РОЗДІЛ 2
ТЕОРЕТИЧНІ ПЕРЕДУМОВИ РОЗРОБКИ ПРОГРАМНО - АПАРАТНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ МІСЦЕВИЗНАЧЕНОГО ДОЗУВАННЯ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ
2.1. Обґрунтування технологічного процесу системи дозування та перерозподілу мінеральних добрив
Вирішення задачі перерозподілу інтенсивності потоку добрив можливо проводити двома принципово різними способами:
* шляхом застосування паралельних підсистем регулювання;
* шляхом застосування послідовних підсистем регулювання [67].
При застосуванні паралельних підсистем регулювання щільності розподілу ТМ по ширині захвату машини з технологічними смугами шириною (рис. 2.1), використовуються індивідуальні керовані дозатори 1, 2, ..., на кожну технологічну смугу.
Ширина технологічної смуги повинна бути менша, ніж ширина захвату машини (див. результати експериментальних досліджень розділу 5). Система керування процесом перерозподілу інтенсивності потоку ТМ при застосуванні паралельних підсистем регулювання і перерозподілу щільності ТМ по довжині гону та ширині захвату машини знаходиться під контролем центральної комп'ютерної системи керування, яка в свою чергу працює під дією ГСП. Сигнал керування для кожного з індивідуальних 1, 2, ..., дозаторів розраховується центральним комп'ютером і передається по шині інформаційних даних.
В результаті цього, кожний керований дозатор утворює потік ТМ з заданою інтенсивністю , що в свою чергу обумовлює норму внесення ТМ з щільністю . Таким чином формуються задані (необхідні) норми внесення ТМ по місцевизначеним ділянкам поля.
Рис. 2.1. Перерозподіл інтенсивності потоку ТМ при застосуванні паралельних підсистем регулювання і перерозподілу щільності мінеральних добрив по довжині гону та ширині захвату машини.
При застосуванні системи перерозподілу інтенсивності потоку ТМ з послідовними підсистемами регулювання і перерозподілу щільності ТМ по довжині гону та по ширині захвату машини (рис. 2.2), процес формування заданих норм внесення ТМ по площі поля відбувається подібно до описаного вище з тією відмінністю, що кінцева щільність ЗНВ ТМ формується в результаті роботи спеціалізованого механізму перерозподілу з регульованим подільником двофазної суміші. Подільник двофазної суміші перерозподіляє загальний потік ТМ між технологічними смугами ширини захвату машини.
Рис. 2.2. Перерозподіл інтенсивності потоку ТМ при застосуванні послідовних підсистем регулювання і перерозподілу щільності ТМ по довжині гону та ширині захвату машини.
При цьому необхідно проводити керування положенням подільника ділильної головки механізму перерозподілу ТМ (рис. 2.3) в горизонтальній площині з метою виконання заданих планів розподілу ТМ.
Рис.2.3. Загальна схема механізму системи дозування та перерозподілу мінеральних добрив по поверхні поля.
Механізм працює наступним чином: згідно сигналу контролера, механізм дозування добрив налаштовується на необхідну норму внесення по всіх технологічних смугах ширини захвату машини в конкретній точці поля, в якій знаходиться МТА. Паралельно сигнал від контролера подається на виконавчі сервомеханізми механізму перерозподілу інтенсивності потоку добрив, що виводять подільник ділильної головки у визначене положення, яке відповідає формуванню потрібної щільності ТМ по кожній технологічній смузі ширини захвату машини.
2.2. Аналіз процесу керування центральним дозатором машини
Схема блоку керування центральним дозатором машини виконана по класичній схемі роботи пневматичного дозатора і представлена на рис. 2.4. Керування інтенсивністю потоку двофазної суміші "повітря-частки добрив" відбувається за рахунок роботи механізму дозування добрив. Необхідна частота обертання котушки дозатора забезпечується сервомеханізмом S. Режим роботи останнього контролюється датчиком зворотного зв'язку та регулятором РШ1.
Рис. 2.4. Схема блоку керування центральним дозатором машини.
Розрахунок інтенсивності загального потоку добрив ведеться за формулою:
кг/с, (2.1)
де - задана норма внесення добрив по електронній картограмі, кг/га;
- ширина захвату розподільника, м;
- статичний радіус кочення ведучого колеса трактора, м;
- частота сигналу датчика швидкості, гц;
- характеристика сигналу датчика швидкості;
- коефіцієнт, що залежить від типу добрив.
Інтенсивність потоку ТМ є функцією координат місцезнаходження МТА в полі, а щільність розподілу ТМ по площі поля залежить, також, і від координат конкретної точки поля по ширині захвату МТА.
Розглянемо фрагмент поля, локальні координатні осі якого розташовані до осей світових координат широти та довготи під кутом , з сіткою, що має розмір комірки 1х1 метр і по якому рухається розподільник мінеральних добрив (рис.2.5) з шириною захвату метрів. Розподільник добрив в кожний конкретний момент роботи повинен виконувати реалізацію картограми заданих норм внесення ТМ. Наприклад, на момент часу, що зафіксований рис. 2.5, необхідно по першій технологічній смузі реалізувати внесення добрив з нормою , по другій - з нормою , а по третій та четвертій смугах - з нормою . Тоді задана норма внесення добрив, що входить до рівняння (2.1) буде визначатися виразом:
(2.2)
По заданій нормі внесення добрив розраховується інтенсивність загального потоку добрив, яку надалі треба перерозподілити таким чином, щоб після проходу машини були сформовані задані норми .
При вирішенні задачі перерозподілу інтенсивності потоку ТМ по технологічних смугах будемо виходити з положення:
(2.3)
де - час виконання технологічного проходу;
- кількість технологічних смуг.
Рис. 2.5. Фрагмент поля з сіткою з розміром комірки 1х1 м.
Для обраного прикладу розподільник працює за схемою з 4-ма технологічними смугами, кожна з яких дорівнює .
Статистичний аналіз рівня варіювання місцевизначених параметрів сільськогосподарських угідь, що накопичені під час проведення лабораторно-польових досліджень на полях Черкаської, Чернігівської та Київської областей [10] за період 1997-2003 років свідчить, що обмежувальна лінія епюри заданих норм внесення ТМ по