Kurie mikrojungikliai tinka žemės ūkio laistymo valdymui?

Kodėl aplinkosauginis atsparumas yra svarbiausias žemės ūkio mikrojungiklių prioritetas

Kovojama su drėgme, dulkėmis ir kraštutinėmis temperatūromis lauke naudojamose laistymo sistemose

Žemės ūkio mikrojungikliai kasdien susiduria su rimtais aplinkos iššūkiais. Rytmetinė ras prasigeria į valdymo skyelius, dulkių audros pripildo mechanizmus smulkiu purvu, o temperatūra smarkiai kinta tarp minus 20 laipsnių Celsijaus ir kepinančių 70 laipsnių Celsijaus. Šios ekstremalios sąlygos sukelia problemas daugeliui ūkininkų, beveik 42 procentus ankstyvų laistymo sistemų gedimų priskiriant įprastiems pramoniniams jungikliams, kaip nurodyta praėjusiais metais paskelbtame Žemės ūkio automatizavimo žurnale. Ūkininkai, ieškantys patikimo įrenginio, renkasi ypač sukurtus modelius su sandariai užsandarintais aktyvatoriais, kurie neleidžia patekti purvui ir dulkėms. Jie taip pat naudoja medžiagas, tokiomis kaip PPS ar LCP polimerai, kurios su temperatūros pokyčiais išsiplėtę arba susitraukia minimaliai. Tikrojo pasaulio bandymai parodė, kad šie ypatingi jungikliai sumažina sistemos prastovas apie 31 procentą, palyginti su įprastomis detalėmis.

Neapgailėtinas poreikis IP67/IP68 reitinguotiems žemės ūkio mikrojungikliams

Kalbant apie laistymo sistemas, IP67 arba IP68 apsaugos laipsnis nėra tik kažkoks prabangus bruožas techninių charakteristikų sąraše – tai praktiškai būtina sąlyga, leidžianti sistemoms sklandžiai veikti sunkiomis sąlygomis. Dauguma jungiklių, neturinčių tinkamos apsaugos, dažnai išeina iš rikiuotės vos po kelių mėnesių, kai yra veikiami didelio slėgio purkštuvų, potvynių ar dulkių aplinkos, tokios kaip grūdų sandėliavimo vietos. Svarbu ir skirtumas tarp apsaugos laipsnių. IP68 pažymėta įranga gali būti nuolat panardinama į vandenį iki 1,5 metro gylio, tuo tarpu IP67 versijos tiesiog nepraleidžia dulkes, kurios yra 1 mm dydžio. Pagal naujausius lauko ataskaitas iš ūkininkų, dirbančių su šiomis sistemomis, tie, kurie investavo į IP68 pažymėtus komponentus, pastebėjo, kad jų įranga veikė apie 98 % sezono, palyginti su maždaug 67 % patikimumo rodikliu pigesniems IP54 variantams, kaip nurodyta praėjusiais metais paskelbtoje „Kietos aplinkos jungiklių ataskaitoje“. Šios hermetiškumo normos daro didžiulį skirtumą per stiprius orų reiškinius, tokius kaip monsunai ar smėlio audros, kai bet kokia elektros gedimas gali sukelti katastrofą visam laukų laukiančiam derliui.

Apsauga nuo korozijos: nerūdijančio plieno aktuatoriai ir nikeliuoti kontaktai

Bendros žemdirbystėje naudojamos cheminės medžiagos ir druskingas gruntinis vanduo pamažu suardo elektrinius jungiklius, ir niekas to nepastebi, kol per vėlu. Tiriant aktyvatoriams tinkamas medžiagas, neseniai atlikto tyrimo apie medžiagų ilgaamžiškumą duomenys rodo, kad nerūdijančio plieno 316 SS aktuatoriai dirva, kurios pH lygis nuo 4 iki 10, atsparūs rūdijimui ir opos formavimuisi aštuonis kartus ilgiau nei įprasti cinko lydiniai. Tiems, kuriuos domina ilgalaikė patikimumas, didžiulį skirtumą daro nikeliavimas. Šie padengti kontaktai neleidžia kontaktinei varžai smarkiai augti dėl sulfidacijos – pastaruoju metu drėgnose vietose, kur nuolat yra chemikalų, šis reiškinys per šešis mėnesius padidėjo net iki 300 procentų. Tai, kas tikrai svarbu tokiam pažeidimui užkirsti kelią, susideda iš keleto svarbių konstrukcinių sprendimų, įskaitant...

• Hermetiškas lazerinis suvirinimas aktuatorių sujungimuose
• Auksu dengti kontaktai, kad būtų sustabdyta elektrocheminė migracija
• Fluorosilikoniniai sandarikliai, sukurti neutralizuoti amoniaką turintiems trąšoms
Šie medžiagų mokslą apjungiantys pasiekimai užtikrina veikimo laiką ilgesnį nei penkeri metai – net esant kasdieniam cheminiam poveikiui.

Pagrindiniai techniniai reikalavimai, kurie nustato patikimą žemės ūkio mikrojungiklių našumą

Atitinkami elektriniai rodikliai solenoidiniams vožtuvams, siurblių valdikliams ir PLC sąsajoms

Elektros komponentų suderinamumas nėra tik teorija – tai praktiškai neleidžia įrangai sugesti lauke. Dirbant su solenoidiniais vožtuvais, reikia mikrojungiklių, kurie atlaikytų apie 12–24 V nuolatinę srovę ir srovę nuo pusės ampero iki dviejų amperų. Tai padeda valdyti ritės apkrovą, nekeldama pavojingų lankstinių iškrovų. Dėl siurblių valdiklių situacija kitokia, nes jiems reikalingi didesni jungikliai, gebantys atlaikyti 24–120 V kintamąją srovę ir srovės stiprumą nuo penkių iki dešimties amperų. Šios charakteristikos yra svarbios, kadangi varikliai paleidžiant paprastai ima daugiau energijos. PLC įvesties moduliai – visai kita istorija. Jie geriausiai veikia su tokiais jungikliais, kurių srovė mažesnė nei 100 miliamperų, o kontaktai padengti aukso sluoksniu, kad signalas būtų švarus ir aiškus. Kai žmonės supainioja šiuos reikalavimus, problemos kyla labai greitai – vožtuvų kontaktai susvirinami arba valdikliai netenka signalo atsitiktinai. Keli realūs lauko tyrimai parodė, kad sistemos, naudojančios tinkamai suderintus elektros komponentus, sugenda apie 34 % rečiau nei tos, kurios remiasi standartiniais parduotuvėse perkamais jungikliais.

Užtikrinama ilgaamžiškumas: daugiau nei 1 milijonas mechaninių ciklų esant kasdieniniam laikmačio valdomam aktyvavimui

Mechaninė apkrova laistymo laikmatams yra labai stipri, ypač dideliems centrinio sukimosi sistemos spinduliams, kuriuose jungikliai įjungiami dešimtis kartų kasdien. Ūkininkams reikia patvaraus sprendimo, todėl aukštos kokybės žemės ūkio mikrojungikliai gali išlaikyti daugiau nei milijoną veikimo ciklų. Šie jungikliai turi specialias savybes, tokias kaip užkalto nerūdijančio plieno spyruoklės, kurios nesidėvi lengvai, taip pat tikslūs ritininiai aktyvatoriai, užtikrinantys sklandų judėjimą. Taip pat yra perėjimo apsaugos mechanizmas, kuris iš esmės sugeria smūgį, kai pasiekiamos ribos. Kas juos išskiria? Savivalomos kontaktinės plokštelės neleidžia kaupiantis purvui – tai didelis pranašumas vietovėse, kuriose daug smėlio ar dumblo. Tyrimai parodė, kad jungikliai, atitinkantys IEC 61058 standartus, patikimai veikia bent dešimt metų ūkininkystės ūkiuose. Tai reiškia, kad ūkininkai sezonu metu, kai ir taip jau labai užimti, praleidžia apie 72 % mažiau laiko remontuodami įrangą.

Apskritimo mikrojungiklio tipo parinkimas pagal taikymo funkciją

Svyruoklės valdomi ir stūmokliniai jungikliai plūdės jutikliams, vartų riboms ir slėgio išjungimams

Teisingo valdymo tipo parinkimas yra pagrindinė, o ne atsitiktinė sėkmingos laistymo sistemos sąlyga. Svyruoklės valdomi jungikliai užtikrina didesnį mechaninį poveikį ir padidintą poslinkio toleranciją, todėl yra idealūs taikymams, kuriems reikalingas patikimas fizinis atsakas:

• Plūdės jutikliai : Riedleliai leidžia kompensuoti skysčio lygio svyravimus rezervuare ir išvengti užstrigimo dėl dumblių ar nuosėdų
• Centrinio sukimosi ašies vartų ribos : Ilgos rankenos svyruoklės išlaiko daugelį smūgių be nuovargio arba nukrypimo
Stūmokliniai jungikliai puikiai tinka ten, kur svarbiausia greitis ir tikslumas – ypač saugos kritinėse ar aukšto atsako funkcijose:

• Pumpų slėgio išjungimai : Minimalus aktuatoriaus poslinkis (<0,5 mm) leidžia milisekundžių bėgyje išjungti sistemą esant slėgio šuoliui
• Vožtuvo padėties patvirtinimas : Tiesiaeigis valdymas tinkamai atitinka PLC įvesties laiko reikalavimus, sumažinant kalibravimo klaidas 19 % lyginant su svirtinio tipo mechanizmais (Irrigation Control Research, 2023)

Funkcinėms sąlygoms pritaikyta jungiklio mechanika išvengia 74 % ankstyvų gedimų purvinose, didelio ciklinio krūvio aplinkose.

Patvirtinta lauko patikra: kaip pereinant prie pramoninės klasės žemės ūkio mikrojungiklių buvo užkirstas kelias sistemos gedimui

Lauko tyrimai įvairiose fermose parodė, kad ypač sukurti žemės ūkio mikrojungikliai išsiskiria savo veikimu. Paimkime praėjusiais metais Nebraskoje naudotas pivotinio laistymo sistemas kaip pavyzdį. IP67 apsaugos klasės jungikliai išlaikė daugiau nei 15 000 įjungimo ciklų, kol sugedo – tai maždaug keturis kartus ilgiau nei standartiniai IP54 modeliai. Dauguma IP54 jungiklių problemų atsirado karštomis vasaros mėnesio dienomis, kai oras tampa ypač drėgnas ir dulkinas. Šį modelį pastebėjo ir ūkininkai. Vienoje didelėje 1 200 hektarų dydžio mandagyno ūkyje po pereinamųjų prie IP68 mikrojungiklių, prijungtų prie jutiklių, buvo pasiekti reikšmingi patobulinimai. Jie kasmet sumažino vandens suvartojimą apie 25 %, o derlingumą padidino apie 10 %. Taigi, kas geriausiai tinka laistymo valdymo skydams? Ieškokite hermetiškai užsandarintų jungiklių, kurie toliau siunčia tikslius signalus net tada, kai kaupiasi dulkės ir stipriai kinta oro sąlygos. Šie patvarūs komponentai užtikrina tikslų laistymą visą auginimo sezoną nepaisant visų aplinkos iššūkių.

DUK

Koks yra pagrindinis ankstyvojo laistymo sistemos gedimų priežastis?

Apie 42 % ankstyvųjų laistymo sistemos gedimų siejama su įprastais pramoniniais jungikliais, kurie negali atlaikyti sunkių aplinkos sąlygų.

Kodėl IP67/IP68 reitinguoti jungikliai yra būtini laistymo sistemoms?

IP67/IP68 reitinguoti jungikliai apsaugo nuo drėgmės, dulkių ir aukšto slėgio purškimo, užtikrindami, kad sistema veiktų net ir esant stipriai blogai orai.

Kurios medžiagos geriausiai atsparios korozijai žemės ūkio mikrojungikliuose?

Nerūdijančio plieno aktuatoriai ir nikeliuoti kontaktai būtini, kad būtų išvengta korozijos dėl cheminės medžiagų ir sūros požeminio vandens.

Kaip tinkamos elektrinės charakteristikos gali užkirsti kelią įrangos gedimams?

Tinkamai suderinus elektrines charakteristikas su solenoidiniais vožtuvais, siurblių valdikliais ir PLC sąsajomis, galima išvengti problemų, tokių kaip lankstymasis ir signalo vientisumo palaikymas.