Ujednolicenie systemów
Standaryzacja połączeń mechanicznych i hydraulicznych między ciągnikiem a maszyną towarzyszącą nie jest niczym nowym. Opracowano, między innymi normy przyłączy dla WOM, hydrauliki zewnętrznej ciągnika, TUZ, zaczepu dyszla. Dzięki temu bez problemu można agregatować ciągniki i maszyny różnych producentów. Koniecznością stało się opracowanie standardu dla połączeń elektronicznych i transmisji danych dla układu ciągnik-maszyna oraz dla poszczególnych układów elektronicznych montowanych w ciągniku. W tym celu opracowano międzynarodowy standard ISO 11783 dla elektronicznej komunikacji maszyn rolniczych i nazwano go ISOBUS.
Norma ta została stworzona przy udziale największych światowych producentów maszyn rolniczych i jest przez nich powszechnie akceptowana. Opracowanie i koordynację systemu ISOBUS powierzono grupie roboczej składającej się z fachowców z Ameryki Północnej oraz Europy. Uczestniczący w projekcie producenci maszyn zrzeszeni są w organizacjach branżowych VDMA (Europa) oraz AEM (Ameryka). Celem tego projektu jest wprowadzenie do produkcji i praktyki rolniczej jednolitej platformy sprzętowo-programowej dla połączeń i wymiany danych między układami elektronicznymi.
Dla zapewnienia kompatybilności systemów ISOBUS stosowanych przez różnych producentów, DLG (Niemiecki Związek Rolniczy) powołał do życia niezależny instytut badawczy, którego zadaniem jest kontrola stosowania normy ISO 11783 w praktyce oraz nadawanie atestu ISOBUS maszynom spełniającym te wymogi.
Elektroniczny terminal
W pierwszym etapie realizacji projektu ISOBUS skoncentrowano się na opracowaniu montowanego w kabinie ciągnika uniwersalnego terminalu elektronicznego, który współpracowałby ze wszystkimi maszynami towarzyszącymi (np. opryskiwaczem, rozsiewaczem nawozów, siewnikiem, wozem asenizacyjnym). Jednym z pierwszych terminali, który uzyskał oficjalną certyfikację, jest BASIC Terminal firmy Mller Elektronik (fot. 1).
Fot. 1. Terminal sterujący zamontowany w kabinie ciągnika
Terminale łączą w sobie cechy inteligentnego modułu sterującego wszystkimi elektronicznymi i elektrycznymi komponentami agregatu ciągnik-maszyna. Sterują dostępnymi funkcjami maszyn oraz dostarczają operatorowi niezbędnych informacji na temat aktualnych stanów poszczególnych systemów agregatu. Terminal składa się z programowanych klawiszy funkcyjnych, joysticka oraz wyświetlacza graficznego. Urządzenie komunikuje się ze wszystkimi modułami elektroniki zainstalowanymi w ciągniku i maszynie towarzyszącej udostępniając im swój wyświetlacz. Umożliwia wprowadzanie danych, a także ich odbiór z podzespołów wykonawczych agregatu oraz archiwizację tych danych.
Ciągnik uzyskuje dzięki temu dodatkowe możliwości elektronicznego sterowania swoimi podzespołami oraz funkcjami roboczymi maszyny towarzyszącej z jednego panelu wykonawczego. Odbiór w jednym module podstawowych danych wyjściowych — prędkość jazdy, obroty silnika, obroty WOM czy szerokość robocza maszyny — umożliwia ich przetworzenie i wykorzystanie do sterowania wszystkimi możliwymi funkcjami maszyny.
Dodatkowo na przykład BASIC Terminal ma możliwość gromadzenia aktualnych i historycznych danych dotyczących wykonywanych operacji. Współpracujący z terminalem moduł pamięci przenośnej USB Stick o pojemności 128 MB umożliwia dwukierunkową wymianę danych pomiędzy terminalem i komputerem PC. Zainstalowane na komputerze stacjonarne oprogramowanie pozwala na przygotowanie w domu poszczególnych zabiegów polowych (np. ochrona roślin, wysiew nawozu, nasion) w odniesieniu do poszczególnych pól, kwater i przeniesienie tych założeń bezpośrednio do maszyny. Bezproblemowe staje się elektroniczne archiwizowanie wykonanych zabiegów.
Dzięki współpracy komputera pokładowego maszyny (fot. 2) i terminalu ISOBUS, system umożliwia realizację nowych, nieosiągalnych przy dotychczasowej technice możliwości. Jest platformą sprzętowo-programową pozwalającą w praktyce realizować zadania i możliwości rolnictwa precyzyjnego (Precision Farming).
Fot. 2. Komputer pokładowy maszyny pozwala sterować z kabiny ciągnika dostępnymi funkcjami maszyn oraz dostarcza operatorowi niezbędnych informacji na temat aktualnych stanów poszczególnych systemów agregatu
By w pełni realizować możliwości i zadania rolnictwa precyzyjnego, system ISOBUS wyposażono poprzez odbiornik D-GPS w system stałego pozycjonowania maszyny.
Integracja systemów sterowania maszyn towarzyszących
Zaletą systemu jest uniwersalność, możliwość współpracy ze wszystkimi maszynami wyposażonymi w przyłącza według standardu ISOBUS, wyeliminowanie uciążliwego okablowania, mobilność przenoszenia danych, ich archiwizacja. Należy sądzić, że ISOBUS stanie się wkrótce standardem w nowoczesnym rolnictwie. Zakres stosowania systemu ISOBUS najłatwiej przedstawić można na przykładzie opryskiwacza polowego. Oprócz standardowych funkcji sterowania maszyną (automatyczne dawkowanie cieczy użytkowej, włączanie i wyłączanie poszczególnych sekcji roboczych belki polowej, obsługa zaworów elektrohydraulicznych), system umożliwia opcjonalnie współpracę z następującymi modułami:
TRACK-Leader to system równoległego prowadzenia maszyny. Pracuje z wykorzystaniem bezlicencyjnego systemu europejskiej nawigacji satelitarnej EGNOS i umożliwia precyzyjne, równoległe prowadzenie opryskiwacza, rozsiewacza nawozu, kombajnu, bez pomocy ścieżek technologicznych lub w warunkach ograniczonej widoczności, na podstawie wcześniej zdefiniowanej linii. Urządzenie składa się z anteny i odbiornika D-GPS oraz dużego wyświetlacza LED montowanego na masce ciągnika. Przed rozpoczęciem pracy należy jedynie wprowadzić dane dotyczące szerokości roboczej maszyny. Możliwe są 3 tryby pracy:
jazda w linii prostej — należy zdefiniować linię odniesienia poprzez określenie 2 punków referencyjnych (A–B), pozostałe przejazdy odbywać się będą równolegle do wyznaczonej prostej;
jazda po krzywej — urządzenie zapamiętuje kształt krzywej pierwszego przejazdu;
zapamiętanie dowolnej pozycji maszyny na polu, na przykład przy przerwaniu przejazdu roboczego z powodu braku cieczy użytkowej w opryskiwaczu czy też nawozu w rozsiewaczu — urządzenie zapamiętuje współrzędne miejsca, w którym przerwano pracę, by precyzyjnie naprowadzić operatora do tego punktu po napełnieniu zbiornika opryskiwacza lub rozsiewacza.
DISTANCE-Control. Urządzenie w sposób całkowicie automatyczny, wykorzystując czujniki ultradźwiękowe, utrzymuje belkę polową opryskiwacza na zadanej wysokości.
TRAIL-Control zapewnia precyzyjne prowadzenie w śladach ciągnika opryskiwacza zaczepianego, dzięki automatyce sterowania zaczepem opryskiwacza (zintegrowany siłownik hydrauliczny zaczepu).
VarioSelect (LECHLER) umożliwia ręczny lub automatyczny wybór jednego z czterach rozpylaczy lub kombinację równoczesnej pracy wybranych rozpylaczy. W zależności od zaprogramowanej dawki cieczy, następuje automatyczna zamiana rozpylaczy.
Airtec. System mieszania cieczy roboczej z powietrzem umożliwiający w sposób automatyczny regulację wielkości kropel.
MSR. System przygotowania cieczy użytkowej bezpośrednio w układzie cieczowym opryskiwacza, z pominięciem zbiornika głównego (wtrysk do 2 skoncentrowanych środków ochrony roślin równocześnie). Zapewnia stałe stężenie cieczy roboczej oraz lepszą ochronę środowiska.
CROP-Meter. W zależności od stanu łanu (gęstość, wysokość) oraz zadanych przez operatora parametrów zabiegu, komputer urządzenia CROP-Meter określa na bieżąco optymalne dawki cieczy (nawozu). Dane te są przesyłane poprzez przyłącze ISOBUS do komputera pokładowego opryskiwacza (rozsiewacza) i w sposób automatyczny podawana jest optymalna w danym momencie dawka cieczy (nawozu) uwzględniająca fazę rozwojową rośliny oraz zwartość łanu.
