soniashnyk

Чи потрібен трактору водій?

/ Механізація АПК / Середа, 18 березня 2015 13:24
altМикола МАКАРЕНКОдоцент кафедри «Трактори і автомобілі»
Харківського НТУ сільського господарства ім. П.Василенка
Керування сільгоспмашинами з використанням GPS-технології є більш зручним і точним, ніж традиційні методи водіння. Це економічно вигідна технологія для сучасних сільськогосподарських машин. Особливо ж ефективним використання систем такого водіння показало себе разом із широкозахватними агрегатами.

 

Якість виконуваних механізованих робіт та витрата палива, а, відповідно, витрати на виробництво одиниці продукції значною мірою залежать від кваліфікації тракториста. Саме його майстерність та досвід забезпечать точність ведення машинно-тракторного агрегату по заданій траєкторії, щоб не було огріхів та надлишкових перекриттів, а також наскільки точно буде здійснений поворот по раціональній траєкторії в кінці гону.
 
Чи може досвідчений тракторист більш точно контролювати машину та забезпечити кращі показники? Звичайно, може. Однак не довго. Досвід показує, що чим більше напружений у роботі оператор, тим швидше він втомлюється, збільшується кількість його помилок, які значно погіршують якісні показники виконуваного технологічного процесу.
 
З часів створення перших тракторів конструктори і вчені працювали над проблемами полегшення праці водія, перекладенням частини його функцій на автоматику. Спочатку це були найпростіші механічні системи, які підтримували частоту обертання колінчастого валу двигуна в заданих межах, автоматично вимикали гідравлічну систему в кінці підйому або опускання машини, забезпечували більш раціональну роботу систем і механізмів.
 
Однак механічні системи — навіть із застосуванням електричних пристроїв — були не в змозі задовольнити вимоги підвищення функціональності, точності, надійності та ціни.
 
Технології сенсорики й управління
Революційним кроком стало використання на мобільних машинах мікропроцесорних систем електронного керування. Вони мають датчики, що перетворюють фізичні параметри в електронні сигнали і передають їх на мікропроцесорний блок електронного керування та виконавчі пристрої. При цьому мікропроцесорний блок представляє собою комп’ютер, в пам’ять якого записані довідкові дані та алгоритми обчислень. Саме він завдяки закладеній в нього програмі за наявності сигналів від датчиків здатен за лічені секунди обчислити ситуацію, прийняти правильне рішення та подати команду для виконання раціональної дії.
 
Останнім часом також активно розвиваються комплексні технології виробництва сільськогосподарської продукції, що отримали назву «Точне землеробство» (Precision Farming) і визнані світовою сільськогосподарською наукою як вельми ефективні й передові, що переводять агробізнес на вищий якісний рівень. Ці технології є інструментом, що забезпечує вирішення трьох основних завдань, які дозволяють мати успіх в умовах сучасного ринку: наявність своєчасної об’єктивної інформації, здатність ухвалювати правильні рішення щодо управління, і можливість реалізувати ці рішення на практиці.
 
Водіння сільгоспмашин з використанням GPS-технології (тобто керованими по сигналах з космічного супутника) є більш зручним і точним, ніж традиційні методи водіння. Системи паралельного водіння збільшують коефіцієнт використання техніки, дозволяючи точно водити трактор або комбайн уздовж рядів при будь-якій видимості — вдень і вночі, в туман, при сильній запиленості без використання маркерів. Вони забезпечують максимальне використання ширини захвату обприскувача, сівалки, культиватора та ін. Крім того, збільшується коефіцієнт завантаження техніки (бо є можливість роботи вночі), підвищується комфортність роботи, знижується стомлюваність водія.

alt

Системи паралельного водіння забезпечують оптимальне керування, економлять паливо, мінеральні добрива й інші матеріали, які витрачаються при сільськогосподарських роботах. У результаті скорочуються терміни і вартість виконання робіт. Система паралельного водіння на базі GPS-навігації — технічно здійснена й економічно вигідна технологія для сучасних сільськогосподарських машин. Особливо ж ефективним використання систем паралельного водіння показало себе разом із широкозахватними агрегатами.
 
Система забезпечує постійну «підказку» водієві, в який бік повертати кермо для правильного проходження ряду. Вона сформована за результатами заданої ширини агрегату, автоматичного визначення місцеположення машини за допомогою глобальної системи позиціонування (GPS), і обчислення величини і напряму відхилення машини від заданого курсу.
 
Навігація дуже зручна також при обприскуванні рослин хімічними препаратами, яке краще проводити вночі, коли немає сонця і випаровування. При управлінні обприскувачем по зовнішніх орієнтирах, тобто без навігаційних систем, до 4% посівів залишаються необробленими, а ще близько 11% обробляються двічі. І якщо на 11% площ підприємство отримає тільки збиток від перевитрати матеріалів, то втрати від необроблених 4% можуть бути ще більшими. При обробці фунгіцидами або інсектицидами такі «огріхи» можуть негативно позначитись на врожайності не лише необроблених ділянок, але і всього поля.
 
Наразі активну розробку і впровадження в цьому напрямі ведуть такі концерни, як John Deere, Claas, Amazone та ін.
 
Так, наприклад, знайшла своє застосування система EASY, в яку об’єднані останні професійні досягнення фірми Claas в галузі електроніки. Вона охоплює напрями від налаштування машини і систем рульового керування до програмних рішень для найрізноманітніших сфер і робочих процесів.
 
В цілому мікропроцесорні системи електронного керування забезпечують більш ефективну роботу в аграрному секторі і розвиваються в наступних напрямах.
 
1. Оптимізація машин: яку технологію можна застосувати на новій або уживаній машині, щоб додати їй більшу потужність і продуктивність? Наприклад, рульове керування з GPS і AutoTrac дозволить скоротити проходи по полю, поліпшити загальну економію палива, зберегти витрати енергії і збільшити загальний комфорт для оператора.
 
2. Оптимізація логістики: телематика, наприклад, технологія John Deere, що продається під маркою JDLink, дозволяє користувачам знати, де знаходяться їх машини, і мати інформацію про те, стоять вони в режимі холостого ходу або працюють під навантаженням в полі. Вказаний контроль здійснюється дистанційно з офісного комп’ютера, iPad або смартфона.
 
3. Підтримка агрономічних рішень: коли техніка працює на посіві, обробітку чи збиранні сільськогосподарських культур, її користувачі отримують досить обширну інформацію, яку вони зможуть використовувати, щоб ухвалити майбутні агрономічні рішення. Добрим прикладом є комбінація, коли машина може відстежувати урожай і вологість при збиранні та здатна використовувати цю інформацію для наступного посівного сезону, щоб переконатися у використанні найбільш підходящих популяцій насіння для різних полів (і ділянок одного і того ж поля), котрі мають різні ґрунтові чи польові умови, а також нюанси відведення води. Це є інструментом підтримки ухвалення рішень, який допомагає виробникам використовувати оптимальну кількість насіння, добрив, гербіцидів і пестицидів для максимальної врожайності — тобто з найефективнішим використанням ресурсів.
 
Компанія AMAZONE узагальнює всі поняття і дії навколо електроніки під ключовим словом IT-Farming. Ядром є бортовий комп’ютер AMATRON+ як універсальний обслуговуючий термінал, щоб оптимізувати обслуговування, управління кількістю, контроль і документацію при використанні сівалок, обприскувачів і розкидачів добрива від AMAZONE. В результаті певних і відкритих інтерфейсів AMATRON+ знаходиться у той же час в центрі мережі обміну даними з іншими різними технологіями IТ-Farming.
 
Нові технології сенсорики, управління і регулювання роблять можливою відчутну економію засобів виробництва, а також сприяють кращому використанню потенціалів урожаю і водночас бережуть довкілля.
 
Ще про навігаційні системи
Використовувати космічні навігаційні системи можна на будь-яких машинах після установки на техніку приймача, що постійно одержує сигнали про місцеположення навігаційних супутників і відстані до них. Приймальні пристрої, що забезпечують зв’язок із супутниками і визначальні координати, називаються GPS-приймачами (Global Positioning System — система глобального позиціонування). На їх базі розроблені системи паралельного водіння і автопілоти для управління рухом тракторів і комбайнів. При паралельному водінні прилад розраховує кожен наступний прохід по полю так, щоб він був паралельний попередньому. За допомогою такого водіння можна робити паралельні прямі і криві, а також кругові і спіральні ряди. Якщо на полі є перешкода (наприклад, острівець з деревами), то прилад припинить роботу МТА і об’їде його, а потім продовжить робити ряд. Можна ускладнити завдання, задавши зону розвороту по краях полів. Тоді прилад розрахує поворот і орієнтуватиме, коли і як повертати. При установці такої системи на трактор механізатор спостерігає за показаннями приладу усередині кабіни і стежить тільки за тим, щоб на полі не зустрічалися камені й інші великі перешкоди.
 
Автопілоти бувають двох рівнів: повністю автоматична система, коли втручання механізатора не потрібне, і система допоміжного управління (пристрій підрулювання). При роботі з підрулюючим пристроєм механізаторові потрібно стежити за перешкодами на шляху і брати управління на себе в кінці загінки, коли потрібно розвернутися.
 
Так, система інтелектуального комплексного керування устаткуванням iTEC Pro компанії «Джон Дір» дозволяє виконувати роботу більш комфортно і скоротити експлуатаційні витрати. Цей інноваційний модуль дисплея GreenStar 2630 дозволяє виконувати розвороти в кінці гону в автоматичному режимі, скорочуючи пропуски, економлячи добрива, посівний матеріал і паливо.
 
Система iTEC Pro, що встановлюється на тракторах (серії 8030, 9030 і 8R), поєднує в собі «автоматичного водія» AutoTrac і систему управління устаткуванням (IMS) для контролю швидкості трактора, валу відбору потужності, клапанів секційного гідророзподільника, механічного переднього приводу і блокування диференціала, підйому передньо- і задньоначіпних знарядь. В цілому вона виконує наступні функції: розвороти в кінці гону в автоматичному режимі, повне управління устаткуванням, оптимізація процесу роботи знарядь.

alt

Перспективними є розробки американської фірми Outback Guidance, яка останнім часом представила три нові системи рульового керування. Дві з них є новим поколінням систем, представлених у вельми успішній серії EDrive autosteer від компанії AgJunction. Вони включають функцію eDriveXD, що забезпечує точність дециметрового рівня і функцію eDriveXC із сантиметровою точністю. Продукти серії eDriveX розроблені для більшої сумісності з широкою різноманітністю марок тракторів, обприскувачів, розкидачів і поєднуються за допомогою гідравлічних або електричних інтерфейсів.
 
Нові опції вдосконаленої машини з Outback Guidance забезпечують швидке повернення інвестицій — часто протягом одного сезону за рахунок економії палива, добрив, гербіцидів, і насіння. Також система сприяє зниженню стомлюваності і поліпшенню працездатності, підвищенню якості робіт навіть в умовах недостатньої видимості.
 
Навігаційні системи дозволяють протягом тривалого часу сіяти на високих швидкостях, не перекриваючи стикувальних рядів. Окрім посіву, автопілот може застосовуватися при внесенні засобів захисту рослин і збиранні врожаю. В результаті продуктивність техніки може збільшиться на 15-20%. Крім того, система дає можливість правильно вести агрегат по полю, в режимі реального часу сканує інформацію про те, що на ньому робиться, яка витрата палива, де знаходиться агрегат, яка його продуктивність і скільки гектарів він обробив.
 
Поточне положення машини в кожен момент часу визначається за допомогою GPS-приймача, а запам’ятовування маршруту, обчислення відхилення від нього і управління індикацією здійснює спеціалізований процесор. Алгоритм управління транспортним засобом за допомогою курсопоказника дуже простий: якщо індикатори світяться у центрі — машина йде правильно, якщо індикатор почав переміщуватися, наприклад, управо, значить, машина йде управо — водій повинен компенсувати відхилення від вказаного напряму. Якщо водій виїхав з поля для дозаправки або був вимушений припинити роботу внаслідок негоди, то згодом він може повернутися в точку, де була припинена робота, і продовжити водіння по вибраній раніше траєкторії. Окрім варіанту зі світлодіодними індикаторами в пластиковому корпусі, існують системи паралельного водіння з графічним дисплеєм, який формує двовимірне умовне зображення машини, оброблюваного ряду і ліній сітки для візуалізації руху.
 
Робот-тракторист
Система водіння, об’єднана з агрегатами точного дозування і спеціальним програмним забезпеченням, дозволяє створювати і згодом використовувати карти обробки полів із запам’ятовуванням траєкторії водіння машини. Звичним став термін «система паралельного водіння». Сучасні системи з GPS-навігації дозволяють прокладати і відстежувати як прямолінійні, так і криволінійні траєкторії і їх руху. Автопілотування відрізняється від паралельного водіння тим, що відхилення від заданої траєкторії, що генеруються GPS-пристроєм, вводяться безпосередньо в систему управління ходовою частиною, забезпечуючи рух по маршруту без втручання механізатора. Як правило, автопілот складається з пристрою паралельного водіння, контролера і виконавчого механізму, який підключається до гідравлічної системи трактора. Останнім часом з’явилися також виконавчі механізми, які встановлюються на рульову колонку. Цей механізм на базі електродвигуна управляється від системи паралельного водіння і передає зусилля через гумовий валик на рульове колесо, що дозволяє утримувати технологічний агрегат на заданому маршруті. Водій при цьому у будь-який момент може узяти управління на себе.
 
Таким чином, основні функції оператора вже сьогодні у змозі виконувати автоматика. Так чи потрібен взагалі тракторист? В цьому напрямі цікавою розробкою фінської компанії Valtra є концептуальний трактор RoboTrac, який управляється за допомогою GPS-навігації та Інтернету. Як повідомляють, цей транспортний засіб підходить для застосування на виноградних полях, кавових фермах і фруктових садах. Трактор обладнаний 85-сильним дизельним двигуном, задньою самопідрулювальною віссю, а також може бути як передньо- так і повноприводним. По команді, переданій через Інтернет і навігаційну систему, RoboTrac здатний самостійно орати, обробляти ґрунт, сіяти і садити, зрошувати посіви і так далі. «Розумний» трактор, за словами його творців, дбайливо відноситься до збирання урожаю і зводить до мінімуму пошкодження плодів.
 
Так що не дивуйтеся, коли невдовзі помітите на полі трактор, що працює без людини. Або ж водій десь є, але не сидить в кабіні — скажімо, він керує трактором з офісу, що знаходиться у сусідньому селі.
 21 січня 2020
За перші 4 місяці 2019/20 МР (вересень-грудень) Україна поставила до Єгипту 430 тис.тонн соєвих бобів, що є максимальним показником за вказаний період.
За перші 4 місяці 2019/20 МР (вересень-грудень) Україна поставила до Єгипту 430 тис.тонн соєвих бобів, що є максимальним показником за вказаний період.
21 січня 2020
 21 січня 2020
За даними Державної служби статистики, минулого року в Україні переробка винограду скоротилася на 54,7% порівняно з 2018 роком – до 124,23 тис. тонн.
За даними Державної служби статистики, минулого року в Україні переробка винограду скоротилася на 54,7% порівняно з 2018 роком – до 124,23 тис. тонн.
21 січня 2020
 21 січня 2020
Вчені створили добавку, яка здатна продовжити терміни зберігання продуктів і одночасно зміцнити імунну систему людини.
Вчені створили добавку, яка здатна продовжити терміни зберігання продуктів і одночасно зміцнити імунну систему людини.
21 січня 2020
 21 січня 2020
На околиці села Красне Полтавської області побудують на солончаках сонячну електростанцію.
На околиці села Красне Полтавської області побудують на солончаках сонячну електростанцію.
21 січня 2020
 20 січня 2020
У ПП «Хутір» (с. Бугаків Немирівського району Вінницької області) було встановлено діагноз на грип птиці.
У ПП «Хутір» (с. Бугаків Немирівського району Вінницької області) було встановлено діагноз на грип птиці.
20 січня 2020
 20 січня 2020
Відкриття ринку землі в Україні призведе до зростання попиту на кредитні ресурси.
Відкриття ринку землі в Україні призведе до зростання попиту на кредитні ресурси.
20 січня 2020

Please publish modules in offcanvas position.