电气自动化在农业机械控制中的应用

封郑慧婷

（武汉轻工大学，湖北 武汉 430023）

面对当前激烈的市场竞争环境，企业要想获得长远的发展，就必须重视企业生产效率和生产质量的提升。对于农业企业而言，在农业机械生产的过程中运用电气自动化技术，能够加强对农业机械生产中各个环节的控制，从而有效提升农业生产过程的整体效率。当前，播种机设备、拖拉机和分拣机到后续的农产品包装等机械化设备运行流程较为烦琐，而将电气自动化设备应用到这些设备中，则能精准控制整个农业机械生产过程，有效保障农业的稳定发展[1]。

1 电气自动化技术在农业机械化生产中的作用

首先，将电气自动化技术广泛应用到农业机械控制中，能够有效提高农业机械生产中各个环节的效率。例如：在农作物种植的过程中使用插秧机等电气自动化设备，相比传统的人工插秧而言，其工作效率远远高于人工插秧。其次，农业机械生产的自动化发展趋势也体现在电气自动化技术的应用情况上，其能够有效减少传统模式中因人工操作而产生的疏忽和误差，极大程度减少农业生产过程中的安全风险，将安全事故的发生概率降到最低。最后，如果农业机械的各个生产环节都能够实现自动化控制，在实际的工作之中能够有效降低工作人员的工作压力，操作更加简便快捷，同时也减少了企业人力资源方面的成本；不仅如此，企业员工在节省工作时间的基础上，可以有更多的精力提升自身的专业技能和综合素质，为企业未来的发展争取更多的竞争优势，员工的满意度也能够得到大大的提升。在此基础上，企业能够通过电气自动化的应用实现自身的转型和升级，使其在面对风险的时候能够有更强的抵御能力[2]。

2 电气自动化技术的工作原理

2.1 充分利用先进科学技术

随着科学技术的发展，其在生产领域的重要性越来越突出。电气自动化技术作为前沿技术之一，融合了电气工程、自动化技术、计算机技术以及通信技术等诸多先进科学技术，实现了对农业机械等设备的自动化操作。

2.2 充分连接计算机网络技术

为了实现对农业机械生产的控制和辅助，电气自动化技术需要网络和计算机设备的加持，运用计算机可以通过模拟计算的方式生产农业机械，后续指令的连续化传递则需要通过网络来实现，只有这样，电气自动化技术才能够实时、高效地传递信息[3]。

3 电气自动化在农业机械控制中的具体应用

3.1电气自动化在农业机械控制中的智能化应用

在迎来了智能化的时代之后，农业机械生产行业需要全面提升自身的生产效率和质量。电气自动化技术将计算机网络技术和新兴的智能化科技结合在一起，综合了多个学科和技术的优良性能，符合农业机械生产过程中对自动化技术和工艺的高标准和高要求。为了更加精确地模拟出农业机械控制中智能化的操作模式，电气自动化技术将人工智能技术和农业机械生产中的关键操作结合在一起，使其朝更加智能化和多元化的方向发展。在农业生产过程中，水稻直播机与施肥播种机是比较常用的机械设备[4]。目前，电气工程自动化技术被广泛应用于水稻直播机中，除了能够实现农业机械的自动化控制，还能够有效监测种子的整体数目，很大程度上提升播种工作的整体效率。另外，传统模式中的人工施肥形式需要大量劳动力，利用这种方式不仅节约了人力成本，同时还能显著提高农作物产量，让农村地区获得更多的经济收益。

3.2 电气自动化在农业机械控制中的虚拟化应用

如果要在实际操作中规避农业机械制造的常见问题，就可以降低人力成本和资源成本，借助电气自动化的技术进行模拟和改造。综合利用计算机网络技术和机械制造技术等相关的内容，模拟出和农业机械实际生产有关的每一道工序，通过模拟的形式产生出的实验数据将会被重新应用于实际的农业机械制造工作中[5]。

以农业产品的研发工作为例，利用电气自动化技术可以有效加快农业技术的创新和改革。为了保障农产品能够得到集中的优化和统一，可以不断地对现有的技术和资源进行研发和整合；为了保证设计出的文件能够实现可视化传播，需要注重文件的转换工作，利用这种形式可以广泛采集大家对产品设计和创新的意见，实现全面的配合，使大型配合模型的开发效率得到有效提升。这种管理模式不仅能够实现虚拟化，同时还能够有效减少其他操作系统对于此系统造成的影响，操作系统也不会因此被修改或损坏。

3.3 电气自动化在农业机械控制中的集成化应用

我国农业机械制造产业主要通过比较固定的流水线作业的方式来生产，电气自动化技术通过生产模式的整合和排列实现自动化和集成化的应用，使得农业机械制造的模式和流程能借助农业机械控制系统进行合理的分配和管理，利用这种形式所生产出来的产品会具备更高的水准，质量也随之提升，如集成技术通常会被应用于农产品包装的工作中。在机械制造领域当中，产品的种类非常多，一个企业通常需要与多个厂商的PLC 接口进行连接，因此需要考虑配对和兼容的情况，使所有的设备都能够与PLC 接口正常连接，实现农业机械设备控制的高度集成化[6]。

3.4 电气自动化技术在播种机自动化控制中的应用

电气自动化技术在播种机中的应用主要体现在以下三个方面。

1）电气自动化技术在播种机系统架构中的应用。播种机在进行播种作业时，不仅需要执行播种任务，还需要完成从耕地到灌溉等一系列任务，从而实现播种操作全过程的自动化操作[7]。将电气自动化技术应用在播种机中，能够加深播种机在执行任务过程中的自动化、智能化程度；将PLC 技术应用到播种机的主机以及各个连接口，能够实现主机对接口所连接的各个部分装置的控制，主机能够接收到各个部分装置的相关信息，并能够传输相应的操作指令给各个部分装置。因此，在PLC 技术的帮助下，主机能够实现对播种机各个部分装置的控制，使各个部分的装置都能够按照一定顺序完成相应的操作，从而实现播种机的自动化操作。

2）电气自动化技术在延迟启动中的应用。播种机在进行操作时，其工作任务需要按照一定的流程顺序来执行，只有在完成上一步操作后才能够继续进行下一步的操作。通过电气自动化控制技术，能够借助接口进行相关信号及信息的传输，使得主机能够接收到部分装置所传输的信息和信号，根据信号及信息所反馈的情况进行判断，最终PLC 系统将给出相应的指令，并通过电子阀控制各个装置的开关，实现播种机各流程的自动化操作。

3）电气自动化控制技术在播种机延时控制中的应用。在播种机实际的使用过程中，播种精准地执行每一个排种操作才能保障农作物健康生长，从而增加农作物的产量。为了实现这一目标，必须对播种机电气自动化技术进行细化处理，因此在编写PLC 系统程序时，需要按农作物排种种植的相关要求编写，实现PLC 系统对排种操作过程中各个动作的全方位控制，使播种机延时控制取得良好的效果。不同的农作物对于采光要求、生长空间要求以及播种深度要求各不相同，因此在使用播种机种植不同的作物时，需要对PLC 程序进行调整，使PLC 系统编写的播种要求符合农作物的最佳生长条件。

3.5 电气自动化技术在机械采摘臂手中的应用

在过去，农业种植行业需要使用大量劳动力进行农作物采摘，不仅如此，椰子、部分坚果采摘过程中甚至会发生意外事故，给采摘人员造成生命安全威胁，而电气自动化技术在机械采摘臂手中的应用则提高了机械采摘臂手的智能化和自动化程度。

一般而言，采摘机械臂系统由传感器、遥感器、PCL控制器、伺服电机驱动器及伺服电机五部分组成。在采摘机械臂手工作的过程中，传感器以及计算机技术可帮助机械手定位果实的位置，机械手抓取果实后再执行切割。如果传感器及计算机技术定位不准确，导致机械手未能抓取果实，则传感器会再次进行定位，使机械手能够抓取到果实，然后进行切割枝柄操作；当初次切割失败后，需要机械手进行二次切割，直至最终完成切割。当采摘果实的过程中，出现特殊因素导致采摘果实失败时，相关操作人员还可以使用遥感器上的驱动按钮对采摘机械臂手进行远程操控，并完成相关动作。

4 结束语

如今，我国农业机械制造领域的竞争随着我国经济水平的不断提升而变得越来越激烈。农业机械生产企业秉承着我国可持续发展理念的同时，将电气自动化技术融入实际生产工作中，并且对其进行不断的创新，在实际工作的摸索中积攒了更多有利于未来发展的经验，使机械生产的自动化水平得到提升。除此之外，企业的管理层人员应该认识到电气自动化技术对企业生产和发展的重要性，投入一定的资金购买电气自动化设备，还应注重产品质量和产品成本的把控，为自身竞争能力的提升奠定良好基础。