自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用探討

□張 珍 趙書玲

信息時(shí)代下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展的重中之重，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的程度反饋的是國(guó)家經(jīng)濟(jì)與未來(lái)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展進(jìn)程，也是國(guó)計(jì)民生的第一要?jiǎng)?wù)。我國(guó)提出要塑造創(chuàng)新大國(guó)之后，科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度明顯加快，自動(dòng)化技術(shù)是現(xiàn)如今電氣與機(jī)械合作的主流方向，旨在促進(jìn)信息溝通與交流，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械走向自動(dòng)化和信息化，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)走向現(xiàn)代化的關(guān)鍵。農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，也是為了改變農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用格局，農(nóng)業(yè)機(jī)械不僅要替代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力，還要走向智能化和信息化，實(shí)現(xiàn)播種和收獲的準(zhǔn)確定位和品質(zhì)分析，在農(nóng)業(yè)播種、生產(chǎn)、收獲與運(yùn)輸?shù)汝P(guān)鍵環(huán)節(jié)，利用多種多樣的傳感器，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化和集成化，提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)。

一、自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，旨在利用自動(dòng)控制技術(shù)的穩(wěn)定性、配置簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)控制與自動(dòng)診斷等優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械走向智能化和集成化，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的一體化。第一，穩(wěn)定性。農(nóng)業(yè)機(jī)械可以提供光電隔離的I/O信號(hào)，在一系列輸入端中加載濾波器，依據(jù)實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，就可以達(dá)到系列模塊的屏幕功能，確保農(nóng)業(yè)機(jī)械在復(fù)雜環(huán)境中也能夠高效運(yùn)行，例如在雷雨天氣農(nóng)作物搶收中，采用自動(dòng)控制技術(shù)屏蔽雷電信號(hào)，可促使農(nóng)業(yè)機(jī)械正常運(yùn)轉(zhuǎn)，完成農(nóng)作物收割。第二，配置簡(jiǎn)單。目前多數(shù)廠家都開始生產(chǎn)I/O零配件，配件的類型十分豐富，且自主控制元件也愈加先進(jìn)，可以根據(jù)實(shí)際農(nóng)作物和機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)需求，進(jìn)行靈活組合，根據(jù)具體環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)情況選擇相應(yīng)的系統(tǒng)模塊，在相應(yīng)規(guī)格與功能下，完善與拓展農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能。第三，實(shí)時(shí)控制。自動(dòng)控制技術(shù)是電氣與機(jī)械的集合體，電氣控制具有傳輸信號(hào)時(shí)間短和速度快等特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備安全防護(hù)中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)，能同時(shí)調(diào)動(dòng)多個(gè)不同類型的機(jī)械，共同進(jìn)行農(nóng)業(yè)操作，實(shí)時(shí)控制機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)。第四，自動(dòng)診斷故障。診斷故障可以提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的穩(wěn)定性，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中安裝不同的傳感器，即使在復(fù)雜環(huán)境下，也能借助故障自主處理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維修，減少由于機(jī)械故障引起的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失。

二、農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用情況

現(xiàn)如今，各國(guó)都在不斷研發(fā)新的農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的精準(zhǔn)化和快速化，例如美國(guó)作為農(nóng)業(yè)強(qiáng)國(guó)，將GPS系統(tǒng)安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械上，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的全程監(jiān)控和精準(zhǔn)化控制，日本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)作業(yè)全面自動(dòng)化控制的情況，將所有作業(yè)流程都實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，并在畜牧飼養(yǎng)中也引用了自動(dòng)控制技術(shù)。此外，歐洲眾多國(guó)家也針對(duì)小麥和玉米等旱作物實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，在農(nóng)業(yè)機(jī)械上安裝GPS系統(tǒng)。不同于歐美以及日本，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用處于起步階段，具有廣闊的農(nóng)業(yè)機(jī)械化市場(chǎng)，現(xiàn)如今農(nóng)業(yè)機(jī)械化都是部分應(yīng)用或者是精細(xì)化農(nóng)業(yè)中應(yīng)用。

(一)農(nóng)業(yè)機(jī)械部分自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機(jī)械部分自動(dòng)化控制，是有一部分的機(jī)械自身具有自動(dòng)化裝置，例如液壓三點(diǎn)懸掛也是自動(dòng)化裝置的一種，農(nóng)業(yè)中采用的拖拉機(jī)也含有這種裝置，所以拖拉機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)由于自身的抖動(dòng)，造成零件支架摩擦，促使拖拉機(jī)體產(chǎn)生熱量最后引發(fā)火災(zāi)。新型拖拉機(jī)則是在自動(dòng)裝置的協(xié)助下，自動(dòng)對(duì)機(jī)體溫度進(jìn)行感應(yīng)，自動(dòng)控制拖拉機(jī)工作，進(jìn)而減少故障幾率，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用壽命和使用效率。在灌溉系統(tǒng)中的應(yīng)用，是由工作人員使用自動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)行農(nóng)業(yè)澆灌工作，對(duì)農(nóng)耕地進(jìn)行規(guī)劃，每三片區(qū)域設(shè)置一個(gè)設(shè)備，確定設(shè)備的灌溉范圍。進(jìn)而有效節(jié)約成本，用自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行實(shí)踐設(shè)置，減低工作量和實(shí)現(xiàn)水資源的有效利用。

(二)自動(dòng)控制技術(shù)在精細(xì)化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。自動(dòng)控制技術(shù)在精細(xì)化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，是采用精細(xì)化管理模式，在該種模式下實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)管理，提升農(nóng)業(yè)品質(zhì)比，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。精細(xì)化農(nóng)業(yè)以溫室為主，技術(shù)人員采用泵站和渠系對(duì)農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)狀況進(jìn)行管理分析，負(fù)責(zé)設(shè)備的維修管理。自動(dòng)控制技術(shù)在精細(xì)化農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，處于起步階段，還需要進(jìn)一步降低技術(shù)人員的任務(wù)量。技術(shù)人員要使用自動(dòng)控制技術(shù)展開精細(xì)化農(nóng)業(yè)管理，借助互聯(lián)網(wǎng)以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)測(cè)量好的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理后，輸入到自動(dòng)控制系統(tǒng)中，設(shè)備開啟后進(jìn)行自動(dòng)化管理與生產(chǎn)，該項(xiàng)生產(chǎn)方式在初期需要技術(shù)人員定期到現(xiàn)場(chǎng)查看，避免由于機(jī)械設(shè)備不靈活引起卡頓現(xiàn)象。

三、自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用面臨的問(wèn)題及思考

自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用并不受重視，目前農(nóng)業(yè)機(jī)械專業(yè)領(lǐng)域并不重視自動(dòng)控制技術(shù)的推廣，縱使有不少?gòu)S家和專業(yè)技術(shù)人員意識(shí)到農(nóng)機(jī)自動(dòng)化的重要性，但農(nóng)業(yè)網(wǎng)站和氣象部門之間的聯(lián)系和協(xié)助不足，難以全面推動(dòng)自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用，不少職能機(jī)構(gòu)和政府部門并不重視農(nóng)機(jī)自動(dòng)化的發(fā)展，沒(méi)有進(jìn)行深入的研究和細(xì)致的調(diào)查工作，導(dǎo)致農(nóng)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)無(wú)法發(fā)揮促進(jìn)作用，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間農(nóng)業(yè)機(jī)械的差距，也由此產(chǎn)生。所以，政府部門要聯(lián)合相應(yīng)的農(nóng)業(yè)職能機(jī)構(gòu)，提高對(duì)農(nóng)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的認(rèn)可，一方面要為農(nóng)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)和推廣設(shè)置專項(xiàng)扶持，加強(qiáng)與農(nóng)業(yè)大學(xué)的合作，以校地企三方互動(dòng)，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展輸送自動(dòng)化技術(shù)，進(jìn)而提供農(nóng)機(jī)自動(dòng)化的發(fā)展高度；另一方面要為農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域技術(shù)資金投入提供渠道，為農(nóng)機(jī)自動(dòng)化普及提供資金和設(shè)備保障，與企業(yè)和高校簽訂研究型和技術(shù)型高素質(zhì)人才的培養(yǎng)訂單，為農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展投入相應(yīng)的人力、物力和財(cái)力，解放對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化的研究，鼓勵(lì)高校和企業(yè)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化進(jìn)行更深層次的探索。此外，自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域中的技術(shù)研究實(shí)力不強(qiáng)，比對(duì)發(fā)達(dá)國(guó)家缺乏相應(yīng)的技術(shù)和信息支持，依托于國(guó)家農(nóng)機(jī)技術(shù)限制了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械先進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，為提高自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用效率，應(yīng)針對(duì)我國(guó)位置區(qū)域進(jìn)行專項(xiàng)自動(dòng)控制技術(shù)研究，既要加強(qiáng)平原地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的研發(fā)，也要鼓勵(lì)院?；诒镜貐^(qū)的復(fù)雜區(qū)域農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行研究與實(shí)踐，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的全面發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

簡(jiǎn)而言之，就當(dāng)前自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用情況來(lái)看，政府、企業(yè)與高校之間要加強(qiáng)互動(dòng)，針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的薄弱區(qū)域，加強(qiáng)政策和設(shè)備支持，為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化和集成化發(fā)展提供高素質(zhì)人才，共同推廣自動(dòng)控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的發(fā)展。