Co znajdziesz w artykule?
W dobie czwartej rewolucji technologicznej, która wkroczyła również do rolnictwa, koncepcja Rolnictwa 4.0 coraz bardziej staje się rzeczywistością. Nowoczesne ciągniki i maszyny rolnicze wyposażone w systemy automatyki oraz rozwiązania cyfrowe dostarczają cennych danych wspierających efektywne zarządzanie gospodarstwem.
W poprzednich publikacjach pisaliśmy o rozwiązaniach technicznych stosowanych w kombajnach zbożowych, sieczkarniach oraz prasach do zbioru siana, słomy i sianokiszonek, dzięki którym wpisują się one w koncepcje Rolnictwa 4.0. Tym razem przypatrzymy się kombajnom do zbioru buraków, które również można zautomatyzować oraz podpiąć do Internetu Rzeczy i chmury obliczeniowej.
Automatyka i elektronika w kombajnach do zbioru buraków
Kombajny do zbioru buraków to kolejne, po ciągnikach rolniczych i kombajnach zbożowych maszyny, które mogą być zaawansowane technicznie. Zastosowanie w kombajnach do zbioru buraków szeregu systemów kontrolno-wspomagających umożliwia pełne wykorzystanie ich przepustowości przy jednoczesnym ograniczeniu strat zbieranego plonu oraz zużycia paliwa.
Dużym wsparciem dla operatora nowoczesnego kombajnu do zbioru buraków są systemy automatycznej regulacji wysokości ogławiacza i automatycznej regulacji głębokości pracy lemieszy pojedynczych rzędów agregatu wyorującego. Oba systemy automatycznie dostosowują głębokość pracy do zmiennych warunków panujących w obrębie pola oraz zróżnicowanego pokroju buraków. Reagują zarówno na różnice w długości wierzchołków roślin, jak i na nierówności powierzchni gleby w poprzek kierunku jazdy.
Komputer pokładowy kombajnu analizuje wszystkie dane pomiarowe w ułamkach sekundy i automatycznie dopasowuje wysokość ogławiacza oraz głębokość kopania dla poszczególnych rzędów. Współdziałanie obu systemów znacząco odciąża operatora, umożliwiając półautonomiczne prowadzenie sekcji wyorującej. Zmienna wysokość buraków w rzędzie nie wpływa na jakość pracy. System minimalizuje długość obciętych łodyg liści bez zwiększania strat, a jednocześnie zapobiega pobieraniu nadmiaru gleby, łamaniu korzeni i niepotrzebnemu zużyciu paliwa wynikającemu z nadmiernej głębokości kopania.
Obsługa systemu jest intuicyjna. Operator jednorazowo ustawia w menu żądaną wysokość wału ogławiacza powyżej linii cięcia noża. W ten sposób definiuje się średnią długość pozostawionych łodyg. Czujniki kąta zamontowane na każdej sekcji wyorywacza mierzą wysokość wierzchołków buraków w poszczególnych rzędach. W przypadku zróżnicowanej wysokości lub nierównomiernego wzrostu roślin (np. na przesuszonych fragmentach pola) system automatycznie koryguje wysokość prowadzenia wału ogławiacza zależnie od najwyższych buraków.
Za pomocą joysticka na konsoli operator ustala pożądaną głębokość wyorywania, określając tym samym, jak głęboko lemiesz ma wnikać w glebę. Czujniki ultradźwiękowe umieszczone przy każdym rzędzie buraków rejestrują kontur powierzchni ziemi, a komputer pokładowy analizuje te dane w czasie rzeczywistym, automatycznie dostosowując głębokość pracy lemieszy do ukształtowania terenu.
Aktywny system zapobiega zarówno łamaniu korzeni spowodowanemu zbyt płytkim kopaniem, jak i pobieraniu nadmiernej ilości ziemi przy zbyt głębokim wyorywaniu. Aktualne ustawienia głębokości lemieszy są na bieżąco prezentowane na terminalu pokładowym, co umożliwia operatorowi pełną kontrolę nad procesem.
Drugim zespołem roboczym, w którym stosuje się inteligentne rozwiązania, jest układ czyszczący. W kombajnie Terra Dos T4 marki Holmer przenośniki prętowe oraz koła czyszczące wyposażono w niezależne napędy z monitoringiem obciążenia i prędkości obrotowej, co zapewnia wysoką jakość czyszczenia i dużą przepustowość. W adaptacyjnym systemie czyszczącym Plus ustawienia elementów roboczych dostosowują się do prędkości jazdy, co szczególnie chroni korzenie przed uszkodzeniami – zwłaszcza przy końcach zagonów, gdy ilość buraków w układzie jest mniejsza. System umożliwia też indywidualne dopasowanie parametrów pracy do wielkości plonu na danej plantacji.
Z kolei kombajny Grimme Rexor standardowo wyposażone są w system Speedtronic – automatyczną regulację prędkości przenośnika obiegowego i kół czyszczących, w zależności od warunków zbioru i ich obciążenia. Minimalizacja prędkości obrotowych ogranicza uszkodzenia korzeni i ryzyko zatorów. Przy wzroście obciążenia pierwszego koła system automatycznie zwiększa jego prędkość oraz wydajność transportu masy, a następnie ogranicza przepływ materiału, co zapewnia płynną pracę, ochronę korzeni, zwiększoną wydajność i odciąża operatora z konieczności ręcznego sterowania.
Wyzwaniem dla producentów kombajnów do zbioru buraków są uszkodzenia korzeni podczas zbioru w wyniku obijania się ich o elementy przenośników i gwiazd czyszczących. Uszkodzenia te mają negatywny wpływ na dalsze przechowywanie korzeni w pryzmach.
Rozwiązaniem tego problemu są systemy wizyjne z algorytmami sztucznej inteligencji, które rejestrują przepływ korzeni przez systemy transportujące i identyfikują korzenie z uszkodzeniami. Dzięki kamerom wysokiej prędkości zamontowanym w kombajnie możliwe staje się rejestrowanie obrazów w czasie rzeczywistym i analiza uszkodzeń korzeni. Jak na razie, systemy te są w fazie testów i badań, jednakże ich wyniki sugerują, że mogą one wspierać kontrolę procesu zbioru, minimalizując straty i poprawiając jakość produktu końcowego.
Monitorowanie plonu buraków
W gospodarstwach, które stosują systemy zmiennego nawożenia, znajomość zróżnicowania plonów odgrywa istotne znaczenia. Mapy plonów są podstawą do dalszych działań w zakresie analizy gleb, a w dalszej kolejności – do doboru zróżnicowanych dawek nawozów.
Mapowanie plonów, dość powszechne w przypadku kombajnów zbożowych, stało się również możliwe w sieczkarniach polowych. Nie spopularyzowało się jednak w przypadku zbioru buraków, niemniej jak się okazuje, dostępne są systemy umożliwiające rejestrowanie plonów buraków w danych strefach pola.
Jednym z nich jest YieldMasterPRO opracowany przez firmę Agrometius. Jeszcze inne rozwiązanie o nazwie RiteYield oferuje firma Greentronics. Koncepcja działania obu systemów jest podobna. Składają się one z czujników wagowych, które na bieżąco mierzą zebraną masę transportowaną na przenośniku. Dane te są łączone z prędkością jazdy, prędkością taśmy oraz pozycją GPS. Systemy są niezależne od producenta maszyny, obejmują dedykowany ekran dotykowy, moduł sterujący, czujniki oraz elementy pomiarowe prędkości jazdy i taśmy. Mogą być one również zainstalowane w już użytkowanych kombajnach, dzięki czemu pasują do sprzętu rolniczego niemal każdego producenta.
Wspomniane systemy mogą być kompatybilne z systemem ISOBUS, co umożliwia obsługę i podgląd danych bezpośrednio na ekranach terminali różnych producentów, takich jak John Deere, Trimble czy Ag Leader. Dane są automatycznie zapisywane w pamięci terminala, a następnie mogą być łatwo przenoszone na pamięć USB lub wysyłane za pośrednictwem Internetu. Dodatkowo dostępna jest aplikacja mobilna, która umożliwia bezprzewodowe przesyłanie informacji o aktualnej masie ładunku na smartfon lub tablet z systemem Android.
Kombajny do zbioru buraków podłączone do sieci i chmury
Kombajny do zbioru buraków, podobnie jak inne maszyny, mogą być podłączone do systemów telematycznych czy również do chmury obliczeniowej. Za pomocą tychże rozwiązań dane z wszelakich czujników umieszczonych na sieczkarni mogą być na bieżąco przesyłane do biura w gospodarstwie. Z jednej strony osoba zarządzająca parkiem maszynowym ma możliwość na bieżąco monitorować lokalizację kombajnu, jak również ma podgląd parametrów jego pracy (np. wydajność, ustawienia, zużycie paliwa). Możliwe jest także udostępnienie np. dostawcom paliwa informacji o bieżącej lokalizacji maszyny, poziomie paliwa oraz zapasie AdBlue.
Dzięki rozwiązaniom integrującym systemy informatyczne istnieje możliwość eksportu danych z maszyny do systemów zarządzania gospodarstwem (FMIS). Podłączyć do chmury można również nawet starszej generacji kombajny do zbioru buraków. System łączności telematycznej dla starszych maszyn rolniczych wprowadziła firma Vervaet. System można dopasować do kombajnów do zbioru buraków serii Beet Eater produkowanych od 2011 r. oraz maszyn Hydro Trike (modele z lat 2016–2019).
Dzięki temu użytkownicy starszych kombajnów Vervaet mogą zdalnie — za pośrednictwem portalu MyVervaet — śledzić dane operacyjne w czasie rzeczywistym oraz analizować historię pracy maszyny. Jedną z funkcji systemu jest mapowanie plonów zbieranych przez kombajny. Montaż systemu wymaga doprowadzenia okablowania oraz instalacji nowego terminalu dotykowego (istnieje możliwość wymiany starego ekranu na nowy).
System telematyczny Vervaet dostępny jest w dwóch wersjach. Pakiet podstawowy (Essential) umożliwia śledzenie maszyny w czasie rzeczywistym, dostęp do danych operacyjnych, powiadomień serwisowych oraz wysyłanie alertów. Pakiet rozszerzony (Premium) pozwala eksportować dane do systemów zarządzania gospodarstwem (FMIS), uzyskiwać szczegółowe raporty według pól i klientów oraz korzystać ze zdalnej diagnostyki.
Predictive maintenance – predykcyjne utrzymanie stanu technicznego kombajnu
Utrzymanie predykcyjne (ang. Predictive maintenance) parku maszynowego polega na wykorzystaniu danych o przebiegu pracy maszyn i parametrach ich pracy w celu przewidywania potencjalnych awarii i im zapobiegania. Dzięki bieżącemu monitoringowi stanu technicznego można zidentyfikować zespoły, w których potencjalnie wystąpią problemy, w późniejszym czasie mogące doprowadzić do awarii.
Przykładem rozwiązania – które umożliwia zdalną diagnostykę, monitorowanie stanu technicznego maszyny oraz szybkie reagowanie w przypadku awarii – jest stosowany w kombajnach marki Holmer system telematyczny EasyHelp 4.0, opracowany we współpracy z firmami Bosch i Arvato Systems. System ten informuje o konieczności przeglądu, pozwala serwisowi błyskawicznie zidentyfikować przyczynę usterki i zamówić odpowiednie części zamienne. Wszystkie dane eksploatacyjne są przesyłane do chmury Bosch, co umożliwia zdalną kontrolę parametrów pracy, oczywiście za zgodą użytkownika. Dzięki temu serwis może skrócić czas przestoju maszyny i zwiększyć jej niezawodność.
EasyHelp 4.0 jest zintegrowany z platformą agrirouter, służącą do wymiany danych między maszynami, użytkownikami i oprogramowaniem różnych producentów. Pozwala to na łatwy transfer informacji między maszyną a biurem, co usprawnia planowanie i zarządzanie gospodarstwem. Dzięki takim systemom telepatycznym jak EasyHelp 4.0 analiza stanu maszyny przeprowadzana jest online w czasie rzeczywistym, a wizyty serwisantów w gospodarstwie ogranicza się do minimum.
