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

李健

身份证号：370283198506041515

摘要：【目的】研究PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用。为了满足需求，亟需对PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用进行系统分析。【方法】基于PLC功能强大、可靠性高和易于维护的特点，本研究通过介绍农业机械中的具体功能运用，展示其基本的工作原理与功能。【结果】通过使用PLC技术，农业机械可以实现自动化控制、实时监控、数据记录等，从而提高机械的效率和运行稳定性；实现数据化管理和远程控制，从而提高农业生产的效率和质量。【结论】随着农业自动化和智能化的发展，PLC在农耕机械中的应用将呈现以下趋势：1）与物联网技术融合；2）与大数据和人工智能技术结合；3）与无人驾驶技术融合；4）向绿色环保方向发展。

关键词：PLC技术；农业机械；电气控制；应用

引言

电气系统和电气控制装置的智能化、自动化已成为电气行业未来发展的重要方向。在电气系统中应用PLC等技术，可以实现系统整体的智能化。与传统的电气系统和电气控制装置相比，以PLC技术为基础的控制装置在结构和形式方面存在较大差别。针对PLC技术在电气系统中应用的优势和该技术在使用过程中需要关注的重点、应用形式等，本文进行了系统性分析，旨在明确如何有效地应用PLC技术于电气控制装置中。

1基本定义

PLC可定义为“可编程控制器”，是针对工业环境设计的电子装置。PLC技术在具体应用中是利用具有“可编控制程序”作用的存储系统，执行自动化系统中的顺序运算、逻辑运算指令，根据指令输出、输入控制信号，起到控制各类设备、生产机械的作用。在科学技术飞速发展的今天，PLC技术得到了进一步的完善，在处理速度、运算性能、控制功能等各方面都有所强化，推动了自动化控制系统的日臻成熟。目前，自动化控制设备已被广泛运用于各行各业之中，对我国经济建设发展起到了重要的推动作用。针对自动化设备的工作模块，PLC技术在现场总线控制系统和集散控制系统中得到全面应用。在科技水平不断提升的今天，PLC技术控制系统已经从基层性系统转变为一种全新的、开放式的全分布控制系统。

2 PLC技术应用于电气设备自动化控制的作用

PLC系统是现代工业生产中设计的可编程逻辑控制系统，利用存储器中的可编程程序能实现用户需要的运算、记录、控制和处理等功能，这些操作能依据用户的设计自动化完成，并将操作结果以数字化、模拟化等形式存储传输运用于工业生产全过程。PLC技术是现代计算机技术和继电控制系统深度融合的成果，应用的目的是提高传统控制系统的自动化水平，降低传统控制中存在的元件数量多、控制复杂、可靠性低等问题，通过准确性高、工作效率高的自动化控制技术，进一步减少工业生产能耗。因此，PLC技术在电气自动化中受到认可并得到了广泛的推广应用。

PLC技术在电气自动化控制系统发挥了两个方面的重要作用：一方面，能促进电气设备的数据存储量提高。PLC利用自身的CPU核心，有效提高了应用系统的逻辑控制功能，利用可编辑的程序实现软件数据存储，增加了传统电气设备的数据存储量，为后续系统维护保养奠定了良好基础。另一方面，PLC技术加速推动电气设备控制朝着智能化控制方向迈进。传统电气设备控制中自动化程度低，智能化程度无从谈起。PLC技术应用于电气设备的控制操作中，不仅能实时采集、观测、提取、分析数据，还能利用计算机实现实际数据和预设数据的对比，准确掌握电气设备的真实运行状态，提供了自动化控制措施，促进了设备智能化程度的提高。

3 PLC技术在农业机械电气控制装置中的应用

3.1 PLC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。

1）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。

2）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。

3）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。

4）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。

3.2模拟量控制

PLC同样可用于自动化系统内模拟量的控制，包括系统的电压、电流、温度、压力或其他物理量。PLC可作为“控制型电子装置”，控制系统模拟量。模拟量控制过程中，PLC技术可自动配置转换模拟量、数字量的特殊I/O单元，即A/D、D/A单元。

A/D单元能够将自动化系统外电路模拟量转换成数字量，输入PLC控制程序后，使其应用D/A单元转化数字量，成为模拟量后再次输送给外电路。A/D、D/A单元属于较为特殊的I/O单元，具有交换信息、灵活转换系统电路模拟量的作用，能够协助系统抗干扰、隔离内外电路。A/D单元中的A表示模拟量控制中的电流、电压、温度。D/A单元中的A一般表示电压和电流。自动化控制系统中，PLC的A/D、D/A单元对电压、电流的控制范围包括0-5V、0-10V、4mA-20mA，可以多路控制系统模拟量。一些中型、大型PLC在基础转换的前提下，还能够对模拟量展开浮点运算、下达PID指令，控制模拟量偏差。

PLC控制模拟量时，同样可联合应用A/D、D/A的组合单元以及PID、模糊控制算法确保系统内模拟量的控制效果。

3.3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。（1）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。（2）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

综合上述内容可知，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

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