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

(長(zhǎng)沙職業(yè)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410000)

0 引言

伴隨著農(nóng)業(yè)的機(jī)械化發(fā)展，不同種類和功能的機(jī)械設(shè)備被運(yùn)用到了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大大減輕了農(nóng)民的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。然而從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀來看，農(nóng)業(yè)機(jī)械仍需依靠農(nóng)民手動(dòng)操作，自動(dòng)化控制技術(shù)尚未得到普及應(yīng)用，相關(guān)專業(yè)人才也比較匱乏，對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展帶來了一定的阻礙。對(duì)此，加強(qiáng)PLC自動(dòng)化技術(shù)的研究和應(yīng)用大為可行，利用PLC自動(dòng)化技術(shù)實(shí)施農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化，將會(huì)徹底打破當(dāng)前不良格局，加速推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，促使農(nóng)業(yè)發(fā)展邁向全新的階段，為糧食生產(chǎn)安全提供有力保障。

1 PLC技術(shù)概述

PLC自動(dòng)化技術(shù)是指通過在可編程存儲(chǔ)器內(nèi)編寫程序，下達(dá)命令，主要是對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，操控農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)，提高機(jī)械設(shè)備操作的便捷性，將勞動(dòng)力從繁瑣的機(jī)械控制工作中解脫出來，還會(huì)減少主觀失誤，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需求，促使農(nóng)業(yè)機(jī)械能夠更好地服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，創(chuàng)造更加豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。PLC自動(dòng)化技術(shù)具有體積小、程序編寫簡(jiǎn)單、使用和維護(hù)便利等多重優(yōu)勢(shì)，還能在使用環(huán)境和條件發(fā)生變化時(shí)隨之進(jìn)行拓展升級(jí)，始終與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相適應(yīng)，適合目前我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化、規(guī)模化的要求，可以預(yù)見，PLC自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中將備受青睞，并得到大范圍的應(yīng)用，進(jìn)而掀起農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的改革浪潮[1]。

2 應(yīng)用策略

2.1 在農(nóng)用拖拉機(jī)中的應(yīng)用

眾所周知，早期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中誕生的最偉大的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)物之一就是拖拉機(jī)，拖拉機(jī)充分體現(xiàn)了前人的智慧，揭開了農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)的新篇章。PLC自動(dòng)化技術(shù)是信息時(shí)代的重要產(chǎn)物，將其應(yīng)用于拖拉機(jī)電氣系統(tǒng)中，起到了優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用，早期機(jī)械油壓式連接裝置被電子油壓式連接裝置所取代，控制方式更加精準(zhǔn)。只需要在PLC中設(shè)置運(yùn)行參數(shù)，即可讓拖拉機(jī)按照這一參數(shù)連續(xù)平穩(wěn)地運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)電路短路時(shí)也能及時(shí)進(jìn)行處理，顯著改善了拖拉機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，增加了其使用效益。

2.2 在施肥播種機(jī)與水稻直播機(jī)中的應(yīng)用

播種和施肥都是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的常見操作，長(zhǎng)期以來，運(yùn)用手工播種模式存在著效率低下的問題，播種不均勻會(huì)影響到植株之間的間距，過疏過密都不利于農(nóng)作物生長(zhǎng)階段的管護(hù)，農(nóng)作物產(chǎn)量也會(huì)有所下降。而人工施肥的弊端也比較明顯，施肥量過多，將會(huì)殘留在土壤和植株上，同樣會(huì)危害農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。將PLC自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用于施肥播種機(jī)與水稻直播機(jī)，單位面積內(nèi)播種數(shù)量是固定的，機(jī)械會(huì)自動(dòng)行駛，完全不需要人工干預(yù)，植株的間距更趨于合理，且肥料施加均勻，農(nóng)作物能夠得到充足的光照、水分和肥料，長(zhǎng)勢(shì)十分喜人。

2.3 在微灌系統(tǒng)和谷物干燥機(jī)中的應(yīng)用

將PLC自動(dòng)化技術(shù)與傳感器結(jié)合應(yīng)用到微灌系統(tǒng)中，通過對(duì)外界溫度、土壤及含水量數(shù)據(jù)的自動(dòng)化檢測(cè)，適時(shí)地開啟和關(guān)閉灌溉裝置，既可以滿足植物不同生長(zhǎng)階段對(duì)水分的需求，又能夠防止水資源浪費(fèi)，避免灌溉量過大造成植株根系的腐爛，給農(nóng)作物生長(zhǎng)創(chuàng)造合理的環(huán)境。

谷物干燥機(jī)中應(yīng)用PLC自動(dòng)化技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)械熱風(fēng)量、運(yùn)轉(zhuǎn)情況及谷物的干燥程度，當(dāng)作業(yè)完成后立即自動(dòng)關(guān)閉谷物干燥機(jī)，既節(jié)省電力，又降低能耗。PLC還具有自動(dòng)檢測(cè)的功能，當(dāng)機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)異常時(shí)自動(dòng)斷電，防止故障發(fā)生[2]。

3 PLC自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用存在的主要問題

3.1 重視程度不高

無論是技術(shù)人員還是農(nóng)民都沒有充分認(rèn)識(shí)到PLC自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制中的應(yīng)用價(jià)值，技術(shù)人員沒有深入到農(nóng)村了解當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)情況，也沒有結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，不利于先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和作業(yè)模式的傳播。農(nóng)民對(duì)新技術(shù)、新設(shè)備的接受程度不高，絕大多數(shù)農(nóng)民經(jīng)過了長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐更加信奉經(jīng)驗(yàn)主義，覺得PLC自動(dòng)化技術(shù)和新型農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用會(huì)增加生產(chǎn)成本投入，損害經(jīng)濟(jì)利益，對(duì)其抱以抵觸情緒。因而影響到了相關(guān)技術(shù)和機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣，致使PLC自動(dòng)化技術(shù)及現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中無法發(fā)揮功能，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀亟待提上日程。

3.2 研究與投入較少

在研究PLC自動(dòng)化技術(shù)方面我國(guó)應(yīng)該積極參考和借鑒發(fā)達(dá)國(guó)家的先進(jìn)理論和經(jīng)驗(yàn)，與我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)際緊密結(jié)合，投入充足的資金和資源用于技術(shù)研發(fā)和推廣，促使研究成果迅速得到市場(chǎng)化轉(zhuǎn)化，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)制造新的利益增長(zhǎng)點(diǎn)。然而技術(shù)研發(fā)工作資金投入不足的問題較為突出，相關(guān)部門并沒有嚴(yán)格監(jiān)督資金的使用情況，無法保證資金的充足注入，導(dǎo)致PLC自動(dòng)化技術(shù)研究工作因缺少資金強(qiáng)力支持而后繼無力，很難獲得預(yù)期的研究成果，PLC自動(dòng)化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的控制精度達(dá)不到要求，這極大的制約了我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化和智能化發(fā)展腳步。

4 優(yōu)化對(duì)策及發(fā)展趨勢(shì)

4.1 加大研發(fā)資金投入力度

保證研發(fā)資金的充足注入是推進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新的有效舉措，特別是對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展來說，加強(qiáng)PLC自動(dòng)化技術(shù)的研究，針對(duì)技術(shù)應(yīng)用效果進(jìn)行不斷改良，離不開資金的強(qiáng)力支持。相關(guān)部門要提高對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的重視程度，切實(shí)加大資金投入力度，確保PLC自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新階段能夠持續(xù)注入資金，結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀及農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備使用情況實(shí)施技術(shù)革新，促進(jìn)科研活動(dòng)的穩(wěn)步有序開展，那么PLC自動(dòng)化技術(shù)就會(huì)在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械控制中發(fā)揮有效作用，充分滿足新時(shí)期農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。

4.2 開展專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)工作

一方面，技術(shù)人員要主動(dòng)學(xué)習(xí)PLC自動(dòng)化技術(shù)，相關(guān)部門也要定期組織培訓(xùn)活動(dòng)，提高技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)能力，使其充分掌握PLC技術(shù)及現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用情況，了解廣大農(nóng)民群眾的生產(chǎn)需求，深入到農(nóng)村地區(qū)，開展技術(shù)推廣工作。另一方面，對(duì)農(nóng)民的技術(shù)培訓(xùn)要使用多種方法，利用新媒體廣泛宣傳PLC技術(shù)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械的價(jià)值，面對(duì)面地做思想工作，或者是建設(shè)農(nóng)業(yè)示范基地，通過組織農(nóng)民參觀，明確PLC是如何控制農(nóng)業(yè)機(jī)械的，傳授農(nóng)民技術(shù)應(yīng)用要領(lǐng)，當(dāng)農(nóng)民真正享受到先進(jìn)科技提供的便利后，其運(yùn)用PLC技術(shù)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械的積極性就會(huì)空前高漲。

4.3 PLC技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

首先，農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣系統(tǒng)的自動(dòng)化控制面臨著嚴(yán)重的干擾問題，這會(huì)造成PLC技術(shù)下達(dá)指令后系統(tǒng)有較長(zhǎng)的時(shí)間反應(yīng)，甚至?xí)霈F(xiàn)運(yùn)行異常和故障，使農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)行安全遭受威脅。所以未來PLC在農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制中的一大發(fā)展趨勢(shì)就是強(qiáng)化抗干擾能力，確保在復(fù)雜多變的環(huán)境下PLC仍然可以正確發(fā)出指令，縮短系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，減少對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的維護(hù)。其次，隨著我國(guó)對(duì)PLC技術(shù)的研究不斷深入，在農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制中此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸趨于成熟，未來對(duì)PLC技術(shù)的研究要著眼于數(shù)字化、智能化，與DCS技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，研發(fā)更加穩(wěn)定的FCS系統(tǒng)，F(xiàn)CS系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)具有數(shù)字化控制的優(yōu)勢(shì)，賦予了電氣系統(tǒng)智能特征，能確保農(nóng)業(yè)機(jī)械處于嚴(yán)密監(jiān)控下，使用和維修都更加科學(xué)合理[3]。

5 結(jié)語

總而言之，PLC自動(dòng)化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制中的應(yīng)用涵蓋了農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)、施肥播種機(jī)、收獲機(jī)械、谷物干燥機(jī)等多種設(shè)備，發(fā)揮的作用不可小覷。鑒于當(dāng)前我國(guó)在PLC技術(shù)和現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械研究方面的重視程度不足、資金投入較小等問題，應(yīng)該積極扭轉(zhuǎn)思想觀念，引入和培養(yǎng)高水平技術(shù)人才，將先進(jìn)技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械推廣到廣大農(nóng)村地區(qū)，借助PLC技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)施精密控制，盡早實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化、智能化，在此情況下我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)會(huì)煥發(fā)出全新景象，真正成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱。

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