电气自动化技术在农业机械控制中的应用_刘希璐.pdf

2023 年 4 月下79Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺电气自动化技术在农业机械控制中的应用刘希璐（商丘职业技术学院，河南 商丘 476100）摘要：自古以来，农业就是我国的支柱性产业之一。近年来，随着经济和科技的快速发展，农业机械越来越普及，采用机械设备代替人力生产，有效促进了农业生产力的全面提高。在农业机械设备控制中，电气自动化技术具有重要的作用，能够全面提升农业机械控制效率与精准性。基于此，笔者对电气自动化在农业机械控制中的应用方面进行深入的研究与分析，并结合实践经验总结相关措施，不断提升农业机械设备自动化水平，从而促进农业机械智能化发展，全面提升农业生产效率，助推乡村振兴。关键词：电气自动化；农业生产；机械设备；控制系统；具体应用中图分类号：S220 文献标志码：A DOI：10.3969/j.issn.1672-3872.2023.08.024电气自动化技术在生产控制领域中具有重要作用，不仅能够优化机械设备的功能，提升控制系统效率，还能够推动农业机械设备系统全面升级与创新，故需准确掌握电气自动化技术的要点，结合农业机械设备的实际情况，构建完善的农业机械控制系统，将其与农业设备的运行充分融合，构建新型控制系统体系，解决传统农业机械控制中存在的诸多问题，是推动农业机械控制模式优化与创新的有效方式。1 电气自动化技术的基本概念电气自动化控制技术是现代科技进步的重要产物，主要优势为能够依据设定程序对电气设备进行控制，使其自动运行。在自动化技术及电气技术的发展过程中，与计算机技术的结合应用，使得电气自动化控制技术日臻成熟，并逐步应用于多个领域。在农业生产中，机械设备的应用日益广泛，通过融合电气自动化控制技术，能够提升控制系统运行效率。农业机械电气自动化控制系统，主要包括开环控制、闭环控制、复杂控制及反馈控制等，不同控制系统需要采用其相应的技术。以开环控制系统设计为例，开环控制能够对受控对象加以顺向作用使其自动化完成相应程序，通过开环控制模式使得电子自动化系统与受控对象之间形成更加完整的结构，并且控制流程较为简单，具有易于操作的特点，能够有效解决农业机械容易受到外界因素干扰的问题1。电气自动化控制技术因其自身完善的功能、极强的可操作性及维护较为便利等特点，在农业机械控制系统中得到广泛应用，实践证明，该技术能够提升农业设备运行效率，全面发挥农业设备的优势，同时逐渐与智能化技术相结合，使得我国农业机械控制系统愈发完善。电气自动化技术具有多项优势，满足农业机械控制的需求，为此需要准确掌握二者融合的关键要点，将电气自动化技术全面应用在农业机械控制中，促进农业机械设备升级与创新2。2 电气自动化技术在农业机械控制中的应用优势在农业生产过程中，生产耕作中采用的机械设备日益丰富，各种大、中、小型农业机械相继投入使用，能够覆盖农作物种植从整地、播种到收获的全过程，使得农业生产效率全面提高。在农业机械设备运行过程中，控制系统具有重要作用，是农业机械设备的核心系统，负责对农业机械设备的运行进行控制，为了提升控制效果，确保农业设备高效化运作，需要明确自动化技术的要点，确保其优势充分发挥，该技术具有如下应用优势：1）提升农业机械控制效果。农业机械设备在运行过程中，需要较高的控制效率才能完成相应的农业生产工作，而传统的控制系统不具有自动化功能，需要人工完成复杂的控制操作，这就会在很大程度上增加农业机械设备的控制难度，人工控制容易出现意外情况。而利用自动化技术，能够对农业设备运行进行自动化调控，依据设定程序对其进行控制，不仅能确保农业机械设备高效运行，还能避免人为控制的不稳定问题发生，全面提升农业机械控制效果。2）提升农业机械运行安全性。农业机械运行对于安全性有较高要求，如果出现安全问题，不仅会对农业机械自身产生影响，同时会对操作人员产生安全作者简介：刘希璐（1969），男，河南商丘人，本科，讲师，研究方向为电学。802023 年 4 月下Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺威胁，故需保障农业机械运行安全性。通过采用电气自动化技术，以计算机等对农业机械运行进行监测与控制，能够及时、准确地发现农业机械运行存在的安全问题，并对其进行自动化调控，避免安全问题发生，最大程度地保障农业生产安全，是电气自动化技术应用的重要作用3。3）提升农业机械控制稳定性。在农业机械设备运行过程中，需保证其运行稳定性，才能够充分发挥出农业机械设备的作用，完成农业生产工作任务。通过采用电气自动化技术，能够依据设定程序对农业机械进行控制，可以有效避免农业机械运行出现不稳定问题，电气自动化技术具有监测、自动控制及智能调整等多项功能，能在最大程度上保障农业机械设备的运行稳定性，从而促进农业生产效率提高。4）提升农业机械设备控制准确性。电气自动化技术具有精确控制的优势，能够依据设定程序实现高精度控制，将其与农业机械设备相结合，可以提升农业机械设备运行精确性，从而提升农业生产质量，满足现代农业发展需求。3 电气自动化技术在农业机械控制中的具体应用综上可知，电气自动化技术具有多项优势，将其与农业生产领域相结合，应用在农业机械控制中，能够全面提高农业机械设备运行控制效率，保障农业机械设备安全运行。其是推动我国农业机械设备研发的关键技术，为此需要明确其主要的应用方法，并对系统进行优化。3.1 智能化应用在自动化技术应用过程中，智能技术具有重要作用，将其与农业机械相融合，推动农业生产迈进智能化时代，将电气自动化技术、计算机网络技术及智能技术相结合，使得农业设备的功能更加丰富，管理系统运行更加高效，实现农业机械的智能化运行控制目标4。将智能技术及农业机械控制关键要点相结合，可以有效提升农业机械自动化控制智能水平。例如，在农业生产过程中，水稻直播机、施肥播种机的应用较为广泛，自动化技术能够实现对播种机械的运行控制，同时还能够监测播种数量，使得播种机的运行控制效率全面提高；在传统生产模式中，农作物施肥需要投入大量的劳动力资源，而通过将施肥机械设备与电气自动化技术相结合，能够减少人力成本投入，依据设定的自动控制程序，自动化完成农作物施肥工作，不仅能够提升施肥工作效率，还能够提升施肥准确性，使得农作物施肥更加均匀，避免施肥过多及遗漏等问题发生。农业机械控制智能化目标的实现，需要全面应用电气自动化技术，通过技术融合的方式提升控制效果，从而提高农业生产效率5。3.2 虚拟化应用为了避免农业机械设备运行过程中出现问题，提升运行稳定性与安全性，可以通过电气自动化技术对其进行模拟与优化。利用计算机网络技术、电气自动化技术等，对农业机械设备的运行进行模拟，以数据的方式直观展现在农业机械运行过程中，发现农业机械运行中潜在的问题，进而对其控制方式进行优化，设定更加完善的自动化控制程序，从而能够全面提高农业机械控制效果。以农业机械设备研发项目为例，通过电气自动化技术能够促进农业技术创新发展，为了确保农业机械设备能够得到统一管理，可以对现有技术与资源进行整合；同时，为了提升农业机械设备运行流程的可视化，可以通过电气自动化技术对其进行模拟，有利于促进相关机械设备的创新，使得机械设备研发控制效率全面提高。农业机械设备研发是一项复杂的工作，需要保证控制系统的科学性，可以通过电气自动化技术的模拟化优势，对其运行控制过程进行模拟，将运行控制流程更加直观地展现在研发人员面前，有利于对农业机械设备的设计方案进行优化。通过虚拟化的演示，无需投入过多的资源，就能够实现农业机械设备设计优化的目标。因此，需要将电气自动化技术充分应用于农业机械设备控制系统研发优化中6。3.3 集成化应用在一些大型的农业机械设备中，为了提升系统运行稳定性，各系统之间相对独立，但该模式会使得农业机械设备的运行控制复杂化，降低了运行控制效率。而通过采用电气自动化技术，能够将各系统进行整合，使得农业机械各系统具有集成化的特征，通过完善的系统实现对其各项子系统的联合控制，能够解决传统控制模式下各个系统之间不够协调的问题。例如，在农业机械设备生产过程中，由于机械设备产品种类较多，企业在生产过程中需要与多个厂商的PLC接口进行连接，在集成化不足的情况下，整体连接过于复杂，会浪费大量的资源。而利用电气自动化2023 年 4 月下81Agricultural Machinery and Agronomy农机与农艺技术构建集成化控制模式，使得全部设备都能与PLC接口正常连接，从而提升农业机械设备集成化水平，有利于促进农业设备生产制造，使得各系统之间的兼容性提升，避免出现不匹配的问题7。4 电气自动化技术在农业机械控制中的案例分析以播种机设备为例，将电气自动化技术应用在播种机的控制中，主要包括如下要点：1）优化系统结构。从播种机的系统结构来看，传统的播种机需要人工对其控制，且只能完成单一的播种工作。而采用自动化技术的播种机能依据设定程序运行，并能够同时完成播种、灌溉等多项农业生产工作，通过与电气自动化技术相融合，使得播种机在运行过程中能自动调控其他多项子系统，功能更加丰富；通过对自动化运行的指令传输优化，能够实现对主机连接接口的高效化控制，主机能够实时接收各个接口的相关信息，并将指令快速传输到各装置中，实现对播种机各系统的高效化管控。为此，在电气自动化技术助力下，能够提升播种机整体运行控制效率，确保播种机各个系统机构能够依据设定程序运行，完成各项农业生产任务，实现播种机自动化运行控制的目标8。2）优化延迟启动控制模式。播种机在运行过程中需要依据设定的程序，分步骤完成相应的生产任务，在该过程中指令传输能够直接影响其运行效果，尤其是在延迟启动控制模式下。故需结合自动化技术，利用接口进行信号与信息的传输，使得主机能够接收到全部的信息与指令，依据信号及信息情况做出准确判断，为系统各部分运行提供指令，从而实现播种机自动化运行，提升播种机整体运行效率。3）在播种机延时控制中的应用。播种机在农业生产中具有重要作用，能够快速、准确地完成播种工作，将种子精准地播撒在种植穴内，确保所种植作物快速生长。自动化播种能够全面提升耕种效率，故需加强程序优化，在电气自动化程序编写时，需要依据农作物播种的具体要求，对播种距离、播种数量等参数进行优化调整，从而实现对播种过程中各项动作的自动化控制，使得播种机的延时控制效果提高。同时，不同农作物的播种要求不同，所以需要结合农作物的实际情况，对控制程序进行优化调整，如一些农作物的每个种植穴播种数量较多，在程序设计中需要增加播种数量，才能够确保种子数量充足，提升农作物发芽率与成活率，这些都需要在播种程序设计中充分体现9。4）智能化控制。在电气自动化技术的基础上，通过安装传感器，结合网络技术，能够实现对播种机的远距离监控，利用传感器准确定位种植穴的位置，之后进行播种，管理人员能够远程对播种机的运行进行监管，还能够对其自动化程序进行远程调整，从而提升播种机运行控制效果。电气自动化技术的应用，能够提升播种机的智能化水平，使其依据播种农作物、农田等具体情况，对播种程序进行优化调整，从而促进播种工作质量提升，避免多项传统播种模式中的问题出现10。5 结语综上所述，笔者简要阐述了电气自动化技术的基本概念，并对电气自动化技术在农业机械控制中的优势进行分析，最后提出了多项电气自动化技术的具体应用方式，希望能为农业机械设备的研发制造提供一定的参考，不断提升农业机械设备自动化水平，从而促进农业机械化、现代化发展，全面提升农业生产效率，助推乡村振兴。参考文献：1 裴春雨，吴程.论电气自动化在农业机械领域中的应用J.现代农机，2022(6)：122-124.2 封郑慧婷.电气自动化在农业机械控制中的应用J.南方农机，2021，52(4)：47-48.3 岳威.浅谈PLC自动化技术在农业机械电气控制中的应用J.南方农机，2020，51(23)：91+95.4 张亮亮，韩阿丽.基于PLC自动化技术的农业机械电气控制应用探究J.种子科技，2020，38(17)：135-136.5 缪彦.自动往复播种机的