自動控制技術在農業機械中的應用探討

平國偉

摘要：農業生產的順利實施對于社會穩定和經濟發展具有重要意義，隨著農業產業結構的不斷優化，農業生產條件和生產方式發生了很大改變，尤其是農業機械化生產的實施，使農業生產效率顯著提高，農業生產力得到有效釋放的同時，生產效益和作物產量也得到了更好的保證。在機械設計領域，對于機械產品的研發和優化目的在于進一步提高機具的作業能力，從而再次降低農業生產的勞動力需求，使生產在高效、合理、規律、便捷的條件下實施。自動控制技術作為新興的尖端技術，將其應用于農業機械領域，有利于提高農機操控的便捷程度，并使農機的作業更加規范合理，顯著降低生產過程的成本和資源浪費，進一步提升生產的實際收益。

關鍵詞：自動控制技術;農業機械;應用

1農業機械自動控制技術應用現狀

目前，我國農業生產領域的機械化程度不斷深化，自動化技術在農業機械中的應用逐漸增多。尤其是GPS和GIS技術在農業機械自動化控制方面的應用，為農業生產帶來新的體驗和突破。近年來，互聯網技術滲透到眾多生產領域，應用于農業機械化生產的典例也越來越多，為農業生產向縱深方向發展提供動力。

受地形地貌和農業技術發展等客觀因素的影響，我國的農業機械自動化水平與先進國家有一定差距，亟需完善農業機械自動化生產的相關機制、機械質量和品牌創新意識等。

2農機自動控制技術應用優勢

一是響應速度快，自動控制技術以電氣技術為依托，實施過程中的信號傳輸具有時間短、準確度高等優點，幾乎可以達到農機動作的實時響應;二是性能穩定可靠，自動控制技術的應用多采用技術成熟的I/O輸入輸出信號技術，并配套光電隔離的抗干擾功能，加之在信息接收端配套濾波系統和濾波技術，有效保證了控制過程的可靠性;三是具有良好的性能提升與優化空間，通過豐富的接口和可編程技術，能夠實現控制能力和相關功能的不斷豐富，使農機產品能夠不斷滿足農業生產發展的需求;四是故障診斷與處理功能能夠實現對農業機械作業狀態的實施監測，并對可能存在故障的零件或機構及時作出警報響應，對于部分因軟件而產生的故障問題，還具備一定的自我修復能力。總之，農機自動控制技術的應用使農機的使用更加便捷，操作體驗顯著上升。

3自動化控制技術在農業發展中的具體應用

3.1農作物種植中的應用

傳統的農業生產方式是需要通過人工來進行勞作和生產的，需要耗費大量的人力和物力，且種植效率和質量參差不齊，對農業收成產生直接的影像。早期在農業機械中主要是通過耕地及、拖拉機等半自動化機械來進行農業種植，但這些機械自動化水平較低，雖然能夠有效緩解農民的體力勞動，提升農業耕作效率，但對于我國的農業發展還是起到制約。隨著科技的發展和進步，農業機械技術也在不斷的發展與進步，在農業機械中已經廣泛采用了一些新的技術和手段，憑借新進的智能化感應技術和網絡技術，全新自動化控制技術在農業機械中得到普及應用，使農作物種植工作更好的開展。如在水稻種植中通過自動化耕種農業機械，根據水稻種類對水位高低要求，種植間距要求等，實現自動化精細化調控，提升水稻的種植質量，降低農民勞作強度，提升水稻種植效率。

3.2地理信息技術

在農業生產過程中，地理信息技術發揮著重要的作用，融入智能控制技術和地理信息技術，可以將智能控制技術和農業科學工作緊密聯系起來。例如可以利用地理信息系統檢測農作物和土壤狀態等數據，科學分析農作物生產周期和土壤環境，準確評估農業生產效率，實現農業動態化管理。此外利用地理信息系統，可以建立農業生產模型，通過數據分析，將生產結果準確地呈現出來，科學評估和預測農作物，保障農作物生產質量。例如在發生病蟲害之后，可以利用地理信息系統分析農作物受災情況，明確受災面積和受災程度，根據數據制定針對性的防治措施，提高防治效果，避免資源浪費。

3.3農作物自動采收

在傳統農業生產模式和半機械化生產模式下，農作物采收需要大量的人力。在實際操作中，自動采摘裝置配有感應器，能夠自動辨別農作物的熟度，實現農作物的適時采收和科學采收。有的自動控制系統能根據農作物的生長屬性測定每一個果實的成熟度和成熟位置，再按照系統錄入的參數要求完成某一類型的指令，確保農作物符合采摘要求。

除谷物利用自動控制系統實現收割、割曬、脫粒等作業一次性完成外，西紅柿、西瓜、卷心菜、蘋果、柑橘、棉花等農產品的收獲機械也逐漸實現自動化控制。采摘機械采用激光瞄準系統能夠快速準確地瞄準目標，大大提高農作物采摘速度。

3.4自動灌溉技術的實施

自動灌溉技術是精確灌溉實施的保證，自動灌溉的控制系統包含土壤含水量檢測和供水控制兩方面的功能，通過土壤溫濕度傳感器檢測土壤濕度或通過遙感技術檢測土壤濕度，結合天氣預報信息分析和選擇適當的灌溉時機，是自動灌溉技術實施的標準邏輯。自動控制的關鍵功能在于灌溉條件的判斷，當確定灌溉后，控制水泵提供灌溉動力，即可滿足及時灌溉的要求。

3.5農作物自動采收

在農作物成熟后通過自動化設備來實現農作物自動采收，在自動化控制技術的應用中對相關設備設定參數，并通過程序自動控制，讓設備執行程序命令，從而實現自動采摘。在農作物采摘過程中，還要根據農作物生長特性對相關數據進行測量，如對果蔬某階段成熟特征分析，果樹成熟位置分析等，并將相關數據錄入到系統中，通過自動化設備來執行命令，完成設備自動采摘[7]。此外，自動化控制技術也可以通過傳感器來獲取一些外界的數據和信息，對設備內部設定自動控制程序參數，在自動采摘時可以讓程序參數更符合農作物采摘需要。

3.6智能化溫室控制技術

利用智能化溫室控制技術，可以優化農產品生產方式，降低天氣變化的影響。在溫室大棚中的采光設備和通風設備，需要利用精密溫度控制系統。在溫、濕度控制系統中融入智能控制技術智能化控制溫度和濕度，利用自動溫、濕度感應器實時檢測溫室指標，隨后向控制中心傳輸檢測到的溫度和濕度等數據，控制中心負責數據分析和運算。根據計算結果自動調整溫室大棚的門窗和控制設備等，為農作物提供良好的生長環境，保障農作物的產量。

3.7糧食烘干的自動化技術

近年來，我國糧食烘干的自動化技術發展很快，如圖2所示的自動烘干設備，能夠實現自動進糧、自動烘干、溫濕度可調、熱風循環、糧食貯存等功能，烘干過程按照預設的程序執行，由傳感器檢測糧食烘干程度，全程不需要人工干預，已具備較高的自動化水平。

結論

綜上所述，在現代化農業生產過程中自動控制技術已經得到廣泛應用，可以實現自動耕種，自動采摘等，大大減少了人力資源的投入。在農業機械應用中，還要加大對自動控制技術的研究和探索，根據農作物的生長需求和要求，對自動控制技術進行合理應用，提升農機生產水平，提高農作物的生產效率和質量，逐步實現農業規模化生產和自動化生產，促進農業生產方式的改革和進步。

參考文獻：

[1]王海龍，王秀華.探討自動控制技術在農業機械中的應用[J].農業開發與裝備，2020，（12）：16-17.

[2]張寶庫.自動控制技術在農業機械設計及發展中應用[J].現代農業研究，2020，26（12）：70-71.

[3]師立奇.傳感技術在農業機械自動控制系統中的應用[J].南方農機，2020，51（22）：36-37.

[4]葛玉明.PLC技術在農業機械電氣自動控制中的應用[J].南方農機，2020，51（20）：19-20.