Точное земледелие: стандарт взаимодействия сельхозтехники

С развитием электроники и вычислительной техники контроль за выполнением сельскохозяйственных операций вышел на принципиально новый уровень. Появление гибких электронных систем позволило одним нажатием кнопки управлять значительным количеством воздействий на агрегатируемую с трактором сельскохозяйственную машину, на что до этого пришлось бы задействовать несколько рычагов гидравлического управления. Уменьшение количества управляющих элементов позволило сконцентрировать внимание оператора на выполнении конкретной технологической операции. 

Большинство производителей сельскохозяйственной техники приступило к оснащению навесных и прицепных машин интеллектуальными элементами, позволяющими корректировать нормы вносимых удобрений и средств защиты растений, изменять плотность рулонов в камере прессования, получать оперативную информацию об объеме выполненных работ и многое другое. 

Возникла необходимость унифицировать аппаратную часть, реализованную на прицепных машинах, с терминалом трактора для взаимодействия с моделями различных производителей. Стандартным средством взаимодействия стал протокол ISOBUS, работать над которым начали в 1991 г., а применять на практике в 2001 г., когда между производителями тракторов и сельскохозяйственных машины было заключено соответствующее соглашение. В 2008 г. была учреждена организация AEF, основной целью которой является внедрение стандартов взаимодействия между различными производителями сельхозтехники.

База данных AEF насчитывает более 70 производителей сельскохозяйственной техники и технологий для механизации сельского хозяйства. «ГлавПахарь» предлагает ознакомиться с ведущими мировыми производителями сельхозтехники, развивающими коммуникации между разрабатываемыми образцами в рамках стандарта ISOBUS.

Имеется ряд компонентов, определяющих функциональные возможности машин и оборудования, которые поддерживают стандарт ISOBUS. Основными функциями являются:

• UT — возможность работы навесной или прицепной машины с любым терминалом;
• AUX-N — возможность использования вспомогательных средств (джойстиков) для управления машиной; существуют устаревшие системы вспомогательного управления AUX-O, которые не совместимы между собой;
• TECU-ECU — предоставляет информацию об оперативных параметрах трактора, таких как частота вращения коленчатого вала двигателя, поступательная скорость движения и т.д.;
• TC-SC CLIENT — возможность автоматического регулирования расхода рабочей жидкости через секции опрыскивателя путем их отключения с учетом координатного положения агрегата, контролируемого GPS. Наличие функции позволяет обрабатывать участки с различной степенью перекрытия смежных проходов агрегата или участки неправильной геометрической формы; аналогичные функциональные возможности распространяются также на машины для посева, в которых можно контролировать высев определенными секциями, а также разбрасыватели твердых минеральных удобрений, которые наделены опцией корректировки дозы вносимых удобрений;
• TC-GEO CLIENT — возможность сбора данных о состоянии посевов с привязкой к географическим координатам или реализация заданий на основе имеющихся карт полей;
• TC-BAS CLIENT — возможность документирования данных о выполняемой технологической операции. Для обмена данными между системами управления предприятием и контроллером используется формат ISO-XML. Данные затем могут использоваться для формирования заданий и загружаться в контроллер задач.

В базе данных AEF представлены сеялки многих известных производителей John Deere: 740A и 750А; Amazone: XTender, ED, Precea; Grimme Matrix 1800; Horsch Avatar; сеялки точного высева Kubota PP1450V; Kuhn: Kosma, Maxima, Planter, а также машины для посева других мировых производителей сельскохозяйственной техники. 

Практически все представленные сеялки поддерживают функцию работы с терминалом сторонних производителей и имеют возможность сохранять данные о выполняемой операции.

На сеялках John Deere 740A и 750А имеется возможность сбора данных о выполняемой операции с привязкой к географическим координатам. Данные могут использоваться для точного позиционирования агрегата. На сеялках использована уникальная система контроля секциями. Новое программное обеспечение позволяет при посеве с технологической колеей поддерживать заданную норму внесения семян. Ранее эта возможность была реализована путем равномерного разделения семян между сошниками. Кроме того, система позволяет осуществлять посев без пропусков, в том числе и при начале движения агрегата.

На сеялках Grimme Matrix функция TC-SC реализована путем отключения электропривода высевных дозаторов, что позволяет раздельно управлять высевом на поворотных полосах. Такое техническое решение позволяет контролировать и корректировать работу каждой секции.

Современные разбрасыватели твердых минеральных удобрений также наделены функционалом, поддерживающим различные возможности стандарта ISOBUS. К ним относятся разбрасыватели Maschio Gaspardo Primo, Kuhn Axis, Kverneland Exacta, Horsch Partner, Rauch Axis, Vicon Ro-Edw и разбрасыватели других производителей. 

На разбрасывателях Maschio Gaspardo Primo контроль за распределением и дозирование удобрений осуществляется системой ISOTRONIC, что позволяет точно распределять удобрения по поверхности поля в соответствии с стандартом TC-SC.

Широкий арсенал возможностей в рамках стандарта ISOBUS реализован на опрыскивателях Fendt RoGator, Vicon Explorer, Kubota XTS, Kuhn Lexis, John Deere M700i и других машинах для химической защиты растений.

Опрыскиватели Fendt RoGator оснащены системами управления секциями SectionControl и системой корректировки нормы внесения VariableRateControl, которые в совокупности позволяют достигнуть высокого качества распределения препаратов по поверхности поля.

На опрыскивателях Kuhn Lexis установлена система контроля секциями с учетом GPS позиционирования агрегата, что позволяет реализовывать схемы дифференцированного распределения рабочей жидкости по поверхности поля.

База AEF также представлена комплексом техники для заготовки кормов. Примером тому могут служить грабли: Pöttinger Lostice, Kuhn Gyro Rake, Massey Ferguson FEL TS 12545, Claas Liner; косилки New Holland MegaCutter Mower 533, Kubota Disc Mower DMC63100, Fella FEL SM 9314, Pöttinger Novacat; пресс-подборщики Case IH RB 5, Kubota BF3255 и другая техника.

Возможностями машин для заготовки кормов являются дополнительное управление с помощью джойстика, взаимодействие с терминалами различных производителей, документирование информации о технологической операции и другие опции.

Подводя итог, необходимо отметить, что технологии электронного управления рабочими органами сельскохозяйственной техники постоянно развиваются и совершенствуются, что в ближайшей перспективе позволит существенно расширить типы машин и оборудования, которые подчиняются стандарту взаимодействия ISOBUS. 

Помимо перечисленных в обзоре машин для внесения удобрений и химических средств защиты растений, сеялок и машин для заготовки кормов, в каталоге AEF также присутствует техника для обработки почвы, например, плуги Lemken Juwel 8, прицепы Vicon Loader Wagons, техника для внесения жидких и твердых органических удобрений.

Цикл статей о точном земледелии:

1. «Системы расширенного управления».
2. «Системы автоматического вождения и подруливания».
3. «Машинное зрение и сенсоры для позиционирования техники».
4. «Системы сбора информации о состоянии посевов».
5. «Системы отбора проб и картографирования».
6. «Системы телематики».