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.
- 8.2. Машины для внесения минеральных удобрений и извести
- 8.1. Техническая характеристика машин для внесения минеральных удобрений
- 8.3. Машины для внесения органических удобрений
- Глава 9 посевные и посадочные машины
- 9.1. Схемы посева и посадки, агротехнические требования и классификация машин
- 9.2. Рядовые зерновые сеялки
- Техническая характеристика зерновых сеялок
- 9.3. Сеялки для посева пропашных культур
- 9.4. Овощные сеялки
- Картофелепосадочные и рассадопосадочные машины
- Глава 10 машины для химической защиты растений
- 10.1. Методы и способы защиты растений, агротехнические требования
- 10.2. Машины для химической защиты растений
- Техническая характеристика опрыскивателей
- 10.3. Машины для приготовления и транспортировки рабочих жидкостей
- Г л а в а 11 машины для заготовки кормов
- 11.1. Технологические процессы заготовки кормов и агротехнические требования
- 11.2. Косилки
- 11.3. Косилки-плющилки
- 11.4. Косилки-измельчители
- 11.5. Грабли
- 11.6. Машины для уборки рассыпного сена
- 11.7. Машины для заготовки прессованного сена
- 11.8. Агрегаты для приготовления травяной муки
- Глава 12 машины для уборки и послеуборочной обработки зерна
- 12.1. Способы уборки зерновых культур и агротехнические требования
- 12.2. Валковые жатки
- 12.3. Зерноуборочные комбайны
- 12.2. Техническая характеристика комбайнов.
- 12.4. Уборка незерновой части урожая
- 12.5. Зерноочистительные машины
- 12.6. Машины для сушки зерна
- 12.7. Машины для уборки кукурузы на зерно
- Глава 13 машины для уборки картофеля
- 13.1. Способы уборки и агротехнические требования
- 13.2. Картофелекопатели
- 13.3. Картофелеуборочные комбайны
- 13.4. Машины для послеуборочной доработки картофеля
- Г л а в а 14 машины для уборки сахарной свеклы
- 14.1. Технологии уборки сахарной свеклы и агротехнические требования
- 14.2. Машины для уборки ботвы
- 14.3. Корнеуборочные машины
- Глава 15 машины для уборки овощей
- 15.1. Комплекс машин для уборки и послеуборочной обработки лука
- 15.2. Машины для уборки столовых корнеплодов
- 15.3. Капустоуборочные машины
- 15.4. Самоходный томатоуборочный комбайн
- Глава 16 машины для орошения
- 16.1. Способы орошения и агротехнические требования
- 16.2. Основные элементы дождевальных систем
- 16.3. Дождевальные установки и машины
- 16.4. Машины для поверхностного полива
- Контрольные вопросы и задания к разделу II
- Раздел III
- 17.2. Тяговый баланс трактора и сопротивление рабочей машины
- 17.3. Комплектование машинно-тракторных агрегатов
- 17.4. Кинематика движения машинно-тракторного агрегата
- 17.5. Производительность машинно-тракторного агрегата
- 17.6. Эксплуатационные затраты при работе агрегата. Расход топлива и смазочных материалов
- 17.7. Транспорт в сельскохозяйственном производстве
- 17.8. Основы технологии механизированных работ
- Глава 18 основы технического обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка
- 18.1. Система технического обслуживания и ремонта
- 18.2. Организация технического обслуживания
- 18.3. Эксплуатация нефтехозяйства
- Глава 19 основы оптимального планирования, проектирования и управления машинно-тракторным парком
- 19.1. Определение состава и структуры машинно-тракторного парка, планирование" его работы
- 19.2. Выбор средств технического обслуживания машинно-тракторного парка и планирование их работы
- 19.3. Организация инженерно-технической службы
- 19.4. Анализ эффективности использования машинно-тракторного парка
- 19.5. Методологические подходы к оценке технического уровня сельскохозяйственной техники
- 19.6. Общие методические принципы оценки эффективности сельскохозяйственных техники и технологий
- Р аз дел IV
- 20.2. Производственные процессы на фермах
- 20.3. Комплексная механизация в животноводстве
- Глава 21 механизация водоснабжения животноводческих ферм
- 21.1. Общая схема водоснабжения животноводческих ферм
- 21.2. Водоподъемные машины и установки
- 21.3. Водопроводная сеть и напорно-регулирующие устройства
- 21.4. Машины и оборудование для поения животных
- Глава 22 механизация подготовки кормов к скармливанию
- 22.1. Виды кормов. Способы и схемы приготовления кормов
- 22.2. Машины для измельчения кормов резанием
- 22.3. Машины для дробления и резания кормов
- 22.4. Машины для запаривания, смешивания и дозирования кормов
- 22.5. Технологические линии приготовления кормов. Кормоприготовительные цехи
- Глава 23 механизация раздачи кормов
- 23.1. Кормораздаточные устройства
- 23.2. Мобильные кормораздатчики
- 23.3. Кормораздатчики непрерывного транспортирования кормов (стационарные)
- Глава 24 механизация доения коров
- 24.1. Общие принципы и способы машинного доения
- 24.2. Доильные аппараты
- 24.3. Виды доильных установок
- 24.4. Элементы вакуумной системы доильных установок
- 24.5. Аппараты и механизмы для первичной обработки молока
- Глава 25 механизация удаления навоза
- 25.1. Способы удаления навоза
- 25.2. Стационарные механизмы и устройства для удаления навоза из помещений
- 25.3. Гидравлические системы удаления навоза
- 25.4. Пневматические системы удаления навоза
- Глава 26 механизация стрижки овец
- 26.1. Комплекты технологического оборудования для стрижки овец
- 26.2. Устройство стригальной машинки
- Контрольные вопросы и задания к разделу IV
- Раздел V
- 27.2. Источники переменного трехфазного тока
- 27.3. Электростанции, линии электропередач, трансформаторы
- 27.4. Энергетические системы
- 27.5. Внешние и внутренние электропроводки
- Глава 28 электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий
- 28.1. Типы электропривода и его основные части
- 28.2. Трехфазный асинхронный электродвигатель
- 28.3. Электрические двигатели сельскохозяйственного назначения
- 28.4. Аппаратура управления и защиты электроустановок
- 28.5. Режимы работы и выбор типа электродвигателя
- Глава 29 использование энергии оптического излучения в сельском хозяйстве
- 29.1. Основные понятия оптического излучения и его свойства
- 29.2. Источники электрического света
- 29.3. Системы электрического освещения. Осветительные приборы
- 29.4. Производственное использование электрического света
- 29.5. Использование ультрафиолетовых и инфракрасных излучений
- Глава 30 применение электрической энергии для нагрева
- 30.1. Электрические источники тепла
- 30.2. Электрический нагрев воды
- 30.3. Электрокалориферные установки
- 30.4. Электрообогреваемые полы и коврики
- 30.5. Электроподогрев защищенного грунта
- Глава 31 электротехнологии в сельском хозяйстве
- 31.1. Электротехнологии в растениеводстве
- 31.2. Электротехнологии в животноводстве
- Г л а в а 32 элементы системы автоматического управления
- 32.1. Основные понятия автоматизации
- 32.2. Элементы автоматики и их функции
- 32.3. Принципиальные, функциональные и структурные схемы автоматических систем
- 32.4. Оценка использования электроэнергии потребителями
- 32.5. Применение средств автоматизации
- Контрольные вопросы и задания к разделу V
- Раздел I. Тракторы и автомобили сельскохозяйственного назначения 5
- Раздел IV. Механизация производственных процессов