自动控制技术在农业机械中的应用

李　勇

自动控制技术在农业机械中的应用

李勇

（南京钢铁集团冶金铸造有限公司江苏南京210000）

在现代农业中，农业机械自动化发挥着重要作用，在农业机械中应用自动控制技术，能提高农业生产力，实现传统农业向现代化、自动化农业的转变，满足农业生产的需要。文章分析了农业机械自动化现状和农业发展问题，探究了农业机械中自动控制技术的应用优势等。

农业机械；应用；自动控制技术

在国民经济中，农业生产有着十分重要的地位，对国家而言，它的未来前景、经济发展空间均会受到农业生产的影响，因此农业机械化的水平间接决定着国民的生活质量。在信息化时代中，自动化农业机械的出现，改变了以往的农业发展模式，解放了劳动力，不仅能更精确评估农业生产的质量，也能判定农产品的播种及收获时间，提高农业生产质量，为农业的后续发展助力。

1 农业机械自动化现状及农业发展问题

1.1 农业机械自动化现状

近年来我国的农业发展水平虽有提升，但和其他发达国家相比，国内的农业自动化程度仍旧偏低，不仅在技术的普及和应用上存在着一定问题，且部分地区的农业生产效率基本不达标[1]。例如在偏远山区中，农业从业者根本不具备行业竞争的意识，认为农业生产仅需满足自身需要即可，坚持长期以来的农业生产模式，对农业机械的自动化认识十分不足。此外，在部分地区，农产品的品牌很少，底层的劳动者虽能生产足量农产品，但因产品交易市场的水平有限，未达到出口的标准，导致国内农产品无法在国际市场提高交易价格，限制当下农业产业链的持续发展。最后，国内的自动化创新能力有限，对自动化产品的改良以及创新力度不足，当下投入使用的部分农机设备的实用性能和国际优秀水平相比还存在一定差异。

1.2 农业发展问题

首先，我国农业领域近年来重视对自动化的创新研究，以期利用产品创新、智能化及自动化机械改善农业生产的实际质量，促进现代农业的进步发展[2]。但对国内农业发展现状分析后可知，当下的创新化及自动化程度仍旧有限，部分地区在农业生产中，依旧沿用以往的生产技术，部分农业企业生产企业中机械制造的智能化程度也有限，最终引发了农业生产需求及机械设计两者间的矛盾。其次，我国虽为农业大国，但相比之下，国内的农业自动化发展速度相对较缓，技术发展的水平比其他国家低。这一点会受很多因素影响，例如耕地的地形条件、农业工作者意识、耕种习惯等。

2 农业机械中自动控制技术的应用优势

2.1 实时控制农业机械

电气控制是自动控制系统的开发前提，电气控制能在较短时间内接收信号，并及时进行处理，运行速度也十分迅速[3]。以此对农业机械的控制装备进行安全处理及有效防护，便能实现实时控制的目标，保障生产安全。

2.2 提高机械的可靠性

光电隔离是自动控制技术达成信号传输的基础，自动控制技术的应用，能在机械内外部电路间对电气系统进行隔离，有效屏蔽各个模块。在此基础上，即使农业机械的使用环境相对恶劣，自动控制技术也能让农业机械稳定运行，实现了机械控制的可靠性增长。

2.3 故障的发现和自诊

自动控制技术的应用中，会涉及多种多样的传感器，而在机械控制及检测中，传感器的存在便能保障机械故障时第一时间被发现，并找出是否有对机械正常运转会产生影响的因素。自动控制技术的应用，赋予了农业机械自动诊断的功能，同时其诊断准确率、效率也足以和专家诊断相媲美。

2.4 提高机械使用效率

自动控制技术在农业机械内的应用，其零部件为国际层面通用型的控制器技术及传感器，而在现代科技的进步创新下，更多零部件的系统得到了简化，组合安装难度也更低，这为自动控制技术所用零部件的替换及选择均提供了一定选择空间。此外，当下的自动控制技术能满足不同类型的农业机械运转需求，其中涵盖了多样化的模块化结构及小型的控制器，能根据实际需要进行转化和调整，充分提高农业机械的使用效率。

2.5 将售后成本充分降低

农业机械内自动控制技术的应用，有利于降低机械售后成本。首先，自动控制能降低机械故障概率，提升机械本身的适应能力，进而实现设备修理及维护费用降低的目标。其次，自动控制实现了人力资源的一定程度解放，以往部分需要人工操作的工作，当下利用自动控制便可解决。

3 农业机械中自动控制技术的应用

3.1 自动温室控制技术

农业生产的方式随着科技发展而变化，天气是影响农作物生长的重要因素，直接决定着农作物质量，为避免农作物生长受到不良天气的影响，农业生产中温室大棚技术得到了应用逐步广泛[4]。在温室大棚中，棚内采光及配备的通风设备均可得到控制，实现温度的合理控制，也能利用精密温度控制系统来进行。以温度控制系统为例，自动控制技术的融合，能实现棚内自动化的温度控制，农业人员可以在合理位置安装好自动温度感应器，以此实时监测棚内的湿度、温度及二氧化碳的含量。完成检测后，系统可将检测数据自动传输到控制中心，由后者对接收数据开展运算及分析。最终通过对计算数据的分析，利用控制指令对棚内通风窗、空气循环机或其他控制设备进行自动调整，让棚内温度一直处于适应对应农作物生长的范围内。

3.2 施肥自动控制技术

自动化及智能化是现代农业的主要发展目标，在农业生产中，施肥灌溉也是影响作物生长质量的重要因素，为此，将自动控制和对应的农业机械互相结合，便能达成自动控制施肥环节的目标。在灌溉水源、农业施肥中应用自动控制，也能提高肥料、水资源的利用率，并保障工作效率。此外，施肥控制中自动控制的应用，也能有效结合施肥及灌溉，以压力作用对水肥进行结合，实现自动化的施肥灌溉，改变以往施肥灌溉模式耗时耗力的状况，让施肥灌溉更加科学、高效、合理。

3.3 自动地理信息技术

农业生产中地理信息技术的应用，重点在于地理信息系统、地理信息技术和自动控制技术的结合，它们能让农业生产更为科学合理。首先，地理信息系统的应用能对土壤进行全面监测，收集农作物的有关数据，分析农作物的生长周期以及土壤环境，最终对农业生产的效率进行整体评估，实现动态化信息管理的目标。其次，地理信息系统在农业生产内的应用，能实现真实模型的构建，对数据信息进行详细分析，将更加准确直观地呈现工作结果，为农作物进行科学预测及评估，最终保障生产质量。例如在农业生产中病虫害会影响作物生长，此时地理信息系统的应用，便能对作物的病虫害受灾面积及程度进行整体分析，为农业工作者提供真实数据以供针对性措施的制订和落实，在提高病虫害防治效果的同时，降低人力、物力等成本的浪费。

4 做好农业机械中自动控制技术应用的策略

4.1 提高自动控制水平

国内农业尚处于往现代农业转型的重要时期，我国政府也对现有的农业发展提供了更多投入及支持，但客观而言，我国的农业发展水平不均衡，还有很多地区未能实现农业自动化，现有的自动化农机的自动性、智能性还有待进一步提高。因自动控制对国内农业发展会产生重要影响。为此，在后续农业发展中，我们要高度重视农业机械的自动控制，向其投入更大投资及科研的力度，分析我国农产品种植、土壤地质等方面因素后，积极探索自动化农机的改良和升级，实现农业生产的持续性、智能化发展。

4.2 选择合理自动化模式

在国内城市化总体进程的影响下，更多农村人口前往城镇生存发展，在农村地区劳动力数量逐步减少，但在我国人口基数持续增长的大环境下，农业生产的实际需求却在逐步增长。两者间的矛盾是农业生产面临的重要问题，为改善这一问题，农业生产便应重视机械设备的应用提高重视，利用机械设备的先进性增长，协助农业生产者逐步提升农业生产的质量和效率，解放农村劳动力。此外，在能源危机面前，我国农业重视安全性、节约性及高效性，因此我们要对自动化模式进行合理选择，以自动控制技术，定期有效评估农业自动化模式的发展效果，选择更为适宜的自动化模式，为农业自动化的进步发展提供助力。

4.3 推进农业机械智能化

自动化的升级是智能化，实现农业机械的智能化，是农业机械未来的发展目标之一。智能化机械和自动化机械相比，本身具备更多更便捷的功能，并利用数据收集及处理、程序指令等功能，实现等级更高的自动化生产。智能化农机可利用人工智能、大数据等先进技术，不仅在强化自动灌溉、自动施肥等方面上有优异表现，也能对农机驾驶室进行科学控制，在提高农业工作舒适性的同时，也能帮助人员进一步降低劳作压力。例如当下已经投入使用的植保无人机、无人插秧机等智能化机械，它们均由农业生产者通过对智能控制系统的使用，以程序指令控制机械操作，使其完成智能化的农业生产。而该类农业机械因程序指令设计的严谨性影响，其生产操作相比人工操作也更加标准，更能保障农业生产质量，在解放劳动力的同时，也能进一步提高国内农业工作者的专业能力提高，推动现代农业的持续发展。

5 小结

在农业生产的过程中，不同农业机械中自动控制的应用，不仅能提高农业生产效率，让现有农业的运营模式实现升级转型，更能促使国内农业往自动化运营的方向发展。在信息化时代中，农业机械中自动控制的应用是时代发展的必然趋势，有关科研人员要正视我国农业发展现有的不足及优势，并持续完善和创新自动控制技术的应用，进一步提高自动控制农机的先进水平，让智能农业机械，为国内的农业发展奠定坚实基础。

[1]凌杰.自动控制技术在农业机械中的应用研究[J].南方农机,2019,50(6):177-178.

[2]邱云.自动控制技术在农业机械中的应用研究[J].乡村科技,2017,162(30):94-94.

[3]张珍,赵书玲.自动控制技术在农业机械中的应用探讨[J].产业与科技论坛,2019,18(14):57-58.

[4]林学明.自动控制技术在农业机械中的应用研究[J].南方农机,2019,50(8):23.

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2095-1205(2020)05-77-02

10.3969/j.issn.2095-1205.2020.05.38