王志渊

(重兴镇农业农村综合服务中心,甘肃 武威 733308)

0 引言

我国作为农业大国,农业生产对我国社会经济发展发挥着重要的影响,我国农业发展水平对国家未来经济发展产生直接作用,对居民的生活也会产生直接影响。为此随着社会的发展和进步,对于农业生产模式也要进行不断创新和探索,在信息化时代背景下,在现代化农业生产和发展过程中要增加对农业机械的使用频率,借助先进的智能传感技术和计算机技术,促进农业自动化进程的推进。在农业生产过程中自动化控制技术的应用,可以有效减少人力成本,提高农业生产效率和农业发展水平。但目前在农业生产中还有很多地区仍然采用传统人力手工的耕作方式,对农业发展产生限制,为此对自动化控制技术在农业机械中的应用进行探讨非常有必要,可为农业规模化发展和现代化发展提供参考依据。

1 自动控制技术特征分析

自动控制技术是21 世纪最实用且最重要的先进技术之一,其在机械、制造、工程、农业、矿产、军事、航空航天等各个领域应用十分广泛。从自动控制在农业机械领域的应用来看,现阶段高端农机产品与自动控制技术已经有较好的融合,很多农机功能的实施可以通过自动控制软硬件及系统的设计来自动化实施,传统农机使用中烦琐的操作与检查任务也能够通过自动控制技术来便捷的实现。总体来讲自动控制技术就是将传感器、PLC、信息、计算机等众多先进技术进行集成应用,通过系统化的设计与布局,使农机产品的动作执行过程能按照预想方案准确实施。从自动控制技术的实施方式来看,大体包括两种形式:①闭环控制的自动化技术,主要是通过视觉、传感器等设备获得感知,再通过分析与控制装置获得方案并传输给执行装置,再由执行装置完成动作的执行;②开环控制,就是机械装备按照预先设计好的程序一步一步执行相关动作,直到工作完成为止。从现阶段农机自动化技术来看,多数农机只能依靠固有程序来完成农业生产任务,只有少数农机实现作业过程的监测与环境感知,我国农机自动化要向闭环控制可感知的自动化技术进步还有较多的工作要做。

2 自动化控制技术在农业机械中应用优势

2.1 实时控制

自动化控制技术在农业生产领域中的应用,实际上是通过电气控制来提升农业生产效率,在自动化控制技术实际使用过程中,对信号传输速度快,所需时间短,在农业机械操作中通过自动化控制技术可以实现实施控制的优势,可以快速处理各类信息,程序高速运转,在农业机械安全防护中发挥重要作用和优势,能有效提升农业机械操作安全性,并通过实时控制来保证农业生产运行良好,促进农业稳定发展。

2.2 同步控制

在农业机械化生产中,常利用电子设备及相关自动化控制技术实现同步控制,用来改善农业生产条件和减轻劳动强度。自动控制技术是依托互联网信息技术实现的,互联网的共享性能够助推农业机械实现自动化控制。在农业机械化生产中,将计算机技术融入电气设备后,一个控制终端可以同时控制多个机械设备,全面提高农业生产效率。

2.3 可靠性高

自动化控制技术在农业机械操作中应用,通过信号输入和输出来实现光电隔离,保证机械运行内部电路和外部电路之间产生系统隔离,从而保证输入端的时间常数和滤波器的适宜性,进而保障在机械运行中各个控制系统都会产生相应的屏蔽措施,提高农业机械对于环境的适应性,无论在良好的环境下还是恶劣的生产环境中,机械都可以得到良好的运作。在选择农业机械控制元件时要保证电子控制元件的质量,保证开关电源的耐用性,对元件质量严格把关,才能确保机械在后期运行中的稳定性和安全性。

3 我国农业机械的自动化发展现状分析

我国经过长期的发展,在农业领域中已经取得了显著的发展成绩,但是农业机械在自动化建设和发展方面仍旧存在诸多的不足和问题急待完善,尤其是在我国不同的地区领域内,存在较大的农业自动化水平差异,偏远的农村地区农业机械的自动化水平普遍较低,应用自动化控制技术的程度不足。农业机械在自动化发展中缺少创新动力,整体的农业自动化技术智能水平偏低,和发达国家相比仍旧存在较大的提升空间。目前来讲将自动化技术运用到农业机械中,提高了农业生产的效率,使农业劳动力需求有所减弱,但是整体的机械化水平仍旧不足,很多农业生产过程中依然是以人力的方式为主开展生产活动,农民只是在部分机械操作中实现了精细化、智能化、自动化的控制和处理。现阶段发达国家的农业自动化技术逐渐完善并趋于饱和,我国的农业自动化应更进一步的研究,致力于发挥自动控制技术的优势,推动农业机械的自动化发展,提高我国农业机械的自动化水平。

4 农机自动控制技术应用形式

4.1 农用拖拉机的自动控制技术

拖拉机是农业生产的核心机型之一,在拖拉机上应用自动控制技术对于提高生产效率具有显著的作用。拖拉机的自动控制技术主要包括以下几方面内容:①自动驾驶技术,主要是通过电子控制技术控制拖拉机的速度、转向、挡位、液压、动力输出等功能,使拖拉机的操作实现自动化;②利用导航技术指导拖拉机的行驶路线,现阶段应用的导航技术以卫星导航为主,部分农机也会结合视觉导航、激光导航、传感器导航等技术。自动控制技术的拖拉机能够配套耕整地、播种、施肥、植保等机具完成自动化的农业生产任务。

4.2 农作物种植中的应用

传统的农业生产方式是需要通过人工来进行劳作和生产的,需要耗费大量的人力和物力,且种植效率和质量参差不齐,对农业收成产生直接的影像。早期在农业机械中主要是通过耕地及、拖拉机等半自动化机械来进行农业种植,但这些机械自动化水平较低,虽然能够有效缓解农民的体力劳动,提升农业耕作效率,但对于我国的农业发展还是起到制约。随着科技的发展和进步,农业机械技术也在不断的发展与进步,在农业机械中已经广泛采用了一些新的技术和手段,凭借新进的智能化感应技术和网络技术,全新自动化控制技术在农业机械中得到普及应用,使农作物种植工作更好地开展。如在水稻种植中通过自动化耕种农业机械,根据水稻种类对水位高低要求,种植间距要求等,实现自动化精细化调控,提升水稻的种植质量,降低农民劳作强度,提升水稻种植效率。

4.3 智能化温室控制技术

利用智能化温室控制技术,可以优化农产品生产方式,降低天气变化的影响。在温室大棚中的采光设备和通风设备,需要利用精密温度控制系统。在温、湿度控制系统中融入智能控制技术智能化控制温度和湿度,利用自动温、湿度感应器实时检测温室指标,随后向控制中心传输检测到的温度和湿度等数据,控制中心负责数据分析和运算。根据计算结果自动调整温室大棚的门窗和控制设备等,为农作物提供良好的生长环境,保障农作物的产量。

4.4 农作物自动采收

在传统农业生产模式和半机械化生产模式下,农作物采收需要大量的人力。在实际操作中,自动采摘装置配有感应器,能够自动辨别农作物的熟度,实现农作物的适时采收和科学采收。有的自动控制系统能根据农作物的生长属性测定每一个果实的成熟度和成熟位置,再按照系统录入的参数要求完成某一类型的指令,确保农作物符合采摘要求。除谷物利用自动控制系统实现收割、割晒、脱粒等作业一次性完成外,西红柿、西瓜、卷心菜、苹果、柑橘、棉花等农产品的收获机械也逐渐实现自动化控制。采摘机械采用激光瞄准系统能够快速、准确地瞄准目标,大大加快农作物采摘速度。

4.5 灌溉、施肥智能控制技术

在现代化农业发展过程中,需要实现生产管理的智能化,自动控制农业施肥和灌溉,提高化肥和水资源利用率,提高整体农业生产效率。在施肥控制中利用智能控制技术,可以有效结合灌溉和施肥,实现灌溉和施肥作业的一体化、智能化。利用智能化灌溉、施肥,可以弥补传统灌溉、施肥工作的缺陷,保障农业灌溉和施肥的精准性和高效性。

5 结语

综上所述,农业机械的自动控制技术应用在未来仍有很大的发展空间,需要相关人员不断探索,在农业机械中提高自动控制技术的应用水平,解决现阶段我国农业机械自动化发展中存在的普遍问题。提高现代化农业的生产力,推动农业现代化建设与发展。