PLC技术在农业机械电气控制中的应用

陈悦文

摘要：随着时代的不断进步，我国社会迅速发展。近年来，尽管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。

关键词：PLC技术；农业机械；电气控制；应用

引言

随着农业技术的快速发展，农业机械已经成为农业生产的“主动力”，极大地推动了农业的自动化、智能化发展。近年来，PLC技术的应用愈加广泛，被广泛应用于农业机械电气控制中，有效提升了农业机械电气控制的实效，为进一步推进农业生产的现代化发展奠定了坚实基础。为充分应用PLC技术，发挥该技术的优势和作用，有必要对农业机械电气控制中的PLC技术应用进行深入研究。

1PLC技术概述

国内机械自动化技术从20世纪90年代开始进入高速发展阶段，经历过一段时间的飞速变革后，我国自动化技术相关的控制系统形式发展呈现多元化特征，这也标志着我国自动化技术实现了质的飞跃。在现阶段，电气工程领域的新型技术受关注度最高的就是PLC技术，这是一项兼具自动化特征和计算信息特征的技术，具有储备相关数据信息的功能，可围绕具体的需求有针对性地编写相关程序并实现相应的运算，通过在输入模块和输出模块之间构建有效链接的方式来完成对机械电气设备的控制。PLC技术最初的应用目的是寻找可替代继电器控制系统的技术。在相关技术持续完善过程中，机械电气控制系统运用PLC技术使初级阶段遇到的各种问题逐一得到解决，系统稳定性与可靠性明显提升。数据采样与输入、信息输入刷新和自动化程序控制等是PLC技术几个主要的流程，通常都以数据扫描的方式完成采样，然后将所得数据输入、输出、刷新。

2PLC技术具有的优势特征

首先，表现为自我检测能力，借助PLC技术的有效应用能够达成自我检测，而且会呈现出相当程度的优势，这是对机电技术创新的表现，能够借助编程控制器从而展开相应的指令接收，通过自我检测工作的有效进行能够找出系统存在的缺陷且予以报警。这样便给维修人员带来相应的信息，并且在应用自我检修能力的过程里，还能够找出自身的缺陷，实现对成本支出的有效控制，促使电气作业的效率得以增加。第二，以PLC技术来看，会呈现出较强的抗干抗干扰性，在电气设施运行过程里往往会存在抗干扰能力不足的情况，这就造成整体的运行速度相对较低，势必会对生产带来一定的影响。通过PLC技术的有效应用能够很好的处理这些问题，借助对多种设施的集中化会促使整体的运行速度得以增加，促使生产效率得以强化，能够更好地为电气控制系统进行服务，最终可以促使机电一体化的达成。在PLC技术应用的过程里，除了重点使用计算机技术，还能够促使其和自动技术实现高效整合，整体的质量相对较轻，所以在安装使用时会呈现出快捷的特征。电气系统里展开科学可行的优化能够促使其满足各种电气控制系统的现实需求，能够使得机电一体化更好地进行。通过各项技术的应用能够很好地达成对电气控制系统的控制。通过该项技术的应用能够满足电气控制系统的需求。还有，借助计算机技术的有效应用能够更好地实现对企业监测站的接收，而且和控制等技术的结合，则会使得企业呈现出更高的优越性，在适应性方面会表现的更好。

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

（1）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。

（2）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。

3.2PLC在农业播种机电气自动化控制装置中的应用

农业播种机电气自动化控制装置的功能在于保障出水量可控，在实际播种中，能够保证播种速度与出水量成正比，这对播种机电气自动化控制装置的运行精准度要求较高。在控制装置的设计过程中，设计人员可以充分应用PLC技术。

（1）控制方案设计

将PLC作为核心控制模块，根据装置的实际使用需求，在系统中设计测速模块、施水模块、报警模块、水位监测模块。程序设计方面，主要设计主程序与施水执行程序。为保证系统精准化运行，应用PLC对施水速度进行监测，并将数据信息传输到主程序中，再由主程序对数据信息进行分析，对施水模块进行调整，确保出水量具有灵活性、精准性。

（2）PLC自动化控制设计

PLC自动化控制主要包括输入模块、输出模块、存储器模块、处理器模块和电源模块。系统运行过程中，主要进行数据采集、执行程序命令、输出与刷新结果三项工作。首先，根据农作物的播种需求，对输入状态的数据信息进行扫描和储存。其次，在采样输入后，执行程序命令，输出数据并刷新数据。在程序命令的执行过程中，PLC可以进行“上—下”“左—右”的顺序扫描、逻辑线圈控制，以实现对系统速度、施水量的有效调节。最后，程序命令执行完毕后，PLC会自动进入数据刷新状态，并根据系统指令，对设施进行精准驱动。

（3）显示模块设计

显示模块主要包括测速显示、脉冲信号显示。为避免农业机械运行中出现打滑而影响数据采集精度的情况，在系统设计中将地轮与编码器进行同轴连接，确保数据采集具有精准性。结合控制方案和PLC自动化控制内容，在系统中设置8个LED设备，并将其阳极进行关联，在LED显示屏幕上显示施水控制参数、实际水位高程、故障预警信息等，以实现农业播种机运行数据信息的自动化控制。

结语

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。

参考文献

[1]陈香林.PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用[J].南方农机，2022，53(24)：120-122.

[2]刘洁.PLC技术在农业机械电气控制装置中的运用[J].南方农机，2022，53(16)：162-164.