作為一門將機(jī)械和微電子技術(shù)緊密結(jié)合的技術(shù)——機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用取得了較好的效果。不論是從機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢還是從機(jī)電一體化的應(yīng)用前景來看，加大該項(xiàng)技術(shù)的創(chuàng)新以及其與機(jī)械工程的聯(lián)合對各機(jī)械企業(yè)的發(fā)展有著積極的意義。本文將以機(jī)電一體化為中心，簡要分析其在機(jī)械工程中的應(yīng)用。
    機(jī)械工程的發(fā)展目前已經(jīng)朝著機(jī)電一體化的方向穩(wěn)步前進(jìn)。信息處理、機(jī)械控制、電子、軟件等都被有機(jī)的結(jié)合，新產(chǎn)品和新應(yīng)用領(lǐng)域不斷地被開拓，機(jī)械行業(yè)的發(fā)展不僅有微電子技術(shù)的支持，同時(shí)也有自動(dòng)化生產(chǎn)和制造的協(xié)助。在新工業(yè)時(shí)代的今天，機(jī)電一體化已經(jīng)成為推動(dòng)機(jī)械工程快步前進(jìn)的主要助推力。產(chǎn)品生產(chǎn)的周期被壓縮，產(chǎn)品的性能得到進(jìn)一步提升，企業(yè)的競爭力不斷加大，市場競爭形式邁入了技術(shù)性的大門。
    機(jī)電一體化概述
    機(jī)電一體化是指將機(jī)械技術(shù)與電子化設(shè)計(jì)和軟件功能有機(jī)結(jié)合的系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅能夠進(jìn)行功能目標(biāo)的預(yù)定，還能夠在該預(yù)定目標(biāo)的引導(dǎo)下，通過將機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、測控技術(shù)、信息技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)、編程技術(shù)、微電子技術(shù)等開展綜合性運(yùn)用，以確保功能單元分區(qū)的合理和布局的科學(xué)性，并實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)用的高質(zhì)量和低耗能的目標(biāo)。
與傳統(tǒng)機(jī)械相比，機(jī)電一體化有著以下特點(diǎn)：
    第一，其自動(dòng)化技術(shù)使該系統(tǒng)的應(yīng)用界面和操作流程趨于簡單化，操作人員并不需要有較為豐富的技術(shù)知識的支撐。機(jī)電一體化與之前的應(yīng)用技術(shù)不同，由于自動(dòng)化技術(shù)的參與，其系統(tǒng)之間的融合度和契合度更高，基于整體自動(dòng)化的需求，應(yīng)用界面的構(gòu)建更加簡單，操作人員僅需要具備基礎(chǔ)的操作技能即可開始操作。
    第二，機(jī)電一體化技術(shù)是多種技術(shù)的綜合，因此具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性，其在應(yīng)用過程中能夠保證各項(xiàng)技術(shù)的協(xié)調(diào)。在綜合了測控技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化的應(yīng)用水平有了較大程度的提升，一方面，信息傳播速度得到加快，信息的準(zhǔn)確率和雙向傳播得以實(shí)現(xiàn)，另一方面，資源的共享和標(biāo)準(zhǔn)化的制定使不同廠家之間能夠更快的開展產(chǎn)品生產(chǎn)和交易，各項(xiàng)工作的開展更加便捷。
    第三，機(jī)電一體化中廣泛應(yīng)用到新技術(shù)，并且各項(xiàng)技術(shù)在其中并不是簡單地綜合，而是有機(jī)的組合，能夠?qū)崿F(xiàn)整體功能的最大化。在有機(jī)整合的技術(shù)支撐下，機(jī)電一體化作用于機(jī)械行業(yè)生產(chǎn)的全過程，不論是對生產(chǎn)現(xiàn)場的控制、環(huán)節(jié)的監(jiān)督、方案的實(shí)施，還是對后期信息的處理，該系統(tǒng)都能夠確保其數(shù)據(jù)的科學(xué)性和整體性。
    第四，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用范圍較廣，是滲透到機(jī)械系統(tǒng)和機(jī)械產(chǎn)品的具有普遍性的應(yīng)用技術(shù)。從該系統(tǒng)構(gòu)建的基礎(chǔ)來看，產(chǎn)生于機(jī)械生產(chǎn)過程中的機(jī)械理論的應(yīng)用加大了其的適應(yīng)性，因此，該系統(tǒng)不僅能夠廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)性的器械生產(chǎn)，也能應(yīng)用到熱電廠的輸煤系統(tǒng)內(nèi)。
    機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢研究
    機(jī)電一體化在機(jī)械行業(yè)內(nèi)的發(fā)展必將是一條特色發(fā)展之路。第一，個(gè)性化發(fā)展是目前市場的新發(fā)展和客戶需求的拓展，機(jī)電一體化技術(shù)必將與這一趨勢充分融合，創(chuàng)造出個(gè)性化的機(jī)械產(chǎn)品。
    第二，以市場為導(dǎo)向的產(chǎn)品生產(chǎn)必將以模塊化為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。熱電廠中機(jī)電一體化的應(yīng)用主要體現(xiàn)在不同廠家之間的信息共享和標(biāo)準(zhǔn)化制定，在標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品推出后，市場中的惡性價(jià)格競爭和不規(guī)范現(xiàn)象能夠得到較好的緩解，同時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化制定為熱電廠和客戶之間的零距離溝通打下了基礎(chǔ)，減少后期產(chǎn)品的大規(guī)模囤積。
    第三，納米技術(shù)等的發(fā)展為機(jī)電一體化提供了新的發(fā)展思路，機(jī)械產(chǎn)品的微型化成為可能。從目前科學(xué)技術(shù)發(fā)展的趨勢來看，不論是熱電廠的產(chǎn)品生產(chǎn)還是機(jī)械行業(yè)內(nèi)部的設(shè)備生產(chǎn)，其微型化趨勢已經(jīng)逐漸明朗，大型器械與微型器械兩者的結(jié)合能夠有效提高我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和國家的軟實(shí)力。

   第四，受到環(huán)境保護(hù)政策的影響，機(jī)電一體化技術(shù)的綠色產(chǎn)品生產(chǎn)將是未來市場的主流。熱電廠生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題一直都是國家治理的重點(diǎn)，在環(huán)保政策的推動(dòng)下，機(jī)電一體化的應(yīng)用必將推動(dòng)燃煤的充分利用和清潔無污染生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。
    第五，隨著全球性互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建，機(jī)電一體化所生產(chǎn)的的產(chǎn)品其市場范圍由地區(qū)性走上了國際化道路。機(jī)電一體化的應(yīng)用縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)的周期，并且在對全過程的監(jiān)控中，產(chǎn)品的質(zhì)量得到了有利的保障，同時(shí)，該系統(tǒng)的整體性和功能最優(yōu)化為企業(yè)參與大范圍的世界市場競爭打下了基礎(chǔ)。
    機(jī)電一體化在機(jī)械工程中的應(yīng)用
    以熱電廠的發(fā)展為例，機(jī)電一體化的應(yīng)用有著較大的代表性。我國熱電廠大多采用的是燃煤發(fā)熱，因此，該項(xiàng)技術(shù)以輸煤系數(shù)為主，創(chuàng)建了以微處理機(jī)為核心的、以微機(jī)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置等技術(shù)為基礎(chǔ)的控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有較精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)控制功能和較可靠的質(zhì)量控制能力。其具體應(yīng)用如下：
    第一，摒棄了傳統(tǒng)技術(shù)缺點(diǎn)的機(jī)電一體化技術(shù)有著智能化的控制技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)主要針對輸煤系統(tǒng)內(nèi)部的產(chǎn)品和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，通過專家系統(tǒng)和模糊控制，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為傳輸通道，實(shí)現(xiàn)了對輸煤數(shù)據(jù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)控制和質(zhì)量診斷等功能的綜合，具體表現(xiàn)為輸煤的皮帶機(jī)、煤塊破碎機(jī)、卸料犁煤器等機(jī)械。
    第二，分布式控制系統(tǒng)在熱電廠中的應(yīng)用主要以中央計(jì)算機(jī)和現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)、智能控制單元為主實(shí)現(xiàn)對熱電廠燃煤現(xiàn)場的控制。這種三級或多級的管理模式不僅能夠?yàn)檩斆含F(xiàn)場的操作管理等工作提供現(xiàn)場監(jiān)控，還能夠確保輸煤的準(zhǔn)確，降低生產(chǎn)成本。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測控技術(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，以往的專用于現(xiàn)場監(jiān)控的技術(shù)也逐漸轉(zhuǎn)移到在線優(yōu)化和實(shí)時(shí)調(diào)度，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)全過程的監(jiān)管。從該項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢來看，分布式控制技術(shù)為避免故障導(dǎo)致的系統(tǒng)不可用，設(shè)置了手動(dòng)控制區(qū)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)功能的穩(wěn)定。和以往的集中式控制相比，連鎖保護(hù)的方式為系統(tǒng)可靠性的提高提供了推動(dòng)力。
    第三，以開放式控制系統(tǒng)為基礎(chǔ)應(yīng)用的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了各企業(yè)和廠家之間的信息共享。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品買賣中，產(chǎn)品信息和各項(xiàng)數(shù)據(jù)資料都需要由專業(yè)人員進(jìn)行傳輸和信息交流，其中消耗的時(shí)間較長，也容易導(dǎo)致市場動(dòng)態(tài)把控的不及時(shí)。在開放式控制系統(tǒng)的作用下，各廠家的產(chǎn)品生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)有了統(tǒng)一的規(guī)定和標(biāo)準(zhǔn)化杠桿，而設(shè)備互聯(lián)和測控一體化讓廠家之間兼容和互換成為可能。
    熱電廠中的燃煤購買、產(chǎn)品供應(yīng)等都需要依據(jù)需求方的需求量的不同做相應(yīng)的更改，在開放式控制系統(tǒng)的支持下，熱電廠能夠及時(shí)地將客戶信息和需求量的變化總結(jié)到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，并及時(shí)地開展方案調(diào)整，而不同廠家之間的信息共享使熱電廠的生產(chǎn)逐漸趨于科學(xué)化和標(biāo)準(zhǔn)化，提高了其整體的經(jīng)營效益，減少不必要的成本消耗。
    第四，作用于產(chǎn)品生產(chǎn)到加工全過程的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)能夠有效提高熱電廠從原料進(jìn)廠到產(chǎn)品銷售的一體化管理。從目前國內(nèi)的熱電廠發(fā)展來看，過程控制的一體化已經(jīng)得到全面實(shí)現(xiàn)，但其與市場間的聯(lián)系還有待加強(qiáng)，信息資源的共享較為落后，嚴(yán)重影響到熱電廠的發(fā)展。結(jié)合未來熱電廠的發(fā)展趨勢來看，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)需要將經(jīng)營、生產(chǎn)這些環(huán)節(jié)進(jìn)行全面的優(yōu)化，提高企業(yè)的經(jīng)營效益。
    該集成系統(tǒng)的應(yīng)用不僅能夠?yàn)闊犭姀S的產(chǎn)品生產(chǎn)、燃煤輸送、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等系列環(huán)節(jié)提供完整的過程管理，同時(shí)其不斷更新的計(jì)算機(jī)技術(shù)為系統(tǒng)的升級和更新提供了良好的技術(shù)保障。
    第五，以實(shí)現(xiàn)信息的雙向傳輸?shù)默F(xiàn)場總線技術(shù)在熱電廠中有著較大的優(yōu)勢。這種連接生產(chǎn)現(xiàn)場儀表和控制室設(shè)備的通信線路不僅能夠?qū)崿F(xiàn)傳輸信息量的最大化，同時(shí)其雙向傳播技術(shù)確保了現(xiàn)場控制和命令下達(dá)的及時(shí)。
    熱電廠的信息溝通需要做到及時(shí)和有效，傳統(tǒng)的信息傳播模式存在著較大的延時(shí)性，信息回饋的不及時(shí)往往導(dǎo)致決策與市場動(dòng)態(tài)的不一致，進(jìn)而導(dǎo)致企業(yè)生產(chǎn)成本的擴(kuò)大，在雙向傳播技術(shù)的支持下，熱電廠的生產(chǎn)方案和產(chǎn)品經(jīng)營、資金管理等都能夠進(jìn)入科學(xué)化管理鏈中，提高了其經(jīng)營效益。
    第六，逐步取代直流傳動(dòng)技術(shù)的交流傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用加強(qiáng)了生產(chǎn)的矢量控制，其調(diào)速性能不僅能夠滿足不同容量電機(jī)間的調(diào)速轉(zhuǎn)化，同時(shí)其可逆的調(diào)速方式提高了該系統(tǒng)的便捷性。
    便捷性的系統(tǒng)應(yīng)用對于縮短生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量有著較大的作用，交流傳動(dòng)既保留了直流傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了調(diào)速轉(zhuǎn)換的可逆，是推進(jìn)熱電廠生產(chǎn)的技術(shù)之一。
    無論是從熱電廠發(fā)展的總體趨勢還是依據(jù)機(jī)電一體化發(fā)展的前景來看，該系統(tǒng)的構(gòu)建和發(fā)展已經(jīng)走上了科學(xué)化的道路，應(yīng)用的廣泛性和具體化是技術(shù)革命的內(nèi)在要求。

    機(jī)電一體化的發(fā)展逐漸成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展和機(jī)械行業(yè)穩(wěn)步前進(jìn)的主要推動(dòng)力，基于先進(jìn)科學(xué)技術(shù)和機(jī)械理論的系統(tǒng)應(yīng)用——機(jī)電一體化是目前世界發(fā)展的主要趨勢，但在推動(dòng)該項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展時(shí)，企業(yè)也需要結(jié)合市場需求調(diào)整相關(guān)工作，確保與市場動(dòng)態(tài)的一致性。

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文章名稱：《機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用》

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