自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用

王金國

（諸城市辛興鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村服務(wù)中心，山東諸城262218）

農(nóng)業(yè)自古以來都是關(guān)系國計民生的重要發(fā)展事項，其中農(nóng)機(jī)設(shè)備和機(jī)械化技術(shù)直接影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平。近年來，我國農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)蓬勃發(fā)展，其中自動化技術(shù)和信息技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)水平，有效提高了我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力。筆者結(jié)合自身對農(nóng)業(yè)機(jī)械研究的經(jīng)驗，詳細(xì)分析了自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀、技術(shù)優(yōu)勢以及具體的應(yīng)用實例，以期進(jìn)一步提高我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)水平。

1 自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用的優(yōu)勢

農(nóng)業(yè)機(jī)械的實際應(yīng)用環(huán)境非常復(fù)雜，制約了農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展。自動控制技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上緩解了這種情況，極大地提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的適應(yīng)性，使其在實際應(yīng)用中變得更加靈活。具體來說，自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用具有以下優(yōu)勢。

1.1 可以做到實時控制

自動控制技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械上可以很好地體現(xiàn)出其信號傳遞的高效性特點，在農(nóng)業(yè)機(jī)械控制裝置、安全防護(hù)裝置及動力裝置上可以實現(xiàn)實時控制。這種優(yōu)勢在大型、特大型農(nóng)業(yè)機(jī)械上表現(xiàn)得尤為明顯，可降低人為控制因素的干擾，極大地提高農(nóng)業(yè)機(jī)械工作效率，有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的安全性。

1.2 使農(nóng)業(yè)機(jī)械更加安全可靠

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境非常復(fù)雜，為了適應(yīng)各種地勢環(huán)境，對于農(nóng)業(yè)機(jī)械的選擇必須具有針對性。即便如此，在復(fù)雜的工作環(huán)境下，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械出現(xiàn)故障的概率非常高，主要原因是人們對農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用的監(jiān)控力度不足，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)機(jī)械的故障、隱患不斷累加。而自動控制技術(shù)的應(yīng)用可以極大地改善這一問題，及時匯總農(nóng)業(yè)機(jī)械中各個控制部件的信息，讓使用者及時了解機(jī)械的運轉(zhuǎn)情況，針對不同環(huán)境針對性進(jìn)行調(diào)整，使得農(nóng)業(yè)機(jī)械更加安全、可靠。

1.3 做到一定程度的故障自檢

將自動控制系統(tǒng)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械中，各種傳感器可以將機(jī)械各個部件的信息傳輸給主控系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)自帶的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，可以在一定程度上實現(xiàn)故障自檢，降低人員操作和維護(hù)難度，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用效率，延長機(jī)械的使用壽命，最終實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化［1］。

1.4 保證農(nóng)業(yè)機(jī)械配置更加靈活

當(dāng)前，自動控制技術(shù)已經(jīng)非常成熟，各種控制系統(tǒng)基本上已經(jīng)實現(xiàn)模塊化設(shè)計。這就使得農(nóng)業(yè)機(jī)械可以根據(jù)不同的環(huán)境使用不同的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械一專多能，減少設(shè)備的資金投入，使農(nóng)業(yè)機(jī)械使用更加靈活，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的環(huán)境適應(yīng)性。

2 自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化控制技術(shù)發(fā)展起步較晚，雖然在部分高端技術(shù)應(yīng)用上與先進(jìn)國家有所差距，但是發(fā)展速度較快，部分技術(shù)的應(yīng)用水平已處于世界領(lǐng)先地位。

首先，針對傳統(tǒng)老舊農(nóng)業(yè)機(jī)械實施部分自動化改造，主要目的是擴(kuò)大原有機(jī)械的使用范圍，并在一定程度上提高其使用效率，提高使用安全性和穩(wěn)定性。這是一種非常經(jīng)濟(jì)實用的改造方式，也是現(xiàn)如今應(yīng)用最廣泛的方式。

其次，大力發(fā)展無人化自動操作農(nóng)業(yè)機(jī)械。無人化自動操作農(nóng)業(yè)機(jī)械主要應(yīng)用在一些操作簡便、重復(fù)性較高且具有一定危險性的農(nóng)業(yè)活動領(lǐng)域，全自動無人操作可以有效解放勞動力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。另外，無人全自動操作技術(shù)大型化應(yīng)用已全面展開，在一些規(guī)模較大、耕作環(huán)境較好的條件下實現(xiàn)全程無人操作，可以有效節(jié)約生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

最后，大力發(fā)展農(nóng)業(yè)機(jī)器人技術(shù)。這種技術(shù)是未來很長一段時間農(nóng)業(yè)機(jī)械自動控制技術(shù)發(fā)展的大方向，主要是將多種應(yīng)用統(tǒng)一進(jìn)行整合，結(jié)合人工智能與云計算技術(shù)，實現(xiàn)中央電腦集中控制，將農(nóng)業(yè)機(jī)械工作向著更加精細(xì)化、準(zhǔn)確化和規(guī)范化演變，最大限度地解放勞動力。

3 自動控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的具體應(yīng)用

3.1 自動控制技術(shù)在種植過程中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，種植過程是非常耗費人力、物力的，種植質(zhì)量與效率直接影響農(nóng)業(yè)收成。早期，我國農(nóng)業(yè)種植所使用的機(jī)械主要有拖拉機(jī)、耕地機(jī)等半自動化機(jī)械，這些機(jī)械極大低緩解了農(nóng)民繁重的體力勞動，提高了農(nóng)耕效率，有效推進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。但隨著種植技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的進(jìn)步，傳統(tǒng)半自動化農(nóng)耕機(jī)械已不能滿足當(dāng)前更為精細(xì)的耕種要求，因此，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和智能化感應(yīng)技術(shù)的發(fā)展成熟，新型的全自動化農(nóng)業(yè)機(jī)械有助于更好地開展農(nóng)作物種植工作。例如，在水稻種植過程中，自動化耕種農(nóng)業(yè)機(jī)械可以根據(jù)水稻種類對水位高低的要求、種植間距的要求等進(jìn)行自動化精細(xì)調(diào)控，有效降低農(nóng)民的勞作強(qiáng)度，并提升水稻種植質(zhì)量［2］。

3.2 自動控制技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品生長中的應(yīng)用

自動化農(nóng)機(jī)在農(nóng)產(chǎn)品生長管理過程中也有著非常廣泛的應(yīng)用。首先，可以對農(nóng)產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程進(jìn)行全程監(jiān)控，通過編寫好的監(jiān)測程序?qū)ΨN植完成的農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行分類管理，全天24 h對農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)控，可以及時反饋生長過程中的問題。例如，一些農(nóng)業(yè)大棚安裝了全自動的環(huán)境監(jiān)測機(jī)械，可以詳細(xì)分析整個大棚的溫度、濕度、日照時間等因素，再根據(jù)植物所需的環(huán)境進(jìn)行及時的調(diào)控，最大限度地構(gòu)建適合農(nóng)產(chǎn)品生長的環(huán)境，提高生產(chǎn)效益。其次，自動化農(nóng)機(jī)在農(nóng)業(yè)灌溉上有著良好的應(yīng)用前景。整體上來看，我國水資源非常豐富，但是分布非常不均勻，在一些水資源匱乏地區(qū)，對農(nóng)業(yè)灌溉用水的分配需要進(jìn)行更為精細(xì)化的操作，全自動灌溉農(nóng)機(jī)可以根據(jù)當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物用水量實現(xiàn)自動化灌溉，有效節(jié)約用水。例如，比較典型的滴灌、噴灌設(shè)施，將傳感器與計算機(jī)相結(jié)合，根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品生長環(huán)境精細(xì)化進(jìn)行灌溉控制，有效降低了人員管理成本，是實現(xiàn)綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展目標(biāo)的有利手段。最后，在農(nóng)產(chǎn)品病蟲害防治過程中，自動化農(nóng)機(jī)設(shè)備的應(yīng)用也至關(guān)重要。自動化監(jiān)控設(shè)施可以有效監(jiān)控農(nóng)作物的生長情況，一旦發(fā)現(xiàn)病蟲隱患，會及時報警。而在后續(xù)的治理過程中，大型自動化農(nóng)藥噴灑裝置可以使藥物噴灑更均勻、農(nóng)藥消耗更小，不僅可以節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本，而且有利于保護(hù)環(huán)境［3］。

3.3 自動控制技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品收割過程中的應(yīng)用

農(nóng)產(chǎn)品收割過程是最能體現(xiàn)自動化農(nóng)機(jī)優(yōu)勢的地方?，F(xiàn)如今，大型自動化收割機(jī)的研發(fā)已非常成熟，基本上可以實現(xiàn)一體化收割，即快速完成農(nóng)作物收割、處理、存儲等過程。此外，自動收割機(jī)還可以根據(jù)所需農(nóng)作物存儲需求的不同，進(jìn)行不同的處理，針對不同作物的轉(zhuǎn)換也非常靈活，收割精度也在不斷提升。例如，利用聯(lián)合收割機(jī)對玉米進(jìn)行收割，可以同時實現(xiàn)玉米粒剝離、秸稈粉碎處理甚至秸稈飼料化處理，整體收割效率較高，不僅可以降低人員勞動成本，而且可以提升農(nóng)產(chǎn)品存儲質(zhì)量［4］。

4 結(jié)語

農(nóng)業(yè)機(jī)械自動化技術(shù)的發(fā)展對深化我國農(nóng)業(yè)改革非常重要，這也是世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的大方向和大趨勢。因此，國家應(yīng)鼓勵自動化農(nóng)機(jī)的研究和開發(fā)，加大相關(guān)人才的培養(yǎng)力度，在政策上給予農(nóng)機(jī)制造業(yè)一些優(yōu)惠和扶持。農(nóng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)也應(yīng)緊跟時代發(fā)展，結(jié)合農(nóng)民生產(chǎn)需要，努力在農(nóng)機(jī)產(chǎn)品上進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，有效提高我國自動化農(nóng)機(jī)生產(chǎn)水平，加快我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展進(jìn)程。