CC BY
36
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Производительность машины при валке и трелевке деревьев за комли на верхний склад с последующей обрезкой сучьев и складированием хлыстов такая же, как и в предыдущих расчетах.
Аналогов предлагаемой машины ЛЗ-4 нет ни в РФ, ни за рубежом, поэтому расчет экономической эффективности применения машины ЛЗ-4 выполнен в сравнении с комплектом серийно выпускаемых в РФ лесозаготовительных машин для заготовки хлыстов в составе валочно-пакетирующей машины ЛП-19В, трелевочной бесчокерной машины ЛП-18К и сучкорезной машины ЛП-33В при
равных условиях работы. Результат: годовой экономический эффект от реализации нового технического решения составляет 2095,5 тыс. руб./год.
Создание нового поколения предлагаемых машин имеет большие резервы для дальнейшего роста производительности труда и экономической эффективности лесозаготовительного производства.
Библиографический список
1. Правила заготовки древесины. Приказ Федерального агентства лесного хозяйства от 1 августа 2011 г. № 337.
СИСТЕМА УЧЕТА РАБОТЫ ЛЕСОЗАГОТОВИТЕЛЬНОЙ МАШИНЫ
Д.В. КОНДРАТЮК, зам. гл. конструктора ФГУП «ГНЦ ЛПК», асп. МГУЛ
В настоящее время объемы лесозаготовок показывают устойчивый рост и выходят на докризисный уровень. Согласно стратегии развития лесного комплекса Российской Федерации до 2020 г., объем лесозаготовок должен вырасти до 243 млн м3. В связи с этим для лесозаготовителей становится особенно важно, чтобы операторы и рабочие максимально эффективно использовали лесозаготовительную технику.
ФГУП «ГНЦ ЛПК» совместно с ООО «Марафон» разработана система учета работы лесозаготовительных машин. Данная система позволяет производить точный подсчет следующих параметров и значений:
- учет объема заготавливаемой древесины;
- анализ эффективности использования техники;
- выявление и расследование фактов нецелевого использования техники;
- учет нормативного и фактического расхода топлива на работу техники с применением зимних и летних норм;
- учет реальных объемов заправок, выявление сливов топлива;
- учет пробега и простоя техники, отработанного оператором времени.
Описываемая система учета работы машины оснащена бортовым навигационным оборудованием ГЛОНАСС/GPS, которое в совокупности со специализированным комплексом программных средств представляет собой систему мониторинга перемещения и технического состояния техники. Система мониторинга и управления, кроме традиционных функций систем наблюдения за перемещением техники, обеспечивает реализацию специфических потребностей производителей и сервисных структур, таких как контроль в режиме реального времени соблюдения технических условий эксплуатации техники по состоянию штатных датчиков, подключенных к основным узлам и агрегатам машин. Бортовое навигационное и связное оборудование (БНСО) не создает электромагнитных помех основному оборудованию транспортного средства, что отвечает требованиям инструкции по эксплуатации транспортного средства к дополнительному оборудованию и исключает возможность создания помех в работе водителя (машиниста)
Работоспособность БНСО обеспечивается при размещении внутри кабины водителя в диапазоне температур от -30° до +50° С.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
27
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Бортовое навигационное оборудование:
- абонентский телематический терминал (также называемый Регистратором), в состав которого входят микроконтроллер, энергонезависимая память для записи и хранения данных;
- блок сбора данных, имеющий дискретные и аналоговые входы для подключения контрольных и измерительных устройств, специальный порт для подключения дополнительных устройств. Блок сбора данных подключен к Регистратору через последовательную шину CAN-bus;
- спутниковый навигационный приемник ГЛОНАСС/GPS;
- активная приемная антенна ГЛОНАСС или ГЛОНАСС/GPS;
- приемо-передающая антенна стандарта Wi-Fi;
Бортовая система непрерывного мониторинга параметров работы лесозаготовительной машины (далее СНМП-ЛЗ) представляет собой программно-аппаратный комплекс по сбору, хранению, анализу и отображению данных о режимах и параметрах работы лесозаготовительной машины с целью оптимизации затрат на эксплуатацию лесозаготовительной машины, оценки эффективности его использования, контроля за предельными условиями эксплуатации. СНМП-ЛЗ разрабатывалась для применения на экспериментальной лесопогрузочной машине ЛЗ-5 с двигателем А-01МРСИ.
Технические средства СНМП-ЛЗ состоят из следующих компонентов:
- бортовая система сбора данных (с функцией временного хранения данных);
- мобильный терминал сбора данных;
- сервер хранения и обработки данных.
Бортовая система сбора данных предназначена для измерения технологических параметров лесозаготовительной машины с помощью датчиков, первичной обработки сигналов с датчиков, хранения этих данных в течение 10 суток, передачи данных через беспроводное соединение на мобильный терминал сбора данных.
Бортовая система сбора данных состоит из следующих компонентов:
- регистратор данных с беспроводным интерфейсом, включающий систему контро-
ля скорости и пройденного пути с использованием навигационного приемника ГЛО-НАСС/GPS;
- датчик угла наклона (инклинометр);
- системы оценки массы/объема груза в кузове;
- система контроля текущего (рабочего) режима работы двигателя;
- система контроля топлива в баке по объему;
Регистратор данных с беспроводным интерфейсом представляет собой электронное устройство в жестком герметизированном корпусе. Регистратор получает данные от датчиков и систем, входящих в состав СНМП-ЛЗ. Полученные данные регистратор хранит в энергонезависимой памяти в течение не менее 10 суток или до передачи на мобильный терминал. Регистратор имеет встроенные часы реального времени, которые могут быть заданы, проверены и подстроены во время сеанса связи с мобильным терминалом. Данные имеют временную метку, сгенерированную на основе часов реального времени с точностью 0,1 с.
Для связи с мобильным терминалом регистратор имеет беспроводной интерфейс. Передача данных от регистратора к мобильному терминалу осуществляется автоматически при одновременном появлении регистратора и мобильного терминала в зоне действия одной сети путем считывания сохраненных в регистраторе данных. Все соединения инициируются программным обеспечением регистратора.
Антенна беспроводного интерфейса передачи данных может располагаться в кабине машины. Расположение антенны оказывает влияние на расстояние и скорость передачи данных, поэтому окончательное расположение антенны на машине определяется экспериментально в процессе опытной эксплуатации машины.
Система контроля пройденного пути обеспечивает измерение скорости в диапазоне 1...15 км/ч с точностью 0,25 км/ч. Это достигается использованием ГЛОНАСС/GPS приемника с возможностью измерений псевдодальности по фазе кода и фазе несущей. Активная антенна навигационного приемника расположена в верхней части машины
28
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Рис. 1 Структурная схема СНМП-ЛЗ
Рис. 2. Структурная схема технических средств СНЕМП-ЛЗ
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
29
Лесозаготовительное производство и лесное машиностроение
Рис. 3. Регистратор и блок сбора данных системы СНМП-ЛЗ с соединительными жгутами, установленные в кабине машины ЛЗ-5
таким образом, чтобы исключить экранирование спутниковых сигналов элементами конструкции машины. Датчик угла наклона обеспечивает измерение синуса угла наклона к горизонтальной оси в диапазоне от 0 до 30 градусов с точностью 0,5 град.
Контроль наличия груза, фиксация погрузки, разгрузки и оценка массы/объема груза в кузове лесозаготовительной машины измеряется в диапазоне от 1,0 до 13 т с точностью 0,5 т на первом этапе исследований. Принцип действия механизма контроля груза основан на измерении деформаций механически нагруженных элементов кузова с помощью тензорезистив-ных датчиков, прикрепленных к соответствующим деталям. На рис. 4 показан тензодатчик, установленный на опорной балке кузова.
Система контроля топлива в баке по массе и объему обеспечивает измерение с точностью 1 % от полного объема бака с целью предотвращения несанкционированного слива топлива.
Подсистема питания СНМП-ЛЗ обеспечивает питанием входящие в состав СНМП-ЛЗ системы, датчики и компоненты, номинальное напряжение питания +24 В, диапазон рабочий (18... 50 В). Компоненты системы, установленные на лесозаготовительную
Рис. 4. Тензорезисторный датчик деформаций производства компании KYOWA (Япония) установлен на опорной балке кузова машины ЛЗ-5
Рис. 5. Траектория движения лесозаготовительной машины на навигационной карте, полученная с помощью программы система учета и системы ГЛОНАСС
30
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 8/2012
