自动控制技术在农业机械中的应用研究 林静

自动控制技术在农业机械中的应用研究林静
摘要：科技的快速发展使我国各行业有了更大的发展空间。

随着现代科技的迅
猛发展，农业机械化逐渐成为现代农业发展的重要标志之一。

而随着农业机械的
推广应用，对自动化技术的要求同样越来越高。

为此，这为自动控制技术应用到
农业机械提供了契机。

分析自动控制技术在农业机械中的应用，逐渐呈现：实时
控制、返修成本低、操作性能高、有利于自我故障诊断等技术优势。

关键词：自动控制技术；农业机械；应用
引言
我国经济的快速发展离不开各行业的大力贡献。

在农业机械中，有效运用自
动控制技术，能够对农作物生长环境实时地进行监控和调节，从而使农业生产的
自动化、智化以及集约化得以有效地实现，致使农作物高效高产得以保证。

1我国农业自动化的发展现状
1）缺乏较高的农业制造业发展程度，当前我国的农业水平得到进一步提高，然而相较于发达国家，我国的农业自动化发展依就存在一些问题，我国的技术发
展水平明显低于发达国家，且农业生产效率未符合相关标准；特别是偏远的农村
地区，农业从事人员的意识比较差，农业自动化技术应用程度比较低，在发展的
大方向上，这些地区的自主品牌比较少，这就导致虽然生产了大量的农产品，然
而却难以形成高质量的产品，没有较高的出口水平，从而难以提升农产品价格，
大大影响着农业的发展。

2）缺乏自动化创新能力，在自动化发展中，最为关键
的一部分是产品的创新，现如今大部分农业机械生产企业都缺乏较高的智能化水平，仍然采用以往的生产技术，其产品的使用性能和发达国家间存在一定的差距；由于没有较高的创新能力，导致机械设计难以满足大面积农业生产的需求，这就
导致大量的资源浪费，加上引进大量的进口设备，这就大大增加了产品的成本。

2自动控制技术在农业机械中应用的优点
第一，实时控制。

此项技术在农业机械中的应用，是以电气控制为基础，以
信号传输为媒介进行自动化控制，比较而言，时间短、速度快，基本上实现了对
农机的实时和安全控制。

第二，操作性能高。

农机操作中，自动化技术的应用，
一般采用光电隔离的I/O输入输出信号，这种操作实现了内部电路与外部环境的
隔离，加上输入器端有效的滤过系统，配合合适的滤波时间常数，避免了外部恶
劣作业环节对内部操作系统的干扰，这样能确保农机作业的高操作性能。

第三，
有利于自我故障诊断。

农业机械工作环境恶劣，运作期间出现故障时有发生。

自
动化技术的引入，尤其多种传感器的使用，使着这些故障的诊断更为便捷。

当农
业机械某一部件出现故障问题时，机械自身将在第一时间做出诊断，做出预警维
护警告，做到自动停止运行甚至开始自我修复。

同时，那些高性能处理器及处理
系统的应用，同样保障机械修复的有效性和可靠性。

第四，返修成本低。

自动控
制系统的引入，大大提升农机作业适应性，降低农业生产期间发生的故障率，有
利于人工操作效率，降低后期返修率和人工输出成本，大大提升农机生产效率。

第五，配置使用简单灵活。

现阶段，控制器及传感器技术的发展趋向成熟，很多
自动化控制的原件及系统使用起来都较为简单，组合更加趋向灵活化。

针对不同
的农作机械，可针对性地选择现场信号，如脉冲或电位；开关量或模拟量；强电
或弱电；电压或电流等，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备等，这些都
大大适应了不同农机控制的现实需求。

3自动控制技术在农业机械中的应用
3.1精细化农业中应用自动化控制技术
精细化农业生产的基地就是温室。

农业精细化生产的过程中，技术人员主要
应用的泵站和渠系等也是温室。

因此，技术人员既要将机械设备进行有效管理和
维护，又要将农业产品生长的状况进行分析和管理，任务十分繁重。

另外，在精
细化农业生产方式上，从国外引进时间相对比较短，技术人员欠缺，在工作实践中，能够真正参与的技术人员更加欠缺。

由于自动化控制技术已经被广泛应用，
在精细化农业生产的过程中，技术人员能够将自动控制技术进行有效的应用，既
能够将工作人员自身的负担减少，又能够使农业生产效率有效地提升。

3.2在无土栽培中的应用
所谓无土栽培，即脱离土壤借助某些营养液的栽培管理。

此项技术的应用，
摆脱了传统栽培模式的限制，更好保护耕地资源。

作物培育过程中，只需通过调
配营养液配方，即可实现高产优产的目的。

就自动化控制技术应用其中，主要是
借助计算机系统对作物整个生长过程的监控。

实际上，对不同类型生长作物而言，在不同阶段的生长期内，满足生长必须的营养成分种类和含量略有差异。

尤其在
无土栽培环境中，自动控制技术的引入，基本实现对繁育整个过程的科学监控。

比如：专家系统的引进，能适时搜集数据、处理数据、分析数据。

同时，这样监
控系统的发展，能很好健全完善不同子系统的功能模块，比如：自动化控制软件
的优化设计、图像识别与分析能力的提升、智能计算机程序的有效控制等。

3.3空间温湿度自动控制技术
在大棚蔬菜种植中，农户可以通过种植反季节蔬菜来获得较高的利润，然而
因为反季节蔬菜对于种植环境的温度与湿度要求比较高，所以，在以往的大棚蔬
菜种植中要求农业人员实时监管农作物的生长情况；针对这一情况，在对自动化
蔬菜大棚的设计中，设计人员需要将温湿度传感器巧妙地运用到智能蔬菜大棚中，将多个温湿度传感器设置到大棚的固定位置，全天采集温湿度信息，且把信息输
送到中央计算机上，然后计算机会结合预先设定的阈值来对加湿、排风等机械设
备进行恰当控制，以此来确保蔬菜大棚内的湿度与温度处于恰当范围内。

3.4自动化地理信息化技术
地理信息化技术主要表现为地理信息系统，农业地理信息系统是通过自动化
控制系统将地理信息化与农业科学紧密结合起来，达到土壤最佳利用的目的。

农
业地理信息系统可以通过展现农业实时监测数据，为农业生产者提供全方位的地
理信息服务，其主要组成部分包括农情及生产管理系统、农业建设成果展示系统、耕地资源管理系统、农业区域布局管理系统、运维管理系统、农业灾害控制系统、地理信息应用服务系统等。

地理信息系统实现对土地、土壤以及农作物的整体检测，对农作物的生长周期和生长环境进行一定的评价，通过动态数据的分析来完
成科学种植。

这种科学化的监测方法彻底改变了农业的生产劳作方式，避免人工
种植过程中可能出现的弊端，通过科学的观察和预测，促进了农业的良性发展。

比如，在农作物的虫害疾病高发的时期，可以通过地理信息系统的观察和预测，
准确分析出农作物的受害情况和可能造成的损失，根据这些数据的监测，及时采
取合理的除虫措施。

在地理信息技术的应用中，农业生产现场可以实现无人化管理，大大节约了人工成本，同时也能时刻保证农作物处于最佳生长状态。

结语
总的来说，自动化控制技术应用到农业机械，体现出与以往农机操作不同的
技术优势。

文章分析介绍的几大应用领域，以农业机械化的应用最大。

同时，更
是陆续被应用到无土栽培、节水灌溉、温室大棚等等农业生产领域。

而就未来的
发展大势来看，今后纵深发展的领域项目势必会更多，有待我们去探索实践。

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