DE3810723A1 - Anordnung zur reinigungsregelung bei maehdrescher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische/elektrische Anordnung zur Reinigungsregelung bei Mähdrescher, mit der die Reinigung auf Grund eines Vergleiches zwischen vorgegebenen Meßgrößen und aktuell erfaßten Meßgrößen beeinflußbar ist.

Es sind bereits Lösungen bekannt, bei denen die Reinigungsregelung durch Vergleich verschiedener Meßgrößen erfolgt. Grundlage ist zumeist die Erfassung des Kornverlustes und daraus abgeleitete Signale, deren Vergleich mit Signalen aus vorgegebenen Sollwerten eine Änderung ver­ schiedener Einrichtungen der Erntemaschine bewirken kann. Eine bekannte Lösung wird in US 44 66 231 beschrieben. Es handelt sich hierbei um eine automatische Sieb- und Spreueinstellung.

Diese Anordnung umfaßt Sensoren zur Erfassung des aktuellen Einstell­ wertes der Siebe, Schalt- und Verstelleinrichtungen für die Siebe, einen Keybord zur Eingabe der Sollwerte und einen Mikroprozessor zum Vergleich der aktuellen Werte mit den Sollwerten und zur Abgabe entsprechender Be­ fehle zur Veränderung der Sieböffnungen. Nachteilig bei dieser bekannten Lösung ist, daß wesentliche Parameter des Erntevorganges unberücksichtigt bleiben und damit keine optimale Auslastung der Erntemaschine möglich ist.

Eine weitere Lösung ist in DE 32 18 832 beschrieben. Bei dieser Lösung ist ein Mähdrescher mit Dresch- und Trenneinrichtungen und Siebein­ richtungen, über die das Erntegut hinweggeführt wird sowie mit einer Reinigungsvorrichtung ausgestattet, deren Gebläse über ein Regelgetriebe angetrieben ist. Ein Neigungsfühler ermittelt die Längsneigung der Ernte­ maschine und erzeugt daraus ein Signal, welches mit einem der Gebläse­ solldrehzahl entsprechenden Signal verglichen wird. Steuereinrichtungen, die auf das der Gebläsesolldrehzahl entsprechende Signal und auf das der tatsächlichen Gebläsedrehzahl entsprechende Signal ansprechen, erzeugen aus dem Vergleich ein Steuersignal für ein Verstellgetriebe, welches die Gebläsedrehzahl somit in Abhängigkeit von der Längsneigung der Erntema­ schine regelt. Nachteilig bei dieser Lösung ist, daß als Kriterium zur Steuerung der Gebläsedrehzahl nur das aus der Längsneigung der Erntema­ schine resultierende Signal maßgebend ist. Damit ist nicht gewährleistet, daß die Erntemaschine an ihrer Leistungsgrenze betrieben wird.

Die Erfindung hat das Ziel, eine Anordnung elektrischer/elektronischer Bauelemente zu schaffen, die es ermöglicht, die Gebläsedrehzahl automa­ tisch so zu beeinflussen, daß bei noch vertretbarem Erntegutverlust die Erntemaschine an ihrer Leistungsgrenze betrieben werden kann.

Die Erfindung hat die Aufgabe, mit einer Anordnung elektrischer/elektro­ nischer Bauelemente während der Ernte eine Anzahl aktueller Werte zu er­ fassen, mit Sollwerten zu vergleichen und mit dem daraus resultierendem Ergebnis die Drehzahl des Reinigungsgebläses automatisch zu regeln. Da­ bei muß das Bedienpersonal über den jeweiligen aktuellen Stand informiert werden und auch in der Lage sein, manuell in den Prozeß einzugreifen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an der Bunkerfüll­ schnecke der Erntemaschine ein Sensor zur Ermittlung des Korndurchsatzes, dem ein Optokoppler nachgeordnet ist, angebracht ist. Weiterhin sind Sensoren an der Vorderachse der Erntemaschine zur Ermittlung des Fahrweges am Stufenboden zur Ermittlung der Schichtdicke und am Reinigungsgebläse zur Ermittlung der Drehzahl angebracht. Diesen Sensoren sind jeweils ein Filter, ein Begrenzer und ein Schwellwertschalter nachgeordnet. Am Aus­ lauf der Reinigung ist ein Verlustgeber zur Erfassung der Kornverluste angeordnet, dem ein Filter, ein Komparator und ein Monoflop-Baustein nachgeordnet sind. Die Ausgänge des Optokopplers, der Schwellwertschalter und des Monoflop-Bausteins sind über eine erste Ein-/Ausgabeeinheit an einen Mikroprozessor angeschlossen. An eine zweite, an den Mikroprozessor angeschlossene Ein-/Ausgabeeinheit, sind zwei Tastenschalter zur Auswahl der Getreideart und der Erntegutfeuchte, ein BCD-Vorwahlschalter mit nach­ geordnetem Multiplexer zur Eingabe bestimmter Prozeßgrößen, ein Stellen­ treiber, der mit einer numerischen Siebensegmentanzeige verbunden ist und ein Dekoder, der über einen Segmenttreiber mit der Siebensegmentanzeige verbunden ist, angeschlossen. Des weiteren sind an den Mikroprozessor ein Programm-/Datenspeicher und ein Zähler-/Zeitgeberbaustein angeschlossen. An die erste Ein-/Ausgabeeinheit ist über einen Treiber und einen Schalt­ verstärker eine Stelleinheit für die Änderung der Gebläsedrehzahl ange­ schlossen, wobei über den Schaltverstärker auch eine manuelle Regelung der Gebläsedrehzahl angeschlossen ist. Die Spannungsversorgung der Schaltungs­ anordnung erfolgt in bekannter Weise durch einen Gleichspannungswandler aus dem Bordnetz der Erntemaschine.

Die Schaltungsanordnung bietet den Vorteil, daß durch den Vergleich ver­ schiedener aktueller Werte der Erntesituation mit vorgegebenen Sollwerten der Prozeßrechner die Drehzahl des Reinigungsgebläses automatisch an die jeweilige Erntesituation anpaßt und dadurch die Erntemaschine mit hohem Leistungsvermögen betrieben werden kann. Gleichzeitig ist über die numerische Siebensegmentanzeige das Bedienpersonal ständig über den ab­ laufenden Prozeß informiert.

Die Erfindung soll im folgenden an einem Ausführungsbeispiel näher er­ läutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Prinzip der Drehzahlregelung an der Erntemaschine, Fig. 2 eine erfindungsgemäße Anordnung der Bausteine des Prozeßrechners.

Von der Korndurchsatzmeßstelle 2, die an der Bunkerfüllschnecke der Erntemaschine angebracht ist, wird ein Signal für den aktuellen Korn­ durchsatz gebildet. Am Reinigungsgebläse ist die Drehzahlmeßstelle 5 angeordnet, die ein frequenzanaloges Signal bereitstellt. Ein Fahrweg­ meßgeber 4 an der Vorderachse der Erntemaschine stellt ein dem zurück­ gelegten Fahrweg entsprechendes Signal bereit. Der Schichtdickenmesser 3 ist auf dem Stufenboden der Erntemaschine angebracht. Am Auslauf der Reinigung befindet sich die Verlustmeßstelle 6, bei der nach dem piezo­ elektrischen Prinzip elektrische Signale bei auftretenden Verlustkörnern erzeugt werden. Alle genannten Signale werden einem Prozeßrechner 1 zu­ geführt. Am Prozeßrechner 1 befinden sich der Tastenschalter zur Auswahl der Getreideart 8 und der Tastenschalter zur Auswahl der Erntegutfeuchte 9. Weiterhin ist ein Tastenschalter 10 zur Regelung der Reinigungsge­ bläsedrehzahl vorhanden, dessen Funktion vom Prozeßrechner 1 unabhängig ist und eine Handeinstellung der Gebläsedrehzahl in besonderen Ernte­ situationen ermöglicht. Die Einstellung der Drehzahl des Reinigungsge­ bläses erfolgt mittels einer Stelleinheit 7, deren Übersetzungsverhältnis geändert wird, indem durch einen Elektromotor 37 über einen Spindeltrieb der Abstand der Variatorscheiben verändert wird. Der Elektromotor 37 des Keilriemenvariators erhält seine Betriebsspannung über einen Treiber 38 und einem Schaltverstärker 22 aus dem Bordnetz der Erntemaschine. Der Schaltverstärker 22 wird entweder durch den Prozeßrechner 1 oder den Tastenschalter 10 gesteuert. Durch die Polarität der angelegten Spannung wird die Drehrichtung des Elektromotors 37 und damit die Verstellrichtung der Gebläsedrehzahl bestimmt.

Die Stromversorgung des Prozeßrechners 1 erfolgt über einen Gleich­ spannungswandler 11 aus dem Bordnetz. Die Signale der Tastenschalter 8, 9 werden über Ein-/Ausgabeeinheit 12 dem Mikroprozessor 13 zugeführt. Zu­ sätzlich benötigte Werte weiterer Prozeßgrößen werden am BCD-Vorwahl­ schalter 14 eingestellt und gelangen über einen Multiplexer 15 zur Ein-/ Ausgabeeinheit. Die Stellenfreigabesignale des Multiplexers 15 sind gleich­ zeitig die Signale zur Aktivierung der numerischen Siebensegmentanzeige 16. Die Regenerierung dieser Signale erfolgt im Mikroprozessor 13, die Zwischen­ speicherung in der Ein-/Ausgabeeinheit 12, die Leistungsverstärkung im Stellentreiber 17. Die Segmentinformationen für die numerische Siebenseg­ mentanzeige 16 gelangen aus dem Mikroprozessor 13 über die Ein-/Ausgabe­ einheit 12 getaktet in den Dekoder 18 und werden über den Segmenttreiber 19 zur numerischen Siebensegmentanzeige 16 geführt. Durch die Taktung des Dekoders 18, das Tri-State-Verhalten des Multiplexers 15 und ein ge­ eignetes zeitliches Signalregime ist ein wechselnder Ein-/Ausgabebetrieb der Ein-/Ausgabeeinrichtung 12 möglich. Die numerische Siebensegmentan­ zeige 16 ermöglicht die Darstellung aller aufgenommenen Prozeßgrößen zur Prozeßbeobachtung, zum Prozeßeingriff und zur Diagnostizierung der Ein­ richtung. Der an den Mikroprozessor 13 angeordnete Speicherbaustein 20 ist ein Programm-/Datenspeicher mit möglicher Batterieunterstützung zum Datenerhalt. Im Speicher sind die Anfangswerte für die Grundeinstellung der Einrichtung abgelegt. Der Zähler-/Zeitgeberbaustein 21 dient zur rechentechnischen Erfassung von Prozeßgrößen und zur Realisierung des Zeitregimes der Einrichtung. Die Ein-/Ausgabeeinheit 23 dient der elek­ trischen Ankopplung der Meßwertgeber 2, 3, 4, 5 und 6 an den Mikropro­ zessor 13. Die Meßstelle für den Korndurchsatz 2 wird über einen Opto­ koppler 24 mit der Ein-/Ausgabeeinheit 23 verbunden. Um den Nachteil des zeitlichen Versatzes der Korndurchsatzmeßwerte zum Reinigungsprozeß zu beheben, werden mehrere Meßwerte fortlaufend mit unterschiedlichen Wichtungsfaktoren gemittelt, um so eine geeignete Prozeßführungsgröße zu bekommen. Ebenfalls als Führungsgröße verwendet wird die aus dem Wert des Fahrwegmeßgebers 4 ermittelte Fahrgeschwindigkeit. Die Ankopplung des Fahrwegmeßgebers 4 an die Ein-/Ausgabeeinheit 23 erfolgt über ein Filter 25, einen Begrenzer 26 und einen Schwellwertschalter 27, um die am Rad ermittelten Meßwerte für den Prozeß exakt aufzubereiten. In gleicher Weise wird der Schichtdickenmesser 3 über ein Filter 28, einen Begrenzer 29 und einen Schwellwertschalter 30 an die Ein-/Ausgabeeinheit 23 ange­ koppelt und die Werte zur Prozeßführung verwendet. Die für die Gebläse­ drehzahlregelung notwendigen Meßwerte von der Meßstelle für die Gebläse­ drehzahl 5 werden über ein Filter 31, einen Begrenzer 32 und einen Schwell­ wertschalter 33 in die Ein-/Ausgabeeinheit 23 eingegeben. Die von der Meß­ stelle für Kornverluste 6 kommenden Signale werden mittels Bandpaß 34, Komarator 35 und Monoflop 36 geformt und bewertet und der Ein-/Ausgabe­ einheit 23 zugeleitet. Aus diesen Signalen wird ein flächenbezogener Ver­ lustwert ermittelt, der zur Grenzwertüberwachung dient und bei Überschrei­ tung einer vorgegebenen Schwelle ein Signal erzeugt, das mittels der numerischen Siebensegmentanzeige 16 angezeigt wird.

• Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen:  1 Prozeßrechner
   2 Meßstelle für Korndurchsatz
   3 Meßstelle für Schichtdicke
   4 Fahrwegmeßgeber
   5 Meßstelle für Gebläsedrehzahl
   6 Verlustmeßstelle
   7 Stelleinheit
   8 Tastenschalter für Getreideart
   9 Tastenschalter für Erntegutfeuchte
  10 Tastenschalter für manuelle Drehzahlregelung
  11 Gleichspannungswandler
  12 Ein-/Ausgabeeinheit
  13 Mikroprozessor
  14 BCD-Vorwahlschalter
  15 Multiplexer
  16 numerische Siebensegmentanzeige
  17 Stellentreiber
  18 Dekoder
  19 Segmenttreiber
  20 Speicherbaustein
  21 Zähler-/Zeitgeberbaustein
  22 Schaltverstärker
  23 Ein-/Ausgabeeinheit
  24 Optokoppler
  25 Filter
  26 Begrenzer
  27 Schwellwertschalter
  28 Filter
  29 Begrenzer
  30 Schwellwertschalter
  31 Filter
  32 Begrenzer
  33 Schwellwertschalter
  34 Bandpaß
  35 Komparator
  36 Monoflop
  37 Elektromotor
  38 Treiber

Claims (1)

1. Anordnung zur Reinigungsregelung beim Mähdrescher, bei welcher durch eine Zusammenschaltung elektrischer/elektronischer Bauelemente ge­ speicherte Meßwerte mit aktuellen Meßwerten verglichen werden, gekenn­ zeichnet dadurch, daß ein Mikroprozessor (13) mit elektrischen/elek­ tronischen Bauelementen wie folgt zusammengeschaltet ist:

   • - eine erste Ein-/Ausgabeeinheit (23) an deren Ein-/Ausgängen eine Detailanordnung, bestehend aus einem an der Bunkerfüllschnecke des Mähdreschers angeordnetem Sensor (2) mit einem nachgeordneten Opto­ koppler (24), drei weitere Detailanordnungen, bestehend aus einem an der Vorderachse des Mähdreschers angeordnetem Sensor (4), bestehend aus einem am Stufenboden des Mähdreschers angeordnetem Sensor (3) und bestehend aus einem am Reinigungsgebläse angeordneten Sensor (5), wobei den Sensoren jeweils ein Filter (25, 28, 31), ein Begrenzer (26, 29, 32) und ein Schwellwertschalter (27, 30, 33) nachgeordnet sind und einer weiteren Detailanordnung, bestehend aus einem am Auslauf der Reinigung angeordneten Verlustgeber (6), dem ein Bandpaß (34), ein Komparator (35) und ein Monoflop-Baustein (36) nachgeordnet sind, angeschaltet sind und die weiterhin über einen Treiber mit einer Stelleinheit (7) zur Regelung des Reinigungsgebläses zusammengeschaltet ist, wobei die Stelleinheit (7) mit einer manuellen Steuerung (10) verbunden ist;
   • - eine zweite Ein-/Ausgabeeinheit (12) an deren Ein-/Ausgängen ein Tasten­ schalter (8) zur Wahl der Fruchtart, ein Tastenschalter (9) zur Wahl der Erntegutfeuchte, ein Multiplexer (15) mit angeschaltetem BCD-Vorwahl­ schalter (14) eine Detailanordnung bestehend aus einer numerischen Sieben­ segmentanzeige (16), einem Segmenttreiber (19) und einem Dekoder (18) und ein Stellentreiber (17) angeschlossen sind;
   • - ein Speicherbaustein (20) mit Programm-/Datenspeicherung zum Datenerhalt;
   • - ein Zähler-/Zeitgeberbaustein (21) zur rechentechnischen Erfassung von Prozeßgrößen.