PLC自動化技術在農業機械電氣控制中的應用

江蘇聯合職業技術學院泰州機電分院 魏俊

前言

如今城市化發展進程越來越快，國內的農耕面積也在逐漸減少，農業的經營成本也在逐漸增加，但農民的經濟收益卻有所降低，這嚴重限制了農村的經濟發展狀況。為了有效促進農村的經濟發展，提高經濟效益水平，應當積極利用現代化科技方式。例如：PLC技術的運用就能夠大幅度提升現代農業設備的自動化水平，可以大幅度增強新時代農業生產的效率與質量，有效提升農業生產的經濟效益，改善農民的生活水平。然而現階段中，PLC技術的實際運用依舊存在一些不足。因此，要針對該技術在農業生產過程中的具體運用情況，展開針對性的研究與優化。

1 PLC技術簡介

PLC技術作為可編程的控制技術，在發展之初主要運用在工業生產工作當中，如今，在科學水平不斷提升的背景下，PLC技術在農業自動化生產當中也得到了有效運用，大幅度提升了農業生產的工作質量以及工作效率，不但能夠節約人力與成本投入，還能夠大幅度提升農業生產的經濟效益。PLC技術的本質是利用可編程存儲器，利用內部所存儲的指令來完成一系列操作，配合傳感器實現各類的自動化功能。在現代農業設備的研發過程中，通過運用PLC技術，能夠實現通過自動化設備來取代傳統人力勞動。例如，播種、收割等工作，都可以通過現代化農業設備進行操作。PLC自動化設備工作原理主要是通過對模擬信號輸入輸出的運用，因此，為符合農業生產工作的具體需求，在應用PLC技術的過程當中，一定要結合農業生產的實際需求，有效的提升設備的實際使用效果。

在農業機械設備加工過程當中，同樣能夠運用PLC技術。通過在設備的生產加工過程中運用PLC技術，可以大幅度提高電氣控制的精準性與科學性。所以，在農業機械設備發展的過程中，通過PLC技術的運用，可以逐漸取代傳統的人工勞作，大幅度提升各項生產工作的效率。另外，在選用PLC技術時，還要與具體情況相結合，有效研究程序中的浮點數計算與輸入頻率、成本等問題。PLC技術優點還體現在便捷的程序修改能力上，而且，PLC設備具有插件式結構，能夠在設備使用的過程當中，結合實際情況來修改程序，進而提高工作性能，保證設備工作的穩定性與高效率，有效抵擋各類型的外界干擾。此外，PLC系統還具有安裝便捷的優勢，調試工作也簡單便捷，所以PLC農業設備也具有良好的維護效率。由于PLC裝置內部存儲器的存儲空間較大，因此，想要升級系統時也無需進行太多改變。

2 農業機械設備中PLC技術的應用情況

2.1 缺乏重視

雖然農業機械設備的現代化研究已經獲得社會各界的重視，然而因為技術水平的限制，導致農業自動化設備的研究進度十分緩慢，難以得到有效的發展。未能在實際的農業生產工作中得到有效運用。很多科研人員由于缺乏對農村發展狀況的了解，未能注重對于技術領域的創新，使得研究工作后期難以繼續，最終造成技術的發展水平受限。另外，由于部分村民觀念上的落后，導致自動化農業設備在農村的實際推廣工作中受到了各方面的限制，使得現代化農業設備無法得到高效率的推廣與運用。并且在具體的農業自動化設備研究工作當中，PLC技術與農業設備的結合也有著較高的難度，進而難以獲取預期的開發效果。

2.2 研究投入有限

在研發應用了PLC技術的農業現代化生產設備的工作當中，需要應用大量的新興技術人才，投入極高的資金成本。然而，隨著國內農業技術的發展，很多傳統農業工具與人工勞作都能夠滿足農業生產需求。在此背景下，PLC技術的研究受到了嚴重限制，很多人開始思考在農業現代化生產機械當中運用PLC技術是否真的具有現實意義,導致對于PLC技術的研究重視程度較低，嚴重缺乏專業性人才與資金，很大程度上限制了自動化農業設備的發展，更限制了現代農村經濟水平的提升，無法有效地改善現代農村居民的生活質量。

2.3 實際需求與技術研發存在一定的差距

在應用PLC技術研發農業生產設備的過程中，需要確保所研發的設備能夠滿足現階段的農業生產需求。在現代農業發展的過程中，PLC技術已經成為一種被廣泛應用的關鍵技術手段，但是總的來看，對于該技術的應用還有很大的改進空間，目前如何進一步提升PLC技術應用的科學性以及合理性仍然是需要重點關注的問題。在對PLC技術以及機械生產技術進行大規模應用的過程中，如何科學與便捷地應用農業機械裝置等問題也依舊存在。從PLC技術的實際應用情況上來看，問題主要集中在對于PIC技術的應用與實際的農業生產需求有一定的差異，盡管應用PLC技術能夠有效提升農業生產機械的自動化水平，但是在將PLC技術與農業生產機械融合的過程中沒有從操作人員的角度出發，實用性不高。我國國土面積廣大，不同地區有著不同的農業生產特征，在應用PLC技術的過程中，需要從各地農業生產實際情況出發，提升技術應用的針對性。此外在設計環節也需要考慮到操作人員的使用習慣，將實際的情況作為切入點，從而充分發揮PLC技術在農業生產中的作用。此外農業部門還需要加強對技術的研發投入，重視對專業技術人才的培養，從我國農業生產以及對PLC技術的實際使用需求出發，實現農業生產機械與PLC技術的有效結合，進一步提升農業的現代化發展水平。

3 PLC技術在農業自動化設備中的實際運用

中國作為農業大國，農業是國內社會經濟發展的重要基礎之一，所以如何提高農業生產效率是國內的重點研究領域之一。有效提升農作物的產量，降低生產成本的消耗，是眾多學者高度關注的內容之一。當下，為了可以有效地增強農業生產效率，促進科技水平的提升，一定要重視現代智能技術與農業技術的有效融合發展，有效提高農業的生產效率。而通過PLC技術的研究與運用，能夠有效加快農業設備自動化發展的腳步。

3.1 農用拖拉機中PLC技術運用

國內農業領域中最早運用的設備就是拖拉機，加強了運輸能力，推動了農業的進步。隨著近幾年PLC技術的發展，將PLC技術運用到農業拖拉機當中，同樣能夠有效優化拖拉機的使用效果。當下在拖拉機中所主要運用的PLC類型為機械油與電子油壓式三點連接裝置。通過電子計算機的精準操控，能夠保證拖拉機更加平穩高效地進行工作，同時，能夠實現拖拉機轉速的自動控制，有效提高拖拉機自動化管理能力。對于PLC在油壓管理中的運用還有較大的研究空間。與傳統的控制方式相比，在PLC技術的支撐下，能夠實現對農用拖拉機更為精確的控制，在使用之前將拖拉機運行的參數設置在PLC中，在運行時拖拉機就可以按照提前預設好的參數平穩運轉，在這個過程中，機載系統還能對拖拉機的運行狀態進行檢測，如果在檢測的過程中發現拖拉機內部電路存在短路的情況，系統就能夠及時調整，確保拖拉機的穩定運行，在很大程度上提升了農用拖拉機的使用效能。

3.2 水稻直播機與施肥播種機中的運用

在農業生產工作中，水稻直播機與施肥播種機也是極為常用的設備類型。在傳統的農業種植方式中，水稻的種植主要依靠人工，不僅效率較低，同時人工種植也無法較為精確地掌握水稻的間距，而不合理的間距會對水稻的生長造成很大的影響。當下現代化施肥播種機在PLC技術的支持下，能夠實現高性能的自動化生產工作，同時還能夠有效監控種子的具體數量，更好地優化播種效率，同時還能夠為農作物的生長提供更好的基礎條件。不但改變了傳統低效率的人工工作模式，節約人工勞動成本，同時在PLC技術的支撐下，能夠保證在種植過程中較好地掌握水稻植株的間距，防止因為間距過疏或過密影響水稻的產量，從而提高農作物的生產效率，改善農民的生活質量。但在現階段，PLC技術的實際運用情況十分受限，因為土地、種子、環境因素之間有著極大的關聯性。所以，播種機在具體工作當中，一定要考量種子的類型，數量以及播種間距，不然無法有效保證農產品的生產質量，難以有效地提高農民的經濟收益。所以，有關研究者要重視自動化的研究，同時還要結合當下的技術設備以及農業的實際狀況進行研究改進，做到科技與農業生產真正融合，有效地提高農業生產效率與質量。

3.3 谷物干燥機以及微灌系統中的運用

通過在微灌系統中運用PLC技術，可以實現農地灌溉設備的智能化管理。通過利用土壤水分傳感器、水位傳感器、溫度傳感器等監理設備，能夠有效獲取土壤的實時信息，掌握植物的生長狀況，并根據預定的程序進行判斷，從作物生產的需求出發，智能開啟與關閉微灌系統，一方面保證作物生長過程中，能夠及時有效地提供水分，另一方面實現農田的自動化灌溉效果。將PLC技術運用到谷物干燥機內，能夠有效提升谷物干燥的效率，并防止過度干而影響谷物的品質，在實現控制的過程中，也以智能化控制系統為依托，同樣輔助一些檢測設備，實時獲取機器內部的谷物干燥狀態、設備運行情況、溫度、風控、濕度，并根據內部設定的程序，進行操作調節，優化谷物的干燥效果。同時設有安全保護功能，在使用過程中遇到特殊情況時或者機械故障時，能夠及時斷開干燥機的電源，防止過度干燥，避免事故的發生，提高設備的智能化與安全性，降低設備故障的概率，并保證谷物干燥的效果。

4 PLC技術在農業領域的應用趨勢

在將PLC技術應用于農業生產領域，提升農業生產機械自動化水平的過程中，需要重視解決信號干擾的問題，信號干擾問題會導致所下達的控制指令有較長的延后時間，這會在很大程度上影響農業機械的使用效能，同時該問題也會導致農業生產機械出現故障，影響正常的農業生產。因此在未來的發展中，解決好信號干擾問題是PLC技術在農業機械自動化控制領域的重點發展方向，在發展相關技術的過程中，需要確保在復雜的設備使用條件下PLC技術仍可以正常的發出指令，并縮短指令的延遲時間，從而進一步提升農業生產機械運行的穩定性，確保農業生產可以順利實施，并減少相關機械的維護成本。在我國對于PLC技術研究不斷深入的背景下，農業機械電氣自動化控制技術也逐漸趨于成熟，但是目前來看，在機械智能化水平方面還有很大的提升空間，因此在技術發展過程中，還需要著眼于繼續提升技術的智能化水平以及數字化水平，重視PLC技術與DCS技術的結合，從而彌補PLC技術的不足，同時還需要研發具有更強的穩定性，功能更加豐富的FCS系統，與傳統的控制系統相比，FCS系統具有較為明顯的數字化控制優勢，能夠有效提升農業生產機械的智能化水平，從而為集約化的農業生產打下良好的基礎。

5 結語

由上可知，在現代智能化農業機械設備的發展當中，PLC技術具有極為重要促進作用，具有極為廣泛的應用領域。運用基于PLC技術的自動化農業生產設備能夠有效加強我國農作物的生產質量，提高農民的經濟效益，改善生活質量。現階段，雖然PLC技術在工業或其他領域中已經得到了有效運用，但是在農業設備中的運用依舊存在一些阻礙。需要有關學者在農業設備運用PLC技術的過程當中，一定要結合實際情況，進行全方位的考慮，提出針對性的修改意見，保證與農業的實際生產工作有效結合。同時，有關單位還要加強對于成本的投入，支持對應的研究，保證能夠真正促進國內農業機械設備智能化、機械化發展。做到真正與我國國情相符，提高農業生產設備的使用質量、增加國內糧食產量、促進我國農業的長遠發展。