机电一体化的运用范文

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中图分类号：TM77 文献标识码：A

1简述接口、接口类型与接口连接方式

机电一体化系统，即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起，从而发挥机械电子的优势，提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分，它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件，具有调节、匹配、缓冲等性质，可以有效地转换电平、增加功率，使机电一体化产品的性能得到提高；一些技术人员将接口加设抗干扰材料，可以将电子系统与控制系统之间相互隔离，防止两个系统之间的信号受到干扰，影响电子系统与控制系统运行的可靠性；接口的运用，还可以进行电路转换，保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配，进而提高机电一体化产品的运行效率。

不同的机电一体化产品，其性能、工作原理等都存在差异，自然接口也不完全相同。也就是说，在运用接口技术连接子系统的各个模块时，需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类，即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口，它可以模拟信息的输入与输出，并为机电一体化系统提供平稳的电流，以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态；人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口，这种接口可以将工作人员的指令，利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据，并通过接口在各个子系统之间相互传递信息，以满足实际需要。

2接口技术在机电一体化中的运用

2.1概述接口技术

在机电一体化技术发展的过程中，接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义，它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接，使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用，可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来，促进其数据、信息的传递与转换，使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展，机电一体化技术也将得到更快的发展，并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展，机电一体化产品的性能也将越来越高，为人们生产、生活提供更多的便利。

2.2接口技术在机电一体化中的运用

众所周知，接口技术在机电一体化中的应用，大大提高了机电一体化系统的性能，同时也促进了机电一体化技术的发展。那么，接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢？

（1）连接机电一体化系统中的各个子系统模块，充当“开关通道”。在机电一体化系统中，各个子系统模块相互连接，再通过电子系统进行智能化控制，将信息系统中的数据、信息进行传递与转换，使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能，就必须有连续的电流，而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”，工作人员只需正确操作开关执行器，为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流，就可以有效实现以上功能。

（2）工作人员可以根据需要手动接口，满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时，通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作，这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口，工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统，系统就会按照需要将指令编码成信息数据，并通过接口传递给各个系统模块，输出相应的状态、运行参数等，以实现工作人员监控机电一体化系统的目的，满足工作需要。

（3）运用接口技术，可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中，接口的运用还不是很成熟，导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展，越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后，有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数，对这些数据、信息等进行有效的调整，就可以实现监控生产过程的目的。

2.3运用接口技术需要注意的问题

接口技术是在机电一体化技术上发展起来的，所以在运用接口技术的时候，需要注意以下问题。技术人员在运用接口技术将接口连接于各个子系统模块之间，需要注意接口技术是否与机电一体化技术相匹配，是否能够符合机电一体化产品在性能上的要求，这些都是技术人员需要思考的问题。只有合理选择、运用接口技术，才能为机电一体化产品的性能正常发挥起到基础的作用；任何技术在运用过程中，都需要进行调试，以确保技术运用的科学性、合理性与可靠性。同样，接口技术的运用也需要进行智能调试。一般来说，技术人员在运用接口技术连接各个子系统模块之后，就要及时地进行系统测试与接口的智能调试，这样才能在第一时间发现问题、解决问题，保证机电一体化产品的可靠运行，也可以为以后接口技术的发展提供参考；接口在使用过程中，人机接口是比较常见的，它是根据实际生产需要而进行的人工调整的接口，也就是f，这种接口是可调的。因此，技术人员运用接口技术必须积极思考机电一体化产品的实际生产效能，并注重接口技术的各项指标能够按照要求合理调控，结合实际情况运用接口技术。这样的接口技术才能保证机电一体化系统可以按照需要随时进行调控，实现智能化、网络化，提高接口技术的运用效果。

3结语

总而言之，随着我国工业化进程的不断深入，各种相关技术也在不断发展。机电一体化技术作为促进工业化与机械化发展的重要技术之一，对我国社会建设与人们生活水平的提高有着重要的意义。而接口作为机电一体化产品的重要组成部分，接口技术的发展也影响着机电一体化技术的发展。所以，相关技术人员应该积极创新接口技术，从各个方面提高机电一体化产品的质量，进而促进机电一体化产品在社会建设中重要作用的发挥。

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中图分类号：TH-39；TD63 文献标识码：A

1机电一体化概要

机电一体化是指在机械的主功能、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，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为综合运用机械技术、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。

2航空工业领域机电一体化的发展状况

航空工业机电一体化的发展大体可以分为三个阶段：

20世纪60年代以前为探索阶段。在这一时期，各国都在积极探索航空航天技术，并将最新电子技术积极的运用于完善航空机械产品的性能方面，特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了航空工业的发展，对于先进战斗机的需求，推动了航空领域机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，进一步推动机电一体化技术的普及。但是，由于工业技术基础的限制，这一阶段总体上还处于探索阶段，对于机电一体化技术运用程度还不深，也无法进行广泛的推广；20世纪70到80年代为初步发展阶段。这一时期，由于计算机技术、控制技术、通信技术等更先进技术的出现，航空技术领域得到了蓬勃发展，规模集成电路和微型计算机等充分运用到了航空工业领域，为机电一体化与航空工业的深度融合奠定了坚实的基础；20世纪90年代为快速发展时期。这一时期，机电一体化技术世界航空工业领域得到比较广泛的承认，以机电一体化技术为基础的航空工业得到了极大发展，基本成为航空工业的支柱性技术，90年代后期，航空工业开始向智能化方向迈进，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；21世纪以来，人类进入了宇宙时代，航空工业领域对于机电一体化的运用更为精纯，大规模系统的建模设计、分析和集成方法、人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为航空领域的机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。

3航空工业领域机电一体化的发展趋势

3.1航空制造业的智能化

在现代信息技术的支持下，智能化已经成为目前航空工业领域机电一体化技术的一个重要发展方向，也是最主要的方向。人工智能的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。特别是在飞行系统的建设，自动导航、自动驾驶等以机电一体化技术为基础的航空智能化已经取代传统的飞行操控方式，成为航空领域主要的飞行控制技术。

3.2航空管理技术的网络化

航空管理技术的网络化也是机电一体化技术背景下，航空工业技术发展的必然趋势。20世纪90年代，计算机技术得到突破性发展，世界进入计算机时代。计算机技术的兴起和飞速发展给航空工业带来了巨大的变革，计算机网络将整个航空技术领域和各种设备连成一体，实现了生产和操作、空中和地面的一体化发展。而基于计算机技术的各种航空远程控制和监视技术本身就是机电一体化产品。因此，航空工业机电一体化朝着网络化方向发展成为必然趋势。

3.3航空设施设备的微型化

得益于机电一体化技术，航空设施设备还呈现出了微型化的发展趋势。微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。而航空航天工业中所需要的各种特殊材料的生产、重要零部件的制造、关键技术的革新都都离不开设施设备的微型化。机电一体化技术无疑为实现航空设施设备的微型化提供了条件。

3.4航空工业生产的绿色化

节能环保、绿色生产也是航空工业领域探索的重要方向、航空技术的发展为人类的航天事业提供了极大的便利，但是由于航空工业是一个大动力、高耗能、高投入的产业。在自然资源不断减少，生态环境受到严重污染的背景下，探索绿色航空工业技术成为航空领域的重点攻坚任务。在机电一体化技术的帮助下，绿色航空产品概念应运而生。机电一体化使航空工业在设计、制造、使用过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。因此，促进航空产业的绿色发展，也是航空工业机电一体化发展的重要趋势之一。

参考文献

[1] 徐晓娜，朱柏龙.机电一体化技术的发展与思考[J].科技致富向导，2014（17）.

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0前言

机电一体化在工程机械中的广泛应用，大大革新工程机械行业的生产格局，打破了传统的工程机械生产方式和设计理念，机电一体化应用计算机技术、控制技术、机械技术、信息技术等多方面技术对工程机械进行生产创新，使工程机械的工作性能、工作精准度等都得到了极大的提升。机电一体化现代化技术，是工程机械行业的全新时代，加强机电一体化在工程机械中的研究具有重要意义。

1机电一体化在工程机械中的应用

1.1机电一体化技术在工程机械节能施工中的应用

我国传统的机械工程在机械设备的使用效率上偏低，因而需要消耗较多的能源，对部分不可再生资源造成较大的负担，随着机电一体化的应用，工程机械能够更好的控制机械设备的工作，保证其设备在额定功率之内，从而大大增加设备的有用功，减少无用功，降低对资源的消耗。同时，在实际的应用过程中可以通过实际工作情况调整机械功率，尽可能的保证机械使用过程中资源合理化消耗，提高机械的节能性。

1.2机电一体化技术在工程机械监控方面的应用

工程机械在使用过程中需要了解机械的使用情况和工作状态，保证机械设备能够正常的运行，因而需要加强机械监控工作。随着机电一体在工程机械中的应用，利用故障自诊技术、电子监控技术以及自动报警技术能够有效的对工程机械使用情况进行监控。将这些技术组合利用可以有效的对工程机械的传动系统、液压系统等工作系统进行监控，并及时的返回系统的运行状态，若系统故障则会通过自动报警系统发出报警，同时机电一体化还提供故障定位系统，在第一时间内会返回故障点，从而实现高效的对故障维修，降低对工程使用效率的影响。传统的工程机械对故障定位并不清楚，需要一步一步的排查才能最终确定故障所在，严重影响到施工的效率，因此机电一体化的应用会大大提高工程机械运行的可靠性，提高工程施工进度，大幅度改善施工人员的工作环境。

1.3机电一体化技术在工程机械施工精度控制中的应用

除了上述两种由机电一体化带来的应用之外，对工程机械在精度控制中也具有重要的应用。机电一体化依靠电子控制系统对工程中需要测量的工作精确化，传统的工程机械在测量、称量工作方面大部分采取人工工作的方式，人工操作会带来较大误差，影响到工程质量。利用电子控制系统和自动化系统可以将测量、称量等工作自动化，同时提高其精度，有效减少因误差带来的施工影响。在产品加工方面也能有效提高产品的精准度，保证产品质量，提高合格率。

1.4机电一体化技术在工程机械施工降低工作强度中的应用

在我国传统的工程机械施工过程中，由于施工中会利用到大量的机械设备，部分机械设备较为笨重，人工在操作过程中也会较为吃力，人工施工的难度大大增加，工作强度和工作量都较大，施工效率偏低，在工作人员的要求上也较高。如今随着机电一体化技术的应用，很多机械设备都能半自动化或者是自动化操作，人工只需要简单的操作机械便能达到相应的机械操作，大大减少人工工作强度和工作量，施工效率大大提升，在现代中对人工施工的要求更加注重于能够熟练掌握机械操作。而且，在传统的工作中难免会出现施工人员疲乏的时候，施工操作的失误性也会大大提高，最终影响到施工质量。机电一体化的应用能够有效的减少人工操作，大大降低人工失误操作的概率，从而有效的提高工作准确度。

2关于机电一体化的未来发展

2.1机电一体化向智能化方向发展

近些年随着科技的快速发展，尤其是在人工智能领域发展异常迅速，如今人工智能应用面也越来越广。在机电一体化的发展过程中更多的朝着智能化方向发展，在工程机械中智能化部分越来越多，应用范围也逐渐扩大，机电一体化的优势充分在工程机械中得到了充分体现。机电一体化更加智能之后，在应用过程中可以独自的对部分施工决策进行模拟，从而有效的提高机电设备的高效处理能力，功能更加强大。

2.2机电一体化产品向网络化方向发展

网络技术如今已经渗透到各行各业，机电一体化的发展过程中也充分利用了网络的优势，利用各种先进的网络技术将全球生产与经济连成一体，从而有效提高企业的竞争能力。企业与国际市场接轨之后，若企业创新、生产出可靠的新产品之后，便能有效的出口，进击国际市场。随着网络的普及，各种网络技术也逐渐兴起，远程网络控制技术与监视在工程机械中也到了广泛的应用，利于机械设备的生产与工作。

2.3机电一体化向微型化方向发展

机电一体化朝着微型化发展是未来的主要趋势，微型化是指机械零件尺寸不超过1cm，我国很多电子元件以及主板都在逐渐朝着微米、纳米级别在发展，从而能够在有限空间内安装更多的电子元件，实现更多的功能。当前实验成果在实现亚微米级别，当亚微米级别的机械元件生产成功时，就没有必要区分控制器部分和机械部分，电子和机械从而可以实现有机融合。

2.4机电一体化向模块化发展

随着机电一体化产品种类的不断增加，客户需求的不断增长，越来越多的机电一体化产品朝着模块化的方向发展，促使机械产品在生产过程中实现标准化生产。当前，利用模块化发展可以有效的将产品进行匹配，从而促进产品的研发与扩展，最终达到批量生产，提高生产质量的目的。

2.5机电一体化向环保化发展

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机电一体化技术一词最早是由日本企业所提出的，在现代化工业技术高度发展的今天，机电一体化技术也得到了飞速的发展，可以说机电一体化技术的发展对于水利工程项目的建设具有重要的现实意义，如何在水利工程中更好地应用机电一体化技术，已经成为了限制水利工程建设项目发展水平的关键因素。

一、机电一体化技术的概念分析

机电一体化技术是一门集合了电子计算机技术以及工厂机械电子操作生产为一体的综合性学科，目前在计算机智能领域、自动化控制技术领域、电子传感系统检测领域以及传动领域都有所涉及，在现代化生产当中的应用十分广泛，尤其是在大型的水利工程项目建设中，应用了机电一体化技术以后，大大提高了工程建设的效率，在信息统筹及处理方面和过去相比都发生了较大的改进。就机电一体化技术未来发展的方向而言，会朝着更加智能化、微型化以及生物学化发展，在此技术的基础上添加光电传感技术，进而增加工程项目机电系统自身的柔和性，在每个工程项目中都有一个总操作系统，下面每个操作项目板块中又分别有不同的子系统模块，各个模块之间的工作互不干扰，在人工智能化发展的过程中，大大提高了水利工程项目的经济效益，在未来的机电一体化技术建设与发展中，它的应用途径将会变得更加广泛。

二、机电一体化技术在水利工程项目建设中的应用

（一）设备安装

在水利工程项目的具体实施建设中，操作工人应当在按照科学的机电一体化技术要求在水利工程建筑项目当中对机电一体化设备进行正确的安装，在安装设备以前，操作工人必须到水利工程项目的施工现场进行实地考察，从而了解到施工现场的实际情况，包括工程所处环境的地质条件，气候的变化情况等，然后再对所要安装的机电一体化设备进行检查，确认可以正常运行以后，对机电一体化设备进行整体的工程布局规划，在涉及到施工场地以及施工通道时，操作工人要能够及时清理干净机电一体化设备所经过的地方，再对水利工程项目施工部位的混凝土基座采取正确的施工策略，按照水利工程项目的设计流程进行施工，在工程基座中添加机电一体化设备，需要注意的是，即使在安装之前已经检查过一遍机电一体化设备的安全使用性，在进行正式安装时，还应当再重新检查一遍，一定要确认机电一体化设备正确安装了以后，才可以进行下一步的操作，有关机电一体化设备的安装必须要由专业人士来进行，在涉及到高空作业的时候，一定要做好安全防范措施，避免操作工人在高空作业时候的人身安全受到威胁。

（二）设备调试

当机电一体化设备在水利工程建设项目中安装完成以后，还要有相关的技术操作人员对所安装的设备进行技术调试，再一次确认机电一体化设备的安装是否正确的，能否正常地发挥出机电一体化技术的作用，同时也要保证机电一体化设备不会出现任何的安全问题，在设备调试的过程中，主要检测设备的正常工作性能参数，工作的效率参数以及机电一体化设备所产生的工作效益，需要将每次设备调试的结果进行记录，并输入到计算机系统数据库中，方便技术人员进行统一的操作和处理。

（三）水利工程建设中的机电一体化技术应用

在研究机电一体化技术在我国大型水利工程建设中的应用过程中，可以举位于河南省境内著名的小浪底水利枢纽工程建设项目为例，小浪底水利工程项目在三门峡水利工程的下游，它每年能够控制的流域面积大约在70万平方公里左右，是黄河中游地区一段峡谷的出口部位，是黄河流域中非常重要的水利控制工程。在小浪底水库的具体建设过程中，应用了大量的机电一体化技术设备，大大增加了黄河地区流域的抗洪防捞性能，同时机电一体化技术应用过程中，对于黄河流域的水资源也得到了有效的利用和开发，起到了科学的水资源保护作用，促进了小浪底水利工程地区的经济发展。在计算机人工智能技术，自动化控制技术，以及开放式控制系统应用当中，将水利工程建设项目打造成为了一个综合性的智能操作系统，由机电一体化技术专家来进行系统性的操作控制以及模糊性的操作控制，采用中央处理器的来进行核心操作，而在应用分布式的控制技术时，利用电子计算机设备对水利工程建设中的施工情况进行实时性的监控，及时发现水利工程施工中出现的问题并且及时加以控制，进而实现小浪底水利工程建设项目的检测、控制及管理的一体化发展，分布式控制系统有着操作简单，上手容易的优点，可以大大提高工程建设的安全性能。在施工现场操作总线技术和机电一体化技术融合发展中，通过开放式技术控制系统的密切配合，实现了水利工程建设项目之间的实时沟通，采用现代化的电子通讯设备能够将施工现场当中的所有机电设备，生产设备以及电子设备进行连接，将这些设备在施工生产过程中所产生的数据通过现代化的电子通讯技术传输到水利工程建设项目中的核心总控制室，由计算机操作系统对各生产设备、机电设备进行统一的控制与管理，从而实现水利工程建设项目的控制操作一体化发展。

三、水利工程项目建设中机电一体化技术的未来发展研究

通过对水利工程建设项目中机电一体化技术的分析与应用研究中可以了解到，在未来的水利工程建设项目中，一定会朝向更加智能化的方向进行发展，生产效率会越来越高，机电一体化技术的发展可以说是我们国家生产力提高的一种表现，它融合了以电子计算机技术为核心的多方面生产技术，而且国家对于机电一体化技术的开发与创新项目高度重视，希望在未来的水利工程建设中，能够继续开发技术人员的自主创新能力，加强对机电一体化核心技术的人才培养力度，相信通过技术人员的不断努力，未来的机电一体化技术发展一定会更安全，更绿色，更环保，既能够提高水利工程的模块化生产效率，同时也能够对水资源进行合理保护和开发，在高效利用现有资源的基础上，提高水利工程建设项目的生产产能，响应国家“节能减排”战略的号召，促进工程建设中各环节的信息交流。

综上所述，促进机电一体化技术在水利工程建设项目中的应用与发展可以说是现代化水利工程项目发展的大势所趋，科学地应用机电一体化技术，能够大幅度提高水利工程建设的工作效率和安全性，对水资源进行合理的开发和利用，在计算机智能化的机电一体化技术发展与应用过程中，未来的水利工程项目将呈现出一片大好趋势。

作者:林品渊 单位:江西省海龙建设工程有限公司

参考文献：

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机电一体化包括硬件和软件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面入手：

（一）机械本体技术

机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面设计考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还要考虑利用非金属复合材料。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，减轻重量，提高效率。

（二）传感技术

传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有设计采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。

（三）信息处理技术

机电一体化与微电子学的显著进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性。进而提高处理速度，并设计解决抗干扰及标准化问题。

（四）驱动技术

电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前.正在积极发展内部装有编码器的电机（或发电机）以及控制专用组件――传感器――电机三位一体的伺服驱动单元。

二、机电一体化技术的主要应用领域

（一）数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现为：

1.总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。

2.开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。

3.WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工制造过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

4.大容量存储器的应用和软件的模块化设计。不仅丰富了数控功能。同时也加强了CNC系统的控制功能。

5.能实现多过程、多通道控制.即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

6.系统的多级网络功能，加强了系统组合及构造复杂加工制造系统的能力。

7.以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

（二）计算机集成制造系统

计算机集成制造系统（CIMS）的实现，不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”。实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

（三）柔性制造系统

柔性制造系统（FMS），是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机、实时、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

三、机电一体化技术的发展前景

纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展：

（一）智能化

智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件.有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力。从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。

（二）系统化

系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组合，进行任意的剪裁。同时寻求实现多个子系统协调控制和综合管理。系统化的表现特征之二就是通信功能大大加强。一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物（仿生学）系统化方向发展。

（三）微型化

微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术。是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级别方向发展。由于微型机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。

（四）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（五）网络化

网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向迅速发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术业发展很快。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

总之，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶和必然发展趋势，是社会生产力发展到一定阶段的必然需求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法、设计概念以及制造技术发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，也是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业（例如常规低压发电机和高压发电机）的必由之路。

参考文献

[1]张春祥.浅析机电一体化技术及设计要求[J].数字化用户，2013（15）.

[2]刘志，朱文坚.光机电一体化技术[J].现代制造工程，001年12期.

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1 简述接口、接口类型与接口连接方式

机电一体化系统,即是将机械系统与电子系统有机地联系到一起,从而发挥机械电子的优势,提高机电一体化产品的应用性能。而接口是机电一体化产品的重要组成部分,它是连接机械系统与电子系统各个模块的重要组件,具有调节、匹配、缓冲等性质,可以有效地转换电平、增加功率,使机电一体化产品的性能得到提高;一些技术人员将接口加设抗干扰材料,可以将电子系统与控制系统之间相互隔离,防止两个系统之间的信号受到干扰,影响电子系统与控制系统运行的可靠性;接口的运用,还可以进行电路转换,保证机电一体化产品中各个系统之间电流量的匹配,进而提高机电一体化产品的运行效率。

不同的机电一体化产品,其性能、工作原理等都存在差异,自然接口也不完全相同。也就是说,在运用接口技术连接子系统的各个模块时,需要运用到不同的接口。技术人员根据实际情况将接口分成两类,即机电接口与人机接口。机电接口是指执行机构驱动系统与传感器之间的接口,它可以模拟信息的输入与输出,并为机电一体化系统提供平稳的电流,以保证机电一体化产品能够保持一个有序的运行状态;人机接口是指工作人员或者技术人员与计算机之间的接口,这种接口可以将工作人员的指令,利用计算机网络进行编码形成有效的信息数据,并通过接口在各个子系统之间相互传递信息,以满足实际需要。

2 接口技术在机电一体化中的运用

2.1 概述接口技术

在机电一体化技术发展的过程中,接口技术是随之发展起来的新型技术。顾名思义,它是将机电一体化中各个组件、系统相互连接,使其发挥最佳效用的技术。接口技术在机电一体化产品中的应用,可以更加有效地使机电一体化产品中各个复杂的子系统模块之间有效地连接起来,促进其数据、信息的传递与转换,使机电一体化产品的性能得到提高。而随着接口技术的发展,机电一体化技术也将得到更快的发展,并将向着网络化、绿色化、智能化、模块化方向发展,机电一体化产品的性能也将越来越高,为人们生产、生活提供更多的便利。

2.2 接口技术在机电一体化中的运用

众所周知,接口技术在机电一体化中的应用,大大提高了机电一体化系统的性能,同时也促进了机电一体化技术的发展。那么,接口技术到底是怎样运用到机电一体化系统中的呢？

第一,连接机电一体化系统中的各个子系统模块,充当“开关通道”。在机电一体化系统中,各个子系统模块相互连接,再通过电子系统进行智能化控制,将信息系统中的数据、信息进行传递与转换,使各个系统模块都能够在电子系统的控制下运作。要想实现以上功能,就必须有连续的电流,而在接口技术运用下的接口可以充当“开关通道”,工作人员只需正确操作开关执行器,为系统模块之间的连接提供连续的、平稳的电流,就可以有效实现以上功能。

第二,工作人员可以根据需要手动接口,满足工作需求。工作人员在操作监控机电一体化系统运作时,通过人机接口使系统按照工作人员的需要进行运作,这种被称为人机接口。人机接口主要分成输入与输出接口,工作人员只需按照需要将指令通过硬件输入系统,系统就会按照需要将指令编码成信息数据,并通过接口传递给各个系统模块,输出相应的状态、运行参数等,以实现工作人员监控机电一体化系统的目的,满足工作需要。

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第三,运用接口技术,可以有效提高系统输出信号的质量。传统的机电一体化技术中,接口的运用还不是很成熟,导致系统显示的数据、信息等质量不高。随着接口技术的不断发展,越来越多的机电一体化系统在运用接口技术之后,有效地提高了数据、信息输出的质量。工作人员能够有效控制输出的数据、信息等运行参数,对这些数据、信息等进行有效的调整,就可以实现监控生产过程的目的。

2.3 运用接口技术需要注意的问题

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近几年，机电一体化技术在沥青拌合楼中越来越多的被运用，并且随着技术手段的提高，整个生产过程和操作过程也在不断被优化，自动化程度越来越高。不得不说，机电一体化是沥青拌合楼，甚至说当今技术设备行业的必然趋势，这是科技发展的重大成果，对于推进我国机械工业发展有着无可替代的重大意义。

1机电一体化的概述

1.1机电一体化的基本概念

首先我们先来看一下机电一体化的基本情况。机电一体化，即为将机械技术、电工电子技术、微电子技术等多种技术进行有机组合并且相互作用下，产生的一种综合技术，这里的有机组合并非多种技术的简单相加与拼凑，而是将各种相互区别又相互联系的技术有机融合，并将其综合运用到实际的生产过程中去。机电一体化涵盖技术和产品两个方面，值得一提的是机电一体化产品不仅是在功能上针对技术人员的手和肢体做了延伸，更是对行业人员提供智能化的帮助。甚至于我们可以这么说，在当今中国的生产生活中，机电一体化几乎运用到了所有的现代化的自动生产设备。

1.2机电一体化的实际应用

我们从机电一体化的几个运用领域进一步了解一下机电一体化——数控机床，自动线与自动生产线以及机器人。尽管近几年我国在机床生产领域取得了一些成绩，但是无论是技术水平还是整体实力，均差强人意。我国生产的数控机床仅仅只占国内市场份额的31%，其余实际运用中所涉及的数控机床均进口于欧美等发达国家，其别是高端数控机床，也已经被境外的产品所占领。而机电一体化的运用带来的直接变化，就是可以使一台机床同时完成多个独立加工任务，或者同时控制多台和多种机床。类似各种高速香烟/易拉罐生产线，各种印刷包装生产线，2000～8000瓶小的啤酒自动生产线等等，这些在大家的生活中广泛使用的各种自动机械/自动生产线以及各种自动化设备，都是当前机电一体化技术的广泛应用。这些自动线或生产线中广泛应用，比如说可编程序控制器/变频调速器等现代电子技术与传感技术。机器人也是机电一体化的典型应用。甚至可以说，机器人技术水平的高低能够反映一个国家的综合技术实力，甚至于综合国力，而技术人员技术水平的高低，又会进一步影响到该国家的生产生活，进而反作用于综合国力。如今机器人已经在工业领域得到了广泛的应用，而且越来越多的应用在一些非工业的领域，比如说军事、医疗、服务、娱乐。具有思维和行动能力的智能机器人，能够获取、处理和识别多种信息，自主完成很多复杂的操作任务，是机构学、自动控制、计算机等多种学科的综合成果，比一般的工业机器人具有更大的机动性和灵活性，可以代替人完成多种工作，在制造领域和非制造领域拥有了越来越广泛和重要的位置。

2机电一体化在沥青拌合楼中的实际应用

一般来说，机电一体化系统是由传感系统、信息处理系统、机械结构等组成的。而且现在的一体化系统，也在渐渐得朝着更具适应性，更具灵活性的方向发展，能够更加有效的应付生产过程中的各种不同的突发事件。系统可以自主生成信息和附加信息，可以根据不同的环境做出不同的反应，促进生产过程的顺利进行，同时提高机械设备或系统的运行效率，不仅能激发出更大的经济效益，还能达到节能减排，控制成本的目的。机电一体化在沥青拌合楼中的广泛运用且运用方式逐步提高，针对包括除尘系统、粉料供给系统、干燥系统、操作控制系统，从提高系统运作效率，创造更大的经济效益，实现节能环保的目标，提高设备的使用寿命等不同的角度进行了优化和提升。以下针对各个系统做详细阐述。

2.1机电一体化在除尘系统中的应用

一般来讲，沥青拌合楼的基础控制结构主要包括除尘系统控制、数据的采集和传输，各个子系统的分组设计和连锁，人机交互（可完成自动和手动切换）。由于沥青拌合楼中的除尘系统机构较大，其中的应用设备较多，所以技术人员很难实现电器设备与控制系统的有效配合。如何将机电一体化技术良好的应用到除尘系统中，是技术人员一直探究的问题。通过实践，技术人员发现，想要让机电一体化技术发挥最好的效果，必须首先对整个控制系统进行细致的划分，除了考虑除尘系统的整体工艺参数之外，还要协调和考虑各个子系统的要求。而机电一体化技术的应用，完美的实现了电器设备与控制系统的有效配合。

2.2机电一体化在粉料供给系统中的应用

沥青拌合楼中的粉料供给系统是由两个半圆形的罐组合而成。在工作运行当中，首先由空压机负责吹气，从而让粉料顺利进入拌合系统，并完成配比，整个过程是由PLC进行控制。只有通过这样的过程，才能够顺利完成对沥青混凝土的生产，从而生产出符合生产质量标准的混凝土。

2.3机电一体化在干燥系统中的运用

在实际的生产过程中，干燥系统的存在意义，是将冷料系统中的冷粉加温，以此来方便沥青混凝土的搅拌。现在的干燥系统更多的采用摩擦轮驱动（相比于传统的链条式驱动，更加平稳安全），机电一体化技术的应用，能够让干燥机使用更加先进的气密技术，该技术的应用，使得轮圈与干燥筒之间始终保持一定的距离，便于干燥筒在受热之后能够均匀的膨胀，从而可以达到有效的延长干燥系统的使用寿命的效果。不仅如此，气密技术在干燥系统中的应用，有效得提高了干燥系统的效率。因为该技术的使用大大减少了干燥机的外漏热气，使得干燥机的热效率能够达到90%以上。另外，干燥机的机电一体化，还实现了高压喷雾及低压气流的混合，促进了雾化燃料及空气的充分混合。这样做的好处是，相比于传统的燃烧器的工作模式，这样的工作方式使得燃烧更加充分，释放热量的效率也就更高。其次，燃烧器外部的热感设备还能够准确的测量出干燥器出口的温度，并将相关的数据传输回控制系统，相关的工作人员可以根据收到的数据做出准确的调整，从而很好的控制干燥器出口的温度。

2.4机电一体化在操控系统中的运用

沥青拌合楼中，设备控制系统的控制方式主要是通过PLC与工业控制计算机共同作用，利用多点接口实现控制站与操作站之间的数据通信，并且全过程/全时段得监控除尘系统，粉料供给系统以及干燥系统等。这样，沥青拌合楼在工作过程中的所有的运用过程都能通过一台计算机显示，方便技术人员进行监控。与此同时，不仅沥青拌合楼各系统执行状况，各个设备的运行情况能够通过监视器进行显示，包括温度，压力等具体数据，也可以完整的展现在工作人员的面前。综上所述，机电一体化技术在操控系统中的应用，可以很好的实现对整个工作过程的监视和控制，从而达成预期的工作目标，大大提高了工作效率和工作质量。

2.5机电一体化在沥青及导热油系统中的运用

工作人员为了节能环保，一般会在沥青罐上装上热度传感器，从而能够通过PLC对沥青罐的加热过程进行自动化控制。在沥青的加热过程中，沥青罐上的液位计和传感器能够根据PLC发出的提示自动控制沥青罐的排空和沥青罐的加热，这无疑能够大大减少工作人员的工作量，也有效提高了工作效率。此外，沥青存储罐上的泵送装置也能够很好的发挥节能环保的作用。

3结语

机电一体化是当今社会科学技术发展的重大成果，也是我国社会经济可持续发展对于科学技术发展水平的必然要求。而与此同时，随着科学技术的进一步发展，各种技术将越来越广泛的相互融合并彼此作用，作用于机械工业，必将能够带来更好的经济效益和社会效益。总之，机电一体化有着深厚的实践意义，更有着广阔的发展前景。

参考文献：

[1]孙传龙,栾昆,冯国辉.石油化工企业自动化仪表的控制技术探究[J].科技展望,2016,(28):69.

[2]宁硕.石油化工自动化控制的关键技术及仪表控制策略探究[J].现代国企研究,2016,(18):205.

[3]杜平先.石油化工自动化控制的关键技术及仪表控制策略探究[J].科技创新与应用,2015,(22):120-121.

[4]姜新嘉.浅析机电一体化技术的应用及发展趋势[J].电子制作,2013,(08):231.

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中图分类号：F407文献标识码： A

前言：伴随科学技术的飞速发展，带动了不同学科间的相互渗透及共同发展，自从机械一体化技术出现以来，其已经有了长足的发展，并对传统的机械领域产生了翻天覆地的变化，使机械工程步入了“机电一体化”时代。机电一体化不是单纯将机械技术与计算机技术简单相加，机电一体化区别于机械电气化，有本质上的差异，机械电气化只是将电气的观念引入了机械领域，并没有给传统的机械领域带来根本性的改变，而机电一体化在将计算机技术引入机械领域之为传统机械赋予了许多新的功能，给传统机械创造创更广阔的发展空间。

一、机电一体化技术在工程机械中发挥的作用

（一）监控中的运用

工程机械中的电子监控可以对工程机械的发电机、传动系统、工作装置等的运行状态进行全面的监控，自动发现问题，给维修人员提供一定的信息，说明维修人员和机械使用员及时的发现问题和故障，并对设备进行检查和维修，保证机械的正常运行，极大地提高了工作效率，降低了维修费用，减少不必要的损失，也可以避免重大故障的发生。

（二）节能功能

在传统的工程机械使用中能量的利用率比较低，比如说液压挖掘机的能量利用率仅仅只有30%左右，工程机械中电子节能控制器的运用，大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率，一定程度上发挥到了节能的作用。电子节能控制器操作比较简单，对机械的磨损也相对减少，从而提高了工作的效率。

（三）使得称量变得更加的精确

在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化，对称量系统实现微机控制，使得称量更加精确，减少了误差，提高了工作效率，同时采用自动化称量系统还节约了人力，降低了施工人员的工作强度，高效、快捷，符合现代工程施工的要求。

（四）机械操作的自动化能够降低劳动强度

在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化，这样大大降低了劳动强度，提高了工作效率，并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。

二、机电一体化在现代机械制造业中的应用

（一）机电一体化技术应用于机床的创新

在机电一体化应用中，Z80-CPU各种应用软件较多，在我国机床数控方面应用比较普遍，因为它的系统开发较容易。我国的数控机床一般均采用经济型的光电隔离电路及Z80-CPU微机、微机I/O接口电路以及功率放大电路等。而且这类Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉价并且相对于其他的技术来说相对可靠、维修方便、通用性强。Z80系列有独特的I/O指令，而且I/O接口译码硬件也较简单，其微机运行时间也较短、重要的是其指令格式也相对较短，这样非常有利于缩短扫描现场机床工作状况的周期。

由于大部分的数控机床要求工作刀具或工作台必须精确按照沿坐标轴的运动，因此在这类机电一体化应用中，就必须要考虑采用具有插补功能的连续控制方式。滚珠丝杠摩擦损失小，副传动效率高，在整个操作中无爬行现象，运动平稳，给予适当预紧，采用氟塑贴面导轨，它具有耐磨性好，摩擦系数小，可消除低速运动的爬行现象，同时它的抗撕伤能力强、以及成本低等优点。反向时可以定位精度高、消除空间死区以及刚度好。可消除螺母和丝杠的螺纹间隙，因此一般数控机床的执行机构传动方式采用滚珠丝杠副传动。

（二）电子监控、故障自诊以及自动报警

电子监控、故障自诊以及自动报警，也就是说对于工程机械的工作装置，传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控，一旦在运行的过程中发生异常情况，就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。机电一体化的发展和应用，大大地改善了操作人员的现实工作条件，全面提高了机械设备的工作效率。与此同时，简化了机械设备检查和维护的工作，相应地减少了维修费用，大大降低了维修停机的时间，对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。

（三）降低功耗，提高生产率

一般的工程机械使用时功耗较高，但是生产效率确较低，例如传统的液压挖掘机不仅功耗较高，能量利用率不到30%，而且生产率较低。但是应用了机电一体化技术的工程机械利用先进的电子控制系统使机械的功耗大大降低，生产率明显提高，例如采用了卡特电子系统的液压挖掘机，功率利用率明显提高，从而使机器的生产率大大增加。又如将机电一体化技术应用于柴油发动机，由于电子调速器等的应用，使柴油发动机可以根据不同的工况选择不同的工作模式，降低了柴油发动机的功耗，增加了柴油发动机的工作效率。

（四）提高精度，增加良品率

机电一体化技术在工程机械中的应用，通过精密的电子控制系统，大大增加了工程机械作业的精度，使得整个生产过程的良品率大大提高。传统的机床加工的产品的精度很多时候是依靠操作人员的经验和操作的熟练程度，产品的良品较低。而应用的机电一体化技术的数控加工机床或者加工中心的加工精度显著提高，其可以根据控制系统的命令自动进行作业，并根据回馈系统的信号及时调整作业，产品良品率大大提高。比如最先进的数控金切机床的加工精度已经可以达到0.001mm左右，超精密数控机床的微细切削和磨削加工精度可达到0.05μm左右。

三、机电一体化发展趋势

（一）智能化

智慧化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智慧化就是重要应用之一。这里所说的智慧化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。诚然,使机电一体化产品具有与人完全相同的智慧是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微处理使机电一体化产品赋有低级智能或者人的部分智慧,则是完全可能而且必要的。

（二）模块化

模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口和环境接口等的机电一体化产品单元,是一项十分复杂但又非常重要的事情。如研制集减速、智慧调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成操作的机械装置等。有了这些标准单元就可迅速开发新产品,同时也可以扩大生产规模。为了达到以上目的,还需要制定各项标准,以便于各部件、单元的匹配。由于利益冲突,近期很难制定出国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。

（三）环保化

工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然,绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。

（四）系统化

系统化的主要表现特征就是系统体系结构进一步采用开放式与模式化的总体结构。系统能够灵活组态,并进行任意剪裁与组合,同时寻求实现多子系统协调控制及综合管理，特征之二是可以使通信功能极大增强。

参考文献

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近年来，随着现代经济的不断发展，科学技术也不断发生改变，PLC是编程中可控逻辑的最初语言，能够加强机电一体化在运行中的稳定性。同时可以优化继电器的处理，从而简化机电系统中的结构设施。PLC在工业生产中较为常见，它不仅可以减少技术生产的成本还可以简化操作流程，同时保障设备在运作中的安全以及降低设备系统中所发生的危险。通过综合考虑各方面的数据得知，PLC在机电一体化中占据非常重要的位置[1]。

1PLC和机电一体化的概述

1.1PLC的概念

PLC是逻辑控制的一种简称，主要利用计算机网络技术制造是主动控制编程，通过利用存储器的存储编程程序来执行计算、控制、操作、计时、定时等一系列指令，有效的实现机电一体化生产过程的控制[2]。PLC的结构、设备机械的类型不同，PLC的组成部分也有差异。PLC的固定式中包含I/O模块、内存条、处理器、显示器、电源等，然而组成式的PLC包含内存条、地板、电源、机架、处理器等。不同类型的PLC组成部分都具备基本特征特点，在生产系统运行中都有着重要的作用[3]。PLC在机电一体化使用中，PLC主要包括以下几个功能：条件控制、通信控制、限时控制、模块的转换功能、互联网、步进控制等功能。通过分析上述功能运行结果得知机电一体化的生产中发挥着重要的作用。

1.2机电一体化的概述

机电一体化含义。机电一体化主要是指在设备机构的信息处理、主功能、动力功能以及控制等功能的基础条件上，引进电子技术，实行机械的设备装置、优化电子设备、软件的组成有机的统称。机电一体化的特点。机电一体化结构主要是根据科学技术的发展和工作中总结经验而得出的结果，综合了计算机网络技术、设备自动化技术以及信息处理等技术。机电一体化具有优越的性能、高效的品质、节能环保等特点，可以满足机械设备生产的需求，在生产设备的运行中有着极大的作用[4]。机电一体化的发展优势。伴随着科技的进步与发展，机电一体化作为一种新的发展技术，具有网络化、系统化、绿色环保化、模块化、智能化以及微型化等特点，有利于提高机电的性能优化，减少对环境的影响，获得良好的经济效益以及社会效益，加快机电一体化的发展速度。

2机电一体化生产系统中PLC的应用

2.1系统运行中的控制

通过PLC的自动控制技术不断的完善设备控制，编写不同的程序控制机电设备的运行。近几年，过对PLC技术不断的完善以及改良，对其系统的运行操作也逐渐增强，在机电一体化的运行中得到广泛的应用。目前，大部分企业把PLC技术投放到机器人、切割机等设备使用，通过物理的相关原理，可以高效的完成各种工作，具备了较强的平稳性，可以极大的抵抗外界的干扰。所以，PLC的技术有着极大的发展潜力。

2.2系统中开关的逻辑控制

在机电一体化生产过程中，在继电器故障后，可以使用PLC技术代替继电器的后续工作，同时PLC也可以进行机床、电气等设备的管理。例如，车床、机床、冲床等机械设备。在冶金的工作中，电磁网系统的工作中可以利用PLC技术进行高效的控制，使系统工作生产的得以正常运作；同时在机床的工作运作中，可以利用PLC技术解决有关的逻辑问题。因此PLC技术是数据分析和机电系统之间的中介。

2.3控制处理器的数据

随着经济的发展和科学技术水平的提高，PLC技术编程一个中心控制器，同时功能也在增加。从最初的中心控制器到函数的运算处理、线性代数处理，同时还需要进行严格的逻辑计算、学术的严密运算。这些运算的精准绝对不会低于当今的高科技。PLC还可以进行数据总结和归纳，把最后的数据结果与参考数据通过对比后再进行下一步操作，PLC利用通信功能来传输数据，并且打印相关数据，同时根据所需要的数据制成表格模式。这项专业性极强的功能在企业中尤其受欢迎，大多数应用于大型机械工厂的控制中心。

2.4系统过程控制

PLC技术的模拟量是系统控制过程中不可或缺的重要指标，通常情况下，连续不断的变化是模拟量的指标含义，它具有物理含量压力、电压、电流、温度等变量。变量是模拟器的基础依据，利用系统以及计算定律的开关量，确立系统的可实施性。这是机电一体化运行控制的主要目标，因此，过程控制占据非常重要的位置。

2.5控制运行的通信网络

在PLC技术运行中，通讯网络是可编程控制的通讯器，主要通过PLC技术系统信息以及智能系统之间的数据进行信息交流。目前，大多数工厂开始实行智能化网络管理，为了工作的精确性以及质量的高效性，PLC技术引起了社会各界的极大重视，已有部分工厂实行PLC技术的生产链，并且对大多数机械设备投放可编程逻辑性控制管理，还配备了相关的通信接口，有效的提供设备之间的信息交流。

3结语

综上所述，PLC技术属于一种新型的现代科技，对机电一体化生产系统中有着非常重要的作用，它具有自动化逻辑控制管理的功能，可以保证生产系统的安全性、平稳性、高效的运行操作等。在工业企业管理中PLC技术的应用较广泛，把计算机网络技术与PLC技术相结合，可以有效的促进机电一体化生产系统的高效生产，同时还节省了机电系统设备的运行成本，PLC具有很强的经济、高效、节能环保等多种优势。在今后的工作中，要进一步加强PLC的研究发展工作，采取有效的改革措施，促进PLC技术的完善发展，推动制造工业的在机电一体化中更加完善。

参考文献：

[1]李圳,耿镇中,冀龙飞,桂堂军,杨强.关于机电一体化技术创新发展的探讨[J].科技传播,2013(12):54-56.

[2]冯占营.浅谈PLC在机电一体化生产系统中的应用优先出版[J].河南科技,2013(11):89-91.

篇10

2智能控制的含义以及发展意义

智能控制，简单来说，是指用机器来完成作业内容的一种新型技术，人类对智能控制的研究有很长远的历史，由于其带来的多方好处，被人们广泛的应用于工业生产之中，尤其是现代化进程的加快，推动了工业朝着科技、智能、先进的方向发展。机电一体化是社会发展的优秀结晶，将智能控制技术结合机电一体化，不仅提高了运作系统的效率和作业质量，它还能有效的减少工作误差，节省人力、物力的耗费，其对我们的社会发展有着重要意义，它是现代化工业的重要标志，展现了我国的科学技术水平。

3智能控制的种类和优势

3.1智能控制的种类简析。智能控制可以同时对多个不同项目进行有效、合理的掌控，其可以确保系统运转正常、稳定，各种系统控制要选择合适的方法。智能控制系统的种类主要有：a.分级控制系统。分级控制的运行，主要受两个条件的影响，其中一个是自适应的控制，另一个就是自组织的控制，在分级智能控制系统中通常包括三个不同的方面，前两个是组织级和协调级，另一个就是执行级系统控制，这三个级都有各自的作用，相互独立但是又相互联系。b.学习控制系统。于人类的发展来说，对于事物最初的展现方法就是学习。学习控制系统，首先是识别以及调整内部的结构，其次，通过信号不间断的传输，以及对程序中复杂数据的处理、运转，这样使系统正常工作，学习控制系统可以通过对所持有的信息进行识别和自我处理，进行自主判断。c.专家控制系统。它是智能控制系统中的一种主要存在形式，应用于故障检测、故障诊断分析、工业设计中较多，其意义是将工程控制论和专家系统结合，其中包含了大量的专业知识，为智能处理提供依据和基础，在进行判断工作时，有相对应的知识面供给参考和计算，使其结果较为准确合理，有很强的专业性。d.神经网络系统。神经网络系统是基于人工神经网络的控制，通常神经网络系统分为两大功能，一个就是智能控制系统，另一个也就是所谓的模仿真人系统，此系统得到越来越多的重视，当前，已经成为研究热门，与许多人参与到其中，深入的研究，加以利用。

3.2智能控制的优点

3.2.1模型优点。智能控制是对传统控制系统的改进，智能控制较传统控制来说，结构清晰、功能性强、处理信息能力较高、应用范围广。智能控制系统不再局限于传统的确定模型，还能对结构和参数都是不固定的模型加以有效控制，运用范围也比传统控制的大，这也是智能控制的优势所在。

3.2.2交换优点。智能系统的主体就是数据信号的正确处理，其数据处理能力是保障系统正常运行的基础，机电一体化系统离开数据信号的指示，就不能够正常运转，传统的控制系统会出现许多问题，在此方面上不够细密，所以，智能控制系统通过提高送音器设备的精确度，确保传输准确无误。

3.2.3线性优点。传统控制虽然在线性问题的探究上取得一定的成绩，但在重点领域还是没有重要的突破，例如在高度非线性的控制效果还达不到满意。而智能控制可以恰当处理这些问题，同时在功能上也可以起到兼容传统控制的作用，让控制效果达到最大化。

3.2.4控制效果。控制效果的差别也是两种控制之间的内在区别，传统控制不够完善，在速度以及操作上都是较为低下的，这就影响了对系统整体的控制效果，而智能控制，其预先记忆了控制功能的优点，结构完整，其对整体系统的控制相对准确、高效、适用。

4智能控制在机电一体化中的应用

4.1提高精确度。机电一体化制造技术的重要指标就是精度，其精度要求较高，精度决定了所制造产品的质量，智能控制整合了有效资源，对数据控制较为准确，不仅实现了对CPU的控制，同时还具有数字交流的优点，通过小误差，甚至于无误差，使精准度最大化提升，保障了工业产品的质量。

4.2可以对效能进行优化。大多数系统采用的是模块化设计的思维模式，总体而言，功能涉及面通常较广，同时裁剪性也十分突出，这样也可以保证系统的整个运行环节符合国家标准和行业要求。

4.3对程序的有效控制和对加工的改进。操作程序已经成为系统运行的重要考察点之一，我们一般主要参考加工产品的有关数据，这样才能确保产品达到最佳智能的结果。智能控制方式的运用可以缩短加工的时间和简化操作的流程，真正的有了复合加工的成效，加工的程序更加高效和简单化。

5推动智能控制在机电一体化中的发展

5.1政府大力鼓励企业创新。在机电一体化的建设路程中，要想买进迈进更加美好的前景，作为国家主体，政府部门应该鼓励企业，勇于创新，让企业在生产中，不只关注经济效益，还要认识到科技带来的力量，使科技推动生产力，生产力助力经济，生成一个良性的循环。政府要大力倡导学习新技术，将智能化控制应用在机电一体化中，最大程度的实现高产量、高质量、低成本、低损耗的目标。

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1 除尘系统中机电一体化的应用

沥青拌合楼中除尘系统结构较大，其中应用的设备较多，因此要想实现电气设备与控制系统的有效配合实际上非常复杂。因此，机电一体化技术在除尘系统中要想取得良好的效果，首先就必须对整个控制系统进行细致的划分，然后通过协调和满足各子系统控制要求的情况下考虑除尘系统的整体工艺参数，在符合要求后方可启动运行。一般而言，沥青拌合楼除尘器的基础控制结构主要包含以下五个方面的内容：（1）属于除尘器系统控制的电气设备。（2）除尘系统中数据的采集及传送需通过PLC处理。（3）安全联锁在各子系统的分组设计中实现。（4）PLC能够完成各子系统的控制程序与联锁功能。（5）控制系统基本实现人机交互，并具备一定的自动及手动切换功能。

2 在粉料供给系统和沥青系统中机电一体化的应用

2.1 粉料供给系统

通常粉料供给系统中主要为老粉、新粉，粉料供给系统是由两个半圆形的罐组合而成的一个圆形管。在工作运行当中，用气管将粉料供给系统与空压机连接，生产过程中经由称重模块与PLC对粉料进程加以控制。由于粉料具有重量较轻的特点，因此空压机在生产当中主要起到的是吹气的作用，从而让粉料顺利的进入到拌合系统中，完成配比，从而生产出质量合格、指标符合要求的沥青混凝土。

2.2 沥青及其导热油系统

为了达到节能环保的目的，一般人们会在沥青罐上敷设一层厚度≥100mm的保温层，并通过在沥青罐上装设温度传感器的方式，从而在沥青罐加热过程当中通过PLC及温度传感器实现自动化控制。不仅如此，还可以在沥青存储罐上配备泵送装置，在具体的生产运行当中利用泵送装置输送到小罐当中，充分发挥出节约资源的效果。再者，当沥青罐上配置的液位计、传感器能够在沥青排空、加满的过程中通过PLC发出提示，这对于提高工作效率无疑具有重要的作用。需要注意的是，沥青阀门、沥青泵等管路必须要利用导热油管进行加热，一般导热油管的保温层厚度需要≥50mm，从而确保温度符合相关要求。

3 干燥系统和冷料系统中机电一体化的运用

3.1 干燥系统

众所周知，干燥系统主要是通过加温的作用，将冷料系统所提供的冷料加热到一定温度，方便沥青混凝土的搅拌，确保沥青混凝土在搅拌当中的均匀性。一般干燥系统由干燥机与干燥机燃烧器组成。

3.1.1 干燥机的特点

①采用摩擦轮驱动，同传统的链条式驱动、齿轮驱动相比它在工作运行中更为平稳、安全，且使用寿命较长。②机电一体化在干燥系统中的应用，提高了干燥机的使用寿命。轮圈与干燥筒之间采用具有弹性的支撑结构，确保干燥筒在受热之后均匀膨胀，始终让轮圈与干燥筒保持一定的距离，从而达到了让干燥筒平稳转动的良好效果。③机电一体化能够让干燥机应用更为先进的气密技术，这样一来干燥机外漏热气更少，其热效率可以达到90%以上，这对于提高工作效率具有重要的作用。

3.1.2 燃烧器特点

干燥系统的机电一体化实现了燃烧器高压喷雾及低压气流相混合的工作方式。同时，燃烧器内所装设的安定版、多孔板能够保证空气及雾化燃料的充分混合，同传统的高压气流与低油压相混合的工作方式相比，燃烧器在工作当中的燃烧更为充分，释热更快。其次，燃烧器外部配备的传感器还能够将干燥机出口的骨材温度等情况发送到控制电机当中，工作人员根据具体情况便可以通过调节燃油、空气的供应量来实现骨材温度的调节。

3.2 冷料供给系统

冷料供给系统在冷料仓下部装设了给料装置，一般采用的是皮带运输给料的方式，皮带利用挡边带。在具体的工作运行当中，由于料仓出料口设有开度可控的料门，因此通过变频调速等方式能够对皮带机的转速变化进行控制，实际上也达到了控制给料量、稳定给料量的效果。当运行中出现了堵塞、空仓等现象时，出料口所装设的无料报警装置能够对传感器发出的电讯号进行收集并发送到控制室中，供工作人员参考。

其次，冷料仓下部的出料口应该设计梯形结构（如图1），这样一来便能够确保较窄一向朝较宽一向出料；同时，出料口的边缘也应该设计为同皮带距离尺寸由小变大的式样，从而减小出料阻力过大的问题，让料仓出料更为均匀、效率更高，并延长皮带、设备的使用寿命。

图1 冷料仓下部出料口梯形结构图

4 操控系统中机电一体化的应用

沥青拌合楼设备控制系统的控制方式采用的是PLC控制，操作控制站主要是由PLC与工业控制计算机共同组成。其中主要利用多点接口的方式来实现控制站与操作站间的数据通信，并实现冷料供给系统、沥青混合搅拌系统等具体工艺的全过程、全时段监控。

图2 控制系统硬件网络配置

如图2所示，通过两台显示器分屏显示的方式来实现动态画面的演示。沥青拌合楼在具体的工作运行当中其整体监控画面能够通过其中的一台显示器加以显示，这对于操控人员及时了解情况具有重要作用。不仅如此，沥青拌合楼中的各类执行系统、电器设备是否正常工作运行、具体的工作情况等信息都能够通过监控画面加以实时显示。同样，如果操控人员要想获取到具体的数据信息，如温度、压力等信息，通过控制系统电机相应的查询按钮也能够直观的展现在操控人员面前。总之，机电一体化技术在沥青拌合楼中的运用实现了整个工作过程中的可监测、可控制的良好效果，极大的提高了工作效率与质量。

5 结束语

现阶段，机电一体化技术在沥青拌合楼中得到了十分广泛的运用，整个生产过程及操作控制方式不断进步，自动化程度越来越高。总而言之，社会生产力的不断发展与进步，机电一体化是当前机械设备发展的必然趋势。机电一体化技术在沥青拌合楼中的应用更是科学技术发展的重要成果，这对于实现我国机械工业和我省公路建设的大跨越、大发展具有极为重要的意义。

参考文献

篇12

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）08（b）-0107-01

传感器是一种能够感受并探测到外界信号、物理条件、化学组成，同时能将其所探测的信息传递给其他装置或系统。煤矿生产具有规模大、难度大及危险性高的特点，将传感器有效应用于煤矿的机电一体化系统中，可在一定程度上确保机电一体化系统工作的可靠性和有效性。因此对于煤炭开采企业，充分了解并掌握传感器在机电一体化中的应用和发展具有重要意义。

1 传感器概述

传感器，其实质是一种特殊的物理装置，可以有效的探测到外界信号、物理条件和化学组成，并将信号传递给系统中其他装置。就目前讲，传感器是企业生产活动中获取有用信息的主要途径，特别对于生产难度大、危险性高的施工作业，因此传感器已成为当今社会生产活动必不可少的一部分。传感器的最大特性，在于其涉及范围广、综合性强。传感器的此种特性，在一定程度上决定了其在生产和施工中应用的普遍性。

2 传感器在煤矿机电一体化中的运用与发展

煤炭是我国经济的重要组成部分，煤炭的开采作业具有较高的难度和较大的危险性，而机电一体化在煤矿生产中的应用，对高效率、高质量生产起到了很大的推动作用。随着社会发展对煤炭需求的不断增加，有效的将传感器应用于煤矿机电一体化系统中，不但可有效提高机电一体化系统的有效性和可靠性，同时也能够对煤矿的安全、高效生产施工起到重要的保障作用。

2.1 传感器在煤矿机电一体化系统中的应用

通常讲，传感器在煤矿机电一体化系统中的应用较为广泛，本文将从以下几方面分析并论述传感器的煤矿生产中的重要作用，具体如下。

（1）在煤矿机器人的应用。

众所周知，煤矿作业具有较高的危险性，为此通过机器人探测、获取施工环境和信息成为目前煤矿高难度作业的主要途径。将传感器应用于机器人，就相当于将机器人变成了像人一样有触觉、有视觉、有听觉的真实的作业人员，传感器的应用将煤矿机电一体化产业向前推动了一大步，同时也为煤矿的安全作业提供了保障。

（2）在煤矿电液控制系统中的应用。

液压支架在煤矿生产中占有重要地位，是实现模拟人工操作的关键性设备。具有传感器等多种支架控制单元组成的电液控制系统，与传统的手动操作、人为操作具有作业效率高、安全性高和操作性便捷等优势。传感器在煤矿电液控制系统中的应用，实现了矿井下无人作业的局面，从而有效的保护了施工人员的人身安全。

（3）在煤矿安全生产监控系统中的应用。

①煤尘测量。煤矿生产过程中，煤尘是威胁生产安全的主要因素之一，而传感器在煤矿中的应用则为安全生产提供了有力保障。光纤传感器在煤尘测量中的工作原理，即光向后散射法，而后将获取信息传送给计算机，再由计算机操作人员及时管理和控制，此时传感器在煤尘测量中的应用如图1所示。

②瓦斯爆炸。瓦斯爆炸是煤矿安全生产的最大威胁，瓦斯主要成分为甲烷，为此将强对煤矿甲烷气体的监控、检测至关重要。光纤气体传感器的原理为，矿井瓦斯中不同气体的分子结构所对应的吸收光谱不同，并且同一种气体在不同浓度时，同一吸收峰所吸收的强度也有所不同，由此通过对气体特定波长光吸收程度的检测和信息反馈，就可以确定矿井中气体的成分和浓度状况。传感器在此处的应用，做到了对矿井中瓦斯所含气体类别和浓度的实时检测和监控，有效保证了狂进施工作业的安全性。

2.2 传感器在煤矿机电一体化系统中的发展

到目前为止，传感器在煤矿机电一体化系统中的应用已取得了一定程度的进步。然而随着煤矿中机电一体化系统的不断发展与完善，传感器在煤矿机电一体化系统中的应用也应该向着技术化、微型化、智能话及数字化方向发展。

首先可集中目前传感器所能感受到的对象，如生物学、光电子及微电子等；其次根据上述集中的信息感受对象，不断研究并开发出创新型的敏感材料，从而有利于研制出高科技、应用范围广的新型传感器；另外积极提高传感器的灵敏度和精度，以有效保证煤矿声场机电一体化系统的及时性、可靠性；最后提倡煤矿机电一体化系统数字化和智能化。传统煤矿中应用的传感器不过是一个单一的模拟信号，而伴随着社会的发展，传统传感器应挣脱传统束缚，将单一的模拟信号改变为已处理好的数字信号，以满足智能传感器的讲授需求。

总而言之，煤矿机电一体化系统中传感器的应用，为煤矿开采和作业施工提供了有力的保障。虽然我国传感器在煤矿机电一体化系统中的应用越来越普遍，但是随着社会需求的发展与变化，煤矿机电一体化系统中传感器应不断探索、不断总结，以研究、发现质量更好的传感器新型材料，从而为煤矿机电一体化系统提供较高的检测水平，以确保煤矿机电一体化系统在煤矿生产作业过程的安全性和可靠性，并推动我国煤矿业的快速发展。

参考文献

[1] 王善秋.机电一体化系统中传感器技术的应用[J].科技与企业，2012，8.