Автоматизированная сеялка

В настоящее время в Белгородской области интенсивно развивается сельское хозяйство и агропромышленный комплекс. Вместе с этим возникает потребность внедрения новых технологий, позволяющих улучшить качество производимой продукции и при этом снизить затраты на производство за счет рационального использования сырья.

На сегодняшний день нестабильность климата сильно отражается на ценах зерновых культур, что значительно влияет на доход фермеров. В связи с этим актуальной становится проблема уменьшения расходов при высеве зерна. Зачастую, значительный процент этих расходов является неоправ- данным по ряду причин. Одной из основных причин является отсутствие обратной связи между высевающим механизмом и движением трактора, таким образом, не обеспечивая равномерного высева, что влечет за собой негативные факторы, связанные с процессом роста культуры. Также значительную роль играет человеческий фактор. Водитель трактора в силу ряда причин может проявить невнимательность, а именно, не остановить высев при остановке трактора или во время перемещения сеялки на другой участок, при этом потери зерна будут неоправданны.

В данной статье будет предложена технология высева зерновых культур, основанная на применении автоматизированной сеялки, которая изменяет интенсивность высева при изменении скорости движения трактора. Это позволяет равномерно засеивать фиксированную площадь заданным количеством зерна.

Решением подобных проблем на протяжении нескольких лет зани- маются западные страны, такие как США, Канада, Германия. Многие фермеры на собственном опыте оценили эффективность автоматизированного высева. Несмотря на относительно высокую стоимость, система окупает себя в короткий срок, снижая затраты на посев. В результате была разработана и создана система отвечающая, первоначально поставленным задачам, а именно:

1. Поддержка двух режимов высевания.
2. Автоматическое управление интенсивности высевания зерна в зависимости от скорости трактора.
3. Автоматическое управление интенсивности рассеивания удобрений в зависимости от скорости трактора.
4. Контроль наполняемости сеялки.
5. Контроль положения пропашных.
6. Возможность использования системы под разные модификации сеялок.
7. Повышение мощности на валу при засорении.
8. Сигнализация пороговых значений скорости трактора с учётом характеристик силовых механизмов.

Рис.1 - Сеялка

Принцип расчета частоты вращения высевающего механизма при весовых параметрах основан на отношении массы высеянного зерна за один оборот, полученного при калибровке, к массе, которую требуется высевать за один оборот колеса, и к периоду вращения колеса. Масса высеянного зерна за один оборот вала определяется отношением взвешенной массы после калибровки к количеству оборотов вала. Масса, которую требуется высевать за один оборот колеса, рассчитывается на основании введенной общей массы зерна и удобрения на один гектар земли, а так же к количеству сошников. Размер сошников фиксирован, размер колеса уточняется согласно введенным данным.

При количественных параметрах принцип нахождения частоты вращения тот же, отличие состоит в том, что вместо общей массы на гектар земли вводится количество зерен при условии, что за один оборот вала с одной секции высеивается тридцать зерен.

Во время движения на программируемый логический контроллер(ПЛК) поступает периодический сигнал с индуктивного датчика, находящегося на оси сеялки. Колесо имеет десять меток, поэтому датчик за один оборот колеса срабатывает десять раз. Метки расположены на одном расстоянии друг от друга. Исходя из этих параметров, ПЛК фиксирует время между срабатываниями датчика, а затем рассчитывает скорость движения сеялки. Далее через интерфейс связи RS485 расчетные данные по протоколу ModBus RTU передаются на устройства управления шаговыми двигателями. Два двигателя работают в одном режиме и отвечают за высевание зерна, так как один двигатель не справляется с нагрузкой. Третий двигатель не зависит от двух предыдущих, но зависит от скорости трактора и отвечает за рассеивание удобрений. В случае остановки трактора или поднятии пропашных, шаго-вые двигатели автоматически останавливаются.