漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院?？疲I(yè)余）畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 淺談機(jī)電一體化專業(yè) 機(jī)電一體化年級(jí) 09級(jí)機(jī)電指導(dǎo)教師 曾素珍學(xué)號(hào)2011年7月14日200906012學(xué)生姓名 范鑫題目（淺談機(jī)電一體化）摘要學(xué)生：范鑫指導(dǎo)老師：曾素珍機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，本文簡(jiǎn)述了機(jī)電一體化技術(shù)的基本概要和發(fā)展背景。綜述了國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀，分析了機(jī)電一體化 技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。作為機(jī)電系的一名學(xué)生，將來(lái)工作學(xué)習(xí)都會(huì)以機(jī)電為主，所以 必須掌握好各種機(jī)電的專業(yè)知識(shí)。我會(huì)本著認(rèn)真的態(tài)度對(duì)待專業(yè)課的學(xué)習(xí)，提高 自己的專業(yè)素養(yǎng).接下來(lái)我將介紹一下我對(duì)電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)。關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；技術(shù)；使用目錄摘要目錄引言第一章機(jī)電一體化概要第二章機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展1數(shù)字化2智能化3模塊化4網(wǎng)絡(luò)化5人性化6微型化7集成化8帶源化9綠色化第三章機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中使用1智能化控制技術(shù)(IC)2分布式控制系統(tǒng)(DCS)3開(kāi)放式控制系統(tǒng)(OCS)4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)5現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(F BT)6交流傳動(dòng)技術(shù)第四章 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中使用 結(jié)束語(yǔ)致謝參考文獻(xiàn)引言現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動(dòng)了不同學(xué)科的交叉和滲透，導(dǎo)致了工 程領(lǐng)域的技術(shù)革命和改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅 速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī) 電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn) 品機(jī)構(gòu)、功能和構(gòu)成、生產(chǎn)方 式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由 “機(jī)械電氣化”邁入了 “機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。1 .機(jī)電一體化慨要機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能 信息處理功能和控制功能 上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置和電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總 稱。機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門(mén)有著自身體系的新型學(xué)科，隨著科學(xué)技 術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從 系統(tǒng)的觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù) 自動(dòng)控制技術(shù) 計(jì)算機(jī)技 術(shù)、信息技術(shù) 傳感測(cè)控技術(shù) 電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及 軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，合理配置和布 局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性 低能耗的意義上實(shí)現(xiàn)特定功能 價(jià)值，并使整個(gè)系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為 一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，“機(jī)電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電 一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī) 械技術(shù)、 微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡(jiǎn)單組合、拼湊。這是機(jī)電一 體化和機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有 純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原 有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)處理信息 自動(dòng)顯示記 錄 自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制自動(dòng)診斷和保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手和肢體 的延伸，還是人的感官和頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化和機(jī)械 電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別2 .機(jī)電一體化發(fā)展“機(jī)電一體化”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作 商業(yè)注 冊(cè)時(shí)最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及70年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械和電子的 結(jié)合。國(guó)內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”和“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來(lái)“機(jī) 電一體化”更流行使用。80年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級(jí)的機(jī)電一體 化產(chǎn)品所采用，典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車(chē)的電子 控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后，使機(jī)械一電子系統(tǒng)在 高度控制、排氣控制 振動(dòng)控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛使用。信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫(kù)，連洗衣機(jī)和其他消費(fèi)品 也用上了數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。這樣，對(duì)機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、成型 和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電 一體化，產(chǎn)生了 “光機(jī)電一體化”的新領(lǐng)域。進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控 和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展，和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化 微型化方法的結(jié)合，開(kāi)創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支“微機(jī)電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一 個(gè) 組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn) 步進(jìn)入 了 21世紀(jì)。機(jī)電一體化是機(jī)械 微電子 控制 計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科 的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，其主要發(fā)展方向有 數(shù)字化 智能化 模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化 微型化、集成化、 帶源化和綠色 化2.1 數(shù)字化微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床 和機(jī)器人；而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)和制造鋪平了道路，如虛 擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠 性、易操作性 可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于 遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。2.2智能化智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人和數(shù)控機(jī)床的智能化 就是重要使用。這里所說(shuō)的“智能化”是對(duì)機(jī)器行為的描述，是在控制理論的 基礎(chǔ)上，吸收人工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混 沌動(dòng)力學(xué)等新思想 新方法，模擬人類(lèi)智能，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(biāo)。誠(chéng)然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有和人完 全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能 高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級(jí)智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。2.3 模塊化模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁 多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一 體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速 智能調(diào)速、 電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺(jué) 圖像處理 識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單 元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)出 新產(chǎn)品，同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的 匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國(guó)際或國(guó)內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)，但可以 通過(guò)組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來(lái)的好處 可以肯定，無(wú)論是對(duì)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對(duì)生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn) 品的企業(yè)，規(guī)模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。1.4 網(wǎng)絡(luò)化20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起 和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn) 政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來(lái) 了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球 化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái)，只要其功能獨(dú)到，質(zhì)量可靠，很快就會(huì) 暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾， 而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家 用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì)，利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計(jì)算 機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system,CIAS）,使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利和快樂(lè)。因此，機(jī)電一體化產(chǎn) 品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。1.5 人性化機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品 賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能 外，還要求在色彩、造型等方面和環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來(lái)說(shuō)還是一 種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。1.6 微型化微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng) （Micro Electronic Mechanical Systems,簡(jiǎn)稱 MEMS）是指可批 量制作的，集微 型機(jī)構(gòu) 微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和 電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用 微探針，1988年美國(guó)力口州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái)，國(guó)內(nèi) 外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出各種 MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計(jì)、 微觸覺(jué)傳感 器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱 微探針、微連桿 微齒輪、微軸承 微泵、微 彈簧以及微機(jī)器人等）。1.7 集成化集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透 相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu) 的優(yōu)化和復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)處理加工 裝配、檢測(cè) 管理等多種 工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化和高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的 柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又 安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過(guò)軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使其性能最優(yōu) 功能最強(qiáng)。1.8 帶源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大 容量電池。由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。1.9 綠色化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也 帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸自然， 實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗 低污染 舒適 協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求，機(jī)電一體 化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品 可分解和再生利用。3 .典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)3.1 數(shù)控機(jī)床目前我國(guó)是全世界機(jī)床擁有量最多的國(guó)家（近320萬(wàn)臺(tái)），但數(shù) 控機(jī)床只 占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國(guó)家數(shù)控機(jī)床占10%）。近些年來(lái)數(shù)控機(jī) 床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。（1）高速化由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車(chē)床主軸轉(zhuǎn)速有3000-4000r/min提高到8000-10000r/min ；銃床和加工中 心主軸轉(zhuǎn) 速由4000-8000r/min提高到1200040000r/min以上；快 速移動(dòng)速度由過(guò)去的 的20m/min 提高到 48m/min , 60m/mni , 80m/min, 120m/min；在提 高速度的同時(shí)要求提高運(yùn)動(dòng)部件起動(dòng)的加速度，由過(guò)去一般機(jī)床的0.5G （重力 加速度）提高到1.5G2G,最高可達(dá)15G；直線電機(jī)在機(jī)床上開(kāi)始使用，主軸上 大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。(2)高精度化數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.010.02mm提高到0.008左右;亞微米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右;納米級(jí)機(jī)床達(dá)到0.005O.Olum；最小分辨率為1nm (0.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問(wèn) 世。數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高，納米級(jí)插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動(dòng)出的圓弧都可 以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動(dòng)拐 角處理等。(3)復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)如5軸5面體復(fù)合加工機(jī)床，5軸5聯(lián)動(dòng)加工各類(lèi)異形零件。同時(shí)派生 出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)，包括6軸虛擬軸機(jī)床，串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等，采用特殊 機(jī)械結(jié)構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式，特殊編程要求。(4)使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高 壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑，在轉(zhuǎn)深孔時(shí)大大提高效率。加工剛件 切削速度能達(dá)1000m/min,加工鋁件能達(dá)5000m/mino(5)數(shù)控機(jī)床的開(kāi)放性和聯(lián)網(wǎng)管理數(shù)控機(jī)床的開(kāi)放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求，它不僅是提高 數(shù)控機(jī)床開(kāi)動(dòng)率、生產(chǎn)率的必要手段，而且是企業(yè)合理化、最佳化利用這些制 造手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造 異地診斷、虛擬制造、 并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái),這必然成為21世紀(jì)制造 業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。3.2 自動(dòng)機(jī)和自動(dòng)生產(chǎn)線在國(guó)民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)機(jī)械、自動(dòng)生產(chǎn)線及各種自 動(dòng)化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)使用的又一具體體現(xiàn)。如：200080000瓶 /h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線；18000120000瓶/h的易拉罐 灌裝生產(chǎn)線；各種高速香 煙生產(chǎn)線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動(dòng) 生產(chǎn)線；FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等，這些自動(dòng)機(jī) 或生產(chǎn)線中廣泛使用了現(xiàn)代電子技術(shù)和傳感技術(shù)。如可編程序控制器，變頻調(diào)速 器，人機(jī)界面控制裝置和光電控制系統(tǒng)等。我國(guó)的自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平， 比10多年前躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過(guò)發(fā)達(dá)國(guó)家上一世紀(jì)80年 代后期的水平。使用這些自動(dòng)機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來(lái)越多，對(duì)維護(hù)和管理這些設(shè) 備的相關(guān)人員的需求也越來(lái)越多。3.3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信 技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化 綜合化 個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻 地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和軍事的發(fā)展，而且也深刻影響著機(jī)電一體 化的發(fā)展趨勢(shì)。專家預(yù)測(cè)，機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）光機(jī) 電一體化方向一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、 能源（下轉(zhuǎn)第80頁(yè)）（上接第81 頁(yè)）（動(dòng)力）系統(tǒng) 信息處理系統(tǒng) 機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用 光學(xué)技術(shù)的先天特點(diǎn)，就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng) 能源系統(tǒng) 和信息處理系統(tǒng)。（2）柔性化方向未來(lái)機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成“自律分配系統(tǒng)”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的“自 律性”，可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信 息并附加所給信息，在總的前提下，具有“行動(dòng)”是可以改變的。這樣，既明 顯地增加了系統(tǒng)的能力(柔性)，又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。(3)智能化方向今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來(lái)越明顯，智能化水平越來(lái)越高。 這主要得益于模糊技術(shù)和信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。4 .機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中使用在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微 處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī) 數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合 起來(lái)，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增 強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要使用于以 下幾個(gè)方面：4.1 智能化控制技術(shù)(IC)由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到 了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包 括專家系統(tǒng) 模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛使用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn) 品設(shè)計(jì)、生產(chǎn) 控制、設(shè)備和產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐 和連鑄車(chē)間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼連鑄軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、 冷連軋等。4.2 分布式控制系統(tǒng)(DCS)分布式控制系統(tǒng)采用一臺(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)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的 三級(jí)的或更多級(jí)的。利用 計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視 操作、管理和分散控制。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā) 展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制，而且還可 以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過(guò)程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種 測(cè)、控 管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點(diǎn)控制功能多樣化 操作簡(jiǎn)便 系 統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點(diǎn)。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影 響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護(hù)功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動(dòng)控制操作措 施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)和集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強(qiáng)， 具有更高的安全性，是當(dāng)前大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流。4.3 開(kāi)放式控制系統(tǒng)（OCS）開(kāi)放控制系統(tǒng)（Open Control System是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的 結(jié)構(gòu)體系概念?！伴_(kāi)放”意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)和支持，按 此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開(kāi)放 控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制和經(jīng) 營(yíng) 管理 決策的集成，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實(shí) 現(xiàn)測(cè)量和控制一體化。4.4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS）鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連 成一體，用 以實(shí)現(xiàn)從原料進(jìn)廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程全局和過(guò)程一體 化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過(guò)程自動(dòng)化，但這種“自動(dòng)化孤 島”式的單機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理，難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來(lái)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是多品種、小批量生 產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗 減少人員及現(xiàn)有庫(kù) 存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理， 獲取必須的經(jīng)濟(jì) 效益，提高了企 業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。美國(guó)、日本等一些大型鋼鐵 企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實(shí)現(xiàn)CIMS化。4.5 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)（FBT）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是對(duì)自動(dòng)化領(lǐng)域的一場(chǎng)變革。由于現(xiàn)場(chǎng) 總線簡(jiǎn)單、可靠、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，已成為當(dāng)今自動(dòng)化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之一。目前， 新建的連鑄機(jī)已經(jīng)開(kāi)始使用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)總線是連接智能現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和自 動(dòng)化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸 多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場(chǎng)總線的含義主要體 現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)（DCS）通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元，現(xiàn)場(chǎng) 儀表仍然是一對(duì)一模擬信號(hào)傳輸?，F(xiàn)場(chǎng)總線是用于過(guò)程自動(dòng)化和制造自動(dòng)化的 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或現(xiàn)場(chǎng)儀表互聯(lián)的現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)，把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)或生 產(chǎn)設(shè)備。（2）互操作性互操作性的含義是來(lái)自不同制造廠的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，不僅可以相互通信，而且可以統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需的控制回路，共同實(shí)現(xiàn)控制策略。（3）分散功能 塊現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）廢棄了分散型控制系統(tǒng)（DCS）的輸入/輸出單元和控制站，把DCS控制站的功能塊分散給現(xiàn)場(chǎng)儀表，從而構(gòu)成虛擬控 制站。例如流量變送器不僅具有流量信號(hào)變換 補(bǔ)償和累加輸入功能塊，而且有PID控制和運(yùn)算功能塊。(4)通信線供電現(xiàn)場(chǎng)總線的常用傳輸線是雙絞線，通信線供電方式允許現(xiàn)場(chǎng)儀表直接從通信線上攝取能量。這種低功耗現(xiàn)場(chǎng)儀表可以用于安全環(huán)境，和 之配套的還有安全柵。有的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)有可燃性物質(zhì)，所有現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備必須嚴(yán) 格遵守安全防爆標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)總線也不例外。4.6 流傳動(dòng)技術(shù)傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技 術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動(dòng)的優(yōu) 越性，電氣傳動(dòng)技術(shù)在不久的將來(lái)由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng)，數(shù)字技術(shù)的發(fā) 展，使復(fù)雜的矢量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和 超過(guò)直流調(diào)速水平。現(xiàn)在無(wú)論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī) 或異步電機(jī)實(shí)現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的 歡迎，使用不斷擴(kuò)大結(jié)束語(yǔ)綜上所述，經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)今世界最熱 門(mén)、最重要的技術(shù)發(fā)展方向之一，并影響到幾乎全部的工業(yè)行業(yè)。我國(guó)從 80年代初對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品開(kāi)始予以重視，先后在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì) 戈人863高科技計(jì)劃和國(guó)家自然科學(xué)基金中列專項(xiàng)對(duì)機(jī)電一體技術(shù)加以研 究，并取得了一系列重大科技成果。1990年，國(guó)家將用電子技術(shù)改造傳統(tǒng) 產(chǎn)業(yè)列為“八五”及本世紀(jì)后十年發(fā)展全民經(jīng)濟(jì)的重要戰(zhàn)略技術(shù)措施，機(jī) 電一體化技術(shù)的推廣使用已取得相當(dāng)進(jìn)展。致謝三年時(shí)光，匆匆，太匆匆。一切恍如昨日歷歷在目，轉(zhuǎn)眼間，各走天涯。回 首3年的點(diǎn)點(diǎn)滴滴生活，感慨萬(wàn)分，萬(wàn)千思緒在心頭。說(shuō) 不出，道不盡，心中 多少歡樂(lè)和憂愁。我的指導(dǎo)老師胡志滿老師在大 學(xué)三年里給了我莫大的幫助， 無(wú)論是在學(xué)習(xí)上還是在生活里的過(guò)程中都教會(huì)了我許多許多。他不僅教授我專 業(yè)知識(shí)，更教會(huì)了我很多為人處世的道理，在他的悉心指導(dǎo)下，我也慢慢地理 解了更多的專業(yè)知識(shí)。在我論文的整個(gè)寫(xiě)作過(guò)程中，他從論文的選題、提綱的撰 寫(xiě)、格式的要求內(nèi)容的修改甚至標(biāo)點(diǎn)符號(hào)各個(gè)方面都給了詳細(xì)的意見(jiàn)和修改， 使我能夠按時(shí)按照學(xué)院要求順利地完成整篇論文。我很慶幸在大學(xué)里遇上這樣 一位好老師，感謝老師！學(xué)生：范鑫2011年7月14日參考文獻(xiàn)1李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)M.北京：科學(xué)出版社,2004.2李運(yùn)華.機(jī)電控制M.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003.3 洪鐘洲.數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和趁勢(shì).機(jī)電一體化.19964 項(xiàng)占琴.微電子機(jī)械的發(fā)展現(xiàn)狀及前景.機(jī)電工程.1997,5 張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)M.北京：北京理工大學(xué)出版社，19966陳瑜.國(guó)外機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)J.國(guó)外機(jī)電一體化技術(shù).2000, 57 謝存禧.機(jī)電一體化生產(chǎn)系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19998 機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)電一體化技術(shù)手冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19949胡泓、姚伯威主編.機(jī)電一體化原理及使用.北京：國(guó)防工業(yè)出版社，199910梁景凱主編.機(jī)電一體化技術(shù)和系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，199711徐志毅主編.機(jī)電一體化實(shí)用技術(shù).上海：上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1995 12秦曾煌主編.電工學(xué).北京：高等教育出版社，1999