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

吉安職業(yè)技術(shù)學(xué)院 朱雨震

在科技快速發(fā)展的今天，為了適應(yīng)快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，必須要加快農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和加工。當(dāng)今世界，隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都在發(fā)生著巨大的變化，行業(yè)的優(yōu)化和升級(jí)速度不斷加快，而常規(guī)的制造工藝已不能適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，迫切需要現(xiàn)代化技術(shù)作為引導(dǎo)和推動(dòng)。利用自動(dòng)化技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化改造，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和品質(zhì)得到極大提高，改變了以往的封閉狀態(tài)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式得到了優(yōu)化。

1 PLC技術(shù)的概念與優(yōu)勢(shì)

1.1 概念

PLC是一種以單片機(jī)為控制中心的可編程控制器，它將現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)相融合，已經(jīng)被廣泛地用于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)中。將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入PLC技術(shù)可以使電氣系統(tǒng)的自動(dòng)控制更加有效。PLC裝置的操作命令全部由編程語(yǔ)言編寫(xiě)，大大提高了裝置的穩(wěn)固性和準(zhǔn)確性。要提高PLC技術(shù)的執(zhí)行質(zhì)量，必須根據(jù)實(shí)際情況，從輔助設(shè)施和操作職能等角度出發(fā)，結(jié)合機(jī)器的性能和自動(dòng)化的優(yōu)點(diǎn)，最大限度地發(fā)揮資源的作用。PLC技術(shù)不但可以有效地改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力，而且可以為規(guī)?；纳a(chǎn)提供技術(shù)保證，對(duì)當(dāng)前我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了推動(dòng)作用。這種技術(shù)在我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中首次采用，效果較好。

綜上所述，PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在提高農(nóng)機(jī)運(yùn)行效率、促進(jìn)機(jī)械操作便捷、減少人為操作錯(cuò)誤等方面，從而使人力資源更大程度地發(fā)揮其作用。在此基礎(chǔ)上，將PLC技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)機(jī)的控制，能更好地適應(yīng)農(nóng)業(yè)的實(shí)際需要，從而提高農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。在實(shí)際使用中，PLC技術(shù)具有體積小、編寫(xiě)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，并能準(zhǔn)確適應(yīng)環(huán)境的改變，提高其適應(yīng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能力。目前，PLC技術(shù)已在農(nóng)業(yè)中廣泛使用，對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和規(guī)?；l(fā)展起著重要的推動(dòng)作用，可見(jiàn)PLC技術(shù)的發(fā)展必然會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)的整體發(fā)展。農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展在很大程度上依賴于農(nóng)業(yè)規(guī)?；男枨?，從而提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的綜合利用率。農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化控制應(yīng)該得到進(jìn)一步的發(fā)展，減少農(nóng)業(yè)工人的人數(shù)，提高農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量。另外，在農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣系統(tǒng)中加入了信息化、通信技術(shù)，使農(nóng)用電器的自動(dòng)化程度得到了提高。

1.2 優(yōu)勢(shì)

1.2.1 功能完善

PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)中有著廣闊的用途。農(nóng)產(chǎn)品的加工技術(shù)多種多樣，各種農(nóng)產(chǎn)品的處理方法和要求也各不相同，就算是專業(yè)技術(shù)工人也難以完全理最近更新解。利用PLC技術(shù)，可使操作模式更加簡(jiǎn)單，提高作業(yè)效率，最大程度地節(jié)省勞動(dòng)力。

1.2.2 適應(yīng)能力及抗干擾性較強(qiáng)

PLC技術(shù)的編程語(yǔ)言相對(duì)比較簡(jiǎn)單，經(jīng)過(guò)對(duì)其應(yīng)用的不斷改進(jìn)和完善，編程的內(nèi)容和格式可以得到更好的優(yōu)化，并且可以采用很小的程序來(lái)進(jìn)行操作。同時(shí)，PLC技術(shù)還可以對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的操作進(jìn)行改進(jìn)，使得各種設(shè)備之間的相容性更好，即使是新老機(jī)械，或是參數(shù)有差異，也可以通過(guò)PLC技術(shù)進(jìn)行操作。隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)的快速發(fā)展，PLC技術(shù)可以在一定程度上克服各種工藝和裝備在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中遇到的各種問(wèn)題。在裝置運(yùn)行過(guò)程中，可以抵御各種信號(hào)源的影響，從而提高產(chǎn)品的加工效率。

1.2.3 系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)要求較低

PLC技術(shù)依靠計(jì)算機(jī)編程進(jìn)行加工和管理，在已有的程序中增加了“自動(dòng)檢驗(yàn)”這一項(xiàng)，可以對(duì)裝置的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)試和檢查，從而對(duì)某些常見(jiàn)的故障進(jìn)行自適應(yīng)性的解決，或者由技術(shù)人員進(jìn)行遙控維護(hù)，從而減輕工作人員的工作負(fù)擔(dān)。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣控制與PLC技術(shù)融合應(yīng)用方式及對(duì)策

中國(guó)地域廣闊，適合開(kāi)展農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)的東北地區(qū)和華北地區(qū)，既是“先鋒地區(qū)”，又是全國(guó)的糧食生產(chǎn)基地。當(dāng)前，在我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，電子控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的重要技術(shù)支撐，實(shí)現(xiàn)了少量人員投入的大型農(nóng)產(chǎn)品加工，可以在一定程度上節(jié)省勞動(dòng)力，滿足當(dāng)前的農(nóng)業(yè)發(fā)展需要。

2.1 融合應(yīng)用方式

2.1.1 控制順序

PLC技術(shù)是一種非常實(shí)用的技術(shù)，在執(zhí)行過(guò)程中必須進(jìn)行詳細(xì)的操作。將傳感器的感知信息融入電子自動(dòng)化系統(tǒng)中，并將其輸入需要的反饋手段。在自動(dòng)化系統(tǒng)中加入了一個(gè)管理軟件，保證了該系統(tǒng)管理工作的執(zhí)行。采用遙控技術(shù)，利用無(wú)線通信通信技術(shù)，對(duì)自動(dòng)控制的過(guò)程進(jìn)行了完美的控制，保證農(nóng)用機(jī)械化的生產(chǎn)取得預(yù)期的結(jié)果。

2.1.2 開(kāi)關(guān)量控制

在常規(guī)的電氣自動(dòng)控制中，切換技術(shù)主要依賴于繼電的保護(hù)，這種保護(hù)技術(shù)的響應(yīng)敏感性很差，一旦發(fā)生故障，無(wú)法及時(shí)采取緊急措施，從而使線路無(wú)法工作。通過(guò)PLC技術(shù)，即使在線路中出現(xiàn)故障，也可以提高開(kāi)關(guān)的精確度和實(shí)時(shí)性。對(duì)于此類問(wèn)題的出現(xiàn)，PLC技術(shù)可以在最短的時(shí)間內(nèi)做出判斷，提高整個(gè)線路的安全。

2.2 應(yīng)用對(duì)策

2.2.1 PLC技術(shù)的深化

隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)水平的提高，嵌入系統(tǒng)、智能化技術(shù)對(duì)PLC技術(shù)的發(fā)展起著巨大的推動(dòng)作用。在具體的設(shè)計(jì)中，對(duì)其各種功能的模塊和設(shè)備進(jìn)行了精細(xì)化的設(shè)計(jì)，不僅系統(tǒng)設(shè)計(jì)好，而且非常有保障。所以，對(duì)于程序員而言，在實(shí)現(xiàn)PLC程序時(shí)，必須要進(jìn)行大量的研發(fā)，同時(shí)要對(duì)智能系統(tǒng)進(jìn)行合理的規(guī)劃，保證其在實(shí)踐中的應(yīng)用。不斷改進(jìn)與完善，保證PLC技術(shù)在國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣工程中持續(xù)發(fā)展。

2.2.2 提高PLC技術(shù)的使用標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)格

在我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣系統(tǒng)中，PLC技術(shù)是絕對(duì)不能隨意使用的，必須要有相應(yīng)的實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，否則，以后的維修和改造工作就會(huì)受到很大的限制，而且還會(huì)加大投資的投入。如果PLC的運(yùn)行沒(méi)有與相關(guān)的技術(shù)要求一致，后續(xù)的維修過(guò)程難以進(jìn)行，甚至?xí)斐梢欢ǖ陌踩[患。因此，操作人員一定要做到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化操作，以免出現(xiàn)問(wèn)題。

2.2.3 開(kāi)展職業(yè)技能訓(xùn)練

隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，該技術(shù)的使用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛，同時(shí)也促進(jìn)了技術(shù)的持續(xù)改進(jìn)和升級(jí)。相關(guān)專家必須進(jìn)行專門(mén)的技術(shù)訓(xùn)練，積極參加實(shí)際學(xué)習(xí)，全面了解PLC技術(shù)發(fā)展的最新動(dòng)向，并將其運(yùn)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣系統(tǒng)中。只有如此，技術(shù)才能更上一層樓，在各自的區(qū)域中發(fā)揮更大的作用。為了保證PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械在電控領(lǐng)域的推廣，必須加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)人員的技術(shù)訓(xùn)練，以推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的電控系統(tǒng)的發(fā)展。

3 PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械電氣自動(dòng)化控制中的應(yīng)用展望

3.1 深度整合

PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械的電氣控制中的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，嵌入系統(tǒng)與智能化技術(shù)的強(qiáng)大推動(dòng)，對(duì)PLC技術(shù)的不斷完善與技術(shù)提高起著重要的推動(dòng)作用。在實(shí)際的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中，智能裝備模組的使用越來(lái)越頻繁，所包含的作用也越來(lái)越多，總體上看起來(lái)比較復(fù)雜，但其實(shí)施的效果卻很好。在運(yùn)用PLC技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)注重對(duì)PLC技術(shù)的改進(jìn)和創(chuàng)新，通過(guò)采用簡(jiǎn)便、系統(tǒng)化的方式，提高PLC技術(shù)的可靠性和精確度。經(jīng)過(guò)近幾年的快速發(fā)展，PLC技術(shù)逐步完善，在機(jī)械化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中取得了初步的成果，對(duì)技術(shù)的改造和提升起到了積極的作用。技術(shù)骨干，必須根據(jù)當(dāng)前技術(shù)發(fā)展的趨向與特征更新專業(yè)知識(shí)和操作技能，努力掌握新技術(shù)、新方法，以保證自己在工作中處于主導(dǎo)地位。

3.2 提高PLC技術(shù)的應(yīng)用水平

在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用中，必須嚴(yán)格執(zhí)行已有的規(guī)范和計(jì)劃。如果隨意修改PLC的技術(shù)，會(huì)對(duì)以后的加工效果和成本造成一定的影響，從而降低PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械化方面的效果。目前，隨著電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展速度逐步提高，技術(shù)障礙問(wèn)題也逐漸暴露出來(lái)。要克服自動(dòng)化技術(shù)的“瓶頸”，就必須把各種技術(shù)相互融合，形成更加穩(wěn)定的自動(dòng)化、智能化的體系。為此，技術(shù)工作者應(yīng)該在農(nóng)業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中，不斷完善PLC技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化操作，從而實(shí)現(xiàn)與農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的新融合。

3.3 增強(qiáng)可編程控制器的穩(wěn)定性能

在科技飛速發(fā)展過(guò)程中，必須改變不同技術(shù)類型的不平衡性，以保證PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和加工中的發(fā)展。目前，由于我國(guó)的農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的趨向與成效呈現(xiàn)出地域不平衡的特征，各方面的執(zhí)行水平差別很大，其在農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)、加工等方面的運(yùn)用和成效最優(yōu)，而在農(nóng)田中引入的比例稍小，兩者比較有明顯差別。從理論分析和實(shí)際工作中可以看出，電氣系統(tǒng)中存在著大量的設(shè)備和設(shè)備之間的相互干擾，由于EMI的存在，設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)偏差、計(jì)算錯(cuò)誤、系統(tǒng)紊亂等問(wèn)題。因此，有必要進(jìn)一步加強(qiáng)PLC的抗干擾性，并在嚴(yán)酷的工作條件下，提高其穩(wěn)定性和精度。

4 PLC技術(shù)在農(nóng)機(jī)的電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1 適用范圍

4.1.1 農(nóng)用拖拉機(jī)

在我國(guó)最早應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的機(jī)械設(shè)備就是拖拉機(jī)，它的應(yīng)用大大提高了耕作的效率，從而推動(dòng)農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展。PLC技術(shù)是近幾年在農(nóng)業(yè)機(jī)械上運(yùn)用的，可以有效地改善機(jī)械結(jié)構(gòu)，優(yōu)化其使用性能。目前，拖拉機(jī)使用的PLC裝置，可以分成三點(diǎn)連接裝置、液壓連接裝置和電子液壓連接裝置，并由電子電腦來(lái)操縱牽引車(chē)的閥門(mén)，保證拖拉機(jī)的安全。PLC技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)設(shè)定，從而保證了其在生產(chǎn)中的高自控程度。

4.1.2 水稻直播機(jī)和施肥播種機(jī)

水稻直播機(jī)、施肥播種機(jī)等是比較常用的農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，PLC技術(shù)的引進(jìn)使得水稻直播機(jī)和施肥播種機(jī)的使用更加廣泛。采用PLC技術(shù)，可以明顯地提高水稻生產(chǎn)的機(jī)械化程度，既能強(qiáng)化對(duì)種植的監(jiān)控，又能有效地提高播種率，克服傳統(tǒng)的人工施肥方式帶來(lái)的不利影響，為作物的生長(zhǎng)發(fā)育提供更好的環(huán)境，從而增加了糧食的收成。采用直播技術(shù)和播種技術(shù)，既節(jié)約了人力，又提高了農(nóng)民的效益。

4.1.3 谷物烘干機(jī)及微灌系統(tǒng)

PLC自動(dòng)技術(shù)在微灌系統(tǒng)中的運(yùn)用則是完成對(duì)水分、溫度、土壤等相關(guān)參數(shù)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，并根據(jù)測(cè)量的結(jié)果對(duì)灌水器的開(kāi)閉進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。該方法不僅能保證作物在各個(gè)時(shí)期對(duì)水量的需要，也能防止由于灌溉過(guò)量導(dǎo)致農(nóng)作物根的腐敗，從而降低了水的消耗，為作物的生產(chǎn)創(chuàng)造了一個(gè)更為有利的條件。PLC自動(dòng)干燥技術(shù)在谷物干燥器中的運(yùn)用，能夠?qū)任锏倪\(yùn)轉(zhuǎn)狀況、熱風(fēng)量、谷物干燥的情況進(jìn)行監(jiān)控，并且在干燥結(jié)束后，谷物干燥器會(huì)自動(dòng)地關(guān)閉。PLC自動(dòng)控制技術(shù)能夠極大地降低電能的損耗，并充分利用PLC的自動(dòng)監(jiān)測(cè)能力，當(dāng)發(fā)生不正常的狀況時(shí)，能夠在最短的時(shí)間內(nèi)及時(shí)停車(chē)，從而防止發(fā)生安全事件，達(dá)到保護(hù)個(gè)人和財(cái)產(chǎn)的目的。

4.2 應(yīng)用策略

4.2.1 加大投入力度

科研和技術(shù)的發(fā)展都需要經(jīng)費(fèi)的支撐，保證足夠的科研經(jīng)費(fèi)投入，為技術(shù)的成功也增添了一份保障。在農(nóng)機(jī)機(jī)械化發(fā)展的進(jìn)程中，要使其更好地發(fā)揮作用，必須在原有的技術(shù)基礎(chǔ)上增加科研經(jīng)費(fèi)，以達(dá)到最佳的使用效益。在這一進(jìn)程中，有關(guān)單位要提高技術(shù)創(chuàng)新意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)PLC自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)、創(chuàng)新和應(yīng)用等方面的投資?？蒲薪?jīng)費(fèi)的投入對(duì)PLC的自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展具有一定的影響作用。

4.2.2 技術(shù)訓(xùn)練的實(shí)施

要想PLC技術(shù)得到持續(xù)、穩(wěn)定的發(fā)展，必須加強(qiáng)對(duì)專業(yè)人員PLC技術(shù)的培訓(xùn)。技術(shù)工作者要不斷地了解和掌握PLC技術(shù)，并定期組織有關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，提高技術(shù)人員的技術(shù)能力和對(duì)現(xiàn)代農(nóng)機(jī)使用狀況的了解。進(jìn)一步認(rèn)識(shí)農(nóng)戶的現(xiàn)實(shí)需要，深入農(nóng)村做好技術(shù)宣傳工作。而技術(shù)工人在接受技術(shù)教育的過(guò)程中，應(yīng)該采取多種方式進(jìn)行技術(shù)的培訓(xùn)，并利用新媒介進(jìn)行推廣，讓更多的人認(rèn)識(shí)到PLC技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)機(jī)的價(jià)值。在技術(shù)推廣期間，可以通過(guò)講座、面對(duì)面交流和建設(shè)示范基地等方式，使廣大農(nóng)戶了解PLC技術(shù)的工作機(jī)制，使更多的農(nóng)戶能夠從機(jī)械化技術(shù)的發(fā)展中受益。當(dāng)農(nóng)民們學(xué)會(huì)了PLC的操作要點(diǎn)以后，其運(yùn)用的積極性和能動(dòng)性都會(huì)提高，從而為PLC技術(shù)和現(xiàn)代農(nóng)機(jī)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5 結(jié)語(yǔ)

要想農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保持穩(wěn)定、長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展與進(jìn)步，必須以準(zhǔn)確穩(wěn)定的生產(chǎn)技術(shù)為保證，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、現(xiàn)代化的生產(chǎn)加工，從而使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)得到更好的發(fā)展。目前，自動(dòng)化技術(shù)在我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，而PLC技術(shù)的智能化、信息化將極大地促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，從而在今后的發(fā)展中取得更加廣泛的應(yīng)用前景。在農(nóng)機(jī)化電子控制領(lǐng)域，PLC技術(shù)將發(fā)揮其強(qiáng)大的功能，為整個(gè)軟硬件的自動(dòng)控制發(fā)展注入新的活力。同時(shí)，PLC技術(shù)還可在一定程度上節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，技術(shù)工作者應(yīng)該深入地探討PLC技術(shù)和農(nóng)業(yè)機(jī)械化的結(jié)合發(fā)展，以達(dá)到預(yù)期的發(fā)展目標(biāo)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的常態(tài)化和長(zhǎng)效化發(fā)展。信息技術(shù)的發(fā)展使各個(gè)行業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，特別是在農(nóng)業(yè)方面，使有關(guān)的生產(chǎn)工作充滿了新的生機(jī)。在此過(guò)程中，PLC自動(dòng)化技術(shù)能夠根據(jù)編程方式自動(dòng)操作，為規(guī)?；霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)創(chuàng)造有利的環(huán)境。因此，PLC技術(shù)對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)作用。