MOSCOW ECONOMIC JOURNAL MOSCOW ECONOMIC JOURNAL Московский экономический журнал 2413-046X 109443 10.55186/2413046X_2025_10_12_276 fmusmy Землеустройство, кадастр и мониторинг земель Land Management, Cadaster, and Land Monitoring Землеустройство, кадастр и мониторинг земель DEVELOPMENT OF AN ALGORITHM FOR A PROMISING AUTOMATED CONTROL SYSTEM FOR KUBAN-TYPE SPRINKLER MACHINES BASED ON FIBER-OPTIC TECHNOLOGIES Разработка алгоритма перспективной системы автоматизированного управления дождевальными машинами типа «Кубань» на основе волоконно-оптических технологий Мищенко Николай Андреевич Mischenko Nikolay Andreevich mishenko.nikolai@bk.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт систем орошения и сельхозводоснабжения «Радуга» Россия Federal State Budgetary Scientific Institution "All-Russian Research Institute of Irrigation Systems and Agricultural Water Supply "Raduga" Russian Federation 14 01 2026 14 01 2026 10 12 54 68 06 12 2025 https://ecience.ru/en/nauka/article/109443/view

В статье рассматриваются актуальные проблемы и технические решения, связанные с модернизацией систем автоматики дождевальных машин фронтального типа (МДЭФ) и кругового (МДЭК) типа «Кубань». Анализируются недостатки существующих систем, построенных по принципу «жесткой логики», главными из которых являются ограниченный функционал, низкая ремонтопригодность, высокая материалоемкость и недостаточная надежность. В качестве основного направления совершенствования предлагается переход на бесконтактную элементную базу с использованием волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) и микропроцессорной техники. Описана двухуровневая иерархическая структура системы автоматического управления (САУ), включающая центральный микрокомпьютер и распределенные системы управления тележками (СУТ). Детально проанализированы функциональные схемы управления движением и поливом, алгоритмы работы СУТ, включающие непрерывную диагностику и защиту исполнительных механизмов. Представлен инновационный подход к управлению качеством полива в прицентральной зоне с применением время-импульсного метода и пульсаторов. Доказано, что предлагаемые решения позволяют вывести эксплуатационные характеристики дождевальных машин на качественно новый уровень, соответствующий требованиям перспективных безоператорных технологий орошения, обеспечивают значительную экономию дефицитных материалов (меди), повышают надежность, ремонтопригодность и функциональные возможности оборудования.

The article examines current problems and technical solutions related to the modernization of automation systems for front-type and circular-type "Kuban" sprinkler machines. The shortcomings of existing systems, built on the principle of "hard-wired logic", are analyzed; the main ones being limited functionality, low maintainability, high material consumption, and insufficient reliability. The transition to a non-contact component base using fiber-optic communication lines (FOCL) and microprocessor technology is proposed as the main direction for improvement. A two-level hierarchical structure of the automatic control system (ACS) is described, which includes a central microcomputer and distributed trolley control systems (TCS). The functional diagrams for motion and irrigation control, as well as the operational algorithms of the TCS—including continuous diagnostics and protection of actuators—are analyzed in detail. An innovative approach to irrigation quality management in the central pivot area using a time-pulse method and pulsators is presented. It is proven that the proposed solutions make it possible to elevate the operational characteristics of sprinkler machines to a qualitatively new level, corresponding to the requirements of advanced operatorless irrigation technologies, ensure significant savings in scarce materials (copper), and increase the reliability, maintainability, and functionality of the equipment.

 дождевальная машина автоматизация волоконно-оптическая линия связи (ВОЛС) микропроцессорное управление диагностика бесконтактная автоматика качество полива система управления тележкой (СУТ) sprinkler irrigation machine automation fiber-optic communication line (FOCL) microprocessor control diagnostics contactless automation irrigation quality trolley control system (TCS)

Мищенко, Н. А. Влияние параметров мостового агрегата на повышение экологичности полива и снижения деградационного воздействия на почву / Н. А. Мищенко // Экология и строительство. – 2024. – № 2. – С. 29-34. – DOI 10.35688/2413-8452-2024-02-005. – EDN ZAPLFG.ГОСТ Р 58891-2020. Машины дождевальные фронтальные. Общие технические условия. – М.: Стандартинформ, 2020. – 45 с. Mischenko, N. A. Vliyanie parametrov mostovogo agregata na povyshenie ekologichnosti poliva i snizheniya degradacionnogo vozdeystviya na pochvu / N. A. Mischenko // Ekologiya i stroitel'stvo. – 2024. – № 2. – S. 29-34. – DOI 10.35688/2413-8452-2024-02-005. – EDN ZAPLFG.GOST R 58891-2020. Mashiny dozhdeval'nye frontal'nye. Obschie tehnicheskie usloviya. – M.: Standartinform, 2020. – 45 s. Ayars, J.E. Subsurface drip irrigation in California—Here to stay? / J.E. Ayars, C.J. Phene, R.B. Hutmacher // Agricultural Water Management. – 2015. – Vol. 157. – P. 39-47. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2015.01.001 Ayars, J.E. Subsurface drip irrigation in California—Here to stay? / J.E. Ayars, C.J. Phene, R.B. Hutmacher // Agricultural Water Management. – 2015. – Vol. 157. – P. 39-47. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2015.01.001 Петров, А.С. Волоконно-оптические линии связи в системах мониторинга и управления агропромышленных объектов / А.С. Петров, И.М. Сидоров // Научное обозрение: технические науки. – 2021. – № 4. – С. 22-30. Petrov, A.S. Volokonno-opticheskie linii svyazi v sistemah monitoringa i upravleniya agropromyshlennyh ob'ektov / A.S. Petrov, I.M. Sidorov // Nauchnoe obozrenie: tehnicheskie nauki. – 2021. – № 4. – S. 22-30. Goyal, M.R. Microirrigation Engineering for Horticultural Crops: Policy Options, Scheduling, and Design / M.R. Goyal, V.M. Salokhe. – Apple Academic Press, 2018. – 322 p. https://doi.org/10.1201/9781315365994 Goyal, M.R. Microirrigation Engineering for Horticultural Crops: Policy Options, Scheduling, and Design / M.R. Goyal, V.M. Salokhe. – Apple Academic Press, 2018. – 322 p. https://doi.org/10.1201/9781315365994 Иванов, Д.В. Применение микроконтроллеров в системах автоматизации мобильных сельскохозяйственных агрегатов / Д.В. Иванов // Автоматизация и IT в энергетике. – 2019. – № 3(41). – С. 41-47 Ivanov, D.V. Primenenie mikrokontrollerov v sistemah avtomatizacii mobil'nyh sel'skohozyaystvennyh agregatov / D.V. Ivanov // Avtomatizaciya i IT v energetike. – 2019. – № 3(41). – S. 41-47 Evans, R.G. Precision Irrigation with Closed Loop Control / R.G. Evans, W.M. Iversen // Proceedings of the ASABE Annual International Meeting. – 2014. – Paper № 141914130. https://doi.org/10.13031/aim.20141914130 Evans, R.G. Precision Irrigation with Closed Loop Control / R.G. Evans, W.M. Iversen // Proceedings of the ASABE Annual International Meeting. – 2014. – Paper № 141914130. https://doi.org/10.13031/aim.20141914130 Смирнов, К.А. Диагностика технического состояния дождевальных машин на основе анализа виброакустических сигналов / К.А. Смирнов, Е.Л. Фролов // Тракторы и сельхозмашины. – 2020. – № 12. – С. 55-60. Smirnov, K.A. Diagnostika tehnicheskogo sostoyaniya dozhdeval'nyh mashin na osnove analiza vibroakusticheskih signalov / K.A. Smirnov, E.L. Frolov // Traktory i sel'hozmashiny. – 2020. – № 12. – S. 55-60. Мищенко, Н. А. Перспективы развития многоцелевого использования многоопорных дождевальных машин / Н. А. Мищенко // Вестник мелиоративной науки. – 2024. – № 3. – С. 176-181. – EDN KEPRZH. Mischenko, N. A. Perspektivy razvitiya mnogocelevogo ispol'zovaniya mnogoopornyh dozhdeval'nyh mashin / N. A. Mischenko // Vestnik meliorativnoy nauki. – 2024. – № 3. – S. 176-181. – EDN KEPRZH. Нормы технологического проектирования систем орошения (НТП-АПК 1.10.10.001-03). Утверждены Минсельхозом России 30.06.2003. – М.: ФГНУ «Росинформагротех», 2003. – 96 с. Normy tehnologicheskogo proektirovaniya sistem orosheniya (NTP-APK 1.10.10.001-03). Utverzhdeny Minsel'hozom Rossii 30.06.2003. – M.: FGNU «Rosinformagroteh», 2003. – 96 s.