农业电气自动化中智能控制仪表系统的应用
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摘 要：文章基于对智能控制仪表系统进行相关概述，进而对其在农业电气自动化管理中的应用进行了深入分析与探究。先是对智能化仪表系统的工作原理进行了简单分析以加强了解智能控制仪表系统，以便对后续的分析做好基础；接着是对智能控制仪表系统的功能及其特点进行分析，包括自测功能、自动化功能、数据处理功能、可操控能力以及人机对话功能等的详细分析。最后在充分考虑与结合智能控制仪表系统功能、特点的基础上，分析了其在农业自动化中的应用及应用的控制措施，如对影响智能仪表系统不同因素进行有效控制；完善智能仪表智能化系统等方式。进而使仪表设备检测能力、数据信息处理能力等功能的到充分发挥，为实现我国农业自动化可持续发展提供有效保障。
关键词：农业；电气自动化；智能控制仪表系统；应用
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.141
近年來，我国各领域经济发展水平在科学技术的不断提升的促进下得到了较大幅度的提升，尤其是农业行业呈现出了较为迅猛的发展趋势，其自动化生产水平更是得到了前所未有的发展。对于农业领域而言，随着加强对先进科学技术，如计算机技术、智能化控制技术等的不断应用，使农业自动化发展获得极为关键的发展推动力。为了更好地满足农业的创新发展，不同科学技术的强化应用诞生了智能控制仪表系统并在农业自动化中的得到了大力应用于推广，促进了农业的现代化发展。现阶段，如调节器、自动流量计、测温仪等各种各样的智能测量仪表，已被广泛应用于农业生产的自动化控制过程，而且由这些智能仪表以及相关集成系统构成的智能控制仪表系统为我国农业生产自动化发展水平的提升做出了极为突出的贡献，在实现农作物增产增收的同时，还有效提高了其质量。
1 智能化仪表系统工作原理简析
无论是哪一个行业领域，实现对智能仪表系统的有效运用，其重要前提是必须充分熟悉智能仪表系统的构成及其工作原理。传感器，是智能仪表系统组成中必不可少的元器件，其作用是实现将获取到的信息数据，通过传感器的转变功能变为电子信号，再将干扰信号通过对滤波作用的应用进行消除，将有效的电子信号传送到多路模拟器的开关内，单片机接收到相关信号后对模拟器开关进行相关的控制操作，把处理后的电信号传送到程控放大系统中对信号进行放大、清晰化处理，电子信号景观A/D转换器的转化处理形成相应的脉冲信号，回传到单片机。单片机一脉冲信号的信息，结合预先的参数设置对数据进行运算、处理、打印、显示。同时单片机通过与可擦除存贮器以及内速存储器内的参数进行运算，经过结果对比，根据控制与运算规则对照对比的结果对相应的控制信号进行输出，进而完成对自动化控制的整个过程。
2 智能控制仪表系统的功能及其特点分析
2.1 自测功能
在智能仪表系统运行过程中，能够自动完成对归零、校准等状态的自我调节操作，更关键的是可以实现对故障位置自动定位与自我检查，简单的程序问题还可以自动修复，其他故障则可以通过人机交互界面以相对应信号的形式告知工作人员相关故障类型、部位等的信息，不但给故障的维修创造了更为方便的条件，更是大大节约了维护修理的时间，保障农业自动化管理的效率。
2.2 自动化操作功能
自动化、便捷化以及拟人化，是今后智能控制仪表系统的必然发展趋势，充分迎合可农业自动化生产与管理的发展要求，可以预见智能仪表系统在农业领域必将得到良好的应用，从土地中释放更多劳动力，提高的资源的利用效率与生产效率。农业自动化是当前现代化发展水平的重要性标志，因此我国农业行业中，智能仪表系统的有效应用成为了其走向现代化发展的重要体现，智能仪表系统对于各个测量环节工作的操作，都是通过微控制器的自动化操作完成，大大增强了农业自动化水平。
2.3 数据处理功能
由于大部分的智能仪表系统主要依靠单片机与微控制器进行自动化控制，能够对出现的简单问题进行自我调整、处理，而若是出现硬件系统无法处理的问题，此时则可通过随软件逻辑的应用来对这些问题进行处理。比如，数字万用表通常只能用于对电流、电压的测量，而无法实现对数据的处理，而基于智能仪表系统功能，在其内运行的数字万能表不但能够实现对电压、电流的测量，而且可以进行统计、平均值计算等测量的数据处理。通过自动生成测量数据及其计算数据，确保了测量的较高准确性。
2.4 可操控能力
一般来说，智能仪表的通信接口是市场上流行的、规范化的，能够顺利地与PC机以及其他设备进行连接，为确保测量系统完整性，提升智能仪表系统功能提供有效条件，增强了智能仪表系统的可操控性，更好地完成农业自动化的控制管理工作。
2.5 人机对话功能
智能仪表系统的人机对话功能极大地方便可工作人员对农业自动化的管理。通过交互界面，经过对输入数据的处理进行显示，供工作人员操作决策使用，信息查找、显示准确、快速。人机交互界面可以采取键盘操纵或者触屏操作，较之传统的管理模式显然更加的便捷、直观，工作人员输入指令，系统自动开始识别、执行，快速反馈处理结果并显示在交互界面上，使工作人员可以快速地掌握想要的信息，提高自动化管理的灵活性与效率。
3 农业电气自动化中智能控制仪表系统应用
对于智能控制仪表系统在农业自动化中的应用，我国应基于对其应用目标与发展方面，制定一套完善的、可执行性较强的应用方案，以保障智能控制仪表系统在农业领域的应用效率。现阶段，我国也正致力于新技术、新产品的研究、开发使智能控制仪表系统功能更加完善、强大。其中较具代表性的为TFW-VIII智能化监测仪表设备的投入使用，大大提升了智能控制仪表系统性能，为我国农业自动化发展提供更加可靠、详实的数据信息，尤其是在度土壤的分析方面，其功能得到了较大程度的完善，能够对土壤中的化学成分与PH值进行准确监测。为了是智能控制仪表系统的应用性能得带进一步有效提升，强化其在农业电气自动化中的应用价值，还应充分做好以下工作： 3.1 对智能仪表智能化系统进行有效完善
在对智能控制仪表系统的应用过程中，应注意采用科学、合理的方法对其进行优化，以增强系统的性能与自我判断、反馈能力。在农业自动化管理过程中也应选择合适的智能控制仪表系统，确保能够在进行不同数据有效处理的同时不会出现较高的测量失误。在进行系统优化过程中应尤其注意提高应用性能与降低能耗为注意标准，如对相同电压下在确保智能控制仪表系统正常运行情况下，降低电能消耗，延长系统的应用性。为此，我们可以从下面几个方面着手：
第一，从智能控制仪表系统功耗与供电电压间关系考虑研究来看，它们二者构成正比例关系，即当供电电压升高时智能控制仪表系统功耗同样会增加。所以在这种情况下，为促使智能控制仪表系统在农业电气自动化中更好的应用效果我们在其单片微机系统供电上应采取低电压，如此一来不但有助于降低系统功耗，并且对于提升电池供电有效性以及延长其使用寿命也都大有帮助；第二，从实际情况来看，农业生产用电中当处于峰顶时价格较高，而低谷是则相应下调，所以为了降低成本我们在农业电气自动化中应用智能控制仪表系统上应当采取分区分时供电方式，从而让其尽可能在低谷时用电；第三，在智能仪表控制系统设计中我们可以考虑选择CMOS集成电路，这并不仅仅是因为其功耗较低，同时还具有较强的抗干扰性能，该特点有助于保证智能控制仪表系统在农业电气自动化中应用实现良好的稳定性。此外，智能仪表控制系统设计中选择CMOS集成电路时可以凭借着后者较大的工作温度限值而让系统有更广的应用范围。最后，智能仪表控制系统设计中采用CMOS集成电路时务必要确保输入端不能出现悬空情况。这是因为一旦出现CMOS输入端悬空的话容易导致输入电平波动，并引发电路不稳情况产生，最终导致农业电气自动化中智能仪器控制系统功耗上升以及工作稳定性下降；第四，为了降低农业电气自动化中智能仪表控制系统能耗，我们还可以针对其单片机采取掉电模式，这样一来除了改模式下机器处于工作状态以外，系统别的设备则会于休眠，如此一来也有助于实现节能。
3.2 对影响智能仪表系统的不同干扰因素进行有效控制
基于对智能仪表系统的深入研究得出，智能控制仪表系统在运行过程中会受到不同干扰因素影响，具体来说主要有两个方面：一是智能仪表控制系统内外共模与差模干扰，这统称为电气干扰；二是系统结构设计、采用的元器件、安装质量以及设备处于何种环境条件等。这两方面干扰因素不仅会造成农业电气自动化中智能仪表控制系統运行可靠性以及安全性大大降低，并且还会导致系统反馈的数据信息无效。为了避免或尽可能的降低干扰，工作人员必须做到对影响智能仪表系统正常运行的不同干扰因素进行有效地控制，对于智能控制仪表的选择方面除了要确保能够满足实际要求之外，还应要求智能控制仪表系统在受到外界不同因素影响时，系统可以进行自动安全防护与调整。若是由于系统受到外界因素的干扰而导致测量数据偏差，应基于对故障原因的准确分析，通过对误差的计算对数据进行自动调整，保障智能控制仪表系统的运行质量。除此之外，为了更有效地降低智能仪表控制系统所受到的干扰，我们还需要给系统中包括供电、通道等部分设计一定的抗干扰措施，同时对外部噪声源、电路板进行控制，如此一来将有助于确保智能仪表控制系统实现较高的工作稳定性，从而促使其在农业电气自动化中有效地应用。
4 结束语
综上可知，智能控制仪表系统在农业电气自动化中的有效应用，迎合了农业现代化发展的需求，同时日益进步的科学技术水平使得智能控制仪表系统性能也在不断提升，仪表的可靠、稳定性能也在不断增强，实现了多功能、高精度的检测效果。然而，值得注意的是，随着农业自动化发展要求越来越高，智能控制仪表系统的应用性能也应同步提升，为此则需要对智能仪表进行创新、改造，以提升仪表的应用质量与稳定性能，更好地促进我国农业的自动化发展。有鉴于此，上文在充分结合笔者对相关文献研究以及自己多年工作实践经验情况下，就农业电气自动化中智能仪表控制系统的应用提出了几点看法，以供广大同行参考。
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作者简介：赵彦鸿（1971-），男，广西横县人，学士，高级讲师，研究方向：农业机电应用。
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