PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用

PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用

唐海朝

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摘要：随着社会的发展，尽管我国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；电气控制装置；应用

引言

机械电气控制装置能够更有效、更直接完成控制任务，但纯机械的控制装置缺乏自动化技术的应用，导致在使用过程中存在反应时间过长和反应速度过慢等情况，且控制系统一旦出现故障，就无法自动完成故障检查和故障排除。为解决以上问题，可在机械电气控制装置中广泛应用PLC技术。该技术能提高机械电气控制装置的自动性，使装置满足自动检查、自动排除故障以及快速反应等需求。

1PLC技术概述

PLC即可编程逻辑控制器，其内部的控制指令比较多，例如计数指令、运算指令、逻辑控制指令以及定时指令等等。在对PLC进行实际应用时，可通过模拟形式或者数字形式开展输入和输出操作，能够实现机械设备的自动化运行和控制。PLC从结构层面来讲，一般包含输出和输入单元、中央处理器（CPU）以及存储器等，利用这些单元可实现PLC技术的网络通信功能、翻译功能以及检测功能等。在实际应用时，该技术主要是利用PLC程序对开展外部输入点对应的输入值实施运算，并利用输出控制实现信号处理，将其作为依据对外部控制量实施有效控制，从而实现机械自动化控制。PLC技术具有占用空间少、抗干扰能力强以及检测便捷等突出特征，可以形成比较灵活的系统体系，其具备的这些技术特征，使技术人员对电气控制装置的操控比较方便，因此其在自动化控制装置领域比较受欢迎，尤其是在当前的农业机械领域，通过PLC技术使农业种植自动化控制得以实现，可有效推动实现农业生产的自动化和标准化。

2PLC技术在农业机械电气控制装置中的具体应用

2.1PLC在施肥机械中的应用

PLC施肥机械是一种自动化控制系统，它利用可编程逻辑控制器（PLC）控制施肥机械的操作，以实现精确施肥。其工作原理是通过传感器检测土壤中的营养元素含量，然后将这些信息传输给PLC。PLC再根据预设的施肥计划来控制施肥机械的输出量和喷雾方向，从而实现对作物施肥的自动化控制。传感器信号的采集：PLC通过连接传感器，可以采集土壤水分、养分含量等相关数据，这些数据将作为控制施肥机械的依据。施肥计划的制定：基于采集到的土壤数据，PLC可以制定施肥计划。根据作物生长期的不同需求，PLC可以自动调整施肥量和施肥时间，以实现最佳的施肥效果。控制施肥机械的运行：PLC通过输出信号控制施肥机械的运行。通过对施肥机械进行操作，PLC可以实现精确的施肥操作，包括施肥量、喷洒方向、喷洒速度的控制等。数据的记录和分析：PLC可以记录施肥机械的运行数据，包括施肥量、喷洒方向、喷洒速度等。这些数据可以通过PLC内置的数据处理程序进行分析，以便对施肥效果进行评估和调整。综上所述，PLC在施肥机械控制中的原理是通过采集传感器信号，制定施肥计划，控制施肥机械的运行，记录并分析数据，以实现精确的施肥操作，提高农作物的产量和质量。

2.2PLC在收割机械中的应用

PLC在收割机械中的应用原理基于其控制系统的设计和功能，以下是其控制的基本原理。控制刀具的移动和高度：PLC可以控制收割机械刀具的位置和高度，以确保它们适当地切割庄稼，避免损坏收割头或作物。这通常涉及使用传感器来检测作物的高度和位置，并使用电动机或液压系统来控制收割头的移动和高度。控制切割刀的速度：PLC可以控制收割机械上的切割刀的速度，以确保它们以正确的速度切割庄稼。这通常涉及使用电动机或液压系统来控制刀片的速度，并使用传感器来检测刀片的位置和速度。控制输送带的速度：PLC可以控制收割机械上输送带的速度，以将庄稼从收割头输送到储存区。这通常涉及使用电动机或液压系统来控制输送带的速度，并使用传感器来检测庄稼的数量和质量。收集和监控数据：PLC可以收集和监控收割机械的数据，例如切割刀的速度、输送带的速度、庄稼的数量和质量等等。这些数据可以用于优化收割机械的性能，并提高作物的产量和质量。通常，PLC会使用传感器来收集这些数据，并将其存储在内部存储器中，以便后续分析和处理。作物检测和识别：PLC可以连接图像传感器和计算机视觉系统，对作物进行检测和识别。通过分析作物的形状、颜色、大小等特征，PLC可以自动判断作物的成熟度和收割时间，从而提高收割效率并减少浪费。自动导航：PLC可以连接GPS定位系统和惯性导航系统，实现对收割机械的自动导航。通过预先设定的路线和收割区域，PLC可以自动控制收割机械的行进方向和速度，避免重复收割或遗漏收割等问题，提高收割效率和质量。综上所述，PLC在收割机械中的应用原理是基于其控制系统的设计和功能，通过控制机械的各个部件来自动化和优化收割过程，并提高作物的产量和质量。

2.3逻辑量开关应用

逻辑量是系统运行参考的基本参数，传送的速度和加工实现的速度等均属于逻辑量的范畴。通过调节和控制逻辑量，可以对生产等进行更主动性的管控。例如，通过具有逻辑量开关功能的PLC系统控制传送速度，可以避免物品拥堵，而传统的系统仅仅能够记录传送速度，一旦传送速度与实际需求并不匹配，则必须由人工调节的形式进行处理。作为一种能够独立运算、独立形成处理措施的系统，PLC逻辑量系统不仅具有基本的监测相关功能，还能通过对比和参考预设参数以及当前实际数据，判定系统运行情况是否正常以及主要存在的问题。在PLC技术的辅助下，通过对比过去类似情况，系统能够尝试处理实际存在的问题，使系统恢复正常状态。在系统中，PLC逻辑量开关技术对系统能否正常运行和主动避免系统风险具有重要价值。

2.4故障排查应用

PLC技术同样能够展开针对性故障排查，并能够根据排查相关结果主动排除相关故障。PLC技术用于故障排查时基本功能体现在以下两点。PLC系统能实时监测系统内部所有设备运行情况，监测的相关数据及数据反应的设备运行状态均能够通过信息网络及时上传给系统相关管理人员。PLC技术可以根据不同的设置情况进行自动锁定或开启远程锁定相关权限，即在故障发生的情况下，系统可以根据故障表现锁定设备或将数据传送给相关人员，尤其是可以远程锁定设备或系统。传统模式下，系统出现故障后无法及时被排除，需要由人工进行操作，因此，在故障出现到故障排除之间，故障影响将不断扩大甚至造成较为严重的问题。而在PLC技术的支持和辅助下，系统能够在无人监控的情况下保持良好的运行状态。

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]雷鹏翔.PLC技术在电气自动化控制系统中的应用研究[J].造纸装备及材料，2022，51(2)：24-26.

[3]马晓乐.PLC技术在电气工程自动化控制中的应用[J].无线互联科技，2022，19(9)：121-124.