浅析机电一体化技术的应用

曹文乐

1.机电一体化概述

机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。

因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2.机电一体化技术在各个领域的应用

2.1机电一体化在汽车行业的应用。20世纪90年代中期到现在，随着微电子技术的快速发展，在汽车工业中，采用了机电一体化技术并已发展成熟，调强了整体的机电一体化协调匹配的设计思想，开始广泛应用计算机网络技术和信息技术，使汽车更加自动化、智能化。随着微电子技术和传感器技术的应用，汽车的机电一体化使汽车焕然一新。当今对汽车的控制已由发动机扩大到全车，例如实现自动变速换挡、防滑制动、雷达防碰撞、自动调整车高、全自动空调、自动故障诊断及自动驾驶等。汽车机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能、增加汽车的功能，实现汽车降低油耗、减少排气污染、提高汽车行驶的安全性、可靠性、操作方便和舒适性。为了使汽车在行驶过程中以适当的减速度降低车速直行停车，保证行驶的安全性，汽车上均装有行车制动器。起初只在后轮上装有制动器，但随着汽车质量和车速的提高，仅靠后轮制动不足以提高充分的制动力，这样才发展到在前轮上安装制动器。从而有效防止交通事故的发生。

2.2机电一体化在现代机械制造业中的应用。传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。近年来，制造工程领域的新技术相继诞生，如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。

2.3在输煤系统中使用机电一体化技术。机电一体化技术可以实现对输煤系统控制的作用，输煤系统是由煤机、振动筛、皮带机、破碎机等设施组成的两条输煤线。在输煤过程中起着非常大的作用，假如发生故障，就会导致不能发电等情况的发生。所以，输煤系统需要遵循规定的运行规则来进行，即在煤炭供应的时候，各个设备的开启、关闭要按照规定的顺序依次进行，需要对设备进行连锁控制，也就是说输煤系统设施在开启和关闭的过程中，要制定正确的延时时间，这样才可以确保输煤系统安全稳定的运转。同时，输煤系统控制在设计的过程中，除了要满足平时维修、运转、故障处理等方面的需要。还要设计就地自动控制、就地手动控制、就地远程自动控制和自动控制三种类型的控制方法。在使用远程自动控制方法的过程中，可以使用信息传送线路对控制中心下达的指令，全自动的对设备进行开启或关闭。在使用就地自动控制方式时，可以使用就地开停控制器进行指令的输入，对设备进行自动的开启或者关闭。随着时代的进步，输煤系统构建的过程中使用机电一体化技术已经非常的普遍，案例企业在矿机、炉、电、化、燃全部实现DCS及PLC程控操作和工业电视监控，很大程度的提升了机组的工作效率、保障了设备的安全稳定的运行。企业在使用了这些高科技设备后，极大程度的提高了企业的利润，所以，一套先进的程控化输煤系统是非常的重要的。

3.机电一体化技术的优势

3.1安全性高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。

3.2生产能力高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。

3.3使用性能高。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。

总结：随着机电一体化技术的发展，各种产品与装置实现了机电一体化，机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点将越来越受到高度重视，并从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。

参考文献：

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