陳恒峰　盛會　郭輝　劉宇　李靜松

摘要：電子產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，使農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械逐漸向數(shù)字化、電子化、信息化方面發(fā)展。分析PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械智能控制方面的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析應(yīng)用中存在的主要問題，提出改進(jìn)意見，旨在為PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械上的進(jìn)一步應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞：PLC；收獲機(jī)械；應(yīng)用；智能化

中圖分類號：S225 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-1161（2016）03-0045-02

近年來，城市不斷大量占用農(nóng)業(yè)用地與人均耕地資源日益減少的矛盾不斷激化，對農(nóng)業(yè)發(fā)展提出來更加嚴(yán)峻的要求，要求我國農(nóng)業(yè)必須向優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效的方面發(fā)展。隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，電子信息技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷結(jié)合，農(nóng)業(yè)機(jī)械的現(xiàn)代化水平不斷提高。農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化的發(fā)展，對我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展起巨大推動作用。在農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化發(fā)展過程中，農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械的發(fā)展速度始終高于其他農(nóng)業(yè)機(jī)械，使之成為農(nóng)業(yè)機(jī)械現(xiàn)代化的代表。PLC控制技術(shù)與農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械結(jié)合，是電子信息技術(shù)與現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)技術(shù)的結(jié)合典范。

1 PLC基本結(jié)構(gòu)及原理

PLC技術(shù)是一種自動化控制技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)相互結(jié)合的電子產(chǎn)品。這種產(chǎn)品不僅可以進(jìn)行程序編寫、儲存、內(nèi)部邏輯運(yùn)算，還可以通過外部數(shù)據(jù)鏈傳輸對機(jī)械設(shè)備上的電子元器件生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，全面提升機(jī)械設(shè)備自動化程度。

PLC技術(shù)主要由電源、存儲器、輸出輸入數(shù)據(jù)鏈接口、內(nèi)部編程器、外部擴(kuò)展槽5部分組成，通過數(shù)據(jù)鏈和電源將需要控制的各個零部件有機(jī)組合起來，在系統(tǒng)上形成一個有機(jī)整體；根據(jù)外部控制設(shè)備的特點(diǎn)制定相應(yīng)控制方案，形成整體、精干、準(zhǔn)確的動作程序，進(jìn)而完成對農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械的控制。

PLC工作順序是一個閉式循環(huán)的工作回路：外部定位點(diǎn)測量輸入量→PLC程序邏輯運(yùn)算→輸出控制程序→外部定位點(diǎn)測量輸入量。外部定位點(diǎn)測量輸入量：外部各個控制點(diǎn)的限位開關(guān)信號、傳感器的數(shù)字或模擬信號、通信停止信號等均可以作為輸入量；PLC程序邏輯運(yùn)算：輸入信號進(jìn)入PLC，由存儲器中預(yù)先編存的控制程序?qū)π畔⑦M(jìn)行處理；輸出控制程序：將經(jīng)過PLC處理的控制程序通過外部連接數(shù)據(jù)鏈傳輸?shù)叫枰獎幼鞯碾娖?，對其進(jìn)行控制。

2 PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械上的應(yīng)用

隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，利用電子控制技術(shù)的農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械越來越受到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者青睞。尤其是進(jìn)入21世紀(jì)后，快速發(fā)展的PLC技術(shù)備受使用者歡迎，它相對于傳統(tǒng)電子控制模塊單片機(jī)，具有高可靠性、強(qiáng)通用性、強(qiáng)大抗干擾能力、方便維護(hù)性，能夠更好的適應(yīng)田間復(fù)雜作業(yè)環(huán)境。

PLC工作優(yōu)點(diǎn)可以歸納為：1） PLC有內(nèi)部編程器，方便程序編寫與修改；采用插件式結(jié)構(gòu)，可以使農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械在田間工作過程中修改程序。2） PLC裝置可靠性強(qiáng)大的抗干擾能力。3） 質(zhì)量輕便、體積小巧、能量消耗低。4） PLC裝置已形成標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，硬件配套比較齊全，功能趨于完善，適用性與通用性強(qiáng)，成本低。5） 控制檢測數(shù)據(jù)可以直接連接計算機(jī)進(jìn)行運(yùn)算，控制程序編輯容易掌握，便于操縱。6） PLC系統(tǒng)設(shè)計難度小、安裝方便、調(diào)試工作量小、使用維護(hù)方便，容易進(jìn)行系統(tǒng)改造。 7） PLC裝置存儲器擴(kuò)展空間大，擴(kuò)展、升級系統(tǒng)時改變最小。

在農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械中，PLC技術(shù)主要用于液壓工作系統(tǒng)的電子控制部分，通過編程控制液壓系統(tǒng)的各個工作元器件，完成農(nóng)產(chǎn)品收獲與分級。紐荷蘭生產(chǎn)的自走式葡萄收獲機(jī)，用PLC對液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制，通過對葡萄藤進(jìn)行振動使成熟葡萄掉入采箱，實現(xiàn)不傷害葡萄樹的精確控制；用控制液壓系統(tǒng)的輸送裝置完成葡萄采集、運(yùn)輸。意大利生產(chǎn)的MTS全自動番茄收獲機(jī)，通過PLC編程同時完成番茄砍秧撿拾、搬運(yùn)、挑選、裝車工作，是農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械中的代表機(jī)型。

3 PLC技術(shù)在農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械應(yīng)用中存在的問題

3.1 存在的問題

3.1.1 新電子科技應(yīng)用重視度不夠 PLC技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械控制系統(tǒng)中時，以輸出程序方式控制元器件動作，要求研究人員具要較高的電子工程專業(yè)知識。一些設(shè)計人員缺乏過硬的專業(yè)知識，無法對PLC系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)致、深入研究，使機(jī)械智能化控制技術(shù)無法得到廣泛應(yīng)用。

3.1.2 資金投入不足 PLC技術(shù)屬于高新技術(shù)，需要大量資金與精密實驗儀器設(shè)備作保障。目前，我國在該方面的技術(shù)支扶持性投入遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，未形成企業(yè)與高校聯(lián)盟式發(fā)展，導(dǎo)致高校新技術(shù)實用成果轉(zhuǎn)化效率低下，企業(yè)產(chǎn)品性能、自動化、數(shù)字化、智能化程度無法實現(xiàn)突破性發(fā)展。

3.1.3 研究與實際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié) 相對于發(fā)達(dá)國家，我國的農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械智能化水平低、信息化程度不高、技術(shù)更新緩慢、實際使用性差，在很大程度上制約農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械生產(chǎn)效率與綜合效能發(fā)揮。簡單地說，就是先進(jìn)技術(shù)研究與實際應(yīng)用嚴(yán)重脫節(jié)，研究成果無法轉(zhuǎn)變?yōu)樯a(chǎn)力，或研究方向偏離實際需求目標(biāo)。

3.2 對策

1） 提高收獲機(jī)械從業(yè)人員的操作水平；2） 加大國家對收獲機(jī)械生產(chǎn)公司的經(jīng)濟(jì)性支持力度；3） 農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械公司與對口高校結(jié)成創(chuàng)業(yè)聯(lián)盟，使理論與實際結(jié)合，提高科技成果轉(zhuǎn)化效率，開發(fā)適用性強(qiáng)、可靠性高的農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品。

4 結(jié)語

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，電子產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，改變傳統(tǒng)收獲機(jī)械使用方法勢在必行。PLC控制技術(shù)是智能化控制系統(tǒng)的重要組成部分，也是推動農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械向智能化發(fā)展的技術(shù)動力源，將其與農(nóng)業(yè)收獲技術(shù)緊密結(jié)合起來，使農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械逐漸由純機(jī)械操作向數(shù)字化、電子化、信息化、智能化控制方面發(fā)展，是新時代農(nóng)業(yè)收獲機(jī)械發(fā)展的主要方向。