农业机械电气控制中PLC技术应用研究

方光朋

摘要：随着我国科技的飞速发展，PLC技术应用备受重视。现代化农业迅速发展，自动化程度越来越高，农业机械的智能化和精确化需求也日益增强。为了满足需求，亟需对PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用进行系统分析。基于PLC功能强大、可靠性高和易于维护的特点，本研究通过介绍其在灌溉控制系统、耕种机械、施肥机械和收割机械四个常见的农业机械中的具体功能运用，展示其基本的工作原理与功能。通过使用PLC技术，农业机械可以实现自动化控制、实时监控、数据记录等，从而提高机械的效率和运行稳定性；实现数据化管理和远程控制，从而提高农业生产的效率和质量。随着农业自动化和智能化的发展，

关键词：农业机械；电气控制；PLC技术

引言

为满足农业经济的发展需求，保证农业生产量，农业机器人逐渐融入农业生产中，但农业机器人的应用需要依托多项先进技术和系统，在具体运行环节极易收到外界不稳定因素的影响而降低生产效率。基于此，还需充分掌握PLC技术应用指标，明确其应用特点，在对农业机器人控制系统进行综合分析后，结合农业机器人的应用标准加强PLC技术在农业机器人控制系统中的融合深度，实现对农业机器人控制系统的优化，促进现代化科技同农业领域的协调发展。

1PLC技术概述

PLC是可编程逻辑控制器（ProgrammableLogicController）的简称，是一种专门用于自动化控制的电子计算机。PLC主要用于控制生产过程中机器和设备的运行，以实现生产自动化、智能化和高效化。PLC的核心是中央处理器（CPU），它通过输入输出接口（I/O）与外部设备进行通信，并根据预设的程序和逻辑规则对设备进行控制。PLC的程序可以通过编程软件进行编写和修改，可以灵活适应不同场景和需求。此外，PLC还具有高可靠性、易于编程、抗干扰能力强、操作简便等特点，被广泛应用于农业自动化、机器人控制、交通运输、农业机械等领域。PLC在农业机械电气领域有着广泛的应用，主要是通过PLC控制系统实现对农业机械的自动化控制和智能化管理，提高生产效率和质量，降低成本，同时也可以减轻人工劳动力的压力。PLC在农业机械电气应用中，可以实现农业机械的自动化控制、数据采集和分析，帮助农民实现精准农业，提高农业生产效率和质量，实现可持续发展。

2自动化控制

2.1传感器采集数据

耕种机械需要安装一些传感器，如深度传感器、速度传感器、转向传感器等，用于采集耕种机械的相关数据，如耕作深度、行进速度、转向等。

2.2信号处理与逻辑控制

PLC控制器接收传感器采集的数据，并进行信号处理和逻辑控制，根据预设的程序和算法，计算出需要控制的参数，如控制耕作深度、行进速度等。

2.3执行器控制

PLC控制器通过输出模块控制执行器，如控制耕刀深度、行进速度等。执行器可以是电机、液压马达、气缸等，根据具体应用选择不同的执行器。

2.4反馈控制

耕种机械的自动化控制还需要有一个反馈控制环节，通过传感器对执行器的控制结果进行反馈，比较实际值和目标值之间的差距，然后对控制参数进行调整，以达到更好的控制效果。

3PLC在农业中的应用

3.1PLC在灌溉控制系统中的应用

PLC灌溉系统是一种自动化控制系统，主要通过PLC控制器对灌溉系统进行自动化控制，包括灌溉设备的启停、水泵的控制、灌溉管道的控制、水位监测、气象参数的采集等，以下是PLC灌溉系统的工作原理。

3.2PLC在耕种机械中的应用

PLC在耕种机械中的应用越来越广泛，主要原因在于PLC可以实现对耕种机械的自动控制和监控，提高耕种效率和质量，同时还可以减少人工干预和劳动力成本。耕种机械中，PLC可以应用于各种不同的功能模块，例如土地平整、耕翻、播种、喷洒等等。其中，PLC可以通过控制机械的运动轨迹、速度和方向等参数，实现对土地的平整和耕翻，确保土地质量和作物生长的良好环境。同时，PLC还可以通过连接传感器和计算机视觉系统，对作物的生长情况进行监控和分析，实现对耕种机械的自动控制和调整，提高作物的产量和质量。

3.3智能化管理

通过PLC控制器可以实现对耕种机械的智能化管理，如自动化巡航、故障检测与诊断、远程监控等。通过与GPS、GPRS等技术及设备配合，实现对耕种机械的实时监控和管理，及时发现和解决故障，提高设备的可靠性和稳定性。GPS定位和导航：耕种机械安装了GPS定位和导航设备，PLC控制器可以实时获取耕种机械的位置和运行轨迹，并进行路径规划和导航。GPRS通信或无线网络连接：耕种机械还需要安装GPRS通信设备或无线网络连接，通过与云平台或远程服务器进行通信，实现对耕种机械的远程监控和管理。数据采集与分析：通过PLC控制器和传感器采集耕种机械的相关数据，如作业时间、面积、深度、速度等，利用算法和模型进行分析，提供决策支持和优化方案。远程控制和协同作业：通过GPRS通信或无线网络连接，可以实现对耕种机械的远程控制和协同作业，如远程启动、停止、加油、换刀等。

3.4在系统硬件设计中的应用

为实现农业机器人的自动化行动目标，利用PLC技术可对系统硬件进行优化，由此提高成品性价比，提升产品生产精度，满足农业生产的高质量要求。当前，农业机器人的运行系统需要对各类农业生产流程予以全面负责，在实际运行中可根据农业生产的实际需求对设备硬件系统的结构设计进行深度优化，由此加强软硬件的融合，提升专业机器人的控制精度，强化工业生产的自动化、高效化水平。具体操控环节需要结合农业生产的标准流程对硬件系统进行合理重造，深入挖掘PLC技术的信息交换功能，提高硬件系统数据的全面性和完整性，为农业机器人各生产环境提供可靠的数据信息，促进高效化信息交互进度，确保农业机器人在各生产环境能达到实时互动的要求，保证农业生产量。

3.5在控制系统程序设计中的应用

构建梯形图是应用PLC技术中的重要环节，进而才能完成指令程序要求，明确流程顺序，在对数据收集、传输系统等进行设计后要参考流程图对农业机器人的行动轨迹展开设计，在农业机器人安装环节还需结合搬运工作和运行工具的运行参数进行深化设计。应用PLC技术实施具体操作时，需将农业机器人发布自动指令，在对相关程序进行设计后对其自动夹取、移动等功能进行详细测试，查看其完成指定任务后能否自动回到初始工作岗位上，由此对控制系统的程序设计效果做出合理判断。编写程序时，可将PLC技术引入梯形图的程序编写中，以表格设计的形式对各类算法进行共享使用。专业技术人员在编写程序时需结合农业机器人控制系统中各类模块属性和功能性等特点选择合适的编程方法，保证程序编程的精细化及适应性。针对搬运系统的编程工作而言，可采用梯形图编程法为农业机器人的稳定运行提供良好环境，在控制系统中还可增设手动和自动两种方式，以此满足不同工作需求下的行动要求，提高控制系统的灵活性。针对农业机器人的手动模式，需对搬动系统进行细化，通过综合分析对农业机器人的运行方法、位置等进行合理调整，避免因手动系统精度不足影响生产质量。当农业机器人处于待机状态时可对自动模式进行深化设计，有效结合PLC技术对其自动化选择程序和转运程序进行规范化设计，实现自动化程序设计精度的提升，保证自动化模式下农业机器人的生产质量。

结语

随着农业机械化水平的不断提高，PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用也越来越广泛。通过使用PLC技术，农业机械可以实现自动化控制、实时监控、数据记录等，从而提高机械的效率和运行稳定性；实现数据化管理和远程控制，从而提高农业生产的效率和质量。

参考文献

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