自動控制技術在農業機械中的應用

李　勇

自動控制技術在農業機械中的應用

李勇

（南京鋼鐵集團冶金鑄造有限公司江蘇南京210000）

在現代農業中，農業機械自動化發揮著重要作用，在農業機械中應用自動控制技術，能提高農業生產力，實現傳統農業向現代化、自動化農業的轉變，滿足農業生產的需要。文章分析了農業機械自動化現狀和農業發展問題，探究了農業機械中自動控制技術的應用優勢等。

農業機械；應用；自動控制技術

在國民經濟中，農業生產有著十分重要的地位，對國家而言，它的未來前景、經濟發展空間均會受到農業生產的影響，因此農業機械化的水平間接決定著國民的生活質量。在信息化時代中，自動化農業機械的出現，改變了以往的農業發展模式，解放了勞動力，不僅能更精確評估農業生產的質量，也能判定農產品的播種及收獲時間，提高農業生產質量，為農業的后續發展助力。

1 農業機械自動化現狀及農業發展問題

1.1 農業機械自動化現狀

近年來我國的農業發展水平雖有提升，但和其他發達國家相比，國內的農業自動化程度仍舊偏低，不僅在技術的普及和應用上存在著一定問題，且部分地區的農業生產效率基本不達標[1]。例如在偏遠山區中，農業從業者根本不具備行業競爭的意識，認為農業生產僅需滿足自身需要即可，堅持長期以來的農業生產模式，對農業機械的自動化認識十分不足。此外，在部分地區，農產品的品牌很少，底層的勞動者雖能生產足量農產品，但因產品交易市場的水平有限，未達到出口的標準，導致國內農產品無法在國際市場提高交易價格，限制當下農業產業鏈的持續發展。最后，國內的自動化創新能力有限，對自動化產品的改良以及創新力度不足，當下投入使用的部分農機設備的實用性能和國際優秀水平相比還存在一定差異。

1.2 農業發展問題

首先，我國農業領域近年來重視對自動化的創新研究，以期利用產品創新、智能化及自動化機械改善農業生產的實際質量，促進現代農業的進步發展[2]。但對國內農業發展現狀分析后可知，當下的創新化及自動化程度仍舊有限，部分地區在農業生產中，依舊沿用以往的生產技術，部分農業企業生產企業中機械制造的智能化程度也有限，最終引發了農業生產需求及機械設計兩者間的矛盾。其次，我國雖為農業大國，但相比之下，國內的農業自動化發展速度相對較緩，技術發展的水平比其他國家低。這一點會受很多因素影響，例如耕地的地形條件、農業工作者意識、耕種習慣等。

2 農業機械中自動控制技術的應用優勢

2.1 實時控制農業機械

電氣控制是自動控制系統的開發前提，電氣控制能在較短時間內接收信號，并及時進行處理，運行速度也十分迅速[3]。以此對農業機械的控制裝備進行安全處理及有效防護，便能實現實時控制的目標，保障生產安全。

2.2 提高機械的可靠性

光電隔離是自動控制技術達成信號傳輸的基礎，自動控制技術的應用，能在機械內外部電路間對電氣系統進行隔離，有效屏蔽各個模塊。在此基礎上，即使農業機械的使用環境相對惡劣，自動控制技術也能讓農業機械穩定運行，實現了機械控制的可靠性增長。

2.3 故障的發現和自診

自動控制技術的應用中，會涉及多種多樣的傳感器，而在機械控制及檢測中，傳感器的存在便能保障機械故障時第一時間被發現，并找出是否有對機械正常運轉會產生影響的因素。自動控制技術的應用，賦予了農業機械自動診斷的功能，同時其診斷準確率、效率也足以和專家診斷相媲美。

2.4 提高機械使用效率

自動控制技術在農業機械內的應用，其零部件為國際層面通用型的控制器技術及傳感器，而在現代科技的進步創新下，更多零部件的系統得到了簡化，組合安裝難度也更低，這為自動控制技術所用零部件的替換及選擇均提供了一定選擇空間。此外，當下的自動控制技術能滿足不同類型的農業機械運轉需求，其中涵蓋了多樣化的模塊化結構及小型的控制器，能根據實際需要進行轉化和調整，充分提高農業機械的使用效率。

2.5 將售后成本充分降低

農業機械內自動控制技術的應用，有利于降低機械售后成本。首先，自動控制能降低機械故障概率，提升機械本身的適應能力，進而實現設備修理及維護費用降低的目標。其次，自動控制實現了人力資源的一定程度解放，以往部分需要人工操作的工作，當下利用自動控制便可解決。

3 農業機械中自動控制技術的應用

3.1 自動溫室控制技術

農業生產的方式隨著科技發展而變化，天氣是影響農作物生長的重要因素，直接決定著農作物質量，為避免農作物生長受到不良天氣的影響，農業生產中溫室大棚技術得到了應用逐步廣泛[4]。在溫室大棚中，棚內采光及配備的通風設備均可得到控制，實現溫度的合理控制，也能利用精密溫度控制系統來進行。以溫度控制系統為例，自動控制技術的融合，能實現棚內自動化的溫度控制，農業人員可以在合理位置安裝好自動溫度感應器，以此實時監測棚內的濕度、溫度及二氧化碳的含量。完成檢測后，系統可將檢測數據自動傳輸到控制中心，由后者對接收數據開展運算及分析。最終通過對計算數據的分析，利用控制指令對棚內通風窗、空氣循環機或其他控制設備進行自動調整，讓棚內溫度一直處于適應對應農作物生長的范圍內。

3.2 施肥自動控制技術

自動化及智能化是現代農業的主要發展目標，在農業生產中，施肥灌溉也是影響作物生長質量的重要因素，為此，將自動控制和對應的農業機械互相結合，便能達成自動控制施肥環節的目標。在灌溉水源、農業施肥中應用自動控制，也能提高肥料、水資源的利用率，并保障工作效率。此外，施肥控制中自動控制的應用，也能有效結合施肥及灌溉，以壓力作用對水肥進行結合，實現自動化的施肥灌溉，改變以往施肥灌溉模式耗時耗力的狀況，讓施肥灌溉更加科學、高效、合理。

3.3 自動地理信息技術

農業生產中地理信息技術的應用，重點在于地理信息系統、地理信息技術和自動控制技術的結合，它們能讓農業生產更為科學合理。首先，地理信息系統的應用能對土壤進行全面監測，收集農作物的有關數據，分析農作物的生長周期以及土壤環境，最終對農業生產的效率進行整體評估，實現動態化信息管理的目標。其次，地理信息系統在農業生產內的應用，能實現真實模型的構建，對數據信息進行詳細分析，將更加準確直觀地呈現工作結果，為農作物進行科學預測及評估，最終保障生產質量。例如在農業生產中病蟲害會影響作物生長，此時地理信息系統的應用，便能對作物的病蟲害受災面積及程度進行整體分析，為農業工作者提供真實數據以供針對性措施的制訂和落實，在提高病蟲害防治效果的同時，降低人力、物力等成本的浪費。

4 做好農業機械中自動控制技術應用的策略

4.1 提高自動控制水平

國內農業尚處于往現代農業轉型的重要時期，我國政府也對現有的農業發展提供了更多投入及支持，但客觀而言，我國的農業發展水平不均衡，還有很多地區未能實現農業自動化，現有的自動化農機的自動性、智能性還有待進一步提高。因自動控制對國內農業發展會產生重要影響。為此，在后續農業發展中，我們要高度重視農業機械的自動控制，向其投入更大投資及科研的力度，分析我國農產品種植、土壤地質等方面因素后，積極探索自動化農機的改良和升級，實現農業生產的持續性、智能化發展。

4.2 選擇合理自動化模式

在國內城市化總體進程的影響下，更多農村人口前往城鎮生存發展，在農村地區勞動力數量逐步減少，但在我國人口基數持續增長的大環境下，農業生產的實際需求卻在逐步增長。兩者間的矛盾是農業生產面臨的重要問題，為改善這一問題，農業生產便應重視機械設備的應用提高重視，利用機械設備的先進性增長，協助農業生產者逐步提升農業生產的質量和效率，解放農村勞動力。此外，在能源危機面前，我國農業重視安全性、節約性及高效性，因此我們要對自動化模式進行合理選擇，以自動控制技術，定期有效評估農業自動化模式的發展效果，選擇更為適宜的自動化模式，為農業自動化的進步發展提供助力。

4.3 推進農業機械智能化

自動化的升級是智能化，實現農業機械的智能化，是農業機械未來的發展目標之一。智能化機械和自動化機械相比，本身具備更多更便捷的功能，并利用數據收集及處理、程序指令等功能，實現等級更高的自動化生產。智能化農機可利用人工智能、大數據等先進技術，不僅在強化自動灌溉、自動施肥等方面上有優異表現，也能對農機駕駛室進行科學控制，在提高農業工作舒適性的同時，也能幫助人員進一步降低勞作壓力。例如當下已經投入使用的植保無人機、無人插秧機等智能化機械，它們均由農業生產者通過對智能控制系統的使用，以程序指令控制機械操作，使其完成智能化的農業生產。而該類農業機械因程序指令設計的嚴謹性影響，其生產操作相比人工操作也更加標準，更能保障農業生產質量，在解放勞動力的同時，也能進一步提高國內農業工作者的專業能力提高，推動現代農業的持續發展。

5 小結

在農業生產的過程中，不同農業機械中自動控制的應用，不僅能提高農業生產效率，讓現有農業的運營模式實現升級轉型，更能促使國內農業往自動化運營的方向發展。在信息化時代中，農業機械中自動控制的應用是時代發展的必然趨勢，有關科研人員要正視我國農業發展現有的不足及優勢，并持續完善和創新自動控制技術的應用，進一步提高自動控制農機的先進水平，讓智能農業機械，為國內的農業發展奠定堅實基礎。

[1]凌杰.自動控制技術在農業機械中的應用研究[J].南方農機,2019,50(6):177-178.

[2]邱云.自動控制技術在農業機械中的應用研究[J].鄉村科技,2017,162(30):94-94.

[3]張珍,趙書玲.自動控制技術在農業機械中的應用探討[J].產業與科技論壇,2019,18(14):57-58.

[4]林學明.自動控制技術在農業機械中的應用研究[J].南方農機,2019,50(8):23.

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2095-1205(2020)05-77-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.38