我国畜禽粪污肥料化利用研究现状

随着我国经济社会发展进步,老百姓对畜禽类食品的需求呈上升趋势,国内畜禽养殖呈现规模化、集约化、数量大幅增长发展态势,但畜禽养殖过程中,产生了大量的粪污,如果粪污处理不当,将对环境造成严重的污染,这是我国畜牧养殖业可持续发展必须解决的重要问题。查阅粪污肥料化相关文献资料,结合各地区粪污分布及产量,阐述分析当前主要的粪污肥料化处理工艺,指出畜禽粪污肥料化技术目前存在粪污分布零散,资金与技术落后,缺乏粪污处理技术标准与监管机制,畜禽粪污处理设备的研究与实际脱离等问题,提出制定畜禽粪污管理标准以及相应法律法规、研制适合当地气候条件、经济水平的发酵设备、广泛宣传畜禽粪污资源化利用政策和先进典型等建议,进一步推进畜禽粪污能源化利用。     

太阳能多垄蔬菜移栽机设计分析撤回

【目的】为解决蔬菜移栽工作效率低及成活率下降问题,亟需设计一种节省蔬菜移栽劳动力的机械设备。【方法】研究小组介绍了太阳能多垄蔬菜移栽机整体的设计思路,分析了太阳能多垄蔬菜移栽机关键部件的设置,从机械爪的设计、漏苗圆盘的设计、育秧盘的设计、落苗平土部件等方面逐一论述,阐述了太阳能多垄蔬菜移栽机控制系统的构建方式。【结果】该太阳能多垄蔬菜移栽机转动角的速度为π/s,能够在2 s内转一圈,并完成抓取;在移栽的过程中扎坑锥能够同时开展注水作业,根据栽植的实际需求,添加相应的营养液,提升秧苗的成活率。【结论】该移栽机应用了新型清洁能源,提高了移栽设备的环保性,解决了既往人力移栽过程中所出现的多样化问题,在多垄蔬菜移栽领域有着较好的应用前景与价值。     

农业农村部办公厅就加快推进畜禽粪污资源化利用机具试验鉴定发出通知

农业农村部办公厅最近发出《关于加快推进畜禽粪污资源化利用机具试验鉴定有关工作的通知》,要求加快推进畜禽粪污资源化利用机具试验鉴定,促进先进适用畜禽粪污资源化利用机具推广应用;要求提升鉴定能力,决定将清粪机、粪污固液分离机、撒肥机、畜禽粪便发酵处理机、有机废弃物好氧发酵翻堆机、畜禽尸体处理机、有机废弃物干式厌氧发酵装置、有机肥加工设备、沼气发电机组、沼液沼渣抽排设备等10种已有推广鉴定大纲的产品列为加快鉴定推广的畜禽粪污资源化利用机具。     

注塑机料筒温度控制系统的设计与实现

【目的】解决注塑机料筒温度控制系统不稳定等一系列问题。【方法】课题组设计了一种注塑机料筒的超快智能温控系统,该系统的设计综合应用自动化技术和智能调控技术,以PLC自动控制系统以及PID智能控制软件为主。设计流程如下：首先需要科学选择料筒,并结合料筒的实际情况,构建智能温度控制模块,引入嵌入式的智能控制算法,通过后台输入相关参数的方式进行操控;通过验证平台,验证操作模式以及系统算法是否稳定,然后进行小批量的生产,按照相关标准进行质量评估,若发现问题,需要及时地进行生产工艺和温控系统的调控。【结果】该系统通过闭环控制算法来实现自动化调控,不仅可以提升注塑机料筒温度控制的精准性和科学性,更可以为实际的生产奠定良好基础。     

畜禽粪污深度脱水工艺及系统设计

随着规模养殖化的迅速发展,畜禽粪污已经成为农业面源污染的主要来源。固液分离是对粪污进行开发利用的预处理工艺,目前养殖场主要采用机械脱水设备对畜禽粪污进行脱水,但单个品种的脱水设备的使用存在着脱水后含水率高,可进行脱水的畜禽粪污种类少等缺点,不适合规模化综合养殖场的粪污处理使用。文章设计一种畜禽粪污深度脱水工艺及系统,集成叠螺、带式两种脱水设备的特点,实现初次脱水和深度脱水,使得连续脱水后水去除率高至40%以上,并适用于多种畜禽粪污的脱水处理。     

小型定日镜控制系统的研究

【目的】太阳能资源丰富,但人们在对太阳能的利用中存在间歇性、光照强度不足等问题,使得对太阳能的利用率很低。【方法】课题组设计了一种开环控制的小型定日镜系统,可以实现自动跟随太阳的旋转,通过反射作用,始终把太阳光线反射在一个目标位置进行热量的收集。系统通过检测太阳光线的位置,计算当前位置的太阳高度角和方位角,得到反射光线需要反射的目标位置。单片机经过数据转换得到一组舵机数据,系统再改变输出电压的占空比来控制舵机的旋转角度,最终实现对镜面姿态的自动调整。【结果】经过最终的实物验证,可以实现所有的设计功能,对太阳光线进行一系列的自动跟踪,完成对热量的收集工作。【结论】该系统具有跟踪精度高、抗干扰能力强等特点,提高了对太阳能的利用率,市场应用前景广阔。     

基于SFC编程的自动盖章机控制系统设计

【目的】在三菱FX系列PLC编程软件GX Developer中使用SFC编程直接画出自动盖章机控制系统的SFC图,简化操作流程,提高设计精度。【方法】本研究以自动盖章机为研究对象,选用三菱FX1s-10MT型PLC作为其控制器,设计了该机器的气压传动回路图、控制系统的控制电路图、SFC顺序功能图及梯形图程序,并分析了三菱FX系列PLC顺序功能图编程方法的优点。【结果】样机制作完成后,进行控制系统接线调试试验,发现该程序能够完成机器的预订功能,验证了SFC编程方法的正确性,以及所设计的自动盖章机控制系统的可行性。【结论】样机实验过程也是用SFC方法解决问题的过程,可以扩大可编程控制技术和自动化技术的应用范围,具有普遍性和可推广价值。     

基于RobotStudio的码垛机器人控制系统设计

【目的】通过对码垛机器人的控制系统进行优化设计,提高码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性,使码垛系统协调、合理地流畅运行。【方法】课题组选取智能制造系统中执行单元码垛机器人的控制系统为研究对象,依据智能制造体系中码垛机器人的作业任务,设计了码垛系统的布局和控制流程,采用RobotStudio软件中的Smart组件设计了系统的I/O信号控制逻辑、传送带控制逻辑以及吸盘工具的控制逻辑,并对码垛系统进行搭建与仿真,通过码垛系统仿真运行可得机器人末端执行器的运动轨迹和轨迹点坐标值,验证码垛机器人控制系统功能的合理性、高效性和便捷性。【结果】该控制系统能够较好实现左右码垛任务,具有稳定性、安全性和高效性。【结论】将优化后的码垛机器人控制系统应用于智能制造生产体系中,可实现高品质和高效率的智慧生产,系统应用前景广阔。     

规模化沼气工程发展现状及对策研究-以洛阳市新安县烂柯山秸秆沼气工程为例

农作物秸秆与畜禽粪污的无害化处理与资源化利用对改善农村地区人居环境至关重要,而沼气工程是实现农作物秸秆与畜禽粪污资源化利用的重要途径。与此同时,沼气作为一种清洁绿色生物质能源,能够缓解我国化石能源短缺问题。本文以烂柯山农业种植专业合作社的规模化沼气工程为研究对象,通过文献综述和实地调研,从沼气工程的规模、原料来源、原料种类及数量、设备类型、沼气产量、沼肥产量及带动相关产业等方面系统研究烂柯山秸秆沼气工程的发展现状以及存在不足,进而明晰目前沼气工程存在的共性问题,包括沼气产量不稳定、单纯依靠沼气,经济效益甚微、缺乏完整产业链,运行管理模式不够创新等。针对以上共性问题创新提出分段式沼气工程运行模式,前端负责沼气工程相关产品的生产及运行管理,后端负责沼气沼气工程相关产品的销售。以期为沼气产业健康可持续发展以及相关管理部门的决策提供理论依据。     

基于PLC的侧深施肥装置自动控制系统设计

【目的】侧深施肥装置在水田作业环境中存在排肥管堵塞、肥料颗粒破碎率高等问题。【方法】课题组设计制造了一套恒湿干燥排肥改造后的自动化控制系统,该装置由积肥盒、螺旋排肥机构、恒湿系统、肥料作业检测系统以及自动控制系统组成。该系统以西门子1214C AC/DC/ALY PLC为中央控制器,控制各个阀门、抬升液压缸、电机的动作,并接收湿度传感器的信号;上位机软件采用西门子Win CC V7.0进行设计,通过触摸屏与PLC的通信,完成侧深排肥系统的人机交互功能。【结果】该系统可实现螺旋施肥量的精准控制、施肥装置抬升与下降、施肥堆肥区域温湿度控制、施肥量动态监控、排肥区域湿度控制等功能,整个控制系统可在施肥过程中实现全自动化并实时更新显示状态。【结论】与传统电气控制方式相比,利用PLC进行侧深施肥控制系统设计具有更高的系统稳定性,有效减轻了人员工作量,提高了工作效率,同时具有较好的工程价值。     

光伏相变式冰蓄冷储能箱的设计

【目的】冰蓄冷技术存在前期投资较多、设备占用空间较大、设计调试较复杂等问题,不便于个人和家庭中的使用。【方法】本研究设计了一种携带式冰蓄冷储能箱,创新研发了冰蓄冷技术逆使用和双蓄电池充放电控制系统。首先,分析了设备的总体设计,包含太阳能发电/储能系统、制冷系统、冰蓄冷系统、智能控制系统四部分;其次,通过比较,相变蓄冷材料选用了可满足冷藏条件的甘露醇和氯化钾的混合物,并使用了可同时检测箱体内温度和湿度的DHT22传感器,实现储能箱智能温控;最后,对系统性能进行了理论分析。【结果】在光照充足时,太阳能板进行发电,并向蓄电池和压缩机供电,在压缩机和蒸发器等器件的作用下,可实现制冷和蓄冰目标;在夜晚或阴雨天,蓄冰槽的冰进行融冰放冷,蓄电池向微型水泵供能,进行冷量传输,满足箱体冷藏需求。【结论】本产品将光伏发电技术与户外制冷箱结合,不需要消耗电网电能,可以有效延长冷藏时间和压缩机使用寿命,拥有可靠性高、节能环保等突出优点,适用于户外野营、边远山区的食物保鲜以及疫苗等医疗卫生用品的冷藏。     

锥形螺旋防堵式固液分离机研制

设计了一种螺旋输送分离+螺旋挤压分离的新型锥形螺旋防堵式固液分离机。该设备可自动侦测养殖粪污收集池的水位,实现畜禽粪污固液分离机械自动化处理。试验证明,该设备分离效果好,实用性强,能广泛适合于当前畜禽粪污处理要求。      

连杆转向系统数字化设计技术研究

【目的】实现多轴线连杆转向机构的快速研发设计,降低设计成本,提高设计质量与效率。【方法】针对模块化轴线运输车的连杆转向系统设计繁杂等问题,以参数化设计以及自动化装配技术为理论支撑,分析多轴线运输车连杆转向系统传统设计流程;针对数字化设计主体功能,利用Python汇编语言编写平台整体框架,利用win32com第三方com接口模块库,与SolidWorks的API接口联通,实现利用主体程序对SolidWorks各部分函数功能进行调用。以设计的良好图形用户界面为交互接口,与SolidWorks接口程序合并搭建了一个连杆转向系统的数字化设计平台。【结果】实际应用后发现,通过这个数字化设计平台,可获取用户所需尺寸参数,还可以快速完成多轴线运输车连杆转向系统的参数化设计以及各连接板孔位的自动化装配。【结论】这种方法不仅可以避免人工设计上的疏漏,保证设计的准确性和稳定性,还可有效缩短设计周期,减少重复机械性的设计操作,大幅提高设计效率,增强国家大型高精尖设备的运输实力。     

规模化沼气工程发展现状及对策

农作物秸秆与畜禽粪污的无害化处理与资源化利用对改善农村地区人居环境至关重要,而沼气工程是实现农作物秸秆与畜禽粪污资源化利用的重要途径。与此同时,沼气作为一种清洁绿色生物质能源,能够缓解我国化石能源短缺问题。以烂柯山农业种植专业合作社的规模化沼气工程为研究对象,通过文献综述和实地调研,从沼气工程的规模、原料来源、原料种类及数量、设备类型、沼气产量、沼肥产量及带动相关产业等方面系统研究烂柯山秸秆沼气工程的发展现状及存在的不足,进而明晰目前沼气工程存在的共性问题,包括沼气产量不稳定、单纯依靠沼气经济效益甚微、缺乏完整产业链,运行管理模式不够创新等。针对以上共性问题创新提出分段式沼气工程运行模式,前端负责沼气工程相关产品的生产及运行管理,后端负责沼气工程相关产品的销售,以期为沼气产业健康可持续发展及相关管理部门的决策提供理论依据。      

一种电机轴螺杆加工专用的数控铣床机械结构系统优化设计

【目的】针对螺杆加工专用铣床存在自动化程度低、功能集成度不高、生产工艺周期长、机床结构形式陈旧、机械结构稳定性差等不足。【方法】课题组以数控铣床系统结构稳定性设计的研究为出发点,根据机床设计目标和各项性能指标要求,研究与加工工艺相适应的功能机构布局,设计机床总体结构方案,重点研究上下料机构、旋铣系统、传动系统、床身的设计。【结果】设计出具有性能优良、功能完备的高端电机轴螺杆旋铣设备,实现电机轴螺杆的自动加工,降低企业劳动生产成本,提高生产效率,增加企业经济效益。【结论】该数控铣床整机结构设计稳定紧凑,占地面积小,集成度高。     

我国畜禽粪污肥料化利用困境及对策

畜禽粪污资源化利用对乡村振兴目标的实现具有重大意义,目前畜禽粪污资源化利用的程度和效率有所提高,但仍然存在多重困境,其根源在于多元主体之间的利益冲突和利益失衡。笔者从时间、空间、管理主体、技术这四个维度梳理我国畜禽粪污肥料化利用模式,在此基础上总结目前畜禽粪污肥料化利用的困境,并从农户层面、政府层面、市场层面多角度分析其形成的原因,提出推进畜禽粪污肥料化利用的建议：加大环境保护宣传力度,加强肥料化利用技术指导;充分发挥政策作用,进行精准补贴;打通政府各部门沟通渠道,形成政策合力;加强有机肥市场监管,推动有机农产品认证。肥料化利用是当前使用范围最广的一种畜禽粪污资源化利用方式,形成了多种利用模式,畜禽粪污资源化利用涉及的主体众多,只有协调好各主体之间的利益才能形成合力,构建粪污肥料化利用的长效机制,从而提高畜禽粪污资源化利用的深度和广度。     

基于物联网的生产数据采集实验系统设计与应用

【目的】传统的信息采集系统受设备、环境、人员等因素制约,采用人工法、摄像法采集信息存在周期长、成本高等缺点,且采集到的数据缺乏准确性、时效性、完整性,容易形成数据盲区,难以满足制造企业信息化、实时化的发展需求。【方法】课题组在工业工程实验室结合物联网技术构建了生产数据采集系统,借以对制造业车间数据采集进行模拟研究,结合需求分析,运用模块化方法对生产信息采集实验系统的总体架构、主控模块、采集模块、存储模块、展示模块等硬件设备进行了设计,再通过传感器、树莓派实现生产数据的实时采集、传输,并对处理分析后的数据通过OneNET平台进行了可视化展示。【结果】基于物联网的生产数据采集实验系统实现了对生产数据的采集以及车间生产状态的实时监控,验证了该系统的稳定性、时效性和可行性。【结论】由于系统开发经验有限以及其他因素的限制,目前仅将温度与湿度作为数据源上传至平台,在设备搭建、数据传输、系统集成等方面还存在不足与瑕疵,需要进一步研究完善。     

基于FPGA的步进电机驱动控制系统的研究与设计

【目的】步进电机具有定位精度高、无累计误差、易于开环控制等优点,但其实际运动与定位过程中易存在速度扰动的现象,需要加强对步进电机驱动控制的研究。【方法】研究团队设计了一款基于FPGA的步进电机驱动控制系统,详细分析了系统硬件设计和系统软件设计。整个控制系统由相应的主控制器、Netzer编码器、TMC5130驱动芯片电路等组成,通过各模块共同调节实现TMC5130驱动芯片驱动步进电机,实现了步进电机的开环控制和定位控制的应用,并且验证了该驱动芯片具有良好的运动特性。【结果】相较于其他芯片,该驱动芯片适用于具有高精度定位、静音运动控制系统的场合;基于FPGA的步进电机驱动控制系统抗干扰能力和稳定性较高,性能良好,适用于多个领域。     

基于单片机的电梯空气净化控制系统设计

【目的】为了给人们在电梯轿厢内提供一个安全、健康、舒适的乘员环境。【方法】笔者设计了一种电梯轿厢箱体式空气净化的控制系统,该电梯空气净化控制系统以单片机作为控制器,电源模块、指示显示、按键模块、传感器模块、LED显示模板、执行装置模块、报警模块、电路设施等相关器件设施在单片机的控制总程序下共同组成了电梯空气净化控制系统,并搭建了电梯空气净化控制系统的总体框架设计。【结果与结论】该设计具备紫外灯杀毒、负离子吸附净化、风机循环等空气净化技术,可实现实时监测与数据处理,自动净化轿顶进风口与轿厢内的空气,实现了智能化的控制过程,对电梯的空气净化系统研发有一定的参考作用。     

养殖场粪污处理关键设备探究

养殖场的粪污处理问题由来已久,对此,研究者们有着多样的解决方案。目前的环境形势恶化,在环境保护要求日益严格的情况下,受经济和能源条件的限制,粪便处理问题至今为止仍是一大难题。因此,熟悉各种畜禽粪便处理设备的应用现状,以及现有设备存在的问题与不足之处,对畜禽粪便处理设备的选择、运用是十分必要的。基于此,文章对于养殖场粪污的处理关键设备进行分析,对其使用进行了改良与探讨。