2023年12月12日发(作者：)
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农业机械电气控制中PLC技术的应用
摘要：PLC技术在农业领域的应用，可以实现农业自动化生产、加工，扩大农业生产规模，提高生产效率，进而推动我国由传统农业向现代化农业的转型升级，加速推进我国农业现代化进程。为了更好地推广 PLC技术，促进我国农业机械设备的自动化、智能化发展，笔者首先从PLC技术的概念和特点入手，系统分析了PLC设备在农业机械电气自动控制领域的实际应用；然后详细阐述了PLC技术在农业机械电气自动控制应用中还存在着研究投入有待提高、PLC技术研发与实际需求不同步等问题，并就其未来在实际运用过程中可能面临的困难展开了探索和研究；最后，有针对性提出了加大PLC技术与农业生产机械电气自动化的融合力度、制定与实施惠农扶持政策等措施，以期为相关人员提供参考。
关键词：农业；机械电气控制；PLC技术
引言
近年来，尽管我国农业机械化的整体水平得到了明显提升，但实际上我国农业机械化发展仍处于初期阶段，机械化还需要人工操作才能够实现。随着现代农业的不断发展，信息技术、通信技术以及人工智能技术得以投入到农业中，农业机械开始朝着电气自动化控制方向发展。在此背景下，PLC 技术的推广应用为农业机械实现电气自动化控制提供了技术支撑，极大地提升了农业机械自动化、智能化控制的整体水平，目前已基本实现了农业生产全程机械化和智能化。
1PLC技术概述
PLC 是一种具有微处理器的数字电子设备，用于自动化控制的数字逻辑控制器，可以将控制指令随时加载并在存储器内存储与运行。基本结构主要由CPU 模块、电源模块、储存器、I/O 接口电路模块及扩展通信接口模块等组成。PLC 技术建立在自动化技术和计算机技术的基础之上，主要指以数字化技术作为基础，利用内部所存储的信息和指令来控制各种类型的执行装置完成一系列操作，从而有效实现对农业机械电气系统的自动化控制的一种技术。大多数以PLC 技术为基础的生产设备，其主要操作都是通过程序指令去进行的，这样的设定可以保证生产过程中的稳定性和精确性，从而提高产品的生产效率和质量。
2PLC 技术在农业机械及电气自动控制应用中的问题
2.1对 PLC 技术的重视程度不够
部分科研人员对于“三农”问题不够熟悉，对农村经济的了解不足，造成很难掌握专业科技和农业发展的有效结合点，创新与后续研究意识欠缺。另外，农村缺乏科学技术推广的土壤，很多农民受到传统观念的制约，导致很多农业机械自动化设备和先进技术难以顺利被推广应用。
2.2研究投入亟待提高
对于 PLC 技术的研发工作来说，资金投入和高端技术人才都起着举足轻重的作用。现阶段，很少有足够的专项经费投入到农业机械电气控制设备的研发中，导致研究工作缺乏连续性和发展性。高端技术人才更热衷于现代化工业控制领域，对 PLC 等技术在农业机械电气自动控制方面的运用缺乏浓厚兴趣，在一定程度上限制了农业机械的智能化开发和发展。
2.3PLC 技术研发与实际需求不同步
PLC 技术在农业机械设备中的应用，应充分考虑各地域的农业发展的实际需求，并为农业发展提供指导。PLC 技术研发应更具有针对性，不能过度强调技术先进性或自动化、高效率，导致 PLC 技术的应用与农业发展需求的适配度较低。
3PLC 技术在农业机械电气控制装置中的具体应用
3.1PLC技术在农用拖拉机电气控制装置中的应用
农用拖拉机在使用时所面临的工况具有一定的复杂性，其行驶的地面缺乏一定的平坦度，导致车身很容易产生倾斜、摇晃以及颠簸等较差的运行情况，若缺少人为操作，则拖拉机的作业情况容易发生改变，造成拖拉机的作业效果较差。通过自适应平衡控制可以解决此类问题，可以将 PLC 技术应用到该电气自动化控制装置之中。 3.2硬件设计
在硬件设计中，通常会用传感器实施检测，以PLC 技术实施控制，驱动则是通过电液比例调控技术实现的，可支持液压缸响应。对于检测装置则是通过倾角和位移两种传感器实现的，其输出信号均属于一类模拟信号。装置的执行元件主要包含液压缸（4 缸）以及电液比例换向阀，该换向阀可接收模拟信号。当装置在具体农业生产中出现故障，则整个系统将会面临停止运行的情况，报警装置会马上发出报警信号。若液压缸处于极限位置，而并未实现伸缩目标量，则报警装置也会对外发出警报信号，提示该系统需要马上停止运行。在该装置的设计之中，PLC 居于核心位置，必须选择适宜的 PLC，且其输入及输出端子应该达到 16 个。由于传感器输出信号均为模拟信号，所以 PLC 无法直接接收该信号，需要通过输入扩展单元这一间接方式对信号进行接收，可在该装置之中加设两个输入扩展单元。与此同时，因 PLC 输出信号属于数字信号，其无法被换向阀接收，因此，在对此装置进行设计时，还需要加设一个输出扩展单元。
3.3软件设计
该装置的软件系统结构主要包括信号采集和主控制两个模块，前者是对倾斜以及位移两个传感器发出的信号进行采集，后者则是对农用拖拉机运行中的车身平衡进行控制。在整个系统之中，主程序运行时利用倾角传感器对拖拉机的车身倾斜角度进行检测，并将检测结果形成信号向采集模块发送，再将信号向 PLC
传递，可利用 PLC 配置的对比单元将检测信号值与设置的标准极限值进行对比。若检测值偏小，则不会做出调节动作，若偏大则由 PLC 向支撑缸发出控制指令，从而完成自适应调节。通过 PLC 技术的应用，可以有效预防农用拖拉机出现的倾斜、颠簸等情况，实现了农用拖拉机的自动调节，提升了农用拖拉机的作业质量。
3.4大力实施惠农扶持政策
农业机械管理部门要准确把握和理解 PLC 技术和农机推广的现实意义，结合本地实际，制定切实可行的推广策略，促进农机具、新机具的广泛推广应用。与此同时，相关部门还应制定惠农扶持政策，采用财政补贴新农机的方式，激起广大农民的购买热情，厚植 PLC 技术在农业生产过程中的应用土壤，让乡土人才带领乡村振兴。开展 PLC 技术培训工作。针对专业技术人员和农民两类人群，定期开展相应的 PLC 技术培训和学习活动。一方面，可以加强技术人员对 PLC
自动化技术的学习与理解，提升专业素质水平，与当前技术发展的趋势和特点相适应，不断地掌握新技术，更好地掌握 PLC 技术与农业机械电气自动化控制的有效结合点；另一方面，也可以通过多元化的PLC 技术普及活动（如讲座、农业示范基地现场学习等）使广大农民更加了解 PLC 的运行原理，使他们享受到
PLC 技术为农业生产所带来的便利性，进而为PLC 技术和现代农业机械之间的发展与合作提供更广阔的平台。在实际应用过程中，PLC 速度检测模块会对播种机的运行速度进行有效检测，然后向主机传递测得的数据，由主机依照设备运转的实况调整执行模块，从而使水量可控，保证设备的运行速度能够与出水量相适应，同时还能够实现防抖、调速等功能。在该自动化控制装置之中，可以将 PLC 自动控制系统划分为储存器、输入与输出单元、CPU 以及电源。需要先后经历采样、执行、刷新三个流程环节。在具体设计之中，应将玉米播种的具体需求作为根据，借助扫描装置完成出入数据扫描，并将其储存至 I/O 区域。完成采样之后，PLC
将会进入程序自动执行，并进入到刷新环节。
结语
综上所述，PLC 技术可以在农业机械电气控制装置中得到有效应用，能有效实现农业机械的自动化控制，在现代农业的发展要求下，需要相关研发部门以及科研人员加强对农业机械电气控制装置的优化设计，将 PLC 技术有效地融入设计之中，并进行相应的研发生产，使 PLC 技术能够全面地应用到农业实际生产之中，从而提升农业生产效率，促进农业机械化的快速发展。
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