Современные технологии
для агробизнеса
+7 (495) 788 59 56
Работаем по всей России
+7 (495) 788 59 56
Работаем по всей России

Датчики мониторинга сельхозтехники: какие параметры контролируем и что это дает

14.05.2021
Рейтинг     2 голоса
Датчики мониторинга сельхозтехники: какие параметры контролируем и что это дает
Геомир
Датчики мониторинга сельхозтехники: какие параметры контролируем и что это дает

Датчики мониторинга сельхозтехники

Сельскохозяйственная техника часто работает в сложных эксплуатационных и климатических условиях, в результате чего техника может выходить из строя или выполнять свои задачи не на сто процентов. Также нельзя исключать человеческий фактор, из-за которого может нарушиться точное выполнение запланированных операций. Даже незначительные отклонения от установленной нормы и задержки во время посевной повлекут за собой дополнительные финансовые потери и потерю урожая. Избежать многих проблем позволит контроль сельхозтехники, реализуемый с помощью комплекса датчиков, RFID меток и терминалов мониторинга.

Для чего нужен мониторинг и датчики?

Отслеживание техники в поле

Мониторинг техники с применением специальных датчиков позволяет отслеживать перемещение транспорта в режиме реального времени и эффективность его работы на полях. Помимо этого, внедрение системы позволяет решать широкий спектр других задач:

  • автоматически рассчитывать пробег, рабочее время, фактически обработанную площадь;

  • контролировать состояние топлива, выявлять несанкционированные сливы;

  • учитывать плановый и фактический расход ГСМ;

  • планировать техническое обслуживание техники;

  • своевременно получать оповещения о возникновении внештатных ситуаций и принимать меры по их устранению.

Еще больше узнать про возможности мониторинга сельхозтехники вы сможете в этом видео:


Терминалы мониторинга - основа для контроля производственных процессов

Терминалы мониторинга – важный элемент, обеспечивающий передачу данных с техники в режиме реального времени. В зависимости от типа устройства, на транспорте может быть установлены следующие виды терминалов:

  • с внешними антеннами спутникового сигнала – удобное в применении высокоточное оборудование с погрешностью 2 – 3 метра при стандартной установке и до 2 см при подключении к системам навигации;

  • со встроенными антеннами – уступают по точности первой модели, но имеют более доступную цену;

  • портативные – модули для быстрой установки и подключения через прикуриватель, чаще всего применяются для наемной техники.

Терминал мониторинга со встроенными антеннами      Терминал мониторинга с внешними антеннами  Портативные терминалы мониторинга

Для того чтобы получать данные с минимальной погрешностью, GPS модуль любого из этих терминалов необходимо монтировать по центру трактора.

Метки механизаторов

Метки механизатора позволяют точно понимать кто находится в момент работы техники за рулем и усложнить хищение топлива и урожая за счет идентификации любых их перемещений. В качестве меток используют два варианта модулей:

  • RFID карточки - простые в применении считыватели карт, поставляемые совместно с картой;

  • RFID ключи - считыватели ключей с ключом в комплекте.

Считыватели карт для мониторингаСчитыватели ключей

После подключения метки  дают возможность отслеживать соблюдение графика работы механизаторами, контролировать операции, выполняемые техникой, идентифицировать движение ГСМ по время заправки и движение урожая при уборке.

Метки орудий и их особенности

Установка меток данного типа позволяет понимать с каким именно прицепным орудием работает трактор и автоматически рассчитывать обработанную площадь. Для этих целей используют:

  • Проводные метки– на технику ставятся розетки, а на орудия RFID модули в виде штекера, вставляющиеся в розетку. Обеспечивают 100% верную идентификацию используемого орудия.

  • Беспроводные метки – компактные модули, устанавливаемые на орудия и работающие на батарейках. Не нуждаются в сложной установке, но подвержены воздействию помех при нахождении большого количества орудий в одном месте, затрудняющих идентификацию.

Проводные метки орудий для мониторинга                       Беспроводные метки орудий для мониторинга

 Проводные метки орудий 

    Беспроводные метки орудий 

Датчики глубины, принцип работы

Для понимания эффективности фактической работы техники, контроля соблюдения установленных норм механизатором используют датчики глубины, отличающиеся принципом работы:

  • Ультразвуковой – определяет высоту расположения орудия над поверхностью земли, но подвержен помехам при наличии большого количества растительности на поле.

  • Анализатор угла наклона – отображает информацию о том, заглублено орудие или нет.

  • Механический – наиболее точный датчик, показывающий глубину. Он не реагирует на возникающие помехи, но имеет более высокую стоимость.


Ультразвуковой датчик глубины для мониторинга техники  Датчик угла наклона для мониторинга сельхозтехники   Механический датчик глубины для мониторинга сельхозтехники
Ультразвуковой датчик глубины      Датчик угла наклона       Механический датчик глубины 


Данные, получаемые с любого из этих датчиков, отображаются на раскрашенной по цветам карте, по которой можно отследить качество работы орудия на каждом участке поля.

Составление карты заглубления на поле

Карта заглубления орудий на поле

Системы контроля высева и отчеты о посеве

Изображение системы контроля высева

Системы мониторинга высева способны контролировать степень заглубления орудия, качество сева, давление в бункере и ряд других важных показателей. В их состав входят:

  • Датчики потока семян – оптические модули с функцией самоочищения, врезаемые в семяпроводы. Они устанавливаются на каждый семяпровод и подключаются к модулям сбора информации

  • Модули сбора информации с анализаторов потока семян, бункера – отвечают за анализ, передачу показателей на основной терминал мониторинга.

  • Датчик заглубления сошников – определяет глубину обработки почвы с помощью ультразвука, имеет погрешность не более 1 см.

  • Девятидюймовый сенсорный монитор с продублированными кнопками – выводит информацию по каждому датчику отдельными блоками, сопровождает их голосовым оповещением, в случае обнаружения проблем.

  • Терминал мониторинга – собирает данные со всех приборов, анализирует их и передает в режиме реального времени на сервер.


 Дисплей_1.jpg  Датчик-потока-семян_1.jpg  Датчик-заглубления-орудия_1.jpg
 Сенсорный монитор
в кабине трактора
 Датчик потока семян Датчик заглубления орудия 
 УСКВ Модуль сбора информации с датчиков потока семян  Модуль-сбора-информации-с-датчиков-на-бункере_1.jpg Терминал-мониторинга-для-передачи-информации-на-сервер_1.jpg 
 Модуль сбора информации
с датчиков потока семян
      Модуль сбора информации
с датчиков на бункере
 Терминал мониторинга для
    передачи информации на сервер 

Возможности системы позволяют формировать отчеты по работе каждой сеялки с учетом уже выполненных или запланированных операций. Установка этих модулей дает возможность вести учет точного объема израсходованного посевного материала и оперативно принимать решения при появлении проблем.

Система контроля высева позволяет получить отчет о севе

Датчики для комбайнов

Для детального контроля комбайнов используют следующие виды датчиков:

  • Датчик выгрузного шнека – мониторит время и место выгрузки урожая. Программа позволяет на аппаратном уровне настроить работу модуля так, чтобы шнек срабатывал только когда подъезжает своя грузовая техника.

  • Классический датчик уровня бункера – определяет уровень зерна в бункере в процессе загрузки и выгрузки. Он чувствителен к влажности, поэтому требует предварительной калибровки в соответствии с культурой.

  • Усовершенствованный датчик уровня бункера мембранного типа – оптимальный вариант для контроля, который практически не реагирует на влажность и более точно определяет уровень зерна в бункере.

  • Модуль вращения мотовил – определяет соответствие скорости вращения мотовил и скорости движения комбайна. Большая разница в этих показателях приводит к серьезным потерям урожая.

  • Датчик угла наклона – определяет положение жатки: опущена она или поднята.


Датчик шнека  Датчик уровня бункера   Датчик уровня бункера  Датчик вращения  Датчик угла наклона
 Датчик шнека Датчик уровня бункера  Датчик уровня бункера  Датчик вращения  Датчик угла наклона 

Вся информация с датчиков выводится на мониторы диспетчеров вместе с графиками и тревогами. Визуальное отображение показателей на графиках позволяет быстро обрабатывать информацию и корректировать работу техники, чтобы сохранить или повысить объем собранного урожая.

Чтобы полностью контролировать весь уборочный процесс, перечисленные метки, терминалы необходимо устанавливать не только на комбайн, но и бункер-перегрузчик (если он используется) и грузовую технику. 

Благодаря комплексному применению датчиков на уборке можно определять с какого поля и комбайна поступил урожай на зерновоз и сколько далее пришло на весовую, где также фиксируется вес Брутто, тары и затем НЕТТО.

Датчики моточасов

Точно понимать время  работы двигателя помогут датчики:

  • оборотов двигателя;

  • вибраций.

Датчик оборотов двигателя             Датчик вибраций
 Датчик оборотов двигателя            Датчик вибраций 


Полученные с них данные помогут контролировать состояние техники и планировать ее техническое обслуживание, а также более точно производить расчет заработной платы при почасовой оплате труда.

Датчики CAN-шины - преимущества и основные параметры

Датчики CAN-шины – модули, отвечающие за обработку данных с CAN-шины техники. Благодаря установке этих датчиков и программному обеспечению, отпадает необходимость использования дополнительного оборудования для сбора таких параметров, как:

  • объем топлива;

  • уровень масла;

  • моточасы;

  • обороты и температура двигателя;

  • обработанная площадь и пр.

Для контроля сельхозтехники могут быть использованы два вида модулей:

  • CAN логгер – интегрируемый в электропроводку и считывающий широкий спектр параметров.

  • Бесконтактный считыватель – не нарушающий целостность проводов, но обрабатывающий меньшее число параметров.


CAN логгер  Бесконтактный считыватель 
CAN-логгер  Бесконтактный считыватель 

Топливные датчики

В перечень топливных датчиков входит:

  • Датчики уровня топлива для контроля за уровнем топлива в баке техники. Обладают погрешностью около 2%.

  • Датчики расхода топлива, контролирующие количество топлива, проходящее по топливной магистрале. Обладают погрешностью около 0.5%.


 Датчик уровня топлива для сельхозтехники              Проточный датчик расхода топлива 
Датчик уровня топлива          Проточный датчик расхода топлива 


Этапы подключения датчиков в хозяйстве

Для того чтобы обеспечить высокую эффективность работы системы, все датчики необходимо устанавливать в правильной очередности:

1.       Терминалы мониторинга

2.       Метки механизаторов

3.       Топливные датчики

4.       Метки орудий

5.       Датчики для комбайнов

6.       Системы контроля высева

7.       Контроль внесения удобрений

8.       Датчики моточасов и глубины

9.       CAN шины



Оценить     2 голоса




Читайте также
  • Автоматический расчет заработной платы на основе данных по мониторингу техники. С чего начать?
    Автоматический расчет заработной платы на основе данных по мониторингу техники. С чего начать?
    Этот вопрос волнует очень многих, внедряющих системы автоматического учета работ на сельскохозяйственных предприятиях. Специалисты понимают, что переходить на автоматический расчет обработанных площадей надо, но в то же время боятся, что “что-то пойдет не так” и обнаружатся неточности в расчете площадей и в зарплате. Отвечать за все, естественно, придется руководителям проекта, поэтому стоит подходить к вопросам внедрения максимально осторожно. Основные проблемы, влияющие на точность расчетов, делятся на 3 группы, связанные с: 1. качеством оборудования, либо качеством его монтажа; 2. точностью спутниковых сигналов; 3. неточностями в расчетах программного обеспечения. Проблемы первых двух групп выявляются путем визуального анализа треков работы техники. Если при анализе треков наблюдается стабильное отклонение движения техники от ее реального движения, то в большинстве случае это вызвано смещением антенны терминала, принимающей спутниковый сигнал, относительно середины техники. Данная проблема может быть решена программным путем, за счет переноса координат при расчетах. Если же при анализе треков, отклонения движения техники случайны и не поддаются какой-либо логике, то это уже отклонения из-за скачков спутникового сигнала, обусловленные классом точности устройства мониторинга. Точность позиционирования стандартных терминалов мониторинга техники находится в пределах до 5 метров, что конечно не может не сказываться на расчете обработанных площадей. Недавно на рынке появились терминалы с заявленной точностью до 1 метра, но их использование только начинается и пока единично. Что же можно сделать для повышения точности? Первый путь: железо. Подключаемся к качественным системам навигации (Trimble и т.д.). Большинство современных терминалов позволяют получать координаты с таких систем по технологии NMEA. Это позволяет повысить точность сигнала до точности систем навигации, погрешность которых практически всегда не хуже 30 см. С такой точностью расчет обработанных площадей не будет вызывать каких либо вопросов. Второй путь: программы. Если нет возможности подключения к системам навигации, то решим эту проблему программным путем. В этом случае поможет аналитика выполненных работ и автоматическое «дотягивание» обработанной площади до площади поля. Суть «дотягивания» состоит в автоматическом увеличении обработанной площади до площади поля, в случае прекращения работ на поле и соответствия обработанной площади 95% и более от площади поля. В этом случае оставшиеся 5% списываются на погрешность средств измерения и пропорционально распределяются между механизаторами, работающими на поле. При проведении такой аналитики важен объем накопленных данных и понимание что и как анализировать. Необходимо взять завершенные операции по полям за определенный период времени, получить рассчитанную обработанную площадь по данным операциям и определить: какие поля чаще всего недообрабатываются – скорее всего у них есть проблемы с точностью контуров – необходимо актуализировать границы данных полей; какие единицы техники чаще всего недообрабатывают поля – скорее всего у них есть проблемы с точностью сигнала – по данным единицам обязательно необходимо «дотягивать» обработанную площадь до полной площади поля; какие механизаторы чаще всего недообрабатывают поля – скорее всего виновато качество работы самих механизаторов – необходимо провести работу с кадровым составом. Такой несложный анализ можно провести и по историческим накопленным данным, что позволит оперативно выявить причины неточных расчетов обработанных площадей и определить объекты, которые необходимо включать в алгоритм «дотягивания» площадей. Последняя группа проблем, вызванная неточностями в расчетах используемого программного обеспечения, выявляется очень просто. Для этого необходимо провести ручные измерения площадей, с помощью рисования полигонов на карте (стандартный инструмент, доступный практически во всех системах, например в Истории поля) и сравнить их результаты с данными автоматического расчета программного обеспечения. Любые неточности сразу же будут видны. Конечно существует целый ряд более мелких проблем в автоматическом расчете площадей и в целом в организации процесса автоматического учета. Но большинство данных проблем не оказывает значительного влияния на результаты расчетов и решается в процессе использования автоматического учета. Внедрение автоматического учета выполняемых работ и расчета заработной платы позволит повысить эффективность управления сельскохозяйственным предприятием. Опираясь на точную аналитику (качество работы техники, оптимальность ее загрузки, эффективность использования ТМЦ и т.д.) руководитель сможет принимать взвешенные решения и сразу видеть результат.
  • Контроль производственных процессов в хозяйстве
    Контроль производственных процессов в хозяйстве
    Для обеспечения максимальной эффективности сельскохозяйственного производства, необходимо контролировать производственные процессы круглосуточно. Эта задача успешно решается организацией автоматизированной диспетчерской службы, которая постоянно контролирует все рабочие процессы, оперативно выявляет нарушения и анализирует ошибки. Проблемы, возникающие при отсутствии автоматических тревог в хозяйстве Сельхозпредприятия часто сталкиваются с определенными проблемами, напрямую влияющими на прибыль хозяйства: отсутствие понимания состояния производственных процессов и нарушений в них; хищения, которые остаются незамеченными; нехватка сотрудников для контроля всех процессов; сложность анализа причин медленного проведения полевых работ; агрономам не хватает времени для обработки всей информации с полей. Посмотрите вебинар АО "Геомир" и узнайте как организовать контроль и учет процессов в своем хозяйстве Система формирования тревог и оповещений основывается на полной автоматизации процесса обработки информации и ее анализа. Информация, поступает из различных источников: мобильное приложение; данные с метеостанций; мониторинг техники; беспилотники; снимки со спутников; данные учетчиков и агрономов. Внутри системы эта информация обрабатывается и анализируется по большому количеству условий, затем выявляются отклонения и формируются тревоги, оповещения о которых отправляются по email, sms или telegram. Такое построение процесса позволяет оперативно получать информацию и принимать решения, без необходимости постоянного контроля за каждым параметром. Это подходит для анализа большого количества техники и площадей с фиксацией таких проблем, как: причина формирования тревог; частота их проявления; какие тревоги попадают под нормативы, а какие выходят за их пределы; наличие хищений и их частота; ошибки конкретного механизатора; активность работы агронома на полях; степень надежности терминалов мониторинга и непосредственно сельхозтехники. Основные типы тревог Различают три основные категории тревог: Хищения – тревоги, которые приводят к сокращению доходов предприятия. Они актуальны для службы безопасности и включают в себя – слив топлива, превышение объема бака транспорта при заправке, выгрузка комбайнов без техники, левые работы на чужих полях, отклонения от указанного маршрута, падение напряжения трекера и расхождение в данных техники и заправщика. Производственные – связанные с нарушением производственного процесса. К этому типу тревог относится простой техники, работа на чужих полях, нарушение скоростного режима, невыполнения задач по установленному плану, работа техники без задания. Агрономические – включают в себя метеоусловия на поле, неоднородность на снимках со спутника или появление нового снимка, перерасход ТМЦ, обнаружение сорняков, вредителей или болезней, добавление нового осмотра. Разберем подробнее самые распространенные тревоги в хозяйствах. Работа на чужих полях – может возникать вследствие некорректных контуров полей, ошибок механизатора или реальной работы техники на чужой территории. Устраняется проблема пресечением “левых” работ или корректировкой границ полей. Тревоги по топливу – причиной формирования тревог является оповещение при расходе топлива больше нормы, при сливе ГСМ или нарушениях в момент заправки. Проблема визуализируется с помощью графика топлива, который позволяет выявлять ложные срабатывания и реагировать только на актуальные нарушения. Отсутствие данных с транспорта – появляется при отключении терминала, в результате падения напряжения аккумулятора или целенаправленных действий механизатора, а также при проблемах со связью или поломке терминала. Нарушение скоростного режима – к основным причинам данной тревоги относится нарушение технологии или правил эксплуатации техники. В обоих случаях предприятию грозит потеря до 10% урожая. Несоблюдение плана работ – оповещение возникает при работе транспорта без задания или при полном отсутствии техники на полях при наличии четко запланированного задания. Снимки со спутника и метеоусловия – важная тревога, формируемая при появлении на спутниковых снимках неоднородностей, новых спутниковых снимков или оповещения о благоприятных метеоусловиях для проведения полевых работ. Принцип организации обработки тревог Модуль автоматизированной обработки информации и выявления тревог рассчитан на специалистов разных уровней, алгоритм действий у которых будет отличаться. Для агронома принцип организации процесса включает два действия – это получение оповещения посредством email, sms, telegram и выезд непосредственно на поле, либо корректировка плана полевых работ без посещения места, на котором возникла проблема. Для сотрудников службы безопасности алгоритм действий может быть аналогичен описанному выше, а для диспетчеров он более сложный и включает в себя следующие этапы: Получение новых тревог на компьютере. Взятие тревоги в работу. Определение причины формирования тревоги. Заполнение причины. Закрытие тревоги. Руководство сельхозпредприятия в течении заданного периода может получать автоматизированные отчеты о том какие тревоги в каких подразделениях были зафиксированы, как быстро последовала реакция на них, какие тревоги являются самыми распространенными, кто был ответственным. На основе полученной информации руководство может принимать взвешенные управленческие решения. По нашему опыту как только сотрудники агропредприятия поймут, что все операции отслеживаются и нарушение не может остаться незамеченным, то количество нарушений резко сокращается. Оборудование, необходимое для организации контроля в хозяйстве Для грамотной организации автоматизированного контроля в сельском хозяйстве необходимы следующие типы оборудования: терминал мониторинга передвижения техники, который предоставляет данные, использующиеся в нескольких десятках тревог; метеостанция для контроля метеорологических условий, работающая на солнечной батарее; система автоматической идентификации механизаторов и орудий, позволяющая определять, кто находился в технике на момент формирования тревоги; датчик уровня топлива для контроля за расходом ГСМ. Кроме перечисленного, может быть установлен модуль навигации в трактор, предназначенный для оповещения о проблемах не только диспетчера, но и механизатора. Оборудование позволяет механизатору еще до звонка диспетчера отправить информацию о причине тревоги, так как система автоматически выводит список из самых распространенных причин на экране в кабине трактора . Механизатору достаточно выбрать подходящую причину, например, ремонт орудия, и эта информация сразу поступает диспетчеру. Диспетчерский центр на агропредприятии Организация диспетчерского центра на крупных сельхозпредприятиях позволяет обрабатывать все тревоги в одном месте. При этом, оперативность обработки информации здесь достигается за счет распределения тревог между диспетчерами, то есть каждый видит кто за какую проблему отвечает. Также, централизованная диспетчеризация дает возможность контролировать время обработки тревог непосредственно диспетчерами (SLA). Для оперативной работы с данными и визуализации процессов вся информация выводится с помощью инфографики: сводные таблицы, графики и круговые диаграммы с цветовой градацией.
  • Мониторинг заморозков
    Мониторинг заморозков
    Для ряда направлений сельскохозяйственной деятельности очень важным является определение наступления заморозков. Наиболее востребованным является подобный прогноз для плодово-ягодных хозяйств, в меньшей мере - для овощеводческих, и в наименьшей - для хозяйств, выращивающих полевые и кормовые культуры. Такое деление обусловлено как возможными потерями от заморозков, так и возможностями по борьбе с ними. Радиационные заморозки, происходящие почти исключительно ночью и длящиеся 5-6, представляют наибольшую опасность с точки зрений организации защитных мероприятий, т.к. такие заморозки являются сложно прогнозируемыми для большинства погодных прогностических моделей. Наступление радиационных заморозков на конкретном участке тесно связано с микро- и мезорельефом местности, облачностью в вечернее и ночное время, температурой воздуха и относительной влажностью воздуха, скоростью ветра в приземном слое, и в меньшей степени с влажностью почвы. Одним из способов кратковременного и при этом достаточно надежного прогнозирования заморозков является учет температур сухого и смоченного термометров. Другим способом краткосрочного прогнозирования наступления заморозков является расчет точки росы. Сухой и смоченной термометры Датчик сухого и смоченного термометров (рис.15) замеряет фактическую температуру (“на солнце”), в отличии от стандартного датчика температуры воздуха, который помещается в защитный кожух и замеряет температуру “в тени”. Поскольку данный датчик используется преимущественно для прогнозирования заморозков, целесообразно размещать его ближе к земле, обычно на высоте около 0,5м. Для прогнозирования заморозков можно использовать совместно показания сухого и смоченного термометров вечером (см. Таблицу 2, метод Каппелера), можно использовать только температуру смоченного термометра, т.к. минимальная температура ночью будет на 2-3°C ниже, чем температура смоченного термометра в 21 час. (метод Каммермана, метод Лейста). Таким образом, можно достаточно уверенно утверждать, что при температуре смоченного термометра ниже 2°C в вечернее время, ночью стоит ожидать заморозков (падения температуры ниже 0°C), независимо от используемого метода. Таблица для определения вероятности заморозков по показаниям сухого и смоченного термометров (метод Каппелера) Точка росы Точка росы - температуры, при которой, при данной абсолютной влажности воздуха, начнется конденсация воды из воздуха и будет наблюдаться туман или роса. Если перефразировать, то можно сказать, что точка росы - это температура, до которой должна опуститься температура окружающего воздуха, чтобы появился туман или роса. Точка росы может принимать также и отрицательные значения, в таком случае будет появляться иней и изморозь. Точка росы рассчитывается на основе данных по температуре воздуха и относительной влажности воздуха, поэтому метеостанция должна быть оснащена соответствующими датчиками. Для прогнозирования заморозков по точке росы можно руководствоваться правилом профессора В.А. Михельсона - если в 21 ч. Точка росы упадет ниже +2°C, то при ясном небе и безветрии можно ожидать заморозков. Измененное правило Мона звучит аналогично: если к 21 ч. вечера точка росы упадет ниже +4 - +2°С, то при безоблачном небе, и безветрии, можно ожидать ночного мороза. Станции iMetos позволяют настроить сигнализацию посредством SMS при наступлении критического значения как температуры воздуха, будь то сухой или смоченный термометры, так и точки росы. Своевременное оповещение дает возможность принять меры по защите растений от заморозков (дымление, дождевание и др).

Консультация
По всем возникающим вопросам
Вы можете проконсультироваться
с нашими специалистами по телефону
+7 (495) 788 59 56
Звонок абсолютно бесплатный
для всех регионов РФ!
Даю согласие на обработку персональных данных. Ознакомлен с политикой конфиденциальности