Система управления технологическим процессом вертикальной обработки почвы турбодисковым культиватором на основе диаграммы потоков данных

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

 

Проведенный анализ существующих конструкций дисковых рабочих органов (ДРО) позволил установить тип, который приемлем для использования в агрегате [2].

Они включают волнистые диски, волны у которых искривлены [1].

Основными требованиями являются рыхление и измельчение растительных остатков (РО) перед ДРО [1].

Известные конструкции производят зарубежные производители, которые не обеспечивают полное измельчение РО и достаточное крошение почвы. Поэтому для разработки новых машин с ДРО волнистого типа и агрегата необходимо [2] провести структурный анализ системы, инструментом которого являются диаграммы потоков данных (DFD) [3], применительно к управлению технологическим процессом вертикальной обработки почвы (ВОП).

 

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ

 

Целью исследований является структурный анализ системы управления технологическим процессом ВОП турбодисковым культиватором (ТДК) с помощью DFD-диаграммы.

 

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Они позволяют проводить структурный анализ для описания проектируемой системы, [4] и моделировать в виде набора действий, соединенных стрелками [5], а также содержат объекты для сбора и хранения информации, моделирования взаимодействия системы за ее границами [5].

Для управления технологическим процессом ВОП разработана конструкция турбодискового культиватора (рисунок 1).

Рисунок 1 – Турбодисковый культиватор для ВОП, виды:

а) общий; б) сбоку

 

Разработанный ТДК в отличии от батареи, который приведен в Патенте РФ №173238 [6], содержит диски 1 в батарее 2, соединённые шарнирами 3 на С-образных стойках 4. Каждая пара имеет рифленые 5 и игольчатые 6 диски с иглах 7 по окружности 8 лопатками 9. Они имеют «4» вершины 10 и «3» впадины 11. Угол раствора вершины составляет 30°. Лопатки имеют форму скребка 12 с режущей кромкой, которая направлена по ходу движения дисковой батареи. При этом поверхность ее ребер имеют коэффициент трения, который превышает его о стерню сельхозкультуры. Причем ее основание представляет собой вогнутую полусферу для крепления 13 к поверхности составной иглы, соединенных между собой для изменения ее длины. На лопатки приклеена абразивная крупнозернистая бумага на тканевой основе. На подпружиненных стойках по центру над дисками расположена установка для контроля технологического процесса заделки пожнивных остатков. Установка состоит из рамы 14 с перемещающейся вдоль нее и вращающейся на 360° камерой 15 с помощью каретки 17 с поворотным механизмом 20, который сообщен с камерой через Г-образные телескопические стойки 18.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ

 

На рисунке 2 приведены DFD-диаграммы по управлению технологическим процессом ВОП турбодисковым культиватором.

Декомпозиция контекстной диаграммы системы на рисунке 2 а, в результате которой получены блоки функциональные: управления процессом заделки пожнивных остатков высокостебельных культур, измельчения и заделки в верхний слой почвы и энергетическое устройство.

Составленная диаграмма процесса мониторинга ВОП турбодисковым культиватором (рисунок 2 б) позволяет трактористу определить качество заделки пожнивных остатков.

Для составления таблицы необходимы входные потоки процесса управления [7] процессом ВОП турбодисковым культиватором: Р_п – рыхление почвы волнистым диском, И_с – измельчение стерни игольчатым диском, З – заделка стерни длиностебельных культур, С_э.с – стоп энергетическое средство, И_з – изображение заделанной стерни длинностебельной культуры, Ои – обработка полученного изображения.

Таблица – Решение процесса управления ВОП турбодисковым культиватором

Условия	DFD-диаграммы
	контекстная ECS				3-его уровня
Рп	1	1	1	1	1	1	1	1
Ис	0	0	0	1	1	1	1	1
З	1	1	1	1	1	1	0	1
Из	0	0	0	0	0	0	0	0
Ои	0	0	0	0	0	0	1	1
Действия
Сэ.с	1	1	1	1	1	1	1	1

 

Данные таблицы представляют собой логику работы системы управления процессом вертикальной обработки почвы на разработанном турбодисковом культиваторе. Согласно таблице, система сканирует заделанную стерню в верхний слой высокостебельных культур, таких как подсолнечника, кукурузы и обрабатывает изображение в программе и определяет качество ее заделки (рисунок 2 б).

Вариантом решений является дерево его при малом числе действий для выбора схемы. При условии, что не все комбинации возможны с большим числом действий [7].

Рисунок 2 – DFD-диаграммы: а) контекстная ECS; б) 3-его уровня (получение материала)

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

Проектирование структуры системы на основе диаграммы потоков данных произведено для разработанного турбодискового культиватора, который имеет оборудование для контроля качества выполнения вертикальной обработки почвы. Данное оборудование включает мультимедийное устройство, вспомогательное оборудование и персональный компьютер. Диаграмма потока данных осуществляет управление процессом при помощи мультимедийного устройства, а также расширяет возможности разработанного турбодискового культиватора, который позволяет определить качество заделки стерни высокостебельных культур в реальном времени, снижает энергоемкость процесса и повышает производительность труда.

Об авторах

Игорь Евгеньевич Припоров

ФГБОУ ВО Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина

Автор, ответственный за переписку.
Email: i.priporov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8201-2819

доцент ВАК, кандидат технических наук, доцент кафедры "тракторы, автомобили и техническая механика"

Россия

Владимир Станиславович Курасов

Email: i.priporov@yandex.ru

д.т.н., доцент, заведующий кафедры "Тракторы, автомобили и техническая механика"

Россия

Владимир Игоревич Бацунов

Email: vovasvovas70@bk.ru

аспирант кафедры "Тракторы, автомобили и техническая механика"

Россия

Список литературы

Дополнительные файлы