自动控制技术在农业机械中的应用研究林静

自动控制技术在农业机械中的应用研究林静

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摘要:科技的快速发展使我国各行业有了更大的发展空间。随着现代科技的迅猛发展,农业机械化逐渐成为现代农业发展的重要标志之一。而随着农业机械的推广应用,对自动化技术的要求同样越来越高。为此,这为自动控制技术应用到农业机械提供了契机。分析自动控制技术在农业机械中的应用,逐渐呈现:实时控制、返修成本低、操作性能高、有利于自我故障诊断等技术优势。

关键词:自动控制技术;农业机械;应用

引言

我国经济的快速发展离不开各行业的大力贡献。在农业机械中,有效运用自动控制技术,能够对农作物生长环境实时地进行监控和调节,从而使农业生产的自动化、智化以及集约化得以有效地实现,致使农作物高效高产得以保证。

1我国农业自动化的发展现状

1)缺乏较高的农业制造业发展程度,当前我国的农业水平得到进一步提高,然而相较于发达国家,我国的农业自动化发展依就存在一些问题,我国的技术发展水平明显低于发达国家,且农业生产效率未符合相关标准;特别是偏远的农村地区,农业从事人员的意识比较差,农业自动化技术应用程度比较低,在发展的大方向上,这些地区的自主品牌比较少,这就导致虽然生产了大量的农产品,然而却难以形成高质量的产品,没有较高的出口水平,从而难以提升农产品价格,大大影响着农业的发展。2)缺乏自动化创新能力,在自动化发展中,最为关键的一部分是产品的创新,现如今大部分农业机械生产企业都缺乏较高的智能化水平,仍然采用以往的生产技术,其产品的使用性能和发达国家间存在一定的差距;由于没有较高的创新能力,导致机械设计难以满足大面积农业生产的需求,这就导致大量的资源浪费,加上引进大量的进口设备,这就大大增加了产品的成本。

2自动控制技术在农业机械中应用的优点

第一,实时控制。此项技术在农业机械中的应用,是以电气控制为基础,以信号传输为媒介进行自动化控制,比较而言,时间短、速度快,基本上实现了对农机的实时和安全控制。第二,操作性能高。农机操作中,自动化技术的应用,一般采用光电隔离的I/O输入输出信号,这种操作实现了内部电路与外部环境的隔离,加上输入器端有效的滤过系统,配合合适的滤波时间常数,避免了外部恶劣作业环节对内部操作系统的干扰,这样能确保农机作业的高操作性能。第三,有利于自我故障诊断。农业机械工作环境恶劣,运作期间出现故障时有发生。自动化技术的引入,尤其多种传感器的使用,使着这些故障的诊断更为便捷。当农业机械某一部件出现故障问题时,机械自身将在第一时间做出诊断,做出预警维护警告,做到自动停止运行甚至开始自我修复。同时,那些高性能处理器及处理系统的应用,同样保障机械修复的有效性和可靠性。第四,返修成本低。自动控制系统的引入,大大提升农机作业适应性,降低农业生产期间发生的故障率,有利于人工操作效率,降低后期返修率和人工输出成本,大大提升农机生产效率。第五,配置使用简单灵活。现阶段,控制器及传感器技术的发展趋向成熟,很多自动化控制的原件及系统使用起来都较为简单,组合更加趋向灵活化。针对不同的农作机械,可针对性地选择现场信号,如脉冲或电位;开关量或模拟量;强电或弱电;电压或电流等,有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备等,这些都大大适应了不同农机控制的现实需求。

3自动控制技术在农业机械中的应用

3.1精细化农业中应用自动化控制技术

精细化农业生产的基地就是温室。农业精细化生产的过程中,技术人员主要应用的泵站和渠系等也是温室。因此,技术人员既要将机械设备进行有效管理和维护,又要将农业产品生长的状况进行分析和管理,任务十分繁重。另外,在精细化农业生产方式上,从国外引进时间相对比较短,技术人员欠缺,在工作实践中,能够真正参与的技术人员更加欠缺。由于自动化控制技术已经被广泛应用,在精细化农业生产的过程中,技术人员能够将自动控制技术进行有效的应用,既能够将工作人员自身的负担减少,又能够使农业生产效率有效地提升。

3.2在无土栽培中的应用

所谓无土栽培,即脱离土壤借助某些营养液的栽培管理。此项技术的应用,摆脱了传统栽培模式的限制,更好保护耕地资源。作物培育过程中,只需通过调配营养液配方,即可实现高产优产的目的。就自动化控制技术应用其中,主要是借助计算机系统对作物整个生长过程的监控。实际上,对不同类型生长作物而言,在不同阶段的生长期内,满足生长必须的营养成分种类和含量略有差异。尤其在无土栽培环境中,自动控制技术的引入,基本实现对繁育整个过程的科学监控。比如:专家系统的引进,能适时搜集数据、处理数据、分析数据。同时,这样监控系统的发展,能很好健全完善不同子系统的功能模块,比如:自动化控制软件的优化设计、图像识别与分析能力的提升、智能计算机程序的有效控制等。

3.3空间温湿度自动控制技术

在大棚蔬菜种植中,农户可以通过种植反季节蔬菜来获得较高的利润,然而因为反季节蔬菜对于种植环境的温度与湿度要求比较高,所以,在以往的大棚蔬菜种植中要求农业人员实时监管农作物的生长情况;针对这一情况,在对自动化蔬菜大棚的设计中,设计人员需要将温湿度传感器巧妙地运用到智能蔬菜大棚中,将多个温湿度传感器设置到大棚的固定位置,全天采集温湿度信息,且把信息输送到中央计算机上,然后计算机会结合预先设定的阈值来对加湿、排风等机械设备进行恰当控制,以此来确保蔬菜大棚内的湿度与温度处于恰当范围内。

3.4自动化地理信息化技术

地理信息化技术主要表现为地理信息系统,农业地理信息系统是通过自动化控制系统将地理信息化与农业科学紧密结合起来,达到土壤最佳利用的目的。农业地理信息系统可以通过展现农业实时监测数据,为农业生产者提供全方位的地理信息服务,其主要组成部分包括农情及生产管理系统、农业建设成果展示系统、耕地资源管理系统、农业区域布局管理系统、运维管理系统、农业灾害控制系统、地理信息应用服务系统等。地理信息系统实现对土地、土壤以及农作物的整体检测,对农作物的生长周期和生长环境进行一定的评价,通过动态数据的分析来完成科学种植。这种科学化的监测方法彻底改变了农业的生产劳作方式,避免人工种植过程中可能出现的弊端,通过科学的观察和预测,促进了农业的良性发展。比如,在农作物的虫害疾病高发的时期,可以通过地理信息系统的观察和预测,准确分析出农作物的受害情况和可能造成的损失,根据这些数据的监测,及时采取合理的除虫措施。在地理信息技术的应用中,农业生产现场可以实现无人化管理,大大节约了人工成本,同时也能时刻保证农作物处于最佳生长状态。

结语

总的来说,自动化控制技术应用到农业机械,体现出与以往农机操作不同的技术优势。文章分析介绍的几大应用领域,以农业机械化的应用最大。同时,更是陆续被应用到无土栽培、节水灌溉、温室大棚等等农业生产领域。而就未来的发展大势来看,今后纵深发展的领域项目势必会更多,有待我们去探索实践。

参考文献

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