论机电一体化技术的发展与应用

发布时间：2022-10-21 12:05:03 浏览数：次

一、机电一体化技术的发展

1.数字化

微控制器的发展奠定了机电产品数字化基础，如不断发展的数控加工机床和机器人，而计算机网络的迅速发展，为数字化的设计与制造铺平了道路。数字化机电一体化产品软件具有高可靠性、易操作性、可维护性及诊断能力以及友好人机界面，数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2.智能化

机电产品要有一定的智能，具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策能力，以求得到更高的控制目标，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或人的部分智能。

3.模块化

由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事情，可利用标准单元迅速开发出新产品，也可以扩大生产规模，制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。

4.网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络将各种电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们可在家里分享各种高技术带来的便利，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是大势所趋。

5.微型化

微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势，国外称其为微电子机械系统(MEMS)。泛指几何尺寸不超过1cm的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，具有不可比拟的优势，如各种微型传感器、各种微型构件等。

6.集成化

集成化是指既包含技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与组合，又包含生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。首先将系统分为若干层次，再通过软、硬件将各层次有机联系起来，使其性能最优，功能最强。

7.带源化

指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而运动的机电一体化产品自带动力源具有独特的好处，带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

8.绿色化

工业的发达一方面给人们的生活带来了巨大变化，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境遭到严重污染。于是人们呼吁保护环境资源，回归自然，实现可持续发展，绿色产品的概念在这种呼声下应运而生。机电一体化产品的绿色化主要是指使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。

二、机电一体化技术的应用

1.在现代机械制造业中的应用

现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继产生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代机械制造技术。

2.在自动机械与自动生产线中的应用

在生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。这些自动机械或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术，如可编程序控制器、变频调速器、人机界面控制装置与光电控制系统等。

3.现场总线技术(FBT)

现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术，能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。

4.交流传动技术

随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来会由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到甚至超过了直流调速水平。目前，大容量电机或中小容量电机都可以使用同步或异步电机实现可逆平滑调速。

5.开放式控制系统（OCS）

“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统可以实现不同厂家产品的兼容、互换和资源共享。

6.分布式控制系统(DCS)

分布式控制系统用一台中央计算机指挥若干台面，向控制的现场测控计算机和智能控制单元，利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。

（作者单位：河南省洛阳市中信重工高级技工学校）

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