32.5. Применение средств автоматизации

Средства автоматизации широко используют для замены тру­да человека по управлению технологическими процессами. Они могут точно устанавливать наиболее выгодную скорость движе­ния агрегатов при изменяющейся нагрузке рабочих органов, вы­бирать режимы работы агрегатов, обеспечивающие наибольшую производительность при строгом соблюдении технологии и наи­меньшем расходе энергии, поддерживать требуемую глубину хода рабочих органов или высоту среза при различном рельефе местности и разных почвах, защищать рабочие органы и агрегаты от перегрузок и поломок, оповещать персонал о неисправностях и причинах их появления, выдавать информацию о качестве и количестве выработанной продукции и т. п.

Автоматизировать мобильные агрегаты и осуществляемые ими технологические процессы значительно сложнее, чем стационар­ные. Работа на открытом воздухе при широко изменяющихся пределах температурно-влажностных параметров, запыленности и загазованности, наличии вибраций и толчков, ограниченности массовых габаритных показателей, а также недостаточность зна­ний механизаторов о средствах автоматики существенно снижа­ют надежность работы устройств автоматизации мобильной тех­ники.

Однако переход на повышенные рабочие скорости и увели­ченную ширину захвата рабочими органами, непрерывное повы­шение мощности, сложности машин и их производительности, а также более жесткие требования к точности управления техноло­гическими операциями вызвали необходимость в разработке со­временных систем автоматического управления сельскохозяй­ственными агрегатами, используемыми в полеводстве.

Хотя для полеводства проблема автоматизации технологичес­ких процессов сложная, тем не менее и здесь начинают приме­нять средства автоматики, в том числе систему датчиков и при­боров для тракторов и сельскохозяйственных машин, систему приборов для периодического контроля (диагностики) техничес­кого состояния машин и их режимов работы, систему приборов для определения технико-экономических показателей машин, систему приборов и средств технического обслуживания.

Одновременно ведутся работы и созданы технические сред­ства для автоматического управления такими процессами, как:

управление технологическими процессами обработки и хране­ния сельскохозяйственной продукции;

автоматическое вождение тракторов и сельскохозяйственных машин;

регулирование глубины хода рабочих органов почвообрабаты­вающих, посевных, корне- и клубнеуборочных машин, а также высоты среза стеблей зерновых культур и кормовых трав;

корректировка направления движения рабочих органов сея­лок, культиваторов и других машин при посеве, обработке и сбо­ре урожая пропашных культур, садов и виноградников, поливе и обработке химикатами растений и т. п.

Широко автоматизирована работа стационарных электрифи­цированных установок для полеводства, в том числе зернопунк-тов. Это зерноочистительные агрегаты типа ЗАВ, очистительно-сушильные комплексы типа КЗ С производительностью 10...100 т/ч, вентилируемые бункера вместимостью до 100 т. Объединение отдельных машин в поточную линию и их автома­тизация в этих комплексах позволили повысить производитель­ность труда в 7... 10 раз и снизить себестоимость обработки зерна в 2...3 раза по сравнению с использованием этих же машин в от­дельности.

Из средств автоматики на агрегатах и в комплексах широко используют приборы контроля и регулирования технологических параметров: датчики уровня сыпучих материалов, датчики температуры нагрева теплоносителя на входе и выходе зерносушилки и температуры зерна в сушилках и бункерах активного вентилиро­вания, влагомеры для измерения относительной влажности воз­духа и влажности зерна, расходомеры зерна, приборы контроля пламени в топке, реле, электромагнитные клапаны, конечные выключатели и т. п.

На основе этих средств разработаны пульты и станции авто­матического управления агрегатами и комплексами послеубороч­ной обработки зерна, которые автоматически обеспечивают пос­ледовательность пуска машин поточной линии в направлении, обратном направлению потока зерна, начиная с машины, уста­новленной в конце линии, и т. д.

Внедрение средств автоматизации с использованием элект­ронных и микропроцессорных средств является эффективным средством повышения технического уровня сельскохозяйствен­ной техники, позволяющим:

увеличить производство сельскохозяйственной продукции, повысить ее качество и снизить потери благодаря более точному высеву семян, внесению оптимальных доз минеральных удобре­ний и химикатов, оптимизации режимов работы уборочных агре­гатов и оборудования для переработки сельскохозяйственной продукции;

значительно повысить производительность труда и снизить себестоимость продукции благодаря автоматизации управления технологическими процессами, значительному улучшению усло­вий труда, снижению трудоемкости технического обслуживания;

повысить надежность сельскохозяйственной техники за счет внедрения электронных систем контроля и сигнализации, защи­щающих рабочие органы от перегрузок и поломок;

снизить потребление топлива и энергии машинно-тракторны­ми агрегатами за счет оптимизации режимов их работы и ста­бильности управления топливоподачей.

Анализ научно-технической информации показывает, что электроника и микропроцессорная техника используются в сис­темах автоматизированного контроля технического состояния и работоспособности машин; управления топливоподачей двигате­ля, трансмиссией, поворотом, навесной системой тракторов; контроля качества выполнения технологических процессов, вы­работки, скорости движения, буксования; управления нормой внесения удобрений и семян, скоростью движения агрегатов, от­дельными рабочими органами машин; управления машинно-тракторными агрегатами.

Создаваемые электронные контрольно-информационные си­стемы для тракторов и других мобильных машин отличаются многофункциональностью, универсальностью и модульным ис­полнением конструкции. Это расширяет область их использова­ния при выполнении различных сельскохозяйственных работ в течение года, упрощает ремонт и техническое обслуживание.

Разрабатываются средства автоматического контроля и управ­ления МТА с применением микропроцессорных средств, в част­ности, информационной измерительной системы оптимального управления режимами работы сельскохозяйственных тракторов, системы автоматической защиты тракторных и комбайновых двигателей, самонастраивающейся системы автоматического уп­равления энергетическими режимами работы МТА с переключа­емой на ходу коробкой передач, системы комплексной автомати­зации зерно-, кукурузо- и свеклоуборочных комбайнов.

Зерноуборочные комбайны «Дон» оборудованы контрольно-информационными системами, которые обеспечивают измере­ние и цифровую индикацию скорости движения комбайна, час­тоты вращения молотильного барабана и вентилятора очистки, а также сигнализацию снижения частоты вращения вала двигателя и приводных валов основных рабочих органов.

Число автоматизированных объектов должно значительно возрасти в основном за счет стационарных пунктов, поточных линий и технологических комплексов для послеуборочной обра­ботки зерна, овощей и фруктов.

Согласно результатам сравнительного анализа тенденций раз­вития электронных и автоматизированных средств отечествен­ной и зарубежной сельскохозяйственной техники в конструкциях отечественных машин и технологических линий недостаточно применяется электроника и микропроцессорная техника.

Зарубежное сельскохозяйственное машиностроение характе­ризуется широкой автоматизацией, органическим включением в состав машинных агрегатов и технологических линий современ­ной микроэлектроники и микропроцессорной техники, обеспе­чивающих оптимизацию технико-экономических показателей, резкое повышение производительности и улучшение условий труда.

В конструкциях отечественных тракторов, комбайнов и дру­гих машин использованы лишь простейшие средства контроля температуры среды, вращения или движения рабочих органов, регулирования навесных систем трактора. Отечественная убо­рочная техника по уровню оснащенности средствами контроля и автоматического управления значительно уступает лучшим зару­бежным образцам. Зерноуборочные комбайны оснащены указа­телем потерь зерна, который не в полной мере удовлетворяет со­временным требованиям к приборам данного назначения. Толь­ко для 10 % сельскохозяйственных орудий и машин разработаны средства автоматического управления дозой или нормой внесе­ния удобрений и средства управления положением рабочих орга­нов.