ПОТОЧНО-ПРОГРАММНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

ПОТОЧНО-ПРОГРАММНОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ РАБОЧИХ ПАРАМЕТРОВ МОБИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН

Виктор Аулин, Андрей Панков, Анастасия Стахорская

Кировоградский национальный технический университет

Университетский проспект, 8, Кировоград, Украина. E-mail: [e-mail]

Viktor Aulin, Andrey Pankov, Anastasiya Stakhorskaya

Kirovograd National Technical University

8 Universytetsky Lane, Kirovograd, 25006, Ukraine. E-mail: [e-mail]

Аннотация. Методы системы точного земледелия (СТЗ) на основе современных информационных технологий и вычислительной техники позволяют точно определить количество технологических материалов (семян, удобрений, пестицидов) при внесении, в соответствии с уникальными особенностями и характеристиками каждого участка поля и в точно определенное время. Это дает возможность более эффективно использовать потенциал почвенного плодородия при существенном снижении техногенной нагрузки на поле. Поэтому современная сельскохозяйственная техника отличается от своих предшественников возможностью изменения норм внесения «на ходу», в поточном порядке, то есть дифференцированием рабочих параметров. Это и есть магистральный путь совершенствования сельскохозяйственной техники. Однако современную ситуацию с техническим обеспечением СТЗ можно характеризовать как проблемную, когда еще недостаточно обозначены соответствующие конструктивные решения. Дифференцированное внесение технологических материалов сдерживается недостатком научных исследований и разработок в настоящее время, остается нерешенным вопрос создания и применения сравнительно простых, дешевых и надежных в использовании средств технической реализации предписанных поточных дифференцированных технологических воздействий. Существующие технические средства морально устарели и не предрасположены для дифференцированного поточного внесения материалов, причем необходимое их переоборудование сопряжено со значительными материальными и трудовыми издержками. При этом затраты на адаптацию существующих машин к требованиям СТЗ сопоставимы со значительной стоимостью самих машин. Для устранения указанных недостатков предлагается адаптация к требованиям СТЗ дозирующих систем для технологических материалов, работающих с применением пневмоструйных элементов и устройств. При этом затраты на адаптацию таких дозирующих систем значительно меньше существующих, связанных с традиционными средствами механизации.

Ключевые слова: земледелие, технология, дифференцирование, информация, механизация, пневмоавтоматика, эффективность, затраты.

ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Современные машинные технологии и технические средства для выращивания сельскохозяйственных культур достаточно совершенны и могут обеспечить выполнение агротехнических требований в соответствии с существующей концепцией уравнительного землепользования. Однако результаты исследований в области сельскохозяйственного производства (СХП) свидетельствуют о том, что развитие технологий и технических средств, базирующихся на этой концепции, достигли своего предела [1, 2]. В частности, за последние несколько десятков лет повышение урожайности сельскохозяйственных культур достигалось за счет резкого увеличения использования минеральных удобрений и пестицидов, а также интенсификации использования фондов. Сегодня уже очевидно, что в рамках традиционного земледелия не удается найти кардинальные решения по экономии затрат и снижению себестоимости.

Общими следствиями существующей системы уравнительного землепользования являются [1]:

-      экспоненциальный и непропорциональный рост затрат невосполнимой и овеществленной энергии на дополнительную единицу продукции;

-      возрастающие масштабы загрязнения и разрушения окружающей среды.

Кроме того, в настоящее время рост цен на семена, минеральные удобрения, средства защиты растений, технику и другие средства производства в сельском хозяйстве приводит к необходимости более рационального их применения.

Поэтому современный уровень развития механизированных процессов в СХП требует поиска новых технических и технологических возможностей для повышения рентабельности растениеводства и эффективности использования техники [3].

Для обеспечения повышения показателей эффективности производства сельскохозяйственной продукции и существенного снижения антропогенной нагрузки на окружающую среду необходимо внедрять новейшие методы и технические средства ведения управляемого дифференцированного земледелия с применением средств поточной адаптации машин к условиям производства [5]. Это направление особенно важно и в связи с необходимостью повышения эффективности сельскохозяйственного производства за счет повышения урожайности основных культур, так как учет неравномерности воздействия факторов земледелия дает возможность повысить урожайность сельскохозяйственных культур на 20-30% [2]. Опыт применения системы точного земледелия (СТЗ) с управляемым дифференцированным подходом также позволяет значительно экономить средства в размере 70-80$/га с потенциальным увеличением в два раза [6].

Дальнейшее развитие сельскохозяйственных технологий без учета пестроты плодородия почвы в пределах каждого участка поля является нерациональным. Рациональной альтернативой концепции уравнительного землепользования может быть только качественно новая стратегия интенсификации СХП, базирующаяся на дифференцированном использовании природных ресурсов, потенциала выращиваемых растений, а также различных технических факторов.

Предпосылками дифференцированного внесения технологических материалов являются|севбы| различия в характеристиках|различных| участков поля (неодинаковое количество питательных веществ, различная влажность) и, как следствие, различное плодородие|различная| этих участков. Полностью устранить|отстранять| эти отличия агротехническими приемами невозможно, и поэтому|и поэтому| на поле всегда будут участки с разными|различными| условиями для роста и развития растений [3].

В дифференцированном земледелии главную роль играют технические средства обеспечения технологий. При этом любое оборудование связано с программным комплексом, а, следовательно, с алгоритмом решения задач и информационным обеспечением.

В настоящее время основой научно-технического прогресса является расширение объема информации, используемой при выполнении технологических процессов [7].

На базе собранного объема информации осуществляется управление механизированными процессами выращивания сельскохозяйственных культур на таких технологических операциях, как посев, внесение удобрений и пестицидов. Управление производится с учетом составленных информационных карт, что дает возможность вносить в каждую конкретную точку поля оптимальную норму технологических материалов. Технически это осуществляется автоматически, с помощью специальных средств в процессе работы.

Поэтому современная сельскохозяйственная техника значительно отличается от своих исторических предшественников возможностью изменения норм внесения технологических материалов «на ходу», в поточном порядке, в соответствии с условиями функционирования, то есть дифференцированием параметров рабочих процессов. Это и есть магистральный путь совершенствования сельскохозяйственной техники [8].

Однако дифференцированное внесение технологических материалов сдерживается недостатком научных исследований и разработок, остается нерешенным вопрос создания и применения сравнительно простых, дешевых и надежных в использовании средств технической реализации предписанных поточных дифференцированных агротехнологических воздействий [2], поэтому работа в данном направлении актуальна.

Необходимы дальнейшие исследования и поиск новых конструктивных решений, как технических средств механизации, так и управляющих систем на основе внедрения и использования современных информационных технологий [8, 9, 10, 11].

АНАЛИЗ  ПОСЛЕДНИХ

ИССЛЕДОВАНИЙ И ПУБЛИКАЦИЙ

Для реализации дифферен­цированного внесения технологических материалов соответствующие машины должны иметь высокоадаптив­ные дозирующие и распределяющие рабочие органы, управляемые автоматизировано в соответствии с оптимальной программой применения материалов, реализованной в виде электронной карты. Все машины должны быть оборудованы сред­ствами для ориентации в системе позиционирования и обеспечивать независимое регули­рование доз в пределах ширины захвата [1].

Анализ существующих машин и литературных источников показывает, что большинство существующих технических средств морально устарели [12, 13] и не предрасположены для дифференцированного поточного внесения технологических материалов, причем необходимая их переделка сопряжена со значительными техническими и материальными издержками.

Однако также далеко не все модели машин поддаются оснащению соответствующим оборудованием. Самая серьезная проблема для небольших хозяйств, работающих на полях общей площадью менее одной тысячи гектаров, в том, что невозможно использовать для дифференцированного внесения удобрений имеющуюся технику, которую в большинстве случаев нельзя модернизировать [14].

Рассмотрим существующие варианты машинной реализации поточного дифференцированного внесения технологических материалов (посевного материала и минеральных удобрений), согласно [7].  

Главной отличительной чертой существующих машин, адаптированных к работе в системе точного земледелия, является то, что опорное колесо посевной машины теряет функцию механического привода катушечных высевающих аппаратов. Функции регулирования нормы высева передаются датчикам 6, 7, 8 (рис.1), которые анализируют состояние почвы и подают в режиме реального времени на обработку информацию о необходимой в данный момент для данного участка поля норме внесения материалов.

Процессор, в соответствии с заложенным программным обеспечением обрабатывает управляющий сигнал, который передается на исполнительное устройство 2, представляющее собой электрический мотор-редуктор, например, шагового типа. В этом случае опорное колесо посевной машины выполняет функции генератора импульсов скорости перемещения посевной машины и пройденного пути.

Рис. 1. Схема дифференцированного внесения технологических материалов на основе поточной регулировки катушечных высевающих аппаратов:

1 – емкость для материалов; 2 – исполнительное устройство; 3 – высевающий аппарат; 4 – семяпровод; 5 – сошник; 6, 7, 8 – датчики физико-технологического состояния участка поля.

Fig. 1. Chart of the differentiated application of technological materials on the basis of line regulation of spool-type planting apparatus:

1 - capacity for materials; 2 - executive device; 3 - planting apparatus; 4 - seed tubes; 5 sowing boot; 6, 7, 8 - sensors of the physic technological state of the field area.

Одним из способов реализации схемы на рис.1 является устройство для посева с переменной нормой [15], включающее высевающую катушку, установленную на высевающем валу с механизмом его перемещения при помощи винтовой передачи. Для изменения нормы высева в зависимости от внешних условий устройство оборудовано сверхвысокочастотным влагомером, блоком автоматической установки нормы высева и электрически связанным с его входом датчиком длины рабочей части высевающей катушки, а механизм перемещения высевающего вала оснащен промежуточным валом с кулачковой муфтой, второй винтовой передачей и реверсивным электродвигателем.

Аналогичные решения для катушечных высевающих аппаратов рассмотрены в описаниях патентов на полезную модель [16, 17].

На рис.2 представлена машина МВД-900 для внесения твердых минеральных удобрений [4].

 На машине установлен автоматический привод управления заслонками дозатора, спутниковая навигационная система и система управления дозатором. Автоматический привод содержит механизм открывания заслонок дозатора, управляемый электродвигателем возвратно-поступательного действия. Общее управление исполнительным оборудованием осуществляется с помощью бортового контроллера или бортового компьютера.

На рис.3, согласно [18, 19], предлагается высевающая система сеялки для точного земледелия.

Рис. 2. Установка для дифференцированного внесения твердых минеральных удобрений с бортовым контроллером.

Fig. 2. Plant for the differentiated application of hard mineral fertilizers with an on-board comptroller.

Рис.3. Схема высевающей системы сеялки в СТЗ:

М - модулятор; П - процессор; ГСП – глобальная система позиционирования; Г₁, Г₂ - генераторы; g₁, g₂ – цепи обратной связи; р – воздух под давлением; АМ – многоканальный усилитель.

Fig.3. Chart of the sowing system of seeder for precision agriculture:

M - keyer; П - processor; ГСП - the global system of positioning; Г₁, Г₂ - generators; g₁, g₂ - chains of feedback; р - air under pressure; АМ - multichannel strengthener.

Она содержит микропроцессорную систему формирования управляющих импульсных сигналов, пневматические высевающие аппараты, состоящие из бункеров для семян, заборных камер, рабочих камер, семяпроводов и воздухопроводов, присоединенных к высевающим аппаратам, пневматическую систему приведения в действие высевающих аппаратов, которая также связана с высевающими аппаратами.

При этом в микропроцессорной системе формирования импульсов есть два независимых генератора импульсов, а также многоканальный усилитель микропроцессорной системы, с количеством каналов усиления, соответствующим количеству высевающих аппаратов. Сами же  аппараты – импульсного действия, с возможностью индивидуального управления высевом по каждому из аппаратов, рабочие камеры которых выполнены в виде пустотелых форм с вертикальной осью и соединены в нижней части через сетку с воздухопроводом постоянной подачи семян, а в верхней части присоединены патрубки возврата лишних семян, выход которых соединен с бункером для семян, а в средней части в рабочие камеры введены с противоположных от семяпроводов сторон эжекторные патрубки, причем осевые линии каждого семяпровода и эжекторного патрубка лежат в одной вертикальной плоскости и пересекаются в центре рабочей камеры под тупым углом до 180⁰ и в каждом из патрубков установлены электромагнитные клапаны с индивидуальным управлением от процессора, состоящие из соленоидов, которые расположены в одних вертикальных плоскостях с эжекторными патрубками над их горизонтальными частями в том месте, где в замкнутой эллипсоподобной полости между нижней от соленоида стенкой эжекторного патрубка и мембраной находится ферросуспензия.

Изобретением ставится задача обеспечения программированных сменных норм высева семян пневматической высевающей системой посевной машины с возможностью оперативной регулировки нормы высева на ходу, во время работы машины, в направлении ее движения, а также в поперечном направлении – по ширине захвата в соответствии с данными о характеристиках параметров состояния поля, а также задача повышения универсальности высевающей системы, упрощения конструкции, снижения повреждения посевного материала.

Для оперативного контроля процесса дозирования удобрений, согласно [20],  предлагается микропроцессорное устройство корректировки.

Устройство (рис.4) представляет собой корпус, в котором находится микропроцессорный контроллер и блоки. Блок 4 позволяет устанавливать  коэффициенты, соответствующие различным дозам внесения удобрений. С его помощью можно выбрать необходимые режимы работы устройства. Блок 3 преобразует напряжение бортовой сети трактора (+12В) в необходимое для работы устройства (+5В). Датчик пути фотоэлектрического типа устанавливается на ведомом колесе трактора. Расход удобрений регистрируется устройством контроля. Датчик 7 представляет собой переключатель, устанавливаемый на рычаге управления. При выключении вала отбора мощности прекращается опрос датчиков 6 и 8 с сохранением предыдущей информации о параметрах контроля и объеме выполненной работы. Опрос датчика 6 осуществляется после каждого импульса от датчика 8. Сигналы от датчиков обрабатываются в блоке сопряжения 5. Основной узел устройства – контроллер 1, обрабатывающий поступающую информацию и отражающий ее в блоке индикации 2.

Рис.4. Микропроцессорное устройство:

1 – контроллер; 2 – блок индикации; 3 – блок питания контроллера и датчиков; 4 – блок ввода режимов работы; 5 – блок сопряжения; 6-8 – датчики соответственно расхода удобрений, регистрации включения и выключения вала отбора мощности трактора, пути.

Fig.4. Microprocessor device of adjustment:

1 - comptroller; 2 - block of indication; 3 - the power of comptroller and sensors module; 4 - block of input of operational mode; 5 - block of interface; 6-8 - sensors accordingly of fertilizers outflow capacity, registration of on-off billow of power of tractor takeoff, route.

Управляющий элемент контроллера 1 – микропроцессор (МП), вырабатывающий световую и звуковую сигнализацию о параметре контролируемого процесса – подсказку для своевременного воздействия оператора на корректор рычагом гидрораспределителя. Корректор  представляет собой измененный механизм привода подающего транспортера (рис.5).

Задача создания системы регулирования нормы внесения технологических материалов, которая|какая| будет осуществлять|свершать| регулирование в автоматическом режиме, в соответствии с картограммой внесения, поставлена и в работе [21].

Здесь, в связи с необходимостью применения автоматических систем регулирования нормы высева и построения сеялки для технологий точного земледелия, разработаны и изготовлены механические|механичных| элементы, а также отдельные программно-аппаратные системы для реализации переменных|сменных| норм высева|севбы|.

Система включает в себя антенну спутниковой навигации, рабочий компьютер, электроцилиндр, датчики обратной связи и скорости|быстроты|. В рабочий компьютер устанавливается флеш-карта с картограммой-заданием|задачей| на необходимую норму высева|севбы|, а система спутниковой навигации предоставляет координаты агрегата в поле.

Рис.5. Корректор дозирования удобрений:

1 – гидроцилиндр; 2 – кривошип; 3 - регулировочный диск; 4 - шатун; 5 - храповое колесо; 6 - коромысло.

Fig.5. Dosage corrector of fertilizers:

1 - hydro cylinder; 2 - crank; 3 - regulation disk; 4 - piston-rod; 5 - retched wheel; 6 - toggle.

Система работает|трудится| следующим образом: при перемещении агрегата рабочий компьютер получает сигнал от спутников СТЗ и в соответствии с параметрами состояния|стана| поля через|из-за| электродвигатель привода|предлога| дозатора контролирует частоту вращения шнекового дозатора, чем регулируется норма высева. Режим работы электродвигателя контролируется датчиком обратной связи и регулятором.

Основной составляющей системы для реализации переменных|сменных| норм высева|севбы| является блок управления высевающим аппаратом посевной машины|дадная-машины| (см. рис.2).

Очевидно, что в данной работе реализация дифференцированных норм внесения материалов аналогична схеме на рис.1|севбы|.

Патентами на полезную модель [22, 23] ставится задача разработки конструкции посевной машины для реализации дифференциального высева|севбы| каждой секцией вибрационного высевающего аппарата при выполнении|исполнении| технологической операции для обеспечения подбора оптимальной площади питания растений с учетом пространственной неоднородности грунтового|почвенного| покрова.

Поставленная полезной моделью задача дифференциального высева|севбы| решается|разрешает| изменением|сменой| конструкции сеялки с вибрационным высевным аппаратом путем использования|употребления| специального контролера, GPS-навигатора| и устройства считывания электронных карточек.

На рис.6|черчении| изображен общий вид посевной машины для дифференциального высева|севбы| с вибрационным высевным аппаратом.

Устройство работает|трудится| следующим образом: при движении сеялки семена|семечка| из|с| высевающего аппарата 1 поступают к|до| основанию|основанию| 2, которое состоит из высевающего диска  3  и опоры сферической формы  4, в которой|какой| размещен промежуточный диск 5, частотой вибрации которого|какого| изменяется|меняется| норма высева|семечка|.

Специальный контролер 6 синхронизирует информацию от GPS-навигатора| 7 и устройства считывания электронных карточек 8, управляет промежуточным диском 5, устанавливая заданную норму высева, и обеспечивает дифференциальный высев|севбу| каждой секции вибрационного высевного аппарата путем изменения|смены| нормы высева в ходе выполнения|исполнении| технологического процесса, то есть «на ходу», в поточном порядке. После высевающего аппарата 2 семена|семечко| попадают в семяпроводы|до| |9 и сошники 10. Для обеспечения условий эффективного роста семян|семечка| используются прикатывающие| катки| 11.

Рис.6. Посевная машина для дифференциального высева|севбы| с вибрационным высевным аппаратом:

1 -  аппарат; 2 - основание|основание|; 3 - высевающий диск; 4 - опора сферической формы; |какой|5 - промежуточный диск; 6 - специальный контроллер; 7 - GPS-навигатор|; 8 - устройство считывания электронных карточек; 9 - семяпроводы; |10 - сошники; 11 - |катки|.

 Fig.6. Sowing machine for the differential sowing with an oscillation sowing apparatus:

1 - apparatus; 2 - base; 3 -  sowing disk; 4 - support of spherical form; 5 - intermediate disk; 6 - special comptroller; 7 - GPS -navigator; 8 - device of read-out of electronic cards; 9 - seed tubes; 10 - sowing boots; 11 - rollers.

 При анализе конструкций и работы технических средств для дифференцированного внесения материалов также возникает вопрос относительно затрат на переоборудование или адаптацию существующих машин к данной технологии.

Покупка техники, позволяющей вносить семена и удобрения дифференцированно - наиболее затратная статья в СТЗ. Поэтому производители задумываются о том, как модернизировать имеющийся парк машин, но переоборудование только одной сеялки обходится в десятки тысяч долларов [14, 24]. То есть затраты на адаптацию машин к технологии СТЗ сопоставимы со стоимостью самих машин.

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

Анализ исследований и публикаций позволил установить следующие недостатки|, возникающие| при адаптации существующих| машин|дадная-машины| к| аппаратному и| программному обеспечению| СТЗ:

-      аналоговый принцип действия существующих машин в отличие от дискретногодействия аппаратно-программного обеспечения СТЗ, требующий применения преобразователей;

-      моральный износ машин, несоответствие техноукладов для исполнительных и командных устройств, то есть несоответствие их уровня.

-      наличие разветвленной кинематической цепи из механических передач, приводов и передаточных механизмов, а, следовательно, инерционность срабатывания исполняющих устройств и снижение надежности системы в целом;

-      разунификация и разнообразие элементной базы;

-      сложность и дороговизна предлагаемых технических решений.

Поэтому в данной работе поставлена задача разработки достаточно простых, универсальных и недорогих технических средств для поточно-программного регулирования операционных параметров технологических машин.

ИЗЛОЖЕНИЕ ОСНОВНОГО МАТЕРИАЛА

Для устранения указанных недостатков и решения поставленной задачи предлагается адаптация к требованиям СТЗ дозирующих систем, работающих с применением струйных элементов и устройств [25]. Схема адаптации  представлена на рис.7.

Рис.7. Принципиальная структурная схема реализации поточно-программного регулирования норм внесения технологических материалов:

1 – смартфон; 2 – Bluetooth-адаптер; 3 – микроконтроллер; 4 – выходы; 5 – исполнительные механизмы (сервомашины); 6 – блок управления струйными устройствами; 7 – струйные устройства (высевающие аппараты).

Fig.7. Fundamental flow diagram of realization of the line-soft adjusting of norms of application of technological materials:

1 - smartphone; 2 – Bluetooth - adaptor; 3 - microcontroller; 4 - outputs; 5 - executive mechanisms (servo- machines); 6 - control block of stream devices; 7 - stream devices (seedmeters).

Элементная база такой схемы включает в себя смартфон с соответствующим программным обеспечением (исходным кодом). Исходный код предоставляет собой структуру для взаимодействия программы внесения материалов с элементами управления и индикации. В качестве управления используется перемещение пневмоструйного датчика 1 с ниппелями (слайдера) относительно перфодиска 2 (рис.8), то есть регулируется частота вырабатываемых пневмоимпульсов, так как частотное регулирование имеет следующие преимущества:

-      высокая точность регулирования в наиболее экономичном режиме;

-      возможность удалённого управления и диагностики работы высевающей системы;

-      простота конструктивной реализации.

Рис.8. Элементы управления системой:

1 - пневмоструйный датчик с ниппелями (слайдер); 2 – перфорированный диск.

Fig.8. Control items by the sowing system.

1 - pneumojet sensor with nipples (slider); 2 - perforated disk.

Далее следует плата с микроконтроллером, к которой подключен Bluetooth-адаптер (рис.9).

Рис.9. Плата с микроконтроллером и модулем Bluetooth.

Fig.9. Panel with a microcontroller and module of Bluetooth.

Сервомашина (рис.10) - это электродвигатель с редуктором и схемой управления в одном корпусе.

Рис.10. Сервомашина.

Fig.10. Servo-machine.

На выходе мы получаем управляемое перемещение вала редуктора. Что бы управлять таким перемещением, сервомашина имеет специальный входной сигнал управления. Сигнал представляет собой импульс определенной длительности, который должен повторяться 50 раз в секунду. Временная ширина импульса определят положения выходного вала сервомашины, к которому его стремится повернуть двигатель. То есть, задавая определенную ширину импульса и повторяя его 50 раз в секунду, мы можем ожидать, что выходной вал сервомашины займет определенное желаемое положение.

Среднему положению выходного вала сервомашины соответствует ширина импульса 1500мс. Крайнему левому - 500мс, крайнему правому - 2500мс. При этом не нужно вручную генерировать последовательность импульсов для сервомашины, так как используются библиотеки программного обеспечения, которые осуществляют это автоматически. Мы только указываем, какая ширина импульса нам необходима в данный момент времени.

Теперь запишем код программы, который будет являться промежуточным звеном между слайдером и сервомашиной. Информация о положении слайдера находится в структуре RemoteXY в поле slider_1. В общем виде код выглядит следующим образом:

/* структура кода определяет все переменные управления */  struct { 
/* input variable */
unsigned char slider_1; /* = 0…100 положение      слайдера */
/* other variable */
unsigned char connect_flag;  /* = 1 if wire connected, else =0 */ } RemoteXY;

Определяем строку кода, которая пересчитывает значение положения слайдера, изменяемое от 0 до 100 в величину длительности импульса для управления сервомашиной: int ms = RemoteXY.slider_1*20+500

Кроме того, для преобразования вращательного движения сервомашины в поступательное движение слайдера, а также для снижения частоты вращения и повышения вращающего момента может быть необходим промежуточный редуктор (рис.11).

Рис.11. Промежуточный редуктор.

Fig.11. Intermediate reducing gear.

Таким образом, получим поточно-программную систему управления устройством внесения материалов для решения поставленной задачи.

Относительно затрат на создание такой системы управления, то они будут следующими. Цена платы с микроконтроллером составит 16$, модуля Bluetooth 7$, сервомашины 5$, драйвера сервомашины 10$, промежуточного редуктора – примерно столько же, или 10$. Принимая коэффициент, учитывающий затраты на монтаж (1,2) и округляя сумму, получим 60$. То есть затраты на адаптацию дозирующих устройств на основе пневмоники во много раз меньше связанных с традиционной механизацией.

ВЫВОДЫ

1.  Методы СТЗ позволяют экономить материальные и трудовые затраты и более эффективно использовать потенциал плодородия при существенном снижении техногенной нагрузки.

2.  Дифференцированное внесение материалов в СТЗ сдерживается недостатком сравнительно простых, дешевых и надежных в использовании средств технической реализации предписанных агротехнологических воздействий.

3.  Большинство существующих технических средств морально устарели и не предрасположены для работы в условиях СТЗ, причем необходимое их переоборудование связано со значительными техническими и материальными издержками.

4.  Дозирующие системы, работающие с применением струйных элементов и устройств, позволяют устранить существующие недостатки, причем затраты на их адаптацию к СТЗ значительно меньше существующих вариантов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК

1.  Марченко Н.М., Личман Г.И. 1999. Машинные технологии для дифференцированного внесения удобрений. / Тракторы и сельскохозяйственные машины. №12, 32-34.

2.  Войтюк Д.Г., Кравчук В.И., Кошевой А.А., Баранов Г.Л. 2000. Технические проблемы точного земледелия в Украине. Вестник аграрной науки. №9, 41-46. (Украина).

3.  Войтюк Д.Г., Анискевич Л.В., Гаврилюк Г.Р. 1998. Методы реализации системы точного земледелия. Научный вестник Национального аграрного университета. Выпуск 9. 67–69. (Украина).

4.  Войтюк Д.Г., Анискевич Л.В., Михайлевский В.А. 2004. Информационные технологии точного земледелия.  Промышленные измерения, контроль, автоматизация, диагностика. №1, 28-31. (Украина).

5.  Кравчук В. 2008. Приоритетные направления научных исследований в прогнозировании, испытании и сертификации техники и технологий для АПК. Техника АПК. №1, 6-7. (Украина).

6.  Анискевич Л., Гаврилюк Г., Ямков О. 2000. Система точного земледелия: эффективность и требования времени. Предложение. №6, 96-97. (Украина).

7.  Шеповалов В.Д. 2001. Автоматика топоориентированных технологий растениеводства. Техника в сельском хозяйстве. №1, 3-6.

8.  Анискевич Л.В. 1998. Сенсор-технология в точном земледелии. Научный вестник Национального аграрного университета. Выпуск 9. 70–72. (Украина).

9.  Сарахан Е.В. 2010. Информационные технологии в прецизионном земледелии. Компьютерные средства, сети и системы. № 9, 82-91. (Украина).

10.   Погорелый Л., Осипов М., Пашко А., Соломаха О. 2000. Информационная технология системы точного земледелия. Техника АПК. №10, 21-22. (Украина).

11.   Шевченко И.А., Пашко А.А. 2000. Применение информационных технологий в сельскохозяйственном производстве. Техника АПК. №8, 18-19. (Украина).

12.   Belodedov V., Nosko P., Fil P., Stavitskiy V., 2007. Parameter optimization using coefficient of variation of intervals for one-seed sowing apparatus with horizontal disk during maize seeding. TEKA Commission of Motorization and Power Industry in Agriculture. Vol.VII, 31-37.

13.   Belodedov V., Nosko P., Boyko G., Fil P.,  Mazneva M., 2013. Parameter optization of dosator for technique cultures on the quantity intervals, close by to calculation. TEKA Commission of Motorization and Power Industry in Agriculture. Vol.13,№4, Lublin, 18-24.

14.   Точное земледелие в Украине. Available online at: <http://b-logbook.info/technology/agro-technology/precision-agriculture.html>

15.   Устройство для посева с переменной нормой высева. Available online at: <http://patents.su/5-1544230-ustrojjstvo-dlya-poseva-s-peremennojj-normojj-vyseva.html>

16.   Сеялка для дифференцированного высева с катушечно-штифтовым высевающим аппаратом. Available online at: <http://uapatents.com/4-80053-sivalka-dlya-diferencijjovano-sivbi-z-kotushkovo-shtiftovim-visivnim-aparatom.html>  (Украина).

17.   Сеялка для дифференцированного высева с катушечно-штифтовым высевающим аппаратом. Available online at: <http://uapatents.com/4-100962-sivalka-dlya-diferencijjovano-sivbi-z-kotushkovo-shtiftovim-visivnim-aparatom.html>  (Украина).

18.   Высевающая система сеялки для точного земледелия. Available online at: <http://uapatents.com/5-29525-visivna-sistema-sivalki-dlya-tochnogo-zemlerobstva.html> (Украина).

19.   Пневмоимпульсный высевающий аппарат для сеялки точного земледелия. Available online at: <http://uapatents.com/2-44525-pnevmoimpulsnijj-visivnijj-aparat-sivalki-dlya-tochnogo-zemlerobstva.html> (Украина).

20.   Малаков Ю.Ф. 2000. Устройство контроля и корректировки дозирования удобрений. Тракторы и сельскохозяйственные машины. №12, 32-33.

21.   Система для реализации сменных норм высева. Available online at: <http://elibrary.nubip.edu.ua/7089/>  (Украина).

22.   Сеялка для дифференцированного высева с вибрационным высевающим аппаратом. Available online at: <http://uapatents.com/4-80351-sivalka-dlya-diferencijjovano-sivbi-z-vibracijjnim-visivnim-aparatom.html>  (Украина).

23.   Сеялка для дифференцированного высева с вибрационным высевающим аппаратом. Available online at: <http://uapatents.com/4-100963-sivalka-dlya-diferencijjovano-sivbi-z-vibracijjnim-visivnim-aparatom.html>  (Украина).

24.   Точное земледелие повышает рентабельность растениеводства. Available online at: <http://b-logbook.info/interview/tochnoe-zemledelie-povyishaet-rentabelnost-rastenievodstva.html>

25.   Pankov А., Zamota Т., Shcheglov А. 2014. The research of application and working process of fluid-jet elements and devices in planting techniques. TEKA Commission of Motorization and Power Industry in Agriculture. Vol.14, № 1, Lublin, 191-199.

LINE -SOFT ADJUSTING

OF OPERATING PARAMETERS

OF MOBILE TECHNOLOGICAL MACHINES

Summary. Methods of SPA on the basis of modern information technologies and computing engineering allow exactly defining the amount of technological materials (seed, fertilizers, pesticides) at application, in accordance with unique features and descriptions of every area of the field, in exactly set time. It enables more effectively to use potential of fertility of soils for the substantial decline of the techno genic loading on the field. Therefore a modern agricultural technique differs from the predecessors possibility of change of norms of application "in motion", in the line order, i.e. by differentiation of operating parameters. This is the main way of perfection of agricultural technique. However modern situation with the hardware of SPA it is possible to characterize as a problem, when corresponding structural decisions are marked not enough yet. The differentiated application of technological materials restrains temper the lack of scientific research-and-developments presently, a question of creation and application comparatively of simple, cheap and reliable in the use facilities of technical realization of the prescribed line differentiated technological influences is unsolved. Existent equipment morally became antiquated and not predisposition for the differentiated line application of technological materials, thus their necessary alteration is attended with considerable technical and material costs. Thus expenses on adaptation of existent machines to technology of SPA are comparable with the cost of machines. For the removal of the indicated defects adaptation is offered to the requirements of SPA of the dosing systems, working with the use of pneumojet elements and devices. Thus expenses on adaptation of batching’s devices on the basis of stream pneumoautomatics in oftentimes less than existing, related to traditional equipment of mechanization.

Keywords: agriculture, differentiation, technology, information, mechanization, fluids, efficiency, expenses.