智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文
在日常学习、工作生活中,说到论文,大家肯定都不陌生吧,论文写作的过程是人们获得直接经验的过程。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我为大家收集的智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用论文,仅供参考,希望能够帮助到大家。
摘要:
传统的农业种植模式已经很难满足现代生活模式与需求,以传统塑料大棚为例,不仅产量很低,也会带来较大的污染,且人员管理非常繁琐,不利于蔬菜种植效益的提升。智慧温室大棚蔬菜种植模式优势较多,相比于传统塑料大棚能够大幅度扩展蔬菜种植发展空间,也改变了现代农业、新型农村的格局。该文简述了智慧温室大棚蔬菜种植的优势,然后分析了智慧温室大棚建设方案,最后介绍了智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统的具体应用。
关键词 :
智慧温室;大棚蔬菜;种植技术;
引言:
在传统农业发展模式下,农民的浇水、施肥和打药等农业劳动过程主要借助已有经验进行。在温室大棚蔬菜种植中,需要关注浇水的时机,准确把控农药浓度,且保证温湿度、光照、氮元素等处于适宜的状态。由于无法量化指标,通常依赖于人为判断,因而经常发生误差,也无法提高温室大棚蔬菜种植的产量和质量。要想解决传统农业中低效率、低产能等现象,需要积极引入智慧温室大棚蔬菜种植技术,将各影响因素进行有效控制,改进环境条件,促进蔬菜的正常生长。
1、传统大棚蔬菜种植的危害气体
传统大棚蔬菜种植会释放很多有害气体,如氮气,引起有害气体含量超标的原因较多,主要包括人员操作不当、肥料质量不合格等因素。若是施肥方法不科学,施用含量超标的肥料,将引起氮气排放的增加,当温室大棚内氮气含量超出一定限度后,将导致叶片枯死,特别是对黄瓜、西红柿、西葫芦等蔬菜来说,对氮气更加敏感。此外,还会存在亚硝酸气体,当土壤呈弱酸性后,即pH值未超过5,某些菌体的作用效果将持续减弱,形成大量的亚硝酸气体。亚硝酸气体含量的增加,会让蔬菜绿叶发生白色斑点,黄瓜、西葫芦、青椒和西芹等蔬菜对亚硝酸气体较为敏感[1].冬季严寒,很多农民常用煤球升温取暖,在燃料不充分燃烧的情况下,将形成大量一氧化碳等有毒气体,温室大棚中碳元素也会超标,不利于蔬菜产量与质量的提升。
在预防过程中主要采取以下措施:
(1)做到施肥的科学性。温室大棚中施用的有机肥必须需要发酵腐热,以优质化肥为主,尿素要与过磷钙混施。基肥要深施15~20cm,追施化肥深度至少为12cm,施后及时覆土浇水。
(2)通风换气。在天气条件较好的情况下,要根据温度要求及时通风换气,遇到雨雪天气时也应该做好通风换气工作。
(3)农膜与地膜不能产生毒性,温室大棚中废旧塑料品等需第一时间清理干净。
2、智慧温室大棚蔬菜种植的优势
在蔬菜种植中需要控制好空气温湿度、土壤温湿度和水肥条件,才能保证蔬菜生长的品质,实现产量提高的目的。因此要通过精准化控制各项环境因素,改善温室大棚蔬菜种植品质,确保经济效益逐步提升。智慧大棚主要在温室大棚蔬菜种植中引入自动化控制系统,发挥最新生物模拟技术的作用,对棚内蔬菜生长最适宜的环境进行模拟。同时也设置了温度、湿度、二氧化碳和光照度传感器,对温室大棚内多项环境指标进行感知,并利用微机完成数据分析,实现对棚内水帘、风机和遮阳板等设施的全面监控,最终有效改善大棚内蔬菜生长环境。
在科技进步与发展过程中,各种智慧大棚控制系统得到了广泛应用,实行精细化管理模式,温室大棚内的茄子、辣椒、黄瓜和西红柿等蔬菜都能快速生长,能够帮助种植户创造丰厚利润,也促进了智慧温室大棚的发展。在智慧大棚控制系统中主要应用了物联网技术,设置农业物联网传感器,管理中物联网系统能够有效采集实施环境数据,其中包含了光照、空气温度、湿度和二氧化碳浓度等信息,在网络支持下向控制平台传输[2].系统结合获得的数据信息完成智能判断,远程控制温室大棚中的各项设备,达到及时调节棚内环境的目的,确保满足大棚内蔬菜生长的要求。在温室大棚蔬菜种植中引入智慧大棚控制系统,大幅度提升了温室大棚生产自动化和管理智能化水平。
智慧大棚控制系统除了可以在温室环境方面实现精准管理以外,还具备大面积统一管理的优势。在系统运行过程中,能够为温室大棚蔬菜种植提供精细化的智慧管控服务,实现对设施农业管理效果的不断优化。这样不仅能让温室大棚管理效率大幅度提升,也有效减少了管理成本的投入,为大棚蔬菜种植创造了诸多便利,能够达到增产增收的目的,温室大棚蔬菜种植也能逐步发展为稳定型和持续增收型产业。在中国加快推进乡村振兴战略实施的过程中,智慧大棚控制系统将在农业智能化发展中发挥越来越大的作用,为农业全面升级打牢基础。
3、智慧温室大棚建设方案
在智慧温室大棚建设过程中,需要由多个环境监测节点完成组网,才能实时采集环境信息,达到精准控制的目的。在各环境监测节点上需要安装传感器,控制设备主要有补光照明设备、排风设备、灌溉设备以及报警设备等。各节点也设置2节干电池保证电能供应,因为节点功耗不高,所以电池使用寿命很长,在智慧温室大棚中供电非常安全与便利。各传感器获得的数据向上位机传输过程中,上位机除了可以实时显示、控制与存储,并自动生成温度、湿度和光照等环节因素变化曲线图以外,也可以借助网关与Internet服务器进行连接,达到手机远程监测和控制等目的。建设智慧温室大棚后,能够实现对温室大棚蔬菜生长情况的远程视频监控,也能将相关信息实时存储下来,为农业生产科学化管理创造条件。
在智慧温室大棚功能设计上,主要包括以下几点:
(1)身份识别功能。借助RFID射频识别技术将个人信息显示在上位机,用户在系统刷卡登记后才能完成相应操作。
(2)自动报警功能。要想农业生产更加安全可靠,在大棚中发生烟雾、明火以后,利用烟雾传感器与火焰传感器进行检测,能够第一时间让蜂鸣器报警得到控制,在GPRS模块支持下为用户发送短信或者是打电话,并在屏幕上清晰完整呈现大棚报警信息。
(3)远程监控功能。登录网页端,即实现对智慧温室大棚蔬菜种植的远程监控。
(4)无线信息采集与传输功能。为提高大棚蔬菜种植的产量与质量,要实时监测和控制大棚内蔬菜生长环境。环境监测节点主要由光照、空气温度、土壤温湿度以及二氧化碳传感器等构成,能够精确采集相关信息数据[3].
(5)定时防治病虫害功能。利用臭氧发生器,能够在高压、高频电等电离作用下,让空气内氧气转化为臭氧,并定时进行杀菌,达到对温室大棚蔬菜种植中的病虫害防治功能。这种方式不仅具有安全、高效等优点,还降低了成本与农药使用量,能够达到无污染、无残留的要求,不断推动智慧温室大棚蔬菜种植增值提效。
4、智慧温室大棚蔬菜种植自动控制系统
在农业自动化发展过程中,除了应用计算机技术以外,也涉及微电子技术、通信技术和光电技术等,尤其对蔬菜种植自动控制系统而言,它们是智慧温室大棚蔬菜种植中需要重点关注的.内容。对该系统而言,主要结合蔬菜温室控制要求建设的远程监控管理系统,属于可扩展、可操作的硬件与软件系统。利用无线通信方式与蔬菜温室管理中心的计算机联网,能够让蔬菜温室单元得到实时调节与控制。
蔬菜种植自动控制系统主要构成如下:
(1)无线传感器,分别为温湿度传感器,土壤温湿度传感器、光传感器和二氧化碳传感器等设备。
(2)控制器,主要有温湿度控制器、光强控制器和土壤温湿度控制器等,可以集中处理各传感器传输的数据信息,并由计算机发出相应的控制指令。
(3)触摸屏,能够显示各种数据,以及风机、加湿、加热电磁阀等现场设备的远程控制,各种数据报表的打印等。
(4)遥控终端,通常包括手机、计算机等。
对蔬菜种植自动控制系统功能来说,包括以下几点:
(1)检测系统:设置多种无线传感器,将蔬菜生长环境中的温度、湿度、pH值、光照强度、土壤养分和二氧化碳浓度等物理参数及时采集起来。
(2)信息传输系统:利用本地无线网络、互联网、移动通信网络等通信网络,为数据传输、转换等创造有利条件,能够提高智慧温室大棚内环境信息传输效率。
(3)信息通过无线网络传输系统和信息路由设备传输到控制中心,各节点能够自由匹配,任意监控,互不干扰。
(4)控制系统:增加摄像头,对各温室大棚进行监测,并借助监控计算机对环境调整的全过程进行监控。蔬菜生长环境信息数据等进行实时监测,将各节点数据采集起来,通过存储、管理后能够动态呈现各测点信息。同时结合掌握的信息数据自动灌溉、施肥、喷施、降温和补光等,发挥历史数据存储、查询、报警和打印等作用[4].
(5)远程控制系统:移动电话终端用户能够了解蔬菜棚的工作状态,借助手机实时发布指挥控制设备。
蔬菜种植自动化控制系统不仅安全可靠,适应性也很强,能够提高蔬菜种植智能化水平,为绿色健康蔬菜种植奠定了良好基础。蔬菜自动种植控制系统融合处理大量的农业信息,确保技术人员可以完成多个蔬菜棚环境的监控与智能管理,让蔬菜生长环境得到改善,真正实现增产、提高质量、调节生长周期、提高经济效益等目标,也达到集约化农业生产、高产、优质、高效、生态、安全的目的[5].
5、结语
总之,近年来人民生活水平不断提高,在蔬菜栽培自动化控制系统建设与应用上有着更高的要求,产品附加值越来越高,经济效益也不断提升。通过光照、温度、湿度、二氧化碳、土壤等监测与自动化控制,推动现代农业发展再上新台阶,也是智能技术在农业生产中作用的体现。实行智慧温室大棚蔬菜种植技术,为蔬菜种植技术提供量化指标作为参照,这样蔬菜种植产量与品质得到保障,可操作性也大幅度提升,不仅可以实现增产创收的目的,也为产业链的形成创造了有利条件。
参考文献
[1]胡琼香基于物联网的智慧温室大棚蔬菜种植技术[J]江西农业,2019(14):13-17.
[2]刘欣"互联网+"设施蔬菜智慧决策管理系统设计与验证[J.江苏科技信息,2018,35(29):62-64.
[3]孙通农业气象物联网在蔬菜大棚中的应用[J]现代农业科技2020(16):164-171.
[4]何淑红设施大棚蔬菜生产技术与发展趋势研究[J].农村实用技术2020(08):11-12.
[5]胆温室大棚蔬菜种植技术试析[J]农民致富之友,2020(13):50-50.
基于PLC的智能温室控制系统的设计
摘要:温室环境系统是一个非线性、时变、滞后复杂大系统,难以建立系统的数学模型,采用常规的控制方法难以获得满意的静、动
态性能。根据温室环境控制的特点,设计了一个基于PLC的智能温室控制系统。
关键谝:PLC;智能控制:温室控制
智能温室系统是近年逐步发展起来的一种资源节约型高
效设施农业技术。本文在吸收发达国家高科技温室生产技术
的基础上,对温室温度、湿度、CO,浓度和光照等环境因子控
制技术进行研究,设计了一种基于PLC的智能温室控制系统。
1智能温室控制算法的研究
1.1温室环境的主要特点
温室环境系统是一个复杂的大系统,建立精确的控制模
型很难实现。由于作物对环境各气候因子的要求并不是特别
的精确,而是一个模糊区间,比如作物对温度的要求,只要温
度在某一时间段在某一区间内,该作物就能很好地生长,因
此,也没有必要将各种参数进行精确控制。温室气候环境作
为计算机控制系统的控制对象,有以下特点:非线性系统、分
布参数系统、时变系统、时延系统、多变量藕合系统。
1.2智能温室控制对象微分方程
智能温室温度微分方程为:
式中,为智能温室的放大系数;为智能温室的时间常数;
为智能温室内外干扰热量换算成送风温度的变化量;为智
能恒温室室内温度。
2系统总体结构与硬件设计
2.1系统总体结构
2.1.1控制系统设计目标
温室控制系统是依据室内外装设的温度传感器、湿度传
感器、光照传感器、CO,传感器、室外气象站等采集或观测的
温室内的室内外的温度、湿度、光照强度、CO,浓度等环境参
数信息,通过控制设备对温室保温被、通风窗、遮阳网、喷滴灌
等驱动/执行机构的控制,对温室环境气候和灌溉施肥进行
调节控制以达到栽培作物生长发育的需要,为作物生长发育
提供最适宜的生态环境,以大幅度提高作物的产量和品质。
2.1.2控制模式
以时间为基准的变温管理。根据一天中时间的变化实行
变温管理,根据作物的生长需要将l天分成4个时间段,4个时
间段中根据不同的控温要求对温室进行控制。1天中4个时间
段的分段方法用户可以灵活的更改,而且4个时间段中的温度
设定值用户也可以设定修改。
不同季节的控制模式不同,只是自动控制系统启动的调
节机构不相同,但不同季节的控制目的是相同的,即将环境参
数调控到设定的参数附近。随着季节的变化,以及随作物生
长阶段的变化,各时间段所需要的温度也是变化的,这时可通
过修改设定温度值来调整温室的温度控制目标。
2.1-3控制方案
本系统采用自动与手动互相切换控制两种方式来实现对
温室的自动控制,提高设备运行的可靠性。在运行时可通过
按钮对这两种控制方式进行切换。手动控制简单可靠,由继
电器、接触器、按钮、限位开关等电气元器件组成。自动控制
模式采用计算机自动控制。通过传感器对环境因子进行监测,
并对其设定上限和下限值,当检测到某一值超过设定值,便发
出信号自动对驱动设备进行开启和关闭,从而使温室环境因
子控制在设定的范围内。其运行成本较低,可大大节约劳动
力,降低劳动者的劳动强度。
2.2系统的硬件组成
为了实现智能温室的环境监控,本设计建立了温室环境
控制参数的长时间在线计算机自动控制系统。实现了温室内
温度、湿度、CO,浓度、光照强度等参数的长期监测。并可根据
智能温室温湿度的需求,对天窗、侧窗、降温湿风扇、风机、湿
帘、内外遮阳网等设备自动控制。采用计算机作为上位机安装
有组态t6.02监控软件,能将数据汇总、显示、记录、自动形成
数据库,并实现了温室调控设备的自动设置与远程监控。为了
确保系统的可靠性,温室设备的控制采用手动/自动切换方
式,即在某些特殊情况下系统可以切换成手动,使用灵活方
便。
3系统的软件设计
3.1温室控制系统PLC软件的设计
根据基本要求和技术要求列出以下几点:(1)防止接点误
动作:可利用自锁电路加以解决;(2)系统自诊断功能:PIG本
身具有此项功能;(3)风机控制:温室设有一组风机,能同时启
动与停止,当温室内的温度超出预定值时,受PLC的控制先是
4个侧窗自动打开,延时5s后风机启动,再延时5s后湿帘水泵
启动,从而使温室的温度降低;(4)侧窗控制:温室中设有4个
侧窗,侧窗受电机控制,通过电机限位的设定来控制侧窗行
程。解决方法类似上一点,但考虑到程序的精炼性,可配合
PGI的中断功能命令加以解决;(5)系统自动/手动控制:可利
用一个开关量作为PLC的输入信号,实现控制程序的转换;
(6)湿帘泵控制;(7)遮阳网控制;(8)CO,补气(控制;(9)补光灯控制;(1O)可扩展性:在PLC中预留一定的存
储空间和端口即可解决。
3.2控制系统软件设计
系统中对风扇、天窗、侧窗、环流风机、遮阳幕和湿帘泵的
控制是通过PLC发出开关指令,通过交流接触器控制相关机
构的启停。由于PLC检测系统具有较高的灵敏度,能够把温
室内的扰动快速反应出来,同时由于温室较大的传递滞后,执
行机构动作频繁,从而影响使用寿命。为此,在程序中加有时
间可调的延时模块,使用时可根据具体情况调整延时,使控制
效果达到最佳。
3.3系统的组态监控软件的设计
组态软件是可从可编程控制器以及各种数据采集卡等设
备中实时采集数据,然后发出控制命令并监控系统运行是否正
常的一种软件包。其主要功能如下:
(1)远程监视功能。它可以通过通讯线远程监视多座温
室的当前状态,包摇‘户外温度、光照强度、风速、风向、雨雪信
号、室内温度、室内湿度、控制器温度、三组独立通风窗的位置
和开关状态、内外遮阳幕的位置和开关状态以及一级二级风
扇、湿帘、微雾、加热器、环流风扇、补光灯、C0,补气阀、水暖
三通阀的状态和多种形式的报警监视,还能监视各灌溉阀的
照强度、风速、室内温度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全
月的、全周的、全日的和本时段的最大值、最小值和平均值。
(3)温室设备运行记录功能。它能在线记录各温室设备
状态变化时的时间、当前状态和位置、当前目标温度、室内温
度、目标湿度和室内湿度,并能打印输出。
(4)远程设定功能。可以通过通讯线远程修改可编程控
制器的全部设定参数。
(5)生成曲线图功能。它能以平面图或立体图的方式同
时绘制任意时刻的户外温度、光照强度、风速、目标温度、室内
温度、目标湿度、室内湿度、CO,浓度、水暖温度等全年的、全
月的、全周的、全日的变化曲线并打印输出。
4结语
本文通过分析温室执行机构的相应动作对环境因子的影
响,将可编程控制技术、变频技术、组态监控技术和传感器技
术应用于温室控制系统的设计,开发了基于PLC的智能温室
控制系统。圜
状态
(2)数据统计功能。它可以统计任意时刻的户外温度、光[2]
。
它可以统计任意时刻的户外温度、光
14O
[参考文献】
邓璐娟,张侃谕,龚幼民.智能控制技术在农业工程中的应
用.现代化农业,2003(12):1~3
申茂向等.荷兰设施农业的考察与中国工厂化农业建设的思
考.农业工程学报,2000,16(5)
智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文
在平时的学习、工作中,大家都尝试过写论文吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。相信许多人会觉得论文很难写吧,下面是我为大家整理的智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
摘要:
传统且简单的机电设备运行动作的设计及执行过程并不需要智能控制技术的参与,但如果控制系统面对的对象无法应用具体的数学模型进行刻画,并且执行的动作也具有非线性特点,则此时的机电一体化控制系统需要完成的任务或者需要计算的数据将会激增,简单重复的动作无法满足设备运行要求。智能控制技术面向具有非确定性数学模型的机电一体化系统,在现代化的产品生产中越发重要,对产品生产效率以及生产质量的影响也比较关键。基于此,本文针对智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的具体应用方法进行了进一步地分析。
关键词:
智能控制;机电一体化;系统设计;程序运行;技术联动;
引言:
机电一体化系统在实际的运行中需要机械传动系统以及电气系统的支持,并且内部的程序控制单元需要根据机械系统以及电气系统的实际运行内容进行程序层面的优化处理,促使机电一体化系统的运行过程可具备一定的自动化特性。这种自动化特性不仅表现在动作执行方式的自动化选择方面,也在于机电一体化系统可根据产品的特点或者生产环境的实际情况,对各项生产参数进行智能化的选择,并且具有较高的容错能力,进而可得到较好的产品加工质量。从智能控制系统的发展角度分析,现阶段,智能控制系统在机电一体化系统中的应用具有模型化的特点,虽然处理的问题可能无法用数学模型进行量化,但由于产品的加工过程和具体的加工环节相对固定,最终的加工目标也有一致性,促使智能控制技术可在模糊性算法的引导下,实现固定的、可重复的生产动作。
1、智能控制技术在机电一体化系统中应用的重要意义分析
1.1可为机电一体化系统的.优化升级提供技术支持
机电一体化系统的出现时间相对较早,工程技术中的机电一体化系统的使用过程在早期依旧需要大量的人工参与,虽然技术人员的技术能力相对较高,可确保系统在运行阶段不会出现明显的问题,但由于系统运行对人力资源有一定的依赖性,促使人力资源成为了制约系统发展的关键因素,也导致机电一体化系统在现代化的工业生产中表现出了一定的滞后性。在智能控制技术的参与下,工作人员可在系统控制程序层面对机电一体化系统的底层逻辑进行优化,使用模糊运算逻辑、遗传算法以及神经算法等算法强化系统程序的功能,并可极大地提升系统的数据处理能力,这就为机电一体化系统的升级提供了有效的技术条件。在信息技术高度发展的时代,高速的网络传输技术以及计算机技术也为智能化技术与机电一体化系统的深度融合提供了契机,促使智能化控制技术可在工程技术领域出现适应性的改变,也成为了可彻底改变工业生产方式的基础技术,为机电一体化系统的未来发展提供了有力支持。
1.2可为降低人力资源的消耗水平提供有效途径
在现代化的工业生产过程中,单纯劳动工作人员的应用比例有所缩减,这一方面与工业设计对人才的需求增加相关,另一方面也在于智能控制技术的广泛应用。在智能控制技术的应用过程中,工业生产单位可根据产品生产的一般要求,将智能控制技术与机电一体化系统结合起来,将系统的控制环节交付于智能化的运行系统,这样即可减少此层级的人力资源的应用水平。在此基础上,工业生产单位在创新产品以及优化产品生产线时,也可将智能化控制技术应用到生产线运行的全流程中,进而可有效提高产品的生产效率,并将产品的生产安全与系统的运行过程结合起来,使用智能控制技术进行联合控制,促使机电一体化系统的应用过程更具系统性。另外,在使用了智能控制技术之后,虽然对相关技术部门的要求提高了,但也减少了大部分工作人员的劳动量,这样即可将此部分劳动成本转移至企业产品的研发过程中,不仅可减少企业实际的运营成本,也更有利于工业生产企业的创新发展,对整个工业生产市场也有较好的刺激作用。
2、智能控制技术在机电一体化系统中的具体应用方法分析
2.1PID控制器的局部智能控制应用分析
智能控制技术的应用范围具有差异性,一般可分为局部控制与全局控制,其中,局部控制往往针对工业生产的某一工艺环节,在机电一体化系统的支持下,主要应用的控制单元为PID控制器。在实际的加工生产过程中,局部智能控制具有更高的灵活性,工作人员在应用PID控制器时,首先,工作人员应明确PID控制器的控制对象,包括控制对象的参数特点以及加工要求等;其次,在此基础上,工作人员需要明确控制器的控制作用对机电一体化系统的实际影响以及相应的系统应用条件,换言之,智能PID控制器在实际的加工生产中能否发挥作用与机电一体化系统本身的运行性能和结构基础相关,为此,在决定使用局部智能控制技术之前,工作人员应做好机电一体化系统的准备工作,包括系统级别的结构调整等;再者,由于PID控制过程需要接受明确的激励信号,无论是被控制对象还是期间的比例关系,均需要结合具体的控制系统进行确定,为此,工作人员在应用智能PID控制技术时,应以产品的生产要求为基准,将机电一体化的系统优化工作与局部智能控制工作结合起来,突出技术应用的联动效应,提高局部智能控制技术的应用实效性。
2.2强化反馈机制在全过程智能控制中的作用
反馈机制会直接影响智能控制技术的实际应用质量,并且由于机电一体化系统本身的功能特性,促使反馈机制也能在一定程度上确保系统运行的安全性,可为技术应用范围的扩展和深化提供有效支持。在应用全过程类型的智能化控制技术时,工作人员应在机电一体化系统中加入有效的反馈机制,这种反馈机制需要具备智能化的分析特性,包括可根据机电一体化系统的实际运行状态进行参数修正以及可在接收系统反馈信号后对机械传动单元的运行动作进行调整等。为此,首先,工作人员应使用合理的参数算法,一般而言,模糊数学或者神经网络算法较为常见,但此种算法对系统计算能力的要求相对较高,也具有比较明显的动态特性。此间,工作人员一定要注意选择参数合适的传感器,提高传感的反馈效果,为算法运行中数学模型的建立及时提供数据支持;其次,为了确保全过程智能化控制技术在机电一体化系统中发挥有效作用,工作人员应在使用此类智能控制技术之前对产品生产的工艺、生产过程中的故障进行合理的分析和调整,避免机电一体化系统的运行过程与智能化技术的应用目的之间出现冲突,影响智能化控制技术的预测性能和反馈效果。
2.3故障诊断与电力系统的控制相结合
在机电一体化系统的运行过程中,电力系统如果出现问题,将会直接影响系统的整体运行效能,增加产品的生产成本和生产进度。现阶段,智能化控制技术已经可针对机电一体化系统中的电力系统进行针对性的故障分析和诊断,并且可依据系统中电力机组的运行要求,对电力系统的运行参数进行适当的自动化调整,以适应不同产品的生产加工需求。在应用智能化的故障诊断技术时,首先,工作人员需要明确电力系统中发电机组、变压器组以及电动机组的运行要求,如果机电一体化系统中并未涉及此类电力机组,则工作人员需要根据机电一体化系统中电力系统的实际运行要求,选择重点电力控制单元,部署故障诊断机制,促使智能化的故障诊断技术可与系统进行有效融合;其次,工作人员在应用智能化的故障诊断技术时,也应有成本控制意识,不能为了提高系统运行效率或者故障诊断效率盲目提高系统运行参数,以免超出故障诊断的范围,降低智能化故障诊断技术的应用有效性。
3、结语
总之,在应用智能化控制技术时,工作人员一定要明确机电一体化系统的实际运行要求,并且要考虑产品生产的效率和进度要求。一般而言,智能化控制技术的初期应用成本相对较高,但从长期的技术应用角度分析,在应用了智能化的控制技术之后,产品生产的效率和安全性均与所提升,也减少了产品生产中华人力资源的使用水平,从而可有效降低产品的生产成本,为机电一体化系统运行效能的提升以及相应的产品研发升级提供了有力支持。
参考文献
[1]卢雁智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J]中国设备工程,2021(05):29-30.
[2]刘文君.智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J]农业科技与信息,2021(02):121-122.
[3]邢朝旭机电一体化系统中智能控制的应用探究[J]科技经济导刊,2020,28(34):80-81.
[4]杜强.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].矿业装备,2020(06):156-157.
[5]刘永乐.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].中国金属通报,2020(10):57-58.
信息技术是当今世界发展最快的高新技术, 它正推动着
全球经济朝着以计算机及信息网络为基础的信息化方向发
展。农业信息化已成为现代农业的重要标志。我国农业开始
从传统农业向现代农业转变, 信息技术目前被广泛应用在农
业各个领域,
一、信息技术
信息技术是应用信息科学的原理和方法, 同信息打交道,
以扩展人类信息器官的功能的技术。它集通信( C om m unication)
、计算机( C om puter) 和控制( C ontrol) 技术于一体, 国
外又称之为“3C ”技术, 其内容包括信息接受技术、信息传递
技术、信息处理技术及信息控制技术。信息技术的四大内容
中, 信息传递技术和信息处理技术是整个信息技术的核心,
而信息接受技术、信息控制技术是核心与外部世界的接口,
四者构成一个完整的功能体系, 并与人的信息器官及其功能
系统相对应。其内容互相综合, 已形成多项应用开发技术, 如
数据库技术、人工智能、专家系统、遥感技术、地理信息系统、
全球定位系统、计算机辅助决策系统、自动控制技术、多媒体
技术、计算机网络技术等, 它们渗透到农业的各个方面, 充分
展示了信息技术强大的生命力和广阔的应用前景。
二、信息技术在农业中的主要应用
(一)对农情的监测。农情监测的主要任务是监测耕地的
变化、粮棉作物的面积、长势、灾害与产量。由于信息技术的
发展,“3S”技术( 遥感技术, 地理信息系统, 全球定位系统) 已
应用于国家和全球尺度的农情监测。
1、自然灾害监测。在G IS 技术支持下, 可实现对遥感获取
的灾情信息与地面现实信息的有机结合, 进行干旱、洪涝、森
林灾情、雪灾、水土侵蚀、病虫害等方面的动态监测。由于遥
感与地理信息技术能及时准确地获取有关信息, 已广泛应用
于信息采集和信息处理, 实现灾前预警、灾情监控、灾后评
估。目前我国主要用于洪灾、作物病虫灾害、旱灾、土地荒芜
沙化监测、森林火灾等。
2、农业估产及生长动态监测。信息技术在农业生产中的
应用主要在四个方面, 即作物生长模拟模型、农业专家系统、
农业生产实时控制系统及作物遥感估产。作物生长模拟是利
用专业知识和数学模型, 通过计算机分析模拟作物生长过
程, 协助解决多样化和不确定问题, 作物估产(含生长势监测)
历来就是人们十分关注的农业情报。美国于1975- 1979 年完
成了大面积作物清查试验(LA C I 计划), 并在国内推行以
Landsat的T M 资料为基础的面积框图抽样遥感估产取得成
功。我国于1983- 1985 年就应用Landsat资料进行了小麦遥
感综合测产研究。专家系统是以知识为基础, 在特定问题领
域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。我
国自80 年代开始, 已研制出近40 种专家系统, 如砂礓黑土小
麦施肥专家系统, 水稻主要病虫害诊治专家系统, 小麦、玉
米、桑蚕品种选育专家系统, 农业气象专家系统等。农业生产
实时控制系统主要用于灌溉, 耕耘作业, 果实收获, 畜牧生产
过程自动控制, 农产品加工自动化控制及农业生产工厂化。
我国还利用遥感与地理信息系统技术, 研制出耕地变化监测
系统, 棉花种植面积遥感调查系统, 作物产量气候分析预报
系统, 作物短、中、长期预报模型, 小麦、水稻遥感估产信息系
统等。这些成果的实用化将极大地推动我国农业生产管理的
现代化、信息化。
3、农业环境监测。随着人口的增长, 人类对资源的掠夺式
的开发, 造成了严重的环境问题, 影响了农业生产。信息技术
快速查清各类农业资源及其分布, 了解和掌握环境状况; 对
有限的农业资源及环境变化进行有效监测; 预测各种措施对
农业资源及环境带来的可能影响, 实现资源合理开发利用,
保护生态环境。
(二)农产品质量检测。我国加入W T O 后, 农产品面临着
国际化竞争, 农产品能否进入国际市场, 取决于产品品质的
好坏, 因此, 农产品品质的检测就显得非常重要。1995 年美国
成功研制出M erling 高速高频计算机视觉水果分级系统, 用
于苹果、梨、桃等的水果的分等定级和品质监测。我国农业工
作者为了提高农产品质量, 应用现代信息技术致力于产品品
质检测系统的研究, 这些系统的研究与应用能够及时地检测
产品品质质量指标, 分析模拟品质好坏。生产者根据这些信
息及时地控制或调整化学肥料和农药的施用, 避免化肥和农
药的不必要施用而造成在产品中的残留, 影响产品品质。
(三)农地分等和土壤养分管理。农用地分等定级是对决
定土壤生产力的内在属性和影响土壤生产力的外部环境条
件进行综合评价, 用量化指标确定土地质量等级, 为制定有
关农业政策、综合治理中、低土壤, 建立高产稳产田、促进农
业持续、稳定和协调发展提供依据。G IS 强大的空间数据分析
处理能力和制图功能为完成农用地分等提供了技术支持。
(四)在管理和经营决策中的应用。我国正在抓紧建设国
家公用数字通信网, 国家公用经济信息基干通信网等国家信
息国道的建设, 全面实施" 金" 字工程。国家农业信息网络已
具规模, 信息扶贫致富工程正在实施, 农业部自1994 年开始,
在中国农业信息网的基础上, 逐步开发农产品产销信息系统
网络, 这些网络的建成将改变我国农业信息服务体系的环
境, 有利于各级政府部门对农业发展的宏观决策指导, 提高
办公自动化水平, 快速准确向农村、农户提供全方位的信息
服务。农户只要有一台微机终端, 通过网络就能够及时获得
农业法规、农业政策、市场行情、产品销售等信息, 合理地进
行农资购置与产品销售, 促进农村市场繁荣和经济增长。
(五)在农业研究及技术推广中的应用。我国已建成农业
科研项目计算机管理系统( A R IC M S) , 中国农业文献数据库,
中国农业科技成果库, 中国农业研究项目数据库, 农业实用
技术数据库等, 同时还引进了世界上几个最主要的农业数据
库, 目前, 全世界建立了4 个大型的农业信息数据库, 即联合
国粮农组织的农业数据库(A G R IS)、国际食物信息数据库(IFIS)
、美国农业部农业联机存取数据库(A G R IC O LA )、国际农
业与生物科学中心数据库(C A B I)。我国除引进以上世界大型
数据库外, 自己建立了数十个农林数据库。这些数据库的运
行和服务都取得了社会效益和经济效益, 为农业生产提供了
大量农业信息资源和科学技术, 推动了生产的发展。
三、我国信息技术在农业应用中存在的问题
(一)农民文化素质低,高层农业信息技术开发人才缺乏,
信息化意识和利用信息的能力不强。信息技术是一项高科
技, 其开发应用需要高科技人才。由于农民的文化素质较低,
农民对信息的利用能力差, 成为信息农业实施的一大障碍。
(二)信息农业成本过高,信息农业普及难度大。信息农业
以信息技术为支撑, 信息农业技术装备如监测仪、计算机、
G IS 软件、G PS 装置等设备价格昂贵。全国农民人均纯收入仅
2210.34 元, 农民无力购买昂贵的技术装备, 使信息农业难以
推广。
(三)农业信息化基础工作水平低,信息化、网络化程度
低。我国已建成一批农业信息资源库, 但其数量和质量均远
不足以形成信息产业。农业信息技术总体水平不高,信息化、
网络化程度低.主要表现在两个方面: 一是我国虽然已全面
起动" 金" 字工程, 加快各种信息网及高速信息公路的建设,
但不同地区发展很不平衡, 我国局域网连接的PC 数目平均
水平很低, 只有12 个, 而美国、日本、澳大利亚、韩国分别达
68、26、64、35 个; 二是数据库的开发、各种应用软件的网络化
水平低, 严重制约信息技术的推广应用。
(四)信息农业体系整体服务水平不高。高层农业信息技
术开发人才缺乏, 利用信息技术能力低。到目前为止, 我国还
没有建立起一支专业化的农业信息服务队伍, 现有的信息技
术人才不足, 服务人员素质不高, 影响了信息服务质量。
四、促进农业信息技术革命,加速农业信息化发
展的对策
(一)建立和完善农业信息产业和农业信息化体系。政府
应承担起农业信息化的引导责任, 同时积极发挥社会组织、
广大农民及社会其它力量的作用进行农业信息开发。应普及
计算机及计算机知识, 培育农业信息市场和信息产业, 促进
和完善农业信息体系, 为信息技术在农业上的应用及推广提供
良好环境。
(二)加强信息市场管理。应加强对农业信息资源开发和
利用的统一规划和指导, 逐步建立并完善各级信息资源, 建
立标准和数据更新体系, 加强数据更新技术的研究与应用。
同时加强信息市场的管理和立法, 避免信息数据库的重复建
设, 提高数据库的网络化水平, 增强数据的共享性, 开发和利
用各省、市、县等地区的农业数据库, 促进地方农业信息化建
设进程。
(三)大力加强国家信息网络建设。农业信息化和信息技
术的应用要依托全国信息主干网, 加快“农”工程建设。在发
挥国家投资主渠道作用下, 各地及有关农业部门应加大投
入, 建立区域网、局部网, 并与国内主干网、互联网接轨, 实现
农业技术人员、管理人员、农户入网。加强高层农业信息技术
人才培养, 增强全民信息意识。加强农业应用软件网络化、多
媒体化及可视化研究, 使农业信息技术可实行远程推广, 远
程教育。
(四)建设农业信息技术基地,加强信息技术的示范推广。
选择民众信息意识强、信息基础设施较好的地区, 建立农业
信息技术示范基地, 组织农学家、信息专家、经济学家参与规
划建设和实施。并加快成熟信息技术成果的推广, 边试验边
应用, 根据试验情况总结经验, 成熟后向其它地区大力推广,
使农业信息技术走向实际应用的“试验———推广”的道路。