第一篇：機電一體化認識實習(xí)論文

題目(中)從生產(chǎn)線角度淺談機電一體化技術(shù)

(英)Mechtronics Used in Production Lines

姓名與學(xué)號

林嘉穎 3090100768

指導(dǎo)教師

林勇剛

年級與專業(yè)

機械電子工程0902

時間

2011年7月12日

機械電子工程暑期實習(xí)總結(jié)報告

一 摘要

機電一體化不僅是一門技術(shù)，而且是一門科學(xué)問題和方法學(xué)問題。在生產(chǎn)線中的許許多多工序都涉及到機電一體化技術(shù)，同時整條生產(chǎn)線也運用了機電一體化的思維方式，組成一個巨大的一體化系統(tǒng)，使生產(chǎn)效率提高，成本大大降低。本文將通過三個案例分析，淺析現(xiàn)代化生產(chǎn)線中機電一體化技術(shù)及思維的應(yīng)用，并根據(jù)各個案例的特點，就個人所見所聞提出一些改進方案，從而總結(jié)出機電一體化系統(tǒng)的構(gòu)成特點及發(fā)展趨勢。

二 關(guān)鍵詞

生產(chǎn)線 自動化 機電一體化

三 引言

2011年7月8日至7月10日，我們先后在杭州娃哈哈集團，杭州鋼鐵集團公司，杭州通用能源技術(shù)開發(fā)有限公司進行為期三天的機電一體化認識實習(xí)。

在此期間，我們參觀了娃哈哈機械工程公司，參觀了模具生產(chǎn)車間，對模具的生產(chǎn)過程有了感性認識，同時參觀了娃哈哈的瓶裝礦泉水及飲料的流水生產(chǎn)線，了解了飲料的整個生產(chǎn)過程；在杭州鋼鐵集團公司，我們了解到電爐煉鋼的方法，高速線材的生產(chǎn)方法以及鋼鐵冶煉的過程；在杭州通用能源技術(shù)開發(fā)有限公司，我們認識了模塊化生產(chǎn)鏈的架構(gòu)，并參觀了火力，風(fēng)力發(fā)電機的機架精加工車間。

這次參觀使我們對機電一體化概念有了更深入的了解。現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)線可以看作是一個系統(tǒng)，每個行業(yè)的生產(chǎn)線都有其特點及發(fā)展趨勢，但它們的的發(fā)展過程中都會趨向機電一體化，以達到高效率低成本的生產(chǎn)目標。下面便結(jié)合三天認知實習(xí)中的所見所聞，從生產(chǎn)線角度淺析機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展趨勢。

四 正文

4.1 機電一體化概念

機電一體化概念在20世紀70年代由日本人提出，經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，已普遍應(yīng)用于現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)中。對于機電一體化的概念沒有明確的定義，而由日本機械振興協(xié)會提出的概念：是在機械主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術(shù)，并將機械裝置與電子裝置用相關(guān)軟件有機結(jié)合而構(gòu)成系統(tǒng)的總稱，被認為是較為確切的定義。

機械電子工程暑期實習(xí)總結(jié)報告

根據(jù)閉環(huán)論，機電一體化系統(tǒng)分為四個組成部分（如圖），其中分別要突破的關(guān)鍵進行技術(shù)有：機械技術(shù)，測量技術(shù)，測量與控制技術(shù)，執(zhí)行技術(shù)，接口和集成技術(shù)等。在實習(xí)中參觀的三家企業(yè)的機電一體化系統(tǒng)，也面臨著對這些關(guān)鍵技術(shù)的解決問題。

4.2 機電一體化技術(shù)在生產(chǎn)線中的應(yīng)用

根據(jù)文獻[3]定義，自動生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動機床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來，自動完成產(chǎn)品全部或部分制造過程的生產(chǎn)系統(tǒng)。為了使產(chǎn)品生產(chǎn)效率及質(zhì)量提高，生產(chǎn)成本下降，越來越多的生產(chǎn)線朝著自動化生產(chǎn)線方向邁進。而一條自動化生產(chǎn)線可看成是一個機電一體化系統(tǒng)，包括了主功能（生產(chǎn)線實現(xiàn)的功能）、動力功能、檢測功能（產(chǎn)品檢測功能）、控制功能（生產(chǎn)線的控制連接系統(tǒng)）和構(gòu)造功能五大部分，每個部分又相互聯(lián)系，實現(xiàn)產(chǎn)品的生產(chǎn)，檢測，包裝，運輸?shù)裙δ埽⒏鶕?jù)產(chǎn)品生產(chǎn)所需，表現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢。機電一體化產(chǎn)品幾乎遍及所有制造業(yè)領(lǐng)域。正如文獻[2]所言，在工業(yè)發(fā)達國家數(shù)控機床已占機床總數(shù)的30%~ 40%;工業(yè)機器人的數(shù)量在未來10 年將以25% ~ 30% 的速度增長機電一體化技術(shù)的發(fā)展，將使自動線的靈活性更大，可實現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的自動化。而未來的制造業(yè)也將從機電一體化單機向整個制造業(yè)的集成化過渡。下面通過對三條生產(chǎn)線的分析淺談機電一體化技術(shù)在生產(chǎn)線中的應(yīng)用。

4.3 案例分析——杭州娃哈哈集團公司瓶裝飲料生產(chǎn)線

在模具生產(chǎn)車間中，整個模具生產(chǎn)過程并非屬于自動線，但是每個生產(chǎn)步驟中均使用數(shù)控銑床，使機電一體化技術(shù)得到應(yīng)用。

在純凈水及碳酸飲料生產(chǎn)線上，我們有幸目睹從制瓶、灌裝到消毒包裝全自動的生產(chǎn)過程。據(jù)觀察了解。由于機電一體化將工業(yè)產(chǎn)品和過程都作為一個完整的系統(tǒng)看待；因此不同于在模具生產(chǎn)車間的加工工序分道實現(xiàn)機電一體化，整套生產(chǎn)可以看作是多個機電一體化產(chǎn)品綜合成一個巨大的機電一體化系統(tǒng)，生產(chǎn)線的基本組成如下：

機械電子工程暑期實習(xí)總結(jié)報告

1主功能：純凈水及碳酸飲料生產(chǎn)。

在整個過程中實現(xiàn)了機械能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能（塑料瓶生產(chǎn)），機械能轉(zhuǎn)化為熱能（瓶子整理器，飲料罐裝）化學(xué)能間轉(zhuǎn)變（消毒）機械能間轉(zhuǎn)變（包裝）等幾個步驟的能量轉(zhuǎn)變，同時實現(xiàn)了由原材料（塑料，大容量液體）向產(chǎn)品（瓶裝液體）的轉(zhuǎn)變。動力功能：

經(jīng)觀察，各個加工工序均有相應(yīng)的電源提供動力，包括傳送帶。而傳送帶作為連接各加工工序的硬件設(shè)施，將前一工序的產(chǎn)品傳送至下一步驟中，作為下一工序的原材料進行加工。控制功能：

各工序的控制功能控制了輸入輸出的正常工作。在瓶子整理階段，塑料瓶整理器通過小隔塊及傳送帶的摩擦力將瓶子分別隔開，再用機械手將瓶子抓起，排好序列。整個過程中需要由控制系統(tǒng)控制輸入量正常進給（瓶子正常下落到傳送帶上）傳送帶按照要求速度傳輸，機械手上安裝傳感器，當(dāng)檢測到有瓶子時，能夠及時架起瓶子，進行整理。

而在整條自動生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)保證線內(nèi)的機床、工件傳送系統(tǒng)，以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)要求正常工作。比如在完成灌裝消毒工序后瓶子被整理成三個一列的形式，但在貼標簽工序中需要瓶子單個進入加工程序，此時便要靠傳送帶調(diào)整瓶子的擺放方式，使瓶子按照要求的速度單個進入貼標簽工序。檢測功能

整個生產(chǎn)線中多處用到機械手，而每個機械手中如果安裝傳感器進行檢測，將使整個生產(chǎn)線更柔性化。比如在裝箱工序中十二只機械手會將產(chǎn)品夾起放入箱子中。如果已在機械手中安裝傳感器，而并非靠時間來控制機械手的位移及動作，便會使整個工序更趨向智能化，失誤率也更低。

在經(jīng)過上述簡單的分析后，我們可以看到娃哈哈整個加工生產(chǎn)線自動化程度非常高，但也有繼續(xù)改進的空間，如提高檢測信息的精確性且能自動檢測各項參數(shù)，實現(xiàn)整個過程全自動無人監(jiān)控檢測；設(shè)備多功能化，一體多用，適應(yīng)多種液體、多種瓶型的灌裝和封口，以適應(yīng)時刻變化的市場需求；提高生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率，以符合節(jié)能環(huán)保的要求。

4.4 案例分析——杭州鋼鐵集團公司電爐煉鋼生產(chǎn)線及高線生產(chǎn)線

電爐煉鋼生產(chǎn)線

電爐煉鋼法主要利用電弧熱，以廢鋼為原料進行冶煉。根據(jù)文獻[4]，電爐煉鋼一定的優(yōu)勢：鐵原料、還原劑、燃料等種類廣泛，比較靈活易得生產(chǎn)中產(chǎn)生的, 以及粉塵較少, 對環(huán)境的污染較小，開爐停爐靈活，操作方便。

在電爐煉鋼生產(chǎn)線中，我們看到了機電一體化技術(shù)的典型應(yīng)用：通過計算機控制機械手進行氧氣補給。其機械本體為機械手，動力系統(tǒng)推測為電動，經(jīng)過溫度氣流等傳感器，將信息反饋到計算機上，在經(jīng)過信息處理后形成工作人員界面上的圖文資料，工作人員再經(jīng)過對信息的判別控制機械手的運動及氧氣進給量。

機械電子工程暑期實習(xí)總結(jié)報告

個人認為該系統(tǒng)的改進方向有：信息采集的精確度及頻率的提高，對信息的智能化處理以實現(xiàn)全自動控制，產(chǎn)生緊急情況時的安全警報與自動關(guān)閉保護系統(tǒng)，及提高機械手運動的精準性以提高氧氣等原料的利用率，降低能耗等。高速線材生產(chǎn)線

參考文獻[5], 高速線材的生產(chǎn)流程如下：

如果我們再次將整條生產(chǎn)線看作是一個機電一體化系統(tǒng)，它的基本構(gòu)成將可以分為： 主功能：將小型軋鋼變?yōu)榫€材，實現(xiàn)每秒產(chǎn)量112米的生產(chǎn)效率。具體的能量轉(zhuǎn)換為機械能間的轉(zhuǎn)變及機械能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)化（在加熱爐中還存在熱能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)化）。

動力功能：電動，在長520余米的生產(chǎn)線中，為粗軋，中軋，精軋等各個部分提供動力支持。在杭州鋼鐵集團中有專門的發(fā)電場進行供電，滿足巨大的需求量。

檢測功能：在生產(chǎn)線中對各道工序的產(chǎn)品進行各參數(shù)（如直徑，重量，韌性，塑性，內(nèi)部性能等）進行檢測并進行一定的修復(fù)。在檢測功能中我們看到還需要工作人員的參與和調(diào)試維護，控制整個生產(chǎn)過程。

控制功能：通過預(yù)先設(shè)定的程序?qū)ιa(chǎn)線中各部分進行時間速度上的控制，若是根據(jù)檢測到的剛調(diào)參數(shù)進行速度的分配,并調(diào)節(jié)飛剪的相關(guān)技術(shù)參數(shù),將可使一條生產(chǎn)線生產(chǎn)多種規(guī)格鋼絲.當(dāng)然這仍需要在機械系統(tǒng)中實現(xiàn).生產(chǎn)線的各個部分仍需要控制技術(shù)的支持,如文獻[6]中提到的控制冷卻工藝的采用:根據(jù)生產(chǎn)需要控制冷卻速度，保證所有硬線鋼和軟線鋼的生產(chǎn).同時智能調(diào)節(jié)溫度將進一步降低能耗，滿足低耗能的發(fā)展趨勢。

在整個生產(chǎn)線中有多處應(yīng)用了機電一體化技術(shù),使生產(chǎn)效率得以提高,但其中仍需要工作人員的檢測調(diào)控,可見在信息采集,自動化控制等方面還存在一定的改進空間，如對生產(chǎn)線數(shù)據(jù)檢測信息的完備性與準確性，同時能夠自動判別信息，對信息進行有效的處理，再根據(jù)控制系統(tǒng)進行控制調(diào)節(jié)，使之實現(xiàn)生產(chǎn)的完全自動化。

4.5 案例分析——杭州通用能源技術(shù)開發(fā)有限公司發(fā)動機生產(chǎn)線

通用能源公司生產(chǎn)線的最大特點是生產(chǎn)的模塊化，比如在車間中看到的一臺發(fā)電機，杭州公司只負責(zé)制造機架，而通用公司在世界各地的分公司將完成其他各個部分的制造，最后在奧地利完成整臺機組的組裝。這種模塊化的生產(chǎn)在一定程度上使生產(chǎn)率得到提高，各地的資源得以最合理的利用。我認為這條貫穿全球的生產(chǎn)線也應(yīng)用了機電一體化的思維：將整個系統(tǒng)看做是有機的整體，通過應(yīng)用機械，電子，計算機等技術(shù)實現(xiàn)各個生產(chǎn)商之間信息的交流，產(chǎn)品的調(diào)配，勞動力的設(shè)置等等，當(dāng)然這其中將涉及到更多科技以外的管理技術(shù)。而這種模塊化的發(fā)展趨勢是機電一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。

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在通用公司的模型精加工車間，我們看到了大型模型的測量工具，大型數(shù)控銑床，數(shù)控鏜床，大型焊接機等各類設(shè)備中許多都采用了數(shù)控技術(shù)，但在工件檢測，以及焊接方面仍不能達到智能化。根據(jù)文獻[1]，我們可看出，對于目前的一些人工參與的工序，可以通過智能工程實現(xiàn)智能化，使焊接等工藝成為智能加工工藝（如研發(fā)出機械手根據(jù)焊接母材的不同情況選擇焊接方法，調(diào)整運動速度等）將使機電一體化技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用。

五 結(jié)論

綜上所述，機電一體化系統(tǒng)是機械工程，電氣工程，計算機科學(xué)等多種學(xué)科的協(xié)調(diào)集成并非簡單的堆積，在各條生產(chǎn)線中，機電一體化技術(shù)不僅應(yīng)用于生產(chǎn)線的各個子部分，同時其理念及技術(shù)也應(yīng)用與生產(chǎn)線的組織架構(gòu)中，使生產(chǎn)效率得到大幅提高。

同時機電一體化技術(shù)將朝著智能化，集成化，綠色化，模塊化等方向發(fā)展，繼續(xù)完成優(yōu)化生產(chǎn)的使命。

六 參考文獻

[1] 《試論機電一體化的發(fā)展方向》 朱志成 [2] 《機電一體化技術(shù)探討》葛運生 [3] 百度百科——自動生產(chǎn)線詞條

[4] 《轉(zhuǎn)底爐直接還原一電爐煉鐵流程與高爐煉鐵流程的對比》秦廷許 馬鞍山鋼鐵設(shè)計研究總院

[5] 《大規(guī)格線材生產(chǎn)工藝設(shè)計》陳文灶(攀鋼集團公司線材廠)[6] 《酒鋼新高速線材生產(chǎn)線工藝特點與技術(shù)裝備》孫競(酒泉鋼鐵(集團)有限責(zé)任公司)[7] 浙江大學(xué)通識課程《機電一體化》課件 祝長生

第二篇：機電一體化論文

機電一體化論文

題目： PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

學(xué)院：核技術(shù)與自動化工程學(xué)院

專業(yè)：電氣工程及其自動化

班級：

學(xué)號：

姓名：

指導(dǎo)老師：

摘 要：可編程控制器指建立在計算機的基礎(chǔ)之上，以工業(yè)現(xiàn)場作業(yè)等為主要適用范圍的一類電控控制器，當(dāng)前我國工業(yè)生產(chǎn)自動化水平整體來說較低，PLC產(chǎn)品具有著極大發(fā)展空間。PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，自動控制已經(jīng)成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)中必不可少的一部分。首先對機電一體化技術(shù)及PLC進行了簡要介紹，在此基礎(chǔ)上詳細闡述了PLC在機電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵字：PLC生產(chǎn)控制智能

一、機電一體化：

1、機電一體化的概念：

機電一體化又稱機械電子學(xué)，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。機電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機械設(shè)計》的副刊上，隨著機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。現(xiàn)在的機電一體化技術(shù)，是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，他的發(fā)展使冷冰冰的機器有了人性化，智能化。

2、機電一體化的發(fā)展方向

機電一體化向智能化方向邁進.20世紀90年代后期，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進入了機電一體化，微細加工技術(shù)也在機電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機電一體化和微機電一體化等新分支；另一方面，對機電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計、分析和集成方法，機電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)注六個發(fā)展方向：

機電一體化是集機械、電子、光學(xué)、控制、計算機、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進步。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：

1．智能化。智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。

2．模塊化。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。

3．網(wǎng)絡(luò)化。20世紀90年代，計算機技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質(zhì)量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。

4．微型化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)（MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一

體化產(chǎn)品，并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。

5．綠色化。工業(yè)的發(fā)達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。

6．系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。

二、可編程控制器（PLC）：

1、PLC的概念：

PLC是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設(shè)計。PLC是工控的利器,機電一體化專業(yè)本來就是一門控制機械的學(xué)科,包含了機械設(shè)計和電控設(shè)計.所以只要是機械要用到(非人工)控制的都可以用到PLC,當(dāng)然單片機也可以,但是對于電氣控制來說可編程控制以其編程便捷、接口通用和工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性等特點支撐著整個控制核心，是機電一體化產(chǎn)品中重要的器件。

2、PLC的構(gòu)成：

PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，基本構(gòu)成為：

a、電源

PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。

b、中央處理單元（CPU)

中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。

為了進一步提高PLC的可靠性，對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。

c、存儲器

存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。

存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。

d、輸入輸出接口電路。

1．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道。

2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。

e、功能模塊

如計數(shù)、定位等功能模塊。

f、通信模塊

如以太網(wǎng)、RS485、Profibus-DP通訊模塊等。

3、PLC具有的鮮明的特點：

（1）功能完善，組合靈活，擴展方便，實用性強

（2）使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。

（3）安裝簡單，容易維修。PLC可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接，寫入程序即可運行。

（4）抗干擾能力和可靠性能力都強，遠高于其他各種機型。

（5）環(huán)境要求低。PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境下工作，能在強電磁干擾環(huán)境下可靠工作。

（6）易學(xué)易用。PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。

所以對于電氣控制來說可編程控制支撐著整個控制核心，是機電一體化產(chǎn)品中重要的器件。

三、PLC在機電一體化技術(shù)中的應(yīng)用

目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂機電一體化領(lǐng)域，使用情況大致可歸納為如下幾類。

1、開關(guān)量的邏輯控制

這是PLC最基本最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。PLC取代繼電器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)邏輯控制。例如：機床電氣控制，沖床、鑄造機械、運輸帶、包裝機械的控制，注塑機的控制，化工系統(tǒng)中各種泵和電磁閥的控制，冶金企業(yè)的高爐上料系統(tǒng)、軋機、連鑄機、飛剪的控制，電鍍生產(chǎn)線、啤酒灌裝生產(chǎn)線、汽車配裝線、電視機和收音機的生產(chǎn)線控制等。

PLC在CNC機床中的應(yīng)用方式及其特點，PLC在CNC機床中的作用及數(shù)控裝置I/O口和機床控制面板、強電信號的連接方法，研究了數(shù)控機床中T功能代碼和M功能代碼在PLC上的實現(xiàn)方法。CNC機床數(shù)控系統(tǒng)具有較強的數(shù)據(jù)處理能力和圖形顯示功能，可編程控制器具有較好的邏輯處理功能，可以充當(dāng)數(shù)控系統(tǒng)微處理器與機床強電控制的橋粱。PLC與CNC機床數(shù)控裝置聯(lián)接可靠性高，在經(jīng)濟型數(shù)控機床和普通機床數(shù)控改造中有廣泛的應(yīng)用前景。PLC在針吸式穴盤自動播種機上的應(yīng)用，將PLC用于對氣動系統(tǒng)和電器系統(tǒng)的自動控制，使針吸式穴盤播種機結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，系統(tǒng)工作安全、可靠、效率高，且對故障的判斷也較容易和直觀。

2、運動控制

PLC可用于對直線運動或圓周運動的控制。早期直接用開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器與執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。世界上各主要PLC廠家生產(chǎn)的PLC幾乎都有運動控制功能。

PLC的運動控制功能廣泛地用于各種機械。例如：金屬切削機床、金屬成型機械、配裝機械、機器人和電梯等。PLC以其工作平穩(wěn)、可靠、抗干擾能力強等特點，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在磁選機中引入PLC控制，能極大地改善設(shè)備的電氣性能，提高設(shè)備的自動化水平，保證設(shè)備高效、安全運行，以達到提高礦山企業(yè)經(jīng)濟效益之目的。從控制系統(tǒng)的組成、控制原理以及程序設(shè)計思想方面以PLC為核心的控制系統(tǒng)應(yīng)用干混凝土攪拌站的生產(chǎn)運行控制，具有運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、攪拌的混凝土質(zhì)量好，故障率低，生產(chǎn)量大，能耗低以及操作簡便等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于建筑工程、公路工程、橋梁工程等。

3、過程控制

過程控制要用到模擬量。模擬量一般是指連續(xù)變化的量，如電流、電壓、溫度、壓力等物理量。過程控制的目的就是根據(jù)有關(guān)模擬量的當(dāng)前與歷史的輸入狀況，產(chǎn)生所要求的開關(guān)量或模擬量輸出，以使系統(tǒng)工作參數(shù)能按一定要求作。是連續(xù)生產(chǎn)過程最常用的控制。

4、數(shù)據(jù)處理

現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。

5、通訊聯(lián)網(wǎng)

PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

四、結(jié)論

總的概括說來，21 世紀的機械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo),它是采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理形式的全新的機械制造業(yè)。它的特征是全球化、網(wǎng)絡(luò)化、虛擬化、智能化以及環(huán)保協(xié)調(diào)的綠色制造。所以以PLC為主組成的控制系統(tǒng)將代表著當(dāng)前機電設(shè)備電氣控制的先進水平與發(fā)展方向。

五、參考文獻

1.《PLC編程及應(yīng)用》廖常初主編機械工業(yè)出版社

2.《機電一體化技術(shù)》劉德全主編大連理工大學(xué)出版社.3.《電力拖動自動控制系統(tǒng)》陳伯時主編機械工業(yè)出版社.4.《計算機控制系統(tǒng)》何克忠李偉編著清華大學(xué)出版社

5.《計算機工業(yè)控制》楊勁松張濤編著中國電力出版社

第三篇：機電一體化論文

機電一體化

湘潭地區(qū)擁有較多的設(shè)備制造企業(yè)和電器制造企業(yè)。其中江麓機電科技機械制造有限公司、中國南方汽車湖南江濱活塞分公司限公司、湘潭煤礦機械電器有限公司、湘潭吉利汽車限公司、中冶京誠(湘潭)重工設(shè)備有限公司、湘潭永達機械制造有限公司、湘潭市江大機械制造有限公司、湖南廣繪軸承制造有限公司等大型企業(yè)集團公司從業(yè)人員多，企業(yè)規(guī)模大。同時，隨著行業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和優(yōu)化組合，各行業(yè)的發(fā)展進入了一個新的快速發(fā)展階段，因此對人才的需求量大增，尤其是機電一體化技術(shù)，這種通用專業(yè)的技術(shù)人才需求量更大。

為充分滿足科技發(fā)展對多方位人才的需要，我系領(lǐng)導(dǎo)帶領(lǐng)有關(guān)人員調(diào)研了一些大型國營企業(yè)，還走訪了一些很有發(fā)展前景的單位。這些單位大都是以高新技術(shù)為重點的機械產(chǎn)品制造、電氣設(shè)備的生產(chǎn)、機械重工業(yè)產(chǎn)品等主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。機、電、信息技術(shù)的綜合應(yīng)用是這些產(chǎn)業(yè)的主要特點。被調(diào)查的單位都涉及到機電一體化技術(shù)的應(yīng)用，大部分崗位需求綜合素質(zhì)高，具備專業(yè)技術(shù)綜合應(yīng)用知識的技能型人才。在分別與企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)、人事管理人員、技術(shù)人員、畢業(yè)生進行深入的交流和座談后，充分意識到隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和社會經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，特別是近年來長、株、潭地區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的迅速崛起，社會人才需求格局發(fā)生了很大變化。企、事業(yè)單位急需一線技能型操作人才，尤其是綜合技術(shù)應(yīng)用人才為我們的畢業(yè)生提供了廣闊的就業(yè)空間。

調(diào)研表明，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)對機電一體化技術(shù)專業(yè)的高職畢業(yè)生需求是巨大的，前提是畢業(yè)生具備實際工作能力，因此，為了適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，滿足社會急需,我校對機電一體化技術(shù)專業(yè)進行了專業(yè)設(shè)置，該專業(yè)以社會發(fā)展對高職人才需求為著眼點，建立一個科學(xué)、完善、具有高職教育特色的教學(xué)體系。

一、調(diào)查過程

我系結(jié)合實際情況，開展了機電一體化專業(yè)的建設(shè)。為此，我們設(shè)計了企業(yè)單位對機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)的意見與建議的調(diào)查方案。調(diào)查分兩種方式進

行，一是在我市有代表性的企業(yè)發(fā)放《機電一體化人才需求調(diào)查問卷》，二是在召開相關(guān)企業(yè)專家訪談或座談會，廣泛征求用人單位對自動化專業(yè)人才培養(yǎng)的意見和需求。這次共發(fā)放問卷30份，收回有效問卷18份，主要有江麓機電科技機械制造有限公司、中國南方汽車湖南江濱活塞分公司限公司、湘潭煤礦機械電器有限公司、湘潭吉利汽車限公司、中冶京誠(湘潭)重工設(shè)備有限公司、湘潭永達機械制造有限公司、湘潭市江大機械制造有限公司、湖南廣繪軸承制造有限公司、湘潭樂星電氣有限公司、湘潭瑞通球團有限公司等10家本地單位，以及浙江義烏佳妃飾品廠等。

為了能較好地收集在我市對機電一體化專業(yè)人才的使用和需求情況，在《機電一體化專業(yè)人才需求調(diào)查問卷》的設(shè)計中主要考慮了以下幾個方面。

（1）企事業(yè)單位的基本情況；

（2）企事業(yè)單位中現(xiàn)有機電一體化專業(yè)人才的基本信息；

（3）企事業(yè)單位在未來幾年中對機電一體化人才的需求信息；

（4）企事業(yè)單位對高等教育在機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方面的意見與建議。

總的看，調(diào)查過程較困難，雖然收集到的樣本不足，但在一定程度上也能夠反映與機電一體化專業(yè)相關(guān)的行業(yè)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢與未來的社會需求等情況，經(jīng)調(diào)研獲取的信息反映座談會開得很好，到會人員暢所欲言，一方面積極介紹本單位引進畢業(yè)生的情況，另一方面積極進言，對機電一體化專業(yè)的教育獻計獻策。

二、對調(diào)查結(jié)果的分析

（一）通過發(fā)放調(diào)查表的調(diào)查

目前收到的調(diào)查表中有來自我市的10家單位，涉及的行業(yè)有機械加工、電氣設(shè)備制造等行業(yè)。

1．通過調(diào)查可以看出，隨著科學(xué)技術(shù)的進一步發(fā)展，各企事業(yè)單位的機電一體化程度都有了明顯的提高。特別是近幾年來，通過對工業(yè)生產(chǎn)線進行技術(shù)改造和引進，大大提高了生產(chǎn)過程中的自動化程度，提高了勞動生產(chǎn)率，改善了員工的操作環(huán)境，降低了原材料消耗，節(jié)約了成本，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)帶來了大的經(jīng)濟效益。企業(yè)期望學(xué)生對機電一體化設(shè)備的操作能力與維護的能力要優(yōu)秀。企業(yè)比較歡迎既懂機又懂電的人才,對機械維護維修、電氣維護維修、數(shù)控操作、數(shù)控編程、CAD繪圖的需求較大，另外機電類企業(yè)對設(shè)備管理、機電產(chǎn)品市場營銷人才的需求也占了一定的比重，這幾年隨著經(jīng)濟的發(fā)展,長株潭及周邊地區(qū)機電類企業(yè)和機電類產(chǎn)品逐年增加，這個崗位也變得熱俏起來。從調(diào)查的情況看，企業(yè)對技術(shù)主管，品質(zhì)管理知識等職位都有不同程度的需求，隨著這些企業(yè)在發(fā)展的過程中的不斷壯大，使機電一體化技術(shù)人才呈現(xiàn)多元化的趨勢，也不斷向管理層發(fā)展。這也就使我們在專業(yè)定位時有更大的選擇，我們除了培養(yǎng)機電維修與維護人才、數(shù)控編程技術(shù)與應(yīng)用人才，還可以培養(yǎng)機電設(shè)備管理與銷售人才。

2．統(tǒng)計表明，企事業(yè)單位對機電一體化專業(yè)學(xué)生的素質(zhì)要求較高，按需求的重要性進行排序是：

① 機電一體化就業(yè)崗位的操作技能。

② 機電一體化專業(yè)及相關(guān)的技術(shù)基礎(chǔ)理論水平。

③ 計算機繪圖能力。

根據(jù)調(diào)查，我院機電一體化專業(yè)擬定以下工作崗位：

① 機械維修、電氣維修

② 車間技術(shù)管理

③ 設(shè)備管理

④ 普通機床、數(shù)控機床操作

3．企事業(yè)單位對機電一體化專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)有待加強的方面的建議主要有： ① 專業(yè)面要進一步拓寬，要有一定的機械加工、生產(chǎn)工藝、設(shè)備、電氣技術(shù)及機械制造的基礎(chǔ)知識，了解PLC控制系統(tǒng)、變頻器技術(shù)的實際應(yīng)用等基本知識。

② 介紹最新的機電一體化理論、機電一體化技術(shù)和機電一體化產(chǎn)品。

③ 理論的運用能力，分析解決問題的能力，現(xiàn)場調(diào)試和操作的能力。④ 增加工業(yè)管理方面的知識，增強市場意識方面的知識教育。

⑤ 跟蹤新技術(shù)的能力，實踐與創(chuàng)新能力。

⑥ 適應(yīng)環(huán)境的能力，吃苦耐勞、腳踏實地的工作作風(fēng)，敬業(yè)與拼搏精神，合作精神。

4．企事業(yè)單位對職業(yè)高等教育在機電一體化專業(yè)人才培養(yǎng)方面的意見與建議。

培養(yǎng)目標定位：面向社會、面向企業(yè)、面向?qū)嶋H，培養(yǎng)實用型、技能型、復(fù)合型優(yōu)秀人才。對于專科畢業(yè)生，其培養(yǎng)目標是一線操作崗位的技能人才；

改革思路：緊跟時代的發(fā)展，結(jié)合生產(chǎn)的實際情況，培養(yǎng)既有理論知識、又有實踐經(jīng)驗（用得上、留得住、能干事）的機電一體化專業(yè)人才。充分考慮學(xué)生的興趣和自身特點，實行必修與選修相結(jié)合的課程設(shè)置方式。

辦學(xué)模式：與企業(yè)開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，開拓校企聯(lián)合辦學(xué)的模式。

教學(xué)改革：理論聯(lián)系實際，面向社會，在機電一體化專業(yè)課程基礎(chǔ)上，加強專業(yè)背景知識，增加機械制造、數(shù)控機床、企業(yè)管理等課程，以拓寬機電一體化專業(yè)學(xué)生的知識面。在加強理論教學(xué)的同時，通過參觀考察、社會實踐、建立校外實習(xí)基地等方法，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和實踐能力。加速教材更新，以適應(yīng)專業(yè)的進步。加強教師隊伍的建設(shè)，培養(yǎng)一批德才兼?zhèn)洹⒗碚撆c實踐知識并舉的優(yōu)秀教師。另外，積極拓寬專業(yè)方向，造就適應(yīng)面更寬、服務(wù)領(lǐng)域更廣的機電一體化專業(yè)人才。

上面是我們根據(jù)目前收到的調(diào)查表的內(nèi)容進行的初步總結(jié)，由于樣本數(shù)不夠多，因而可能存在一定的局限性，在后期的工作中，我們將進一步開展工作，完善分析。

（二）通過座談會的調(diào)查

從調(diào)研反饋回來的信息來看，其他意見與建議還有：

① 辦學(xué)模式：多模式的辦學(xué)形式，除常規(guī)的學(xué)歷、學(xué)位教育外，還可以建立半工半讀類型的學(xué)校，以適應(yīng)社會對不同層次人才的需求。推行通才教育的培養(yǎng)模式，注重學(xué)生基礎(chǔ)知識、學(xué)習(xí)能力、動手能力的培養(yǎng)。

② 人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)方面：由于不同單位對人才的需求層次不同，因而學(xué)校要注重專業(yè)人才培養(yǎng)的三角形結(jié)構(gòu)，特別要重視一般大學(xué)、高職、高專學(xué)校機電一體化人才的培養(yǎng)。

③ 實踐教學(xué)環(huán)節(jié)：學(xué)校要建立穩(wěn)定的實踐教學(xué)基地。建議國家制定相應(yīng)的法令法規(guī)，提倡全社會支持學(xué)校的實踐教學(xué)，確立用人單位在“終身教育”上的法律責(zé)任和義務(wù)。

④ 教學(xué)改革：對于創(chuàng)新教育、素質(zhì)教育的考核體系，應(yīng)提出量化性的指標，便于執(zhí)行和考核。

⑤ 人才培養(yǎng)遵循學(xué)習(xí)、實踐、再學(xué)習(xí)、再實踐的過程。

⑥ 走出去、請進來。請歷屆畢業(yè)學(xué)生現(xiàn)身說法，介紹在社會這個大海里搏擊的體會。

在與中國南方汽車有限公司湖南江濱活塞分公司研究員級高工喻本海的交流中，喻工認為：學(xué)校作為教育機構(gòu)應(yīng)該有它的理念，課程、實驗等環(huán)節(jié)的安排能夠體現(xiàn)一個學(xué)校的教育理念。學(xué)校要給學(xué)生創(chuàng)造成才的平臺，并給學(xué)生以建議，使學(xué)生在能夠按著自己的目標制定自己的人生規(guī)劃的同時，又能滿足市場經(jīng)濟對人才的需要。這樣培養(yǎng)出的人才具有個性化的特點，當(dāng)然這也給學(xué)校及教師提出了更高的要求。

三、調(diào)查反映的問題及幾點認識

1．總體專業(yè)教育的面偏窄，需要進一步拓寬。不少企業(yè)提出學(xué)校的專業(yè)教育除了要學(xué)習(xí)堅實的機械、電氣專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識外，還應(yīng)了解機械維修、維護，電氣維修、維護，電氣控制系統(tǒng)的實際應(yīng)用背景和主要應(yīng)用領(lǐng)域，這樣能夠發(fā)揮出更好的作用，否則，培養(yǎng)的學(xué)生需要較長的適應(yīng)時間，甚至還要經(jīng)過專門知識的培訓(xùn)和學(xué)習(xí)。

2．調(diào)查中企事業(yè)單位認為學(xué)生普遍“創(chuàng)意與策劃能力”不足，說明我們培養(yǎng)的學(xué)生原始創(chuàng)新活動少，模仿性創(chuàng)新不多，高水平的創(chuàng)新成果更少。學(xué)生知識面狹窄，課程內(nèi)容落后于時代，缺乏反映學(xué)科發(fā)展前沿的新學(xué)科、新技術(shù)和新思維的知識，從而不能激發(fā)學(xué)生思考新問題、探討新知識的創(chuàng)新欲望。教學(xué)方法呆板，過于重視考試和成績，缺乏啟發(fā)式、研究式的學(xué)習(xí)氛圍；重理論、輕實踐，重計算推理，輕實驗論證，理論脫離實際，不利于培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力。

3．提高學(xué)生的“語言、文字表達能力”是企事業(yè)單位對大學(xué)教育提出的又一點建議。現(xiàn)在的大學(xué)生雖然高考作文好、計算機應(yīng)用熟練、外語通過等級考試，但自然科學(xué)的文字功底淺，表現(xiàn)出歸納總結(jié)能力差、對事件或具體的工程技術(shù)狀況表述不清，甚至詞不達意。雖然素質(zhì)教育、文化氛圍在高校也提了不少年，也加強了這方面的建設(shè)，但如何實際的用在生產(chǎn)、開發(fā)和科學(xué)技術(shù)研究中的交流、總結(jié)中，還明顯不足。

4．調(diào)查告訴我們，所有的企事業(yè)單位對學(xué)生的非智力品質(zhì)都有強烈要求，它們都要求學(xué)生具有強的適應(yīng)環(huán)境的能力，吃苦耐勞、腳踏實地的工作作風(fēng)，敬業(yè)與拼搏精神，合作精神，甚至要培養(yǎng)學(xué)生“抗挫折能力”。只有能夠戰(zhàn)勝困難和失敗，堅持不懈、鍥而不舍，才可能贏得創(chuàng)新成果。

通過此次調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)長株潭地區(qū)今后幾年對機電一體化技術(shù)人才仍然有很大的需求，我們專業(yè)今后持續(xù)發(fā)展的空間仍然很大，我們?nèi)匀粦?yīng)該秉承學(xué)校“明理知行，精工致遠，引入市場機制，堅持兩個適應(yīng)，深化兩大改革，以創(chuàng)新謀發(fā)展，以規(guī)范求提高”的辦學(xué)宗旨，培養(yǎng)高素質(zhì)，高技能的優(yōu)秀機電一體化技術(shù)人才，但在今后的培養(yǎng)中，他們除應(yīng)具有必須的專業(yè)知識外，更應(yīng)具有較強的管理和實踐能力，培養(yǎng)學(xué)生掌握實際工作的基本手段和方法的同時，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力，激發(fā)他們的創(chuàng)新思維。而且我們培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該堅持成人成才，但更重要的是培養(yǎng)他們成人，讓他們學(xué)會做人，學(xué)會做事，學(xué)會求

第四篇：機電一體化論文

東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

專科畢業(yè)實習(xí)報告

學(xué)生：趙樹滿

學(xué)習(xí)中心：河北唐山豐南奧鵬學(xué)習(xí)中心 專業(yè)：機電一體化技術(shù) 層次：高起專

提交日期：2016年1月19日

機電一體化技術(shù)專業(yè)實習(xí)報告 東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

第1章緒論

1.1概述

二十一世紀，關(guān)于機電一體化技術(shù)的研究和應(yīng)用已成為全球性的課題，機電一體化是以機械技術(shù)和電子技術(shù)為主題，多門技術(shù)學(xué)科互相參透、互相結(jié)合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興的邊緣學(xué)科。

第2章機電一體化技術(shù)發(fā)展（具體內(nèi)容）

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步于發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

2.1數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可能性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。

2.2智能化 東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)臵智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分叉等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

2.3模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速機電一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的機電一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

2.4網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

2.5人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

2.6微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS）是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很多的進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微梁、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。

2.7集成化

集成化既包含各種技術(shù)的互相滲透、互相融合和各種產(chǎn)品不同東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全的運轉(zhuǎn)，然后在通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

2.8帶源化

是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

2.9綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生，綠色產(chǎn)品是指低能耗、低耗材、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)境和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

第3章機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝臵、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有利條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面：

3.1智能化控制技術(shù)（IC）

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼、連鑄、軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

3.2分布式控制系統(tǒng)（DCS）

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

3.3開放式控制系統(tǒng)（OCS）

開放控制系統(tǒng)是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。

3.4計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS）

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)以基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

3.5現(xiàn)場總線技術(shù)（FBT）

現(xiàn)場總線技術(shù)是連接設(shè)臵在現(xiàn)場的儀表與設(shè)臵在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)，就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝臵與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致DCS的變革和新一代圍繞開發(fā)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

3.6交流傳動技術(shù)

交流傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。東北大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院專科畢業(yè)實習(xí)報告

第4章總結(jié)

綜上所述，經(jīng)過20多年的發(fā)展，機電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱門、最重要的技術(shù)發(fā)展方向之一，并影響到幾乎全部的工業(yè)行業(yè)。可以說，從軍事到經(jīng)濟、從生產(chǎn)到生活、從簡單的日用消費品生產(chǎn)到復(fù)雜的社會生產(chǎn)和管理系統(tǒng)，機電一體化技術(shù)幾乎達到無所不在、無孔不入的地步。

致謝

謝謝學(xué)校三年來給予我的教導(dǎo)和莫大的幫助，無論是在學(xué)習(xí)上、還是在工作的過程中都教會了我許多許多。在學(xué)校和老師的悉心指導(dǎo)下，我也慢慢地學(xué)到了很多知識，不管是專業(yè)知識還是其它方面的知識，衷心的感謝學(xué)校感謝老師！

第五篇：機電一體化論文

淺談機電一體化技術(shù)的發(fā)展及其應(yīng)用

摘 要：本文討論了機電一體化技術(shù)的概念以及對于改變整個機械制造業(yè)面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵工業(yè)中的應(yīng)用以及發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞 機電一體化 技術(shù) 應(yīng)用

（一）機電一體化的含義

“機電一體化”在國外被稱為Mechatronics是日本人在20世紀70年代初提出來的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個新詞，意思是機械技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。

這一名稱已得到包括我國在內(nèi)的世界各國的承認，我國的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機電一體化技術(shù)。機電一體化技術(shù)又稱為機械電子技術(shù)，是機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。

一、機電一體化技術(shù)基本概念

機電一體化技術(shù)是在微型計算機為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感測試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標，以智力、動力、結(jié)構(gòu)、運動和感知組成要素為基礎(chǔ)，對各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運動傳遞，物質(zhì)運動，能量變換進行研究，使得整個系統(tǒng)有機結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運動，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價值系統(tǒng)工程技術(shù)。

二、機電一體化技術(shù)五大組成要素與四大原則：

1、五大組成要素：

一個機電一體化系統(tǒng)中一般由結(jié)構(gòu)組成要素、動力組成要素、運動組成要素、感知組成要素、智能組成要素五大組成要素有機結(jié)合而成。（（1）機械本體（結(jié)構(gòu)組成要素）

是系統(tǒng)的所有功能要素的機械支持結(jié)構(gòu)，一般包括有機身、框架、支撐、聯(lián)接等。

（2）動力驅(qū)動部分（動力組成要素）

依據(jù)系統(tǒng)控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以使系統(tǒng)正常運行。

（3）測試傳感部分（感知組成要素）

對系統(tǒng)的運行所需要的本身和外部環(huán)境的各種參數(shù)和狀態(tài)進行檢測，并變成可識別的信號，傳輸給信息處理單元，經(jīng)過分析、處理后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信息。

（4）控制及信息處理部分（職能組成要素）

將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個系統(tǒng)有目的的運行。

（5）執(zhí)行機構(gòu)（運動組成要素）

根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動作和功能。

2、機電一體化四大原則：

構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運動傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。

（1）接口耦合：

兩個需要進行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實現(xiàn)。而兩個信號強弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、信號格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進行交換與傳遞。

（2）能量轉(zhuǎn)換：

兩個需要進行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。

（3）信息控制：

在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到信息控制的目的。對于智能化程度高的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機制以及自學(xué)習(xí)功能等知識驅(qū)動功能。

（4）運動傳遞：

運動傳遞使構(gòu)成機電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的優(yōu)化。

三、自動化技術(shù)：

所謂自動化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實預(yù)期的目標、功能。一個自動化系統(tǒng)通常由多個環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實現(xiàn)自動運行目標。

（二）機電一體化技術(shù)發(fā)展

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關(guān)技術(shù)的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

一、數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。

二、智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進步與發(fā)展，為機電一體化技術(shù)發(fā)展開辟了廣闊天地。

三、模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機一體的動力驅(qū)動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這

些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

四、網(wǎng)絡(luò)化

由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

五、人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

六、微型化

微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。

七、集成化

集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

八、帶源化

是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

九、綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

（三）機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面：

一、智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。

二、分布式控制系統(tǒng)(ＤCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。ＤCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。ＤCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

三、開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。

四、計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。

五、現(xiàn)場總線技術(shù)(ＦBT)

現(xiàn)場總線技術(shù)(Ｆieｄ Bus Technology)是連接設(shè)置在現(xiàn)場的儀表與設(shè)置在控制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù)(如4～20mA，ＤC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導(dǎo)線。現(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致ＤCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(Programmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

六、交流傳動技術(shù)

傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(shù)和微電子技

術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應(yīng)用不斷擴大。

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