PLC在现代农业中的应用

江苏省徐州技师学院 姚亮

前言

中国作为一个农业大国，要想将农业发展起来，就必须要走现代化农业的发展道路。在提倡科技强国的今天，运用科技发展农业是必然的趋势，比较受关注的有温室大棚的管理，全自动化农业的管理等，还有就是自动化的农用工具，这些都是科技和农业结合的成果。农产品的成长基本上是受环境的影响为主，运用PLC技术可以更有效的调控环境，可以在现代农业中发挥巨大的作用。

1 PLC 的简单定义

PLC 叫做可编程控制器，它的功能和全自动作业类似。PLC 的英文全称是Programmable Controller，简称 PC，但是为了不和电脑PC（Personal Computer）混淆，才简称PLC。PLC 其实也算是计算机中的一种，例如工厂的流水线，很多工作都是比较机械的，比如产品封装，在流水线上，把盒子封装产品，用一种自动控制封装的机械动作代替人工，其中机械的部分就是PLC。最开始PLC 的出现就是为了工业控制应用而设计制造的。

PLC 有比较多的优势。首先PLC 是采用的是单片微型计算机，它的集成度高，对电路的保护也是到位的，可靠性高。其次是PLC 的运用非常简单，比起JAVA、C 语言等，这个编程是相当简单的，非专业人士去编程也是可以的。然后PLC的使用比较灵活，就会小朋友玩的积木一样，用一样的组件，数量不同或者相同，都是可以搭建不同的形状。作为使用 PLC的用户，就可以根据不同的组件，去实现不用不同的功能。还有，与计算机相比，PLC 的输入输出的所能交流的信号更多，而且安装和摆放都是更加简单和方便。最后PLC 和继电器控制比，运行速度要快很多。简单来说，就是在机械上安装了软件去控制机械，利用信息去物理控制机械。

PLC 在实际生产过程中，主要是进行开关控制、模拟量闭环、数字量控制和数字采集监控。这些应用都可以运用到各行各业中。除了在工业中比较常见外，积极的在现代农业发展中引用，也是很有必要的。

2 PLC 在现代农业中的应用

通过查阅相关资料，结合笔者的从业经验，笔者以PLC 在现代农业中的温室环境系统应用和农业机械应用为例，阐述PLC 在现代农业中的应用：

2.1 PLC 在现代农业中的温室环境系统应用

与国外相比，像是日本、荷兰、美国这些国家，我们国家的现代农业的温室技术是比较落后的。改革开放以来，我国就一直在大力发展以塑料大棚、节能日光温室为主的设施农业，较大程度的减少了蔬菜季节性短缺的问题。而且在有些方面，可以说是赶超了，比如说中国特有的利用太阳光热资源的日光温室。不过玻璃温室以及钢管塑料大棚这些符合国家标准装配式的温室在实际的栽培中仅占到很少的比例，有人们用竹木自行修建大小棚由于造价低廉在农村得到了大范围的应用，但由于修建简陋只具备简单的保温能力，根本起不到调控水气养分温湿度的作用，在抵抗自然环境的能力上表现的极差。即便那些符合国家标准装配式的玻璃温室和塑料大棚有的也缺乏配套的仪器和相应的调控设备，仅仅依靠单因子和经验定性调控，所以，我国在智能温室控制系统的智能化程度上表现的非常低。随着温室面积的不断增加，人们越来越重视国产化的温室建造，但在构成自能化的系统上我国与先进国家相比在计算机管理系统以及内部的配套设备等还有一大截距离，这是我国在发展智能温室系统的道路上要面对的主要问题。

在实际农业种植中，为了实现温室的自动化生产管理，有必要分析作物的生长环境的监测数据，结合作物的生长和发育的规则，从而自动调节环境条件，从而达到培养高质量的目的——高产、高效的作物。温室环境控制系统的硬件部分主要由PLC 和各种传感器来完成温室内温度、湿度、二氧化碳浓度、光照和其他室内参数测试，然后控制器对各机构进行全面调节，保证室内气候满足植物生长的需要。该系统操作简单，而且稳定实用，并具有良好的配置监控界面，可以进行远程控制。同时为了更加适用紧急情况，可以将控制系统设置为手动和自动两种工作模式。自动模式是指PLC 自动控制模式，手动模式则是出现突发状况时，通过手动控制对设备进行操作[1]。

2.2 PLC 在农业机械的应用

现代精准农业的发展促进了电子、计算机与传统农业机械的结合，越来越多的农业机械开始使用PLC 对功能部件进行精确控制，以提高播种、施肥、灌溉、应用等操作的质量。

PLC 在农业机械中的应用有很多，比如在喷杆式喷雾机上的应用。普通喷雾杆式喷雾器的喷雾流量基本是固定的或者人为调整的，容易造成农药浪费和环境污染。智能喷雾杆雾化器智能控制系统由PLC、流量传感器、速度传感器、电动流量控制阀和电磁阀组成。PLC 采集当前的数据，去计算当前情况最适用的量，在不影响操作的速度上改变用量。智能雾化器配有三个喷头，适用于不同的流量范围，可以提高农药的利用率，在保证虫害防治效果的前提下，减少农药的用量，减少环境的污染以及在农作物上的农药残留[2]。

还有就是智能水肥机中的应用。传统农作物的灌溉和施肥是一件费时费力费心机的事。需要大量的时间及人力，还需要根据土壤和作物的因素，去预计性的施肥和浇水。比如种植蒜苗和种植白菜所需的水量和肥量不一样。智能水肥一体机是根据作物需求，按比例和时间将作物生长所需的水分和各种营养元素输送到作物根系的一种灌肥一体机。它可以测量水溶液电导率，通过不同的肥料泵，智能的向水中按照比例注入各种营养元素的水溶性肥料。它能够将农作物的灌溉达到作物根的最佳浓度和比例。智能水肥一体化机省力、节水、节肥，使作物生长快、产量高、品质好[3]。

PLC 在设施农业机械中同样可以应用。设施农业有效提高了土地产出率、资源利用率和劳动生产率，保障了农产品的有效供给。这个最好的代表就是温室环境系统了。PLC 智能控制系统在设施农业中的应用，为动植物提供了理想的生长环境，降低了劳动强度，提高了控制精度，避免了人为事故的发生。除上面写的应用外，PLC 控制还广泛应用于嫁接机器人、盘孔播种机、谷物干燥机等农业机械的自动控制。相信随着农业机械向智能化、机电一体化发展，PLC 控制技术在农业机械领域的应用将越来越广泛[4]。

3 结语

综上所述，PLC 是现代农业发展的一项重要技术，它会影响现代农业发展的质量。本文详细分析了PLC 技术，阐述了PLC 技术在现代农业发展中的作用和未来的发展方向。PLC 技术与现代农业结合的越多，就会极大的提高的农业发展的质量和经济效益。科技的进步，会使得现代农业的发展更加简单，也就需要我们更加努力。希望以上阐述能为现代农业的发展提供一定的帮助。