淺談機電一體化應用技術

文/方華 、付慧珺 九江錦華建筑工程有限公司 江西九江 332100

淺談機電一體化應用技術

文/方華 、付慧珺 九江錦華建筑工程有限公司 江西九江 332100

機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息作用與控制作用上引進微電子技術,并把機械裝置和電子裝置用有關軟件有機的結合在一起的體系，隨著社會的發(fā)展機電一體化技術的運用也越來越普遍。本文將從機電一體化技術的主要作用特點和主要運用幾個方面來分析介紹。

機電一體化；功能特點；技術應用

1、機電一體化技術的主要作用特點

1.1 可以依據(jù)邏輯流程控制要求完成各類作用，并具有記憶、數(shù)據(jù)運算、邏輯控制、歷史數(shù)據(jù)分析、信息作用互相轉(zhuǎn)換等作用。從而完成機電設備的高性能、多功能化、數(shù)字智能化、網(wǎng)絡集成化等作用特點。

1.2 構造緊湊集約化。讓機電產(chǎn)品向著輕、薄、細、巧等方向快速發(fā)展，并結合規(guī)范化、模塊化集成系統(tǒng)實施設計、制造與運用，能夠使機械構造、電控系統(tǒng)間的交互共享性能與兼容性大大提高。微機電一體化設備的研發(fā)運用，其具備的體積小、耗能少、運動靈活等優(yōu)勢，能夠進入到常規(guī)機械設備不能達到的空間實施操作，容易完成精細化、精益化操控，在生物醫(yī)療、軍事、信息等項目范圍，具備無法比擬的強大優(yōu)勢。

1.3 結合系統(tǒng)內(nèi)部的DSP數(shù)據(jù)處理體系，能夠依據(jù)負荷和設備實時運行工況狀態(tài)，依照預設流程要求實施調(diào)整和控制，保證設備長期工作在最優(yōu)工況，具備顯著的節(jié)能降耗優(yōu)點。

2、機電一體化技術的應用

2.1 數(shù)控機床中的應用

經(jīng)過多年的發(fā)展數(shù)控機床已經(jīng)得到了廣泛的應用，數(shù)控機床又稱數(shù)字控制機床，它是一種裝有程序控制系統(tǒng)，通過數(shù)字化信息對機床的運動及加工過程進行控制的機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。數(shù)控機床主要由動力源、操作機構、傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等組成。數(shù)控機床具有很高的柔性，能實現(xiàn)編程自動化，具有更高的可靠性以及強大的通信功能，還可以實現(xiàn)多種控制的功能。數(shù)控機床的發(fā)展給機械領域的提高起到了促進作用。

2.2 煤礦機械中的應用

煤礦機械范圍是機電一體化技術普遍應用的范圍之一，在上世紀中國開始注重機電一體化在礦井中的作用開始，國家組織人員向外國實施考察，并引進了一批最早的安全監(jiān)控體系，在應用的同時，技術人員經(jīng)過不停的探索與發(fā)展，研究出了適合我們現(xiàn)實狀況的安全監(jiān)控體系，通過30多年的改變，現(xiàn)在擁有多家能夠獨立研發(fā)生產(chǎn)安全監(jiān)控體系的公司，并且這些國人自制的安全體系不管在穩(wěn)定性還是可靠性上都具備相對大的進步，基本跟上了先進國家的水平，適合中國的國情與需要。礦井提升機可算是機電一體化在礦井中應用最得意的一項技術，它完成了全數(shù)字化的提高，對電氣的安裝進行簡化，簡單的硬件配置，零件少，兼容性高，啟動快，還可以瞬間提速，軟件的控制也非常方便。中國研發(fā)的提升機控制體系特別的方便與安全，例如變頻交流提升機，這系統(tǒng)能夠應用2臺計算機裝置，這2臺機器擁有自己單獨的數(shù)據(jù)處理體系外，它們還能夠同步工作、互相檢驗。

2.3 在鋼鐵企業(yè)中的應用

2.3.1 現(xiàn)場總線技術(FBT)。所謂現(xiàn)場總線技術就是指現(xiàn)場儀表的連接設置與設置在控制室里的控制設備相互之間的數(shù)字式、多站、雙向的一個通信鏈路。一般相對多使用現(xiàn)場總線的技術來替代現(xiàn)行信號的傳輸技術，這樣可以讓更多的數(shù)字信息在智能化的現(xiàn)場儀表裝置與更高級的有關控制體系互相之間在相同的通信媒體上來實施信息的一個雙向傳送。

2.3.2 交流傳動技術。在鋼鐵工業(yè)中傳動技術起作非常關鍵的作用。隨著電力電子技術與微電子技術的發(fā)展，交流調(diào)速技術的發(fā)展特別快速。因為交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面替代直流傳動，數(shù)字技術的發(fā)展，讓繁雜的矢量控制技術實用化獲得完成，交流調(diào)速體系的調(diào)速功能已達到與超過直流調(diào)速水平。目前不管大容量電機或中小容量電機都能夠應用同步電機或異步電機完成可逆平滑調(diào)速。交流傳動體系在軋鋼生產(chǎn)中一產(chǎn)生就受到用戶的歡迎，持續(xù)擴大運用。

2.3.3 分布式控制系統(tǒng)(DCS)。分布式控制體系使用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機與智能控制單元。運用計算機對生產(chǎn)過程實施集中監(jiān)視、操作、管理與分散控制。分布式控制體系和集中型控制系統(tǒng)比較，其更強的功能，具備更高的安全性，是目前大型機電一體化系統(tǒng)的關鍵潮流。

3、機電一體化技術的創(chuàng)新與發(fā)展

作為成功結合機械技術和電力電子技術的機電一體化學科來說，隨著科學技術的持續(xù)發(fā)展，依靠物質(zhì)、能源與信息占據(jù)人類社會發(fā)展3大支柱產(chǎn)業(yè)的位置，將會伴隨著新型機電一體化技術的發(fā)展而漸漸退出歷史的舞臺。所以，對陳舊機電一體化的相關概念與內(nèi)容一定要做進一步的演化與修正。筆者認為，所謂傳統(tǒng)意義上的機電一體化就是人們對于機電學科的交叉發(fā)展、相互滲透和相互綜合的片面了解與通俗描述。現(xiàn)實上，現(xiàn)代意義上的機電一體化是囊括機、電、液、光和聲在內(nèi)的綜合化項目技術，其發(fā)展的觸角己不單單到達了機械技術、計算機技術、電力電子技術、信息集成處理技術與控制技術的前沿，更關鍵的是他已經(jīng)延伸到了集光電子技術現(xiàn)代超大規(guī)模信息解決技術與人際智能化的前沿范圍。所以，現(xiàn)代意義上的機電一體化技術是一個包含物質(zhì)流、能源流與信息流的交叉性、綜合性的體系工程。機電一體化的基本目標是經(jīng)過對有關機電學科交叉與技術的綜合，來達到加強設備或產(chǎn)品的作用、輕便、性能良好、低成本、智能化、規(guī)范化、系列化的目的，最后完成經(jīng)濟效益、應用價值的全面提高，使廣大人民的需求得到滿足，使人民的生活水平得到改善。

結語：

總而言之，機電一體化技術是很多科學技術發(fā)展的結晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的一定要求，隨著機電一體化技術的發(fā)展，各類產(chǎn)品和裝置完成了機電一體化，有利完成整體優(yōu)化，提升產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率，使開發(fā)新產(chǎn)品的生產(chǎn)準備周期縮短，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，對推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革有利。

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