Универсальный контроллер для внесения сухих и жид... - Новости

Контроллер позволяет, с учетом скорости движения трактора, управлять и контролировать дозирование вносимых удобрений. Контроллер имеет четыре независимых канала управления насосами, которые могут быть настроены на различные режимы работы в зависимости от выбранных конфигураций. Управление, конфигурирование, настройка и тестирование производится через беспроводную сеть WIFI при помощи любого устройства (компьютер, планшет, телефон) подключенного к этой сети при помощи WEB интерфейса. В качестве датчика скорости может использоваться GPS приемник, допплеровский радар или импульсный датчик от измерительного колеса. Возможна одновременная работа этих датчиков с системой приоритетного резервирования. Так же может быть подключена многоканальная (до 64 каналов) система контроля вылива жидких удобрений и система контроля внесения сухих удобрений или семян. К каждому каналу контроллера может быть подключен насос для подачи жидких удобрений мощностью до 360 Вт (30 А). Если подключаемый насос имеет большую мощность, то каналы можно объединить и таким образом управлять насосом до 1200Вт (100А). Базовый вариант предполагает использование мембранных насосов с мощностью 250Вт (до четырех насосов) и объединять их по выходным патрубкам. Такая конфигурация позволяет перекрыть широкий диапазон расходов, а автоматика контроллера включает необходимое количество насосов для достижения заданной производительности. Система измеряет для каждого насоса его расход и потребляемый ток и при отклонениях или аварийных ситуациях отключает насосы. Так же контролируется давление на выходе и предусмотрена защита от отклонения давления. Все параметры защиты могут настраивается индивидуально для каждого канала.

Алгоритм работы контроллера не зависит от конфигурации и упрощенно работает следующим образом:

Оператор с помощью пульта задает необходимые нормы расхода, будь то жидкие или сухие удобрения, семена и т.д. и вводит номинальную рабочую скорость.

Контроллер пересчитывает введенные параметры для каждого насоса или мотора привода и проверяет готовность к работе (наличие срабатывания концевых датчиков, наличие жидкости, работа датчиков скорости) и выводит сообщение о готовности к работе.

Оператор нажимает кнопку START, и переводит контроллер в рабочий режим, но насосы не включаются, и система ожидает начала движения и достижения минимальной рабочей скорости (эта скорость задается в параметрах настройки контроллера). При достижении этой скорости происходит включение насосов, и система переходит в режим стабилизации потока жидкости в зависимости от скорости движения. Такой подход позволяет автоматически останавливать работу насосов при остановках трактора и включать его при возобновлении движения.

Аналогично можно настроить запуск и остановка насосов от срабатывания концевых выключателей (одного или нескольких) и использовать это для остановки внесения удобрений при подъёме рабочих органов при разворотах.

Нажатие кнопки STOP приводит к остановке работы насосов и переход контроллера в режим ожидания.

Во время работы контролируются следующие параметры: скорость движения и ее отклонения, отклонения потоков от заданных для каждого насоса независимо, потребляемый ток каждым насосом и напряжение бортовой сети, выходное давление, вычисляется остаток жидкости в баках. Дополнительно можно установить независимый датчик уровня в каждый резервуар или бункер.

Для типового использования предлагается несколько вариантов базовых конфигураций, выполненных по принципу “одной коробки”. Единый корпус, в котором установлены насосы, все датчики и контроллер с настроенными параметрами и укомплектован выносным GPS датчиком скорости. К трактору подключается только питание, к входным патрубкам резервуары с жидкостями, а выходным рабочие магистрали для внесения удобрений. Этот позволяет легко интегрировать эту систему управления как в новые, так и в существующие машины для внесения удобрений.

Базовая одноканальная конфигурация

В базовой конфигурации используется один канал для внесения жидких удобрений. В систему может быть включено от одного до четырех насосов, которые работают на общий выходной коллектор. В качестве датчика скорости используется GPS приемник. Так же присутствует один концевой выключатель (можно подключить 2 дополнительных).

В таблице содержатся расчётные значения производительности системы, основанные на измеренной производительности насосов для воды на срезе выходного патрубка. Реальная производительность зависит от плотности и вязкости жидкого удобрения, его типа и концентрации, конфигурации гидравлических магистралей системы питания рабочих органов, рабочей температуры и может быть существенно ниже табличных значений. Рекомендуется производить калибровку системы с использованием реальных жидких удобрений, которые будут вноситься. Это позволит точно выдержать рекомендуемые нормы внесения и получить желаемый результат.
Методика калибровки системы будет описана далее.

Таблица 1. Расчётная производительность для одноканальной конфигурации

Управление системой

Подключите питание к системе и включите контроллер при помощи тумблера включения. Через некоторое время ваш планшет (телефон, компьютер) должен увидеть новую WiFi сеть с именем указанном в паспорте на систему. Там же указан пароль для подключения к сети. Подключите ваш планшет к этой сети и дождитесь завершения. Если система скажет, что нет подключения к интернету, нажмите ответ все равно подключиться. Откройте браузер на вашем планшете и введите адрес, указанный в паспорте. Вы должны увидеть на экране планшета следующую картинку:

Изображение может немного отличатся, в зависимости от конфигурации конкретной системы (количества насосов и количество используемых концевых выключателей) и выдавать сообщение: “READY” или “NOT READY”. Мигающий индикатор TCP говорит об подключении планшета к контроллеру и обмене информацией. Постоянно горящий сигнал GPS информирует о приеме достоверных сигналов со спутника и готовности датчика скорости GPS к работе. В зависимости от конкретной ситуации со спутниковой конфигурацией в месте наблюдения, сигнал появляется с задержкой до 5 минут. До появления этого сигнала работа контроллера в автоматическом режиме невозможна. Можно использовать систему только в “Ручном режиме”, который будет описан далее.

Левый прямоугольный индикатор показывает остаток жидкости в баке и имеет два сигнала предупреждения – мигающий желтый, когда осталось менее 10% жидкости и мигающий красный – когда менее 5%. Эти ситуации не приводят к остановке насосов, а только информируют оператора о ситуации и оператор должен сам проверить наличие жидкости в баке. Это связано с тем, что контроль за расходованием жидкости из бака производится на основе показаний датчиков потока и вычисляется исходя из указанной емкости бака, предполагая, что бак залит полностью и его емкость указана корректно. Если необходимо, то система может быть укомплектована
независимым датчиком уровня и в этом случае данные ошибки будут приводить к остановке насосов. Цифры внизу индикатора показывают суммарный общий расход жидкости. Сброс индикатора производиться нажатием и удержанием кнопки “RESET” в течение 1.5 секунд. Сброс индикатора суммарного расхода производится через панель настроек, которая будет описана далее.

Центральный круглый индикатор показывает текущий расход в литрах на гектар, а цифры внизу – суммарное количество обработанной площади. Сброс данного индикатора производится так же через панель настроек.

Правый прямоугольный индикатор показывает текущее давление в выходном патрубке системы. Отклонение за рамки указанных минимального и максимального давления приводит к остановке насосов и выводе соответствующего сообщения.

Левый круглый индикатор показывает текущую скорость, полученную от датчика GPS. Одометр внизу индикатора отображает общий пробег с включенными насосами. При снижении скорости движения ниже минимальной установленной, происходит остановка насосов. Затем, если скорость вновь превысит минимальное значение – насосы автоматически включатся. Это происходит если активирована кнопка “START” и сработали все концевые выключатели.

Правый круглый индикатор показывает текущий минутный расход всех включенных насосов и суммарный потребляемый ток. Ток, протекающий через каждый насос, контролируется независимо и при превышении установленного предела контроллер выключает все насосы, а также выводит сообщении о перегрузке.

Лампочки по краям экрана индицируют активность насоса и его наличие в системе. Лампочки в центре отображают состояние концевых выключателей и их наличие в данной конфигурации.

Ползунковый указатель позволяет оперативно изменять необходимый расход жидкости. По умолчанию при включении системы расход берется с панели настроек и индикатор отображает это значение. Перемещая указатель его можно изменить.

Строка состояния выводит информацию о режимах работы контроллера и его ошибках. Сброс ошибок производится кратковременным нажатием кнопки “RESET”. Если после сброса ошибки она появляется вновь, то ее необходимо устранить перед дальнейшим использованием системы. Виды ошибок и способы их устранения описаны далее.

Управляющие кнопки

Кнопка “START” – при кратковременном нажатии кнопки происходит передача в контроллер требуемый расход жидкости, показываемый ползунковым указателем, и активация автоматического режима работы. Если в системе не обнаружено ошибок и скорость превысит минимально заданную – включатся насосы и система будет производить автоматический вылив удобрений в зависимости от скорости движения. Длительное удержание кнопки “START” (более 1.5 сек) переводит контроллер в ручной режим работы (в этом режиме отключается датчик скорости, и система считает, что происходит движение с установленной рабочей скоростью), передает требуемый расход и, если нет ошибок включает насосы. Этот режим используется для проверки работоспособности системы, калибровки, и работы без датчика скорости. Скорость контролирует механизатор по спидометру трактора. Каждое следующее (кратковременное или длительное) нажатие кнопки “START” приводит только к установке нового значения расхода. Если были внесены изменения ползунковым указателем. Изменения значений требуемого расхода вступают в силу только после нажатия кнопки “START”. Это позволяет оператору сначала выставить необходимый расход, а только потом ввести в систему.

Кнопка “STOP” – любое нажатие (кратковременное или длительное) приводит к немедленной остановке всех насосов, сброс работы в ручном режиме и перевод контроллера в режим ожидания.

Кнопка “RESET” – сбрасывает ошибки и при длительном нажатии устанавливает заполненный бак с жидкостью, см описание выше.

В нижней информационной строке указана рабочая ширина обработки, суммарное время работы насосов и текущее время, полученное от спутников GPS.

Настройка основных параметров контроллера производится с WEB страницы панели настроек. Перейти на нее можно нажав стрелку в правом верхнем углу экрана.

Панель настроек

В таблице выведены текущие параметры, установленные в системе. Любой из них можно изменить и нажав кнопку “Сохранить”, ввести в систему.

Переключатель режимов работы позволяет перевести контроллер в один из доступных режимов:

• AUTO – основной режим работы. В этом режиме опрашиваются все датчики, контролируются все критические параметры и поток жидкости зависит от скорости движения.
• MANUAL – в этом режиме работы отключается датчик скорости и значение скорости принимается равным рабочей скорости установленной в системе. В остальном работа аналогична предыдущему режиму. Данный режим так же можно включить, длительно удерживая кнопку START.
• TEST 1, TEST 2 – данные режимы работы предназначены для тестирования и настройки параметров. Датчик скорости отключается, а скорость, передаваемая в контроллер вместо датчика, изменяется во времени по синусоидальному закону для режима TEST1 и скачкообразно для режима TEST 2. Отклонения скорости при этих колебаниях +/- 30% от заданной рабочей скорости.
• VIRTUAL – в этом режиме имитируются по случайному закону показания всех датчиков, кроме скорости, и позволяет демонстрировать работоспособность системы без фактического подключения к магистрали с жидкостью и без наличия самой жидкости.

Панель выбора языка может выбрать один из языков, установленных в системе для панелей управления.

Кнопка “Сбросить” позволяет сбросить счетчики времени работы насосов, общего пробега, обработанной площади и суммарного расхода удобрения.

Кнопка “Выход” возвращает на основную WEB страницу управления.

Базовая двухканальная конфигурация

В этой конфигурации используется два канала для внесения жидких удобрений. Насосы, установленные в системе, разделены на 2 группы (до двух насосов в каждой) и эти группы соединены T образным вентилем по входным и выходным патрубкам. Такое подключение позволяет гибко конфигурировать систему для различных задач. Можно иметь два независимых канала один для удобрений второй для гербицидов. Можно оба входных бака объединить, но вылив производить по двум независимым магистралям – междурядной и прикорневой с разными расходами. Можно объединить и входы, и выходы и превратить в одноканальную систему с высокой производительностью. Так же можно один канал использовать для внесения удобрений, а второй для перекачки жидкости из переднего подвесного бака в задний основной, тем самым сохраняя развесовку трактора. Систему можно комбинировать количеством включенных насосов по принципу 1+1, 2+1 или 2+2, в зависимости от стоящих задач. В качестве датчика скорости используется GPS приемник. Так же присутствует один концевой выключатель (можно подключить 2 дополнительных). Структурная схема приведена на рисунке.

Двухканальная базовая конфигурация

Подключение производится аналогично, как и для предыдущей конфигурации, но WEB страница управления выглядит иначе. Добавлены дополнительные индикаторы и параметры для регулирования.

Левый и правый прямоугольные индикаторы показывают уровень жидкости в баках первого и второго каналов, а цифры внизу – мгновенный расход жидкости в л/мин для каждого канала. Средний круглый индикатор показывает скорость в системе, получаемую от датчика GPS и расстояние, пройденное трактором с включенными насосами. Левый и правый круглые индикаторы показывают текущую норму вылива удобрений для каждого канала и обработанную площадь. Прямоугольные индикаторы в центре показывают выходное давление в соответствующих каналах, а также общий ток, потребляемый насосами этого канала. Для одного из каналов можно временно приостанавливать работу, например включать и выключать вылив гербицидов только там, где это необходимо. При помощи ползункового указателя можно оперативно изменять нормы вылива для каждого канала и приостанавливать его работу установив норму в нулевое значение. Назначение остальных индикаторов такое же, как и в одноканальной системе.

Конфигурирование системы

Для конфигурирования системы необходимо загрузить WEB страницу конфигуратора. Ее можно вызвать только явно указав в адресной строке браузера ее адрес, который записан в паспорте системы. Это сделано специально, чтоб оператор не смог случайно войти в конфигуратор.

Нажав на клавишу “Read”, можно прочесть текущую конфигурацию системы. Панель конфигуратора предназначена для выбора самого широкого набора опций и не все опции могут быть активированы в каждом конкретном случае. Это зависит от фактического наличия тех или иных датчиков, насосов и моторов в конкретной системе. Недоступные опции не будут включены в систему при сохранении.

В состав канала можно добавить насосы A, B, C, D. Опция Sync#1 включает режим синхронной работы драйверов насоса. В обычном режиме автоматика контроллера сама решает сколько и на какую производительность в данный момент включить насосов, которые доступны в данном канале. Например, вы задали норму вылива 30 % от максимума и в системе 3 насоса. Насосы плохо работают под малой нагрузкой (низкие обороты ротора) - в данном случае она включит только 2 насоса, но нагрузит их на 45%. Ели вы зададите норму 20% - то включит только один насос, но на 60%. Это позволяет точно стабилизировать расход при малых значения нормы вылива. Выбирая опцию Sync#1 вы отключаете автоматику и все насосы будут иметь равную нагрузку. Для работы автоматики система использует все датчики потока, каждый у своего насоса. При синхронном режиме используется только данные с датчика потока насоса A. Это позволяет объединить выходы драйверов каналов для подключения одного большого насоса с одним датчиком потока. В базовых конфигурациях используется  распределенный принцип управления, и опция Sync#1 отключена.

Канал Cn#2 – предназначен для жидких удобрений и может использовать насосы C и D в состав канала, если они не включены в первый канал. Использовать второй канал возможно, если он установлен в системе и это информация прописана в контроллере на этапе производства. Канал работает аналогично первому и включает режим синхронной работы.

Опция Liquid outlow control, позволяет подключить к системе датчики контроля вылива индивидуальные для каждого рабочего органа и контролировать норму внесения по каждому обрабатываемому рядку. На экран выводится информация о текущих расходах в виде диаграммы и при отклонении происходит останов вылива с указанием проблемного рабочего органа. Диапазон отклонений для срабатывания ошибки задается в настройках.

Опция Seeding motor, позволяет подключить к системе электропривод высевного аппарата для внесения сухих удобрений или семян. Методика настройки высевного дозатора приводится в инструкции на дозатор, а система только регулирует скорость вращения дозатора в зависимости от скорости движения трактора.

Опция Seeding monitor, позволяет подключить к системе потоковые датчики контроля высева на каждый рабочего органа и контролировать их работоспособность для каждого ряда. На экран выводится информация о текущих расходах в виде диаграммы и при отклонении происходит останов вылива с указанием проблемного рабочего органа. Диапазон отклонений для срабатывания ошибки задается в настройках. Всего доступно до 96 каналов мониторинга жидких удобрений и до 96 каналов контроля высева.

Следующие две строки настраивают концевые выключатели, первая строка указывает на их наличие, а вторая на инверсию срабатывания.

Далее следует строка выбора датчика скорости. Доступны три датчика – Допплеровский радар, GPS приемник, и импульсный датчик от измерительного колеса и т.д. Возможно включение нескольких датчиков и тогда они работают по принципу приоритетов. Наивысший приоритет имеет радар, далее GPS и последний импульсный. В случае отсутствия сигнала от одного сенсора – он заменяется другим с низшим приоритетом.

Клавиша “Save” сохраняет выбранную конфигурацию в памяти контроллера. Для того чтоб изменения вступили в силу необходимо выключить и включить контроллер. Если заданная конфигурация не поддерживается оборудованием, то все недоступные опции будут сброшены. Проверить полученную конфигурацию можно зайдя на страницу конфигуратора и прочесть текущие настройки.

Калибровка сенсоров

Калибровка сенсоров является важной процедурой, которая позволяет точно выполнить рекомендации по внесению удобрений. Производительность насосов и сенсоров сильно зависит от вязкости жидкости, а вязкость определяется многими параметрами: составом, концентрацией, температурой среды и т.д. Мы имеем отдельную WEB страницу, посвященную калибровке.

Для калибровки доступны 4 сенсора потока, каналы A, B, C, D, и один канал мотора привода дозатора для семян и сухих удобрений. Методика калибровки одинакова для всех сенсоров и описание дано для одного.

Есть два способа калибровки:

1. Первый - за известное время (мы выбираем из ряда 30, 60, 90, 120 сек) измеряется объём перекачанной жидкости, или вес (объем) сухих удобрений или семян.
2. Второй – известный объём (мы выбираем из ряда 3, 5, 10, 20 литров) заполняется жидкостью и измеряется время необходимое для заполнения.

Оба способа позволяют получить одинаковые результаты и выбор зависит от конкретных условий, например у Вас нет мерной тары, но есть канистры известного объема, Вы выбираете второй способ.

Рассмотрим опции и информацию доступную на WEB странице.

Столбец “Percentage of flow” указывает какую часть от общего потока мы используем для калибровки. Например, из 24 рабочих органов для измерений мы используем только 6. Тогда в это окно мы вводим значение 25 (6/24*100=25%). Если мы меряем весь поток из выходного патрубка насоса – мы ставим 100, что соответствует 100%.

Кнопка “Start” запускает цикл калибровки. При калибровке по времени (1 тип) система автоматически включает насосы на заданное время и по окончании времени выключает насосы. Оператору необходимо измерить объём перекаченной жидкости и внести в поле – измеренный объём. Нажатие кнопки SET приводит к вычислению нового калибровочного коэффициента и его значение высвечивается в поле «Новый калибровочный коэффициент». Его можно сравнить с текущим значением. Которое показано в поле над ним. Нажатие клавиши SAVE сохраняет полученное значение в системе для дальнейшего использования.

Справочная информация и диагностика системы

Вход в информационно диагностическую страницу происходит при нажатии левой стрелки в верху главного экрана.

Вы можете видеть график изменения во времени выбранного сенсора и контролировать его работу. При выборе много сенсорных систем клавишами PREV и NEXT можно выбрать конкретный сенсор для контроля. Графики носят информационный характер и предназначены для беглого визуального контроля работы сенсоров, не мешая основной работе системы. Нажатие клавиши я INFO выводит на экран полную информацию о конфигурации
системы. Ниже приведены образцы вывода информации.