馬卓

【摘 ?要】伴隨著我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)與經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，社會(huì)中的各個(gè)行業(yè)都應(yīng)用了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。機(jī)械生產(chǎn)制造行業(yè)的進(jìn)步，促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展以及在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用。本文主要分析了機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征與發(fā)展方向，并總結(jié)了機(jī)電體化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用，僅供參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;發(fā)展;鋼鐵行業(yè)

機(jī)電一體化技術(shù)是結(jié)合了機(jī)械、電子、信息科學(xué)三者形成的機(jī)械微電子復(fù)合技術(shù)，主要用于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造過(guò)程中。集成了機(jī)械工程、電子與智能計(jì)算機(jī)技術(shù)。使用機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)發(fā)工業(yè)產(chǎn)品，已經(jīng)成為了當(dāng)今期的機(jī)械制造領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。

一、機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征

機(jī)電一體化是在空間與功能上，將傳統(tǒng)機(jī)械、微電子計(jì)算機(jī)與信息科學(xué)技術(shù)進(jìn)行有機(jī)地結(jié)合，構(gòu)成一個(gè)相互協(xié)調(diào)共同參與的整體，從而改善現(xiàn)有的機(jī)械機(jī)能，并為其賦予全新的功能[1]。伴隨著我國(guó)機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為了發(fā)展機(jī)械產(chǎn)業(yè)的必由之路。

當(dāng)前還有非常多的機(jī)械設(shè)備沒(méi)有配備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)，因此將機(jī)械、液壓與電子器件結(jié)合為一體，所形成的產(chǎn)物就是機(jī)電液一體化系統(tǒng)，這也是機(jī)電一體化技術(shù)在進(jìn)一步的探索與發(fā)展中所形成的產(chǎn)物。

二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)

（一）機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體是構(gòu)成機(jī)電一體化體系的重要因素，也是支持與維持系統(tǒng)中各項(xiàng)功能正常運(yùn)作的重要結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的進(jìn)步與發(fā)展，就要改善機(jī)械本體的性能，減輕機(jī)械本體質(zhì)量并提高精準(zhǔn)度[2]。減輕機(jī)械本體的質(zhì)量，能夠?qū)崿F(xiàn)小型化的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，從而更快的響應(yīng)控制，減少能耗，提高生產(chǎn)效率。

（二）傳感器與檢測(cè)技術(shù)

傳感器的主要作用是接收并轉(zhuǎn)換外界形成的各種信號(hào)，使其成為電信號(hào)，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與自動(dòng)檢測(cè)的重要技術(shù)環(huán)節(jié)。傳感器如果無(wú)法對(duì)原始數(shù)據(jù)展開(kāi)精準(zhǔn)可靠的檢測(cè)，那么就無(wú)法實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理、信號(hào)轉(zhuǎn)換或是數(shù)據(jù)的控制與顯示。在機(jī)電一體化技術(shù)中傳感器面臨的問(wèn)題主要集中在精準(zhǔn)度、靈敏度與可靠性方面，現(xiàn)階段傳感器的檢測(cè)技術(shù)正在朝著智能化的方向發(fā)展。

（三）自動(dòng)控制與信息處理技術(shù)

自動(dòng)控制與信息處理技術(shù)也是構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的重要組成部分。信息處理技術(shù)能夠集中分析、儲(chǔ)存、處理來(lái)自傳感器或者直接輸入的信息或指令，按照規(guī)定程序進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算與處理，發(fā)出指令來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制，使系統(tǒng)能夠正常地運(yùn)行[3]。自動(dòng)控制技術(shù)主要包括速度控制、自適應(yīng)控制、高精度定位控制與診斷、校正、檢索等技術(shù)。

信息處理技術(shù)主要包含信息的輸入、儲(chǔ)存、交換與運(yùn)算等技術(shù)。當(dāng)前信息處理技術(shù)主要面臨的問(wèn)題是如何提升數(shù)據(jù)的處理速度，提升數(shù)據(jù)處理中的抗干擾性、可靠性與標(biāo)準(zhǔn)性。

三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

（一）智能化

機(jī)電一體化技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)主要的區(qū)別體現(xiàn)在機(jī)電一體化技術(shù)的智能化上，智能化也是機(jī)電一體化發(fā)展的重要方向。智能化是在理論控制的基礎(chǔ)上結(jié)合人工智能計(jì)算機(jī)、科學(xué)、心理學(xué)、運(yùn)籌學(xué)等技術(shù)與思想來(lái)模擬人類的一種技術(shù)手段。智能化技術(shù)具有邏輯思維、推斷思維與自主決策能力，以實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)更加可靠的控制目標(biāo)。智能化技術(shù)研究的本質(zhì)目標(biāo)是使機(jī)器能夠站在人類的角度思考問(wèn)題并進(jìn)行學(xué)習(xí)與推理。當(dāng)前在這機(jī)電一體化建設(shè)中智能化技術(shù)得到了充分的重視，數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人就是人工智能在機(jī)電體化中的應(yīng)用體現(xiàn)。

（二）網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀(jì)末得到了迅猛的發(fā)展，同時(shí)也給世界帶來(lái)了重大的變化，并對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所出現(xiàn)的遠(yuǎn)程監(jiān)視與控制技術(shù)如雨后春筍般地出現(xiàn)，通過(guò)以太網(wǎng)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)[4]，能夠形成現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)建設(shè)以及機(jī)械生產(chǎn)的各個(gè)方面?，F(xiàn)如今機(jī)電一體化設(shè)備都配備了以太網(wǎng)接口，能夠直接的連入內(nèi)部局域網(wǎng)中，實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的全程監(jiān)控。

（三）模塊化

機(jī)電一體化的產(chǎn)品能夠分為機(jī)械、電子與軟件三方面，模塊化技術(shù)共存于這三者之間。模塊化技術(shù)能夠降低產(chǎn)品的生長(zhǎng)周期，減少產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)成本，也能夠提升零件在不同產(chǎn)品之間的通用度，強(qiáng)化產(chǎn)品的可擴(kuò)展性、可裝備性與可維修行。

四、機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

（一）智能化控制系統(tǒng)

鋼鐵行業(yè)在制造與生產(chǎn)中具有大型化、連續(xù)化與高速化的特點(diǎn)，在鋼鐵行業(yè)中使用傳統(tǒng)的控制方式，已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)階段技術(shù)與市場(chǎng)上的需求，因此需要應(yīng)用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包含了專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與模糊控制等技術(shù)，能夠用于鋼鐵行業(yè)中的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)、產(chǎn)品控制與質(zhì)量診斷等方面。例如高爐控制系統(tǒng)，煉鋼-連鑄-軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)等。

（二）分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)是將一臺(tái)計(jì)算機(jī)作為中央指揮計(jì)算機(jī)，控制若干現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控計(jì)算機(jī)與智能控制單元。在生產(chǎn)過(guò)程中通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)集中地進(jìn)行管理、監(jiān)視操作與分散控制，以實(shí)現(xiàn)鋼鐵行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的全程監(jiān)控。并且實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)度、在線優(yōu)化以及生產(chǎn)計(jì)劃的統(tǒng)計(jì)管理。分布式控制系統(tǒng)的控制功能具有多樣化、便捷性的特點(diǎn)，能夠?qū)ο到y(tǒng)的功能進(jìn)行拓展，并且便于維護(hù)，具有較高的可靠性與穩(wěn)定性。分布式控制系統(tǒng)與集中控制系統(tǒng)相比，具有更多的功能，更加穩(wěn)定的性能，是鋼鐵行業(yè)中大型機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要發(fā)展方向。

（三）計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)

鋼鐵行業(yè)中的計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)管理人員與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理生產(chǎn)過(guò)程控制的一體化。從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工，再到產(chǎn)品發(fā)貨的全流程進(jìn)行一體化控制[5]。當(dāng)前大型的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了全程自動(dòng)化管理，但是計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)會(huì)造成自動(dòng)化孤島的情況，缺乏資源信息的共享與生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，在現(xiàn)代化的鋼鐵生產(chǎn)中無(wú)法滿足生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)需求。所以計(jì)算機(jī)集成控制系統(tǒng)在鋼鐵行業(yè)中的發(fā)展趨勢(shì)，是將全部的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理與過(guò)程控制進(jìn)行集合。

結(jié)束語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)能夠促進(jìn)我國(guó)鋼鐵行業(yè)的進(jìn)步與改革，探索機(jī)電一體化技術(shù)，不僅能夠提升機(jī)械地性能，也能夠促進(jìn)機(jī)械建設(shè)的創(chuàng)新發(fā)展，為我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)支持與保障，進(jìn)而帶動(dòng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的整體進(jìn)步與發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：青海朗第特種設(shè)備檢驗(yàn)有限公司）