自動控制技術在農業(yè)機械中的應用探討

□張 珍 趙書玲

信息時代下農業(yè)生產是國家戰(zhàn)略發(fā)展的重中之重，農業(yè)機械化的程度反饋的是國家經濟與未來，推動農業(yè)機械化發(fā)展進程，也是國計民生的第一要務。我國提出要塑造創(chuàng)新大國之后，科學技術發(fā)展速度明顯加快，自動化技術是現如今電氣與機械合作的主流方向，旨在促進信息溝通與交流，推動農業(yè)機械走向自動化和信息化，是實現農業(yè)走向現代化的關鍵。農業(yè)機械中應用自動控制技術，也是為了改變農業(yè)機械的應用格局，農業(yè)機械不僅要替代傳統農業(yè)勞動力，還要走向智能化和信息化，實現播種和收獲的準確定位和品質分析，在農業(yè)播種、生產、收獲與運輸等關鍵環(huán)節(jié)，利用多種多樣的傳感器，實現農業(yè)生產的智能化和集成化，提高農作物產量和品質。

一、自動控制技術在農業(yè)機械中應用的優(yōu)勢

在農業(yè)機械中應用自動控制技術，旨在利用自動控制技術的穩(wěn)定性、配置簡單、實時控制與自動診斷等優(yōu)勢，促進農業(yè)機械走向智能化和集成化，實現農業(yè)生產的一體化。第一，穩(wěn)定性。農業(yè)機械可以提供光電隔離的I/O信號，在一系列輸入端中加載濾波器，依據實際農業(yè)生產需求設置相應參數，就可以達到系列模塊的屏幕功能，確保農業(yè)機械在復雜環(huán)境中也能夠高效運行，例如在雷雨天氣農作物搶收中，采用自動控制技術屏蔽雷電信號，可促使農業(yè)機械正常運轉，完成農作物收割。第二，配置簡單。目前多數廠家都開始生產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，可以根據實際農作物和機械的運轉需求，進行靈活組合，根據具體環(huán)節(jié)的實時情況選擇相應的系統模塊，在相應規(guī)格與功能下，完善與拓展農業(yè)機械的功能。第三，實時控制。自動控制技術是電氣與機械的集合體，電氣控制具有傳輸信號時間短和速度快等特點，在農業(yè)機械設備安全防護中應用自動控制技術，能同時調動多個不同類型的機械，共同進行農業(yè)操作，實時控制機械的運轉。第四，自動診斷故障。診斷故障可以提高農業(yè)機械的穩(wěn)定性，在農業(yè)機械中安裝不同的傳感器，即使在復雜環(huán)境下，也能借助故障自主處理系統實現遠程維修，減少由于機械故障引起的農業(yè)經濟損失。

二、農業(yè)機械自動控制技術應用情況

現如今，各國都在不斷研發(fā)新的農業(yè)機械自動控制技術，實現農業(yè)機械作業(yè)的精準化和快速化，例如美國作為農業(yè)強國，將GPS系統安裝在農業(yè)機械上，以實現農業(yè)機械作業(yè)的全程監(jiān)控和精準化控制，日本已經實現了農業(yè)作業(yè)全面自動化控制的情況，將所有作業(yè)流程都實現了自動控制技術的應用，并在畜牧飼養(yǎng)中也引用了自動控制技術。此外，歐洲眾多國家也針對小麥和玉米等旱作物實現了自動化控制，在農業(yè)機械上安裝GPS系統。不同于歐美以及日本，我國農業(yè)機械自動化技術應用處于起步階段，具有廣闊的農業(yè)機械化市場，現如今農業(yè)機械化都是部分應用或者是精細化農業(yè)中應用。

(一)農業(yè)機械部分自動控制技術的應用。農業(yè)機械部分自動化控制，是有一部分的機械自身具有自動化裝置，例如液壓三點懸掛也是自動化裝置的一種，農業(yè)中采用的拖拉機也含有這種裝置，所以拖拉機運轉中會由于自身的抖動，造成零件支架摩擦，促使拖拉機體產生熱量最后引發(fā)火災。新型拖拉機則是在自動裝置的協助下，自動對機體溫度進行感應，自動控制拖拉機工作，進而減少故障幾率，提高農業(yè)機械的使用壽命和使用效率。在灌溉系統中的應用，是由工作人員使用自動控制技術進行農業(yè)澆灌工作，對農耕地進行規(guī)劃，每三片區(qū)域設置一個設備，確定設備的灌溉范圍。進而有效節(jié)約成本，用自動化設備進行實踐設置，減低工作量和實現水資源的有效利用。

(二)自動控制技術在精細化農業(yè)中的應用。自動控制技術在精細化農業(yè)中的應用，是采用精細化管理模式，在該種模式下實現農業(yè)生產和農業(yè)管理，提升農業(yè)品質比，從而推動農業(yè)現代化發(fā)展。精細化農業(yè)以溫室為主，技術人員采用泵站和渠系對農產品生長狀況進行管理分析，負責設備的維修管理。自動控制技術在精細化農業(yè)中的應用，處于起步階段，還需要進一步降低技術人員的任務量。技術人員要使用自動控制技術展開精細化農業(yè)管理，借助互聯網以及計算機系統對測量好的數據進行整理后，輸入到自動控制系統中，設備開啟后進行自動化管理與生產，該項生產方式在初期需要技術人員定期到現場查看，避免由于機械設備不靈活引起卡頓現象。

三、自動控制技術在農業(yè)機械中的應用面臨的問題及思考

自動控制技術在農業(yè)機械中的應用并不受重視，目前農業(yè)機械專業(yè)領域并不重視自動控制技術的推廣，縱使有不少廠家和專業(yè)技術人員意識到農機自動化的重要性，但農業(yè)網站和氣象部門之間的聯系和協助不足，難以全面推動自動控制技術在農業(yè)機械領域中的應用，不少職能機構和政府部門并不重視農機自動化的發(fā)展，沒有進行深入的研究和細致的調查工作，導致農機自動化技術無法發(fā)揮促進作用，我國與發(fā)達國家之間農業(yè)機械的差距，也由此產生。所以，政府部門要聯合相應的農業(yè)職能機構，提高對農機自動化技術的認可，一方面要為農機自動化技術的研發(fā)和推廣設置專項扶持，加強與農業(yè)大學的合作，以校地企三方互動，為當地農業(yè)發(fā)展輸送自動化技術，進而提供農機自動化的發(fā)展高度；另一方面要為農業(yè)機械領域技術資金投入提供渠道，為農機自動化普及提供資金和設備保障，與企業(yè)和高校簽訂研究型和技術型高素質人才的培養(yǎng)訂單，為農業(yè)機械自動化發(fā)展投入相應的人力、物力和財力，解放對農業(yè)機械自動化的研究，鼓勵高校和企業(yè)對農業(yè)機械自動化進行更深層次的探索。此外，自動化技術在農業(yè)機械領域中的技術研究實力不強，比對發(fā)達國家缺乏相應的技術和信息支持，依托于國家農機技術限制了我國農業(yè)機械先進自動化技術的應用，為提高自動控制技術在農業(yè)機械中的應用效率，應針對我國位置區(qū)域進行專項自動控制技術研究，既要加強平原地區(qū)農業(yè)機械自動化技術的研發(fā)，也要鼓勵院校基于本地區(qū)的復雜區(qū)域農業(yè)機械進行研究與實踐，促進農業(yè)機械自動化技術的全面發(fā)展。

四、結語

簡而言之，就當前自動控制技術在農業(yè)機械中的應用情況來看，政府、企業(yè)與高校之間要加強互動，針對農業(yè)機械自動控制技術的薄弱區(qū)域，加強政策和設備支持，為我國農業(yè)機械自動化和集成化發(fā)展提供高素質人才，共同推廣自動控制技術在農業(yè)機械中的發(fā)展。