УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЕЛЬХОЗМАШИНЫ Российский патент 2013 года по МПК A01C7/00 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может найти применение при оснащении посевных агрегатов устройствами контроля и дифференцированного регулирования нормы высева семян и дифференцированного внесения твердых гранулированных минеральных удобрений.

Известно устройство контроля (П. РФ №2284014, МПК G01D 9/04, 2006), включающее первую и вторую многоканальные схемы преобразования, к входам первой схемы подключено n датчиков высева, к входам второй - n датчиков удобрений, третью и четвертую многоканальные схемы последовательного ввода информации в параллельный вывод на индикаторы высева семян и удобрений, равных количеству датчиков, датчиков контроля уровня семян в бункерах с усилителями, равными количеству бункеров, датчика контроля за частотой вращения рабочих органов с детектором, индикаторов контроля уровня семян и удобрений в бункерах, индикатора поднятого состояния сошников, индикатора контроля за вращением рабочих органов, индикатора контроля за вращением рабочих органов, тактового генератора, кнопку проверки, схему защиты от неправильного подключения к бортовой сети, логическую схему автоматического отключения и включения звукового излучателя при остановке и начале движения посевного агрегата.

Недостатком известного устройства является отсутствие управления нормой высева семян и внесения удобрений.

Известно устройство для автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины (П. РФ №2399185, МПК A01C 7/00, 2009), включающее два импульсных датчика, счетчик, блок управления, формирователь управляющих сигналов исполнительным механизмом. Оно имеет фотоэлектрический датчик высева, частота импульсов на выходе которого пропорциональна числу семян высеваемых в единицу времени, датчик оборотов колеса сеялки, реверсивный счетчик, к входам параллельной записи которого подключен задатчик параллельного кода, на счетный вход подключен сигнал датчика высева через логическую схему блока управления, на вход обнуления счетчика подается сигнал от датчика оборотов колеса сеялки через триггер и дифференцирующую цепь, формирователь управляющих сигналов соединенный с входом исполнительного механизма.

Недостатками известного устройства являются:

- норма высева задается задатчиком параллельного кода и поддерживается постоянной за все время высева;

- регулирование нормы высева производится лишь пропорционально скорости движения агрегата;

- фотоэлектрический датчик высева регистрирует часть пролетающих через него семян и частота импульсов на его выходе несет информацию лишь о том, больше это нормы или меньше;

- поскольку при постоянной скорости движения количество семян, регистрируемое датчиком в единицу времени, является величиной случайной, колеблющейся относительно средней величины, то при наличии задержек за счет пролета семян и инерционности исполнительного механизма это приводит к неустойчивой работе (возбуждению) системы.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранное в качестве прототипа устройство автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины (А.с. SU №1704665, МПК A01C 7/00, 1990), 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 отсутствие контроля минимального уровня в бункерах, забивания сошников, поднятия и опускания сошников.

Техническая задача заключается в улучшении эксплуатационных характеристик машинно-тракторного агрегата, способствующих повышению урожайности при посеве зерновых культур за счет осуществления контроля и управления технологическим процессом высева семян и дифференцированного внесения удобрений.

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 твердых минеральных удобрений, две суммирующие схемы сигналов датчиков, двухканальный модуль частотного ввода, блок управления, выполненного в виде контроллера управления технологическим процессом высева семян и внесения твердых минеральных удобрений с флэш-памятью и терминалом операторского контроля, навигатор, два формирователя управляющих сигналов исполнительными механизмами управления нормой высева и нормой внесения твердых минеральных удобрений, выполненных в виде электрических приводов управления эффективной шириной высевающих катушек дозатора при помощи заслонок, согласно изобретению, снабжено двумя блоками дискретного ввода контроля высева семян и внесения удобрений, датчиком контроля минимального уровня семян в бункере семян, датчиком контроля минимального уровня удобрений в бункере удобрений, датчиком контроля поднятого состояния сошников, датчиком контроля вращения рабочих органов, при этом датчики минимального уровня семян и контроля вращения рабочих органов подключены к первому блоку дискретного ввода, датчики регистрации минимального уровня удобрений и поднятого состояния сошников подключены ко второму блоку дискретного ввода, а фотоэлектрические датчики высева семян и внесения удобрений выполнены с одним каналом регистрации высеваемого материала и снабжены элементами памяти на конденсаторе и резисторе подключены ко входам блоков дискретного ввода, и через диод и конденсатор к выходам усилителей, выходы блоков дискретного ввода подключены по RS485 интерфейсу к контроллеру, модулю частотного ввода и терминалу операторского контроля.

Изобретение поясняется чертежом.

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

Устройство содержит импульсные датчики измерения нормы высева семян и удобрений и контроля забивания сошников ДС1…ДCn, ДУ1…ДУn, суммирующие схемы импульсных сигналов датчиков 1 и 2, датчики минимального уровня семян в бункере семян (ДУС), датчики минимального уровня удобрений в бункере удобрений (ДУУ), датчик контроля частоты вращения рабочих органов (ДЧВ), датчик поднятого состояния сошников (ДПСС), 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, определяющие положение заслонок 12, 13 высевающих аппаратов, два блока дискретного ввода 14, 15, причем датчики измерения нормы высева семян и удобрений и контроля забивания сошников ДС1…ДCn, ДУ1…ДУn, оснащенны ячейками памяти на резисторах R5, С4, подключенны к выходам усилителей AD1 через конденсатор С3, VD3 и входам блоков дискретного ввода 14, 15, навигатор 7 и формирователи управляющих сигналов 8, 9 шаговых двигателей 10, 11 соединены с контроллером 4 по RS232 интерфейсу, а видеотерминал 6, модуль частотного ввода 3 и блоки дискретного ввода 14, 15 соединены с контроллером по RS485 интерфейсу, контроллер 4 выполнен с возможностью регулирования нормы высева семян и внесения гранулированных минеральных удобрений в зависимости от местоположения на поле определяемым навигатором 7 и программы работ записанной с флэш-памяти 5, а также контроля минимального уровня в бункерах семян и удобрений, контроля частоты вращения рабочих органов, контроля поднятого состояния сошников, контроля забивания сошников по сигналам с блоков дискретного ввода 14, 15 по RS485.

Устройство работает следующим образом.

Импульсные сигналы с датчиков семян ДС 1 и ДСп и внесения гранулированных минеральных удобрений ДУ1 и ДУn суммируются в логических схемах «ИЛИ» 1, 2 и далее подаются на модуль 3 двухканального частотного ввода, 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. По тому же последовательному интерфейсу в контроллер 4 поступает информация с блоков 14, 15 дискретного ввода о состоянии потенциальных выходов с ячеек памяти датчиков ДС1…ДСn и ДУ1…ДУn соответственно, а также с выходов датчика уровня семян ДУС, датчика уровня удобрений ДУУ, датчика поднятого состояния сошников ДПСС, датчика контроля частоты вращения рабочих органов ДЧВ.

Информация с модуля 3 частотного ввода является для контроллера 4 сигналами управления положением заслонок 12, 13 определяющих эффективную ширину высевающих аппаратов в зависимости от местоположения посевного агрегата на поле определяемым навигатором 7 по программе записанной с электронного носителя 5. Информация с блоков дискретного ввода 14, 15 предаваемая в контроллер 4 обрабатывается и выводится на дисплей видеотерминала 6. Если произошло забивание какого-либо сошника, то перестают поступать импульсы с выходов усилителя AD1 соответствующего датчика высева семян или удобрений, конденсатор С4 этого датчика разрядится при отсутствии импульсов с выхода усилителя AD1. Нулевой потенциал поступит на вход блока дискретного ввода 14 или 15. Этот сигнал с выхода этого блока поступит в контроллер 4, который выдаст информацию оповещения оператора о нарушении технологического процесса высева на дисплей видеотерминала 6. Аналогичным образом произойдет оповещение оператора при достижении минимального уровня высеваемого материала в бункерах регистрируемые датчиками ДУС и ДУУ, а также регистрация на дисплее поднятого или опущенного состояния сошников по сигналу с датчика ДПСС и прекращение вращения рабочих органов по сигналу с датчика ДЧВ.

Заявленный принцип автоматического регулирования технологического процесса сельхозмашины улучшает эксплуатационные характеристики машинно-тракторного агрегата, способствующие повышению урожайности при посеве зерновых культур за счет исключения просевов, снижает себестоимость посевных агрегатов.

Устройство включает n импульсных фотоэлектрических датчиков измерения нормы высева семян (ДС), n датчиков измерения нормы внесения гранулированных минеральных удобрений (ДУ), две суммирующие схемы сигналов ДС и ДУ 1, 2, блок управления (контроллер) 4 высевом семян и удобрений с флеш-памятью 5 и терминалом операторского контроля 6, навигатор, два формирователя 7, 8 управляющих сигналов исполнительными механизмами 10, 11 регулирования нормы высева семян и удобрений в виде электрических приводов управления эффективной шириной высевающих катушек дозатора при помощи заслонок 12, 13, датчик контроля минимального уровня семян (ДУС) в бункере семян, датчик контроля минимального уровня удобрений (ДУУ) в бункере удобрений, датчик контроля поднятого состояния сошников (ДПСС), датчик контроля вращения рабочих органов (ДЧВ). При этом ДУС, ДЧВ соединены с первым блоком дискретного ввода 14, ДПСС, ДУУ соединены со вторым блоком дискретного ввода 15. Выходы блоков дискретного ввода подключены по RS485 интерфейсу к контроллеру 4, модулю частотного ввода 3 и терминалу операторского контроля 6. При этом ДС и ДУ выполнены с одним каналом регистрации высеваемого материала, снабжены элементами памяти на конденсаторе C4 и резисторе R5, подключены ко входам блоков дискретного ввода 14 и 15 соответственно, и через диод VD2 и конденсатор C3 к выходам усилителей. Использование изобретения позволит улучшить эксплуатационные характеристики сельхозмашины при посеве зерновых 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 твердых минеральных удобрений, две суммирующие схемы сигналов датчиков, двухканальный модуль частотного ввода, блок управления, выполненный в виде контроллера управления технологическим процессом высева семян и внесения твердых минеральных удобрений с флэш-памятью и терминалом операторского контроля, навигатор, два формирователя управляющих сигналов исполнительными механизмами управления нормой высева и нормой внесения твердых минеральных удобрений, выполненных в виде электрических приводов управления эффективной шириной высевающих катушек дозатора при помощи заслонок, отличающееся тем, что оно снабжено двумя блоками дискретного ввода контроля высева семян и внесения удобрений, датчиком контроля минимального уровня семян в бункере семян, датчиком контроля минимального уровня удобрений в бункере удобрений, датчиком контроля поднятого состояния сошников, датчиком контроля вращения рабочих органов, при этом датчики минимального уровня семян и контроля вращения рабочих органов подключены к первому блоку дискретного ввода, датчики регистрации минимального уровня удобрений и поднятого состояния сошников подключены ко второму блоку дискретного ввода, а фотоэлектрические датчики высева семян и внесения удобрений выполнены с одним каналом регистрации высеваемого материала, снабжены элементами памяти на конденсаторе и резисторе, и подключены ко входам блоков дискретного ввода, а через диод и конденсатор - к выходам усилителей, кроме того, выходы блоков дискретного ввода подключены по RS485 интерфейсу к контроллеру, модулю частотного ввода и терминалу операторского контроля.