A control system for the technological process of vertical tillage with a turbodisk cultivator based on a data flow diagram

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Their well-known designs turbodisk cultivators are produced by foreign manufacturers. Therefore, when they are unreasonably chosen, problems arise: incomplete pruning, grinding, twisting of crop residues; clogging of disc working organs. Therefore, in order to develop new machines with the wavy-type disc working organs sand an unit, it is necessary to conduct a structural analysis of the system, the tool of which is data flow diagrams, in relation to the control of the technological process of vertical tillage.

AIM: Structural analysis of the process control system of a turbodisc cultivator using a data flow diagram.

METHODS: It is a structural analysis to describe the data sources and repositories for the designed system. The design of a turbodisc cultivator has been developed to control the technological process of the vertical tillage.

RESULTS: The data flow diagrams on the control of the technological process of a turbo disk cultivator are given. The paper presents a solution to the control process of a turbodisc cultivator, which represents the logic of the operation of its control system in the developed turbodisc cultivator. The system scans the embedded stubble into the upper layer of high-stemmed crops such as sunflower and corn, processes the image in the software and determines the quality of its embedding.

CONCLUSION: The design of the system structure based on the data flow diagram was performed for the developed turbodisc cultivator, which has the equipment for quality control of vertical tillage. This equipment includes a multimedia device, auxiliary equipment and a personal computer. The data flow diagram controls the process using a multimedia device as well as expands the capabilities of the developed turbodisc cultivator, which allows you to determining the quality of stubble sealing of high-stemmed crops in real time, reduces the energy intensity of the process and increases labor productivity.

About the authors

Igor E. Priporov

Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin

Author for correspondence.
Email: i.priporov@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-8201-2819
SPIN-code: 4330-0224

Cand. Sci. (Engineering), assistant professor, Assistant professor of the Tractors, Automobiles and Technical Mechanics Department

Russian Federation, Krasnodar

Vladimir S. Kurasov

Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin

Email: kurasoff@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1733-9436
SPIN-code: 7925-1853

Dr. Sci. (Engineering), Head of the Tractors, Automobiles and Technical Mechanics Department

Russian Federation, Krasnodar

Vladimir I. Batsunov

Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin

Email: vovasvovas70@bk.ru
ORCID iD: 0009-0001-2865-3674
SPIN-code: 4975-3353

Postgraduate of the Tractors, Automobiles and Technical Mechanics Department

Russian Federation, Krasnodar

References

  1. Lepeshkin ND, Michurin VV. Theoretical substantiation of the parameters of a disk working body for a tillage unit for moisture accumulation and moisture retention on sloping lands. Mechanization and electrification of agriculture. 2023;1(56):101–106 (In Russ.)
  2. Korp AM , Orlovsky DL. Development of an approach to the analysis and optimization of data flow diagrams. ScienceRise. 2017;7(1(36)):33–42. doi: 10.15587/2313-8416.2017.107048 (In Russ.) EDN: YMUYHX
  3. Perukhin MY, Gizatullin ZM, Andreyanov NV, et al. Designing the system structure for partial automation of the feed production process at the enterprise. Scientific and Technical Bulletin of the Volga region. 2023;(6):256–259 (In Russ.) EDN: VAPZZE
  4. Patent RF №173238 / 17.08.2017. Byul. 23. Babitsky LF, Sobolevsky I. Tillage disk battery. (In Russ.) EDN: EHVTOI
  5. Priporov IE, Kurasov VS, Batsunov VI. Analysis of the technical characteristics of turbo-disc cultivators for vertical tillage. Izvestiya of the Orenburg State Agrarian University. 2025;2(112):100–105. (In Russ.) EDN: DXFYCH.
  6. Kapov SN, Aduov MA, Ospanova ShK, et al. Conceptual design of a sowing complex with the development of devices for sowing difficult-to-disperse seeds and applying mineral fertilizers. Science and Education. 2024;2-2(75):287–296. (In Russ.) doi: 10.52578/2305-9397-2024-2-2-287-296 EDN ELUDBK
  7. Maksimov VP, Ushakov AE. Conceptual Design of Tools for the Main Cultivation of Sloping Lands. Bulletin of the Don Agricultural Science. 2020;1(49):53–59. (In Russ.) EDN VPIDRI
  8. Maksimov VP, Mikhailin AA. Creation of a universal tool for land reclamation on plains and slopes based on conceptual design. Agrarian Scientific Journal. 2024;3:110–117. (In Russ.) doi: 10.28983/asj.y2024i3pp110-117
  9. Volkova VN. Concepts of modern natural science: from physicalism to integral approaches. Applied Informatics. 2010;1(25):119–125. (In Russ.) EDN: OHLDRR
  10. Maksimov VP. Problems of Simulation Modeling of the Dynamics of Soil Tillage Aggregates. In: Land Reclamation and Water Management: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference (Shumakov Readings) with International Participation Dedicated to the 130th Anniversary of the Birth of Academician B.A. Shumakov, Novocherkassk, October 24, 2019;17. Innovative Technologies in Land Reclamation, Water Management, and Forestry in the South of Russia / Novocherkassk Engineering and Land Reclamation Institute of the Don State Agrarian University. Novocherkassk: Lik; 2019;1:243–248. (In Russ.) EDN: TMTPSI

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. The turbodisk cultivator for vertical tillage: a, main view; b, side view; 1, disks; 2, section; 3, joint; 4, strut; 5, riffled disks; 6, disk with needles; 7, needles; 8, circle; 9, blade; 10, tops; 11, bottoms; 12, cleat; 13, mountings; 14, frame; 15, camera; 16, personal computer; 17, slip gear; 18, telescopic struts; 19, mounting; 20, rotating mechanism.

Download (382KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the required power on the working width of the turbo-disc cultivator: 1 — Agrifest-Express, y=26,169x+10,623, R2=0,9838; 2 — Turbo-till (Great plains), y=31,468x-24,07, R2=0,9625; 3 — Salford, y=35,231x+25,2296, R2=0,9892.

Download (137KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Performance dependence on the width of the grab of the turbo-disc cultivator: 1 — Agrifest-Express, y=2,022e0,195x, R2=0,944; 2 — Turbo-till (Great plains), y=3,699e0,137x, R2=0,976; 3 — Salford, y=4,575e0,105x, R2=0,958.

Download (109KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Data flow diagrams: a, contextual diagram of the subsystem data flow; b, 3-its level (receiving material).

Download (280KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Eco-Vector

License URL: https://eco-vector.com/for_authors.php#07
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».