УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЕЛЬХОЗМАШИНЫ Российский патент 2012 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может найти применение при оснащении посевных агрегатов устройствами измерения и регулирования нормы высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений независимо от скорости движения агрегата при дифференцированном высеве семян и внесении гранулированных минеральных удобрений.

Известна пневматическая сеялка DE 3908665 A1, которая снабжена множеством распределителей в виде вращающихся дисков, каждый из которых оснащен собственным электродвигателем. При этом скорость перемещения сеялки воспринимается преобразователем. Данные преобразователи подают импульсы, являющиеся функцией скорости перемещения, на электронные устройства, воздействующие на двигатели распределителей.

Недостатками указанной сеялки являются жесткая зависимость нормы высева только от скорости движения агрегата, наличие множества электродвигателей и невозможность дифференцированного высева.

Известно техническое решение DE 424600, в котором описана сеялка с однозерновыми высевающими аппаратами. При этом сеялка состоит из нескольких работающих от привода однозерновых высевающих аппаратов, распределенных друг от друга по рабочей ширине на расстоянии ширины ряда и датчика пути для получения информации о пройденном расстоянии. Каждый однозерновой высевающий аппарат имеет собственный электропривод. Устройство управления снабжено одним или несколькими бесступенчатыми пропорциональными регуляторами, которые преобразуют поступающие с датчика пути импульсы в управляющие импульсы для электроприводов.

Недостатком известного технического решения также является невозможность дифференцированного посева и большое количество электроприводов управления высевающими аппаратами.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство RU 2399185 С1 автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины, включающее n импульсных фотоэлектрических датчиков измерения нормы высева семян и n датчиков измерения нормы внесения гранулированных минеральных удобрений, две суммирующие схемы сигналов, датчиков, двухканальный модуль частотного ввода, стробируемый от импульсных сигналов датчика вращения колеса, блок управления, выполненный в виде контроллера управления технологическим процессом высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений с флэш-памятью и терминалом операторского контроля, навигатор, два формирователя управляющих сигналов исполнительными механизмами управления нормой высева и нормой внесения гранулированных минеральных удобрений, выполненные в виде двух шаговых двигателей управления эффективной шириной высевающих катушек дозатора при помощи заслонок.

Недостатком известного устройства является наличие двух исполнительных устройств по каждому каналу регулирования нормы высева и нормы внесения удобрений. Это, прежде всего, механический привод от колеса сеялки к валам высевающих катушек, обеспечивающих регулирование нормы высева и внесения гранулированных минеральных удобрений от скорости движения агрегата и двух электрических приводов управления эффективной шириной высевающих катушек дозатора при помощи заслонок для дифференцированного высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений по программе, записанной с флэш-памяти, и сигналам с навигатора.

Техническая задача заключается в улучшении эксплуатационных характеристик машинно-тракторного агрегата, повышении точности дозирования, снижении себестоимости посевных агрегатов, сокращении времени настроечных работ, сокращение сроков посева и, как следствие, повышение урожайности высеваемых культур.

Техническая задача достигается тем, что устройство для автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины, включающее n импульсных фотоэлектрических датчиков измерения нормы высева семян и n датчиков измерения нормы внесения гранулированных минеральных удобрений, две суммирующие схемы сигналов датчиков, двухканальный модуль частотного ввода, стробируемый от импульсных сигналов датчика вращения колеса, блок управления, выполненный в виде контроллера управления технологическим процессом посева с флэш-памятью и терминалом операторского контроля, навигатор, два формирователя управляющих сигналов исполнительными механизмами, выполненные в виде двух шаговых двигателей управления нормой высева и нормой внесения гранулированных минеральных удобрений, по сигналам с навигатора по программе, записанной во флэш-памяти, согласно изобретению, оно снабжено энкодером, модулем частотного ввода, причем выход энкодера подключен ко входу модуля частотного ввода, выход модуля частотного ввода подключен по RS485 интерфейсу к контроллеру, терминалу операторского контроля и выходу двухканального модуля частотного ввода, выход контроллера по RS232 интерфейсу подключен к двум формирователям управления частотой вращения двух шаговых двигателей, осями, жестко связанными с осями вращения катушек дозирующих аппаратов по высеву семян и внесению гранулированных минеральных удобрений посевного агрегата, при этом контроллер выполнен с возможностью регулирования нормы высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений в зависимости от скорости движения агрегата при помощи двух программно управляемых шаговых двигателей, вращающих катушки дозирующих аппаратов, по частотным сигналам с энкодера, преобразованным в цифровой код модулем частотного ввода.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины.

Устройство содержит: импульсные датчики измерения нормы высева семян ДС1…ДCn, импульсные датчики измерения нормы внесения гранулированных минеральных удобрений ДУ1…ДУn, суммирующие схемы сигналов датчиков 1 и 2, датчик вращения колеса сеялки Двр, двухканальный модуль частотного ввода 3, вычислительное устройство (контроллер) 4 с флэш-памятью 5 и видеотерминал 6, навигатор 7, два формирователя управляющих сигналов 8, 9, исполнительные механизмы (шаговые двигатели) 10, 11, приводящими во вращение катушки высевающих аппаратов 12, 13, датчик скорости движения (энкодер) 14 и модуль частотного ввода 15, причем навигатор 7 и формирователи управляющих сигналов 8, 9 шаговых двигателей 10, 11 соединены с контроллером 4 по RS232 интерфейсу, а видеотерминал 6 и модули частотного ввода 3, 15 соединены с контролером 4 по RS485 интерфейсу, контроллер 4 выполнен с возможностью регулирования нормы высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений в зависимости от скорости движения агрегата при помощи двух программно управляемых шаговых двигателей 10, 11, вращающих катушки дозирующих аппаратов 12, 13 по частотным сигналам с энкодера 14, преобразованным в цифровой код модулем частотного ввода 15.

Устройство работает следующим образом.

Импульсные сигналы с датчиков семян ДС1 и ДCn и внесения гранулированных минеральных удобрений суммируются в логических схемах ИЛИ 1, 2 и далее подаются на модуль двухканального частотного ввода 3, который подсчитывает число импульсов по семенам и удобрениям за интервал времени одного оборота колеса сеялки по импульсам с датчика вращения Двр колеса сеялки. Полученная информация в модуле преобразуется в двоичные числа и по последовательному интерфейсу RS485 передается в контроллер 4 с флэш-памятью 5 и терминалом 6. В контроллер 4 по тому же последовательному интерфейсу поступает информация о скорости движения агрегата с энкодера 14 и одноканального модуля частотного ввода 15. Контроллер 4 вычисляет скорость движения агрегата, определяет место положения агрегата на поле по информации, получаемой с навигатора 7, вычисляет норму высева семян и внесения удобрений, сравнивает полученные нормы с теми, что занесены в контроллер 4 с флэш-памяти 5 на данном участке поля и по последовательному интерфейсу RS232 задает формирователям управляющих сигналов 8, 9 частоту вращения шаговых двигателей 10, 11, осями жестко связанные с катушками высевающих аппаратов 12, 13, осуществляющие дифференцированный высев семян и внесение гранулированных минеральных удобрений с учетом скорости движения агрегата и по сигналам с навигатора по программе, записанной во флэш-памяти.

Заявленный принцип автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины улучшает эксплуатационные характеристики машинно-тракторного агрегата, снижает себестоимость посевных агрегатов, сокращает время настройки агрегата на соответствующую культуру, повышает быстродействие системы регулирования, т.е. уменьшает время перехода с минимальной дозы на максимальную и наоборот, что составляет менее одной секунды, и, как следствие, повышает точность дозирования, сокращает сроки посева, повышает урожайность высеваемых культур.

Устройство для автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины включает n импульсных фотоэлектрических датчиков измерения нормы высева семян и n датчиков измерения нормы внесения гранулированных минеральных удобрений, две суммирующие схемы сигналов датчиков, двухканальный модуль частотного ввода, стробируемый от импульсных сигналов датчика вращения колеса, блок управления. Последний выполнен в виде контроллера управления технологическим процессом посева с флэш-памятью и терминалом операторского контроля. Кроме того, устройство содержит навигатор, два формирователя управляющих сигналов исполнительными механизмами, выполненные в виде двух шаговых двигателей управления нормой высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений по сигналам с навигатора по программе, записанной во флэш-памяти. Устройство также снабжено энкодером и модулем частотного ввода. При этом выход энкодера подключен ко входу модуля частотного ввода. Выход модуля частотного ввода подключен по RS485 интерфейсу к контроллеру, терминалу операторского контроля и выходу двухканального модуля частотного ввода. Выход контроллера по RS232 интерфейсу подключен к двум формирователям управления частотой вращения двух шаговых двигателей. Оси двигателей жестко связаны с осями вращения катушек дозирующих аппаратов высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений посевного агрегата. При этом контроллер выполнен с возможностью регулирования нормы высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений от скорости движения агрегата при помощи двух программно управляемых шаговых двигателей. Последние вращают катушки дозирующих аппаратов по частотным сигналам с энкодера, преобразованным в цифровой код модулем частотного ввода. Использование изобретения позволит увеличить быстродействие и точность системы регулирования дифференцированного высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений, сократить время наладки агрегата на соответствующую культуру и, как следствие, сократить сроки посева и повысить урожайность высеваемых культур. 1 ил.

Устройство для автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины, включающее n импульсных фотоэлектрических датчиков измерения нормы высева семян и n датчиков измерения нормы внесения гранулированных минеральных удобрений, две суммирующие схемы сигналов датчиков, двухканальный модуль частотного ввода, стробируемый от импульсных сигналов датчика вращения колеса, блок управления, выполненный в виде контроллера управления технологическим процессом посева с флэш-памятью и терминалом операторского контроля, навигатор, два формирователя управляющих сигналов исполнительными механизмами, выполненные в виде двух шаговых двигателей управления нормой высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений по сигналам с навигатора по программе, записанной во флэш-памяти, отличающееся тем, что оно снабжено энкодером, модулем частотного ввода, причем выход энкодера подключен ко входу модуля частотного ввода, выход модуля частотного ввода подключен по RS485 интерфейсу к контроллеру, терминалу операторского контроля и выходу двухканального модуля частотного ввода, выход контроллера по RS232 интерфейсу подключен к двум формирователям управления частотой вращения двух шаговых двигателей, осями, жестко связанными с осями вращения катушек дозирующих аппаратов высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений посевного агрегата, при этом контроллер выполнен с возможностью регулирования нормы высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений от скорости движения агрегата при помощи двух программно управляемых шаговых двигателей, вращающих катушки дозирующих аппаратов по частотным сигналам с энкодера, преобразованным в цифровой код модулем частотного ввода.