Спецможливості
Статті

Бортові комп’ютери обприскувачів

05.06.2008
222
Бортові комп’ютери обприскувачів фото, ілюстрація
Під час розробки технологічних процесів вирощування та збирання сільськогосподарських культур чільне місце відводиться боротьбі з бур’янами, шкідниками та хворобами рослин. Важлива роль у цьому складному поєднанні агротехнічних операцій належить технологічним лініям хімічного захисту рослин. У системі використання засобів хімізації визначальним є якісне їх внесення та економічна ефективність самого процесу застосування пестицидів.

Враховуючи вартість засобів захисту рослин та обсяги їх використання у рослинництві, виникає потреба розробки й запровадження у виробництво таких технічних удосконалень до обприскувачів, які забезпечать максимальну ефективну дію препарату з можливою його економією.
Провідні світові технології виробництва продукції рослинництва дедалі частіше знаходять своє застосування в Україні. Це стосується насамперед тих господарств, які хочуть працювати високорентабельно і не бояться новітніх розробок, вдосконалень та модернізації. Рано чи пізно конкуренція на внутрішньому та зовнішньому ринку змусить перейти до новітніх технологій і техніки, підключивши і запровадивши при цьому всі можливі резерви, що ведуть до економії препаратів, підвищення продуктивності агрегатів і зменшення витрат паливно-мастильних матеріалів і коштів на обприскування.


Серед багатьох параметрів, які характеризують технологічний процес обприскування, найважливішими є концентрація робочого розчину засобів захисту рослин, норма внесення препарату та рівень забруднення навколишнього середовища шкідливими сполуками.
Під час застосування хімічних препаратів дуже важливим є забезпечення і дотримання концентрації робочого розчину пестицидів. Зменшення концентрації зумовлює низьку біологічну дію препарату на оброблюване середовище. Надвисока концентрація робочого розчину негативно впливає на культурні рослини, завдає шкоди навколишньому середовищу та призводить до зайвих витрат коштів на обприскування.
У польових умовах, без належних засобів контролю, дуже важко досягти точної концентрації робочого розчину, яка б відповідала агротехнічним вимогам. Перед кожним новим заправленням у баку обприскувача залишається певна кількість робочої рідини від попереднього заправлення. Через велику похибку рівнеміра (нерівна поверхня поля, висота розміщення навіски трактора) ми не можемо точно визначити залишок робочої рідини в баку обприскувача. Внаслідок цього з кожним новим заправленням концентрація робочого розчину пестицидів у баку обприскувача змінюється на кілька відсотків у той чи інший бік. Отже, через 4–5 заправок робоча суміш може стати занадто низькоконцентрованою або ж її концентрація буде допустимо високою.


Одним із важливих питань, яке на сьогодні до кінця не вирішене, є регулювання обприскувача на задану норму внесення робочої рідини та підтримка заданих параметрів у процесі роботи. Заводи-виробники пестицидів встановлюють концентрацію та норму внесення препарату на одиницю площі. Відповідно до агротехнічних вимог, відхилення фактичної норми внесення від заданої має не перевищувати 10%. Зменшення норми внесення пестицидів, що не відповідає вихідним вимогам, не забезпечує якісного обробітку посівів, а завищення норми призводить до негативних екологічних наслідків і до зайвих витрат коштів на обприскування. Хімічні засоби захисту рослин — дорогі технологічні матеріали, тому їх частка у собівартості продукції доволі значна. На сьогодні середньостатистична вартість захисту 1 га посівів сільськогосподарських культур становить 325–390 грн. Тому, здавалося б, незначна їх перевитрата на 10–15% збільшує собівартість одиниці виробленої продукції на 35–60 грн.
Регулювання обприскувача на задану норму внесення робочої рідини виконують у такий спосіб. Спочатку за таблицями обирають робочу швидкість агрегату, тип та розміри розпилювачів. Потім за формулою визначають витрату робочої рідини через один розпилювач


 


де q — витрата робочого розчину через один розпилювач, л/хв;
B — ширина захвату обприскувача, м;
Q — задана норма витрати робочої рідини, л/га;
Vp — робоча швидкість руху агрегату, км/год;
n — кількість розпилювачів на штанзі обприскувача, шт.

Витрата робочої рідини через розпилювачі залежить від тиску. З допомогою таблиць визначають величину робочого тиску в системі, що відповідає розрахунковій хвилинній витраті. Після цього заповнюють бак обприскувача заміряною кількістю води та обробляють фіксовану площу. Порівнюють розрахункову й фактичну витрату води і визначають відхилення. У разі потреби змінюють швидкість руху агрегату або тиск у гідравлічній системі обприскувача і знову перевіряють його на воді. Повторюють наладку, допоки не досягнуть відповідності агротехнічним вимогам. Кваліфіковані працівники на виконання такої роботи витрачають кілька годин, а якщо механізатор займається наладкою обприскувача вперше, то це може тривати цілу зміну.


Проте навіть такий ретельний спосіб наладки не гарантує підтримання заданої норми внесення на одиниці площі, тому й не дає можливості повністю досягти бажаних результатів. Відбувається це завдяки певним моментам. На робочу швидкість руху обприскувача впливає кілька чинників: рельєф і мікрорельєф поля, зміна радіуса кочення коліс через прогинання шин та заглиблення коліс у грунт, буксування ведучих коліс (для колісних тракторів буксування коливається в межах 8–18%), твердість грунту, нерівномірність частоти обертання колінчастого вала двигуна, непостійна величина тягового опору агрегату, яка викликана поступовим спорожненням баку. Отже, відхилення фактичної швидкості руху обприскувача від заданої змінюється в межах ±10–15%. Всі ці чинники свідчать про те, що досягти заданої швидкості руху практично неможливо.


Величина тиску в гідросистемі обприскувача, що створюється гідронасосом, теж коливається через нерівномірність частоти обертання колінчастого вала двигуна, і це теж впливає на кількість внесеного робочого розчину на одиницю площі.
Значна частка у відхиленні встановленої норми внесення робочої рідини належить і людському чиннику. Механізатор фізично не може постійно підтримувати задану частоту обертів двигуна. Даються взнаки кваліфікація спеціаліста, втома, погодні умови тощо. І навіть тоді, коли обприскувач відрегульовано за всіма правилами, слід стежити, щоб хтось випадково не повернув на пульті ручку керування тиском насоса і тим самим не звів нанівець усі зусилля механізаторів.
Як наслідок, усі ці чинники в сумі створюють відхилення фактичної норми внесення робочого розчину пестицидів від заданої до 20–30%, а то й вище, хоч (як ми вже знаємо) за агротехнічними вимогами відхилення не повинно перевищувати 10%. Навіть найретельніше регулювання обприскувача не може забезпечити тієї встановленої норми внесення робочого розчину, дотримання якої забезпечує найефективнішу дію препарату. Знаючи про таку невідповідність, головні спеціалісти господарств (зазвичай це агрономи) свідомо завищують норму внесення препарату, щоб запобігти ризику. Внаслідок цього перевитрачаються препарати та кошти. Якщо припустити, що у господарстві слід виконати хімічний захист посівів на площі 1500 га, то зайві витрати коштів у разі перевищення норми внесення препарату на 15% становитимуть від 72000 до 85500 грн за згаданих вище цін вартості хімічного обробітку 1 га. І це лише по одному господарству. В межах усієї України ця цифра буде значно вищою. А якщо до цих перевитрат долучити ще й забруднення навколишнього середовища шкідливими сполуками пестицидів, то матимемо величину екологічної проблеми у межах держави.
Залишається практично неконтрольованим і той проміжок пройденого обприскувачем шляху, коли він починає робочий хід на початку загінки або закінчує його перед виїздом на поворотну смугу, а також за гранично малої кількості робочого розчину пестицидів у баку обприскувача, коли, замість препарату, через розпилювачі випорскується дрібнодисперсна суміш, яка більше схожа на туман.


Для максимально раціонального вирішення питання підтримання концентрації робочого розчину пестицидів у баку обприскувача та досягнення заданої норми внесення препарату в будь-який проміжок часу на обприскувачах доцільно встановлювати системи комп’ютерного контролю та дистанційного і автоматичного регулювання роботи обприскувачів. Ці системи у використанні доволі прості, а працюють вони так. До блоку комп’ютера постійно надходять два сигнали: дані про робочу швидкість обприскувача та витрату робочої рідини, яка пройшла через розпилювачі. Системний блок миттєво опрацьовує інформацію про параметри технологічного процесу обприскування і надсилає на дисплей відповідні результати.
Останнім часом провідні фірми — виробники машин для хімічного захисту сільськогосподарських культур — зробили відчутний крок уперед у плані обладнання обприскувачів бортовими комп’ютерами з контролюючими й виконавчими механізмами. Найвідомішими фірмами, що займаються розробкою та виробництвом комп’ютерних систем або окремих їх елементів для управління технологічними операціями внесення пестицидів і рідких комплексних добрив, є Muller Electronik, Teejet, Micotron GmbH, RDS Technology LTD тощо. Надійно та ефективно проявили себе в експлуатації бортові комп’ютери марки BRAVO різних модифікацій виробництва італійської фірми ARAG, які призначені для дистанційного та автоматичного контролю і регулювання норм виливання робочої рідини обприскувачів.


Блок комп’ютерного контролю BRAVO 110 дає змогу механізатору контролювати всі основні параметри роботи обприскувача для точного і рівномірного розподілу робочого розчину препарату на поверхні поля та за потреби змінювати норму витрати, змінюючи робочу швидкість агрегату. Отримавши сигнал про відхилення від встановленої норми внесення робочої суміші, оператор повинен змінити швидкість руху або ж, якщо робоча швидкість агрегату значно більша чи менша, вийти з кабіни трактора і на пульті керування з допомогою ручного регулятора тиску змінити його у гідравлічній системі обприскувача.
Блок комп’ютерного контролю та дистанційного керування BRAVO 113 поєднує у собі функції BRAVO 110 і розширює його можливості щодо дистанційного регулювання. Він дає змогу оператору відстежувати всі параметри технологічного процесу обприскування та впливати на норму внесення робочої рідини як зміною швидкості руху агрегату, так і зміною робочого тиску в гідравлічній системі безпосередньо з кабіни трактора. Крім того, можна змінювати швидкість руху агрегату без зміни норми внесення робочого розчину препарату.
Бортовий комп’ютер BRAVO 300 — це система електронного контролю та регулювання норми виливу робочої рідини, яка передбачає автоматизоване дотримання норми внесення пестицидів на одиниці площі. Система повністю забезпечує автоматичну підтримку попередньо встановленої норми витрати рідини, незалежно від робочої швидкості агрегату, а також дає змогу оператору контролювати всі основні параметри обприскування, відключати подачу робочої рідини до штанги та, в разі потреби, вимикати окремі секції штанги. Блок обладнано звуковим сигналом, який попереджає про виникнення відхилень у роботі обприскувача. Про це також сигналізують відповідні повідомлення на дисплеї.


Бортовий комп’ютер BRAVO 300 може працювати як у ручному, так і в автоматичному режимах. Під час роботи в ручному режимі потрібної норми виливу оператор дотримується, змінюючи швидкість руху агрегату або тиску в гідравлічній системі обприскувача.
У разі потреби ця система дає можливість під час автоматичного режиму роботи тимчасово змінювати норму виливу (до ±50% від початкової) залежно від умов обприскування.
Основними показниками, про які сигналізує монітор бортового комп’ютера, є норма внесення робочої рідини та швидкість руху агрегату. Крім того, додатково на дисплеї водночас можна спостерігати за значеннями трьох із восьми таких показників: оброблена площа, га; час роботи, год; пройдений шлях, км; рівень рідини в резервуарі, л; загальна кількість вилитої рідини, л; витрата робочої рідини, л/хв; робочий тиск у системі, Бар; напруга в електромережі трактора, В. Технічні можливості системи BRAVO 300 фіксують показники роботи обприскувача в широкому діапазоні. Так, пройдений шлях фіксується в межах від 1 до 10 км; оброблена площа — від 0,001 до 10000 га; норма внесення робочого розчину — від 1 до 2000 л/га.
Дисплей дає можливість оператору постійно контролювати всі дані щодо технологічного процесу обприскування. Контрольна панель розміщена в кабіні трактора так, щоб оператор міг вільно спостерігати за даними на моніторі та керувати електромагнітними клапанами пульта керування. Живиться комп’ютерний блок від мережі електрообладнання трактора з напругою 12 В.
Схему монтажу BRAVO 300 на обрискувач зображено на рисунку.
Контрольна панель цієї системи має великий багатофункціональний рідинно-кристалічний дисплей із підсвіткою, на якому оператор може спостерігати за всіма даними технологічного процесу обприскування. Шість функціональних кнопок по краях дисплея дають змогу операторові висвітлювати та встановлювати параметри обприскування на ньому разом з іншими кнопаками на контрольній панелі.
З допомогою системи можна записати дані лічильника на персональний комп’ютер або роздрукувати параметри обприскування на принтер.
Фірма ARAG також розробила та виготовляє бортові комп’ютери марки BRAVO 130, BRAVO 132 та BRAVO 134, які призначені для контролю параметрів роботи вентиляторних обприскувачів, зокрема, під час хімічної обробки садів та виноградників. Застосування таких систем дає можливість автоматично регулювати висоту обробки фруктових дерев залежно від їх розмірів, а також виконувати обприскування садів лише у тих місцях, де є дерева. Своєю чергою, це дає змогу зекономити близько 30% робочого розчину та зменшити забруднення навколишнього середовища.
Застосування бортових комп’ютерів на обприскувачах забезпечує потрібну кількість внесення робочого розчину препарату і підтримання його в межах агротехнічних вимог незалежно від рельєфу та мікрорельєфу поля (під час руху на підйом, згори та впоперек схилу), швидкості руху агрегату, тиску в гідросистемі обприскувача, а також за різної вологості грунту. Обприскувачі, що обладнані бортовими комп’ютерами, пересічно витрачають на 10% менше пестицидів порівняно із звичайними обприскувачами.
Досвід свідчить, що кількість бур’янів на окремих ділянках поля не постійна. На це впливає рельєф поля, попередник, попередній обробіток, кліматичні умови тощо. Тому не обов’язково на всіх ділянках поля дотримуватися постійної норми внесення робочого розчину, а доцільно, в разі потреби, збільшувати її чи зменшувати. Під час обприскування електронні системи контролю регулювання та роботи обприскувача дають можливість механізатору оперативно, якщо знадобиться, збільшувати або зменшувати норму внесення препарату й тим самим поліпшувати якість обробки з меншими витратами.
За допомогою лічильника виливання робочої рідини, який входить до системи комп’ютерного контролю роботи обприскувача, можна з високою точністю підтримувати потрібну концентрацію робочого розчину в баку обприскувача. Це відбувається так. Припустимо, що на обприскувачі встановлено бак, ємність якого 2000 л. За час роботи витратомір підрахував, що використано 1840 л робочого розчину. Знаючи це, агроном з допомогою пропорції підраховує, скільки самого препарату слід використати, щоб, заливши в бак витрачену кількість води та препарату, одержати концентрацію робочого розчину в межах агротехнічних вимог. Після цього лічильник “обнулюють”, і він уже рахуватиме виливання робочої рідини після заправлення.
На жаль, близько 85–90% обприскувачів, що працюють на полях України, не обладнані електронними системами контролю роботи. Причиною цього є брак коштів та інформації про ефективність використання таких систем контролю, а також типова для людини недовіра до всього нового, сумніви щодо надійності в роботі та доцільності застосування новинки.
Обприскувач, обладнаний блоком комп’ютерного контролю параметрів роботи і дистанційного регулювання, забезпечує високу якість та ефективність використання пестицидів, повний контроль за процесом обприскування, що, своєю чергою, дає можливість підвищити продуктивність агрегату, зменшити витрати коштів на обприскування, полегшити роботу оператора та звести нанівець шкідливу дію хімічних препаратів на навколишнє середовище.


В. Марченко,
канд. техн. наук, доцент

Інтерв'ю
Всі ми любимо у вихідні побалувати рідних і близьких візитом до пристойного ресторану, кафе, щоб посидіти, поспілкуватися, відпочити. А чи в курсі, що представники системи HoReCa давно мріють про
Наталія Гордійчук, засновниця компанії "Агрітема"
"Агріте­ма" своїми біорішен­ня­ми кар­ди­наль­но змінює підхід до зем­ле­роб­ст­ва. Про біоінно­вації, які по­над 10 років компанія на­дає аг­раріям, розповідає засновниця — Наталія Гордійчук.

1
0