Система автоматизированного управления бункерами активного вентилирования зерна

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

УДК 631.171

A.Ф. ЭРК, канд. техн. наук; А.Н. ПЕРЕКОПСКИЙ, канд. техн. наук;

B.А. РАЗМУК; С.В. ЧУГУНОВ; А.В. ЗЫКОВ

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ БУНКЕРАМИ АКТИВНОГО ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ЗЕРНА

В статье представлены результаты исследований по возможности автоматизации бункеров типа БВ. Предложено автоматизировать контроль уровня зерна в бункере, механизировать перемещение клапана и контролировать влажность зерна поточным влагомером. Внедрение системы автоматизации проведено на племенном заводе «Агро-Балт».

Ключевые слова, зерно, автоматизация, вентилируемый бункер

A.F. ERK, CandSc (Eng); A.N. PEREKOPSKIY, CandSc (Eng); V.A. RAZMUK; S.V. CHUGUNOV; A.V. ZYKOV

AUTOMATED CONTROL SYSTEM OF DRYERATION BINS

The article presents the investigation results of the feasibility to automate the operation of БВ type grain bins. It is recommended to introduce an automatic control of the grain level in the bin and mechanized displacement of the valve as well as to use an in-flow grain moisture meter. Such an automated control system as been introduced in «Agro-Balt» animal breeding farm.

Key words: grain, automation, aeration bin

Основными особенностями зернового вороха, поступающего на пункты послеуборочной обработки зерновых культур в СевероЗападном регионе РФ, являются[1, 2]:

- высокая влажность вороха из-за неблагоприятных метеорологических условий в период уборки зерновых культур. Расчетная влажность вороха при уборке в условиях региона принята равной 26%;

- засоренность вороха незначительно связана с метеорологическими условиями и зависит от культуры земледелия. Влажность засоренного вороха выше, чем более чистого;

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._

- ворох на пункты послеуборочной обработки поступает неравномерно. В отдельные дни его может поступать в 2 - 3 раза больше расчетного среднего поступления.

Наиболее характерная для региона технологическая линия послеуборочной обработки семян зерновых культур состоит из отделения приема, отделения предварительной очистки, отделения сушки и отделения сортировки [3].Некоторыми отличительными признаками линии являются:

- установка двух-четырех бункеров активного вентилирования для временного хранения вороха семян перед сушкой с целью обеспечения дозревания и выравнивания влажности семян, а также обеспечения поточности сушки и сортирования;

- выбор карусельной или конвейерной сушилок, как сушилок обеспечивающих наиболее мягкий режим сушки семян зерновых культур[4];

- применение двух-четырех бункеров охлаждения и временного хранения семян после сушки вследствие большого разнообразия культур, сортов и репродукций.

Наиболее часто используемыми бункерами активного вентилирования являются бункера марок БВ-25, БВ-40, К-878, предназначенные для временного накопления и консервации зерна. Бункер способен обеспечить время хранения зерна с влажностью до 24% в течение четырёх суток. Зерно с влажностью до 30% способно хранится сутки при условии заполнения объёма не более чем на 50% -70% и периодической пересыпкой его из бункера в бункер. Конструкция вентилируемого бункера предусматривает его совместную работу в составе зерноочистительных и сушильных комплексов зерна. При использовании вентилируемого бункера БВ-40 для сушки зерна нагнетаемый воздух нагревается с помощью электрокалорифера на 5-6 градусов. Для повышения эффективности сушки вентилируемый бункер может быть дополнительно укомплектован двумя воздухоподогревателями или топочным агрегатом.

С помощью вентилятора происходит нагнетание воздуха, который через отверстия в воздухораспределительной трубе попадает в зерновую массу и удаляет из неё излишки влаги. Движение воздушного потока происходит от центра к периферии с последующим его выбросом в атмосферу через перфорацию

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

цилиндра. Движение воздушного потока регулируется положением клапана, расположенного внутри бункера (рис. 1).

Рис. 1. Автоматизированный бункер БВ-40:

1 - перфорированный корпус бункера, 2 - лебедка,3 -клапан,4 - датчики уровня, 5 -электрокалорифер с вентилятором.

Перед загрузкой зерна с помощью лебёдки поднимают клапан в самое верхнее положение. Зерно, движущееся с помощью нории, попадает в распределитель и заполняет пространство цилиндрической ёмкости. После окончательной загрузки клапан опускают ниже уровня зерновой массы на 15-20 сантиметров, чтобы исключить утечку воздуха мимо зерновой насыпи. По мере подсушивания и охлаждения размер зерновки уменьшается, в связи с этим необходимо раз в 3-4 часа производить корректировку положения клапана. Уровень загрузки зерна определяется в основном

ISSN 0131-5226. Сборник научных трудов. _ИАЭП. 2015. Вып. 87._

визуально, т.к. датчики уровня расположены только в верхней части бункера. В виду того, что положение клапана регулируется вручную, возможны ошибки и часть теплоносителя проходит мимо зерновой массы. Возникает проблема автоматического управления положением клапана и контроля уровня зерна в бункере. Кроме того периодически необходимо определять температуру и влажность зерна, для этого используют пробоотборник, что затруднительно и достаточно трудоемко.

В результате проведенной работы определены технологические процессы, выполняемые вручную и требующие механизации и автоматизации:

- контроль уровня наполненности бункеров активного вентилирования;

-перемещение клапана воздушного потока в зависимости от уровня зерна в бункере;

- периодический отбор проб для определения влажности, поступающего на сушку и высушенного зерна ручным влагомером.

ИАЭП разработал и изготовил систему контроля уровня зерна в бункере, автоматическую систему управления положением клапана в бункере и автоматический контроль влажности зерна.

Система контроля уровня зерна состоит из шести датчиков емкостного типа, расположенных по высоте бункера. Информация с датчиков поступает на контроллер, с которого поступает сигнал в автоматическую систему управления положением клапана и в шкаф с визуальным изображением уровня зерна в бункере.

Автоматическая система управлением положением клапана основана на работе контроллера, который подает сигнал на электропривод тросовой лебедки для заданного перемещения клапана, анализируя информацию с датчиков уровня. Электрическая тросовая лебедка расположена на крыше бункера и в автоматическом режиме перемещает клапан внутри бункера, обеспечивая полное прохождение теплоносителя через зерновую массу.

Контроль влажности зерна в бункере определяется первичным преобразователем поточного влагомера в нижней части с целью выбора дальнейшего режима обработки зерна: сушка или очистка. Вторичный прибор контроля влажности зерна, расположенный у оператора, дает непрерывную визуальную информацию о влажности зерна.

Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства_

Эти системы прошли производственную проверку на зернокомплексе ЗАО «ПЗ «Агро-Балт» в уборочные сезоны 20142015гг. Автоматизированные системы частично исключают влияние человеческого фактора на процесс, значительно упрощают работу оператора, обеспечивают экономию электрической энергии на 1520%.

В результате предложена, изготовлена и смонтирована автоматизированная система управления положением клапана уровня зерна в трех бункерах активного вентилирования К-878 и БВ-40, состоящая из датчиков уровня, электромеханического привода движение клапанов, программируемого контроллера, мнемосхемы. Оператор комплекса визуально на мнемосхеме отслеживает уровень наполненности бункеров и выполнение операций перемещения клапана. Перемещение клапанов происходит автоматически в зависимости от уровня зерна в бункерах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Могильницкий В. М., Иванов А.Е., Перекопский А. Н. Механизация уборки и послеуборочной обработки зерна в СевероЗападном регионе. / Механизация и электрификация сельского хозяйства, 2002, №6, С. 17-20.

2. Эрк А.Ф. Колебания влажности зерна и семян трав, поступающих на послеуборочную обработку в течение суток / Повышение эффективности использования средств механизации земледелия в НЗ РСФСР: Тр. НИПТИМЭСХ НЗ РСФСР. Л., 1983.

3. Новиков М.А, Ерошенко Л.И. Формирование технологических схем послеуборочной обработки зерна / Технологии и средства механизации сельского хозяйства. Сб. науч. тр. СПб.: СПГАУ, 2005, С. 75-78.

4. Перекопский А.Н. Карусельная сушилка высоковлажных семян / Сельский механизатор, 2015, № 5, С. 6-7.