Устройство контроля технологического процесса сельскохозяйственного агрегата

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 А 01 С 7/00 НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО ьство СССР(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА СЕЛЪСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА(57) Использование: сельское хозяйство, в частности в сельскохозяйственном машиностроении, и может быть применено для контроля высева семян и внесения гербицидов при возделывании и сборке хлопчатника, Сущность изобретения: устройство содерЯО 1782393 А 2 жит первую и вторую многоканальные схемы 1 и 2 преобразования, к входам первой схемы подключено и датчиков 3 высева, к входам второй - и да 1 чиков 5 гербицидов, в к выходам каждой схемы подключено и индикаторов 4 и 6. Устройство включает также звуковой генератор 11, звуковой излучатель 13, тактовый генератор 22, ключ 24 "Проверка" и индикатор 19 уровня. Для повышения эффективности устройства в него введен блок 26 защиты от короткого замыкания, соединенный с выходами первой и второй схем 1 и 2 преобразования так, что обеспечивает работу устройства при отсутствии аккумулятора в сети электропитания трактора и автоматическое отключение шины питания датчиков 3 и 5 при коротком замыкании на массу, а также автоматическое отключение и включение звукового излучателя 13 при остановке и в начале движения посевного и уборочного агрегатов, 1 з.п. сб-лы, 2 ил.гюИзобретение относится к сельскому хо- ключевого усилителя и входом блока защизяйству, а именно к сельскохозяйственному ты от короткого замыкания, причем выходмашиностроению, может быть использова- последнего связан с третьим выводом клюно в устройствах контроля работы сельско- ча "Проверка", а вторые обкладки накопихозяйственных машин и предназначено, в 5 тельных конденсаторов объединены ичастности, для контроля высева семян и соединены с нулевой шиной, При этом блоквнесения удобрений в почву при посеве, защиты от короткого замыкания содержитЦель изобретения - повышение эффек- три транзистора, шесть резисторов и контивности устройства. денсатор, при этом входом блока защиты отДля достижения указанной цели уст короткого замыкания является первый выройство контроля технологическогопроцес- вод первого резистора, второй вывод котоса сельскохоэяйственйого агрегата, рого подключен к эмиттеру первогосодержащее первую и вторую многоканаль- транзистора, а коллектор последнего являные схемы преобразования, к и входам пер- ется выходом блока защиты от короткоговой из которых подключены выходы и 15 замыкания, при этом база первого транзидатчиков контроля высева семян, акЪ вхо- стора соединена с эмиттером второго трандам второй - выходы и датчиковконтроля зистора, коллектор которого через второйвнесения гербицидов при этомвыходы резистор связан с нулевой шиной, а базакаждой мйогоканальной схемы преобразо- подключена к коллектору третьего транзивания связаны с и индикаторами, звуковой 20 стара и через третий резистор - к нулевойгенератор, выход которого через. ключевой шине, причем эмиттер третьего транзистораусилйтель соедйненсо звуковь 1 мизлучате-: соединен с первым выводом первого резилем, тактовый генератор, выход которого стара, а база - через четвертый резисторчерез формйрователь" ймпульсов-связан с подключена к коллектору первого транзи тактовымйвходами многоканальных схем 25 стора и через пятый резистор, включенныйпреобразования, ключ "Проверка", первый параллельно конденсатору, - к первому вывывод которого через импульсный усили- воду первого резистора, при этом шестойтель соединен с выходом тактового генера- резистор включен между эмиттером и базойтора, а второй вывод связан с. входами первоготранзистора.датчиков контроля высева семян и внесения 30 Преимущества устройства контролягербицидов, стабилизатор идатчик уровня; технологического процесса: обеспечиваетвыход которого через усилитель соединен с надежную работу при отсутствии аккумуля-,индикатором уровня, снабжено шестью ин- тора в сети электропитания трактора; обесверторами, элементом задержки, формиро- печивает автоматическое отключение шинывателем одиночных импульсов, тремя 35 питания датчиков при коротком замыканиидиодами, тремя накопительными конденса- на массу; обеспечивает автоматическое отторами, блоком защиты от короткого замы- ключение и включение звукового сигналакания и элементом И-НЕ, при этом первый при остановке и в начале движения посеви второй выходы первой многоканальнойного агрегата, Эти преимущества уссхемы преобразования через первый и вто тройства обеспечивают повышениерой инверторы соединены с входом элемен- эффективности его в работе,та задержки, выход которого подключен к . На фиг. 1 показана функциональная схевходутретьегоинвертора, причем(п+1) вы- ма устройства контроля технологическогоходы многоканальных схем преобразова- процесса; на фиг. 2 - схема одного из возния связаны с входами элемента И-НЕ, 45 можных вариантов выполнения блока защивыход которого через последовательно под- ты,ключенные четвертый и пятый инверторы Устройство контроля технологическогосоединен с выходом третьего инвертора и процесса сельскохозяйственного агрегатауправляющим входом звукового генерато-содержит первую многоканальную схему 1ра, при этом выход усилителя уровня связан 50 преобразования и вторую многоканальнуюс входом формирователя одиночных им- схему 2 преобразования. Каждая схема имепульсов, выход которого через шестой ин- ет и каналов контроля и соответствующеевертор соединен с выходом четвертого и - число контрольных входов; а число выходоввходом пятого инверторов, при этом анодыравноп+1). Выходсномером(п+1)являетсятрех диодов связаны через ключ включения 58 общим и на нем формируется сигнал в слупитания с положительным зажимом источ- чае возникновения отказа в любом из кананика питания и ка оды этих диодов соеди- лов многоканальной схемы 1.2. К входамнены соответственно с первыми схемы 1 подключаются и датчиков 31.3 лобкладками трех накопительных конденса- контроля высева семян (в дальнейшем датторов и шинами питания стабилизатора, чик высева), а к выходам - и светодиодных1782393 эмиттер которого через первый резистор 43 соединен с входом блока 26, а коллектор - с выходом блока. База транзистора 42 соединена с эмиттером второго транзистора 44,индикаторов 41.4, К входам схемы 2 подключено и датчиков 515 контроля внесения гербицидов (в дальнейшем - датчик гербицидов), а к выходам - и светодиодных индикаторов 6,.;6, Выходы первого и вто рого каналов схемы 1 соответственно через первый инвертор 7 и второй инвертор 8 соединены с входом элемента 9 задержки, который выполнен на основе интегрирующей коллектор которого через второй резистор 45 связан с нулевой шиной. База транзистора 44 соединена с коллектором третьего транзистора 46 и через третий резистора 47 - с нулевой шиной. База транзистора 46 Р - С цепи (на фиг, 1 не показана), Выход 10 через четвертый резистор 48 соединена с элемента 9 через третий инвертор 10 под- выходом блока 26 и через пятый резистор 49ключен к управляющему входу звукового ге- "и конденсатор 50 - с входом блока 26,нератора 11, выход которого через Устройство работает следующим обраключевой усилитель 12 соединен с входом . зом.звукового излучателя 13, Выходы с номера При нормальном протекании техноломи (и+1) схем 1 и 2 соединены с входами гического процесса с выходов 3,3 и 51.,5, элемента И-НЕ 14, выход которого через на входы многоканальным схем 1 и 2 посту- последовательно соединенныечетвертый и пают импульсы, период следования которых . пятый инверторы 15 и 16 соединены с уп- меньше периода тактовых импульсов, поравляющим входом генератора 11. Выход 20 ступающих на схемы 1 и 2 от генератора 22 датчика 17 уровня гербицидов через усили- через формирователь 23, Поэтому индикатотель 18 соединен с индикатором 19 уровня ры 313 и 51,5 выключены, а с(п+1) выхои входом формирователя 20 одиночных им- . дов схем 1 и 2 на вход элемента 14 пульсов, выполненного на основе диффе- поступают сигналы логической единицы, ренцирующей Р - С цепи (на фиг, 1 не 25 указывающие нато, что нет нарушений кон-. показана). Выход формирователя 20 через тролируемого технологического процесса. шестой инвертор 21 соединен с входом ин- В этом режиме работы на выходе инвертора вертора 16. Тактовый генератор 22 через 16 сохраняется сигнал логического нуля, формирователь 23 импульсов соединен с вследствие чего генератор 11 выключен и тактовыми входами схем 1 и 2. Первый вы звуковой сигнал не формируется.вод ключа "Проверка" 24 через импульсный В случае нарушения технологического усилитель 25 подключен к выходу генерато- процесса в каком-либо контролируемом кара 22, второй вывод ключа 24 соединен с нале на выходе соответствующего датчика . датчиками 313 и 515 л, а третий вывод 3; 5 понижается частота импульсов, а пери- ключа 24 подключен к выходу блока 26 за од их следования увеличивается, Пусть, нащиты от короткого замыкания,пример, в первом" канале уменьшиласьПитаниефункциональныхузловустрой- частота высева семян, Как только период ства осуществляется от стабилизатора 27, следования импульсов на выходе датчика 3 Шины питания стабилизатора 27, ключевого станет больше периода следования тактоусилителя 12 и блока 26 соединены с като вых импульсов, на выходе первого канала дами диодов 28 - 30 и накопительными кон- схемы 1 устанавливается сигнал лагическоденсаторами 31 - 33, Аноды диодов 28 - 30 го нуля, вследствие чего индикатор 41 вклюсоединены с ключом 34 включения питания, чается и указывает номер отказавшего Светодиод 35, соединенный с ключом 24, канала. Одновременно с включением индиявляется индикатором напряжения шины 45 катора 4 т на (и+1) выходе схемы 1 устанавпитаниядатчиковЗ 3 и 55, Инверторы ливается сигнал логического нуля, а на 7, 8, 10, 15, 16 и 21 и элемент И-НЕ 14, выходе элемента И-НЕ 14 - сигнал логичевходящиевсоставустройства контроля, вы- ской единицы, который, пройдя через инполнены по схеме с открытым коллектором. верторы 15 и 16, включает генератор 11. При Правильный режим их работы обеспечива этом излучателем 13 формируется звуковой ется резисторами 36 и 37, соединенными с сигнал, дублирующий световую индикацию, выходом стабилизатора 27. Резисторы 38 и, После устранения механизатором 39, включенные последовательно со свето- возникших нарушений процесс высева диодами, выполняют функцию ограничите- возобновляется, а световая индикация вылей тока. Питание устройства контроля 55 ключается, В случае нарушения процесса осуществляется от бортовой сети трактора внесения гербицидов в каком-либо канале (на фиг. 1 не показана), которая подключа- включаются один из индикаторов 61,6 л и ется к зажимам питания 40 и 41. звуковой излучатель 13. Одновременно сБлок 26 (см. фи, 2) защиты от короткого включением индикатора 19 уровня формиэамыкания содержит первый транзистор 42, рователем 20 формируется одиночный им10 20 25 30 35 40 45 50 55 пульс длительностью 2-3 с, который, пройдя через инверторы 21 и 16; включает на время 2 - 3 с звуковой сигнал, информирующий механизатора о необходимости дозаправки сеялки семенами. После дозаправки индикатор 19 выключается.При остановке сеялки прекращается процесс высева и внесения гербицидов, поэтому индикаторы 41.4, и 616, и излучатель 13 включаются. Одновременно с этим сигналы логического нуля с выходов первого и второго каналов схемы 1 поступают на входы инверторов 7 и 8, которые образуют элемент И-НЕ для сигнала логического ну.ля, В результате этого на вход элемента 9 задеркки подается напряжение логической единицы, Это напряжение через время задеркки, равное 1 - 1,5 с, появляется на выходе элемента 9, а затем, пройдя через инвертор 10, блокирует работу генератора 11, Вследствие этого звуковой сигйал через время задержки прекращается, а световая индикация остается включенной..После возобновления движения сеялки и начала выполнения технологического процесса индикаторь 1 41,4 П и 616 п выключаются, а блокировка звукового генератора 11 автоматически снимается.Применение автоматической блокировки звукового сигнала позволило уменьшить нагрузку на механизатора за счет исключения ручных операций, необходимых для отключения звукового сигнала при остановках сеялки.Для проверки функционирования устройства перед началом работы предусмотрен ключ 24, выполненный в виде кнопки "Проверка", и усилитель 25. Для проведения проверки нажимают кнопку "Проверка", при этом на шину питания датчиков 3, 5 вместо постоянного напряжения поступает импульсное напряжение с выхода усилителя 25, которое регистрируется также световым индикатором 35. Вследствие этого на выходах датчиков 313 и 51,.5 п формируются импульсные сигналы с тактовой частотой, а индикаторы 313 п и 51,5 п выключаются, что свидетельствует о правильном функционировании:При отпускании кнопки 24 на датчики 3 и 5 вновь поступает постоянное напряжение, а так как посевной агрегат еще не работает, то происходит включение световых индикаторов 4 и 6 и формирование кратковременного звукового сигнала, что свидетельствует о готовности устройства к работе.Если устройство контроля используется на посевном агрегате, трактор которого не имеет аккумулятора, это обуславливает поступление на зажимы 40 и 41 пульсирующего напряжения, так как на тракторах используются генераторы переменного тока.В этом случае диоды 28 - 30 совместно с конденсаторами 31 - ЗЗ выполняют роль однополупериодных выпрямителей и на конденсаторах 31-33 создается постоянное напряжение, которым питаются функциональные блоки устройства. Применение отдельного выпрямителя для каждого потребителя, работающего в импульсном режиме, позволило полностью исключить влияние импульсных помех, возникающих при работе усилителей 12 и 25, на многоканальные схемы 1 и 2 преобразования. Кроме того, диоды 28-30 защищают устройство в случае подключения к закимам 40 и 41 питающего напряжения неправильной полярности, что положительно сказывается на надежности в работе устройства контроля при эксплуатации его в хозяйствах.Дополнительное повышение надежности в работе и удобства эксплуатации устройства достигнуто благодаря введению блока 26 защиты от короткого замыкания.Блок 26 работает следующим образок При замыкании ключа 34 на вход блока 26 подается напряжение питания. Транзи- стор 46 оказывается закрытым, так как в момент включения его база имеет потенциал эмиттера из-за действия конденсатора 50, После завершения переходного процесса и заряда конденсатора 50 транзистор 46 остается закрытым, т.к, падение напряжения на резисторе 49 недостаточно для его открывания. При этом транзистор 44 открыт, т,к. его база через резистор 47 соединена с нулевой шиной. Транзистор 42 также открыт и находится в насыщении, т,к. его база соединена с нулевой шиной через открытый транзистор 44 и резистор 45. В результате этого на выходе блока 26 и на шине питания датчиков устанавливается напряжение, близкое к выходному (падение напряжения на ограничительном резисторе 43 не велико, т,к. его сопротивление выбирается в пределах 0,3 - 0,5 Ом). Индикатор 35 сигнализирует о включении питания.В случае замыкания шины питания датчиков с нулевой шиной транзистор 46 открывается, т.к. его база через резистор 48 и короткозамыкающую перемычку соединяется с нулевой шиной. Вследствие этого транзисторы 44 и 42 запираются и выход блока 26 отключается от шины питания датчиков. благодаря этому ликвидирован аварийный режим из-за короткого замыкания шины питания датчиков 313 п и 515 п. При срабатывании блока 26 индикатор 45 выключается, что указывает на возникновение неисправ510 20 35 40 50 ности, После устранения замыкания вйовь замыкают ключ 34 и схема блока 26 устанавливается в первоначальное положение, когда транзистор 46 закрыт, а транзисторы 44 и 42 открыты,Введение блока защиты позволило со-, кратить временные потери, связанные с заменой предохранителя, упростить эксплуатацию устройства контроля и повысить тем самым эффективность его в работе.На основе описанного устройства разработана система контроля "Кедр" для машин хлопководческого комплекса, Проведены лабораторно-полевые испытания системы "Кедр" в составе хлопковых сеялок СХУи хлопкоуборочных машин 14 ХВ - 2,4 Г. Испытания подтвердили эффективность применения системы "Кедр - 16", По результатам испытаний получена рекомендация представления опытных образцов на Госиспытания,Формула изобретения 1, Устройство контроля технологического процесса сельскохозяйственного . агрегата, содержащее первую и вторую многоканальные схемы преобразования, к л входам первой из которых подключены выходы и датчиков контроля высева семян, а к и-входам второй - выходы и датчиков контроля внесения гербицидов, при этом выходы каждой многоканальной схемы преобразования связаны с п индикаторами, звуковой генератор, выход которого через ключевой усилитель соединен со звуковым: излучателем, тактовый генератор, выход которого через формирователь импульсов связан с тактовыми входами многоканальных схем преобразования, ключ "Проверка", первый вывод которого через импульсный усилитель соединен с выходом тактового генератора, а второй вывод связан с входами датчиков контроля высева семян и внесения гербицидов, стабилизатор и датчик уровня, выход которого через усилитель соединен с индикатором уровня, отл и ча ю щ ее с я тем, что, с. целью повышения эффективности устройства, оно снабжено шестью инверторами, элементом задержки, формирователем одиночных импульсов, тремя диодами, тремя накопительными конденсаторами, блоком защиты от короткого замыкания и элементом И-НЕ, при этом первый и второй выходы первой многоканальной схемы преобразования через первый и второй инверторы соединены с входом элемента задержки, выход которого подключен к входу третьего инвертора, причем и+1 выходы многоканальных схем преобразования связаны с входами элемента И - НЕ. выход которого через, последовательно подключенные четвертый и пятый инверторы соединен с выходом третьего инвертора и управляющим входом звукового генератора, при этом выход усилителя уровня связан с входом формирователя одиночных импульсов, выход которого через шестой ин 15 вертор соединен с выходом четвертого ивходом пятого инверторов, при этом анодь 1 трех диодов связаны через ключ включения питания с положительным зажимом источника питания и катоды этих диодов соединены соответственно с первыми обкладками трех накопительных конденсаторов и шинами питания стабилизатора, ключевого усилителя и входом блока защиты от короткого замыкания, причем выход последнего связан с третьим выводом ключа "Проверка", а вторые обкладки накопительных конденсаторов объединены исоединены с нулевой шиной,2, Устройство по и, 1, о тл и ч а ю щ е е 30 с я тем, что блок защиты от короткого замыкания содержит три транзистора, шесть резисторов и конденсатор, при этом входом блока защиты от короткого замыкания является первый вывод первого резистора, второй вывод которого подключен к эмиттеру первого транзистора, а коллектор последнего является выходом блока защиты от короткого замыкания, при этом база первого транзистора соединена с эмиттером второго транзистора, коллектор которого через второй резистор связан с нулевой шиной, а база подключена к коллектору третьего транзистора и через треий резистор к нулевой шине, причем эмиттер третьего транзи 45 стора соединен с первым выводом первого резистора, а база через четвертый резистор подключена к коллектору первого транзистора и через пятый резистор, включенный параллельно конденсатору, к первому выводу первого резистора, при этом шестой резистор включен между эмиттером и базойпервого транзистора,1782393 Составитель В.ДемидовТехред М.Моргентал Корр Редактор М.Кузне Юрковецкая Производственно-издательский комбинат "Патент",г. Уж г.Гагарина, 1 Заказ 4461 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва,Ж, Раушская наб 4/5