RU215489U1 - Universal digital device for the control and management system of the chemicalization machine - Google Patents

Universal digital device for the control and management system of the chemicalization machine Download PDF

Info

Publication number
RU215489U1
RU215489U1 RU2022110254U RU2022110254U RU215489U1 RU 215489 U1 RU215489 U1 RU 215489U1 RU 2022110254 U RU2022110254 U RU 2022110254U RU 2022110254 U RU2022110254 U RU 2022110254U RU 215489 U1 RU215489 U1 RU 215489U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
digital
universal
control unit
chemicalization
analog
Prior art date
Application number
RU2022110254U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Борисович Калинин
Игорь Зиновьевич Теплинский
Иван Сергеевич Немцев
Ольга Николаевна Теплинская
Олег Игоревич Теплинский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ)
Application granted granted Critical
Publication of RU215489U1 publication Critical patent/RU215489U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а точнее к устройствам для автоматизации дозирующих систем машин химизации. Техническим результатом является повышение точности контроля и управления дозирующих систем машин химизации. Универсальное цифровое устройство для системы контроля и управления машиной химизации содержит блок цифрового управления. При этом также снабжено универсальным цифроаналоговым преобразователем, выполненным с возможностью соединения с устройством управления дозатором, и универсальным аналогово-цифровым преобразователем, выполненным с возможностью подключения к датчику-расходомеру. Универсальный цифроаналоговый преобразователь и универсальный аналогово-цифровой преобразователь сопряжены двухсторонней связью с блоком цифрового управления, выполненного с возможностью использования вместо мгновенного значения qt усредненное значение q. Блок цифрового управления соединяется через системную шину с накопителем информации, счётчиком количества опросов, скользящим фильтром и вычислителем среднего. Также блок цифрового управления выполнен с возможностью соединения разъемом ISOBUS с бортовым компьютером трактора, к которому подключены приемник GPS-ГЛОНАСС сигнала и модуль загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсор. 4 ил.

Figure 00000006
The utility model relates to the field of agricultural engineering, and more specifically to devices for automating dosing systems of chemicalization machines. The technical result is to increase the accuracy of control and management of dosing systems of chemicalization machines. The universal digital device for the monitoring and control system of the chemicalization machine contains a digital control unit. At the same time, it is also equipped with a universal digital-to-analogue converter, configured to be connected to the dispenser control device, and a universal analog-to-digital converter, configured to be connected to a flowmeter sensor. The universal digital-to-analogue converter and the universal analog-to-digital converter are coupled in two-way communication with a digital control unit configured to use the average value q instead of the instantaneous value q t . The digital control unit is connected via a system bus to an information storage device, a counter for the number of polls, a sliding filter and an average calculator. Also, the digital control unit is configured to be connected via the ISOBUS connector to the on-board computer of the tractor, to which the GPS-GLONASS signal receiver and the module for downloading digital task cards or an online sensor are connected. 4 ill.
Figure 00000006

Description

Заявленное техническое решение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, а точнее к устройствам для автоматизации дозирующих систем машин химизации.The claimed technical solution relates to the field of agricultural engineering, and more specifically to devices for automating the dosing systems of chemicalization machines.

Из существующего уровня техники известно устройство для настройки, контроля и управления расходом минеральных удобрений [RU 2043007, А01С7/00, А01С7/04, А01С15/00], содержащее датчик расхода удобрений, установленный под высевающим аппаратом и выполненный в виде двух изолированных чувствительных пластин, включенных параллельно первой катушки индуктивности, имеющей индукционную связь со второй и третьей катушками индуктивности. Вторая катушка индуктивности включена в цепь высокочастотного управляемого генератора, управляющий вход которого подключен через усилитель настроечного напряжения к входу цифроаналогового преобразователя. Третья катушка индуктивности соединена через усилитель сигнала со вторым входом коммутатора аналогового сигнала, причем его первый вход подключен с выходом датчика влажности, установленным в бункере с высевающим материалом. Выход коммутатора аналоговых сигналов связан с входом усилителя с переменным коэффициентом усиления, электрический выход которого подключен к входу аналогово-цифрового преобразователя. Управляющие входы коммутатора аналоговых сигналов и усилителя с переменным коэффициентом усиления подключены к внешним выходам первого порта ввода-вывода информации, который соединен через системную магистраль с микро-ЭВМ. К последнему через системную магистраль также подключены: блок индикации, блок коррекции, программный таймер, сопряженным с ним датчиком пути, и второй внешний порт ввода-вывода информации, соединенный через первый усилитель мощности к управляющему входу средства настройки, выполненного в виде электроклапана, гидравлический вход которого объединен с входом предохранительного клапана и патрубком напорной магистрали гидросистемы трактора, а выход сообщается с входом гидромотора, для установки на валу высевающего аппарата. Выход гидромотора через последовательно соединенные дроссель-регулятор и обратный клапан связан с патрубком для подключения к сливной магистрали гидросистемы трактора, к которой также подключены второй выход электроклапана и выход предохранительного клапана. Управляющий выход дроссель-регулятора механически связан с реверсивным электродвигателем, подключенным через второй усилитель мощности ко второму внешнему выходу второго порта ввода-вывода информации.From the existing prior art, a device is known for setting, monitoring and controlling the flow of mineral fertilizers [RU 2043007, A01C7/00, A01C7/04, A01C15/00], containing a fertilizer flow sensor installed under the sowing machine and made in the form of two isolated sensitive plates, connected in parallel with the first inductor having an inductive connection with the second and third inductors. The second inductor is connected to the circuit of a high-frequency controlled oscillator, the control input of which is connected through a tuning voltage amplifier to the input of a digital-to-analogue converter. The third inductance coil is connected through a signal amplifier to the second input of the analog signal switch, and its first input is connected to the output of the humidity sensor installed in the hopper with seeding material. The output of the analog signal switcher is connected to the input of a variable gain amplifier, the electrical output of which is connected to the input of an analog-to-digital converter. The control inputs of the analog signal switch and the variable gain amplifier are connected to the external outputs of the first information input/output port, which is connected to the microcomputer via a system bus. The following are also connected to the latter through the system highway: an indication unit, a correction unit, a program timer, a path sensor associated with it, and a second external input-output port of information connected through the first power amplifier to the control input of a setting tool made in the form of an electrovalve, a hydraulic input which is combined with the inlet of the safety valve and the branch pipe of the pressure line of the tractor hydraulic system, and the outlet communicates with the inlet of the hydraulic motor, for installation on the shaft of the sowing machine. The output of the hydraulic motor through a throttle-regulator and a check valve connected in series is connected to a branch pipe for connecting to the drain line of the tractor hydraulic system, to which the second output of the solenoid valve and the output of the safety valve are also connected. The control output of the choke-regulator is mechanically connected to the reversible electric motor connected through the second power amplifier to the second external output of the second information input-output port.

К недостаткам данного устройства можно отнести:The disadvantages of this device include:

1. применение в его составе электронно-механических элементов: датчика пути и программируемого таймера, для оценки скорости движения устройства;1. the use of electronic-mechanical elements in its composition: a path sensor and a programmable timer, to assess the speed of the device;

2. отсутствие в его технологическом процессе автоматической дифференциации нормы внесения препарата в границах одного поля в зависимости от цифровой карты-задания или данных с онлайн сенсора;2. the absence in its technological process of automatic differentiation of the application rate of the drug within the boundaries of one field, depending on the digital task card or data from the online sensor;

3. невозможность обмена данными по стандартному международному протоколу ISOBUS между бортовым компьютером трактора и устройством;3. impossibility of exchanging data according to the standard international ISOBUS protocol between the on-board computer of the tractor and the device;

4. невозможность его использования при контроле и управлении дозирующих систем жидких препаратов.4. the impossibility of its use in the control and management of dosing systems for liquid preparations.

Также аналогом к заявляемой полезной модели является устройство автоматического контроля и управления расходом рабочей жидкости в штанговых опрыскивателях [RU 2020818, А01М7/00], содержащее блок управления с микро-ЭВМ, связанной по системной магистрали с блоком отображения информации, блоком клавиатуры, портом ввода-вывода информации, аналогово-цифровым преобразователем, коммутатором аналоговых сигналов и программируемым таймером. Внешний вход порта ввода-вывода информации подключен к выходу позиционного датчика, установленного на силовом приводе, который связан механическим способом с гидронасосом. Вход гидронасоса сообщается с баком с рабочей жидкостью через фильтрующий элемент посредством всасывающего патрубка, а его выход гидронасоса соединен с напорной и переливной магистралями опрыскивателя. Напорная магистраль опрыскивателя подключена к штанге с распылителями через расходомер переменного давления, состоящий из первого второго датчика давления, преобразователя давления, выполненного в виде диафрагмы, и входного и выходного патрубков с фланцами, в которые установлены первый и второй датчики давления соответственно. Электрические выходы обоих датчиков соединены с внешними входами коммутатора аналоговых сигналов, внешний выход которого подключен к аналогово-цифровому преобразователю. Переливная магистраль сообщается с баком с рабочей жидкостью через перепускной клапан, связанный механически с электродвигателем, вход которого подключен посредством усилителя мощности к внешнему выходу порта ввода-вывода информации. Бак с рабочей жидкостью закреплен на опорные колеса, на одном из которых закреплен датчик скорости, выход которого соединен с входом программируемого таймера.Also analogous to the claimed utility model is a device for automatic monitoring and control of the flow rate of the working fluid in boom sprayers [RU 2020818, A01M7/00], containing a control unit with a micro-computer connected via a system highway with an information display unit, a keyboard unit, an input port information output, an analog-to-digital converter, an analog signal switcher and a programmable timer. The external input of the information input-output port is connected to the output of the position sensor installed on the power drive, which is mechanically connected to the hydraulic pump. The inlet of the hydraulic pump communicates with the tank with the working fluid through the filter element through the suction pipe, and its outlet of the hydraulic pump is connected to the pressure and overflow lines of the sprayer. The pressure line of the sprayer is connected to the boom with sprayers through a variable pressure flow meter, consisting of the first second pressure sensor, a pressure converter made in the form of a diaphragm, and inlet and outlet pipes with flanges, in which the first and second pressure sensors are installed, respectively. The electrical outputs of both sensors are connected to the external inputs of the analog signal switch, the external output of which is connected to the analog-to-digital converter. The overflow line communicates with the working fluid tank through a bypass valve mechanically connected to the electric motor, the input of which is connected by means of a power amplifier to the external output of the information input-output port. The working fluid tank is mounted on support wheels, on one of which a speed sensor is fixed, the output of which is connected to the input of a programmable timer.

В качестве недостатков описанного устройства можно выделить:The disadvantages of the described device are:

1. применение в его составе электронно-механических элементов: датчика пути и программируемого таймера, для оценки скорости движения устройства;1. the use of electronic-mechanical elements in its composition: a path sensor and a programmable timer, to assess the speed of the device;

2. отсутствие в его технологическом процессе автоматической дифференциации нормы внесения препарата в границах одного поля в зависимости от цифровой карты-задания или данных с онлайн сенсора;2. the absence in its technological process of automatic differentiation of the application rate of the drug within the boundaries of one field, depending on the digital task card or data from the online sensor;

3. невозможность обмена данными по стандартному международному протоколу ISOBUS между бортовым компьютером трактора и устройством;3. impossibility of exchanging data according to the standard international ISOBUS protocol between the on-board computer of the tractor and the device;

4. невозможность его использования при контроле и управлении дозирующих систем твердых препаратов.4. the impossibility of its use in the control and management of dosing systems of solid preparations.

Прототипом к заявляемой полезной модели является устройство для обработки и обеззараживания почвы при формировании профилированной поверхности [RU 207495, A01B 49/00, A01M 17/00, A01M 21/04], содержащее датчик-расходомер ядохимиката, исполнительное устройство для корректировки расхода препарата, GPS-ГЛОНАСС приемник, модуль для загрузки цифровых карт-заданий и электромагнитный клапан, электрические выходы которых соединены с соответствующими входами блока цифрового управления.The prototype for the claimed utility model is a device for processing and disinfecting the soil during the formation of a profiled surface [RU 207495, A01B 49/00, A01M 17/00, A01M 21/04], containing a pesticide flowmeter, an actuator for adjusting the consumption of the drug, GPS - GLONASS receiver, a module for downloading digital task cards and an electromagnetic valve, the electrical outputs of which are connected to the corresponding inputs of the digital control unit.

Основными недостатками данного устройства являются:The main disadvantages of this device are:

1. невозможность обмена данными по стандартному международному протоколу ISOBUS между бортовым компьютером трактора и устройством;1. the impossibility of data exchange using the standard international ISOBUS protocol between the on-board computer of the tractor and the device;

2. низкая точность оценки контролируемого процесса, вследствие использования для этого его мгновенных значений.2. low accuracy of assessment of the controlled process, due to the use of its instantaneous values for this.

3. невозможность корректировки нормы внесения препаратов в зависимости данных с онлайн сенсор;3. the impossibility of adjusting the rate of application of drugs depending on the data from the online sensor;

4. невозможность его использования при контроле и управлении дозирующих систем твердых препаратов.4. the impossibility of its use in the control and management of dosing systems of solid preparations.

Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание универсального устройства контроля и управления дозирующих систем машин химизации.The task to be solved by the claimed utility model is the creation of a universal device for monitoring and controlling dosing systems of chemicalization machines.

Решение данной задачи достигается за счет того, что универсальное цифровое устройство для системы контроля и управления машиной химизации, содержащее цифровой блок управления, дозатор с подключенным к нему устройством управления дозатором, датчик расхода, приемник GPS-ГЛОНАСС сигнала, модуль загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсор также снабжено универсальным цифроаналоговым преобразователем, с соединёнными с ним устройством управления дозатором, и универсальным аналогово-цифровым преобразователем, с подключенным к нему датчиком-расходомером, причем универсальный цифроаналоговый преобразователь и универсальный аналогово-цифровой преобразователь сопряжены двухсторонней связью с цифровым блоком управления, который соединяется через системную шину с накопителем информации, счётчиком количества опросов, скользящим фильтром и вычислителем среднего, также цифровой блок управления соединен разъемом ISOBUS с бортовым компьютером трактора, к которому подключены приемник GPS-ГЛОНАСС сигнала и модуль загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсор.The solution to this problem is achieved due to the fact that a universal digital device for the control and management system of the chemicalization machine, containing a digital control unit, a dispenser with a dispenser control device connected to it, a flow sensor, a GPS-GLONASS signal receiver, a module for loading digital task cards or the online sensor is also equipped with a universal digital-to-analog converter with a dispenser control device connected to it, and a universal analog-to-digital converter with a flowmeter connected to it, moreover, the universal digital-to-analog converter and the universal analog-to-digital converter are connected by two-way communication with a digital control unit, which is connected via the system bus to the information storage device, the counter of the number of polls, the sliding filter and the average calculator, also the digital control unit is connected by the ISOBUS connector to the on-board computer of the tractor, to which the GPS-GLONASS signal receiver is connected. cash and a module for downloading digital task cards or an online sensor.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является повышение точности контроля и управления дозирующих систем машин химизации за счет включения в состав устройства:The technical result provided by the above set of features is to increase the accuracy of control and management of dosing systems of chemicalization machines by including in the device:

1. универсального аналогово-цифрового преобразователя, обеспечивающего связь цифрового блока управления с устройством управления дозатором;1. universal analog-to-digital converter that provides communication between the digital control unit and the dispenser control device;

2. универсального цифроаналогово преобразователя, с подключенными к нему датчиком-расходомером, и связывающее его с цифровым блоком управления;2. universal digital-to-analogue converter, with a flowmeter connected to it, and connecting it with a digital control unit;

3. накопителя информации, счетчика количества опросов, скользящего фильтра и вычислителя среднего, связанных с цифровым блоком управления по системной шине;3. an information storage device, a counter for the number of polls, a sliding filter and an average calculator connected to the digital control unit via the system bus;

4. разъема ISOBUS, реализующего обратную связь между цифровым блоком управления и бортовым компьютером трактора, и подключенному к последнему приемника GPS-ГЛОНАСС сигнала и модуля загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсора.4. ISOBUS connector, which implements feedback between the digital control unit and the on-board computer of the tractor, and is connected to the latest GPS-GLONASS signal receiver and the module for downloading digital task cards or an online sensor.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема универсального цифрового устройства для системы контроля и управления машиной химизации. In FIG. 1 shows a schematic diagram of a universal digital device for the monitoring and control system of a chemicalization machine.

На фиг. 2 изображен алгоритм процесса устройства в виде блок-схемы.In FIG. 2 shows the process flow of the device in the form of a block diagram.

На фиг. 3 изображен алгоритм контроля и управления машины химизации в виде блок-схемы.In FIG. 3 shows the control and management algorithm of the chemicalization machine in the form of a block diagram.

На фиг. 4 представлен алгоритм обработки мгновенного значения расхода препарата.In FIG. 4 shows the algorithm for processing the instantaneous value of the drug consumption.

Описываемое техническое решение включает: цифровой блок управления (ЦБУ) 1, дозатор (Д) 7 с подключенным к нему устройством управления дозатором (УУД) 6, датчик-расходомер (ДР) 4, приемник GPS-ГЛОНАСС сигнала (ПГНСС) 15, модуль загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсор (ЗУ || ОС) 14 также снабжено универсальным цифроаналоговым преобразователем (УЦАП) 5, с соединёнными с ним устройством управления дозатором (УУД) 6, и универсальным аналогово-цифровым преобразователем (УАЦП) 3, с подключенным к нему датчиком- расходомером (ДР) 4, причем универсальный цифроаналоговый преобразователь (УЦАП) 5 и универсальный аналогово-цифровой преобразователь (УАЦП) 3 сопряжены двухсторонней связью с цифровой блок управления (ЦБУ) 1, который соединяется через системную шину 8 с накопителем информации (НИ) 9, счётчиком количества опросов (СКО) 10, скользящим фильтром (СФ) 11 и вычислителем среднего (ВС) 12, также цифровой блок управления (ЦБУ) 1 соединен разъемом ISOBUS 13 с бортовым компьютером трактора (БК) 2, к которому подключены приемник GPS-ГЛОНАСС сигнала (ПГНСС) 15 и модуль загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсор (ЗУ || ОС) 14.The described technical solution includes: a digital control unit (CCU) 1, a dispenser (D) 7 with a dispenser control device (UUD) 6 connected to it, a flow sensor (DR) 4, a GPS-GLONASS signal receiver (PGNSS) 15, a loading module digital task cards or an online sensor (memory || OS) 14 is also equipped with a universal digital-to-analog converter (UDAC) 5, with a dispenser control device (UUD) 6 connected to it, and a universal analog-to-digital converter (UADC) 3, connected to it with a flow sensor (DR) 4, and the universal digital-to-analog converter (UCAC) 5 and the universal analog-to-digital converter (UADC) 3 are coupled with two-way communication with a digital control unit (CCU) 1, which is connected via a system bus 8 with an information storage device (NI ) 9, a polling counter (RMS) 10, a sliding filter (SF) 11 and an average calculator (BC) 12, also a digital control unit (CBU) 1 is connected by an ISOBUS 13 connector to the on-board computer of the truck torus (BC) 2, to which the GPS-GLONASS signal receiver (PGNSS) 15 and the module for downloading digital task cards or an online sensor (memory || OS) 14.

Алгоритм рабочего процесса устройства представлен в виде блок-схемы на фиг. 2, где при включении устройства выполняется инициализация цифрового блока управления (ЦБУ), накопителя информации (НИ), счетчика количества опросов (СКО), скользящего фильтра (СФ) вычислителя среднего (ВС), а также протокола ISOBUS для обмена данными с бортовым компьютером (БК) трактора и приемника GPS-ГЛОНАСС сигнала (ПГНСС). Далее в автоматическом режиме блок цифрового управления производит самодиагностику устройства, направленную на обнаружение проблем, связанных с подключением датчика-расходомера (ДР), устройства управления дозатором (УУД) или ошибок при инициализации приведенных в готовность элементов устройства. В случае их обнаружения цифровой блок управления (ЦБУ) посылает соответствующий сигнал в бортовой компьютер (БК) трактора, который выводит на своем дисплей информационное сообщение о текущей неполадке.The workflow of the device is presented in the form of a block diagram in Fig. 2, where, when the device is turned on, the digital control unit (CBU), the information storage device (NI), the counter for the number of polls (SKO), the sliding filter (SF) of the average calculator (VS), as well as the ISOBUS protocol for data exchange with the on-board computer ( BK) tractor and GPS-GLONASS signal receiver (PGNSS). Further, in automatic mode, the digital control unit performs self-diagnosis of the device, aimed at detecting problems associated with the connection of the flowmeter sensor (DR), the dispenser control device (DCU) or errors during the initialization of the alerted device elements. If they are detected, the digital control unit (CBU) sends an appropriate signal to the on-board computer (BC) of the tractor, which displays an information message about the current problem on its display.

В случае отсутствия ошибок цифровой блок управления (ЦБУ) переходит в режим ввода настроечных параметров (норма расхода препарата Qк, рабочая ширина машины химизации B и величина агротехнического допуска β на отклонение значения контролируемого процесса Q(t) от нормы расхода препарата Qк. После ввода оператором требуемых значений на дисплее бортового компьютера БК трактора, выполняется их передача в цифровой блок управления ЦБУ, где вычисляются значения нижней и верхней границы допустимого интервала Qн, Qв на отклонении контролируемого процесса Q(t) от нормы расхода препарата Qк. На следующем этапе подготовки устройства к работе выполняется настройка машины химизации на заданную норму расхода, в соответствии с известными методиками настройки. Перед началом работы производят загрузку, заранее подготовленную карты-задания для локального внесения препарата через модуль загрузки цифровых карт заданий (ЗУ) или подключают и настраивают соответствующий онлайн сенсор (ОС). Непосредственно в начале работы машины химизации на обрабатываемом поле нажимают соответствующую кнопку на бортовом компьютере (БК) трактора, в результате чего универсальное цифровое устройство переходит в режим контроля и управления (фиг. 3). Выход устройства из режима контроля и управления определяется как завершение работы и выполняется путем нажатия соответствующей кнопки на дисплее бортового компьютера (БК) трактора.If there are no errors, the digital control unit (CBU) enters the setting parameters input mode (consumption rate of the drug Q k , the working width of the chemicalization machine B and the value of the agrotechnical tolerance β for the deviation of the value of the controlled process Q(t) from the rate of consumption of the drug Q k . After when the operator enters the required values on the display of the on-board computer of the tractor BC, they are transferred to the digital control unit of the CBU, where the values of the lower and upper limits of the permissible interval Q n , Q in are calculated on the deviation of the controlled process Q (t) from the rate of consumption of the drug Q k . the next stage of preparing the device for operation is the adjustment of the chemicalization machine to a given consumption rate, in accordance with known tuning methods.Before starting work, a pre-prepared task card is loaded for local application of the drug through the digital task card (SD) download module or connected and configured corresponding online sensor (OS). It is precisely at the beginning of the operation of the chemicalization machine on the cultivated field that the corresponding button is pressed on the on-board computer (BC) of the tractor, as a result of which the universal digital device switches to the control and management mode (Fig. 3). The exit of the device from the control and management mode is defined as the completion of work and is performed by pressing the corresponding button on the display of the on-board computer (BC) of the tractor.

Функционирование универсального цифрового устройства в режиме контроля и управления начинается с опроса приёмника GPS-ГЛОНАСС сигнала (ПГНСС) бортовым компьютером (БК) трактора. В результате этого бортовой компьютер (БК) трактора получает мгновенное значение скорости агрегата V, которое передается и записывается в память цифрового блока управления (ЦБУ), и текущие координаты местоположения машины химизации x, y, отправляемые в его память. После чего бортовой компьютер (БК) трактора определяет состояние участка E(x, y), соответствующее местоположению машины химизации, основываясь на данных: считанных с цифровой карты-задания, загруженной через модуль загрузки (ЗУ) или оперативных опросов онлайн сенсора (ОС). В случае, если участок поля, по которому движется машина химизации требует внесения препарата E(x, y)≠1, то функционирование устройства выполняется дальше по алгоритму. Если участок поля не требует внесения препарата, то цифровой блок управления (ЦБУ) через универсальный цифроаналоговый преобразователь УЦАП посылает соответствующий сигнал на устройство управления дозатором (УУД) с целью его отключения. Внесение препарата на таком участке не осуществляется. The functioning of the universal digital device in the monitoring and control mode begins with a survey of the GPS-GLONASS signal receiver (PGNSS) by the on-board computer (BC) of the tractor. As a result, the on-board computer (BC) of the tractor receives the instantaneous value of the speed of the unit V, which is transmitted and recorded in the memory of the digital control unit (CCU), and the current coordinates of the location of the chemicalization machine x, y, sent to its memory. After that, the on-board computer (BC) of the tractor determines the state of the section E(x, y), corresponding to the location of the chemicalization machine, based on the data: read from the digital task card loaded through the download module (SD) or operational polls of the online sensor (OS). If the section of the field along which the chemicalization machine moves requires the introduction of the drug E(x, y)≠1, then the operation of the device is carried out further according to the algorithm. If the area of the field does not require the introduction of the drug, then the digital control unit (CBU) through the universal digital-to-analog converter UCAP sends the appropriate signal to the dispenser control device (UUD) in order to turn it off. The introduction of the drug in this area is not carried out.

Движение машины химизации по зоне требующей внесения препарата E(x, y)=1 сопровождается опросом цифровым блоком управления (ЦБУ) датчика-расходомера (ДР), соединённого с ним через универсальный аналогово-цифровой преобразователь (УАЦП), и обработкой полученного мгновенного значения расхода препарата по специальному алгоритму (фиг. 4). Опрос датчика-расходомера (ДР) выполняется каждые 20 см пути агрегата.The movement of the chemicalization machine in the zone requiring the introduction of the drug E(x, y) = 1 is accompanied by a digital control unit (CCU) polling the sensor-flowmeter (DR), connected to it through a universal analog-to-digital converter (UADC), and processing the obtained instantaneous flow rate drug according to a special algorithm (Fig. 4). The polling of the sensor-flowmeter (DR) is performed every 20 cm of the unit's path.

Переданное мгновенное значения расхода qt с датчика-расходомера ДР записывается в оперативной памяти цифрового блока управления (ЦБУ). Наряду с этим выполняется увеличение счетчика количества опросов (СКО) на единицу, т.е. в начале работы на поле N=0, при каждом опросе датчика-расходомера N:=N+1. Если значение, хранимое в счетчике количества опросов (СКО) меньше ста (N≤100) (в начале работы устройства первые 20 м пути агрегата), устройство выполняет сбор значений qt в накопителе информации (НИ). При этом цифровой блок управления (ЦБУ) по системной шине передает значение qt в накопитель информации (НИ), где записывается последним элементом в массиве данных. Этот массив, размером 100 элементов, накапливает и хранит в процессе функционирования устройства значения величин расхода препарата ста предыдущих измерений. Текущее значение расхода препарата в этом случае вычисляется в цифровом блоке управления (ЦБУ) с учетом хранимых в его памяти значениях нормы расхода препарата Qк, мгновенной скорости агрегата V и рабочей ширины захвата машины химизации B по формуле:The transmitted instantaneous flow rate q t from the sensor-flowmeter DR is recorded in the RAM of the digital control unit (CBU). Along with this, the counter of the number of polls (RMS) is incremented by one, i.e. at the beginning of work on the field N=0, at each polling of the flowmeter N:=N+1. If the value stored in the polling counter (RMS) is less than one hundred (N≤100) (at the beginning of the device operation, the first 20 m of the unit's path), the device collects q t values in the information storage device (NI). In this case, the digital control unit (CBU) transmits the value of q t via the system bus to the information storage device (NI), where it is recorded as the last element in the data array. This array, with a size of 100 elements, accumulates and stores the values of the drug consumption values of a hundred previous measurements during the operation of the device. The current value of the drug consumption in this case is calculated in the digital control unit (CCU), taking into account the values of the drug consumption rate Q k stored in its memory, the instantaneous speed of the unit V and the working width of the chemicalization machine B according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

Если значение счетчика количества опросов (СКО) датчика-расходомера больше ста (N>100), то скользящий фильтр (СФ), связанный по системной шине с накопителем информации (НИ) выполняет обновление массива данных путем удаления значения величины расхода препарата под его первым индексом и перезаписи значений, содержащихся под i–ым индексом на значения элементов под индексом i+1. В аналитическом виде это представляется следующим образом:If the value of the counter of the number of polls (RMS) of the flow sensor is more than one hundred (N>100), then the sliding filter (SF) connected via the system bus to the information storage device (NI) updates the data array by deleting the value of the drug flow rate under its first index and overwriting the values contained under the i-th index with the values of the elements under the index i+1. In analytical form, this is represented as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

При этом преобразовании значение величины расхода препарата под первым индексом удаляется, а последующие сдвигаются на 1 индекс влево. После этого цифровой блок управления (ЦБУ) по системной шине (СШ) передает значение qt в накопитель информации (НИ) и записывает его в массив данных в качестве последнего элемента:With this transformation, the value of the drug consumption under the first index is deleted, and the subsequent ones are shifted by 1 index to the left. After that, the digital control unit (CBU) transmits the value q t via the system bus (SS) to the information storage device (NI) and writes it to the data array as the last element:

Figure 00000003
Figure 00000003

В результате чего обновленный массив данных, содержащийся в накопителе информации (НИ), включает 100 значений расхода препарата, которые передаются в вычислитель среднего (ВС), где суммируются и делятся на 100. Вычислитель среднего (ВС) в этом случае выполняет следующее преобразование:As a result, the updated data array contained in the information storage device (NI) includes 100 drug consumption values, which are transferred to the average calculator (AC), where they are summed up and divided by 100. In this case, the average calculator (AC) performs the following transformation:

Figure 00000004
Figure 00000004

Вычислитель среднего (ВС) передает по системной шине рассчитанное усредненное значение расхода q в цифровой блок управления ЦБУ, а последний стирает из своей оперативной памяти мгновенное значения расхода qt. The average calculator (AC) transmits the calculated average value of the flow rate q via the system bus to the digital control unit of the CBU, and the latter erases the instantaneous value of the flow rate q t from its RAM.

Усредненное значение расхода препарата q позволяет повысить точность оценки контролируемого процесса Q(t), путем минимизации влияния случайных, в вероятностно-статистическом смысле, явлений протекающих внутри контрольно-измерительной аппаратуры.The average value of the drug consumption q allows to increase the accuracy of the assessment of the controlled process Q(t), by minimizing the influence of random, in a probabilistic-statistical sense, phenomena occurring inside the control and measuring equipment.

Затем цифровой блок управления (ЦБУ) вычисляет фактический расход препарата на гектар Qt, основываясь на хранимых в памяти значениях мгновенной скорости агрегата V, рабочей ширины захвата машины химизации B и усредненной величины расхода препарата q. Формула вычисления следующая:The digital control unit (CCU) then calculates the actual drug consumption per hectare Q t , based on the stored values of the instantaneous speed of the machine V, the working width of the chemicalization machine B and the average drug consumption q. The calculation formula is as follows:

Figure 00000005
Figure 00000005

После чего цифровой блок управления (ЦБУ) сравнивает фактический расход препарата на гектар Qt с допустимыми значениями (Qн;Qв). В случае выхода контролируемого параметра Qt за пределы принятого допуска цифровой блок управления (ЦБУ) посылает соответствующую команду на устройство управления дозатором (УУД), которое корректирует управляющее воздействие Uq (фиг.1), подаваемое на дозатор (Д), в большую или меньшую сторону. Тем самым выполняется регулировка режима работы дозатора (Д). Если фактический расход препарата на гектар Qt находиться в пределах допуска (Qн;Qв), корректировка управляющего воздействия Uq и поднастройка дозатора (Д) не требуется.After that, the digital control unit (CBU) compares the actual consumption of the drug per hectare Q t with acceptable values (Q n ;Q in ). In the event that the controlled parameter Q t goes beyond the accepted tolerance, the digital control unit (CBU) sends the appropriate command to the dispenser control device (UUD), which corrects the control action U q (figure 1) applied to the dispenser (D), to a large or smaller side. Thus, the operating mode of the dispenser (D) is adjusted. If the actual consumption of the drug per hectare Q t is within the tolerance (Q n ;Q in ), adjustment of the control action U q and adjustment of the dispenser (D) is not required.

Claims (1)

Универсальное цифровое устройство для системы контроля и управления машиной химизации, содержащее блок цифрового управления, отличающееся тем, что снабжено универсальным цифроаналоговым преобразователем, выполненным с возможностью соединения с устройством управления дозатором, и универсальным аналогово-цифровым преобразователем, выполненным с возможностью подключения к датчику-расходомеру, причем универсальный цифроаналоговый преобразователь и универсальный аналогово-цифровой преобразователь сопряжены двухсторонней связью с блоком цифрового управления, выполненного с возможностью использования вместо мгновенного значения qt усредненное значение q, который соединяется через системную шину с накопителем информации, счётчиком количества опросов, скользящим фильтром и вычислителем среднего, также блок цифрового управления выполнен с возможностью соединения разъемом ISOBUS с бортовым компьютером трактора, к которому подключены приемник GPS-ГЛОНАСС сигнала и модуль загрузки цифровых карт-заданий или онлайн сенсор.A universal digital device for the monitoring and control system of a chemicalization machine, containing a digital control unit, characterized in that it is equipped with a universal digital-to-analog converter configured to be connected to the dispenser control device, and a universal analog-to-digital converter configured to be connected to a flow sensor, moreover, the universal digital-to-analog converter and the universal analog-to-digital converter are coupled with a two-way communication with a digital control unit configured to use the average value q instead of the instantaneous value q t , which is connected via the system bus to the information storage device, the counter for the number of polls, the sliding filter and the average calculator, also, the digital control unit is configured to be connected via the ISOBUS connector to the on-board computer of the tractor, to which the GPS-GLONASS signal receiver and the digital map loading module are connected. Denmark or online sensor.
RU2022110254U 2022-04-15 Universal digital device for the control and management system of the chemicalization machine RU215489U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU215489U1 true RU215489U1 (en) 2022-12-14

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6698367B1 (en) * 1999-10-19 2004-03-02 Calliope Device for diffusing in the soil volatile treating products
US20130292487A1 (en) * 2010-09-10 2013-11-07 Exel Industries Spraying apparatus for agricultural machine with cartographic piloting
CN108605923A (en) * 2018-05-15 2018-10-02 河南科技大学 Pesticide dispenser monitors and accurate volume control device and method
RU2706490C1 (en) * 2019-07-04 2019-11-19 Общество с ограниченной ответственностью «РостАгроСервис» Sprayer control system
RU207495U1 (en) * 2021-06-18 2021-10-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) DEVICE FOR TREATMENT AND DISINFECTION OF SOIL WHEN FORMING PROFILED SURFACE OF THE FIELD

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6698367B1 (en) * 1999-10-19 2004-03-02 Calliope Device for diffusing in the soil volatile treating products
US20130292487A1 (en) * 2010-09-10 2013-11-07 Exel Industries Spraying apparatus for agricultural machine with cartographic piloting
CN108605923A (en) * 2018-05-15 2018-10-02 河南科技大学 Pesticide dispenser monitors and accurate volume control device and method
RU2706490C1 (en) * 2019-07-04 2019-11-19 Общество с ограниченной ответственностью «РостАгроСервис» Sprayer control system
RU207495U1 (en) * 2021-06-18 2021-10-29 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО СПбГАУ) DEVICE FOR TREATMENT AND DISINFECTION OF SOIL WHEN FORMING PROFILED SURFACE OF THE FIELD

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6170704B1 (en) Machine and method for monitoring mobile product application
EP1183929B1 (en) Agricultural product application tracking and control
US5961573A (en) Height control of an agricultural tool in a site-specific farming system
DE69835895T2 (en) MULTIVARIABLE QUANTITY DISTRIBUTION SYSTEM FOR AGRICULTURAL MACHINE
US20070260400A1 (en) Computerized crop growing management system and method
CN102669079A (en) Toward-target variable spray tester
CN101716567B (en) Intelligent variable medicine spraying machine based on prescription chart control
EP0616711A4 (en) Networked agricultural monitoring and control system.
AU2007346107A1 (en) Method and system for applying materials to crops
CN102132669A (en) Accurate drip irrigation and fertilization system
CN110603944A (en) Liquid manure medicine integration system
CN106613790A (en) Automatic irrigation control system based on cloud platform and smartphone
CN112772385B (en) Full-automatic remote irrigation system
RU215489U1 (en) Universal digital device for the control and management system of the chemicalization machine
US20220030756A1 (en) Retrofitting kit to be mounted on an agricultural implement
WO2021002783A1 (en) System for controlling a sprayer
CN210076197U (en) Water and fertilizer integrated system
CN112273195A (en) Energy-saving drip irrigation system for landscaping maintenance
CS241012B2 (en) Flow rate regulation device
CN104536418B (en) Precise agriculture control system and method for automatic fertilization and water supply through distributed control
CN114946617A (en) Water and fertilizer integrated intelligent irrigation system based on satellite remote sensing and control method thereof
CN110506616A (en) A kind of underground drip irrigation feedback control system
CN109673238A (en) A kind of liquid fertilizer sprayer apparatus based on multisensor
CN207541449U (en) Liquid fertilizer variable deep placement control system
Penzotti et al. A planning strategy for sprinkler-based variable rate irrigation