Тези за паралелно управление днес се развиват с бързи темпове

Top Agrar

Движение по права линия с едно натискане на копчето: в сегмента на големите трактори паралелното управление с помощта на системата GPS вече е доста разпространено.

Но тези технологии са подходящи не само за големите стопанства. Днес дори системите от базово ниво имат, наред с функцията за паралелно управление, и възможност за документиране на данни, което значително спестява работно време.

Също както и в областта на компютърните технологии или мобилните телефони и тук техниката главоломно се развива.

Експертите смятат, че скоро всеки голям трактор ще бъде подготвен като минимум за вграждане на система за паралелно управление още на конвейера. А опитът показва, че ако нещо го има при големите трактори, то скоро ще се появи и при малките.

Техниката за паралелно управление е достойна за повече внимание, дори и само поради факта, че предлага цял ред предимства:

Системите за управление изключват припокриването на обработените участъци. Те спестяват време, гориво, средства за растителна защита и торове.

С автоматичната система за управление главата на оператора е свободна, което позволява да се увеличи скоростта и прецизността на работата.

Прах и тъмнина повече не оказват влияние върху качеството и скоростта на работата.

Ако ви е интересно прочетете и нататък... Предлагаме ви обзор на техниката и нейните възможности.

КАКВО Е GPS

GPS е съкращение от английското наименование на система за глобално позициониране. Използваният днес GPS-сигнал се изпраща от 32 спътника на американската система NAVSTAR-GPS.

Руската ГЛОНАС и европейската Galileo са системи, работещи на същия принцип, но намиращи се засега в стадий на разработване.

Спътниците на системата NAVSTAR се въртят около земята на височина около 20 000 км, непрекъснато подавайки при това точни сигнали за времето и местонахождението си. Сравнявайки получения сигнал с данните от вътрешните часовници, приемникът определя времето на местонахождението на сигнала по пътя и може възоснова на това да пресметне разстоянието до спътниците. Провеждайки тази операция с не по-малко от три спътника, приемникът определя пресечната точка - тоест своята собствена позиция.

На практика са необходими четири спътника, тъй като за постигането на точност в пределите на 3 м отклонение колебанията във времето не трябва да превишават една стомилионна от секундата. Тъй като никой няма под ръка атомен часовник, сигналът за време за точното сравняване се изпраща от четири спътника.

По своя път към повърхността на земята сигналът преминава през различни слоеве от атмосферата с различна плътност. Поради това времето на неговото преминаване се променя, което се отразява значително върху точността на измерването. Така са възможни отклонения в пределите на 90 метра. Ако е необходимо да се увеличи точността, се използва диференцирана GPS-система (D-GPS). В дадения случай коригиращият сигнал позволява да се намали отклонението до по-малко от 1 метър.

КАКВИ УСТРОЙСТВА СЕ ИЗПОЛЗВАТ

Различават се три класа системит за паралелно управление:

Системата за консултиране на управлението показва на водача пътя, но не управлява вместо него.

Асистентът на управлението контролира волана на трактора с помощта на двигателя.

Автоматичната система за управление се монтира стационарно в трактора, като при това контролира хидравличната система на кормилното управление. За разлика от предишните две системи, да се премести тази на друга машина не е толкова лесно.

Система за консултиране на управлението на базово ниво включва програма за преносим персонален компютър.

D-GPS антената и съответното програмно осигуряване позволяват да се преоборудва персоналния компютър в истинска система за консултиране на управлението. Устройството показва необходимия ред на дисплея, а операторът управлява трактора в съответствие с нейните указания. Необходимото програмно осигуряване се предлага от компаниите Satcon (www.satconsystem.de) и Farmworks (www.farmworks.com).

Закупувайки оборудването, обърнете внимание на антената. Примници с работна честота 10 херца днес вече са стандарт. Това значи, че антената трябва да предава към персоналния компютър данните за местоположението 10 пъти в секунда. Не бива да пренебрегвате и покупката на защитен корпус за компютъра. Иначе паралелното управление ще приключи бързо поради прах и вибрации.

Специализираните системи за консултиране при управлението са по-надеждни и са разработени специално за трактори. Но и те могат само да подскажат необходимата посока. При покупка на система за консултиране трябва да се обърне внимание на особеностите на индикацията. Тук производителите използват дисплеи, светодиоди или комбинации от тях. Всеки оператор различно възприема различните варианти на индикациите.

С помощта на двигателя на волана може да се надгради системата до асистент за управление. Тези системи растат заедно с нуждите на фермата.
Кормилните асистенти самостоятелно въртят волана на машината. Такова оборудване се предлага от компаниите Trimble, John Deere, Reichard и Autofarm. Разликите в конструкциите на устройствата на различните производители като цяло са незначителни. В системите на Trimble и Reichard воланът се върти от серводвигателя с помощта на фрикционната муфа. John Deere и Autofarm заменят волана с механизъм със задвижване от електрическия двигател. При това операторът може във всеки момент да се намеси в работата на двете системи.

Ако изборът е направен в полза на асистент на управлението, ще може да го използвате на няколко машини. Времето за преместването зависи от това, какви подготвителни работи са били проведени в машината. За да се спести време може, например, да се закупят и проложат няколко кабела, към които се включва антената.
Най-голяма прецизност и комфорт при управлението осигуряват автоматичните системи за управление. Те контролират непосредствено хидравличната система на управлението. Много от големите трактори се комплектоват с всичко необходимо за поставянето на автопилот още в завода. Но това не изключва възможността за дооборудването им. В този случай на трактора, освен GPS-приемника трябва да се поставят датчици за ъгъла на въртене на волана, електрически клапан на хидравличната система на кормилното управление, датчик за наклон и допълнителен дисплей.

Докато в автоматичните системи за управление датчиците за наклон почти винаги присъстват, в системите за асистиране на управлението това е опция, решението за поставянето на която взема производителя. Те са много важни при работа на склонове. Те предават данните за страничния наклон в компютъра на системата за паралелно управление. А компютърът след това може да отчита тези данни при определянето на траекторията на движението.
И така, ако се намирате пред избор, вземете предвид структурата на земите. На равни участъци може да се мине и без датчици.

КАКЪВ СИГНАЛ ЗА КАКВИ РАБОТИ

При избор на сигнал клиентът може да избира между безплатните сигнали EGNOS, SF 1 и платените Omnistar, SF 2. Те могат да се използват не само в селското стопанство. Успешно се прилагат в картографията, геодезията и мореплаването.
Практически всички системи за паралелно управление работят първоначално с безплатния сигнал EGNOS. Той е оптималния избор за машини с голяма работна ширина, където степентта на точност не се измерва в сантиметри. С правилен приемник точността на този коригиращ сигнал е около +/-30 см.
Това е повече от достатъчно при почвообработка с машини с работна ширина над 6 метра, за провеждането на растителна защита и торене. На практика с коригиращия сигнал EGNOSработят повечето комбайни.

Тук John Deere е поел по собствен път - компанията предоставя за свободно ползване за своите приемници сигнала SF 1. Той е по-точен от EGNOS и досига отклонение в точността +/- 5 см.

По-висока точност се предлага срещу допълнително заплащане. Такава прецизност е необходима най-вече при сеитбата. Иначе, в резултат могат да се образуват отклонения в реда или пропуски. Оптималният избор тук са, например, сигналите OmniStar от фирма HP или SF 2 на John Deere. Спътниците непрекъснато изпращат тези коригиращи сигнали към земята. Тяхната точност е около +/- 10 см. В зависимост от оборудването може да се постигне още по-висока прецизност при управлението на машината.

Ако искате да оборудвате със система за управление с висока точност няколко машини или имате проблеми с коригиращите сигнали, то обърнете внимание на системата RTK. В този случай вие придобивате и използвате своя собствена контролна база, осигуряваща точност в пределите на +/- 2 см. Възможно е в бъдеще RTK-сигналът да бъде достъпен и от мрежата на мобилните телефони. За целта трябва да има стабилна връзка на цялата територия на полята.

По принцип системите за асистиране на управлението, кормилните асистенти и автоматичните системи за паралелно управление могат да работят със сигнали от всякакъв вид. Но техниката при това трябва да бъде в състояние да реализира високата точност. Така, прецизния сигнал в съчетание с обикновена система за приемане и асистиране на управлението бързо ще изтощи оператора. Ако е необходима точност по-висока от тази на EGNOS, правилният избор са асистентите за управление и автоматичните системи.

Други отличителни признаци на сигналите от различни видове: абсолютна точност и проблеми с приемането на сигнала. За да се постигне абсолютна точност, е необходимо да се определи отклонението на сигнала в течение на определен период от време, например, година. Високата абсолютна точност е важна ако възнамерявате всяка година да използвате една и съща свободна колея за преминаването на трактора.

Проблемите при приемането на сигнала могат да се обяснят с различни причини. Докато чистия GPS-сигнал може да се приема практически навсякъде извън сградите, връзката с коригиращите сигнали може да прекъсва, особено в при гори или хълмисти местности. При използването на поддържан от спътници коригиращ сигнал, приемането е особено затруднено в участъци, които се закриват от южната им страна от гори и други високи обекти.

Причина: спътникът е разположен на геостационарна орбита, близка до екватора. По на север ъгълът, с който сигналът достига Земят става тъп. Приемът на RTK-сигнали е най-затруднен в неравни местности. Тъй като той се излъчва от относително малка височина, за него не е толкова лесно да проникне в долините. Освен това, периметърът на този сигнал се ограничава с дистанция около 20 км.
Особено неприятни се прекъсванията на приемането на сигналите Omnistar, SF 1, SF 2 - ако системата за управление губи коригиращия контакт за възстановяването на точността са необходими няколко минути. Спътниците изпращат сигнала в два честотни диапазона, един от които е кодиран. Поради това за точното пресмятане е необходимо време. При това при използването на сигналите RTK и EGNOS периодът между приемането и началото на движението по необходимата траектория отнема само няколко секунди.

Производителите се опитват по различни начини да преодолеят тези проблеми. Системите на John Deere автоматично се превключват към EGNOS, ако сигналите S1 и S2 се загубят. В системите Agrocom на базово ниво при изчезването на сигнала EGNOS се изпълнява математично подобряване на остатъчния GPS-сигнал. Въпреки, че и в двата случая точността намалява, но работата може да продължи.

КАКВО ОЩЕ МОГАТ GPS-СИСТЕМИТЕ

Освен паралелното управление повечето GPS устройства могат да следват контури, да задават полосата за обръщане и да измерват площта. Предаването на GPS-сигнала в брояча за извършена работа на навесната машина позволява да се работи с огромна прецизност, да се изключват секции на полската пръскачка или торачка.
Освен това, сигналът за местоположението значително опростява воденето на документация. Как става това? През системата ISO-BUS в тракторът постъпва информация за навесната машина и внасяното количество препарати. След това, същокакто при картирането на реколтата, тези данни се свързват с актуалното местоположение. В базата данни става автоматично отнасяне на работата и площта, ръчното въвеждане на данните намалява до минимум.

Началото вече е поставено: фирма Agrocom, например, и нейният асистент за управлението от базово ниво Qutback S-Lite има възможност за предаване на GPS-данните към преносим персонален компютър (Pocket PC). Последният осъществява събирането на документацията и предаването и в базата данни.

John Deere със системата iTecPro е интегрирал в механизма на паралелното управление функция за обръщане. Докато системата за управление на полосата за обръщане контролира функциите на навесната машина, тракторът напълно автоматично се премества дъгообразно на следващия ред. При работа с машини с голяма работна ширина тази система работи много добре. Кога ще се появят технологии за обръщане на заден ход за малки трактори е по-скоро въпрос на време.

Добре е когато тракторът се движи прецизно по необходимия ред, но какво става с прикачните и навесните машини? При склонове те леко се изместват в страни. В резултат ще се получат пропуски в обработката. Поради това някои производители работят с допълнителен GPS-приемник на прикачните машини, позволяващ да се коригира тяхното положение. Така, на склона тракторът се движи до колеята, а машината работи точно.