PLC自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械電氣控制中的應(yīng)用

江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院泰州機電分院 魏俊

前言

如今城市化發(fā)展進程越來越快，國內(nèi)的農(nóng)耕面積也在逐漸減少，農(nóng)業(yè)的經(jīng)營成本也在逐漸增加，但農(nóng)民的經(jīng)濟收益卻有所降低，這嚴重限制了農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展狀況。為了有效促進農(nóng)村的經(jīng)濟發(fā)展，提高經(jīng)濟效益水平，應(yīng)當積極利用現(xiàn)代化科技方式。例如：PLC技術(shù)的運用就能夠大幅度提升現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)備的自動化水平，可以大幅度增強新時代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益，改善農(nóng)民的生活水平。然而現(xiàn)階段中，PLC技術(shù)的實際運用依舊存在一些不足。因此，要針對該技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的具體運用情況，展開針對性的研究與優(yōu)化。

1 PLC技術(shù)簡介

PLC技術(shù)作為可編程的控制技術(shù)，在發(fā)展之初主要運用在工業(yè)生產(chǎn)工作當中，如今，在科學(xué)水平不斷提升的背景下，PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動化生產(chǎn)當中也得到了有效運用，大幅度提升了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作質(zhì)量以及工作效率，不但能夠節(jié)約人力與成本投入，還能夠大幅度提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。PLC技術(shù)的本質(zhì)是利用可編程存儲器，利用內(nèi)部所存儲的指令來完成一系列操作，配合傳感器實現(xiàn)各類的自動化功能。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)設(shè)備的研發(fā)過程中，通過運用PLC技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)通過自動化設(shè)備來取代傳統(tǒng)人力勞動。例如，播種、收割等工作，都可以通過現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)備進行操作。PLC自動化設(shè)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的具體需求，在應(yīng)用PLC技術(shù)的過程當中，一定要結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求，有效的提升設(shè)備的實際使用效果。

在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備加工過程當中，同樣能夠運用PLC技術(shù)。通過在設(shè)備的生產(chǎn)加工過程中運用PLC技術(shù)，可以大幅度提高電氣控制的精準性與科學(xué)性。所以，在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備發(fā)展的過程中，通過PLC技術(shù)的運用，可以逐漸取代傳統(tǒng)的人工勞作，大幅度提升各項生產(chǎn)工作的效率。另外，在選用PLC技術(shù)時，還要與具體情況相結(jié)合，有效研究程序中的浮點數(shù)計算與輸入頻率、成本等問題。PLC技術(shù)優(yōu)點還體現(xiàn)在便捷的程序修改能力上，而且，PLC設(shè)備具有插件式結(jié)構(gòu)，能夠在設(shè)備使用的過程當中，結(jié)合實際情況來修改程序，進而提高工作性能，保證設(shè)備工作的穩(wěn)定性與高效率，有效抵擋各類型的外界干擾。此外，PLC系統(tǒng)還具有安裝便捷的優(yōu)勢，調(diào)試工作也簡單便捷，所以PLC農(nóng)業(yè)設(shè)備也具有良好的維護效率。由于PLC裝置內(nèi)部存儲器的存儲空間較大，因此，想要升級系統(tǒng)時也無需進行太多改變。

2 農(nóng)業(yè)機械設(shè)備中PLC技術(shù)的應(yīng)用情況

2.1 缺乏重視

雖然農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的現(xiàn)代化研究已經(jīng)獲得社會各界的重視，然而因為技術(shù)水平的限制，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備的研究進度十分緩慢，難以得到有效的發(fā)展。未能在實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中得到有效運用。很多科研人員由于缺乏對農(nóng)村發(fā)展狀況的了解，未能注重對于技術(shù)領(lǐng)域的創(chuàng)新，使得研究工作后期難以繼續(xù)，最終造成技術(shù)的發(fā)展水平受限。另外，由于部分村民觀念上的落后，導(dǎo)致自動化農(nóng)業(yè)設(shè)備在農(nóng)村的實際推廣工作中受到了各方面的限制，使得現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)設(shè)備無法得到高效率的推廣與運用。并且在具體的農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備研究工作當中，PLC技術(shù)與農(nóng)業(yè)設(shè)備的結(jié)合也有著較高的難度，進而難以獲取預(yù)期的開發(fā)效果。

2.2 研究投入有限

在研發(fā)應(yīng)用了PLC技術(shù)的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備的工作當中，需要應(yīng)用大量的新興技術(shù)人才，投入極高的資金成本。然而，隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，很多傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)工具與人工勞作都能夠滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。在此背景下，PLC技術(shù)的研究受到了嚴重限制，很多人開始思考在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)機械當中運用PLC技術(shù)是否真的具有現(xiàn)實意義,導(dǎo)致對于PLC技術(shù)的研究重視程度較低，嚴重缺乏專業(yè)性人才與資金，很大程度上限制了自動化農(nóng)業(yè)設(shè)備的發(fā)展，更限制了現(xiàn)代農(nóng)村經(jīng)濟水平的提升，無法有效地改善現(xiàn)代農(nóng)村居民的生活質(zhì)量。

2.3 實際需求與技術(shù)研發(fā)存在一定的差距

在應(yīng)用PLC技術(shù)研發(fā)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的過程中，需要確保所研發(fā)的設(shè)備能夠滿足現(xiàn)階段的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的過程中，PLC技術(shù)已經(jīng)成為一種被廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)手段，但是總的來看，對于該技術(shù)的應(yīng)用還有很大的改進空間，目前如何進一步提升PLC技術(shù)應(yīng)用的科學(xué)性以及合理性仍然是需要重點關(guān)注的問題。在對PLC技術(shù)以及機械生產(chǎn)技術(shù)進行大規(guī)模應(yīng)用的過程中，如何科學(xué)與便捷地應(yīng)用農(nóng)業(yè)機械裝置等問題也依舊存在。從PLC技術(shù)的實際應(yīng)用情況上來看，問題主要集中在對于PIC技術(shù)的應(yīng)用與實際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求有一定的差異，盡管應(yīng)用PLC技術(shù)能夠有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的自動化水平，但是在將PLC技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械融合的過程中沒有從操作人員的角度出發(fā)，實用性不高。我國國土面積廣大，不同地區(qū)有著不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特征，在應(yīng)用PLC技術(shù)的過程中，需要從各地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況出發(fā)，提升技術(shù)應(yīng)用的針對性。此外在設(shè)計環(huán)節(jié)也需要考慮到操作人員的使用習(xí)慣，將實際的情況作為切入點，從而充分發(fā)揮PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用。此外農(nóng)業(yè)部門還需要加強對技術(shù)的研發(fā)投入，重視對專業(yè)技術(shù)人才的培養(yǎng)，從我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及對PLC技術(shù)的實際使用需求出發(fā)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械與PLC技術(shù)的有效結(jié)合，進一步提升農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展水平。

3 PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動化設(shè)備中的實際運用

中國作為農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)是國內(nèi)社會經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，所以如何提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率是國內(nèi)的重點研究領(lǐng)域之一。有效提升農(nóng)作物的產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本的消耗，是眾多學(xué)者高度關(guān)注的內(nèi)容之一。當下，為了可以有效地增強農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，促進科技水平的提升，一定要重視現(xiàn)代智能技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)的有效融合發(fā)展，有效提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。而通過PLC技術(shù)的研究與運用，能夠有效加快農(nóng)業(yè)設(shè)備自動化發(fā)展的腳步。

3.1 農(nóng)用拖拉機中PLC技術(shù)運用

國內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中最早運用的設(shè)備就是拖拉機，加強了運輸能力，推動了農(nóng)業(yè)的進步。隨著近幾年P(guān)LC技術(shù)的發(fā)展，將PLC技術(shù)運用到農(nóng)業(yè)拖拉機當中，同樣能夠有效優(yōu)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(wěn)高效地進行工作，同時，能夠?qū)崿F(xiàn)拖拉機轉(zhuǎn)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(tǒng)的控制方式相比，在PLC技術(shù)的支撐下，能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)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(shù)設(shè)置在PLC中，在運行時拖拉機就可以按照提前預(yù)設(shè)好的參數(shù)平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，在這個過程中，機載系統(tǒng)還能對拖拉機的運行狀態(tài)進行檢測，如果在檢測的過程中發(fā)現(xiàn)拖拉機內(nèi)部電路存在短路的情況，系統(tǒng)就能夠及時調(diào)整，確保拖拉機的穩(wěn)定運行，在很大程度上提升了農(nóng)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作中，水稻直播機與施肥播種機也是極為常用的設(shè)備類型。在傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)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(xiàn)代化施肥播種機在PLC技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)高性能的自動化生產(chǎn)工作，同時還能夠有效監(jiān)控種子的具體數(shù)量，更好地優(yōu)化播種效率，同時還能夠為農(nóng)作物的生長提供更好的基礎(chǔ)條件。不但改變了傳統(tǒng)低效率的人工工作模式，節(jié)約人工勞動成本，同時在PLC技術(shù)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(chǎn)量，從而提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率，改善農(nóng)民的生活質(zhì)量。但在現(xiàn)階段，PLC技術(shù)的實際運用情況十分受限，因為土地、種子、環(huán)境因素之間有著極大的關(guān)聯(lián)性。所以，播種機在具體工作當中，一定要考量種子的類型，數(shù)量以及播種間距，不然無法有效保證農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，難以有效地提高農(nóng)民的經(jīng)濟收益。所以，有關(guān)研究者要重視自動化的研究，同時還要結(jié)合當下的技術(shù)設(shè)備以及農(nóng)業(yè)的實際狀況進行研究改進，做到科技與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)真正融合，有效地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率與質(zhì)量。

3.3 谷物干燥機以及微灌系統(tǒng)中的運用

通過在微灌系統(tǒng)中運用PLC技術(shù)，可以實現(xiàn)農(nóng)地灌溉設(shè)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(jiān)理設(shè)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(jù)預(yù)定的程序進行判斷，從作物生產(chǎn)的需求出發(fā)，智能開啟與關(guān)閉微灌系統(tǒng)，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(xiàn)農(nóng)田的自動化灌溉效果。將PLC技術(shù)運用到谷物干燥機內(nèi)，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(zhì)，在實現(xiàn)控制的過程中，也以智能化控制系統(tǒng)為依托，同樣輔助一些檢測設(shè)備，實時獲取機器內(nèi)部的谷物干燥狀態(tài)、設(shè)備運行情況、溫度、風(fēng)控、濕度，并根據(jù)內(nèi)部設(shè)定的程序，進行操作調(diào)節(jié)，優(yōu)化谷物的干燥效果。同時設(shè)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(fā)生，提高設(shè)備的智能化與安全性，降低設(shè)備故障的概率，并保證谷物干燥的效果。

4 PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用趨勢

在將PLC技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(dǎo)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(nóng)業(yè)機械的使用效能，同時該問題也會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械出現(xiàn)故障，影響正常的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。因此在未來的發(fā)展中，解決好信號干擾問題是PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械自動化控制領(lǐng)域的重點發(fā)展方向，在發(fā)展相關(guān)技術(shù)的過程中，需要確保在復(fù)雜的設(shè)備使用條件下PLC技術(shù)仍可以正常的發(fā)出指令，并縮短指令的延遲時間，從而進一步提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械運行的穩(wěn)定性，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以順利實施，并減少相關(guān)機械的維護成本。在我國對于PLC技術(shù)研究不斷深入的背景下，農(nóng)業(yè)機械電氣自動化控制技術(shù)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(shù)發(fā)展過程中，還需要著眼于繼續(xù)提升技術(shù)的智能化水平以及數(shù)字化水平，重視PLC技術(shù)與DCS技術(shù)的結(jié)合，從而彌補PLC技術(shù)的不足，同時還需要研發(fā)具有更強的穩(wěn)定性，功能更加豐富的FCS系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，F(xiàn)CS系統(tǒng)具有較為明顯的數(shù)字化控制優(yōu)勢，能夠有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)機械的智能化水平，從而為集約化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)打下良好的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

由上可知，在現(xiàn)代智能化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備的發(fā)展當中，PLC技術(shù)具有極為重要促進作用，具有極為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。運用基于PLC技術(shù)的自動化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備能夠有效加強我國農(nóng)作物的生產(chǎn)質(zhì)量，提高農(nóng)民的經(jīng)濟效益，改善生活質(zhì)量?，F(xiàn)階段，雖然PLC技術(shù)在工業(yè)或其他領(lǐng)域中已經(jīng)得到了有效運用，但是在農(nóng)業(yè)設(shè)備中的運用依舊存在一些阻礙。需要有關(guān)學(xué)者在農(nóng)業(yè)設(shè)備運用PLC技術(shù)的過程當中，一定要結(jié)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(nóng)業(yè)的實際生產(chǎn)工作有效結(jié)合。同時，有關(guān)單位還要加強對于成本的投入，支持對應(yīng)的研究，保證能夠真正促進國內(nèi)農(nóng)業(yè)機械設(shè)備智能化、機械化發(fā)展。做到真正與我國國情相符，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的使用質(zhì)量、增加國內(nèi)糧食產(chǎn)量、促進我國農(nóng)業(yè)的長遠發(fā)展。