Úvod / Informácie / Stroje a zariadenia / Rôzne

Informačné a komunikačné technológie vstupujú na naše polia

13-06-2017
prof. Ing. Ladislav Nozdrovický, PhD. | ladislav.nozdrovicky@uniag.sk
Katedra strojov a výrobných biosystémov, Technická fakulta SPU v Nitre

Významným fenoménom v oblasti modernej poľnohospodárskej techniky, určenej pre prácu v poľných podmienkach, je vstup informačných a komunikačných technológií a zdokonaľovanie poradensko-servisných činností na takú roveň, ktorou sa zabezpečí efektívnejšie využívanie strojov a nižšie prevádzkové náklady. Jednoznačne možno konštatovať, že informačné a komunikačné technológie čoraz viac vstupujú na polia. Jednoznačne to potvrdzuje trend realizovaný výrobcom strojov značky John Deere. Túto problematiku možno v úvode prezentovať na báze automatického navádzania pohybu strojovej súpravy pri práci v poľných podmienkach.

Obr. 1: Prijímač satelitného signálu na streche kabíny traktora sa stal neoddeliteľnou súčasťou výbavy moderných traktorov

Obr. 1: Prijímač satelitného signálu na streche kabíny traktora sa stal neoddeliteľnou súčasťou výbavy moderných traktorov

Automatické navádzanie pohybu strojovej súpravy zvyšuje komfort jazdy a znižuje celkové prevádzkové náklady. Tieto prínosy vyplývajú zo skutočnosti, že známy systém navádzania  AutoTrac umožňuje obsluhe lepšie zvládnuť riadenie jazdy smerom vpred, ako aj zatáčanie, pohodlne pracovať aj v podmienkach zníženej viditeľnosti a celkovo znížiť rozsah prekrývania pracovných záberov a vynechávok, a to až o 90 %. Všetky tieto prínosy vedú ku zníženiu spotreby aplikovaného hnojiva, vysievaného osiva a spotrebovaného paliva. Technické riešenie nového displeju CommandCenter skracuje celkovú dobu prípravy na prácu. Potrebné je mať k dispozícií prijímač satelitného signálu StarFire 3000, pričom treba aktivovať funkciu AutoTrac.

V praxi sa môže stať, že obsluha strojovej súpravy má záujem efektívnejšie ovládať pripojené náradie. V takom prípade je výhodné použiť systém Total Equipment Control (iTEC Pro), ktorý spája prednosti systému automatického riadenia AutoTrac so systémom riadenia náradia pre ovládanie pojazdovej rýchlosti traktora, zdvíhanie a spúšťanie vpredu a vzadu neseného náradia a zapínanie uzávierky diferenciálu. Umožňuje tiež zatáčanie „hands-free“ a znižuje tlak na pôdu.

V uvedených súvislostiach možno dodať, že používaním displeja GreenStar 3 2630 a prijímača StarFire 3000 môže obsluha traktora využívať aj celé spektrum aplikácií určených pre presné poľnohospodárstvo (AMS-Agricultural Management Solutions/Poľnohospodárske manažérske riešenia), a to od navádzania strojovej súpravy  a vedenie príslušnej dokumentácie až po zložité funkcie ISOBUS.

Obr. 2: Integrovaný GS 4 CommandCenter displej možno ľahko ovládať a využívať zobrazované informácie

Obr. 2: Integrovaný GS 4 CommandCenter displej možno ľahko ovládať a využívať zobrazované informácie

V kombinácií s jednoducho nastaviteľným modulom iTEC Pro umožňuje systém AutoTrac vybavený navigačnou funkciou GPS, aby obsluha strojovej súpravy dosahovala plynulú jazdu a ľahké zatáčanie na úvratiach aj s tým najťažším náradím.

Technický rozvoj v oblasti ovládania strojno-traktorových súprav vedie k automatizácií práce traktora. Táto inovačná koncepcia umožňuje maximalizovať výkonnosť práce strojno-traktorových súprav zásluhou komunikácie náradia a traktora prostredníctvom terminálu ISOBUS a nastavením všetkých funkcií traktora, a to od pojazdovej rýchlosti traktora až po hydraulické ventily.

Dobrým príkladom komplexného uplatňovania informačných a komunikačných technológií do poľných podmienok je systém FarmSight, ktorý je produktom spoločnosti John Deere. Tento systém nepokrýva iba technológie, ale poskytuje komplexné služby, ktoré užívateľovi konkrétneho stroja zabezpečia optimálne využitie jednotlivých strojov z pohľadu ich výkonnosti a spotreby paliva. Zároveň umožňuje aj zhromažďovanie agronomických údajov a efektívnejšie pestovanie poľných plodín. To v konečnom dôsledku vytvára podmienky pre vyššiu úroveň manažmentu poľnohospodárskeho podniku.

V úvode možno prehľadne definovať základné výhody, ktoré prináša využívanie systému FarmSight tým, že tento systém poskytuje užívateľovi stroja objektívne informácie. Ako kľúčovú výhodu možno označiť predlžovanie bezporuchovej prevádzky strojov. Toto sa dosahuje diaľkovým monitorovaním a servisnou podporou opierajúcich sa o analýzu diagnostických kódov. Na báze tejto funkcie je užívateľ stroja schopný sledovať prevádzku stroja, plánovať nevyhnutné úkony technickej starostlivosti (údržbu) a včas identifikovať blížiacu sa poruchu stroja a to skôr ako môže dôjsť k určitej škode.

Veľké prínosy prináša optimalizácia strojového parku podporujúca vykonávanie logistických činnosti. To je dôležité pre tých užívateľov strojovej techniky, ktorí poskytujú služby so strojmi. Prostredníctvom systému FarmSight môže užívateľ strojov stanoviť správny počet strojov  a ich kapacitu, tak, aby dosiahol so strojmi ich optimálnu výkonnosť bez nežiaducich prestojov. Prostredníctvom telematiky JDLink, ktorá je súčasťou systému FarmSight, možno optimalizovať počet strojov zaradených do systému strojovej linky.

Využívaním systému FarmSight môže užívateľ strojov získavať údaje na základe ktorých je možné hodnotiť spotrebu paliva pri práci konkrétneho stroja  Táto funkcia je podporovaná  telematikou JD Link, ktorá umožňuje na diaľku sledovať činnosť konkrétneho stroja (jazda po ceste, pracovná jazda na poli, prestoj stroja, odstavenie stroja pričom motor traktora pracuje na voľnobežných otáčkach). Možno dokonca získať informácie o stupni zaťaženia motora. Užívateľ stroja tak získava informácie, ktoré možno využiť pre optimálne nastavenie motora traktora alebo samohybného stroja a vylepšiť činnosti zaužívané pri obsluhe stroja.

Systém FarmSight prostredníctvom príslušného programu poskytuje aj informácie využiteľné v agronomickej praxi pri plánovaní poľných prác alebo pri analyzovaní výsledkov hospodárenia. Jednotlivé informácie možno prenášať na diaľku (napríklad údaje získané mapovaním úrody zrnín získaných systémom, ktorý je súčasťou výbavy obilného kombajnu) a to priamo z konkrétneho stroja až do kancelárie. Spracovaním takýchto údajov ma osobnom počítači je následne potom možné  zostaviť prehľad o úrodách dopestovaných plodín na konkrétnych pozemkoch a podľa toho potom realizovať manažment hnojenia pozemkov a p.

Typickým znakom poľných prác vykonávaných v rastlinnej výrobe je pohyb a jazdy strojov po pozemku. Presnosť pohybu strojov pri vykonávaní poľných prác významným spôsobom ovplyvňuje veľkosť vynakladaných nákladov, aplikovaných materiálov, spotrebu času práce strojov ako aj  času ľudskej práce. Do systému strojovej techniky využívanej pre práce v rastlinnej výroby preto vstúpili systémy navádzania s podporou globálnych navigačných systémov, napr. GPS. Táto oblasť je súčasťou aj systému  FarmSight v rámci ktorého je možné použiť širokú škálu navigačných produktov, počínajúc jednoduchou manuálnou navigáciou až po plne automatizované systémy. Systém automatického navádzania strojov a riadenia AutoTrac umožňuje svojou funkciou úplné využívanie pracovného záberu využívaných strojov počas ich prác v poľných podmienkach. Presným pohybom strojov po poli  je možné presne aplikovať vstupy (hnojivá, pesticídy), redukovať prejazdy, spotrebu paliva, pracovného času, obmedzovať prekrývanie pracovných záberov strojov a p. Tým sa dosiahne vyššia ekonomická efektívnosť vykonávaných prác, Veľkou prednosť systému AutoTrac je možnosť pracovať pri jazdách s priamou, resp. zakrivenou líniou a to aj pri zníženej viditeľnosti.

Užívateľ systému FarmSight má možnosť voľby presnosti navádzania podľa vlastných potrieb. S novým prijímačom SF 6000 signál SF1 zabezpečuje presnosť jázd ± 15 cm, čo je vhodné pre základné a predsejbové spracovanie pôdy, ako aj pre zber krmovín. Používanie signálu SF1 nevyžaduje platbu licenčných poplatkov a nie je viazané na zmluvy.

Podstatne vyššiu presnosť jázd možno dosiahnuť používaním signálu SF3 a to ± 3 cm, čo je veľmi vhodné pre prácu pri postrekoch a pri aplikácií hnojív, pri sejbe poľných plodín a pri zberových prácach. K výhodám používania signálu SF3 patrí aj 9-mesačná opakovateľná sezónna presnosť, 3- až 4-krát rýchlejší nábeh signálu a pružná doba aktivácie.  Najvyššiu presnosť navigácie poskytuje signál RTK a to ± 2,5 cm (opakovateľná presnosť). Rádiová verzia signálu RTK pracuje so základnou stanicou RTK a korekčným signálom. Tento druh navigačného signálu pri pestovaní poľných plodín v riadkoch s využitím technológie pásového spracovania pôdy typu Strip Till, pri aplikácií technológie riadeného pohybu strojov (Controlled Trafic Farming), ale aj pri sejbe, chemickej ochrane poľných plodín a pri pestovaní zeleniny.

Určitou verziou signálu RTK je mobilné riešenie RTK u ktorého korekčný signál je prijímaný prostredníctvom modemu cez internetové pripojenie od poskytovateľa korekčného signálu. Určitou výhodou tohto typu signálu je možnosť výberu poskytovateľa korekčného signálu a možnosť výberu mobilného operátora. V nadväznosti na signál RTK sa objavili dve novinky: a) nový 4G modem, ktorý je pripojený priamo na anténu a vyznačuje sa jednoduchou manipuláciou a jednoduchým prenosom signálu vysokej presnosti zo stroja na strov, b) mobilný signál John Deere (korekčný signál), ktorý je prijímaný prostredníctvom modemu alebo prostredníctvom prepojenia na JDLink nevyžadujúceho prídavný modem a ďalšie zmluvy s mobilnými operátormi.

Dôležitou súčasťou systému FarmSight je monitorovanie pohybu strojov. Samotný monitoring sa opiera o telematiku. Jedná sa pritom o spojenie vstavaného systému CAN Bus, inštalovaného na stroji patriaceho určitému užívateľovi s technológiou satelitného určovania polohy stroja a bezdrôtovej komunikácie. Takéto riešenie umožňuje diaľkovo monitorovať a riadiť prevádzku strojov pracujúcich na poli. Celkovo sa tým dosahuje vyššia úroveň manažmentu strojového a traktorového parku. Vytvorené sú možnosti pre analyzovania využívania jednotlivých strojov, čo v konečnom dôsledku vedie k lepšiemu využívania výkonnosti strojov a k úspore paliva. Zároveň sa tu vytvára možnosť pre predajcu strojov na diaľku monitorovať a riadiť vykonávanie úkonov technickej starostlivosti (údržby) na predaných strojoch a to priamo z kancelárie, z poľa , či z iného miesta.

Obr. 3: Používanie telematiky – spojenia zabudovaného systému CAN Bus konkrétneho stroja s technológiou satelitného určovania geografickej polohy a bezdrôtovej komunikácie umožňuje výrobných manažérom diaľkovo monitorovať a riadiť využívanie strojov pri ich práci na poli

Obr. 3: Používanie telematiky – spojenia zabudovaného systému CAN Bus konkrétneho stroja s technológiou satelitného určovania geografickej polohy a bezdrôtovej komunikácie umožňuje výrobných manažérom diaľkovo monitorovať a riadiť využívanie strojov pri ich práci na poli

Zásadne novým nástrojom umožňujúcim riadiť systém strojovej techniky využívanej v rámci poľnohospodárskeho  podniku je telematický systém JDLink.  Tento telematický umožňuje sledovať stroje využívané v rámci poľnohospodárskeho podniku na diaľku priamo z kancelárie riadiaceho pracovníka alebo z iného miesta, kde je k dispozícií internetové pripojenie. K príslušným informáciám sa možno dostať na základe prístupu na stránku www.myjohndeere.com.

Prvú  úroveň diaľkového monitorovania strojov predstavuje systém JDLink Select, ktorý poskytuje údaje na základe geografickej polohy stroja. Využívaním tohto systému má užívateľ možnosť monitorovať pracovný čas prevádzky konkrétnych strojov, vymedziť územie pre pohyb jednotlivých strojov, ako aj  plánovať vykonávanie úkonov technickej starostlivosti (údržieb).

Vyššou úrovňou diaľkového monitorovania strojov sa vyznačuje systém JDLink Ultimate. Tento systém sa pripája k systému CANBus a svojou koncepciou dáva možnosti pre optimalizáciu spotreby paliva a výkonnosti stroja. Umožňuje prístup ku všetkým dôležitým údajom o výkonnosti stroja a k diagnostickým kódom porúch, ktoré sa vyskytli pri prevádzke stroja. To vytvára podmienky pre objektívnu analýzu využitia stroja, pre analýzu spotreby paliva a nákladov na prevádzku stroja. V konečnom dôsledku užívateľ stroja má možnosti zlepšiť úroveň hospodárenia s palivom, skvalitniť využívanie strojov a kvalitnejšie diagnostikovať fungovanie konkrétneho stroja.

Systém JDLink poskytuje aj ďalšie možnosti svojim užívateľom riadiť využívanie stroje patriace do strojno-traktorového parku v danom poľnohospodárskom podniku, a to prostredníctvom displeja GreenStar 3/2630 alebo GreenStar 4. Zaradením uvedených displejov k systému JDLink sa vytvárajú podmienky pre fungovanie dokonalejšieho systému John Deere Remore Display Access, ktorý umožňuje riadiacim pracovníkom podniku alebo zástupcom predajcu strojov na diaľku napomáhať obsluhe stroja pri výkone servisných činností. Toto je obzvlášť dôležité v prípade, že pri práci v poľných podmienkach dôjde k poruche stroja a obsluha nie je schopná poruchu odstrániť. V takomto prípade prostredníctvom John Deere Remore Display Access je možné vytvoriť aktívne spojenie s príslušným displejom GreenStar v kabíne stroja a na diaľku možno dať operátorovi stroja  príslušné pokyny, ktorých realizácia povedie k odstráneniu poruchy alebo umožní správne nastavenie funkcie príslušných pracovných mechanizmov daného stroja.

Špecifickou funkciou sa vyznačuje systém Service ADVISOR Remote. Tento systém umožňuje servisnému stredisku využívať disponibilné možnosti systému JDLink za účelom vykonávania diagnostiky konkrétneho stroja na diaľku bez potreby príjazdu k danému stroju. Tým sa redukuje potrebné komunikovanie obsluhy stroja so servisným technikom, a redukujú sa náklady na prvotné opravy. Používanie systému Service ADVISOR Remote v konečnom dôsledku vedie k dlhšej dobe bezporuchovej práce stroja, k obmedzovaniu výjazdov servisných technikov za účelom vykonávania diagnostických činností a ku včasnému identifikovaniu potenciálnych technických problémov.

Veľké možnosti poľnohospodárskym manažérom poskytuje Operačné centrum John Deere, ktoré funguje na báze internetovej stránky MyJohnDeere.com.  Tento systém umožňuje ukladať, zobrazovať a analyzovať údaje, ktoré boli zhromaždené príslušnými displejmi používanými v bežnej prevádzke a zároveň vytvárať jednoduché plány prevádzkovej činnosti v poľnohospodárskom podniku. Za hlavné funkcie tohto Operačné centra možno považovať:

  • kreslenie polí, v rámci ktorého je možné zakresľovať nové hranice polí, čo môže pomáhať obsluhe, pri lokalizácií poľa v nadväznosti na navádzanie strojno-traktorovej súpravy.
  • vytváranie predpisových súborov, ako nástroj umožňujúci definovať v rámci poľa určité zóny a predpisy variabilných dávok vzťahovaných k aplikácií hnojív, osiva a p.
  • analyzátor polí, ktorý umožňuje vzájomne porovnávať agronomické informácie vo vzťahu k určitému poľu a k určitému dátumu vykonania príslušných agronomických operácií,
  • vytváranie prehľadov o prevádzke určitých vybraných strojov z pohľadu ich okamžitej polohy, ako aj pohybu v určitom vymedzenom minulom období,
  • vytváranie inštalačných súborov pre zjednodušenie komunikácie medzi viacerými účastníkmi zapojenými do systému v danom podniku, čo umožňuje získavať prehľad o poli, o každom stroji a každej pestovanej plodine.

Obr. 4: Webové rozhranie „MyJohnDeere.com“ predstavuje operačné centrum, ktoré umožňuje ukladať, zobrazovať, analyzovať a vyhodnocovať vložené informácie prostredníctvom pripojenia prenosného počítača na internet

Obr. 4: Webové rozhranie „MyJohnDeere.com“ predstavuje operačné centrum, ktoré umožňuje ukladať, zobrazovať, analyzovať a vyhodnocovať vložené informácie prostredníctvom pripojenia prenosného počítača na internet

Zhrnutie

Informačné a komunikačné technológie podporované počítačovou technikou zásadným spôsobom skvalitňujú každodennú prácu poľnohospodárskych manažérov pôsobiacich v rastlinnej výrobe, ale aj prácu obsluhy poľnohospodárskych strojov. Využívanie týchto nástrojov však vyžaduje dokonale pripravených pracovníkov schopných využívať počítačovú techniku a nainštalované softvérové produkty. V poľnohospodárskych podnikoch je preto potrebné realizovať priebežné vzdelávanie a školenie svojich pracovníkov a to v úzkej súčinnosti s dodávateľmi týchto produktov.