電氣自動化在農業機械控制中的應用

封鄭慧婷

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

面對當前激烈的市場競爭環境，企業要想獲得長遠的發展，就必須重視企業生產效率和生產質量的提升。對于農業企業而言，在農業機械生產的過程中運用電氣自動化技術，能夠加強對農業機械生產中各個環節的控制，從而有效提升農業生產過程的整體效率。當前，播種機設備、拖拉機和分揀機到后續的農產品包裝等機械化設備運行流程較為煩瑣，而將電氣自動化設備應用到這些設備中，則能精準控制整個農業機械生產過程，有效保障農業的穩定發展[1]。

1 電氣自動化技術在農業機械化生產中的作用

首先，將電氣自動化技術廣泛應用到農業機械控制中，能夠有效提高農業機械生產中各個環節的效率。例如：在農作物種植的過程中使用插秧機等電氣自動化設備，相比傳統的人工插秧而言，其工作效率遠遠高于人工插秧。其次，農業機械生產的自動化發展趨勢也體現在電氣自動化技術的應用情況上，其能夠有效減少傳統模式中因人工操作而產生的疏忽和誤差，極大程度減少農業生產過程中的安全風險，將安全事故的發生概率降到最低。最后，如果農業機械的各個生產環節都能夠實現自動化控制，在實際的工作之中能夠有效降低工作人員的工作壓力，操作更加簡便快捷，同時也減少了企業人力資源方面的成本；不僅如此，企業員工在節省工作時間的基礎上，可以有更多的精力提升自身的專業技能和綜合素質，為企業未來的發展爭取更多的競爭優勢，員工的滿意度也能夠得到大大的提升。在此基礎上，企業能夠通過電氣自動化的應用實現自身的轉型和升級，使其在面對風險的時候能夠有更強的抵御能力[2]。

2 電氣自動化技術的工作原理

2.1 充分利用先進科學技術

隨著科學技術的發展，其在生產領域的重要性越來越突出。電氣自動化技術作為前沿技術之一，融合了電氣工程、自動化技術、計算機技術以及通信技術等諸多先進科學技術，實現了對農業機械等設備的自動化操作。

2.2 充分連接計算機網絡技術

為了實現對農業機械生產的控制和輔助，電氣自動化技術需要網絡和計算機設備的加持，運用計算機可以通過模擬計算的方式生產農業機械，后續指令的連續化傳遞則需要通過網絡來實現，只有這樣，電氣自動化技術才能夠實時、高效地傳遞信息[3]。

3 電氣自動化在農業機械控制中的具體應用

3.1電氣自動化在農業機械控制中的智能化應用

在迎來了智能化的時代之后，農業機械生產行業需要全面提升自身的生產效率和質量。電氣自動化技術將計算機網絡技術和新興的智能化科技結合在一起，綜合了多個學科和技術的優良性能，符合農業機械生產過程中對自動化技術和工藝的高標準和高要求。為了更加精確地模擬出農業機械控制中智能化的操作模式，電氣自動化技術將人工智能技術和農業機械生產中的關鍵操作結合在一起，使其朝更加智能化和多元化的方向發展。在農業生產過程中，水稻直播機與施肥播種機是比較常用的機械設備[4]。目前，電氣工程自動化技術被廣泛應用于水稻直播機中，除了能夠實現農業機械的自動化控制，還能夠有效監測種子的整體數目，很大程度上提升播種工作的整體效率。另外，傳統模式中的人工施肥形式需要大量勞動力，利用這種方式不僅節約了人力成本，同時還能顯著提高農作物產量，讓農村地區獲得更多的經濟收益。

3.2 電氣自動化在農業機械控制中的虛擬化應用

如果要在實際操作中規避農業機械制造的常見問題，就可以降低人力成本和資源成本，借助電氣自動化的技術進行模擬和改造。綜合利用計算機網絡技術和機械制造技術等相關的內容，模擬出和農業機械實際生產有關的每一道工序，通過模擬的形式產生出的實驗數據將會被重新應用于實際的農業機械制造工作中[5]。

以農業產品的研發工作為例，利用電氣自動化技術可以有效加快農業技術的創新和改革。為了保障農產品能夠得到集中的優化和統一，可以不斷地對現有的技術和資源進行研發和整合；為了保證設計出的文件能夠實現可視化傳播，需要注重文件的轉換工作，利用這種形式可以廣泛采集大家對產品設計和創新的意見，實現全面的配合，使大型配合模型的開發效率得到有效提升。這種管理模式不僅能夠實現虛擬化，同時還能夠有效減少其他操作系統對于此系統造成的影響，操作系統也不會因此被修改或損壞。

3.3 電氣自動化在農業機械控制中的集成化應用

我國農業機械制造產業主要通過比較固定的流水線作業的方式來生產，電氣自動化技術通過生產模式的整合和排列實現自動化和集成化的應用，使得農業機械制造的模式和流程能借助農業機械控制系統進行合理的分配和管理，利用這種形式所生產出來的產品會具備更高的水準，質量也隨之提升，如集成技術通常會被應用于農產品包裝的工作中。在機械制造領域當中，產品的種類非常多，一個企業通常需要與多個廠商的PLC 接口進行連接，因此需要考慮配對和兼容的情況，使所有的設備都能夠與PLC 接口正常連接，實現農業機械設備控制的高度集成化[6]。

3.4 電氣自動化技術在播種機自動化控制中的應用

電氣自動化技術在播種機中的應用主要體現在以下三個方面。

1）電氣自動化技術在播種機系統架構中的應用。播種機在進行播種作業時，不僅需要執行播種任務，還需要完成從耕地到灌溉等一系列任務，從而實現播種操作全過程的自動化操作[7]。將電氣自動化技術應用在播種機中，能夠加深播種機在執行任務過程中的自動化、智能化程度；將PLC 技術應用到播種機的主機以及各個連接口，能夠實現主機對接口所連接的各個部分裝置的控制，主機能夠接收到各個部分裝置的相關信息，并能夠傳輸相應的操作指令給各個部分裝置。因此，在PLC 技術的幫助下，主機能夠實現對播種機各個部分裝置的控制，使各個部分的裝置都能夠按照一定順序完成相應的操作，從而實現播種機的自動化操作。

2）電氣自動化技術在延遲啟動中的應用。播種機在進行操作時，其工作任務需要按照一定的流程順序來執行，只有在完成上一步操作后才能夠繼續進行下一步的操作。通過電氣自動化控制技術，能夠借助接口進行相關信號及信息的傳輸，使得主機能夠接收到部分裝置所傳輸的信息和信號，根據信號及信息所反饋的情況進行判斷，最終PLC 系統將給出相應的指令，并通過電子閥控制各個裝置的開關，實現播種機各流程的自動化操作。

3）電氣自動化控制技術在播種機延時控制中的應用。在播種機實際的使用過程中，播種精準地執行每一個排種操作才能保障農作物健康生長，從而增加農作物的產量。為了實現這一目標，必須對播種機電氣自動化技術進行細化處理，因此在編寫PLC 系統程序時，需要按農作物排種種植的相關要求編寫，實現PLC 系統對排種操作過程中各個動作的全方位控制，使播種機延時控制取得良好的效果。不同的農作物對于采光要求、生長空間要求以及播種深度要求各不相同，因此在使用播種機種植不同的作物時，需要對PLC 程序進行調整，使PLC 系統編寫的播種要求符合農作物的最佳生長條件。

3.5 電氣自動化技術在機械采摘臂手中的應用

在過去，農業種植行業需要使用大量勞動力進行農作物采摘，不僅如此，椰子、部分堅果采摘過程中甚至會發生意外事故，給采摘人員造成生命安全威脅，而電氣自動化技術在機械采摘臂手中的應用則提高了機械采摘臂手的智能化和自動化程度。

一般而言，采摘機械臂系統由傳感器、遙感器、PCL控制器、伺服電機驅動器及伺服電機五部分組成。在采摘機械臂手工作的過程中，傳感器以及計算機技術可幫助機械手定位果實的位置，機械手抓取果實后再執行切割。如果傳感器及計算機技術定位不準確，導致機械手未能抓取果實，則傳感器會再次進行定位，使機械手能夠抓取到果實，然后進行切割枝柄操作；當初次切割失敗后，需要機械手進行二次切割，直至最終完成切割。當采摘果實的過程中，出現特殊因素導致采摘果實失敗時，相關操作人員還可以使用遙感器上的驅動按鈕對采摘機械臂手進行遠程操控，并完成相關動作。

4 結束語

如今，我國農業機械制造領域的競爭隨著我國經濟水平的不斷提升而變得越來越激烈。農業機械生產企業秉承著我國可持續發展理念的同時，將電氣自動化技術融入實際生產工作中，并且對其進行不斷的創新，在實際工作的摸索中積攢了更多有利于未來發展的經驗，使機械生產的自動化水平得到提升。除此之外，企業的管理層人員應該認識到電氣自動化技術對企業生產和發展的重要性，投入一定的資金購買電氣自動化設備，還應注重產品質量和產品成本的把控，為自身競爭能力的提升奠定良好基礎。