederal Scientific Agroengineering Center VIMRussian FederationНациональный исследовательский университет «Высшая школа экономики»РоссияNational Research University «Higher School of Economics»Russian Federation20233007202307121128Copyright © Сибирёв А.В., Панфёров Н.С., Овчинников А.Ю., Тетерин В.С., Мосяков М.А., Митрофанов С.В., 20232023Сибирёв А.В., Панфёров Н.С., Овчинников А.Ю., Тетерин В.С., Мосяков М.А., Митрофанов С.В.Sibirev A.V., Panferov N.S., Ovchinnikov A.Y., Teterin V.S., Mosyakov M.A., Mitrofanov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vetpress.ru/jour/article/view/2715Актуальность

Актуальность. Применение комплексных многокомпонентных удобрений в некоторых случаях неоправданно экономически и зачастую может приводить к деградации почв. В таких случаях для обеспечения потребности растения в необходимых питательных элементах целесообразно применение тукосмесей с заданным количеством компонентов. Таким образом, для соблюдения точных пропорций компонентов создаваемой тукосмеси актуальной становится задача создания системы автоматизации, включающей в себя не только машину для тукосмешивания с высоким коэффициентом неравномерности получаемой смеси, но и программный комплекс по определению компонентного состава тукосмеси в зависимости от условий хозяйства, а также автоматизированную систему весового контроля и управления дозирующими заслонками, работающими совместно.

Методы

Методы. Рассмотрены технологии производства тукосмесей, определены основные типы смешивания, используемые при их создании. Для реализации проекта по автоматизации процессов тукосмешивания на разработанной технологической установке пользовались методами аналитического, сравнительного, информационно-логического анализа исходной информации.

Результаты

Результаты. Получена система автоматизированного управления технологическим процессом тукосмешения на разработанной тукосмесительной установке, позволяющая с помощью совместной работы всех входящих в нее компонентов рассчитывать необходимый состав и рецептуру тукосмеси, получать тукосмеси высокого качества за счет точного дозирования компонентов и их биологической модификации.

Relevance

Relevance. The use of complex multicomponent fertilizers in some cases is unjustified economically and can often lead to soil degradation. In such cases, in order to ensure the plantʼs need for the necessary nutrients, it is advisable to use fertilizer mixtures with a given number of components. Thus, in order to comply with the exact proportions of the components of the created fertilizer mixture, the task of creating an automation system becomes urgent, which includes not only a machine for mixing with a high coefficient of unevenness of the resulting fertilizer mixture, but also a software package for determining the component composition of the fertilizer mixture depending on the conditions of the economy, as well as an automated system of weight control and control of metering dampers working together.

Methods

Methods. The technologies of production of flour mixtures are considered, the main types of mixing used in their creation are determined. To implement the project on automating the processes of flour mixing at the developed technological installation, the methods of analytical, comparative, information and logical analysis of the initial information were used.

Results

Results. A system of automated control of the technological process of fertilizer mixture was obtained at the developed fertilizer mixture plant, which allows using the joint work of all components in it to calculate the necessary composition and formulation of the fertilizer mixture, to obtain high-quality fertilizer mixtures due to accurate dosing of components and their biological modification.

минеральные удобренияточное земледелиетукосмеситукосмесительная установкасистема автоматизациимикроконтроллерное оборудованиесистема дозированияmineral fertilizersprecision agriculturefertilizer mixturefertilizer mixture plantautomation systemmicrocontroller equipmentdosing systemReferencesФедоренко В.Ф. и др. Оценка внутриполевой неоднородности почвенного покрова для технологий координатного земледелия. Техника и оборудование для села. 2017; (9): 2–6. https://elibrary.ru/zhjxelFedorenko V.F. et al. Estimation of soil cover non-uniformity in field conditions for coordinate farming technologies. Machinery and equipment for rural area. 2017; (9): 2–6 (In Russian). https://elibrary.ru/zhjxelБелых С.А., Личман Г.И., Марченко А.Н. Метод составления карт-заданий для дифференцированного внесения органо-минеральных удобрений. Международная агроинженерия. 2016; (4): 15–20. https://elibrary.ru/zuezxhBelih S.A., Leachman G.I., Marchenko A.N. Method of card job introduction to differential organic and mineral fertilizers. International Agroengineering. 2016; (4): 15–20 (In Russian). https://elibrary.ru/zuezxhЛичман Г.И., Смирнов И.Г., Личман А.А., Беленков А.И. Цифровое земледелие (Digital Farming) — преемник точного (Precision Farming). Фермер. Поволжье. 2017; (11): 40–45. https://elibrary.ru/tetmupLichman G.I., Smirnov I.G., Lichman A.A., Belenkov A.I. Digital farming is the successor of Precision Farming. Fermer. Povolzh’e. 2017; (11): 40–45 (In Russian). https://elibrary.ru/tetmupТетерин В.С., Гапеева Н.Н., Митрофанов С.В., Панферов Н.С., Гайбарян М.А. Способ производства комплексных органоминеральных удобрений и технологическая линия для его осуществления. Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2019; (4): 114–119. https://doi.org/10.36508/RSATU.2019.50.20.020Tetherin V.S. Gapeeva N.N., Mitrofanov S.V., Panfyorov N.S., Gaybaryan M.A. Method and process line for producing complex organicmineral fertilizers. Herald of Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev. 2019; (4): 114–119 (In Russian). https://doi.org/10.36508/RSATU.2019.50.20.020Shemyakin A.V., Borychev S.N., Uspenskiy I.A., Andreev K.P., Terentyev V.V. Improvement of the technological process of surface application of mineral fertilizers. BIO Web of Conferences. 2020; 17: 00192. https://doi.org/10.1051/bioconf/20201700192Shemyakin A.V., Borychev S.N., Uspenskiy I.A., Andreev K.P., Terentyev V.V. Improvement of the technological process of surface application of mineral fertilizers. BIO Web of Conferences. 2020; 17: 00192. https://doi.org/10.1051/bioconf/20201700192Личман Г.И., Личман А.А. Оценка влияния качества внесения удобрений на урожайность сельскохозяйственных. Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017; (5): 16–21. https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-5-16-21Lichman G.I., Lichman A.A. Assessment of influence of fertilization quality on crop yield. Agricultural Machinery and Technologies. 2017; (5): 16–21 (In Russian). https://doi.org/10.22314/2073-7599-2017-5-16-21Панферов Н.С., Тетерин В.С., Митрофанов С.В., Благов Д.А., Пехнов С.А., Сухоруков Д.Г. Тенденции развития машин с центробежными рабочими органами для поверхностного внесения твердых минеральных удобрений. Техника и оборудование для села. 2021; (12): 18–24. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-12-18-24Panferov N.S., Teterin V.S., Mitrofanov S.V., Blagov D.A., Pekhnov S.A., Sukhorukov D.G. Trends in the Development of Machines Fitted with Centrifugal Working Bodies for Surface Application of Solid Mineral Fertilizers. Machinery and equipment for rural area. 2021; (12): 18–24 (In Russian). https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-12-18-24Li Z.X., Chi F.Q., Zhang J.M., Kuang E.J., Su Q.R. Effects of Long-Term Localized Fertilization on Nutrient Balance and Dynamic Change of Hu Molecular Structure in Black Soil. Spectroscopy and spectral analysis. 2018; 38(12): 3875–3882. http://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2018)12-3875-08Li Z.X., Chi F.Q., Zhang J.M., Kuang E.J., Su Q.R. Effects of Long-Term Localized Fertilization on Nutrient Balance and Dynamic Change of Hu Molecular Structure in Black Soil. Spectroscopy and spectral analysis. 2018; 38(12): 3875–3882. http://doi.org/10.3964/j.issn.1000-0593(2018)12-3875-08Romanenkov V., Belichenko M., Petrova A., Raskatova T., Jahn G., Krasilnikov P. Soil organic carbon dynamics in long-term experiments with mineral and organic fertilizers in Russia. Geoderma Regional. 2019; 17: e00221. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2019.e00221Romanenkov V., Belichenko M., Petrova A., Raskatova T., Jahn G., Krasilnikov P. Soil organic carbon dynamics in long-term experiments with mineral and organic fertilizers in Russia. Geoderma Regional. 2019; 17: e00221. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2019.e00221Zhang X. et al. Responses of absolute and specific soil enzyme activities to long term additions of organic and mineral fertilizer. Science of The Total Environment. 2015; 536: 59–67. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.07.043Zhang X. et al. Responses of absolute and specific soil enzyme activities to long term additions of organic and mineral fertilizer. Science of The Total Environment. 2015; 536: 59–67. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2015.07.043Туркин В.Н., Комягин А.С. Оптимизация применения минеральных и биологизированных удобрений с использованием тукосмесительных машин нового поколения. Принципы и технологии экологизации производства в сельском, лесном и рыбном хозяйстве. Материалы 68-й Международной научно-практической конференции, посвященной Году экологии в России. Рязань: Рязанский государственный агротехнологический университет им. П.А. Костычева. 2017; 2: 350–354. https://elibrary.ru/zgdrwlTurkin V.N., Komyagin A.S. Optimization of the use of mineral and biologized fertilizers using a new generation of fertilizer mixing machines. Principles and technologies of greening production in agriculture, forestry and fisheries. Proceedings of the 68th International Scientific and Practical Conference dedicated to the Year of Ecology in Russia. Ryazan: Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev. 2017; 2: 350–354 (In Russian). https://elibrary.ru/zgdrwlХошимов А.А., Сейтназаров А.Р., Тожиев Р.Р., Турдиалиев У.М., Номозов Ш.Ю. Активация кызылкумской фосфоритной муки в присутствии азотно-фосфорного серосодержащего удобрения — супрефоса-NS. Universum: технические науки. 2021; (5): 35–39. https://doi.org/10.32743/UniTech.2021.86.5.11732Khoshimov A., Seytnazarov A., Tozhiev R. Turdialiev U., Nomozov S. Activation of Kyzylkum phosphorite flour in the presence of nitrogenphosphorussulphur-containing fertilizer — Suprefos-NS. Universum: tekhnicheskie nauki. 2021; (5): 35–39 (In Russian). https://doi.org/10.32743/UniTech.2021.86.5.11732Гайбарян М.А., Сидоркин В.И., Гапеева Н.Н. Оптимизация структурного построения технологического процесса тукосмешения и биомодификации твердых минеральных. Техника и оборудование для села. 2021; (10): 17–22. https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-10-17-22Gaibaryan M.A., Sidorkin V.I., Gapeeva N.N. Optimization of the Structural Design of the Process of Fertilizer Mixing and Biomodification of Solid Mineral Fertilizers. Machinery and equipment for rural area. 2021; (10): 17–22 (In Russian). https://doi.org/10.33267/2072-9642-2021-10-17-22Сковородников П.В., Черепанова М.В. Особенности процесса гранулирования органоминеральных удобрений методом. Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2019; 330(9): 51– 59. https://doi.org/10.18799/24131830/2019/9/2255Skovorodnikov P.V., Cherepanova M.V. Peculiarities of organomineral fertilizer granulation by the pelletizing method. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering. 2019; 330(9): 51–59 (In Russian). https://doi.org/10.18799/24131830/2019/9/2255Мунин Д.А., Черепанова М.В., Пойлов В.З., Подтынова А.С. Способ получения агломерированного флотационного хлористого калия. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология. 2019; (4): 87–97. https://doi.org/10.15593/2224-9400/2019.4.08Munin D.A., Cherepanova M.V., Poilov V.Z., Podtynova A.S. Producing method agglomerated flotation potassium chloride. Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Chemical Technology and Biotechnology. 2019; (4): 87–97 (In Russian). https://doi.org/10.15593/2224-9400/2019.4.08Жантасов К.Т., Зият А.Ж., Жуматаева С.Б., Сарыпбекова Н.К., Жантасов М.К. Инновационная технология получения тукосмеси из отходов различных производств, природного вермикулита и фосфогипса. Научное наследие. 2021; (78): 17–24. https://doi.org/10.24412/9215-0365-2021-78-1-17-24Zhantasov K., Ziyat A., Zhumatayeva S., Sarypbekova N., Zhantasov M. Innovative technology for the production of flour mixtures from waste from various industries, natural vermiculite and phosphogypsum. The Scientific Heritage. 2021; (78): 17–24 (In Russian). https://doi.org/10.24412/9215-0365- 2021-78-1-17-24Сафиоллин Ф.Н., Каримов А.З. Оптимизация минерального питания гибридов ярового рапса Сальса и Хантер для получения запланированных урожаев на темно-серых лесных почвах Республики Татарстан. Вестник Казанского государственного аграрного университета. 2015; 10(1): 120–122. https://elibrary.ru/twnjkvSafiollin F., Karimov A. Optimization of mineral supply for Salsa and Hunter hybrids of spring rape for planned productivity on dark gray forest soil of the Republic of Tatarstan. Vestnik of Kazan State Agrarian University. 2015; 10(1): 120–122 (In Russian). https://elibrary.ru/twnjkvКузмичева Ю.В., Тычинская И.Л., Петрова С.Н., Парахин Н.В. Эффективность интродукции АЦК-утилизирующих ризобактерий в агроценозы сои в условиях Орловской области. Сельскохозяйственная биология. 2015; 50(3): 377–383. https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.3.377rusKuzmicheva Yu.V., Tychinskaya I.L., Petrova S.N., Parakhin N.V. Efficiency of introduction of acc-utilizing rhizobacteria in soybean agrocenoses in the Orel region. Agricultural Biology. 2015; 50(3): 377–383 (In Russian). https://doi.org/10.15389/agrobiology.2015.3.377rusЖантасов К.Т. и др. Исследование получения тукосмеси на основе отходов доломитизированного фосфатного сырья, золы ТЭЦ и угледобычи. Успехи современного естествознания. 2022; (2): 60–65. https://doi.org/10.17513/use.37779Zhantasov K.T. et al. Study of obtaining a fertilizer mixture on the basis of waste of dolomitized phosphate raw materials, ash of TPP and coal mining. Advances in current natural sciences. 2022; (2): 60–65 (In Russian). https://doi.org/10.17513/use.37779Хисматуллин М.М., Сафиоллин Ф.Н., Сочнева С.В., Сайфутдинов А.Д. Биоэнергетические показатели применения минеральных удобрений в виде тукосмесей на люцерновых агроценозах в почвенно-климатических условиях Республики Татарстан. Актуальные проблемы и достижения в сельскохозяйственных науках. Сборник научных трудов по итогам Международной научно-практической конференции. Самара. 2016; 3: 6–8. https://elibrary.ru/vyrohlHismatullin M.M., Safiollin F.N., Sochneva S.V., Saifutdinov A.D. Bioenergy indicators of mineral fertilizer in the form to fertilizer mixtures alfalfa agrocenoses the soil and climate conditions of Republic Tatarstan. Actual problems and achievements in agricultural sciences. Collection of scientific papers on the results of the International scientific and practical conference. Samara. 2016; 3: 6–8 (In Russian). https://elibrary.ru/vyrohlБелоусов И.Е., Кремзин Н.М. Эффективность применения полиэлементных тукосмесей в рисоводстве. Достижения науки и техники АПК. 2016; 30(8): 40, 41. https://elibrary.ru/wjztnlBelousov I.E., Karamzin N.M. Efficiency of polyelement fertilizer mixtures in rice growing. Achievements of science and technology in agribusiness. 2016; 30(8): 40, 41 (In Russian). https://elibrary.ru/wjztnlМитрофанов С.В., Новиков Н.Н., Никитин В.С., Благов Д.А., Панферов Н.С., Белых С.А. Математические модели по рациональному расчету доз минеральных удобрений. Наука в Центральной России. 2019; (2): 71–77. https://elibrary.ru/zzamqxMitrofanov S.V., Novikov N.N., Nikitin V.S., Blagov D.A., Panferov N.S., Belykh S.A. Mathematical models on rational calculation of dose of mineral fertilizers. Science in the Central Russia. 2019; (2): 71–77 (In Russian). https://elibrary.ru/zzamqxПанферов Н.С., Пестряков Е.В., Митрофанов С.В., Тетерин В.С., Сухоруков Д.Г., Благов Д.А. Микроконтроллерное оборудование в сельскохозяйственном производстве. Известия Оренбургского государственного аграрного университета. 2020; (3): 211–216. https://elibrary.ru/xtwtypPanfyorov N.S., Pestryakov E.V., Mitrofanov S.V., Teterin V.S., Sukhorukov D.G., Blagov D.A. The use of microcontroller-based equipment in agricultural production. Izvestia Orenburg State Agrarian University. 2020; (3): 211–216 (In Russian). https://elibrary.ru/xtwtyp

The authors declare that there are no conflicts of interest present.