自动控制技术在农业自动化中的应用

彭 勃，张 萌

（河南牧业经济学院，河南 郑州 450011）

农业在我国的产业结构中占有重要的位置，是关系民生的重要支撑产业。关注其自动化的发展，对于我国的生产建设来说，是十分重要的。从自动控制技术的角度来看，其对于机械的控制，能够有效地提升生产效率，改变生产模式，形成稳定的生产过程和工作质量。从农业自动化的角度来看，自动化技术的应用，能够有效地提升农业机械的工作水平，提升农业产量。因此，自动化控制技术在农业自动化方面的应用势在必行，并具有重要的意义。

1 自动控制技术在农业自动化中的应用优势

1.1 实时控制优势

农业自动化，在通过自动化控制技术建立的系统中，能够对机械设备等农业生产关键环节实现电气控制，并完成信号传输和实时监控。整体的监控范围十分广泛，并保证了监控管理时间的覆盖。信号传输的时间也较短，能够完成技术的处理。因此具有实时控制的效果。

1.2 可靠性优势

农业生产要保证生产效率，提升生产产量，因此在自动化过程中，要保证控制的精确可靠。而靠人工完成的机械操作或生产控制，无法达到精确的水平，存在一定的执行差异，可能造成农业生产的损失。通过自动化控制技术的应用，可以实现精准的农业生产控制，操作具有可靠性。例如在农业机械运行过程中，通过内外部电路隔绝，实现电气系统隔离，并在每一个输入端，实现控制模块的对应操作。这样在机械运行的过程中，能够保证在视觉视角或遗漏区域的生产操作，进一步控制农业生产的成效。

1.3 配置方便灵活优势

对于农业自动化运行，需要完成其中多元化的输入输出设备配置，保证其在操作过程中的灵活运用。我国的控制器以及传感器等技术，完全可以完成农业自动化操作。这些自动化控制技术的设备和配件，能够实现灵活的功能组合配置，完成对应功能的需求。例如进行模拟量和开关量的选择、完成电位或脉冲的功能结合等等。农业自动化控制系统，对于农业生产的电气控制，是多重的模块性控制，因此能够实现多个单元的模块结构组合。从电源方面开始到数据的输入与输出、核心系统的中央处理器等方面，都能够实现链接，完成模块的有效组合。

1.4 降低售后成本优势

农业自动化中，通过自动控制，可以完成机械适应性、设备功能性、生产效率、降低人工控制等多方面的性能提升。这些提升能够改变机械的控制和维护环节，通过自动预判和自动检测等技术，降低故障率，减少生产中出现的问题。因此能够减低售后方面的运行和维护成本，进而降低整体成本消耗，提升农业生产的经济效益。

1.5 自我故障诊断优势

自我故障诊断功能，对于自动化控制技术来说是一项基础功能。将其应用与农业自动化中，能够通过传感器和机械的结合，完成对机械设备和农业生产设施等部分的故障检测和诊断分析，确保及时的处理，并提供响应的处置措施和方案，帮助完成维修过程。

2 我国自动控制技术在农业自动化中的应用

我国的农业自动化发展时间相对较短，因此自动控制技术的应用并不完善，存在一定的局限。随着科技的不断进步，自动化控制技术在农业自动化方面的应用正逐渐获得重视，研发项目逐步增加。

2.1 农业机械装置自动化控制应用

自动化控制技术在已有农业机械装置的应用上具有十分突出的作用。其能够开发农业机械的新功能，并提供装置作业的可操作性，提升器械的总体产能。自动化技术应用于农业器械，主要是利用计算机控制，实现其驱动、机械传动的精准控制，进一步完成操作和生产过程的作业需求。通过这种自动控制状态，解放农业生产的劳动力，并提升生产效率。

2.1.1 农用拖拉机自动化控制技术应用

拖拉机是常用的农业机械设备，其自动化控制技术的应用，主要在于联结调节系统以及力矩调节系统。通过自动化控制技术的应用，能够更好地完成电子油压式三点联结装置的控制。

2.1.2 施肥播种机自动化控制技术应用

施肥和播种在农业生产中具有周期长、人力需求大的特性，采用施肥播种机能够有效解决这一问题。同时结合自动化控制技术，完成行驶速度和播种数量的自动化控制，能够提升施肥和播种效果，同时提升了农作物存活率，增加产量。

2.2 灌溉系统的自动化控制应用

灌溉系统的自动控制技术应用，主要包括土壤监控和用水管理两个部分。土壤监控采用遥感技术进行探测，通过确定土壤的墒性，测定其含水量等指标，进一步分析土壤的灌溉值和灌溉周期，提供相应的土壤管理方案。在土壤管理方案的基础上，进行用水情况的检测预报。灌溉自动化系统，包括流量滴灌设备、微喷灌设备、补偿式滴头设备等等。这些设备和计算机系统结合，完成灌溉设计参数的分析以及灌溉周期和用水的计算，进一步完成自动化灌溉系统的运行。目前自动化灌溉系统，已经实现了大量的试验应用，通过自动启动水泵灌溉，自动完成水压水量控制，实现了灌溉效率的提升，同时降低了水资源的浪费情况。

3 自动控制技术在未来农业自动化中的应用发展

3.1 进一步提升自动化控制水平

我国的自动化控制技术相较于发达国家，整体开发程度有限。在未来的发展过程中，要重视智能化技术的应用。以小麦收割机械为例，可以推广联合收割，提升自动化水平，在农作物种植、收割及管理方面，全面提升整体智慧机械水平。

3.2 机械自动化模式扩展

未来自动化控制技术在农业自动化中，要扩展两个方面，一是机械控制本身进行自动技术的扩展，另一方面是在农业机械以外的生产应用中，完成自动控制技术的扩展。在农业机械自动化模式中，开发和研究不同功能的新型农业自动化控制系统，提升机械的使用效率。在农业生产过程中，也可增加自动化控制技术的运用，推动更多规模化和系统化的生产系统，提升农业生产的自动化水平。