机电一体化论文【精品多篇】

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随着科学技术的发展，各个学科技术相互交叉融合，促进了新领域技术的革命与发展。在机械工程中，利用微电子技术以及计算机技术形成机电一体化，大大改善了机械工业领域的技术结构、产品构成以及生产管理方式。因此，在工业产品设计过程中，机械工程机电一体化是由机械、电子、信息技术协同构成

1机电一体化技术

机电一体化技术包括：机械制造技术、信息处理技术、传感器技术、自动控制技术、传动技术等。机电一体化本身是一门新兴的学科，在科学技术的发展过程中，综合了各项先进的新型技术，不断优化组织目标，合理配置，使整个系统具备高质量、多功能、低能耗，达到最优。

在机电一体化的组成中，主要包括机身、框架、各项连接设备等。通过传感部分，对自身以及外部的参数和状态进行传达，将信息变成信号，经过分析处理后，形成控制信息。驱动部分则在控制信息的指挥下，驱动各个机构完成相应的功能。机电一体化的执行部分则是按照控制信息的要求，完成各种动作指令。执行机构一般由机械、电测、电液等组成。机电一体化的控制及信息处理对传感器传来的信息进行集中处理、分析、加工，按照一定的程序进行处理。控制及信息处理部分主要有计算机、可编程控制器、逻辑电路等构成。

通过以上部分组成的机电一体化产品能够具有特殊的机械功能及电子要素，满足各类需求。

2机电一体化产品的优势

机电一体化产品具有控制、信息处理、计算等多方而的功能，从而在生产、生活中运用能够提高产品的功能性、智能性。并且通过机电一体化产品，我们也可以看出，机电一体化产品更加轻、薄、细，更加符合新时期社会经济不断发展后，人们对于物质产品的需求。因此，机电一体化产品能够通过模块化、标准化的方法进行设计与操作。同时，机电一体化产品还能根据实际运用的情I'},'进行负荷调整，控制产品的运行情。

另外，机电一体化产品还具有一些智能化的特征，具备自动监视、诊断的功能，大大提高了机电一体化产品的安全性、可靠性。

3机电一体化技术应用的意义

从机电一体化产品的优势我们可以看出：运用一体化技术有以下几个方而的优势：

(1)产品操控更加智能化。机电一体化技术的运用在机械制作领域有非常重要的意义。因为机电一体化技术以微处理为核心，通过将数据信息操控系统结合在一起就可以大大增强整个系统控制的准确下。在机械生产的过程中，整个工业具有高速化、连续性的特点，如果不采用机电一体化技术就难以对产品线进行智能化的控制，无法配套各个设备的系统控制。

(2J机电一体化技术可以采用分布式控制，实现生产最优化。通过分布式控制能够对现场的计算机一级操作系统实现集中监视、分散操作。因此，随着分布式控制系统的发展以及应用，能够实现对整个生产过程的控制，从而红外线调度生产以及产品统计管理的最优化，提高整个综合系统的生产效率。

(3)多产品兼容，有效实现资源共享。通过开放式的控制系统，可以实现对于信息的互换以及兼容不同种类的产品，实现产品兼容资源共享。通过互联计算机设备，可以实现与控制设备额互连，从而实现控制一体化。

(4)计算机集成化程度高。通过计算机集成制造系统将生产经营管理以及过程控制整合为整体，实现从原料进厂到生产加工的一体化控制。在实现计算机全过程自动化的基础上，实现信息资源的有效共享，实现对生产过程的统一管理，适应现代企业的发展

(5)实现生产交流传动技术，提高产品的欢迎度。在科学技术的不断发展过程中，各项电子、微电子技术快速发展，通过交流传动技术能够更好更快地实现产品的平滑调动。

4机电一体化技术的发展趋势

我们知道，机电一体化是通过结合电子、光学、计算机、控制以及信息多个方而的学科交叉综合而形成的一门综合的应用技术。在机电一体化中，光机电一体化、全系统化智能化、技术产品网络化、微型机电化微型化、自律分配系统化、设计产品绿色化等都是机电一体化技术未来的发展趋势。

(1)数字化。数字化奠定I机电一体化产品的发展基础，通过不断创新微控制器，能够实现操作数控机床以及机器人。通过计算机系统，实现数字化，使得机电一体化产品具备较高的自我诊断的能力，实现远程操作及修复。

(2)模块化。机电一体化技术的发展趋势中，模块化是基础。随着机电一体化产品种类的增加，机电一体化的模块化发展是重要工程。通过配套部件、接口等扩大生产规模，使得产品更加符合国际统一的标准。因此，机电一体化技术的模块化发展有利于实现我国电气产品的一体化、规模化发展。

(3)网络化操作，产品更加便利。通过运用网络技术，计算机等网络技术给机电一体化应用技术带来了新的发展，通过普及运用网络化技术能够通过远程操作与控制，提高产品的网络功能，与中心计算机连接而成的`计算机集成系统，更有利于机电一体化的产品在网络化的社会中具有更多便利的功能。

(4)人性化，机电一体化产品更加灵活机动。机电一体化技术的发展应用中，人性化是其发展的必然方向。随着计算机技术的应用以及各项智能化技术的发展。通过精密的智能化传感技术，己经将机电一体化的技术产品带向了智能化的发展方向。随着人们需求的加大以及对产品服务智能化要求的提高，人性化的智能仪器、机器设备在今后将具有广阔的发展空间。例如，智能化的机器人等，能够为人们提供更加智能化的产品性能。从而，实现产品更好的发展。

(5)微型化机电一体化技术发展的新趋势。新型化技术兴起于20世纪80年代。目前，在机电一体化技术的发展中，微型化的特征己经逐步显现。例如，体积小、耗能低、运动灵巧的机电一体化产品在生物、军事、医疗等方而都具有非常突出的优势。因此，通过提高机电一体化产品的加工技术，使得产品更具优势。例如超精密加工技术、刻光技术、蚀刻技术等等。

5结束语

综上，机电一体化作为一门新兴的学科，综合了各项先进的新型技术，在科学技术的发展过程中通过不断优化组织目标，合理配置，使得产品更具多功能化、多功能化。众所周知，机电一体化技术包括：机械制造技术、信息处理技术、传感器技术、自动控制技术、传动技术等。运用一体化技术，可以使得产品操控更加智能化、采用分布式控制实现生产最优化、有效实现资源共享多产品兼容、集成化程度高、实现生产交流传动技术，提高产品的欢迎度。

因此，通过结合电子、光学、计算机、控制以及信息多个方而的学科而形成机电一体化技术具有良好的发展趋势。从文章的分析中可以看见：机电一体化技术的光机电一体化、全系统化智能化、技术产品网络化、微型机电化微型化、自律分配系统化、设计产品绿色化等发展趋势明显。在未来的发展过程中，机电一体化将运用较 ……此处隐藏8220个字……术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6 微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

1.7 集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

1.8 带源化

是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，因而对于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。

1.9 绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

2 机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

2.1 智能化控制技术(IC)

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢---连铸---轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2 分布式控制系统(DCS)

分布式控制系统采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。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。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。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.3 开放式控制系统(OCS)

开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“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和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

2.4 (CIMS)

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

2.5 现场总线技术(FBT)

现场总线技术(Fied Bus Technology)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(如4～20mA，DC直流传输)就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。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。

2.6 交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。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和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

参考文献

1 杨自厚． 人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J]．冶金自动化，1994（5）

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3 王俊普． 智能控制[M]． 合肥：中国科学技术大学出版社，1996

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