王志淵

（重興鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村綜合服務(wù)中心，甘肅 武威 733308）

0 引言

我國(guó)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著重要的影響，我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展水平對(duì)國(guó)家未來(lái)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生直接作用，對(duì)居民的生活也會(huì)產(chǎn)生直接影響。為此隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式也要進(jìn)行不斷創(chuàng)新和探索，在信息化時(shí)代背景下，在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展過(guò)程中要增加對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用頻率，借助先進(jìn)的智能傳感技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的推進(jìn)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用，可以有效減少人力成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)業(yè)發(fā)展水平。但目前在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還有很多地區(qū)仍然采用傳統(tǒng)人力手工的耕作方式，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展產(chǎn)生限制，為此對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行探討非常有必要，可為農(nóng)業(yè)規(guī)模化發(fā)展和現(xiàn)代化發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 自動(dòng)控制技術(shù)特征分析

自動(dòng)控制技術(shù)是21 世紀(jì)最實(shí)用且最重要的先進(jìn)技術(shù)之一，其在機(jī)械、制造、工程、農(nóng)業(yè)、礦產(chǎn)、軍事、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛。從自動(dòng)控制在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的應(yīng)用來(lái)看，現(xiàn)階段高端農(nóng)機(jī)產(chǎn)品與自動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)有較好的融合，很多農(nóng)機(jī)功能的實(shí)施可以通過(guò)自動(dòng)控制軟硬件及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)自動(dòng)化實(shí)施，傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)使用中煩瑣的操作與檢查任務(wù)也能夠通過(guò)自動(dòng)控制技術(shù)來(lái)便捷的實(shí)現(xiàn)?？傮w來(lái)講自動(dòng)控制技術(shù)就是將傳感器、PLC、信息、計(jì)算機(jī)等眾多先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行集成應(yīng)用，通過(guò)系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)與布局，使農(nóng)機(jī)產(chǎn)品的動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程能按照預(yù)想方案準(zhǔn)確實(shí)施。從自動(dòng)控制技術(shù)的實(shí)施方式來(lái)看，大體包括兩種形式：①閉環(huán)控制的自動(dòng)化技術(shù)，主要是通過(guò)視覺(jué)、傳感器等設(shè)備獲得感知，再通過(guò)分析與控制裝置獲得方案并傳輸給執(zhí)行裝置，再由執(zhí)行裝置完成動(dòng)作的執(zhí)行；②開(kāi)環(huán)控制，就是機(jī)械裝備按照預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序一步一步執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作，直到工作完成為止。從現(xiàn)階段農(nóng)機(jī)自動(dòng)化技術(shù)來(lái)看，多數(shù)農(nóng)機(jī)只能依靠固有程序來(lái)完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，只有少數(shù)農(nóng)機(jī)實(shí)現(xiàn)作業(yè)過(guò)程的監(jiān)測(cè)與環(huán)境感知，我國(guó)農(nóng)機(jī)自動(dòng)化要向閉環(huán)控制可感知的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步還有較多的工作要做。

2 自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2.1 實(shí)時(shí)控制

自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中的應(yīng)用，實(shí)際上是通過(guò)電氣控制來(lái)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，在自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)際使用過(guò)程中，對(duì)信號(hào)傳輸速度快，所需時(shí)間短，在農(nóng)業(yè)機(jī)械操作中通過(guò)自動(dòng)化控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)施控制的優(yōu)勢(shì)，可以快速處理各類(lèi)信息，程序高速運(yùn)轉(zhuǎn)，在農(nóng)業(yè)機(jī)械安全防護(hù)中發(fā)揮重要作用和優(yōu)勢(shì)，能有效提升農(nóng)業(yè)機(jī)械操作安全性，并通過(guò)實(shí)時(shí)控制來(lái)保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行良好，促進(jìn)農(nóng)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。

2.2 同步控制

在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中，常利用電子設(shè)備及相關(guān)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)同步控制，用來(lái)改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。自動(dòng)控制技術(shù)是依托互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，互聯(lián)網(wǎng)的共享性能夠助推農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。在農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)中，將計(jì)算機(jī)技術(shù)融入電氣設(shè)備后，一個(gè)控制終端可以同時(shí)控制多個(gè)機(jī)械設(shè)備，全面提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。

2.3 可靠性高

自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械操作中應(yīng)用，通過(guò)信號(hào)輸入和輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)光電隔離，保證機(jī)械運(yùn)行內(nèi)部電路和外部電路之間產(chǎn)生系統(tǒng)隔離，從而保證輸入端的時(shí)間常數(shù)和濾波器的適宜性，進(jìn)而保障在機(jī)械運(yùn)行中各個(gè)控制系統(tǒng)都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的屏蔽措施，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)于環(huán)境的適應(yīng)性，無(wú)論在良好的環(huán)境下還是惡劣的生產(chǎn)環(huán)境中，機(jī)械都可以得到良好的運(yùn)作。在選擇農(nóng)業(yè)機(jī)械控制元件時(shí)要保證電子控制元件的質(zhì)量，保證開(kāi)關(guān)電源的耐用性，對(duì)元件質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，才能確保機(jī)械在后期運(yùn)行中的穩(wěn)定性和安全性。

3 我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀分析

我國(guó)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中已經(jīng)取得了顯著的發(fā)展成績(jī)，但是農(nóng)業(yè)機(jī)械在自動(dòng)化建設(shè)和發(fā)展方面仍舊存在諸多的不足和問(wèn)題急待完善，尤其是在我國(guó)不同的地區(qū)領(lǐng)域內(nèi)，存在較大的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化水平差異，偏遠(yuǎn)的農(nóng)村地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化水平普遍較低，應(yīng)用自動(dòng)化控制技術(shù)的程度不足。農(nóng)業(yè)機(jī)械在自動(dòng)化發(fā)展中缺少創(chuàng)新動(dòng)力，整體的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)智能水平偏低，和發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍舊存在較大的提升空間。目前來(lái)講將自動(dòng)化技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)業(yè)機(jī)械中，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率，使農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力需求有所減弱，但是整體的機(jī)械化水平仍舊不足，很多農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中依然是以人力的方式為主開(kāi)展生產(chǎn)活動(dòng)，農(nóng)民只是在部分機(jī)械操作中實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化、智能化、自動(dòng)化的控制和處理。現(xiàn)階段發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化技術(shù)逐漸完善并趨于飽和，我國(guó)的農(nóng)業(yè)自動(dòng)化應(yīng)更進(jìn)一步的研究，致力于發(fā)揮自動(dòng)控制技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化發(fā)展，提高我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)化水平。

4 農(nóng)機(jī)自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用形式

4.1 農(nóng)用拖拉機(jī)的自動(dòng)控制技術(shù)

拖拉機(jī)是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的核心機(jī)型之一，在拖拉機(jī)上應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)于提高生產(chǎn)效率具有顯著的作用。拖拉機(jī)的自動(dòng)控制技術(shù)主要包括以下幾方面內(nèi)容：①自動(dòng)駕駛技術(shù)，主要是通過(guò)電子控制技術(shù)控制拖拉機(jī)的速度、轉(zhuǎn)向、擋位、液壓、動(dòng)力輸出等功能，使拖拉機(jī)的操作實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；②利用導(dǎo)航技術(shù)指導(dǎo)拖拉機(jī)的行駛路線(xiàn)，現(xiàn)階段應(yīng)用的導(dǎo)航技術(shù)以衛(wèi)星導(dǎo)航為主，部分農(nóng)機(jī)也會(huì)結(jié)合視覺(jué)導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、傳感器導(dǎo)航等技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)的拖拉機(jī)能夠配套耕整地、播種、施肥、植保等機(jī)具完成自動(dòng)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。

4.2 農(nóng)作物種植中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式是需要通過(guò)人工來(lái)進(jìn)行勞作和生產(chǎn)的，需要耗費(fèi)大量的人力和物力，且種植效率和質(zhì)量參差不齊，對(duì)農(nóng)業(yè)收成產(chǎn)生直接的影像。早期在農(nóng)業(yè)機(jī)械中主要是通過(guò)耕地及、拖拉機(jī)等半自動(dòng)化機(jī)械來(lái)進(jìn)行農(nóng)業(yè)種植，但這些機(jī)械自動(dòng)化水平較低，雖然能夠有效緩解農(nóng)民的體力勞動(dòng)，提升農(nóng)業(yè)耕作效率，但對(duì)于我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展還是起到制約。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)也在不斷的發(fā)展與進(jìn)步，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中已經(jīng)廣泛采用了一些新的技術(shù)和手段，憑借新進(jìn)的智能化感應(yīng)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，全新自動(dòng)化控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到普及應(yīng)用，使農(nóng)作物種植工作更好地開(kāi)展。如在水稻種植中通過(guò)自動(dòng)化耕種農(nóng)業(yè)機(jī)械，根據(jù)水稻種類(lèi)對(duì)水位高低要求，種植間距要求等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化精細(xì)化調(diào)控，提升水稻的種植質(zhì)量，降低農(nóng)民勞作強(qiáng)度，提升水稻種植效率。

4.3 智能化溫室控制技術(shù)

利用智能化溫室控制技術(shù)，可以?xún)?yōu)化農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)方式，降低天氣變化的影響。在溫室大棚中的采光設(shè)備和通風(fēng)設(shè)備，需要利用精密溫度控制系統(tǒng)。在溫、濕度控制系統(tǒng)中融入智能控制技術(shù)智能化控制溫度和濕度，利用自動(dòng)溫、濕度感應(yīng)器實(shí)時(shí)檢測(cè)溫室指標(biāo)，隨后向控制中心傳輸檢測(cè)到的溫度和濕度等數(shù)據(jù)，控制中心負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)分析和運(yùn)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果自動(dòng)調(diào)整溫室大棚的門(mén)窗和控制設(shè)備等，為農(nóng)作物提供良好的生長(zhǎng)環(huán)境，保障農(nóng)作物的產(chǎn)量。

4.4 農(nóng)作物自動(dòng)采收

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式和半機(jī)械化生產(chǎn)模式下，農(nóng)作物采收需要大量的人力。在實(shí)際操作中，自動(dòng)采摘裝置配有感應(yīng)器，能夠自動(dòng)辨別農(nóng)作物的熟度，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物的適時(shí)采收和科學(xué)采收。有的自動(dòng)控制系統(tǒng)能根據(jù)農(nóng)作物的生長(zhǎng)屬性測(cè)定每一個(gè)果實(shí)的成熟度和成熟位置，再按照系統(tǒng)錄入的參數(shù)要求完成某一類(lèi)型的指令，確保農(nóng)作物符合采摘要求。除谷物利用自動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)收割、割曬、脫粒等作業(yè)一次性完成外，西紅柿、西瓜、卷心菜、蘋(píng)果、柑橘、棉花等農(nóng)產(chǎn)品的收獲機(jī)械也逐漸實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。采摘機(jī)械采用激光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)能夠快速、準(zhǔn)確地瞄準(zhǔn)目標(biāo)，大大加快農(nóng)作物采摘速度。

4.5 灌溉、施肥智能控制技術(shù)

在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，需要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理的智能化，自動(dòng)控制農(nóng)業(yè)施肥和灌溉，提高化肥和水資源利用率，提高整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。在施肥控制中利用智能控制技術(shù)，可以有效結(jié)合灌溉和施肥，實(shí)現(xiàn)灌溉和施肥作業(yè)的一體化、智能化。利用智能化灌溉、施肥，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)灌溉、施肥工作的缺陷，保障農(nóng)業(yè)灌溉和施肥的精準(zhǔn)性和高效性。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用在未來(lái)仍有很大的發(fā)展空間，需要相關(guān)人員不斷探索，在農(nóng)業(yè)機(jī)械中提高自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用水平，解決現(xiàn)階段我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展中存在的普遍問(wèn)題。提高現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)力，推動(dòng)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)與發(fā)展。