江蘇省徐州技師學(xué)院 姚亮

前言

中國作為一個農(nóng)業(yè)大國，要想將農(nóng)業(yè)發(fā)展起來，就必須要走現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展道路。在提倡科技強國的今天，運用科技發(fā)展農(nóng)業(yè)是必然的趨勢，比較受關(guān)注的有溫室大棚的管理，全自動化農(nóng)業(yè)的管理等，還有就是自動化的農(nóng)用工具，這些都是科技和農(nóng)業(yè)結(jié)合的成果。農(nóng)產(chǎn)品的成長基本上是受環(huán)境的影響為主，運用PLC技術(shù)可以更有效的調(diào)控環(huán)境，可以在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中發(fā)揮巨大的作用。

1 PLC 的簡單定義

PLC 叫做可編程控制器，它的功能和全自動作業(yè)類似。PLC 的英文全稱是Programmable Controller，簡稱 PC，但是為了不和電腦PC（Personal Computer）混淆，才簡稱PLC。PLC 其實也算是計算機中的一種，例如工廠的流水線，很多工作都是比較機械的，比如產(chǎn)品封裝，在流水線上，把盒子封裝產(chǎn)品，用一種自動控制封裝的機械動作代替人工，其中機械的部分就是PLC。最開始PLC 的出現(xiàn)就是為了工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。

PLC 有比較多的優(yōu)勢。首先PLC 是采用的是單片微型計算機，它的集成度高，對電路的保護也是到位的，可靠性高。其次是PLC 的運用非常簡單，比起JAVA、C 語言等，這個編程是相當簡單的，非專業(yè)人士去編程也是可以的。然后PLC的使用比較靈活，就會小朋友玩的積木一樣，用一樣的組件，數(shù)量不同或者相同，都是可以搭建不同的形狀。作為使用 PLC的用戶，就可以根據(jù)不同的組件，去實現(xiàn)不用不同的功能。還有，與計算機相比，PLC 的輸入輸出的所能交流的信號更多，而且安裝和擺放都是更加簡單和方便。最后PLC 和繼電器控制比，運行速度要快很多。簡單來說，就是在機械上安裝了軟件去控制機械，利用信息去物理控制機械。

PLC 在實際生產(chǎn)過程中，主要是進行開關(guān)控制、模擬量閉環(huán)、數(shù)字量控制和數(shù)字采集監(jiān)控。這些應(yīng)用都可以運用到各行各業(yè)中。除了在工業(yè)中比較常見外，積極的在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中引用，也是很有必要的。

2 PLC 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

通過查閱相關(guān)資料，結(jié)合筆者的從業(yè)經(jīng)驗，筆者以PLC 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的溫室環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)用和農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用為例，闡述PLC 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用：

2.1 PLC 在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的溫室環(huán)境系統(tǒng)應(yīng)用

與國外相比，像是日本、荷蘭、美國這些國家，我們國家的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的溫室技術(shù)是比較落后的。改革開放以來，我國就一直在大力發(fā)展以塑料大棚、節(jié)能日光溫室為主的設(shè)施農(nóng)業(yè)，較大程度的減少了蔬菜季節(jié)性短缺的問題。而且在有些方面，可以說是趕超了，比如說中國特有的利用太陽光熱資源的日光溫室。不過玻璃溫室以及鋼管塑料大棚這些符合國家標準裝配式的溫室在實際的栽培中僅占到很少的比例，有人們用竹木自行修建大小棚由于造價低廉在農(nóng)村得到了大范圍的應(yīng)用，但由于修建簡陋只具備簡單的保溫能力，根本起不到調(diào)控水氣養(yǎng)分溫濕度的作用，在抵抗自然環(huán)境的能力上表現(xiàn)的極差。即便那些符合國家標準裝配式的玻璃溫室和塑料大棚有的也缺乏配套的儀器和相應(yīng)的調(diào)控設(shè)備，僅僅依靠單因子和經(jīng)驗定性調(diào)控，所以，我國在智能溫室控制系統(tǒng)的智能化程度上表現(xiàn)的非常低。隨著溫室面積的不斷增加，人們越來越重視國產(chǎn)化的溫室建造，但在構(gòu)成自能化的系統(tǒng)上我國與先進國家相比在計算機管理系統(tǒng)以及內(nèi)部的配套設(shè)備等還有一大截距離，這是我國在發(fā)展智能溫室系統(tǒng)的道路上要面對的主要問題。

在實際農(nóng)業(yè)種植中，為了實現(xiàn)溫室的自動化生產(chǎn)管理，有必要分析作物的生長環(huán)境的監(jiān)測數(shù)據(jù)，結(jié)合作物的生長和發(fā)育的規(guī)則，從而自動調(diào)節(jié)環(huán)境條件，從而達到培養(yǎng)高質(zhì)量的目的——高產(chǎn)、高效的作物。溫室環(huán)境控制系統(tǒng)的硬件部分主要由PLC 和各種傳感器來完成溫室內(nèi)溫度、濕度、二氧化碳濃度、光照和其他室內(nèi)參數(shù)測試，然后控制器對各機構(gòu)進行全面調(diào)節(jié)，保證室內(nèi)氣候滿足植物生長的需要。該系統(tǒng)操作簡單，而且穩(wěn)定實用，并具有良好的配置監(jiān)控界面，可以進行遠程控制。同時為了更加適用緊急情況，可以將控制系統(tǒng)設(shè)置為手動和自動兩種工作模式。自動模式是指PLC 自動控制模式，手動模式則是出現(xiàn)突發(fā)狀況時，通過手動控制對設(shè)備進行操作[1]。

2.2 PLC 在農(nóng)業(yè)機械的應(yīng)用

現(xiàn)代精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展促進了電子、計算機與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)機械的結(jié)合，越來越多的農(nóng)業(yè)機械開始使用PLC 對功能部件進行精確控制，以提高播種、施肥、灌溉、應(yīng)用等操作的質(zhì)量。

PLC 在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用有很多，比如在噴桿式噴霧機上的應(yīng)用。普通噴霧桿式噴霧器的噴霧流量基本是固定的或者人為調(diào)整的，容易造成農(nóng)藥浪費和環(huán)境污染。智能噴霧桿霧化器智能控制系統(tǒng)由PLC、流量傳感器、速度傳感器、電動流量控制閥和電磁閥組成。PLC 采集當前的數(shù)據(jù)，去計算當前情況最適用的量，在不影響操作的速度上改變用量。智能霧化器配有三個噴頭，適用于不同的流量范圍，可以提高農(nóng)藥的利用率，在保證蟲害防治效果的前提下，減少農(nóng)藥的用量，減少環(huán)境的污染以及在農(nóng)作物上的農(nóng)藥殘留[2]。

還有就是智能水肥機中的應(yīng)用。傳統(tǒng)農(nóng)作物的灌溉和施肥是一件費時費力費心機的事。需要大量的時間及人力，還需要根據(jù)土壤和作物的因素，去預(yù)計性的施肥和澆水。比如種植蒜苗和種植白菜所需的水量和肥量不一樣。智能水肥一體機是根據(jù)作物需求，按比例和時間將作物生長所需的水分和各種營養(yǎng)元素輸送到作物根系的一種灌肥一體機。它可以測量水溶液電導(dǎo)率，通過不同的肥料泵，智能的向水中按照比例注入各種營養(yǎng)元素的水溶性肥料。它能夠?qū)⑥r(nóng)作物的灌溉達到作物根的最佳濃度和比例。智能水肥一體化機省力、節(jié)水、節(jié)肥，使作物生長快、產(chǎn)量高、品質(zhì)好[3]。

PLC 在設(shè)施農(nóng)業(yè)機械中同樣可以應(yīng)用。設(shè)施農(nóng)業(yè)有效提高了土地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率，保障了農(nóng)產(chǎn)品的有效供給。這個最好的代表就是溫室環(huán)境系統(tǒng)了。PLC 智能控制系統(tǒng)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，為動植物提供了理想的生長環(huán)境，降低了勞動強度，提高了控制精度，避免了人為事故的發(fā)生。除上面寫的應(yīng)用外，PLC 控制還廣泛應(yīng)用于嫁接機器人、盤孔播種機、谷物干燥機等農(nóng)業(yè)機械的自動控制。相信隨著農(nóng)業(yè)機械向智能化、機電一體化發(fā)展，PLC 控制技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的應(yīng)用將越來越廣泛[4]。

3 結(jié)語

綜上所述，PLC 是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的一項重要技術(shù)，它會影響現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量。本文詳細分析了PLC 技術(shù)，闡述了PLC 技術(shù)在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的作用和未來的發(fā)展方向。PLC 技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)結(jié)合的越多，就會極大的提高的農(nóng)業(yè)發(fā)展的質(zhì)量和經(jīng)濟效益?？萍嫉倪M步，會使得現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展更加簡單，也就需要我們更加努力。希望以上闡述能為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供一定的幫助。