淺談機(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)

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(jī)電一體化應(yīng)用技術(shù)

文/方華 、付慧珺 九江錦華建筑工程有限公司 江西九江 332100

機(jī)電一體化是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息作用與控制作用上引進(jìn)微電子技術(shù),并把機(jī)械裝置和電子裝置用有關(guān)軟件有機(jī)的結(jié)合在一起的體系，隨著社會(huì)的發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用也越來越普遍。本文將從機(jī)電一體化技術(shù)的主要作用特點(diǎn)和主要運(yùn)用幾個(gè)方面來分析介紹。

機(jī)電一體化；功能特點(diǎn)；技術(shù)應(yīng)用

1、機(jī)電一體化技術(shù)的主要作用特點(diǎn)

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(yùn)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(jī)電設(shè)備的高性能、多功能化、數(shù)字智能化、網(wǎng)絡(luò)集成化等作用特點(diǎn)。

1.2 構(gòu)造緊湊集約化。讓機(jī)電產(chǎn)品向著輕、薄、細(xì)、巧等方向快速發(fā)展，并結(jié)合規(guī)范化、模塊化集成系統(tǒng)實(shí)施設(shè)計(jì)、制造與運(yùn)用，能夠使機(jī)械構(gòu)造、電控系統(tǒng)間的交互共享性能與兼容性大大提高。微機(jī)電一體化設(shè)備的研發(fā)運(yùn)用，其具備的體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活等優(yōu)勢(shì)，能夠進(jìn)入到常規(guī)機(jī)械設(shè)備不能達(dá)到的空間實(shí)施操作，容易完成精細(xì)化、精益化操控，在生物醫(yī)療、軍事、信息等項(xiàng)目范圍，具備無法比擬的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。

1.3 結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)部的DSP數(shù)據(jù)處理體系，能夠依據(jù)負(fù)荷和設(shè)備實(shí)時(shí)運(yùn)行工況狀態(tài)，依照預(yù)設(shè)流程要求實(shí)施調(diào)整和控制，保證設(shè)備長期工作在最優(yōu)工況，具備顯著的節(jié)能降耗優(yōu)點(diǎn)。

2、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

2.1 數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用

經(jīng)過多年的發(fā)展數(shù)控機(jī)床已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床又稱數(shù)字控制機(jī)床，它是一種裝有程序控制系統(tǒng)，通過數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的機(jī)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(hào)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(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的動(dòng)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來。數(shù)控機(jī)床主要由動(dòng)力源、操作機(jī)構(gòu)、傳感器、電子控制單元、執(zhí)行器等組成。數(shù)控機(jī)床具有很高的柔性，能實(shí)現(xiàn)編程自動(dòng)化，具有更高的可靠性以及強(qiáng)大的通信功能，還可以實(shí)現(xiàn)多種控制的功能。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展給機(jī)械領(lǐng)域的提高起到了促進(jìn)作用。

2.2 煤礦機(jī)械中的應(yīng)用

煤礦機(jī)械范圍是機(jī)電一體化技術(shù)普遍應(yīng)用的范圍之一，在上世紀(jì)中國開始注重機(jī)電一體化在礦井中的作用開始，國家組織人員向外國實(shí)施考察，并引進(jìn)了一批最早的安全監(jiān)控體系，在應(yīng)用的同時(shí)，技術(shù)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(shí)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(dú)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(duì)大的進(jìn)步，基本跟上了先進(jìn)國家的水平，適合中國的國情與需要。礦井提升機(jī)可算是機(jī)電一體化在礦井中應(yīng)用最得意的一項(xiàng)技術(shù)，它完成了全數(shù)字化的提高，對(duì)電氣的安裝進(jìn)行簡化，簡單的硬件配置，零件少，兼容性高，啟動(dòng)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(jī)控制體系特別的方便與安全，例如變頻交流提升機(jī)，這系統(tǒng)能夠應(yīng)用2臺(tái)計(jì)算機(jī)裝置，這2臺(tái)機(jī)器擁有自己單獨(dú)的數(shù)據(jù)處理體系外，它們還能夠同步工作、互相檢驗(yàn)。

2.3 在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

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

2.3.2 交流傳動(dòng)技術(shù)。在鋼鐵工業(yè)中傳動(dòng)技術(shù)起作非常關(guān)鍵的作用。隨著電力電子技術(shù)與微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展特別快速。因?yàn)榻涣鱾鲃?dòng)的優(yōu)越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來由交流傳動(dòng)全面替代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，讓繁雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化獲得完成，交流調(diào)速體系的調(diào)速功能已達(dá)到與超過直流調(diào)速水平。目前不管大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都能夠應(yīng)用同步電機(jī)或異步電機(jī)完成可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)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(kuò)大運(yùn)用。

2.3.3 分布式控制系統(tǒng)(DCS)。分布式控制體系使用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)與智能控制單元。運(yùn)用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程實(shí)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(qiáng)的功能，具備更高的安全性，是目前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的關(guān)鍵潮流。

3、機(jī)電一體化技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展

作為成功結(jié)合機(jī)械技術(shù)和電力電子技術(shù)的機(jī)電一體化學(xué)科來說，隨著科學(xué)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，依靠物質(zhì)、能源與信息占據(jù)人類社會(huì)發(fā)展3大支柱產(chǎn)業(yè)的位置，將會(huì)伴隨著新型機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而漸漸退出歷史的舞臺(tái)。所以，對(duì)陳舊機(jī)電一體化的相關(guān)概念與內(nèi)容一定要做進(jìn)一步的演化與修正。筆者認(rèn)為，所謂傳統(tǒng)意義上的機(jī)電一體化就是人們對(duì)于機(jī)電學(xué)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?，F(xiàn)實(shí)上，現(xiàn)代意義上的機(jī)電一體化是囊括機(jī)、電、液、光和聲在內(nèi)的綜合化項(xiàng)目技術(shù)，其發(fā)展的觸角己不單單到達(dá)了機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)、信息集成處理技術(shù)與控制技術(shù)的前沿，更關(guān)鍵的是他已經(jīng)延伸到了集光電子技術(shù)現(xiàn)代超大規(guī)模信息解決技術(shù)與人際智能化的前沿范圍。所以，現(xiàn)代意義上的機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)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(jī)電一體化的基本目標(biāo)是經(jīng)過對(duì)有關(guān)機(jī)電學(xué)科交叉與技術(shù)的綜合，來達(dá)到加強(qiáng)設(shè)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(jì)效益、應(yīng)用價(jià)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(jié)語：

總而言之，機(jī)電一體化技術(shù)是很多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的一定要求，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，各類產(chǎn)品和裝置完成了機(jī)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(zhǔn)備周期縮短，加速科技成果向商品轉(zhuǎn)化，對(duì)推動(dòng)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)生深刻變革有利。

[1]門偉.淺談機(jī)電一體化[J].民營科技，2012（10）.

[2]李建蓉.以學(xué)生自主能動(dòng)性學(xué)習(xí)為目的的教學(xué)方式探討[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012（11）.

[3]葉海平.ADAMS/Matlab聯(lián)合仿真在機(jī)電一體化的應(yīng)用[J].漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010(01).