8. FELADAT: AUTOMATIKUS IRÁNYÍTÁSI RENDSZEREK Felelős: -dr. 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 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: 11: 111 ha
NITRÁT-N N TARTALOM VÁLTOZÁSA Frequency, % 40 35 30 25 20 15 10 5 0 M9 M 10-11 M 4 0 10 20 30 40 50 60 7 N content, mg/kg
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 0,60 5,50 MF FLOWCONTROL 1,60 3,00 JD GREENSTAR 2,90 2,80
HELYSPECIFIKUS HOZAMMÉRÉS HIBÁJA 6 5 4 3 2 1 0 Relatív kalibrációs hiba, % Relatív hiba szórása, % CERES FLOWCONTROL GREENSTAR
HELYSPECIFIKUS HOZAMMÉRÉS HIBAFORRÁSOK: - munkaszélesség beállítása/mérése, - térfogat/tömegáram kalibrálása, - szem nedvességtartalma, - helymeghatározás, - útmérés.
HELYSPECIFIKUS TÁPANYAG-UTÁNPÓTLÁS
TÁPANYAG-KIJUTTATÁS VEZÉRLÉS/SZABÁLYOZÁS Szilárd: Szilárd: Szilárd: vezérlés szabályozás szabályozás Folyékony: szabályozás mérés nélkül tömegmérés (függesztett gépnél) közvetett mérés (hajtó nyomaték) áramlásmérés
TÁPANYAG-KIJUTTATÁS VEZÉRLÉSSEL
ÁPANYAG-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 Hisztogram, 24/25. sorra Gyakoriság, db 15 10 5 0 11,8 12,2 12,6 13 13,4 13,8 Távolság, m
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: - korrózív anyag, - jól mérhető. Szuszpenzió: - korrózív anyag, - szemcsés szennyeződés, - nehezen mérhető. Áramlásmérő: - turbinás: - forgórész és csapágy elhasználódása, - indukciós: - forgórész nélküli, zavarérzékeny.
SZILÁRD, VAGY FOLYÉKONY MŰTRÁGYA Szilárd: Folyékony: - jól vezérelhető, - nehezen mérhető és szabályozható, - közvetett szabályozás - 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 SEPEGÉSGÁTLÓVAL 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!