PLC控制技术在农业收获机械上的应用

陈恒峰　盛会　郭辉　刘宇　李静松

摘要：电子产品在农业机械领域广泛应用，使农业收获机械逐渐向数字化、电子化、信息化方面发展。分析PLC技术在农业收获机械智能控制方面的应用现状，分析应用中存在的主要问题，提出改进意见，旨在为PLC技术在农业收获机械上的进一步应用提供参考。

关键词：PLC；收获机械；应用；智能化

中图分类号：S225 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）03-0045-02

近年来，城市不断大量占用农业用地与人均耕地资源日益减少的矛盾不断激化，对农业发展提出来更加严峻的要求，要求我国农业必须向优质、高产、高效的方面发展。随着现代科技的快速发展，电子信息技术与现代农业技术不断结合，农业机械的现代化水平不断提高。农业机械现代化的发展，对我国农业现代化发展起巨大推动作用。在农业机械现代化发展过程中，农业收获机械的发展速度始终高于其他农业机械，使之成为农业机械现代化的代表。PLC控制技术与农业收获机械结合，是电子信息技术与现代化农业技术的结合典范。

1 PLC基本结构及原理

PLC技术是一种自动化控制技术与计算机技术相互结合的电子产品。这种产品不仅可以进行程序编写、储存、内部逻辑运算，还可以通过外部数据链传输对机械设备上的电子元器件生产过程进行监控，全面提升机械设备自动化程度。

PLC技术主要由电源、存储器、输出输入数据链接口、内部编程器、外部扩展槽5部分组成，通过数据链和电源将需要控制的各个零部件有机组合起来，在系统上形成一个有机整体；根据外部控制设备的特点制定相应控制方案，形成整体、精干、准确的动作程序，进而完成对农业收获机械的控制。

PLC工作顺序是一个闭式循环的工作回路：外部定位点测量输入量→PLC程序逻辑运算→输出控制程序→外部定位点测量输入量。外部定位点测量输入量：外部各个控制点的限位开关信号、传感器的数字或模拟信号、通信停止信号等均可以作为输入量；PLC程序逻辑运算：输入信号进入PLC，由存储器中预先编存的控制程序对信息进行处理；输出控制程序：将经过PLC处理的控制程序通过外部连接数据链传输到需要动作的电器，对其进行控制。

2 PLC技术在农业收获机械上的应用

随着电子技术的快速发展，利用电子控制技术的农业收获机械越来越受到农业生产者青睐。尤其是进入21世纪后，快速发展的PLC技术备受使用者欢迎，它相对于传统电子控制模块单片机，具有高可靠性、强通用性、强大抗干扰能力、方便维护性，能够更好的适应田间复杂作业环境。

PLC工作优点可以归纳为：1） PLC有内部编程器，方便程序编写与修改；采用插件式结构，可以使农业收获机械在田间工作过程中修改程序。2） PLC装置可靠性强大的抗干扰能力。3） 质量轻便、体积小巧、能量消耗低。4） PLC装置已形成标准化生产，硬件配套比较齐全，功能趋于完善，适用性与通用性强，成本低。5） 控制检测数据可以直接连接计算机进行运算，控制程序编辑容易掌握，便于操纵。6） PLC系统设计难度小、安装方便、调试工作量小、使用维护方便，容易进行系统改造。 7） PLC装置存储器扩展空间大，扩展、升级系统时改变最小。

在农业收获机械中，PLC技术主要用于液压工作系统的电子控制部分，通过编程控制液压系统的各个工作元器件，完成农产品收获与分级。纽荷兰生产的自走式葡萄收获机，用PLC对液压系统进行控制，通过对葡萄藤进行振动使成熟葡萄掉入采箱，实现不伤害葡萄树的精确控制；用控制液压系统的输送装置完成葡萄采集、运输。意大利生产的MTS全自动番茄收获机，通过PLC编程同时完成番茄砍秧捡拾、搬运、挑选、装车工作，是农业收获机械中的代表机型。

3 PLC技术在农业收获机械应用中存在的问题

3.1 存在的问题

3.1.1 新电子科技应用重视度不够 PLC技术应用于农业收获机械控制系统中时，以输出程序方式控制元器件动作，要求研究人员具要较高的电子工程专业知识。一些设计人员缺乏过硬的专业知识，无法对PLC系统进行细致、深入研究，使机械智能化控制技术无法得到广泛应用。

3.1.2 资金投入不足 PLC技术属于高新技术，需要大量资金与精密实验仪器设备作保障。目前，我国在该方面的技术支扶持性投入远远不足，未形成企业与高校联盟式发展，导致高校新技术实用成果转化效率低下，企业产品性能、自动化、数字化、智能化程度无法实现突破性发展。

3.1.3 研究与实际应用严重脱节 相对于发达国家，我国的农业收获机械智能化水平低、信息化程度不高、技术更新缓慢、实际使用性差，在很大程度上制约农业收获机械生产效率与综合效能发挥。简单地说，就是先进技术研究与实际应用严重脱节，研究成果无法转变为生产力，或研究方向偏离实际需求目标。

3.2 对策

1） 提高收获机械从业人员的操作水平；2） 加大国家对收获机械生产公司的经济性支持力度；3） 农业收获机械公司与对口高校结成创业联盟，使理论与实际结合，提高科技成果转化效率，开发适用性强、可靠性高的农业机械产品。

4 结语

随着现代科技的快速发展，电子产品在农业机械领域广泛应用，改变传统收获机械使用方法势在必行。PLC控制技术是智能化控制系统的重要组成部分，也是推动农业收获机械向智能化发展的技术动力源，将其与农业收获技术紧密结合起来，使农业收获机械逐渐由纯机械操作向数字化、电子化、信息化、智能化控制方面发展，是新时代农业收获机械发展的主要方向。