電氣自動化在農(nóng)業(yè)機械控制中的應(yīng)用

封鄭慧婷

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

面對當前激烈的市場競爭環(huán)境，企業(yè)要想獲得長遠的發(fā)展，就必須重視企業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量的提升。對于農(nóng)業(yè)企業(yè)而言，在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的過程中運用電氣自動化技術(shù)，能夠加強對農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的控制，從而有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的整體效率。當前，播種機設(shè)備、拖拉機和分揀機到后續(xù)的農(nóng)產(chǎn)品包裝等機械化設(shè)備運行流程較為煩瑣，而將電氣自動化設(shè)備應(yīng)用到這些設(shè)備中，則能精準控制整個農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)過程，有效保障農(nóng)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1 電氣自動化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)中的作用

首先，將電氣自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用到農(nóng)業(yè)機械控制中，能夠有效提高農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中各個環(huán)節(jié)的效率。例如：在農(nóng)作物種植的過程中使用插秧機等電氣自動化設(shè)備，相比傳統(tǒng)的人工插秧而言，其工作效率遠遠高于人工插秧。其次，農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的自動化發(fā)展趨勢也體現(xiàn)在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用情況上，其能夠有效減少傳統(tǒng)模式中因人工操作而產(chǎn)生的疏忽和誤差，極大程度減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的安全風險，將安全事故的發(fā)生概率降到最低。最后，如果農(nóng)業(yè)機械的各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)自動化控制，在實際的工作之中能夠有效降低工作人員的工作壓力，操作更加簡便快捷，同時也減少了企業(yè)人力資源方面的成本；不僅如此，企業(yè)員工在節(jié)省工作時間的基礎(chǔ)上，可以有更多的精力提升自身的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，為企業(yè)未來的發(fā)展爭取更多的競爭優(yōu)勢，員工的滿意度也能夠得到大大的提升。在此基礎(chǔ)上，企業(yè)能夠通過電氣自動化的應(yīng)用實現(xiàn)自身的轉(zhuǎn)型和升級，使其在面對風險的時候能夠有更強的抵御能力[2]。

2 電氣自動化技術(shù)的工作原理

2.1 充分利用先進科學技術(shù)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，其在生產(chǎn)領(lǐng)域的重要性越來越突出。電氣自動化技術(shù)作為前沿技術(shù)之一，融合了電氣工程、自動化技術(shù)、計算機技術(shù)以及通信技術(shù)等諸多先進科學技術(shù)，實現(xiàn)了對農(nóng)業(yè)機械等設(shè)備的自動化操作。

2.2 充分連接計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

為了實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的控制和輔助，電氣自動化技術(shù)需要網(wǎng)絡(luò)和計算機設(shè)備的加持，運用計算機可以通過模擬計算的方式生產(chǎn)農(nóng)業(yè)機械，后續(xù)指令的連續(xù)化傳遞則需要通過網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，只有這樣，電氣自動化技術(shù)才能夠?qū)崟r、高效地傳遞信息[3]。

3 電氣自動化在農(nóng)業(yè)機械控制中的具體應(yīng)用

3.1電氣自動化在農(nóng)業(yè)機械控制中的智能化應(yīng)用

在迎來了智能化的時代之后，農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)行業(yè)需要全面提升自身的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。電氣自動化技術(shù)將計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和新興的智能化科技結(jié)合在一起，綜合了多個學科和技術(shù)的優(yōu)良性能，符合農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)過程中對自動化技術(shù)和工藝的高標準和高要求。為了更加精確地模擬出農(nóng)業(yè)機械控制中智能化的操作模式，電氣自動化技術(shù)將人工智能技術(shù)和農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中的關(guān)鍵操作結(jié)合在一起，使其朝更加智能化和多元化的方向發(fā)展。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，水稻直播機與施肥播種機是比較常用的機械設(shè)備[4]。目前，電氣工程自動化技術(shù)被廣泛應(yīng)用于水稻直播機中，除了能夠?qū)崿F(xiàn)農(nóng)業(yè)機械的自動化控制，還能夠有效監(jiān)測種子的整體數(shù)目，很大程度上提升播種工作的整體效率。另外，傳統(tǒng)模式中的人工施肥形式需要大量勞動力，利用這種方式不僅節(jié)約了人力成本，同時還能顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量，讓農(nóng)村地區(qū)獲得更多的經(jīng)濟收益。

3.2 電氣自動化在農(nóng)業(yè)機械控制中的虛擬化應(yīng)用

如果要在實際操作中規(guī)避農(nóng)業(yè)機械制造的常見問題，就可以降低人力成本和資源成本，借助電氣自動化的技術(shù)進行模擬和改造。綜合利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和機械制造技術(shù)等相關(guān)的內(nèi)容，模擬出和農(nóng)業(yè)機械實際生產(chǎn)有關(guān)的每一道工序，通過模擬的形式產(chǎn)生出的實驗數(shù)據(jù)將會被重新應(yīng)用于實際的農(nóng)業(yè)機械制造工作中[5]。

以農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)工作為例，利用電氣自動化技術(shù)可以有效加快農(nóng)業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新和改革。為了保障農(nóng)產(chǎn)品能夠得到集中的優(yōu)化和統(tǒng)一，可以不斷地對現(xiàn)有的技術(shù)和資源進行研發(fā)和整合；為了保證設(shè)計出的文件能夠?qū)崿F(xiàn)可視化傳播，需要注重文件的轉(zhuǎn)換工作，利用這種形式可以廣泛采集大家對產(chǎn)品設(shè)計和創(chuàng)新的意見，實現(xiàn)全面的配合，使大型配合模型的開發(fā)效率得到有效提升。這種管理模式不僅能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬化，同時還能夠有效減少其他操作系統(tǒng)對于此系統(tǒng)造成的影響，操作系統(tǒng)也不會因此被修改或損壞。

3.3 電氣自動化在農(nóng)業(yè)機械控制中的集成化應(yīng)用

我國農(nóng)業(yè)機械制造產(chǎn)業(yè)主要通過比較固定的流水線作業(yè)的方式來生產(chǎn)，電氣自動化技術(shù)通過生產(chǎn)模式的整合和排列實現(xiàn)自動化和集成化的應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)機械制造的模式和流程能借助農(nóng)業(yè)機械控制系統(tǒng)進行合理的分配和管理，利用這種形式所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品會具備更高的水準，質(zhì)量也隨之提升，如集成技術(shù)通常會被應(yīng)用于農(nóng)產(chǎn)品包裝的工作中。在機械制造領(lǐng)域當中，產(chǎn)品的種類非常多，一個企業(yè)通常需要與多個廠商的PLC 接口進行連接，因此需要考慮配對和兼容的情況，使所有的設(shè)備都能夠與PLC 接口正常連接，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械設(shè)備控制的高度集成化[6]。

3.4 電氣自動化技術(shù)在播種機自動化控制中的應(yīng)用

電氣自動化技術(shù)在播種機中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下三個方面。

1）電氣自動化技術(shù)在播種機系統(tǒng)架構(gòu)中的應(yīng)用。播種機在進行播種作業(yè)時，不僅需要執(zhí)行播種任務(wù)，還需要完成從耕地到灌溉等一系列任務(wù)，從而實現(xiàn)播種操作全過程的自動化操作[7]。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用在播種機中，能夠加深播種機在執(zhí)行任務(wù)過程中的自動化、智能化程度；將PLC 技術(shù)應(yīng)用到播種機的主機以及各個連接口，能夠?qū)崿F(xiàn)主機對接口所連接的各個部分裝置的控制，主機能夠接收到各個部分裝置的相關(guān)信息，并能夠傳輸相應(yīng)的操作指令給各個部分裝置。因此，在PLC 技術(shù)的幫助下，主機能夠?qū)崿F(xiàn)對播種機各個部分裝置的控制，使各個部分的裝置都能夠按照一定順序完成相應(yīng)的操作，從而實現(xiàn)播種機的自動化操作。

2）電氣自動化技術(shù)在延遲啟動中的應(yīng)用。播種機在進行操作時，其工作任務(wù)需要按照一定的流程順序來執(zhí)行，只有在完成上一步操作后才能夠繼續(xù)進行下一步的操作。通過電氣自動化控制技術(shù)，能夠借助接口進行相關(guān)信號及信息的傳輸，使得主機能夠接收到部分裝置所傳輸?shù)男畔⒑托盘?，根?jù)信號及信息所反饋的情況進行判斷，最終PLC 系統(tǒng)將給出相應(yīng)的指令，并通過電子閥控制各個裝置的開關(guān)，實現(xiàn)播種機各流程的自動化操作。

3）電氣自動化控制技術(shù)在播種機延時控制中的應(yīng)用。在播種機實際的使用過程中，播種精準地執(zhí)行每一個排種操作才能保障農(nóng)作物健康生長，從而增加農(nóng)作物的產(chǎn)量。為了實現(xiàn)這一目標，必須對播種機電氣自動化技術(shù)進行細化處理，因此在編寫PLC 系統(tǒng)程序時，需要按農(nóng)作物排種種植的相關(guān)要求編寫，實現(xiàn)PLC 系統(tǒng)對排種操作過程中各個動作的全方位控制，使播種機延時控制取得良好的效果。不同的農(nóng)作物對于采光要求、生長空間要求以及播種深度要求各不相同，因此在使用播種機種植不同的作物時，需要對PLC 程序進行調(diào)整，使PLC 系統(tǒng)編寫的播種要求符合農(nóng)作物的最佳生長條件。

3.5 電氣自動化技術(shù)在機械采摘臂手中的應(yīng)用

在過去，農(nóng)業(yè)種植行業(yè)需要使用大量勞動力進行農(nóng)作物采摘，不僅如此，椰子、部分堅果采摘過程中甚至會發(fā)生意外事故，給采摘人員造成生命安全威脅，而電氣自動化技術(shù)在機械采摘臂手中的應(yīng)用則提高了機械采摘臂手的智能化和自動化程度。

一般而言，采摘機械臂系統(tǒng)由傳感器、遙感器、PCL控制器、伺服電機驅(qū)動器及伺服電機五部分組成。在采摘機械臂手工作的過程中，傳感器以及計算機技術(shù)可幫助機械手定位果實的位置，機械手抓取果實后再執(zhí)行切割。如果傳感器及計算機技術(shù)定位不準確，導致機械手未能抓取果實，則傳感器會再次進行定位，使機械手能夠抓取到果實，然后進行切割枝柄操作；當初次切割失敗后，需要機械手進行二次切割，直至最終完成切割。當采摘果實的過程中，出現(xiàn)特殊因素導致采摘果實失敗時，相關(guān)操作人員還可以使用遙感器上的驅(qū)動按鈕對采摘機械臂手進行遠程操控，并完成相關(guān)動作。

4 結(jié)束語

如今，我國農(nóng)業(yè)機械制造領(lǐng)域的競爭隨著我國經(jīng)濟水平的不斷提升而變得越來越激烈。農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)企業(yè)秉承著我國可持續(xù)發(fā)展理念的同時，將電氣自動化技術(shù)融入實際生產(chǎn)工作中，并且對其進行不斷的創(chuàng)新，在實際工作的摸索中積攢了更多有利于未來發(fā)展的經(jīng)驗，使機械生產(chǎn)的自動化水平得到提升。除此之外，企業(yè)的管理層人員應(yīng)該認識到電氣自動化技術(shù)對企業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展的重要性，投入一定的資金購買電氣自動化設(shè)備，還應(yīng)注重產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品成本的把控，為自身競爭能力的提升奠定良好基礎(chǔ)。