CC BY
2
УДК 631.6
Журавлева Л.А.
докт. техн наук, профессор РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева,
Хеирбеик Бассел Магомедов М.С.
аспирант РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева,
г. Москва, РФ
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ШИРОКОЗАХВАТНЫХ ДОЖДЕВАЛЬНЫХ МАШИН КРУГОВОГО ДЕЙСТВИЯ
Аннотация
В статье рассматривается возможность совершенствования широкозахватных дождевальных машин за счет модернизации системы управления. Установленный «интеллектуальный модуль» обеспечивает контроль работы дождевальной машины с передачей информации на пульт оператора, с последующей обработкой и анализом данных. Выполненный на базе программируемого логического контроллера позволяет обеспечить своевременный полив с внесением необходимых удобрений, контролировать расход воды и другие параметры. Заложена возможность смс-оповещения на мобильный телефон оператора дождевальной машины. Установленный «интеллектуальный модуль» позволяет изменять поливную норму в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля в режиме реального времени, основываясь на данных, полученных с датчиков и метеостанции.
Ключевые слова
Широкозахватная дождевальная машина, контроль и управление, автоматизация, «интеллектуальный модуль», ресурсосберегающие технологии.
Введение. Обеспечение продовольственной безопасности в современном мире является важнейшей задачей развития сельского хозяйства. Согласно существующим прогнозам [1, с 19], производство продовольствия должно увеличиться на 70-100 процентов к 2050 году, чтобы удовлетворить потребность девятимиллиардного населения планеты.
Необходимо изыскивать возможности повышение урожайности сельскохозяйственных культур, более эффективного использования сельхозтехники, сокращения затрат на производство продукции, удобрения, воду и электроэнергию.
Повышения качества полива может быть обеспечено путем изменения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля в режиме реального времени, адаптации режима полива к изменяющимся в течение поливного периода условиям [2, с 60].
Целью исследования является совершенствование системы управления дождевальной машиной, расширение ее технологических возможностей, а также снижения экологической нагрузки внедрением энергосберегающей экологически безопасной технологии полива.
Методика исследований. Орошаемая область поля делится по секторам на несколько участков. Количество участков определяется количеством сельскохозяйственных культур с различной требуемой нормой полива, особенностями рельефа, либо участками почв с разными характеристиками.
То есть, необходимо выделить участки поля в виде секторов, на всей площади которых должен осуществляться полив одинаковой нормой.
В случае достаточно ровного рельефа, одной сельскохозяйственной культуры и типа почв, для обеспечения качества и равномерности полива, для обеспечения поливной нормы в соответствии с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива в автоматическом режиме, достаточно разбить участок на 4 сектора.
issn 2410-6070
международный научный журнал «инновационная наука»
№ 7-2 / 2022
Информация от датчиков влажности, установленных на четырех секторах участка полива вдоль радиуса каждого сектора через 35-40 м и метеостанции через GLONASS-спутник поступает на GLONASS-приемник и далее на блок анализатора сигналов в интеллектуальный модуль, после чего норма полива корректируется согласно формулы 1, подавая команду начала полива орошаемого сектора.
Поливная норма на i-ом участке, м3/га [3, c 111]:
М, = 2к
1200Q
M
£ СЕК^СР р)
1 -
1
(1 + 10E# сек )
n+1-i
(1)
Где £ =
432 -103 ксутдм
Цм -расход машины, л/с;
1сек -путь, проходящий последней тележкой, т.е. длина дуги сектора, м; Vcp - средняя скорость движения тележки в зависимости от угловой координаты ф, м/с; Е - интенсивность водопотребеления, мм/сут; \ - номер участка от начала поля, ¡=1,2...п; п -общее количество участков; б -путь, проходящий последней тележкой; Ксут-коэффициент времени.
Корректировка поливной нормы позволяет согласовывать норму полива с уровнем влагозапасов участков поля на момент их полива, изменять поливную норму при поливе машиной нескольких различных сельскохозяйственных культур засеянных по секторам в автоматическом режиме, обеспечивает равномерное орошение и качество полива на участках, имеющих сложный рельеф, уклоны местности, различные типы почв.
Новизна подтверждена патентами РФ: 2755688 и 2755996.
Результаты исследований.
Разработанная система управления была реализована на широкозахватной дождевальной машине «КАСКАД», на орошаемых полях в УНПО «Поволжье» (с. Степное, Энгельсский район Саратовской области), рис.1, [4, с 2]
Основные технические характеристики: Орошаемая площадь - 80,4 га. Расход воды - 62 л/с. Рабочее давление на входе в машину - 0,4МПа. Длина оросительного комплекса - 480,7 м. Минимальная продолжительность полного оборота - 20,7 ч. Норма полива за один оборот может изменяться - от 60 до 664м3/га.
Рисунок 1 - Дождевальная машина КАСКАД
s
Система управления обеспечивает контроль функционального состояния дождевальной машины с передачей собранной информации на пульт оператора, последующей обработкой, анализом и архивированием полученных данных. Выполненная на базе программируемого логического контроллера ОШЕЫ1о§к позволяет обеспечить своевременный полив орошаемых площадей с внесением необходимых удобрений, согласно заданного алгоритма, контролировать расход воды и прочие параметры.
В состав оросительного комплекса входит:
-широкозахватная дождевальная машина кругового действия;
-система управления с «интеллектуальным модулем»;
-модуль управления насосной станцией;
- пульт оператора;
- метеостанция для контроля и прогнозирования метеоусловий;
-беспроводные автономные датчики контроля параметров орошения.
Для управления движением на промежуточных самоходных опорных тележках широкозахватной дождевальной машины установлены приборы синхронизации тележек в линию (ПСЛ), которые вырабатывают команды на движение тележек.
На ведущей самоходной опорной тележке установлен прибор стабилизации курса (ПСК), который вырабатывает команду на движение ведущей самоходной опорной тележки, которая задает скорость передвижения всей дождевальной машины по участку вокруг неподвижной опоры.
На неподвижной опоре установлен щит управления, в котором размещена защитная аппаратура и пульт управления, в котором размещены: «интеллектуальный модуль», счетчик электрической энергии и таймер.
На мониторе компьютера отображается карта контролируемой области с указанием места нахождения дождевальной машины и ее функционального состояния. Заложена возможность настройки смс-оповещения на мобильные телефоны обслуживающего персонала.
«Интеллектуальный модуль» обеспечивает отслеживание состояния почвы, анализирует полученные данные, изменяет норму полива в зависимости от микронеровностей участка и метеоданных в режиме реального времени без непосредственного участия человека.
Основная задача «интеллектуального модуля» состоит в оценке основных факторов, обусловливающих необходимость внесения корректировки в режим полива, анализе информации и принятии решения о количественном изменении поливной нормы.
Оперативное планирование эксплуатационных режимов орошения с использованием математических моделей и цифровых технологии позволяет повысить точность требуемых объемов подачи воды, обеспечивая эффективность и экономию воды и энергоресурсов.
Заключение. Российский рынок цифровых технологий в сельском хозяйстве не достаточно развит, отличается незначительным выбором, ограниченными возможностями и требует комплексного научно-практического подхода.
Разработанная и внедренная система управления широкозахватными дождевальными машинами с «интеллектуальным модулем» позволяет значительно расширить технологические возможности, обеспечивает ресурсосберегающий и качественный полив.
Список использованной литературы:
1. Труфляк Е. В. Основные элементы системы точного земледелия / Е. В. Труфляк. - Краснодар :КубГАУ, 2016. - 39 с.
2. Журавлева Л.А., Тхуан Н.В. Совершенствование конструктивных параметров широкозахватных дождевальных машин кругового действия. Аграрный научный журнал. №8, 2021 . с. 90-94
3. Журавлева Л.А., Тхуан Н.В. Технологические и технические решения для обеспечения
ресурсосберегающего и экологически безопасного полива широкозахватными дождевальными машинами. Монография. ISBN 978-5-00140-603-7 .ФГБОУ ВО Московский политехнический университет; Саратов: Амирит, 2020 - 161 с.
4.Zhuravleva L A, Popkov I A. Improving the patency of sprinkler machines on moistened soil on the basis of experimental and theoretical studies of the system irrigation rate-soil-sprinkler machine. IOP Conference Series: Earth and Environmental Sciencethis link is disabled, 2022, 949(1), 012003January 2022 D0I:10.1088/1755-1315/949/1/012003
© Журавлева Л.А., Хеирбеик Бассел, Магомедов М.С., 2022
УДК 62
Захаров И.А.
Студент КНИТУ-КАИ им. Туполева Казань, РФ
ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСВТО ДЛЯ СВИНЦОВО-КИСЛОТНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ 40 АЧ
CHARGER FOR 40 AH LEAD-ACID CAR BATTERIES Аннотация
В данной научной статье рассматриваются схемы построения зарядного устройства для свинцово-кислотного автомобильного аккумулятора ёмкостью 40 Ач и основные виды свинцово-кислотных аккумуляторов, для которых оно предназначено.
Свонцово-кислотные аккумуляторы, их виды, схемы построения зарядных устройств.
Свинцово-кислотный аккумулятор — тип аккумуляторов, получивший широкое распространение ввиду умеренной стоимости, неплохого ресурса (от 500 циклов и более), высокой удельной мощности. Основные области применения: стартерные аккумуляторные батареи в транспортных средствах, аварийные источники электроэнергии, резервные источники энергии.
Классификация:
• AGM (от англ. absorbent glass mat) — аккумулятор, в котором между пластинами установлены абсорбирующие электролит маты из стекловолокна в роли сепараторов. Эти сепараторы не только предупреждают короткое замыкание пластин в случае их разрушения, губчатая конструкция сепараторов удерживает в них электролит за счёт капиллярных сил, и электролит не вытекает из батареи ни при каких обстоятельствах. Такие губчатые сепараторы, удерживая электролит, предупреждают его расслоение (стратификацию), что продляет срок службы аккумулятора. Также в аккумуляторах AGM работает цикл рекомбинации кислорода, что имеет как преимущества, так и недостатки. За счёт рекомбинации кислорода в аккумуляторах AGM расход воды меньше, чем в простых АКБ.
• EFB (от англ. enhanced flooded battery, улучшенная наливная батарея) — аккумуляторная батарея со свободно плещущимся жидким электролитом, пластинами повышенной толщины в сравнении с простыми АКБ (такие же пластины, как в AGM) и c более плотной в сравнении с простыми АКБ конструкцией сепараторов. Среди прочих, у EFB встречаются сепараторы из стекловолокна (подобно AGM). Аккумуляторные батареи EFB занимают промежуточное положение между простыми АКБ и
