8. FELADAT: AUTOMATIKUS IRÁNYÍTÁSI RENDSZEREK Felelős: -dr. Fekete András, BKÁE, ÉTK, Fizika Automatika Tanszék, Budapest - dr. Földesi István, Kovács László, FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet, Gödöllő - Kókai Miklós, Héger József, HUNIPER Kft., Zsámbék
CÉL Precíziós növénytermesztés automatikus irányítási rendszerének a fejlesztése, különös tekintettel a folyékony tápanyag kijuttatási technológia és eszközrendszer fejlesztésére
TÉMAKÖRÖK - Automatikus irányítási rendszerek - Műholdas helymeghatározó rendszerek, fedélzeti számítógépek - Helyspecifikus hozammérés, mérési hiba. - Helyspecifikus tápanyag-utánpótlás: szilárd, vagy folyékony műtrágya - Helyspecifikus tápanyag-utánpótlás: - vezérlés, vagy szabályozás, - navigáció, - kijuttatási hiba
TÉMAKÖRÖK (folytatás) - Folyékony tápanyag kijuttatási technológia fejlesztése - Folyékony tápanyag kijuttató gép fejlesztése - Folyékony tápanyag kijuttatás szabályozásának fejlesztése: - navigáció fejlesztése - szabályozó fejlesztése
KÍSÉRLETI TÁBLÁK JELLEMZÉSE Annamajori Mezőgazdasági és Kereskedelmi Kft., Baracska: - M4-5: 110 ha - M9: 77 ha - M10-11: 111 ha
NITRÁT-N TARTALOM VÁLTOZÁSA 40
Frequency, %
35
M9
30 25
M 10-11
20 15 10
M4
5 0 0
10
20
30 40 N content, mg/kg
50
60
70
AUTOMATIKUS IRÁNYÍTÁSI RENDSZEREK ALRENDSZEREK - Fedélzeti számítógép és műholdas helymeghatározás, - Helyspecifikus hozammérés, - hozam térkép, - Helyspecifikus tápanyag-utánpótlás, - talaj mintavételezés, - tábla tápanyagtérkép, - tápanyag-kijuttatási térkép, - tényleges kijuttatás
FEDÉLZETI SZÁMÍTÓGÉP ÉS MŰHOLDAS HELYMEGHATÁROZÁS
AgGPS 114, PSO 21 és AgGPS 70
HELYSPECIFIKUS HOZAMMÉRÉS
CERES 2, CLAAS QUANTIMETER Érzékelő: optoelektronikus, térfogatáram mérése
MF FLOWCONTROL
Előny: tömegáram mérése Hátrány: radioaktív sugárzás, engedélyezés
JD GREENSTAR (CASE IH/AFS, DEUTZ-FAHR, LH-AGRO)
Előny: tömegáram mérése ütköztető lemezzel
HELYSPECIFIKUS HOZAMMÉRÉS Hozammérők
Relatív hiba, %
Relatív hiba szórása, %
RDS CERES 2 MF FLOWCONTROL JD GREENSTAR
0,60 1,60 2,90
5,50 3,00 2,80
HELYSPECIFIKUS HOZAMMÉRÉS HIBÁJA 6 5 4 3 2 1 0
Relatív kalibrációs hiba, %
NS TA R G RE E
CO NT RO L
FL O W
CE RE S
Relatív hiba szórása, %
HELYSPECIFIKUS HOZAMMÉRÉS HIBAFORRÁSOK: - munkaszélesség beállítása/mérése, - térfogat/tömegáram kalibrálása, - szem nedvességtartalma, - helymeghatározás, - útmérés.
HELYSPECIFIKUS TÁPANYAG-UTÁNPÓTLÁS
TÁPANYAG-KIJUTTATÁS VEZÉRLÉS/SZABÁLYOZÁS Szilárd: Szilárd:
vezérlés szabályozás
Szilárd:
szabályozás
Folyékony: szabályozás
mérés nélkül tömegmérés (függesztett gépnél) közvetett mérés (hajtó nyomaték) áramlásmérés
TÁPANYAG-KIJUTTATÁS VEZÉRLÉSSEL
TÁPANYAG-KIJUTTATÁS SZABÁLYOZÁSSAL
SZILÁRD MŰTRÁGYA KIJUTTATÁSA
SZILÁRD MŰTRÁGYA KIJUTTATÁSA Bogballe műtrágyaszóró, CALIBRATOR szabályozóval: Alapjel: fajlagos mennyiség, kg/ha Mért jellemző: függesztett gép és műtrágya pillanatnyi tömege Szabályozott jellemző: kiszórt fajlagos mennyiség, kg/ha Ténylegesen kiszórt fajlagos mennyiség relatív hibája: 4,2 %
SZILÁRD MŰTRÁGYA KIJUTTATÁSA Rauch műtrágyaszóró, EMC szabályozóval: Alapjel: fajlagos mennyiség, kg/ha Mért jellemző: röpítőtárcsák fordulatszám változása Szabályozott jellemző: röpítőtárcsák fordulatszáma Ténylegesen kiszórt fajlagos mennyiség relatív hibája: 5,0 %
FOLYÉKONY TÁPANYAG KIJUTTATÁSA
SZUSZPENZIÓ KIJUTTATÁSA
HUNIDÓZIS szabályozó, MGA-1100 fedélzeti számítógép és Trimble 114 dGPS
SZUSZPENZIÓ TÉRFOGATÁRAM MÉRÉSE
FOLYÉKONY TÁPANYAG-UTÁNPÓTLÁS M4-5 tábla szuszpenzió kijuttatási térképe
SÁVKIHAGYÁS ÉS TÚLFEDÉS
GPS/PSO 21 SZERINTI NAVIGÁCIÓ EREDMÉNYEI
15 10 5
Távolság, m
,8 13
13 ,4
13
12 ,6
12
,2
0 11 ,8
Gyakoriság, db
Hisztogram, 24/25. sorra
FOLYÉKONY TÁPANYAG-UTÁNPÓTLÁS HUNIPER 3000 gép HUNIDÓZIS szabályozóval és MGA-1100 fedélzeti számítógéppel: Alapjel: fajlagos térfogat, liter/ha Mért jellemző: térfogatáram, liter/h Szabályozott jellemző: fajlagos térfogat, liter/ha Ténylegesen kijuttatott fajlagos mennyiség relatív hibája: 3,0 %
ÁRAMLÁSMÉRÉS Nitrosol: Szuszpenzió: Áramlásmérő: - turbinás: - indukciós:
- korrózív anyag, - jól mérhető. - korrózív anyag, - szemcsés szennyeződés, - nehezen mérhető. - forgórész és csapágy elhasználódása, - forgórész nélküli, zavarérzékeny.
SZILÁRD, VAGY FOLYÉKONY MŰTRÁGYA Szilárd:
- jól vezérelhető, - nehezen mérhető és szabályozható, - közvetett szabályozás
Folyékony:
- jól szabályozható, az adott nyomástartományban, - térfogatáram közvetlenül szabályozható
FOLYÉKONY TÁPANYAG KIJUTTATÓ GÉP FEJLESZTÉSE
HUNIPER 3000 TÍPUSÚ GÉP FEJLESZTÉSE Követelmény: szuszpenzió helyspecifikus kijuttatásához való alkalmasság Fejlesztés területei: - szórókeret: szerkezet átalakítása, szélesség csökkentése (szállítási helyzetben), - tartály: alak megváltoztatása, szilárdság növelése (vastagfalú polietilén), - járószerkezet: tandem elrendezés (vontatási ellenállás és talajnyomás csökkentése), - fúvókák: csepegésgátló, szuszpenziós változat.
FEJLESZTETT HUNIPER 3000 TÍPUSÚ GÉP
HUNIPER 3000 TÍPUSÚ GÉP FEJLESZTÉSE Követelmény: helyspecifikus szabályozáshoz való alkalmasság Fejlesztés területei: - Érzékelők elhelyezése, beépítése - áramlásmérő (turbinás, indukciós), - útjeladó (beépítés, üzembiztosság) - Beavatkozó: motoros szelep (beépítés, működési sebesség), - HUNIDÓZIS szabályozó fejlesztése.
TURBINÁS ÉS INDUKCIÓS ÁRAMLÁSMÉRŐ
TURBINÁS ÁRAMLÁSMÉRŐ CSERÉLHETŐ FORGÓRÉSSZEL
ÁRAMLÁSMÉRŐ TURBINA ELHASZNÁLÓDÁSA
FÚVÓKÁK CSEPEGÉSGÁTLÓVAL SZUSZPENZIÓHOZ
FOLYÉKONY TÁPANYAG KIJUTTATÁS SZABÁLYOZÁSÁNAK FEJLESZTÉSE
KIJUTTATÁS SZABÁLYOZÓ FEJLESZTÉSE 1. fokozat: Követelmény: helyspecifikus kijuttatás „HUNIDÓZIS + MGA-1100 + GPS” rendszer fejlesztése Alkalmazási kísérletek: - baracskai kísérleti táblákon, - kijuttatás hibája elfogadható, Javaslat: - navigáció támogatás, - indukciós áramlásmérő szuszpenzióhoz
KIJUTTATÁS SZABÁLYOZÓ FEJLESZTÉSE (folyt.) 2. fokozat: Követelmény: többcélú felhasználás „HUNIDÓZIS-GPS + PDA + GPS + PSO 21” rendszer fejlesztése Előnyök: - helyspecifikus szabályozás, - PDA: útvonal kijelzése, bővíthető memória, - térképszerkesztés, - navigáció támogatása, - kezelőbarát szoftver.
EREDMÉNYEK ÖSSZEFOGLALÁSA - Automatikus irányítási rendszerek értékelés → - Műholdas helymeghatározó rendszerek és fedélzeti számítógépek alkalmazhatóság értékelése → - Helyspecifikus hozammérés alkalmazhatóság értékelése → - Helyspecifikus tápanyag-utánpótlás: szilárd , vagy folyékony műtrágya kísérletek, értékelés →
EREDMÉNYEK ÖSSZEFOGLALÁSA (folyt.) - Helyspecifikus tápanyag-utánpótlás, vezérlés, vagy szabályozás, navigáció → kísérletek, értékelés - Folyékony tápanyag kijuttatási technológia fejlesztése - fejlesztett kijuttató gép → kísérletek, értékelés - fejlesztett szabályozó rendszer → kísérletek, értékelés
JAVASLATOK - Növény/termény érzékelésére alapozott „real time” tápanyag-utánpótlás fejlesztése, értékelése - Térképre és „real time” érzékelésre alapozott eljárások kombinációjának fejlesztése, értékelése - Baracskai táblákon a kijuttatási kísérletek folytatása - HUNIDÓZIS-GPS rendszer kísérleti továbbfejlesztése - Forgórész nélküli áramlásmérő fejlesztése, értékelése
KÖSZÖNJÜK A FIGYELMET!
