PLC控制技術在農業收獲機械上的應用

陳恒峰　盛會　郭輝　劉宇　李靜松

摘要：電子產品在農業機械領域廣泛應用，使農業收獲機械逐漸向數字化、電子化、信息化方面發展。分析PLC技術在農業收獲機械智能控制方面的應用現狀，分析應用中存在的主要問題，提出改進意見，旨在為PLC技術在農業收獲機械上的進一步應用提供參考。

關鍵詞：PLC；收獲機械；應用；智能化

中圖分類號：S225 文獻標識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）03-0045-02

近年來，城市不斷大量占用農業用地與人均耕地資源日益減少的矛盾不斷激化，對農業發展提出來更加嚴峻的要求，要求我國農業必須向優質、高產、高效的方面發展。隨著現代科技的快速發展，電子信息技術與現代農業技術不斷結合，農業機械的現代化水平不斷提高。農業機械現代化的發展，對我國農業現代化發展起巨大推動作用。在農業機械現代化發展過程中，農業收獲機械的發展速度始終高于其他農業機械，使之成為農業機械現代化的代表。PLC控制技術與農業收獲機械結合，是電子信息技術與現代化農業技術的結合典范。

1 PLC基本結構及原理

PLC技術是一種自動化控制技術與計算機技術相互結合的電子產品。這種產品不僅可以進行程序編寫、儲存、內部邏輯運算，還可以通過外部數據鏈傳輸對機械設備上的電子元器件生產過程進行監控，全面提升機械設備自動化程度。

PLC技術主要由電源、存儲器、輸出輸入數據鏈接口、內部編程器、外部擴展槽5部分組成，通過數據鏈和電源將需要控制的各個零部件有機組合起來，在系統上形成一個有機整體；根據外部控制設備的特點制定相應控制方案，形成整體、精干、準確的動作程序，進而完成對農業收獲機械的控制。

PLC工作順序是一個閉式循環的工作回路：外部定位點測量輸入量→PLC程序邏輯運算→輸出控制程序→外部定位點測量輸入量。外部定位點測量輸入量：外部各個控制點的限位開關信號、傳感器的數字或模擬信號、通信停止信號等均可以作為輸入量；PLC程序邏輯運算：輸入信號進入PLC，由存儲器中預先編存的控制程序對信息進行處理；輸出控制程序：將經過PLC處理的控制程序通過外部連接數據鏈傳輸到需要動作的電器，對其進行控制。

2 PLC技術在農業收獲機械上的應用

隨著電子技術的快速發展，利用電子控制技術的農業收獲機械越來越受到農業生產者青睞。尤其是進入21世紀后，快速發展的PLC技術備受使用者歡迎，它相對于傳統電子控制模塊單片機，具有高可靠性、強通用性、強大抗干擾能力、方便維護性，能夠更好的適應田間復雜作業環境。

PLC工作優點可以歸納為：1） PLC有內部編程器，方便程序編寫與修改；采用插件式結構，可以使農業收獲機械在田間工作過程中修改程序。2） PLC裝置可靠性強大的抗干擾能力。3） 質量輕便、體積小巧、能量消耗低。4） PLC裝置已形成標準化生產，硬件配套比較齊全，功能趨于完善，適用性與通用性強，成本低。5） 控制檢測數據可以直接連接計算機進行運算，控制程序編輯容易掌握，便于操縱。6） PLC系統設計難度小、安裝方便、調試工作量小、使用維護方便，容易進行系統改造。 7） PLC裝置存儲器擴展空間大，擴展、升級系統時改變最小。

在農業收獲機械中，PLC技術主要用于液壓工作系統的電子控制部分，通過編程控制液壓系統的各個工作元器件，完成農產品收獲與分級。紐荷蘭生產的自走式葡萄收獲機，用PLC對液壓系統進行控制，通過對葡萄藤進行振動使成熟葡萄掉入采箱，實現不傷害葡萄樹的精確控制；用控制液壓系統的輸送裝置完成葡萄采集、運輸。意大利生產的MTS全自動番茄收獲機，通過PLC編程同時完成番茄砍秧撿拾、搬運、挑選、裝車工作，是農業收獲機械中的代表機型。

3 PLC技術在農業收獲機械應用中存在的問題

3.1 存在的問題

3.1.1 新電子科技應用重視度不夠 PLC技術應用于農業收獲機械控制系統中時，以輸出程序方式控制元器件動作，要求研究人員具要較高的電子工程專業知識。一些設計人員缺乏過硬的專業知識，無法對PLC系統進行細致、深入研究，使機械智能化控制技術無法得到廣泛應用。

3.1.2 資金投入不足 PLC技術屬于高新技術，需要大量資金與精密實驗儀器設備作保障。目前，我國在該方面的技術支扶持性投入遠遠不足，未形成企業與高校聯盟式發展，導致高校新技術實用成果轉化效率低下，企業產品性能、自動化、數字化、智能化程度無法實現突破性發展。

3.1.3 研究與實際應用嚴重脫節 相對于發達國家，我國的農業收獲機械智能化水平低、信息化程度不高、技術更新緩慢、實際使用性差，在很大程度上制約農業收獲機械生產效率與綜合效能發揮。簡單地說，就是先進技術研究與實際應用嚴重脫節，研究成果無法轉變為生產力，或研究方向偏離實際需求目標。

3.2 對策

1） 提高收獲機械從業人員的操作水平；2） 加大國家對收獲機械生產公司的經濟性支持力度；3） 農業收獲機械公司與對口高校結成創業聯盟，使理論與實際結合，提高科技成果轉化效率，開發適用性強、可靠性高的農業機械產品。

4 結語

隨著現代科技的快速發展，電子產品在農業機械領域廣泛應用，改變傳統收獲機械使用方法勢在必行。PLC控制技術是智能化控制系統的重要組成部分，也是推動農業收獲機械向智能化發展的技術動力源，將其與農業收獲技術緊密結合起來，使農業收獲機械逐漸由純機械操作向數字化、電子化、信息化、智能化控制方面發展，是新時代農業收獲機械發展的主要方向。