Pokrajinski sekretarijat za poljoprivredu, vodoprivredu i ... · PDF fileAutomatsko...

I SEMINAR SAVETODAVACA AP VOJVODINE, Divčibare, 28.10. - 02.11.2007.1

Informaciono-komunikacione tehnologije u poljoprivredi

Milan Martinov1, Goran Micković2

1 Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad2 RES Trade, Novi Sad

AP VojvodinaPokrajinski sekretarijat za poljoprivredu, vodoprivredu i šumarstvo

Poljoprivredna savetodavna služba AP Vojvodine, Novi Sad


Kontrola i upravljanjeOsnovni cilj i zadatak kontrole i upravljanja je da se obavlja nadzor nad parametrima rada i oni podešavaju u cilju postizanja boljih efekata, manjeg utroška inputa i ljudskog rada i da se eliminiše ili smanji negativan uticaj na životnu sredinu. Konačni rezultat trebalo bi da bude i profitabilnija proizvodnja.

Kontrola Pod ovim pojmom podrazumeva se merenje, očitavanje pa i beleženje vrednosti pojedinih veličina. Dakle, to je konstatovanje vrednosti nekog parametra. Merene vrednosti, na primer, fizičkih ili hemijskih veličina, mogu biti veličine stanja ili promene stanja. Na primer: temperatura je veličina stanja. Da bi temperatura nekog tela porasla potrebno je da se dovede toplotna energija. Toplotna energija je veličina promene stanja. Treba napomenuti, da ne bi bilo zabune, da engleska reč control znači upravljanje, a ne kontrola. Na žalost, zbog ovog terminološkog razmimoilaženja, često dolazi do neprecizne interpretacije, pa i pogrešnog prevođenja načina rada i uputstava za rad uređaja.


Upravljanje Podrazumeva aktivnost koja se preduzima da se vrednosti veličina dovedu na željeni nivo, ili, u praksi češće, održavaju u okviru poželjnog dijapazona. Upravljanje može da bude ručno, poluautomatsko i automatsko. Primer ručnog upravljanja: Poljoprivrednik očitava na termometru da je temperatura u plasteniku 37° C. To je previsoko, te otvara vrata plastenika i bočne otvore kako bi sproveo ventilaciju, i temperaturu sveo na oko 25° C, koliko je u okolini. Ukoliko bi upravljanje bilo automatsko, pri dostizanju zadate gornje vrednosti temperature, na primer 30° C, uključio bi se elektromotor koji otvara bočne stranice plastenika. Upravljanje se relativno lako sprovodi, bilo ručno, poluautomatsko ili automatsko, kada su jedan ili dva uticajna parametra, veličine. Ukoliko ih ima mnogo, pa i više desetina, znatno je složenije. Na osnovu jedne veličine broj obrtaja motora treba da se poveća, a na osnovu druge da se smanji. Šta da se preduzme? Tada je sprovođenje upravljanja mnogo teže, zahteva se mnogo znanja i iskustva. Ukoliko se za upravljanje koristi računarski program koji je sačinio jedan ili više iskusnih stručnjaka, tada se taj program zove ekspertski program, postupak ili sistem upravljanja.


Merenje veličina, senzori Za utvrđivanje vrednosti parametara koriste se merni instrumenti, odnosno senzori. Ukoliko se na mernim instrumentima očitava vrednost tako da se vidi šta pokazuje kazaljka ili do koje je visine na skali stub, ti se instrumenti nazivaju analogni. Tipičan primer je živin termometar. Instrumenti koji koriste senzore i vrednost koju oni dobiju pretvaraju u brojke, pa se one očitavaju na monitoru, ekranu, nazivaju se digitalni. Naziv potiče od engleske reči digit –prst ali i broj, cifra. Senzori su sastavni deo digitalnih instrumenta. Koriste se i kao samostalni, ili se povezuju na računar, bez posredstva instrumenta. Senzori razne fizičke i hemijske osobine transformišu najčešće u električne. Jedan ili više senzora povezuje se na uređaj koji dobijene podatke, kao jačinu električne struje ili napon, pretvara u brojke, transformiše u prepoznatljivu skalu i dalje prikazuje na ekranu ili šalje ka računaru. Računar, osim specijalnih izvedbi, prepoznaje samo takav digitalni signal. Računarskim programima on se obrađuje, pamti, koristi za računske operacije, da bi se na kraju dobila korisna vrednost za dokumentovanje, očitavanje ili upravljanje.


Izvršni organi, aktuatori

To su delovi upravljačkog sistema koji obavljaju zadatke podešavanja vrednosti nekog parametra. Najčešće se koriste elektromotori, sklopke za uključivanje i isključivanje, ventili i pneumatski i hidraulički cilindri. Na primer, za promenu stepena prenosa koriste se električki upravljane višelamelaste spojnice. Izvršni organi zadatak dobijaju od računara ili elektronskih upravljačkih jedinica.

Elektronske upravljačke jedinice

Često se za upravljanje, pa i kontrolu, koriste sklopovi u kojima se primaju podaci od senzora, obrađuju, upoređuju sa poželjnim ili zadatim vrednostima, te na osnovu toga formira zadatak za jedan ili više aktuatora. Na engleskom govornom području ove se jedinice nazivaju Electronic Control Unit, a skraćenica je ECU. Pravilan prevod je – elektronska upravljačka jedinica. Ukoliko je moguće da se programiraju tada se označavaju sa PLC – Programmable Logical Controller. Često se još uvek koristi pojam – procesni računar.


Razvoj elektronike, računara, senzora, pa i ljudskog znanja rezultovao je njihovom širokom primenom u svim oblastima. Prikupljanje informacija i komunikacije znatno su unapređene, kao i njhova obrada i korišćenje. Pojam informacione tehnologije –IT, i informaciono komunikacione tehnologije –ICT obuhvata sve prethodno navedeno. To se ne odnosi samo na merenja i kontrolu, nego i obradu podataka, upravljanje postupcima i sistemima i konačno upravljanje poslovanjem –menadžment.ICT nalaze sve širu primenu na traktorima i poljoprivrednim mašinama i uređajima, a u budućnosti se očekuje da to bude još više.


Kontrola rada traktora i poljoprivrednih mašina počela je primenom jednostavnih analognih pokazivača broja obrtaja motora, temperature rashladne tečnosti i drugog. Kasnije je počela primena elektronskih senzora, koji su omogućili praćenje mnogih parametara elemenata i sklopova traktora i poljoprivrednih mašina, kao i primena aktuatora za podešavanje radnih parametara. Razvojem senzora, primene računara i elektronike, informaciono komunikacionih tehnologija, sistemi traktora povezuju se u celinu, njima se upravlja pomoću electronic control units –ECU (elektronskim upravljačkim jedinicama), uz uvažavanje interakcije i sprovođenja automatskog upravljanja. Daljnji razvoj bio je usmeren ka kontroli – monitoringu parametara priključene mašine/oruđa i upravljanje parametrima traktora i priključaka u skladu sa potrebama i ostvarenju željenog cilja, strategije.Najviši stepen razvoja kontrole i upravljanja podrazumeva inteligentno upravljanje sistemom traktor – priključena mašina/oruđe na bazi zadatog kriterijuma, ostvarenja što manjeg utroška energije, što većeg učinka, i/ili promene parametara rada u skladu sa potrebama na određenoj lokaciji parcele. To su ekspertni sistemi za ostvarenje četvrtog nivoa kontrole i upravljanja.


Nivoi kontrole i upravljanja

Ne postoji univerzalna podela primene ICT na traktorima i priključcima i samohodnim mašinama. Sa polazišta sprovođenja kontrole i upravljanja nivoi primene mogli bi da se razvrstaju u sledeće grupe odnosa traktora i priključaka:

5. Namenjeni za kontrolu i upravljanje samo traktorom ili samohodnom mašinom.6. Kontrola sklopa traktora i priključka i upravljanje radom traktora.7. Puna kontrola traktora i priključka, uz upravljanje traktorom i delimično upravljanje priključkom.8. Potpuna kontrola i upravljanje traktorom i priključkom kao celinom.

Razvoj sistema kontrole i upravljanja, kao i navedeni nivoi primene prikazani su nadalje tabelarno.


Nivoi kontrole i upravljanja traktorom i priključkom – mašinom/oruđem1– rukovalac, 2– radni proces, 3– senzori, 4– aktuator – izvršni organ, 5– instrument – monitor

1. nivoPrimena senzora i aktuatora za kontrolu i upravljanje

1

2

3

33

45

Praćenje podataka od značaja za knjigovodstvo i ocenu ekonomičnosti

Menadžment

Praćenjebr. obrt. PTO, protoka materijala, pritiska presovanja itd.

Žetva

Praćenjebrzine kretanja, protoka sredstva, širine zahvata

Unošenje inputa

Praćenje dubine rada, br. obrt. motora, odnosno stepena prenosa, br. obrt. PTO, brzine rada

Obrada zemljišta

Primer primeneNivo kontrole i upravljanja


Nivoi kontrole i upravljanja traktorom i priključkom – mašinom/oruđem1– rukovalac, 2– radni proces, 3– senzori, 4– aktuator – izvršni organ, 5– instrument – monitor, 6– traktorski računar – board computer

2. nivoPrimena računara za obradu informacija

1

2

3

33

45

6

Praćenjekontrolnih parametara rada, bilansiranja troškova, utroška goriva itd.

Menadžment

Praćenjeradnih parametara, učinka, gubitaka, kvaliteta rada

Žetva

Praćenjeostataka u rezervoaru, radnih parametara, primenjene količine

Unošenje inputa

Praćenjeklizanja, optimalizacija stepena prenosa, učinka, potrošnje goriva

Obrada zemljišta


Nivoi kontrole i upravljanja traktorom i priključkom – mašinom/ oruđem1– rukovalac, 2– radni proces, 3– senzori, 7– upravljačka jedinica (procesni računar) – electronic control unit – ECU

3. nivoPrimena procesnih računara – ECU za upravljanje delom procesa

2

3

33

17

Optimizacija podataka optimalizacija rada, optimizacija inputa

Menadžment

Regulisanjeparametara rada, kvaliteta proizvoda (udeo semena korova)Žetva

Regulisanjekoličine materijala, optimizacija postupka rada

Unošenje inputa

Regulisanjedubine rada, transmisije i motora,kvaliteta rada

Obrada zemljišta


4. nivoPrimena inteligentnih sistema za automatsko upravljanje

2

3

33

17

4zadatak

Računarom vođeno knjigovodstvo, planiranje i dokumentovanjeMenadžment

Automatsko upravljanje mašinama – oruđima

Žetva

Automatsko upravljanje mašinama – oruđimaUnošenje

inputa

Automatsko upravljanje mašinama – oruđimaObrada

zemljišta

Nivoi kontrole i upravljanja traktorom i priključkom – mašinom/ oruđem1– rukovalac, 2– radni proces, 3– senzori, 4– aktuator – izvršni organ, 7– upravljačka jedinica (procesni računar) – electronic control unit – ECU


1. nivo – koriste se senzori kojima se utvrđuju vrednosti pojedinih parametara na traktoru, ali i okoline. Te vrednosti pokazuju se na instrumentu; rukovalac na osnovu dobijenih informacija utvrđenih senzorima i prikazanih na instrumentima, svog znanja i/ili iskustva deluje na radni proces. 2. nivo – podaci o parametrima traktora i ostali koji se odnose na zemljište, kao u prethodnom stepenu, osim prikazivanja na instrumentima, dovode se i do traktorskog računara, koji na osnovu primenjenog programa rukovaocu sugeriše potrebne mere za unapređenje radnog procesa. Rukovalac direktno ili preko aktuatora utiče na radni proces. 3. nivo – podatke o stanju traktora i okolini, uključujući i priključenu mašinu – oruđe, senzori dostavljaju ECU (electronic control unit, procesni računar traktora). Rukovalac dobija podatak o stanju i predlog za uticanje na proces. Definiše dodatne potrebe i šalje ka ECU. Na osnovu odgovora, rukovalac utiče na proces rada.4. nivo – sve kao i za 3. nivo, s tim što rukovalac daje samo zadatak – izražava potrebu i želju za vođenje procesa rada. ECU na osnovu podataka dobijenih od senzora, a preko aktuatora traktora i priključne mašine/oruđa, upravlja procesom rada.


PRIMERI

Za 1. nivoRukovalac, traktorista, prati dubinu rada preko pokazivača i podešava ručno položaj pluga podizanjem i spuštanjem podiznog mehanizma. Rukovalac uočava da broj obrtaja motora pada ispod granice do koje se povećani otpor savladava porastom obrtnog momenta motora, te menja stepen prenosa u niži. Rukovalac na osnovu očitanog podatka o protoku tečnosti kojom sprovodi zaštitu bilja podešava brzinu kretanja.Pri presovanju biomaterijala, rukovalac prati pokazivač pritiska u presi za valjkaste bale, te kada pritisak dostigne željeni nivo, rukovalac zaustavlja kretanje traktora i započinje proces vezivanja.Rukovalac prati utrošak goriva i vreme provedeno u radu na jednoj njivi i taj podatak beleži da bi se kasnije koristio u knjigovodstvu.


Za 2. nivoSenzorom – meračem broja obrtaja pogonskog točka, na osnovu ranije utvrđenog dinamičkog poluprečnika pneumatika, utvrđuje se teoretska brzina kretanja, podatak se prikazuje na instrumentu i šalje do računara. Senzor brzine kretanja, na primer radar, meri stvarnu brzinu kretanja, prikazuje je na instrumentu i podatak šalje do računara. Rukovalac na osnovu očitanih vretnosti ili izračunatog klizanja zaključuje da li da menja stepen prenosa, odnosno brzinu rada.Na osnovu senzorom utvrđene količine materijala u rezervoaru rasipača mineralnog hraniva zaključuje se da li se započinje novim radnim hodom ili obavlja dopunjavanje rezervoara. U odlučivanju može da pomogne i računar, na osnovu izračunate količine koja je potrebna za jednostruki ili dvostruki prohod.Na osnovu zadate širine radnog zahvata i brzine rada, te vremena provedenog na parceli, obračunava se učinak, a na osnovu podatka o potrošnji goriva, koji dolazi do računara, obračunava se potrošnja na sat ili po hektaru. Ovi podaci se nekim od nosioca digitalnog zapisa prenose do poslovnog računara na kojem se vodi knjigovodstvo i izračunavaju parametri poslovanja.


Za 3. nivoPredstavlja delimičnu automatizaciju rada, jer se uvode kontroleri, u suštini namenski računari. Oni se na engleskom govornom području, pa tako i u ISO standardima nazivaju Electronic Control Unit –ECU, što bi značilo elektronske kontrolne jedinice. U našem jeziku pod pojmom kontrola podrazumeva se utvrđivanje veličina (stanja i promene stanja, provera), dok engleski pojam control podrazumeva upravljanje. Da bi se pojednostavilo nadalje će se za ovaj uređaj koristiti skraćenica ECU, koja se sreće i na mnogim šematskim prikazima u prospektima. Podaci se od senzora šalju ka ECU, rukovalac očitava te ili proračunate vrednosti i na osnovu tih podataka upravlja procesom. Rukovalac, takođe, može da utiče na procesiranje podataka i da ECU zadaje željenu strategiju. Primer je očitavanje klizanja te na osnovu toga promene dubine oranja, ili širine zahvata pluga. Pri rasipanju mineralnog hraniva, prihranjivanja, na osnovu boje strnjina i proračunate vrednosti o potrebi azotnog hraniva rukovalac podešava količinu za levu i desnu stranu rasipanja.U pogledu menadžmenta odgovarajući ECU, na osnovu izbora strategije, na primer, minimalne potrošnje goriva, rukovaocu preporučuje izbor brzine kretanja, odnosno stepena prenosa. Prenos podataka potrebnih za knjigovodstvo obavlja se kao i u prethodnom nivou.


Za 4. nivoPredstavlja unapređenje u odnosu na prethodni nivo u tome što ECU preuzima ulogu podešavanja procesa rada, a na osnovu zadataka koji daje rukovalac. Pri tome ECU deluje na aktuatore kako na traktoru tako i na priključenoj mašini–oruđu.Tipičan primer je održavanje dubine oranja i/ili ujednačenog otpora promenom brzine kretanja, uz istovremeno menjanje stepena prenosa sa ciljem da se ostvari što manja specifična potrošnja goriva. Rukovalac zadaje cilj, na primer, raditi sa najmanjom specifičnom potrošnjom goriva (uz minimalno moguću promenu dubine rada u odnosu na željenu), ili postizanje što većeg učinka. Pri unošenju inputa moguće je ostvariti automatski izbor i navođenje po planiranim tragovima na osnovu radnog zahvata. U sistemu precizne poljoprivredne proizvodnje moguća je kontinualna promena količine zaštitnog sredstva ili mineralnog hraniva u skladu s utvrđenim potrebama na nekoj lokaciji.Potpuno automatska kontrola traktora i priključka podrazumeva i praćenje inputa koji se primenjuju, na primer zaštitnog sredstva i mineralnog hraniva. Takođe, neophodno je da postoji potpuna mogućnost upravljanja radnim operacijama na priključenoj mašini–oruđu, odnosno delovanje na njegove aktuatore.Uz potpunu primenu GPS sprovodi se identifikacija parcele, pa postoji mogućnost da se podaci koji se prikupljaju za knjigovodstvo automatski dodeljuju jednoj parceli i biljnoj vrsti, koja se proizvodi. Moguće je odrediti udeo vremena i goriva za radne i transportne operacije, kao i premeštanje sa njive na njivu.


Prikaz i obrada podataka

Podaci koji se dobijaju od senzora traktora i priključaka koriste se neposredno, prikazivanjem na instrumentima, odnosno terminalu (terminal, ili kako se u ISO standardima naziva i virtual terminal – VT, podrazumeva sve vrste prikazivanja rezultata merenja, kontrole) ili se odgovarajućim programima obrađuju. Obradom podataka dobijaju se upotrebljive vrednosti, na primer na osnovu obrtanja pogonskih točkova traktora i brzine traktora obračunava se klizanje, ili se transformišu u veličine kojima se upravlja sklopovima traktora i priključaka. Sa stanovišta mesta prihvatanja i obrade rezultata razlikuju se sledeći slučajevi:

1. Prikaz i/ili obrada podataka u računaru i terminalu traktora – board computer. 2. Prihvatanje, obrada i memorisanje rezultata i prenošenje na poslovni računar.3. Korišćenje programa i zadataka sa poslovnog računara za upravljanje

traktorom.

Prenos podataka sa traktorskog računara na poslovni računar firme ili farmera obavlja se raznim nosiocima memorije. Danas je najraširenija primena Flash memorija, na primer, USB memory stick, SDCard i Compact Flash. To je za rukovaoca ponekad dosadan zadatak. Stoga već danas veliki davaoci mašinskih usluga u Nemačkoj i Austriji primenjuju bežični prenos podataka preko takozvanog BlueTooth uređaja.


Integracija i standardizacija sistema za kontrolu i upravljanje unutar traktora

U traktor se kao i u druga vozila ugrađuje više sklopova kojima se upravlja preko nezavisnih ECU. Da bi traktor dobro funkcionisao kao celina neophodno je da se one međusobno povežu, i to na funkcionalan način. Odvojene elektronske kontrolne jedinice ECU predstavljaju mrežu u okviru traktora kao celine. Njihovo međusobno povezivanje može da se obavi na razne načine, ali da bi funkcionisanje bilo što bolje, da bi se ostvarila mogućnost za primenu sklopova i ECU raznih proizvođača, kao i da bi se omogućila komunikacija sa ECU priključcima, povezivanje treba sprovesti na standardni način. Ovaj problem uočen je na samom početku primene elektronike na vozilima, te je započet rad na standardizaciji. Svetska organizacija za standardizaciju ISO donela je još 1994. standarde kojima se definiše način i protokol povezivanja ECU u mreži. Mreža se naziva Controler Area Network (mreža kontrolera) – CAN. Standardni protokol CAN primenjuje se na svim savremenim traktorima, čime je omogućeno prepoznavanje mreže, lakše održavanje i povezivanje na mrežu priključka.


Komunikacija traktor – priključak

Da bi se ostvarila dobra kontrola i upravljanje celinom traktor – priključena mašina/oruđe među njima mora da postoji veza. Najpre, da bi se podaci koje prikupljaju senzori priključene mašine/oruđa doveli do traktora, te da se na osnovu proračuna potrebnih podešavanja vrati signal do ECU mašine/oruđa i obavi podešavanje odgovarajućim aktuatorima. Ova veza u fizičkom i funkcionalnom smislu treba da bude standardizovana. Kontrolno upravljački sistem priključene mašine/oruđa povezuje se na kontrolno upravljački sistem traktora povezivanjem provodnika, kao što je to slučaj i sa povezivanjem hidrauličkih sistema ili električne instalacije. Magistrala za transport podataka, naziva se BUS, a naziv je preuzet iz računarske tehnike. BUS namenjen za povezivanje traktora i priključka na engleskom govornom području često se označava skraćenicom TIB (Tractor/Implement BUS), a na nemačkom LBS (Landwirtschaftliche BUS-System). Rad na standardizovanju BUS sistema započet je još početkom devedesetih godina prošlog veka, ali je standard ISO 11783 usvojen 2002. godine. Pre toga je u primeni bio DIN BUS, koji se i danas sreće na nekim traktorima. Standard je propisao terminologiju, fizičke komponente i ostale detalje koji omogućavaju uspostavljanje standardne veze među pojedinim delovima traktora i priključaka. Pojam virtual terminal – VT obuhvata sve moguće pokazivače, od onih koji prikazuju samo jednu vrednost pa sve do ekranskog prikaza, a predviđeno je i povezivanje sa poslovnim računarom.


Šematski prikaz povezivanja traktora i priključene mašine–oruđa, radi ostvarenja kontrole i upravljanja


Pozicioniranje traktora i priključaka

Nakon uvođenja sistema globalnog pozicioniranja – definisanja položaja u odnosu na globalne koordinate, u civilne svrhe, primena GPS (global positioning system), proširila se u mnoge delatnosti, pa tako i poljoprivredu. Pozicioniranje se zasniva na tome što GPS prijemnik prima istovremeno signal sa najmanje četiri satelita za pozicioniranje i na osnovu vremena proteklog za prijem signala, proračunava svoju trenutnu poziciju. U orbiti na rastojanju oko 20.000 km kruže 24 satelita. Osim američkog sistema satelita GPS, postoji i ruski GLONAS, a u pripremnoj fazi je formiranje evropske mreže satelita za pozicioniranje Galileo. Prvi Galileo satelit lansiran je krajem 2005. godine.Preciznost je najpre bila niža, greška oko 100 m, a nakon ukidanja SA (Selective Availability) oko 10 m. Ova preciznost je u saobraćaju bila potpuno prihvatljiva, ali ne i u poljoprivredi. U međuvremenu su unapređenjem tehnike GPS otklonjene mnoge smetnje i greške. Primenom korekcionog signala zemaljskih stanica ili satelita za osmatranje, koji su na udaljenosti oko 300 km od zemaljske kugle, ostvaruje se takozvani dGPS (diferential global positioning system).


U zavisnosti od korišćenog sistema postiže se tačnost pozicioniranja 10-30 cm. U primeni je nekoliko sistema dGPS, od kojih neki mogu da se koriste i u našoj zemlji: EGNOS, WAAS, HP, OmniSTAR, StarFire i domaći AGROS. Neki od pomenutih sistema nude i RTK (Real-Time Kinetics), sa tačnošću pozicioniranja 2 do 3 cm.Korigovanjem signala dGPS, uz korišćenje sopstvene referentne stanice sa dometom 3-10 km, ostvarenjem takozvanog RTK, tačnost pozicioniranja povećava se na 2-5 cm.

Podatak o poziciji primenjuje se za razne potrebe:

1. Označavanje parcela i administrativno praćenje delatnosti na njima, radi dobijanja što potpunijih statističkih podataka. Uskoro obavezno u EU.

2. Praćenje prohoda i navođenja traktora i drugih mašina, pri obavljanju poljoprivrednih radova.

3. Sprovođenje lokacijski specifične poljoprivredne proizvodnje, ostvarenje takozvane precizne poljoprivredne proizvodnje.

4. Vođenje dokumentacije o uspešnosti poslovanja, pri čemu pozicioniranje pomaže u definisanju parcela, transportnih puteva i drugog.

5. Primenom GPRS, uz korišćenje podataka mreže mobilne telefonije ili vlastitog sistema radio veze, praćenje lokacije mašina.


Oprema za globalno pozicioniranje a) GPS prijemnik instaliran na krovu traktora, b) zemaljska stanica za

povećanje tačnosti pozicioniranja

a) b)


Upravljanje u sistemu precizne poljoprivrede

Naziv precizna poljoprivreda (Precision Agriculture ili Precision Farming) odnosi se na tehnologiju poljoprivredne proizvodnje koja podrazumeva da se agrotehničke mere i inputi (hranivo, zaštitna sredstva, voda, itd) ne primenjuju na celoj parceli na isti način, nego u skladu sa lokalnim potrebama. Pravi naziv bio bi lokacijski specifična poljoprivredna proizvodnja, jer se sprovodi u skladu sa lokalno specifičnim resursima (hranivo, voda, itd) i antiresursima (biljne štetočine, korovi, itd). Iako je ideja o sprovođenju ovakve poljoprivredne proizvodnje stara mogla je da se ostvari tek osvajanjem novih tehnologija pozicioniranja, uz pomoć GPS. Podloga za sprovođenje lokacijski specifične poljoprivredne proizvodnje može da bude više. Na osnovu utvrđivanja resursa, potencijala i potreba, i njihovog grafičkog prikazivanja po lokacijama, mapiranja, dolazi se do podloga za neku operaciju. Na sledećoj slici su prikazane mape prisustva fosfora i kalijuma, izrađene na bazi rezultata analize zemljišta. Odgovarajućim uređajem za kontinualno merenje prinosa, uz istovremeno pozicioniranje, dobijena je mapa prinosa. Analizom ovih podataka stručno lice određuje lokacijski specifične potrebe mineralnog hraniva, da bi se pri narednoj biljnoj vrsti ostvarili što povoljniji ekonomski efekti (ne prinos, nego veća zarada).


P2O5

K2O

Prinos

Aplikacija hraniva


Programi koji omogućavaju sprovođenje ovog postupka pripadaju GIS (Geographic Information System), jer koriste geografske parametre za prikaz podataka. Da bi se, za navedeni primer, sprovela distribucija mineralnog hraniva u skladu sa mapiranim potrebama, uz što manje odstupanje od njih, potrebno je da je na raspolaganju rasipač sa mogućnošću podešavanja količine koja se distribuira u toku rada, i to daljinskim upravljanjem. Takođe, traktor treba da raspolaže uređajem za pozicioniranje i odgovarajućom računarskom opremom i ECU osposobljenim da na osnovu programa upravljaju rasipačem.Između kontrolno upravljačkog sistema traktora i rasipača treba da postoji veza koja omogućava da se aktuatorima rasipača na osnovu mape aplikacije i pozicije na kojoj se traktor i rasipač nalaze zadaje količina koja se rasipa. Primenom ISO BUS na traktoru i priključku olakšava se upravljanje, bez obzira na to ko je proizvođač priključka.Precizna poljoprivreda je primenljiva na većim parcelama. Veća parcela može da se formira i udruživanjem više vlasnika, pri čemu, na osnovu dobrog pozicioniranja, tačno može da se utvrdi koliko koji treba da učestvuje u troškovima i koliki prihod njemu pripada. Osim ekonomskog efekta, primena precizne poljoprivrede ima i ekološki, jer može da se smanji količina mineralnog hraniva i pesticida, uz ostvarenje jednakih i/ili još boljih efekata na usev.


Upravljanje postupkom navođenja – praćenje prohodaPravilno praćenje prohoda, tako da je preklop što manji i da nema „praznih“ površina, predstavlja problem u mnogim operacijama u poljoprivredi, a posebno pri radu savremenim mašinama velikog zahvata. Na rešavanju ovog problema radi se od samog početka sprovođenjem kontrole i upravljanja. Pokušaji optičkog vođenja, nekim od spektara elektromagnetnih talasa, pa i laserskog zraka kao specijalnog slučaja, još uvek se primenjuje. Veliki nedostatak pri primeni elektromagnetnih talasa u vidljivoj oblasti je u tome što se senzori lako zaprljaju u uslovima rada u poljoprivredi. Pri primeni laserskog navođenja potrebno je da se na suprotnom kraju njive postavlja referentni uređaj, što traži angažovanje još jednog radnika. Nova dostignuća u GPS pozicioniranju omogućavaju, zahvaljujući povećanoj tačnosti, primenu u svim poljoprivrednim operacijama, rasterećenje rukovaoca, smanjenje prohoda i količine sredstava, koja se primenjuju. Pri tačnosti pozicioniranja javio se novi problem pri radu na terenu sa promenljivim bočnim nagibom ili pri nailasku traktora na ispupčenja i ulegnuća. GPS prijemnik postavljen je na krov traktora, na visinu 3 m, pa je pri nagibu od 10°, odstupanje 0,5 m. Problem je otklonjen merenjem nagiba traktora, postavljanjem dva GPS prijemnika ili posebnog senzora nagiba, i obračunavanjem korekcije.


Na rasipačima mineralnog hraniva i mašinama za zaštitu bilja širine zahvata i do 36 m primena markera je nemoguća. Navođenje uz pomoć GPS pozicioniranja počelo je primenom jednostavnog uređaja koji se naziva lightbar. Rukovalac zadaje širinu zahvata i počinje rad. Uređaj uz pomoć GPS pozicioniranja „pamti“ prvu putanju, a paljenjem svetlećih dioda obaveštava rukovaoca kako da zauzme pravilno rastojanje i prati putanju prvog prohoda. Kada odstupi od potrebne putanje pale se diode levo ili desno od centralnog položaja, obaveštavajući da treba da obavi korekciju, skrenuti nalevo ili nadesno.

Automatsko navođenje i praćenje prohoda podrazumeva da upravljačkim točkovima upravlja ECU, na osnovu zadate širine zahvata i preklopa. Zakretanje točkova obavlja se hidrauličkim sistemom za upravljanje ili dodatnim elektromotornim pogonom, koji zakreće vratilo upravljačkog točka. Drugi sistem se primenjuje češće, jer je lakša dogradnja na traktore koji su već u eksploataciji. Kretanje traktora, putanja, po pravilu se prati na monitoru, koji je sastavni deo sistema.

Primena GPS u navođenju – praćenju prohoda, najpre će naći primenu u praksi i kod nas, jer mogu da se očekuju pozitivni ekonomski efekti.


Lajtbar

Lajtbar sa monitorom

Uređaj za automatsko navođenje i praćenje putanje


Primena u dokumentovanoj proizvodnjiDokumentovanje proizvodnje, svih radnji, vremena, učinaka, inputa i drugog, dobra je osnova za pravilan menadžment u proizvodnji i donošenje ispravnih odluka. Pored toga omogućava ostvarenje sledljivosti proizvodnje – traceability. Renomirani proizvođači traktora i poljoprivrednih mašina razvijaju programe i sredstva za što uspešnije i jednostavnije praćenje parametara rada, njihov transfer na poslovni računar i kasniju obradu. Da bi se to ostvarilo potrebno je da su traktor i mašine opremljeni savremenim sredstvima za kontrolu, upravljanje i zapisivanje. Primena kompleksnog upravljanjaPojedini proizvođači razvili su sistem kompleksne kontrole i upravljanja. On omogućava pomoć pri sprovođenju radnih operacija, uz primenu pozicioniranja i sprovođenja precizne poljoprivrede, a završava dokumentovanjem postupaka proizvodnje, sve do ocenjivanja ekonomskih efekata.

RAZVOJ U OVOJ OBLASTI VEOMA JE INTENZIVAN, PA SVE VEĆI BROJ SLUČAJEVA NALAZI EKOLOŠKI I EKONOMSKI

OPRAVDANU PRIMENU I KOD NAS!


Informaciono-komunikacione tehnologije u poljoprivredi

II deo, izvedena resenjaMilan Martinov1, Goran Micković2

1 Fakultet tehničkih nauka, Novi Sad2 RES Trade, Novi Sad

AP VojvodinaPokrajinski sekretarijat za poljoprivredu, vodoprivredu i šumarstvo

Poljoprivredna savetodavna služba AP Vojvodine, Novi Sad


Sadržaj• Koncept zajedničkih komponenti :

“StarFire” mreža i “GreenStar” sistem • Koncept digitalnih mapa :“GreenStar

Mapping”• Koncept dokumentovanja proizvodnje :

”GreenStar Field Documentation”• Koncept automatizovanog vođenja mašina

: “AutoTrac” & “Curve Track” sistemi• Koncept praćenja i kontrole mašina : “JD

Link”


Satellite.jpg

JOHN DEERE “GreenStar sistem”Jedistvena tehnologija koja omogućava poptuno

automatizovano prikupljanje i obradu podataka,kontrolu i navodjenje za sve operacije u savremenoj poljoprivredi


JOHN DEERE - StarFire - mreža za kontrolisanu poljoprivredu


StarFire reciever iTC

Mobile procesor

GreenStar display

GreenStar sistem: KonceptGreenStar sistem: Koncept zajedničk zajedničkihih komponentkomponentii


GreenStar sistem: StarFire iTC Prijemnik – odašiljač - (“reciever”)


GreenStar: Mobilni procesor -radni racunar i memorijske kartice-


GreenStar 2 -nova generacija displeja-

GreenStar Display 2600

GreenStar Display 2100


AMS AMS –GreenStar:–GreenStar: primena u osnovnoj obradiprimena u osnovnoj obradi

Traktor – vučena tanjirača – baza podataka

GreenStarStarFire iTC

GreenStar2 Displej,AutoTrac &Parallel tracking

CAN Bus konektor (ISO 11783)


Traktor – sejalica za setvu strnina – baza podataka

AMS AMS –GreenStar:–GreenStar: primena u setvi primena u setvi

GreenStar Displej,AutoTrac &Parallel trackingRegulacija

setvenenorme





AMS AMS –GreenStar sistem:–GreenStar sistem: zaštita bilja zaštita biljaTraktor – prskalica – baza podataka

GreenStar mobilni procesor & memorijska kartica

Regulacijanormetretiranja

GreenStarRadni racunar prskalice


AMS AMS –GreenStar:–GreenStar: aplikacija minaplikacija min.. đubriva đubriva

Traktor – rasipač – baza podataka



GreenStar2 mobilni procesor & memorijska kartica

Regulacija aplikativnenorme


GreenStar Moisture,

senzor vlage i kvaliteta zrna

GreenStar Mass Flow, senzor prinosazrna

GreenStar

Memorijska kartica

AMS AMS –GreenStar sistem:–GreenStar sistem: primena u žetvi primena u žetvi

Kombajn – bunker – baza podataka


Štampač

GreenStar mobilni procesor & memorijska kartica


AMS AMS –GreenStar sistem:–GreenStar sistem: primena u žetvi primena u žetvi

Obrada podataka Obrada podataka

Digitalni prikaz varijacije prinosa


• Field Doc sistem omogućava korisniku:• Digitalne mape polja koja obrađuje• Automatsko snimanje podataka o prinosima i

kulturama• Popunjavanje i štampanje svih vrsta dokumenata

potrebnih u kontrolisanoj poljoprivedi: • “Traceability” - sledljivost• Optimizacija upravljanja imanjem i proizvodnjom

AMS – Field DocAMS – Field Doc sistem za obradu podataka sistem za obradu podataka


Zima

• Obrada podataka

• Plan i analiza

Jesen

• Osnovna obrada

• Setva

AMS AMS –GreenStar sistem–GreenStar sistem

primena tokom cele godine primena tokom cele godine - sledljivost- sledljivost

Leto

• Žetva

• Obrada zemljišta

• Rasturanje stajnjaka

Proleće

• Ishrana i nega

•Zaštita bilja

AMS AMS –GreenStar - AutoTrack–GreenStar - AutoTrack

Automatsko navodjenje mašinaAutomatsko navodjenje mašina


• Automatsko ili manualno navođenje mašina po parceli, pri čemu je putanja prava ili kriva

• Više nivoa preciznosti navođenja • (SF1: +/-30cm, SF2: +/-10cm ili RTK: +/-2cm!)• Automatsko pamćenje više prohoda i polja• Automatsko pamćenje dostignute pozicije• Optimizacija upravljanja pogonskom i priključnom

mašinom

AMS -AutoTrack sistem omogućuje korisniku:


Žetva

Prozvodnja u trake/Združena setva

Bankovi/gredice

Košenje/Sakupljanje

Setva strnina

Mineralno/Organsko đubrivo

Prskanje

Precizna setva/sadnja

Obrada /Prskanje/Razbacivanje

Osnovna/Dopunska obrada

Operacija

+/- 2 cmAutoTrac RTK(godišnja pretplata)

+/- 10 cmAutoTrac SF2(godišnja pretpata)

+/- 30 cmAutoTrac SF1(BESPLATNO ! )

PreciznostAutoTrac Opcije

GreenStar - AutoTrack : Mogućnost izboraGreenStar - AutoTrack : Mogućnost izbora


Bez AutoTrack sistema navođenja

Uz pomoć AutoTrack sistema

navođenja

Prednosti GreenStar - AutoTrack sistema !!!Prednosti GreenStar - AutoTrack sistema !!!

Da li je bolje ovako ?

Prvi prohod Drugi prohod

A tek ovako !

1000 haPreklop min 10%

100ha

Parallel Tracking+60ha

AutoTrac +35ha

Prednosti AutoTrack sistema !!!Prednosti AutoTrack sistema !!!

Koliko preklapaju prohod naši rukovaoci ???

AMS AMS –GreenStar – JD Link–GreenStar – JD Link

KontrolKontrola i upravljanje masinamaa i upravljanje masinamau realnom vremenu i prostoruu realnom vremenu i prostoru


GPS Mreža satelita

GSM Mreža mobilne telefonije

Komunikaciona mreža & JDLink Servisni punktovi

PC Računar korisnika mašine. Pristup ka JDLink-u putem Interneta

GreenStar - JDLink sistem: - svaki korisnik istovremeno je menadzer -


GreenStar sistem : univerzalnost primene


ZAKLJUČAK• Informaciona tehničko - tehnološka rešenja primenjena na savremenim

poljoprivrednim mašinama, u današnje vreme predstavljaju neodvojivi deo kako traktora, tako i agregata koji oni zajedno sa savremenim priključnim mašinama cine.

• Zbog toga je neophodno sprovoditi permanentnu edukaciju i osposobljavanje svih učesnika u lancu korišćenja poljoprivredne mehanizacije.

• Uvoznici distributeri poljoprivrednih mašina pored zakonske obaveze izdavanja adekvatnih tehničkih uputstava, imaju zadatak da aktivno učestvuju i procesu edukacije savetodavaca, jer na taj način informacione tehnologije mogu biti približene većem broju postojećih i budućih korisnika mašina, a ne samo onih koji su opredeljeni za jednu marku ili tip.

• U saradnji sa Pokrajinskim sekretarijatom za poljoprivredu Res Trade kao ovlašćeni uvoznik, distributer i serviser poljoprivrednih mašina John Deere i Lemken, održao je jedan trodnevni kurs ove vrste u novembru 2006 god.

Pokrajinski sekretarijat za poljoprivredu, vodoprivredu i ... · PDF fileAutomatsko...

Documents

Transcript of Pokrajinski sekretarijat za poljoprivredu, vodoprivredu i ... · PDF fileAutomatsko...