機電一體化技術和應用研究及其發展趨勢

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1 機電一體化技術發展
  機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、資訊處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴於相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智慧化等。
  1.1 數字化。微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷髮展的數控機床和機器人;而計算機網路的迅速崛起,為數字化設計與製造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機整合製造等。數字化要求機電一體化產品的軟體具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機介面。數字化的實現將便於遠端操作、診斷和修復。
  1.2 智慧化。即要求機電產品有一定的智慧,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC 數控機床上增加人機對話功能,設定智慧I/O 介面和智慧工藝資料庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網路、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智慧技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開闢了廣闊天地。
  2 機電一體化技術在鋼鐵企業中應用
  在鋼鐵企業中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、資料通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,採用組裝合併方式,為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用於智慧化控制技術(IC)和交流傳動技術。
  2.1 智慧化控制技術(IC)。由於鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的`特點,傳統的控制技術遇到了難以克服的困難,因此非常有必要採用智慧控制技術。智慧控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網路等,智慧控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、裝置與產品質量診斷等各個方面,如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、鍊鋼———連鑄———軋鋼綜合排程系統、冷連軋等。
  2.2 交流傳動技術。傳動技術在鋼鐵工業中起著至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。由於交流傳動的優越性,電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數字技術的發展,使複雜的向量控制技術實用化得以實現,交流調速系統的調速效能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或非同步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到使用者的歡迎,應用不斷擴大。
  未來機電一體化的主要發展方向有:1)智慧化:是21 世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向,是在控制理論的基礎上,吸收人工智慧、運籌學、電腦科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法,模擬人類智慧,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。2)網路化:20 世紀90 年代,計算機技術等的突出成就是網路技術。機電一體化新產品一旦研製出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。因此,機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
  結束語:當然,機電一體化的發展不是孤立的,與機電一體化相關的技術還有很多,並隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

機電一體化技術和應用研究及其發展趨勢