Системы управления харвестерными процессорами

Применение дорогостоящих харвестеров в скандинавских странах стало высокорентабельным только с середины 80-х годов благодаря широкому применению на них бортовых компьютеров с соответствующим программным обеспечением. Это позволило автоматизировать выполнение элементарных операций управления без участия оператора; осуществить программную раскряжевку стволов с использованием оптимизационных программ раскроя; выполнять расчеты по обмеру и учету заготавливаемых лесоматериалов и выводить итоговую информацию на экран дисплея или принтера. Все пульты управления и микрокомпьютер расположены в кабине оператора. Здесь смонтированы: пульт управления двигателем; панель управления манипулятором, с помощью которой осуществляется управление поворотом, выносом и наводкой ЗСУ, включение пильного механизма; микрокомпьютер; панель автоматизированного управления раскряжевкой; руль для управления машиной. Работа осуществляется с помощью коммуникационной системы: датчики – бортовая ЭВМ – оператор. Система автоматизированного управления харвестера после наводки ЗСУ на дерево, при подаче одного управляющего воздействия, обеспечивает зажим дерева, срезание его, перевод в горизонтальное положение, протаскивание ствола через процессор, включение, надвигание пильной шины и отвод ее по окончании процесса пиления. При этом также обеспечивается автоматическая оптимальная раскряжевка хлыста либо в соответствии с характеристиками и породой деревьев, либо по заранее введенной программе. Например, микрокомпьютер типа "Дапт" имеет оперативную память 64 КБ.

На дисплее компьютера оператор видит параметры очередного дерева (длина и диаметр), в любой момент он может прервать автоматическую работу и осуществлять раскряжевку в автоматизированном режиме.

Рис. 11. Последовательность выполнения опреаций по определению длины сортиментов: а – начало обработки; б – оценка; в – вычисления; г – задание на раскряжевку

При выполнении операций в автоматическом режиме (рис. 11) фотоэлементом на ЗСУ фиксируется начало работы (по комлю дерева), включается начало протяжки и сучкорезное устройство. После прохождения около 4 м сортимента замеряют сбег, и компьютер автоматически рассчитывает оптимальные по цене последующие длины сортиментов.

В качестве датчика длины используют зубчатое колесо, связанное с круговым потенциометром (фирма "Линде-Лейне", Швеция) с точностью измерения ± 10 мм. Диаметр измеряют датчиками двух типов: линейным потенциометрическим, встроенным в гидроцилиндр (фирмы "Монси-Тисон", Швеция), или круговым потенциометрическим (фирмы "Дунхан-Электроникс", США) с точностью измерения ± 5 мм. На харвестере FMG Lokomo 990/746 харвестерная головка оснащена электронной системой для измерения диаметра дерева Lokomatic 90 (при помощи подающих вальцов) и длины ствола (посредством подпружиненных зубчатых катков). Точность отмера длин при раскряжевке 3 %. При большом количестве сучьев их обрезают в два приема, работой процессора управляет оператор. Применение данной электронной системы позволяет устанавливать связь между оператором харвестера и лесопильным предприятием, находящимся в 50 км от места лесозаготовок. Лесопильное предприятие имеет возможность следить за процессом заготовки древесины и постоянно располагает информацией об ее объеме количества деревьев, длине сортиментов. Выход до 97 %, теоретически максимальной стоимости сортиментов при раскряжевке хлыста, возможен при использовании автоматики.

На харвестерах фирмы "Валмет" безрелейная микропроцессорная система управления всеми функциями харвестерного процессора предусматривает:

– постоянное измерение длины сортимента при помощи зубчатого измерительного колеса и цифрового датчика импульсов;

– постоянное измерение диаметра лесоматериала на уровне передних сучкорезных ножей двумя датчиками, производящими измерение во взаимно перпендикулярных плоскостях;

– реализацию программы раскряжевки, предусматривающую раскряжевку в автоматическом режиме около 150 возможных длин при производстве пиловочника, балансов и спецсортиментов;

– информацию о произведенной продукции;

– реализацию программы диагностики неисправностей.

Новая модель харвестера "Валмет-921", серийное производство которой начато в 1998г., имеет новую систему управления VMM-1000 на базе программы "Макси-контроль", которая реализует так называемый стоимостной метод раскряжевки, когда заказ на сортименты формируется на основе ценников рынка круглых лесоматериалов. Таким образом, машина будет производить сортименты, пользующиеся наибольшим спросом на рынке, а значит, наиболее дорогостоящие. Данная программа предусматривает информационную увязку с таксационными характеристиками лесов. Наличие на харвестерах таких информационных комплексов позволяет каждому из них быть ячейкой в логистической системе управления лесным хозяйством на региональном уровне. Пример принципиальной схемы управления харвестерным процессором приведен на рис. 12.

Наличие зубчатого измерительного комплекса длины выпиливаемых сортиментов харвестеров имеет ряд недостатков. Измерение ведется когда колесо, опираясь на ствол дерева, копирует его движение в момент протяжки относительно сучкорезных ножей и импульсный датчик передает импульсы в измерительный прибор. Стандартные значения длины сортиментов устанавливаются с помощью кнопки рычага управления. Светодиод индикатора показывает, какая длина сортимента выбрана. Ускоренный выбор длины осуществляется отдельной управляющей кнопкой, причем увеличение либо уменьшение длины сортимента выполняется постепенно.

Зубья измерительного колеса должны быть заточены для хорошего сцепления со стволом дерева. Со временем это вызывает уменьшение диаметра измерительного колеса (датчика) и, следовательно, погрешность в измерении. Если колесо не будет своевременно заменено на новое с соответствующим номинальным диаметром, длины выпиливаемых сортиментов не будут соответствовать ГОСТ.

Другие погрешности измерений длин выпиливаемых сортиментов следующие. Возникает люфт в механической трансмиссии датчика. Необходимо проверять крепление импульсного датчика и его присоединение к измерительному колесу. При этом следует иметь ввиду, что импульсный датчик не выдерживает никаких осевых либо радиальных усилий. Следует разделять точность измерения (длина выводимая на индикаторе) и точность раскряжевки (длина полученная с помощью автоматики систем харвестерной головки). На точность раскряжевки влияют диаметр и наличие сучков на стволе дерева, число оборотов двигателя, температура рабочей жидкости в гидросистеме. Например, при скорости подачи 2 м/с изменение длины тормозного пути составляет 2 см на 0,01 с.

Длина тормозного пути зависит от скорости подачи, параметров ствола, температуры рабочей жидкости, времени регулирования клапана управления, при соблюдении всех остальных требований к системе управления.

Дата добавления: 2015-10-24