河北省石家庄市 050000
摘要：当今时代，农业生产是每个国家的重中之重，农业机械化的程度直接影响了一个国家的经济与未来，这是国计民生的头等大事。科学技术的快速发展使得自动化技术逐渐成为机械与电气合作开发的主流方向，现阶段逐步使用虚拟仪器代替过去的微处理器，促进了信息的沟通和交流。随着计算机技术、智能传感技术以及网络通信技术被广泛应用于各个领域之间，农业机械的发展也面向了自动化和信息化，这有别于传统的农业机械，结合了先进控制设备的农业机械已经不是简单的代替农业劳动力生产，而是向着更为先进的智能化和信息化方向发展。更加重视从产前到产后的全产业链中农业机械化水平的整体提高。如今，我国已经全面进入信息社会，农业机械信息化的发展关乎着每个人的生活，以现阶段农业机械发展为前提，传感器等电气控制元件在农业机械领域的应用也越来越广泛，这对播种与收获的精确定位和农业产品的品质分析，提供了更多的可能性以及广阔的发展空间，对于现代农业机械技术，在农作物的播种、生产、收获、贮藏与运输的过程中，多种多样的传感器可以发挥重要作用。因此，农业机械的自动化系统仍需进一步发展，向着更加完善的集成化、智能化方向积极探究。
关键词:农业机械;自动化控制;规范化;智能化
1农机自动化发展现状
美国的农业机械化发展极其迅速。是目前世界上技术最发达的农机化国家之一，其研究水平也较为领先。近年来，美国开始广泛在农业机械上安装GPS系统来进行农业作业监控，并向着农业机械作业的精准化方向发展。日本如今的农机作业从耕种到收获也已经全面实现了自动化控制，并将自动化技术应用到了饲养业等方面。随着进一步研发，日本农业机械的研究比较注重大型高性能农业机械装备的发展。欧洲很多国家的农业生产以旱作物为主，这些国家在小麦、玉米等粮食作物的各个生产环节均已全部实现机械自动化，其中一部分农业机械还安装了GPS系统来进行更为精确的农业机械作业。近年来，欧洲农业机械市场趋向于饱和，更加广阔的农业机械现代化市场已在中国形成。
2自动控制农业应用的优点
2.1实时控制。由于农业机械自动控制系统设计和开发以电气控制为基础，信号传输的时间短，速度极快。由于信号处理及时和程序运行速度块，自动控制用于处理农业机械控制装置的安全防护。
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2.2可靠性高。农业机械控制中所有的I/O输入输出信号均采用光电隔离，使农业机械工作时的外部电路与控制器内部电路之间实现电气系统隔离。各输入端均采用合理的滤波器，并选择适合的滤波时间常数。控制系统的各模块均采用相应的屏蔽措施，以防止农业机械在恶劣的工作环境所造成的干扰，同时需要对电控元件进行严格筛选，选用耐用的传感器及开关电源等。
2.3自我故障诊断。应用自动化控制的农业机械，多种传感器的使用，使得故障的检测变得更加容易，由于农业机械在恶劣工作环境下时常出现故障，这是得益于自动控制下农机具有良好的自诊断功能，在工作过程中农业机械的某个部件运转发生故障，则可在第一时间开启诊断，引发警报、自动运行停止或自我修复。同时科学技术的快速发展研发的高性能处理器和处理系统也保证了采取措施修复故障的有效性。
2.4配置简单灵活。现阶段国际化的控制器及传感器技术发展成熟，I/O卡件种类丰富，国际大厂生产的自动控制元件及系统成熟且使用趋向于简单化，组合趋向于灵活化，针对于不同农业机械工作时自动控制工程的要求选择不同的现场信号，如脉冲或电位;开关量或模拟量;强电或弱电;电压或电流等，有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备等。自动化控制系统多采用模块化结构，为了适应各种农业机械控制的需要，除了某些单元式小型控制器之外，绝大多数的控制器均采用了模块化结构。控制器不同组件，例如CPU，电源，I/O等组件均采用模块化设计，由机架及电缆将不同模块连接起来，农机控制系统的功能和规模以不同的使用要求自行组合。
2.5售后成本降低。自动控制系统的介入提升了农业机械的适应能力，降低了农机的故障率，提高了机械替代人工操作的效率，减轻了售后服务人员的的劳动强度，提高了生产作业效率。
3自动控制技术在农业机械中的应用
3.1监测与自控管理技术
农业机械在种植植物的过程中，需要提前设定好施肥、温度、通气状况、土壤水分含量等指标，因此，需要掌握不同植物在生长过程中对这些指标的需求，同时考虑到不同生长阶段，需求量也会不同。传统的种植技术是依靠种植者的经验就行判断，或者采用简单的测试技术进行测定。如pH酸度计、温度计、湿度计等仪器进行一些简单检测，而这些指标的测定并不能实时的反应植物的生长情况，也不能很好的反应植物对这些参数的需求量。上20世纪90年代后，以色列、澳大利亚等农业技术先进的国家陆续研制并采用了把自动控制技术运用于农业机械，利用各种类型的传感器对作物、土壤及光照度、温度等环境参数进行测量,经过传输、A/D转换，将数据存入计算机中，再由计算机进行分析和处理，然后参照提前设定的参数，进行合理的指导和修正，从而确定水肥、光照强度、温度等指标，然后反馈到调节装置，实时自动的调节，使各方面的指标均符合植物的生长需求。自动控制技术在现代农业机械中的应用正向着智能化的方向发展，专家系统也越来越被重视和应用。例如以色列ELDAR-GAL公司生产的植物生理生态监测仪，可以实时监测温度、光照、水分、通气等十几个指标，同时能进行长时间的跟踪监测，并将这些参数进行分析处理等。
3.2温室管理工程规划设计
随着自动控制技术和信息技术在农业中的应用，农业机械对于工程设计、监控和管理也提出新的要求和新思路。根据不同的地域和环境特点，规划设计操作简便、实用性强、建设成本低、投资回收快、使用周期长以及维护方便的大型化、规模化、信息化、智能化的温室设施，是今后农业发展尤其是农业机械发展的新的增长点，使农业机械成为未来农业发展的重点方向。
4结束语
综上所述，我国未来农业机械发展的趋势必然是自动化与智能化相结合。在农业技术相对发达的国家，自动控制技术、GPS技术、传感器技术、控制器技术、图像识别技术等现代科技已经被广泛应用在农业机械领域，农业机械设备可以自动、智能、高效、精准地完成各种农业作物的作业任务，这已经大大的不同于传统的农业机械技术，而是具备了更为先进的卫星定位技术、传感器、集成处理系统等智能控制系统的复合型农业机械，是未来农业发展的必然趋势。我国政府及科研机构应对农业机械的自动化发展给予足够的重视与支持，积极鼓励各大企业及科研机构探索先进的农业机械全自动化技术，推出农业机械自动化技术相关标准，促进农机自动化模块技术的发展与推广，切实保证我国的农业机械技术走到世界前列，努力成为机、电、液一体化发展的现代化农业机械大国。
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论文作者:刘金忠
论文发表刊物:《防护工程》2017年第13期
论文发表时间:2017/11/10
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