2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、<p>  成人大專(業(yè)余)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</p><p>  題 目 淺談機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用與研究 </p><p>  專 業(yè) 機(jī)電一體化 </p><p>  年 級(jí) 08機(jī)電一體化 </p><p>  指導(dǎo)教師

2、 </p><p>  學(xué)生姓名 </p><p>  學(xué) 號(hào) </p><p>  二O一一年 十二 月</p><p>  淺談機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用與研究</p>

3、<p><b>  摘 要</b></p><p>  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).接下來我將介紹一下我對(duì)電動(dòng)機(jī)的認(rèn)

4、識(shí)。</p><p>  關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;技術(shù);應(yīng)用</p><p><b>  目 錄</b></p><p><b>  摘要</b></p><p>  目錄…………………………………………………………………………………………..</p><p>  前言..

5、............................................................................................................................................................</p><p>  第一章機(jī)電一體化概要</p><p>  第二章機(jī)電一體

6、化技術(shù)發(fā)展</p><p>  1數(shù)字化..............................................................................................................................................</p><p>  2智能化..................

7、............................................................................................................................</p><p>  3模塊化.....................................................................

8、.........................................................................</p><p>  4網(wǎng)絡(luò)化........................................................................................................................

9、......................</p><p>  5人性化..............................................................................................................................................</p><p>  6微型化..

10、............................................................................................................................................</p><p>  7集成化.....................................................

11、.........................................................................................</p><p>  8帶源化........................................................................................................

12、......................................</p><p>  9綠色化..............................................................................................................................................</p>&

13、lt;p>  第三章機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用.... .............................................................................................</p><p>  1智能化控制技術(shù)(IC)...........................................................

14、............................................................</p><p>  2分布式控制系統(tǒng)(DCS)....................................................................................................................</p&g

15、t;<p>  3開放式控制系統(tǒng)(OCS)....................................................................................................................</p><p>  4計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS).....................................

16、.....................................................................</p><p>  5現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)....................................................................................................................

17、...</p><p>  6交流傳動(dòng)技術(shù)...................................................................................................................................</p><p>  第四章  機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用........

18、...............................................................</p><p><b>  結(jié)束語(yǔ).</b></p><p><b>  致謝. </b></p><p><b>  參考文獻(xiàn). </b></p>&l

19、t;p><b>  前 言</b></p><p>  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)科的交叉與滲透,導(dǎo)致了工程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。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)、功能與構(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。<

20、;/p><p><b>  機(jī)電一體化概要</b></p><p>  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)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(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)

21、、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),合理配置與布局各功能單元,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

22、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)電一體化與機(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</p><p>  第二章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展</p><p>  “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)

23、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)械與電子的結(jié)合。國(guó)內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用,近年來“機(jī)電一體化”更流行使用?! ?0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—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應(yīng)用?! ⌒畔⒓夹g(shù)驅(qū)

24、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?! ∵M(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

25、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</p><p><b>  1. 數(shù)字化 </b></p><p>  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)與制造鋪平了道路,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)

26、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)。</p><p><b>  2.智能化</b></p><p>  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)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的“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)

27、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)品具有與人完全相同的智能,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。</p><p><b>  3. 模塊化</b></p>

28、<p>  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)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(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、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。

29、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、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對(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)帶來美好的前程。</p><p><b>  4.網(wǎng)絡(luò)化</b></p><p>  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)

30、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,只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷全球。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?,F(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

31、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)帶來的便利與快樂。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。</p><p><b>  5. 人性化</b></p><p>  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愈

32、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、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào),使用這些產(chǎn)品,對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受,如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。</p><p><b>  6. 微型化</b></p><p>  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 Mechanic

33、al 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)加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來,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)、微觸覺傳感器),各種微

34、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)。</p><p><b>  7. 集成化</b></p><p>  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)化與復(fù)合,又包含在生產(chǎn)過程中同時(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)化與高效率,應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可

35、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),然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來,使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。</p><p><b>  8. 帶源化</b></p><p>  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。

36、帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。</p><p><b>  9. 綠色化</b></p><p>  科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化,在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減少、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)

37、、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求,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。</p><p>  第三章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)</p><p><b>  1數(shù)控機(jī)床</b></p><p>  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

38、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。</p><p><b>  (1)高速化</b></p><p>  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。車床主軸轉(zhuǎn)速有3000~4000r/min提高到8000~10000r/min;銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由4000~8000r/min提

39、高到12000~40000r/min以上;快速移動(dòng)速度由過去的10~20m/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,由過去一般機(jī)床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G~2G,最高可達(dá)15G;直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用,主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。</p><p><b> ?。?)高精度化</b></

40、p><p>  數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.01~0.02mm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0.005~0.01um;最小分辨率為1nm(0.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。  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。</p><p&g

41、t; ?。?)復(fù)合加工,新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)</p><p>  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。</p><p> ?。?)使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床“如虎添翼</p><p>  如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻

42、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/min。</p><p> ?。?)數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理</p><p>  數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(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

43、、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,這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)主要潮流。</p><p>  2.自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線</p><p>  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)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如:2000~80000瓶/h的啤酒自動(dòng)生產(chǎn)線;18000~120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線;各種高速香煙生產(chǎn)線

44、;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)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器,變頻調(diào)速器,人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國(guó)的自動(dòng)機(jī)與生產(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)人員的需求也越來越多。

45、</p><p>  3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>  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:</p><p> ?。?)光機(jī)電一體化方向</p&

46、gt;<p>  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)。</p><p><b> ?。?)柔性化方向</b></p><p>  未來機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“

47、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)。</p><p><b> ?。?)智能化方向&l

48、t;/b></p><p>  今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。</p><p>  第四章  機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用</p><p>  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,

49、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)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面:</p><p>  1. 智能化控制技術(shù)(IC) </p><p>  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,

50、智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面,如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。</p><p>  2. 分布式控制系統(tǒng)(DCS) </p><p>  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

51、級(jí)的。利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過程進(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)的功能越來越多。不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制,而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實(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

52、布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(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。</p><p>  3. 開放式控制系統(tǒng)(OCS) </p><p>  開放控制系統(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_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

53、家產(chǎn)品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(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)控制與經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成,通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián),實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制一體化。 </p><p>  4.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) </p><p>  鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體,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

54、整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動(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)

55、CIMS化。</p><p>  5. 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT) </p><p>  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—。目前,新建的連鑄機(jī)已經(jīng)開始使用現(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:</p>&

56、lt;p><b>  (1)現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)</b></p><p>  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。現(xiàn)場(chǎng)總線是用于過程自動(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。</p><p><b>  (2)互操作性</b><

57、;/p><p>  互操作性的含義是來自不同制造廠的現(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。</p><p><b>  (3)分散功能塊</b></p><p>  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

58、。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。</p><p><b>  (4)通信線供電</b></p><p>  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,與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)

59、,現(xiàn)場(chǎng)總線也不例外。</p><p><b>  6.流傳動(dòng)技術(shù)</b></p><p>  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)到和超過直流調(diào)速水平。

60、現(xiàn)在無論大容量電機(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,應(yīng)用不斷擴(kuò)大</p><p><b>  結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>  綜上所述, 經(jīng)過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、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)品開始

61、予以重視,先后在國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃、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)的推廣應(yīng)用已取得相當(dāng)進(jìn)展。</p><p><b>  參考文獻(xiàn)</b></p><p>  [1] 李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M

62、].北京:科學(xué)出版社,2004.</p><p>  [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.</p><p>  [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.1996</p><p>  [4] 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,</p><p>  [5] 張建民.機(jī)

63、電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1996</p><p>  [6] 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).2000,5</p><p>  [7] 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,1999</p><p>  [8] 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,1994&l

64、t;/p><p>  [9] 胡泓、姚伯威主編.機(jī)電一體化原理及應(yīng)用.北京:國(guó)防工業(yè)出版社,1999</p><p>  [10] 梁景凱主編.機(jī)電一體化技術(shù)與系統(tǒng).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997</p><p>  [11] 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&l

65、t;/p><p><b>  致 謝</b></p><p>  四年時(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?;厥?年的點(diǎn)點(diǎn)滴滴生活,感慨萬(wàn)分,萬(wàn)千思緒在心頭。說不出,道不盡,心中多少歡樂與憂愁。我的指導(dǎo)老師謝立彬老師在大學(xué)四年里給了我莫大的幫助,無論是在學(xué)習(xí)上還是在生活里的過程中都教會(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

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