PLC 技术在农业机械电气控制中的应用论文

2024-06-03 09:23:19 来源: 作者:xieshijia
摘要:在探讨PLC技术的独特性质以及在农业机械中的实际应用基础上,论述了PLC技术在提高农业机械自动化水平、优化控制性能及提高系统可靠性等方面的重要作用,指出了PLC技术在应用中所面临的挑战和未来的发展趋势,以期对PLC在农业机械电气控制方面应用提供参考。
摘要:在探讨PLC技术的独特性质以及在农业机械中的实际应用基础上,论述了PLC技术在提高农业机械自动化水平、优化控制性能及提高系统可靠性等方面的重要作用,指出了PLC技术在应用中所面临的挑战和未来的发展趋势,以期对PLC在农业机械电气控制方面应用提供参考。
关键词:PLC技术;农业机械;电气控制;自动化水平;控制性能
在现代农业飞速发展的今天,农业机械电气控制技术已经成为促进农业生产效率提高的关键。PLC控制技术因其出色的可靠性、灵活性和维护便捷性,在农业机械的电气控制领域得到了广泛的应用。对PLC控制技术应用于农业机械电气控制的现状及优势进行了论述,以期对PLC的应用提供相关参考。
1.PLC技术概述
PLC(Programmable Logic Controller)是一种可编程的逻辑控制器,它在现代工业自动化控制领域中起到了核心的作用。由于其具有逻辑控制功能强大、配置方式灵活、高可靠性和维护方便等优点,在各种工业控制系统得到了广泛的应用。PLC以微处理器为中央处理单元,用软件编程的方式实现外部设备控制,数据处理能力强,网络通信能力强,能适应复杂多样的控制要求。PLC工作时,使用者用编程软件写出控制逻辑指令下载至PLC,PLC依据这些逻辑指令将输入信号经过处理后输出对应控制信号以达到控制被控对象的目的。除此之外,PLC还配备了众多的扩展模块,例如模拟量的输入/输出模块和通信模块等,这使其能够轻松地与其他设备建立连接和通讯,达到系统集成和优化的目的。
2.PLC技术应用于农业机械电气控制的现状
在农业现代化持续发展的背景下,农业机械电气控制系统复杂程度与智能化程度与日俱增。将PLC技术应用到农业机械电气控制当中,为促进农业机械自动化水平以及作业效率的提高提供了强有力的技术支撑。一方面,PLC技术应用于农业机械电气控制可实现精准控制的目的。就农田灌溉系统而言,常规灌溉方式通常依靠人工经验进行灌溉,很难实现精准控制。利用PLC技术设计的灌溉系统能够根据土壤湿度、作物生长状态以及其他实时数据对灌溉水量以及灌溉时间进行自动调整,达到精准灌溉以及提高水资源利用效率的目的。另一方面,将PLC技术应用到农业机械电气控制当中,提升了作业效率。就收割机械而言,PLC技术能够实现自动控制与智能决策,并根据农作物的生长状况与收割进度自动对收割速度、切割高度进行调整,提升收割效率。
3.PLC技术应用于农业机械电气控制的优势
3.1提升自动化水平
PLC自动化技术运用于农业机械电气控制显著提了升农业机械自动化水平[1]。传统农业机械电气控制系统通常依靠大量继电器及电路实现逻辑控制,该模式控制逻辑比较复杂,容易出现故障。将PLC自动化技术引入其中,使控制系统简单化,利用编程软件就可以达到精确控制农业机械的目的。以拖拉机为例,采用PLC自动化技术,可实现其各组成部分的自动化控制。如通过PLC对发动机运行状态进行控制,并根据操作需要自动调整油门、转速等参数;由PLC控制液压系统实现农具升降及角度调节。这些自动化控制功能在提高拖拉机作业效率的同时,也减小了作业难度,使得驾驶员可以更集中精力完成作业过程。另外PLC自动化技术能够对农业机械进行集群控制、智能调度等。通过多台农业机械接入同一PLC网络,实现其集中控制与协调操作。如播种作业时可根据地块大小、作物种类等因素自动调节播种机播种速度、播种量以达到精准播种的目的。
3.2优化控制性能
将PLC自动化技术运用到农业机械电气控制当中,使控制系统性能得到优化。PLC数据处理能力强,逻辑运算能力强,能实时监控农业机械运行状态并准确控制[2]。以喷灌机为例,采用PLC自动化技术,可实现喷灌机智能控制。利用传感器对土壤湿度、作物生长状态以及其他信息进行实时监控,PLC能够根据这些监控信息对喷灌机喷水量以及喷水时间进行自动调整,保证作物获得足够的水分。该智能化控制方式既提高了喷灌机作业效率又避免水资源浪费。另外,利用PLC自动化技术能够对农业机械进行故障诊断与预警。通过对农业机械运行数据的实时监控与分析,PLC能够及时发现可能存在的故障隐患并给出预警信号提醒操作人员检修与维护。该故障诊断与预警功能的应用显著提高了农业机械的可靠性与稳定性、减少了故障率并提高了机械的使用寿命。
3.3提高系统的可靠性
PLC自动化技术运用于农业机械电气控制显著提高了系统可靠性。PLC为模块化设计,扩展性好,可维护性强,在需要对系统进行升级或扩充的情况下,仅需对相应的模块进行添加或替换,而无须对整个系统作出任何改动[3]。该模块化设计减少了系统维护成本,且增加了灵活性。同时PLC具有抗干扰能力强、稳定性好等特点。它通过光电隔离和滤波,能有效抑制外界干扰信号对该系统的干扰。另外PLC还有自诊断功能可以对其本身运行状态进行实时监控,当出现异常时,能及时发出警报或者采取保护措施以保证系统平稳运行。拿水稻收割机来说,因其作业环境的复杂多样,作业时机械易受各种干扰与影响。利用PLC自动化技术对水稻收割机控制系统进行控制,可以抵抗上述干扰与影响,保证机械平稳运转。即便是在恶劣天气下PLC控制系统依然能够保持较好的工作状态,保证水稻收割作业能够顺利实施。这一高可靠性表现使PLC自动化技术被广泛应用于农业机械电气控制领域。
4.PLC技术在农业机械电气控制中面临的挑战及发展趋势
4.1面临的挑战
尽管PLC技术在农业机械电气控制中的应用已经取得了显著成效,但仍面临着一些挑战。一是农业作业环境复杂,要求PLC技术稳定可靠。比如在田间作业过程中,农业机械会受到泥水、尘土的污染,这些都可能损坏PLC电气元件及接口,影响到系统正常工作。二是农业机械电气控制系统集成化、智能化的发展,也需要PLC技术的不断提升。随着农业生产日益更新,农业机械控制精度与作业效率要求越来越高,这就需要PLC技术不断地满足对控制的新要求,达到更准确和更有效的控制。另外,在物联网和云计算等新一代信息技术飞速发展的背景下,农业机械电气控制系统出现了向着网络化和远程化发展的态势。如何将PLC技术和这些新技术深度融合同时又能确保数据安全也是目前所面临的主要问题。
4.2未来的发展趋势
农业机械电气控制PLC技术的发展会呈现出新的发展趋势。一是在科技不断进步的今天,PLC技术性能会有进一步提高,主要表现在处理速度更快、抗干扰能力更强和能耗更少。这样才会给农业机械电气控制系统带来更稳定、更可靠的控制保障。二是随着农业生产向智能化和精准化方向发展的要求越来越高,PLC技术也会越来越重视和其他信息技术的结合。比如通过结合物联网技术,能够实现对农业机械进行远程监控、故障诊断等;将其与大数据、人工智能相结合,可以实现农业机械自主决策及优化作业。另外,在绿色农业、可持续发展等理念深入人心的今天、PLC技术会更加强调环保与节能。通过优化控制算法、降低能耗设计等措施,使PLC技术有助于农业机械实现更环保、更高效的作业方式。
5.结束语
将PLC技术应用到农业机械电气控制当中具有十分重要的意义。通过发挥PLC技术优势能够有效促进农业机械自动化水平、优化控制性能,强化系统可靠性。未来随着科技的不断创新与进步,农业机械电气控制中PLC技术会有更广泛的应用。
参考文献
[1]郭斌,李娜.PLC自动化技术在农业机械电气控制中的应用[J].南方农机,2023,54(22):141-143.
[2]雷玲芝.PLC技术在农业生产设备电气自动控制方面的应用研究[J].南方农机,2023,54(13):71-73.
[3]刘希璐.电气自动化技术在农业机械控制中的应用[J].南方农机,2023,54(8):79-81.
