基于PLC自動(dòng)化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣控制應(yīng)用

徐苗

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速，PLC作為一種使用便捷、功能強(qiáng)大的控制處理器，其程序指令的自動(dòng)編寫與執(zhí)行，對(duì)于實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化有著極為重要的作用。作為電氣自動(dòng)化技術(shù)的核心部件，PLC決定了電氣自動(dòng)化程序的運(yùn)行效率與質(zhì)量，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)具有很大影響。因此，為了不斷提高工業(yè)生產(chǎn)的效率與質(zhì)量，有必要對(duì)基于PLC的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行探討，以加強(qiáng)PLC在電氣工程中的應(yīng)用，推動(dòng)電氣工程的自動(dòng)化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：PLC自動(dòng)化技術(shù);農(nóng)業(yè)機(jī)械;電氣控制應(yīng)用

引 言

農(nóng)業(yè)的發(fā)展依賴于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，為了提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化水平，首先需要提高農(nóng)業(yè)的機(jī)械化效率，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，釋放農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的人力，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與種植的效率，為農(nóng)村建設(shè)提供良好的發(fā)展環(huán)境。在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)發(fā)展的過(guò)程中，PLC技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣控制自動(dòng)化起到了積極的影響，也是我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的標(biāo)志。

一、PLC概述

PLC的是集互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的可編程控制處理器，由于其與各新興技術(shù)結(jié)合的特性，因此，PLC在我國(guó)出現(xiàn)的時(shí)間并不長(zhǎng)，進(jìn)入工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的時(shí)間也并不久，PLC技術(shù)是隨著互聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的成熟與發(fā)展出現(xiàn)的，這種技術(shù)大致于上個(gè)世紀(jì)七十年代進(jìn)入我國(guó)，真正成熟與發(fā)展則是在上世紀(jì)九十年代，這時(shí)候的PLC技術(shù)才具備全自動(dòng)一體化的控制功能。發(fā)展至今，PLC已經(jīng)具備多種控制系統(tǒng)，但使用最廣泛的仍然是集散與現(xiàn)場(chǎng)總線控制這兩種自動(dòng)化控制系統(tǒng)，這兩種控制方式因其錯(cuò)誤率低、應(yīng)用效果好的特性被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的方方面面，極大促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化進(jìn)程。PLC技術(shù)工作的優(yōu)點(diǎn)在于內(nèi)部擁有編程器，編寫和修改程序的效率高，結(jié)合插件式結(jié)構(gòu)，能夠讓農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械在田間工作的過(guò)程中修改程序。PLC裝置的可靠性比較強(qiáng)，擁有較高的抗干擾能力。PLC系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度比較小，安裝起來(lái)很方便，調(diào)試工作量也相對(duì)較小，維護(hù)和應(yīng)用的效率高，為此對(duì)系統(tǒng)的改造效率也比較高。由于PLC裝置存儲(chǔ)器的擴(kuò)展空間比較大，因此系統(tǒng)擴(kuò)展、升級(jí)時(shí)的改變相對(duì)較小。

二、PLC自動(dòng)化技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣控制應(yīng)用

（一）PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)中的應(yīng)用。拖拉機(jī)是最早應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的設(shè)備之一，對(duì)農(nóng)村的耕地種植起到了重要的促進(jìn)作用。而PLC技術(shù)是近年來(lái)提出的理論概念，將PLC技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)拖拉機(jī)中，則能夠促進(jìn)拖拉機(jī)電氣設(shè)備結(jié)構(gòu)發(fā)生一定的變化，極大地提升拖拉機(jī)的使用性能。當(dāng)下應(yīng)用的拖拉機(jī)裝置主要是機(jī)械油壓式三點(diǎn)連接裝置和電子油壓式三點(diǎn)聯(lián)結(jié)裝置，可以通過(guò)微機(jī)來(lái)操作拖拉機(jī)的控制閥，繼而促進(jìn)機(jī)械運(yùn)行平穩(wěn)狀態(tài)的改善，并自動(dòng)設(shè)置拖拉機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，提高拖拉機(jī)的自動(dòng)化水平。目前電子油壓式連接裝置還處于不斷開(kāi)發(fā)應(yīng)用的階段。

（二）順序控制。在電氣工程自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用中，PLC技術(shù)的一大應(yīng)用功能就是順序控制，即在生產(chǎn)過(guò)程中作為順序控制器對(duì)電氣工程設(shè)備的運(yùn)行順序進(jìn)行調(diào)整，方便使用者對(duì)運(yùn)行順序的調(diào)整。例如，在火電廠除灰工作之中，PLC技術(shù)就被用作設(shè)備運(yùn)行的順序控制器，操控多種設(shè)備依照設(shè)計(jì)程序進(jìn)行運(yùn)行，有效的提升了除灰工作的進(jìn)行效率。PLC技術(shù)的使用對(duì)電氣設(shè)備的高效運(yùn)行有著極大的影響，在傳統(tǒng)順序控制工作中，技術(shù)人員需要使用大量的繼電器等控制設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)順序控制，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性也較高，在當(dāng)前的生產(chǎn)中借助PLC技術(shù)，技術(shù)人員可以優(yōu)化對(duì)設(shè)備的順序控制設(shè)計(jì)能力，降低在電氣工程運(yùn)行中的成本，提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí)，技術(shù)人員可以通過(guò)對(duì)PLC技術(shù)中心處理器的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的控制，提升了管理效率，對(duì)設(shè)備運(yùn)行效率和產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量有著極大的優(yōu)化作用。

（三）加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)失效調(diào)查系統(tǒng)的完善性。在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)的時(shí)候，需要將實(shí)際性能作為設(shè)計(jì)目的，然后再實(shí)施電氣控制技術(shù)的相關(guān)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，在實(shí)施具體設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)一定失效的數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的了解，最后再采取實(shí)驗(yàn)的手段來(lái)實(shí)施相應(yīng)的獲取。但是，在具體實(shí)施的時(shí)候?qū)嶒?yàn)與實(shí)際運(yùn)用之間存在著比較大的差異性，而且這種方式在獲取失效數(shù)據(jù)的過(guò)程中并不適用，在實(shí)驗(yàn)中獲取的相應(yīng)數(shù)據(jù)勢(shì)必存在著一定程度的局限性，并且在準(zhǔn)確性方面也比較差。所以在實(shí)施失效數(shù)據(jù)獲取的時(shí)候，必須要通過(guò)相應(yīng)的失效現(xiàn)場(chǎng)來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的獲取，那么在具體設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須要使失效現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)調(diào)查系統(tǒng)實(shí)施完善，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)，勢(shì)必能夠保證電氣控制技術(shù)在PLC技術(shù)應(yīng)用效果方面獲得提升。

（四）PLC技術(shù)在施肥播種機(jī)與水稻直播機(jī)中的應(yīng)用。施肥播種機(jī)與水稻直播機(jī)也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常應(yīng)用的機(jī)械，目前PLC技術(shù)應(yīng)用在播種機(jī)中，能夠使機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)行駛，并對(duì)種子的數(shù)量進(jìn)行檢測(cè)，能夠讓播種的效率變得更高，而且還能夠?yàn)檗r(nóng)作物增長(zhǎng)創(chuàng)造良好的條件，改變?nèi)斯な┓实姆绞?，從而幫助農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)，提升農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收入水平。然而該技術(shù)在農(nóng)村推廣的效果不理想，因?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品與環(huán)境、種子、土地等要素存在關(guān)聯(lián)，如果僅對(duì)植株之間的間距以及種子的數(shù)量進(jìn)行考慮，則難以有效提升農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量，為此今后還要加快推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展和完善，使機(jī)械與實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況相結(jié)合。

（五）應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)中。在數(shù)控系統(tǒng)中融入PLC技術(shù)的使用是非常廣泛的，連續(xù)控制系統(tǒng)，點(diǎn)位控制系統(tǒng)以及直線控制系統(tǒng)這三種是目前數(shù)控系統(tǒng)的主要種類。在機(jī)械加工的過(guò)程中，數(shù)據(jù)系統(tǒng)的地位是不可取代的，比如在機(jī)床加工的過(guò)程中融入點(diǎn)位控制系統(tǒng)，通過(guò)這種方式能夠更加精確地進(jìn)行點(diǎn)和點(diǎn)之間的移動(dòng)。從更加具體的方面來(lái)看，單板機(jī)控制法以及成功能數(shù)控裝置控制法是主要的數(shù)控方法，PLC金屬極為廣泛地融入黨的這兩種控制方法中，相對(duì)而言更加全面的是全功能數(shù)控裝置，在大型機(jī)械加工企業(yè)，通常是原本就是這種方法，因?yàn)榫哂休^高的運(yùn)行成本。在以實(shí)際為基礎(chǔ)的同時(shí)調(diào)整機(jī)床的功能可以通過(guò)單板機(jī)控制裝置進(jìn)行，因?yàn)檫@種裝置的運(yùn)行成本比較低，與此同時(shí)靈活性較高，所以對(duì)于中小企業(yè)來(lái)說(shuō)，這種方法是更加適用的。

（六）PLC技術(shù)在微灌系統(tǒng)、谷物干燥機(jī)中的應(yīng)用。在微灌系統(tǒng)方面，應(yīng)用PLC技術(shù)則能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制的灌溉系統(tǒng)，結(jié)合水位傳感器、土壤水分傳感器、溫度傳感器等自動(dòng)化設(shè)施，對(duì)土壤的墑情和作物的生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)進(jìn)行監(jiān)控，自動(dòng)開(kāi)啟和閉合微噴灌設(shè)備，使設(shè)備系統(tǒng)可以根據(jù)順序來(lái)完成灌溉。PLC技術(shù)在谷物干燥機(jī)自動(dòng)化的應(yīng)用中，可以自動(dòng)化監(jiān)控干燥過(guò)程中谷物的干燥程度、熱風(fēng)濕度、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，并自動(dòng)切斷谷物干燥機(jī)的燃料或者電力，減少故障或事故發(fā)生的概率。

（七）應(yīng)用于立體倉(cāng)庫(kù)控制中。儲(chǔ)存空間通常由幾層甚至幾十層貨架堆積形成的稱為立體倉(cāng)庫(kù)，這種倉(cāng)庫(kù)輸出或者輸入貨物的時(shí)候，都是通過(guò)物料運(yùn)輸裝備進(jìn)行的，就目前而言，電氣工程方面對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)的使用是非常廣泛的。就實(shí)際的操作而言，輸入和輸出畫我的時(shí)候，通過(guò)PLC技術(shù)能夠使結(jié)果更加準(zhǔn)確，與此同時(shí)，對(duì)于立體倉(cāng)庫(kù)中，實(shí)際貨物情況可以進(jìn)行更加準(zhǔn)確的檢測(cè)，對(duì)于處理和控制倉(cāng)庫(kù)的效果更加明顯。把PLC技術(shù)融入到立體倉(cāng)庫(kù)的管理中，不僅可以降低管理人員的工作量，從而可以進(jìn)一步在自動(dòng)化管理融入到倉(cāng)庫(kù)管理中，是倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存空間得到有效的利用，從而使倉(cāng)庫(kù)的儲(chǔ)存空間的效率得到有效的提升。

結(jié) 語(yǔ)

在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)過(guò)程中，PLC技術(shù)的應(yīng)用有利于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量，增強(qiáng)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化水平。科研人員要深入到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中進(jìn)行調(diào)查研究，掌握農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的特點(diǎn)，以此在PLC技術(shù)基礎(chǔ)上來(lái)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)機(jī)械，以更好地為農(nóng)業(yè)農(nóng)村的發(fā)展服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 候明輝.基于PLC實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化電氣控制應(yīng)用研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（13）：1014.

[2] 王容霞.基于PLC實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)化電氣控制應(yīng)用研究[J].科技風(fēng)，2016（2）：96.

[3] 符明.基于PLC技術(shù)的電氣控制應(yīng)用研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（30）：123.