可持續發展理念下我國現代農業自動化技術發展面臨的瓶頸及對策

孟令艷 喬永勝 姜 偉 柴潤峰

（南陽飛凡電梯有限公司，河南 南陽 473000）

可持續發展理念作為指導當代經濟社會發展的重要指導理念，對于現代農業自動化發展也有著重要的指導意義。當今，不斷更新的科學技術推動著農業自動化技術朝著現代化、智能化、節能化和高效化方向發展。目前，盡管現代農業自動化技術在諸多領域的應用已實現突破，有力地促進了我國農業生產力的大幅度提升，但與發達國家相比，仍然存在一定差距，并有部分突出問題迫切需要解決。因此，有必要研究可持續發展理念下現代農業自動化技術的發展趨勢，以進一步促進現代農業發展與進步。

1 我國現代農業自動化技術發展面臨的瓶頸

1.1 能源緊缺，能耗控制嚴格

隨著我國對于農業產業投入的穩步提高，農業產業鏈相關企業不同程度地引入了一批自動化設備。然而，我國能源緊缺現狀以及農業生產過程中較為嚴格的能耗控制使得農業企業自動化發展頗為艱難，尤其是一些較為先進的自動化設備，常因為這兩方面突出因素的影響，而不能全負荷運載［1］。

1.2 質量管理工作不到位

質量管理工作作為農業企業自動化技術應用中的重要環節，必須得到充分重視。如果不能將質量管理工作落到實處，則會嚴重影響自動化技術的科學、合理應用，同時會影響自動化設備的使用壽命。然而，從現實情況來看，大多數中小型農業企業往往缺乏規范化的質量管理制度。

1.3 自動化技術集成化程度低

未來農業自動化技術發展的重要方向之一是擺脫自動化系統在各功能及系統連接上的缺失，通過信息技術的聯合應用實現資源共享，避免影響自動化系統作用的發揮。然而，當前農業企業自動化技術集成化程度低，導致與這一目標的實現依然存在較大差距。

2 可持續發展理念下我國現代農業自動化技術發展趨勢

現階段，“創新、協調、綠色、開放、共享”已成為可持續發展理念的基本要求，而新一輪技術創新所產生的現代農業自動化技術完全符合這一要求，而且規避了傳統自動化技術遺留的問題。

2.1 自動化管理及運作更加高效

目前，自動化技術將先進的管理方式與設計理念帶入現代農業生產管理體系中，能有效地提升農業企業對于自動化控制系統開發的基本要求。無論在管理層面，還是系統運作層面，效率均較高，提升了農業企業的開發績效和實際產出效能。

2.2 農業生產管理更加精準

目前，大部分現代農業自動化技術的運行都需要借助互聯網平臺。在互聯網平臺的支持下，現代農業自動化技術能實現數據的高效傳輸。在此條件下，大數據、云計算及物聯網技術得到了廣泛的引入和應用，為實現農業生產精準管理奠定了基礎［2］。

2.3 自動化技術集成化程度提高，生產成本進一步降低

隨著農業自動化技術研發與推廣力度的增強，傳統依托人力或簡單機械而開展的生產環節必然會被自動化生產所替代，同時相應的生產環節必然會融入現代農業自動化生產管理體系。自動化技術集成化程度不斷提高，傳統生產所需的能耗和經濟成本將進一步降低，從而促進現代農業企業可持續發展。

3 可持續發展理念下現代農業自動化技術應用范例

3.1 智能配電系統

智能配電系統從最初的元件模擬到如今的智能模擬，應用范圍不斷擴大，實際應用效果大大提升，不僅能實現農業生產、儲存和運輸等不同場所的遠程控制與監視，而且能通過故障預測來滿足不同情形下現代農業生產對于服務的需求，同時能延長配電網絡的整體壽命、保證配電網絡的可靠性。目前，我國大型農業企業所采用的智能配電系統可以在標準的分組網絡下，提供詳細的設備狀態信息，將點對點的通信系統廢止，并依托傳感器轉換成為更加高效的狀態。這有助于改變以往每個農業設備都需要專門通道才能連接完全的限制，使后臺控制中心能在遠程的狀態下準確、快速地了解故障發生地，進而提醒企業及時委派維修人員開展保障維修工作。

目前，在我國電力系統中，終端負荷一般是低于間斷性負荷的，最終用戶即終端用戶的一方。而在電壓等級較低的農村地區供電系統中，通常采用更符合農業生產實際與節能要求的35 kV與10 kV供電系統類型，有助于保證系統自帶功能的牢靠性。

3.2 智慧農舍

對建筑資源進行科學配置、滿足不同需求的用戶是智能建筑設計師的職責所在。現代農業企業所打造的智慧農舍不僅要保證建筑規劃設計的科學性和合理性，而且在技術層面需要涉及電氣自動化技術、物聯網技術等多方面技術，以最大限度地實現智慧農舍高效運行［3］。由此可見，要想提高智慧農舍的資源利用率、降低資源空置率，必須科學合理地將自動化技術應用于智慧農舍。例如，智慧建筑中變電站的設計更需要電氣自動化技術來使監控和管理更為自動化，大多數情況下需要將傳統電力信號電纜替換為光纖通信電纜，將常規電磁式設備替換為全微機化設備。再如，電氣安全是智慧農舍運行的關鍵環節，其代表著智慧農舍是否能夠達到電路安全載流量的保障標準。將自動化技術引入智慧農舍，可以有效監控設備的絕緣性、人體與帶電體的安全距離及電氣安全性等。圖1為蔬菜生產智慧農舍運行示意圖。

圖1 蔬菜生產智慧農舍運行示意圖

3.3 GE Fanuc PLC自動控制系統

GE Fanuc PLC自動控制系統主要應用于現代農產品加工企業，其具有以下四方面優勢。一是具有起、停預告信號的集控系統，故障出現時能及時、快速地傳遞緊急停車信號和報警信號。二是系統運行所需的設備通常安裝有逆流閉鎖，易出現堵料現象。這起初是由于機械故障造成的，并非是因為逆流閉鎖的安裝。GE Fanuc PLC自動控制系統可以對機械設備進行較為詳盡的檢查，故障報警后應立時停車進行處理，防止產生安全生產問題。三是實現集控系統高效運行。設備出現意外故障時，經過設立的集控系統，操作人員可以通過集中控制大批設備，時時檢測生產狀況。

4 可持續發展理念下促進現代農業自動化發展的建議

隨著我國對農業自動化研發投入的逐步增加，未來市場中將會出現越來越多符合要求的農業自動化產品，我國農業企業的市場競爭力也將得到增強。

4.1 充分發揮政府的引導作用

為了更為有效地推動我國農業自動化技術的應用，各級政府及相關部門應進一步加大對現代農業自動化發展的支持力度，通過扶持農業企業購買相關設備來促進現代化農業自動化技術的普及［4］。與此同時，科技部門應支持新型現代農業自動化技術研發，加快研發產品的推廣與應用。

4.2 努力提升我國農業自動化裝備的制造水平

農業自動化裝備的制造水平直接決定著我國農業自動化發展程度，因此，農業自動化裝備制造企業一定要樹立提升制造工藝水平的意識［5］。一方面，要努力提升農業自動化裝備的使用壽命，確保其能在較為復雜的農業生產環境中正常工作，減少因為裝備故障所造成的損失；另一方面，產品的研發應精準對接企業的實際需求，從而更好地促進裝備的推廣與應用。

4.3 強化農業自動化裝備的應用管理

要想高效推廣與應用農業自動化技術，強化農業自動化裝備的應用管理非常重要。現代農業企業應建立符合農業自動化裝備使用規律的管理制度，通過標準化管理來提高農業生產力。同時，將農業自動化裝備與信息化技術進行聯合應用，不斷適應時代發展要求，推動農業企業可持續發展［6］。