4 октября 2021

Контролируемый посев сои

Контролируемый посев сои

Текст: А. И. Завражнов, д-р техн. наук, проф., академик РАН, ФГБОУ ВО «Мичуринский государственный аграрный университет»; А. В. Балашов, д-р техн. наук, доц.; Н. Ю. Пустоваров, канд. техн. наук; А. В. Крищенко, инженер, ФГБНУ «ВНИИ использования техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве»

На урожайность сои существенное влияние оказывает качество высева, который должен обеспечить равномерное размещение заданного количества семян на единице площади поля. Такой подход, наряду со своевременным проведением предпосевной обработки почвы, позволит получить высокий урожай возделываемой культуры.

Поддержание заданных параметров процесса высева семян является сложной задачей ввиду воздействия ряда случайных факторов на посевной агрегат, объясняемых условиями работы. При этом от оператора требуется постоянное повышенное внимание, что вызывает утомление и ошибки в управлении.

НАЗНАЧЕНИЕ СИСТЕМЫ

Нормы высева определяются исходя из принятой технологии с учетом заделки семян на заданную глубину. Однако при внесении семенного материала сои во влажную почву возможны забивание сошников и пробуксовка опорно-приводных колес сеялки, что приводит к просевам. Кроме того, они обусловлены техническими отказами оборудования, неправильной регулировкой рабочих органов, недостаточным вакуумом. Также причинами могут выступать отсутствие семян в бункере или сводообразование в нем, засоренность посевного материала и частичное забивание отверстий высевающего диска. Исследованиями установлено, что просевы по площади поля могут составлять от 1,5 до 8%. Нередко они обнаруживаются только после появления всходов, а их изреженность приводит к снижению урожайности. Неправильная регулировка съема лишних семян на высевающем диске обусловливает возникновение «двойников», количество которых при точном посеве достигает 4–8%. Их наличие негативно влияет на формирование урожая из-за уменьшения площади питания каждого растения.

Для повышения качества посева в последние годы научными и конструкторскими организациями ведутся исследования и создаются системы контроля высева семян (СКВС), предназначенные для сбора информации о работе каждой посевной секции, отбора и анализа протекания процесса. В них предусмотрен вывод на монитор текущих сведений о распределении семенного материала в рядке, скорости движения агрегата, а также сообщений о нарушениях операции и месте их обнаружения. При работе такая система информирует оператора о производительности машины, норме высева по каждому аппарату за последние четыре оборота опорно-приводного колеса сеялки. При условии установки датчиков СКВС предоставляет данные о минимальном уровне семян и удобрений в одном из бункеров высевающей секции и работе вентилятора ниже 2500 об/мин. Комплекс сигнализирует об отклонениях нормы внесения от заданных интервалов по каждому аппарату, скорости машины от заданных программой промежутков, а также о снижении уровня семян и удобрений в бункерах до минимального значения.

СОСТАВНЫЕ ЧАСТИ

На всех пропашных сеялках следует устанавливать электронную систему контроля высева семян. Она состоит из датчиков пути и внесения по количеству высевающих аппаратов, электронного блока сбора и обработки информации. Кабельная разводка включает жгут проводов с ответвлениями на каждый прибор высева и пути, а также кабель, соединяющий сеялку с кабиной трактора. Кроме того, предусмотрен контроллер с микропроцессором.

посев сои.png

Датчики высева предназначены для регистрации пролета семян от высевающего аппарата к семенному ложу бороздки и устанавливаются между щеками сошника. Устройство представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали с емкостным элементом и электронной схемой. Для повышения механической прочности между чувствительными пластинами размещается втулка, а для герметизации схема залита эпоксидным компаундом. Пролет семян через датчик индицируется кратковременным загоранием светодиода. Для надежной фиксации прохода семян разных культур через устройство высева при установке на расстоянии 50 мм от точки отрыва от диска высевающего аппарата оптимальные размеры его чувствительной зоны должны иметь определенные значения. В частности, для надежной регистрации семян длина пластин должна составлять не менее 50 мм, их высота — не ниже 5 мм, расстояние между пластинами не может больше 20 мм. Для подключения к кабельной разводке на печатной плате предусмотрены две контактные втулки, рядом с плюсовым выводом расположен светодиод для визуального наблюдения за работой прибора. Датчики не реагируют на пыль, которая осаждается на них, и они защищены от случайной переполюсовки питания.

Датчик пути предназначен для определения расстояния, пройденного посевным агрегатом. Один аппарат индуктивного типа, выполненный в пластмассовом корпусе цилиндрической формы, монтируется с помощью кронштейна на консоли опорно-приводного колеса, причем торец устройства ориентирован по траектории движения головок болтов для крепления диска колеса и со стороны его обода без ниппеля. Головки болтов или гайки должны иметь один типоразмер и одинаковую высоту. Чувствительная зона до 1–3 мм находится в торце корпуса, а с другой его стороны расположены клеммы для подсоединения питания. Для надежного срабатывания индуктивного датчика пути зазор между его торцом и головками болтов на диске опорно-приводного колеса не может превышать 2 мм.

СВОЕВРЕМЕННАЯ ПЕРЕДАЧА

Электронный блок сбора и обработки информации необходим для взаимодействия с данными, отправляемыми с датчиков высева, уровня семян и удобрений, оборотов вентилятора и пути, с последующей передачей их на контроллер. Устройство представляет собой электронную плату, помещенную в металлический короб, который устанавливается на балке сцепки с помощью кронштейнов. Контроллер предназначен для сбора и вывода на информационное табло показателей о текущем состоянии процесса, производительности, реальной, минимальной и максимальной скорости посевного агрегата, регулируемой программным способом. Также возможна выдача данных о снижении оборотов вентилятора и критическом остатке семян и удобрений. Устройство отслеживает работу всех размещенных на сеялке датчиков и имеет пластмассовый разъемный корпус, на котором расположены монитор, кнопки «Раб.», «Стоп», ПРГ и включения.

Информационный экран содержит один ряд разноцветных знакомест по количеству высевающих аппаратов, при этом каждому номеру всегда соответствует свое знакоместо, а представление данных на табло построено по принципу постоянного их расположения. Контроллер, закрепленный на металлической подставке, устанавливается в кабине трактора в удобном для просмотра месте. Наибольшая контрастность монитора наблюдается при взгляде, направленном перпендикулярно к лицевой поверхности светофильтра или несколько ниже. Для подсоединения всех датчиков к контроллеру, кабелю блока сбора, обработки и передачи от него информации предназначена специальная разводка. Питание системы осуществляется от бортовой сети трактора с напряжением 11–15 В.

сев сои.png

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Семена, пролетая через чувствительную зону датчика высева, приводят к появлению электрического сигнала, который по кабельной разводке направляется в схему обработки. При прохождении головок болтов крепления диска опорно-приводного колеса мимо торца датчика пути возникает импульс, также поступающий в схему и используемый для определения длины пройденного пути. Сведения от всех датчиков отправляются в блок сбора информации, в котором они обрабатываются по заданному алгоритму и передаются на контроллер в кабине трактора. В нем постоянно отображается норма высева на табло в виде цифр или гистограммы, а также данные о скорости агрегата, производительности, оборотах вентилятора и сбоях в работе сеялки. После остановки машины и нажатия кнопки «Стоп» экран контроллера не мигает и звуковой сигнал не подается, а сведения о норме высева представляются только в цифровом формате.

Во время посева агрегату необходимо перемещаться с такой скоростью, при которой отсутствует информация на табло о ней и непрерывный звуковой сигнал. При этом в идеальном случае на экране изменяются показания нормы высева семян в штуках на метр пути или высвечивается гистограмма в виде столбиков без стрелок. Если отметка указывает вниз, то норма высева ниже заданного минимального лимита, вверх — выше максимального значения. Переключение цифрового формата на графический и обратно проходит в режиме «Раб.» путем кратковременного нажатия кнопки ПРГ. Через каждые четыре оборота опорно-приводного колеса происходит смена цифровых показаний нормы высева или высоты столбиков на гистограмме.

ПРИМЕНИТЬ НА ПРАКТИКЕ

В ходе производственного использования посевных агрегатов в хозяйствах Центрального федерального округа были выявлены технические и технологические отказы сеялок, фиксируемые СКВС. Так, удалось установить, что при обнаружении пониженной нормы высева семян во всех каналах на информационном табло по причине разрежения в пневматической системе необходимо проверить техническое состояние вентилятора, натяжение его ремня, целостность и плотность крепления шланга, подводящего вакуум к патрубкам корпуса высевающего аппарата или вентилятора. Отсутствие на экране показаний о норме высева в каком-либо сегменте свидетельствует об отсутствии вращения диска из-за обрыва цепи привода, нарушении целостности шланга или крепления к патрубкам. Высвечивающиеся на табло данные в одном или нескольких каналах о пониженной норме высева свидетельствуют о засорении отверстий на высевающем диске или забивании почвой полости сошника. Информация о превышении нормы высева обусловлена неправильным положением съемника «двойников». При появлении данных об отклонении от заданных значений скорости посевного агрегата можно сделать вывод о проскальзывании опорно-приводного колеса.

Во время обследования также были выявлены механические повреждения корпусов датчиков высева из-за деформации щек сошника, устранявшиеся установкой распорных втулок между ними. Отклонения при монтаже датчика пути приводили к неправильным показаниям значений скорости посевного агрегата. При запуске сеялки из-за низкой квалификации обслуживающего персонала и незнания порядка настройки и программирования режимов активности посевного агрегата были отмечены сбои системы контроля.

В целом по результатам многолетних наблюдений за использованием пневматических сеялок в хозяйствах была подтверждена целесообразность установки на них системы контроля высева семян. Она позволяет повысить качество посева и производительность устройств, сократить затраты труда до 50% и увеличить эффективность управления процессом посева сои.

Популярные статьи