時(shí)間：2023-08-12 08:24:11
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【關(guān)鍵詞】OS2 電網(wǎng) 調(diào)度自動(dòng)化 一體化 模塊化
為適應(yīng)電網(wǎng)的快速發(fā)展需求，提高電網(wǎng)運(yùn)行能力，解決電網(wǎng)中的信息孤島、協(xié)作難等問(wèn)題，二次系統(tǒng)一體化的研究早在幾年前就被提上議事日程，并提出一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）。這一系統(tǒng)打通各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)之間的聯(lián)系壁壘，實(shí)現(xiàn)各專業(yè)系統(tǒng)的橫向業(yè)務(wù)協(xié)作和縱向數(shù)據(jù)交流，提高電網(wǎng)的綜合運(yùn)行能力；將孤島式的專業(yè)系統(tǒng)有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，加強(qiáng)專業(yè)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)交互。
1 OS2整體架構(gòu)
1.1 定義
OS2就是按照SOA標(biāo)準(zhǔn)體系，具有一體化、模塊化、智能化特征，能滿足電網(wǎng)公司各級(jí)調(diào)度主站和10kV以上所有廠站運(yùn)行業(yè)務(wù)需求和管理需求的新一代電網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)支持系統(tǒng)。OS2的主站端系統(tǒng)涵蓋電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控、管理的業(yè)務(wù)功能，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化、開(kāi)放的技術(shù)架構(gòu)，將在線與決策、保信、節(jié)能發(fā)電調(diào)度、發(fā)電輔助服務(wù)考核、DMIS等系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，滿足電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控和管理全部的業(yè)務(wù)需求。廠站端則是在現(xiàn)有的自動(dòng)化系統(tǒng)、數(shù)字變電站等的基礎(chǔ)上，整合間隔層裝置、站控層數(shù)據(jù)、站端智能化功能，并建設(shè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集通道，實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集和交換。
1.2 技術(shù)架構(gòu)
OS2由主站端系統(tǒng)和廠站端系統(tǒng)組成，各個(gè)主站端和廠站端系統(tǒng)又可以分成運(yùn)行控制系統(tǒng)（OCS）、運(yùn)行管理系統(tǒng)（OMS）、電力系統(tǒng)運(yùn)行駕駛艙（POC）或變電運(yùn)行駕駛艙（SOC），覆蓋電網(wǎng)運(yùn)行和管理的全過(guò)程，如圖1所示。
在這個(gè)技術(shù)架構(gòu)中，OCS的主要功能是電網(wǎng)運(yùn)行的在線監(jiān)控和自動(dòng)控制；OMS則是通過(guò)運(yùn)行分析輔助決策，重視決策的策劃。OCS與OMS的協(xié)同配合，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的閉環(huán)控制和管理。POC建立在主站端系統(tǒng)的OCS和OMS上，它面向電網(wǎng)的決策管理人員和關(guān)鍵崗位人員，服務(wù)用戶，為其提供一站式的運(yùn)行狀況和決策支持服務(wù)。而SOC則是建立在中心站的OCS與OMS之上，面向變電運(yùn)行的關(guān)鍵崗位，為其提供面向廠站的運(yùn)行、設(shè)備管理等方面的服務(wù)。除此之外，在這個(gè)系統(tǒng)中，還有橫向/縱向的OSB系統(tǒng)，其貫穿于整個(gè)電力生產(chǎn)的全過(guò)程中，是OS2系統(tǒng)的信息交互紐帶。各個(gè)主站、廠站系統(tǒng)通過(guò)縱向的OSB實(shí)現(xiàn)信息交互，而系統(tǒng)內(nèi)則采用橫向OSB系統(tǒng)，通過(guò)統(tǒng)一的信息編碼、標(biāo)準(zhǔn)接口實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的即插即用，將系統(tǒng)與企業(yè)的信息管理系統(tǒng)交接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)為企業(yè)的在線服務(wù)，實(shí)現(xiàn)信息共享。
2 OS2的特征
2.1 一體化
OS2提出的初始原因之一就是要解決電網(wǎng)系統(tǒng)中的信息孤島、缺乏統(tǒng)一規(guī)劃管理問(wèn)題。因此，該系統(tǒng)在建設(shè)之初就大力推進(jìn)全方位覆蓋、全過(guò)程管理和統(tǒng)一規(guī)劃。在OS2系統(tǒng)中，其一體化特征主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是從廣度上覆蓋整個(gè)電網(wǎng)，一體化的全方位覆蓋，它支持全網(wǎng)各級(jí)調(diào)度主站和廠站的一體化運(yùn)行監(jiān)控、運(yùn)行管理。二是從深度上實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的覆蓋，滿足電網(wǎng)運(yùn)行的安全、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等要求，覆蓋電網(wǎng)運(yùn)行的全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電等環(huán)節(jié)的無(wú)縫對(duì)接和一體化管理。三是從協(xié)同作戰(zhàn)上實(shí)現(xiàn)一體化的全面協(xié)同，支持電網(wǎng)各個(gè)專業(yè)業(yè)務(wù)的橫向、縱向協(xié)調(diào)。
2.2 模塊化
OS2是面向電網(wǎng)專業(yè)業(yè)務(wù)的運(yùn)行調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，它以業(yè)務(wù)為導(dǎo)向，將其形成不同的模塊，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)與生產(chǎn)的耦合。從系統(tǒng)運(yùn)行方面來(lái)看，模塊化包含了整個(gè)電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電、配電、用電的全過(guò)程。它建設(shè)了開(kāi)放的信息化平臺(tái)，并應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)化接口保證各類專業(yè)系統(tǒng)以模塊化形式即插即用，實(shí)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)系統(tǒng)融入OS2中協(xié)同作戰(zhàn)。在主站端的模塊化上，它將電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)集中到一起，為決策提供輔助服務(wù)；統(tǒng)一了電網(wǎng)的模型，消除信息孤島，實(shí)現(xiàn)了各個(gè)業(yè)務(wù)的橫向、縱向交流，提升電網(wǎng)的一體化運(yùn)行管理能力；整合現(xiàn)有資源，并健全標(biāo)準(zhǔn)體系，加強(qiáng)信息化管控。
2.3 智能化
OS2的智能化是實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行信息的橫向、縱向無(wú)障礙流通和交互，打破了專業(yè)系統(tǒng)之間的壁壘，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的閉環(huán)運(yùn)行控制，并加強(qiáng)安全監(jiān)控預(yù)警，保證電網(wǎng)運(yùn)行的安全。通過(guò)智能化提高各個(gè)系統(tǒng)之間的協(xié)同作業(yè)能力，從而有效提高各項(xiàng)工作的效率和質(zhì)量，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。從技術(shù)角度來(lái)說(shuō)，OS2實(shí)現(xiàn)各個(gè)專業(yè)、領(lǐng)域的互動(dòng)配合。一是調(diào)度中心的各個(gè)專業(yè)之間的互動(dòng)配合。二是電網(wǎng)運(yùn)行與規(guī)劃之間的互動(dòng)配合，OS2實(shí)現(xiàn)貫穿于電力系統(tǒng)運(yùn)行全過(guò)程的信息無(wú)障礙交互，而這些正好為規(guī)劃工作提供依據(jù)，使得規(guī)劃工作更加精細(xì)化，及時(shí)將電網(wǎng)運(yùn)行的數(shù)據(jù)資料傳遞給電網(wǎng)規(guī)劃，然后智能化進(jìn)行不同周期、不同主題的規(guī)劃，并跟蹤規(guī)劃對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的影響。
3 結(jié)束語(yǔ)
本文介紹了一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)（OS2）的定義、技術(shù)架構(gòu)、特征，其不能滿足電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、安全等方面需求，介紹了電網(wǎng)運(yùn)行的新思路，為實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行管理的跨越式發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1]汪際峰.南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)建設(shè)初探[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2012（02）：1-5.
[2]汪際峰.一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)的概念及特征[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2011，35（24）：1-6.
[3]蘇揚(yáng)，溫柏堅(jiān)，胡劍鋒等.一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)的安全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)安全，2013（11）：42-46.
摘 要：現(xiàn)階段我國(guó)的機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展比較迅速，尤其在新的技術(shù)應(yīng)用下，對(duì)機(jī)械生產(chǎn)能力的提高起到了促進(jìn)作用。將機(jī)電一體化應(yīng)用在機(jī)械當(dāng)中，是工程機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)?；诖?，本文主要就機(jī)電一體化的特征以及應(yīng)用作用發(fā)揮加以闡述，然后結(jié)合實(shí)際對(duì)機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)詳細(xì)探究。希望能通過(guò)此次對(duì)機(jī)電一體化的應(yīng)用研究，對(duì)實(shí)際工程機(jī)械的發(fā)展起到促進(jìn)作用。
關(guān)鍵詞：機(jī)械；機(jī)電一體化；應(yīng)用
0.引言
工程機(jī)械的操作中，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化就能提高機(jī)械使用性能以及效率。傳統(tǒng)的機(jī)械使用整體效率比較低，處在當(dāng)前的發(fā)展階段，傳統(tǒng)機(jī)械應(yīng)用已經(jīng)不能滿足實(shí)際的生產(chǎn)力需求。通過(guò)從理論層面對(duì)機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用研究，對(duì)機(jī)械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就有著積極意義。
1.機(jī)械機(jī)電一體化的特征以及應(yīng)用作用發(fā)揮
1.1 機(jī)械機(jī)電一體化的特征體現(xiàn)
機(jī)械機(jī)電一體化的運(yùn)用有著鮮明特征體現(xiàn)，生產(chǎn)能力強(qiáng)的特征比較突出。機(jī)電一體化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)對(duì)信息自動(dòng)處理的作用能充分發(fā)揮，這樣機(jī)械就能在自動(dòng)化的運(yùn)作能力上表現(xiàn)的比較強(qiáng)，對(duì)設(shè)備運(yùn)用的靈敏度檢測(cè)也能實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化的設(shè)備系統(tǒng)控制，能有效保障產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，在產(chǎn)品的性能上也能保障。特征還體現(xiàn)在安全性方面。實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，就能有效保障機(jī)械的安全運(yùn)行[1]?；跈C(jī)電一體化系統(tǒng)的多樣化功能，在機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行當(dāng)中自動(dòng)診斷功能的發(fā)揮也比較突出，從而就提高了設(shè)備運(yùn)行的安全。除此之外，機(jī)電一體化系統(tǒng)在使用性能上也比較強(qiáng)，在應(yīng)用的范圍也比較廣泛。
1.2 機(jī)械機(jī)電一體化應(yīng)用作用發(fā)揮
工程機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用有著諸多積極作用發(fā)揮，在監(jiān)控作用方面表現(xiàn)的比較突出。工程機(jī)械機(jī)電一體化的電子監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)能實(shí)時(shí)性的監(jiān)測(cè)，在機(jī)械出現(xiàn)了嚴(yán)重磨損的時(shí)候，系統(tǒng)的自動(dòng)診斷功能就能發(fā)揮其積極作用，這對(duì)故障的及時(shí)性解決就提供了方便。在機(jī)電一體化的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)下，對(duì)工程機(jī)械的正?；鳂I(yè)有著保障，能最大化的降低安全事故。
再者，機(jī)電一體化的應(yīng)用作用發(fā)揮還體現(xiàn)在節(jié)能作用上。機(jī)械運(yùn)作中，機(jī)電一體化的系統(tǒng)運(yùn)行能對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行得以保障，將機(jī)械設(shè)備的能量充分發(fā)揮，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。這對(duì)資源儲(chǔ)備量也能得到有效保障[2]。電子節(jié)能控制器的運(yùn)用，能降低設(shè)備的磨損率，從整體上提高機(jī)械設(shè)備的工作效率。機(jī)電一體化的運(yùn)用對(duì)作業(yè)的精度能得以保障，減少了傳統(tǒng)機(jī)械工作中的人為誤差。
2.機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)
2.1 機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用分析
機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用中，對(duì)成品的精度要求比較高，這也是和產(chǎn)品的性能保障有著直接性關(guān)系的。機(jī)電一體化技術(shù)能對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接控制。在輸入了相應(yīng)參數(shù)之后，機(jī)械就可按照參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)化的運(yùn)作，這對(duì)產(chǎn)品的精度就得到了保障，使得整體生產(chǎn)水平和能力得到了提高。機(jī)械的自動(dòng)化以及半自動(dòng)化作業(yè)當(dāng)中，對(duì)人員操作的工作量大大降低了，也能保障生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量[3]。如日本的三菱公司就將挖掘軌跡控制和挖掘機(jī)進(jìn)行稽核，在對(duì)鏟斗的運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)定之后，通過(guò)微機(jī)進(jìn)行控制，就可對(duì)臂桿和鏟刀等自動(dòng)化控制，這就大大增加了工作的效率和質(zhì)量。
機(jī)械中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，對(duì)電子監(jiān)控以及自動(dòng)化報(bào)警、故障自診斷系統(tǒng)的功能發(fā)揮，就能提高機(jī)械整體生產(chǎn)水平。工程機(jī)械的發(fā)動(dòng)機(jī)以及傳動(dòng)系統(tǒng)等在運(yùn)行中，通過(guò)電子監(jiān)控以及自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)用，對(duì)運(yùn)行中所出現(xiàn)的異常現(xiàn)象就能直接提示，這就對(duì)駕駛員的工作條件得到了有效提高，對(duì)機(jī)械維修的費(fèi)用也能大大降低，有助于設(shè)備的使用壽命進(jìn)一步延長(zhǎng)。機(jī)械中的機(jī)電一體化的運(yùn)用，能有效提高生產(chǎn)率。如在液壓挖掘機(jī)的燃料能力量的利用率僅為30%，這樣的低能運(yùn)行，對(duì)能源的節(jié)約就體現(xiàn)的比較突出，在節(jié)約能源的同時(shí)，也能大大提高生產(chǎn)率，這就是機(jī)電一體化得以迅速發(fā)展的重要原因。
機(jī)電一體化在機(jī)械當(dāng)中的運(yùn)用過(guò)程中，機(jī)電自動(dòng)檢測(cè)的功能也能充分發(fā)揮。自動(dòng)檢測(cè)功能的運(yùn)用對(duì)機(jī)械各子系統(tǒng)都能進(jìn)行檢測(cè)，從而可及時(shí)性的了解機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用狀況。在系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時(shí)候，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)，對(duì)故障的部位就能明確[4]。自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)機(jī)械的運(yùn)行效率提高就發(fā)揮了積極作用，保障了整個(gè)生產(chǎn)的順利進(jìn)行。
2.2 機(jī)械中機(jī)電一體化的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)
隨著新技術(shù)的升級(jí)，機(jī)械機(jī)電一體化也會(huì)向著智能化的方向發(fā)展。智能化是對(duì)機(jī)械設(shè)備行為的描述。機(jī)械的智能化發(fā)展是將多種學(xué)科知識(shí)技g進(jìn)行綜合的，如計(jì)算機(jī)技術(shù)以及人工智能技術(shù)和運(yùn)籌學(xué)等等。在這些技術(shù)以及理論的綜合下，就能對(duì)機(jī)電一體化的產(chǎn)品生產(chǎn)效率進(jìn)一步的提高，對(duì)機(jī)械的控制能力也能提高。
機(jī)械機(jī)電一體化的發(fā)展也會(huì)向著微型化方向邁進(jìn)。所謂的微型化就是通過(guò)對(duì)納米技術(shù)的應(yīng)用，微機(jī)電一體化的產(chǎn)品的體積縮小，這樣在能耗上也會(huì)大大降低，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中的靈活程度就可提高。機(jī)械機(jī)電一體化的微型化目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也是對(duì)整體機(jī)械行業(yè)的發(fā)展有著積極意義的。通過(guò)精細(xì)化的加工技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)能力提高的目標(biāo)。
當(dāng)前我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，而在機(jī)械行業(yè)中，將機(jī)電一體化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，在對(duì)遠(yuǎn)程控制技術(shù)以及監(jiān)視技術(shù)的應(yīng)用下，就能從很大程度上提高機(jī)械運(yùn)作的效率。這也是現(xiàn)代化機(jī)械發(fā)展的重要方向[5]。
系統(tǒng)化的發(fā)展也是重要發(fā)展方向。主要就是機(jī)械機(jī)電一體化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加的完善，在整體的結(jié)構(gòu)上能靈活性的組態(tài)，從而滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。系統(tǒng)化發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，就要能注重將多個(gè)子系統(tǒng)協(xié)調(diào)化，并對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行綜合性的管理，這樣就能提高系統(tǒng)的運(yùn)用性能。
3.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，我國(guó)的機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中，要想促使其進(jìn)步，就要充分重視機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用，并要能從多方面注重對(duì)技術(shù)的升級(jí)運(yùn)用。通過(guò)此次對(duì)機(jī)電一體化的技術(shù)應(yīng)用研究，就能為實(shí)際機(jī)械發(fā)展的水平提高起到一定啟示作用。
參考文獻(xiàn)：
[1] 吳澤平. 論機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械中的運(yùn)用[J]. 電腦迷. 2016（11）
[2] 傅思杰. 控制工程在機(jī)械電子工程中的應(yīng)用[J]. 福建質(zhì)量管理. 2016（04）
[3] 趙慶偉. 機(jī)電一體化在工程機(jī)械上的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品. 2015（23）
關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化；特征；現(xiàn)狀問(wèn)題；應(yīng)用
一、煤礦電一體化技術(shù)的主要特征
煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的特征主要表現(xiàn)為：（1）具有在線監(jiān)控、自動(dòng)報(bào)警及故障自診的特征。即對(duì)煤礦機(jī)械的電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、工作裝置、制動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，出現(xiàn)故障能動(dòng)報(bào)警并準(zhǔn)確地指出故障的部位，從而改善操作員的工作條件，提高機(jī)器的工作效率，簡(jiǎn)化設(shè)備維護(hù)檢查工作，降低應(yīng)用維修費(fèi)用，縮短停機(jī)維修時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的應(yīng)用壽命。（2）具有提高生產(chǎn)效率的特征。例如井下應(yīng)用的膠帶輸送機(jī)、通風(fēng)機(jī)、提升機(jī)等，應(yīng)用變頻起動(dòng)、PLC控制系統(tǒng)，節(jié)電量就為30%左右，同時(shí)生產(chǎn)效率也可以大大的提高（3）適用范圍大的特征。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有復(fù)合技術(shù)和功能，不具有單技術(shù)、單功能的局限性，這使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能得到很大提高，也深化了自動(dòng)化的程度。機(jī)電一體化產(chǎn)品具有的自動(dòng)和智能功能可以輕松應(yīng)對(duì)用戶的需求。
二、我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的現(xiàn)狀問(wèn)題
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能技術(shù)的開(kāi)發(fā)與利用，全方位的提高了機(jī)電一體化的水準(zhǔn)，并且有效地結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)的利用。目前我國(guó)煤礦機(jī)電一體化還存在著很明顯的不足，也與西方國(guó)家存在明顯的差距，但仍然取得了顯著進(jìn)步，這在很多方面都得到了體現(xiàn)：先進(jìn)采煤機(jī)的應(yīng)用是最明顯標(biāo)志，其不僅大大的提高了產(chǎn)量，還增加了安全性；綜合液壓支架的應(yīng)用不僅僅大量減輕了重力的壓力，也提高了人身設(shè)備的安全；鋼絲繩損耗定量檢測(cè)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)就充分利用了計(jì)算機(jī)的作用，精確的計(jì)算了鋼絲繩的損耗程度，使安全隱患消失于無(wú)形；此外，還有很多其他技術(shù)的利用也充分體現(xiàn)了我國(guó)煤礦機(jī)電一體化的進(jìn)程，例如：提升機(jī)交流電控系統(tǒng)、LC煤礦提升機(jī)綜合后備保護(hù)裝置、ZDC30/30煤V用斜巷防跑車擋車裝置等等。
雖然我國(guó)在機(jī)電一體化的進(jìn)程方面和西方發(fā)達(dá)國(guó)家差不多，但在具體的技術(shù)和應(yīng)用上卻還是存在著很大的差距，不僅僅在整體的技術(shù)水平和利用范圍上存在著明顯差距，就算在具體的機(jī)械設(shè)備上也存在著明顯的落后趨勢(shì)，舉例來(lái)說(shuō)：國(guó)外現(xiàn)在最流行的一種SL500系列采煤機(jī)的各種數(shù)據(jù)在我國(guó)暫時(shí)研制不出來(lái)，并且在交流變頻開(kāi)采技術(shù)等方面也存在著明顯的差距，最大的差距是存在于自動(dòng)化技術(shù)方面。
三、機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用分析
1、機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)中的應(yīng)用分析。電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個(gè)典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，其具有以下特征：（1）具有良好牽引特性的特征。可以在采煤機(jī)前進(jìn)時(shí)提供牽引力，使其克服阻力移動(dòng)，也可以在采煤機(jī)下滑時(shí)進(jìn)行發(fā)電制動(dòng)，向電網(wǎng)反饋電能。（2）可用于大傾角煤層的特征。牽引電動(dòng)機(jī)軸端裝有停機(jī)時(shí)防止機(jī)器下滑的制動(dòng)器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動(dòng)力矩為電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6～2.0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在40°～50°傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。（3）運(yùn)行可靠且應(yīng)用壽命長(zhǎng)的特征。電牽引和液壓牽引不同，前者除電動(dòng)機(jī)的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無(wú)磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長(zhǎng)，維修工作量小。（4）反應(yīng)靈敏且動(dòng)態(tài)特性好的特征。電控系統(tǒng)能及時(shí)調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率高的特征。電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。
2、機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用分析。煤礦帶式輸送機(jī)由于長(zhǎng)距離連續(xù)輸送、輸送量大、運(yùn)行可靠、效率高和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特征，已成為我國(guó)煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備。因此，成為近幾年來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)的研究重點(diǎn)。目前主要采用機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。它是一種專門為平滑起動(dòng)運(yùn)送大慣性載荷，如煤炭或金屬礦石的長(zhǎng)距離皮帶運(yùn)輸機(jī)而設(shè)計(jì)的軟驅(qū)動(dòng)裝置。一條皮帶運(yùn)輸機(jī)可以由一臺(tái)或幾臺(tái)CST驅(qū)動(dòng)。由于尚未解決動(dòng)態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)，我國(guó)帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)不能不知過(guò)多，一般為3點(diǎn)驅(qū)動(dòng)，這樣就限制了輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度和運(yùn)量。
3、機(jī)電一體化技術(shù)在提升機(jī)中的應(yīng)用分析。礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動(dòng)化水平最高的設(shè)備，全數(shù)字化交直流提升機(jī)。尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機(jī)高度可靠，采用總線方式，大大簡(jiǎn)化了電器安裝，此外，硬件配置簡(jiǎn)單，互相兼容。
4、礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用分析。多數(shù)煤礦的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用還存在一些問(wèn)題，主要問(wèn)題是傳感器的不足，并且應(yīng)用過(guò)程中，其穩(wěn)定性相對(duì)較差，應(yīng)用壽命不足，一些研究所和應(yīng)用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒(méi)有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用率不是很高。在國(guó)外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。
四.結(jié)語(yǔ)
綜上所述，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。并且隨著微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域占據(jù)的優(yōu)勢(shì)，受到了越來(lái)越多企業(yè)的重視，其在煤礦開(kāi)采中具有重要的作用，因此必須加強(qiáng)對(duì)煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀問(wèn)題及其應(yīng)用進(jìn)行了分析。
參考文獻(xiàn)：
[1]黃建軍.技校機(jī)電一體化教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和改革對(duì)策[J].管理學(xué)家，2011（8）
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；基本概念；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展方向
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
隨著現(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。“機(jī)電一體化”意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合。這一名稱已得到包括我國(guó)在內(nèi)的世界各國(guó)的承認(rèn)，我國(guó)的工程技術(shù)人員習(xí)慣上把它譯為機(jī)電一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機(jī)電一體化技術(shù)基本概念
機(jī)電一體化技術(shù)是在微型計(jì)算機(jī)為代表的微電子技術(shù)、信息技術(shù)迅速發(fā)展，向機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域迅猛滲透，機(jī)械電子技術(shù)深度結(jié)合的現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感測(cè)試技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù)，從系統(tǒng)理論出發(fā)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)目標(biāo)，以智力、動(dòng)力、結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)和感知組成要素為基礎(chǔ)，對(duì)各組成要素及其間的信息處理，接口耦合，運(yùn)動(dòng)傳遞，物質(zhì)運(yùn)動(dòng)，能量變換進(jìn)行研究，使得整個(gè)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合與綜合集成，并在系統(tǒng)程序和微電子電路的有序信息流控制下，形成物質(zhì)的和能量的有規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在高功能、高質(zhì)量、高精度、高可靠性、低能耗等諸方面實(shí)現(xiàn)多種技術(shù)功能復(fù)合的最佳功能價(jià)值系統(tǒng)工程技術(shù)。
二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1、機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
3、系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4、自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
5、傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1、數(shù)控機(jī)床問(wèn)世：自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。
2、微電子技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3、激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
四、機(jī)電一體化的發(fā)展方向
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
1、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，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)。
2、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)。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)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3、自動(dòng)化：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來(lái)代替人去完成各種測(cè)試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。
4、綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
1 機(jī)電一體化的基本概念
機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，亦可稱為機(jī)電整合，英語(yǔ)稱為Mechatronics，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成，它是在機(jī)構(gòu)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(lái)所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展概況
機(jī)電一體化最早出現(xiàn)在1971年日本雜志《機(jī)械設(shè)計(jì)》的副刊上，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展?，F(xiàn)在的機(jī)電一體化技術(shù)，是機(jī)械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)，它的發(fā)展使冷冰冰的機(jī)器有了人性化，智能化。
但在20世紀(jì)60年代以前，機(jī)電一體化就已經(jīng)開(kāi)始發(fā)展了。在這一時(shí)期，人們?cè)诓恢X(jué)中就已經(jīng)在利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合。20世紀(jì)70～80年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路和微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展，為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)，也就是在這一時(shí)期出現(xiàn)了機(jī)電一體化這一名詞。20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入了深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。據(jù)了解，我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。
機(jī)電一體化是集機(jī)械、電子、光學(xué)、控制、計(jì)算機(jī)、信息等多學(xué)科的交叉綜合，它的發(fā)展和進(jìn)步依賴并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。因此，機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向如下：
（一）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。它是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一。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，吸收計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、心理學(xué)、生理學(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)。故智能機(jī)電一體化產(chǎn)品也具有這種能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)
（二）數(shù)字化
微控制器和接口技術(shù)的發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，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，數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。
（三）模塊化
模塊化也是機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)，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(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動(dòng)力接口、信息接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又非常重要的事情。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。但機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品，同時(shí)也可以不斷擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。
（四）網(wǎng)絡(luò)化
20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展后的突出成就是網(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)、教育以及日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。而各種網(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)正在興盛，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。
（五）微型化
微型化是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，微機(jī)電系統(tǒng)產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
（六）系統(tǒng)化
摘要：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)。
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。
一、機(jī)電一體化概要
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)械裝置與電子化設(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)與控制自動(dòng)診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展?fàn)顩r
機(jī)電一體化的發(fā)展大體可以分為3個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前為第一階段，這一階段稱為初級(jí)階段。在這一時(shí)期，人們自覺(jué)不自覺(jué)地利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，戰(zhàn)爭(zhēng)刺激了機(jī)械產(chǎn)品與電子技術(shù)的結(jié)合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起了積極的作用。那時(shí)研制和開(kāi)發(fā)從總體上看還處于自發(fā)狀態(tài)。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的發(fā)展尚未達(dá)到一定水平，機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合還不可能廣泛和深入發(fā)展，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品也無(wú)法大量推廣。
20世紀(jì)90年代后期，開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支；另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地。這些研究，將促使機(jī)電一體化進(jìn)一步建立完整的基礎(chǔ)和逐漸形成完整的科學(xué)體系。
我國(guó)是從20世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)劃”中。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時(shí)充分考慮了國(guó)際上關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向和由此可能帶來(lái)的影響。許多大專院校、研究機(jī)構(gòu)及一些大中型企業(yè)對(duì)這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作，不取得了一定成果，但與日本等先進(jìn)國(guó)家相比仍有相當(dāng)差距。
三、機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)
1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)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)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。
2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)?；瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來(lái)美好的前程。
3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。
4微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù)，微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù)，即超精密技術(shù)，它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
5綠色化
工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。一方面，物質(zhì)豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態(tài)環(huán)境受到嚴(yán)重污染。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生，綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。
6系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)之二是通信功能的大大加強(qiáng)，一般除RS232外，還有RS485、DCS人格化。未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系，機(jī)電一體化的人格化有兩層含義。一層是，機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體花產(chǎn)品。事實(shí)上，許多機(jī)電一體化產(chǎn)品都是受動(dòng)物的啟發(fā)研制出來(lái)的。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述，機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的，它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶，是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。當(dāng)然，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn):
李建勇．機(jī)電一體化技術(shù)．北京：科學(xué)出版社，2004．
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：
機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1.機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4.自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
6.伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1.數(shù)控機(jī)床問(wèn)世：自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。
2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國(guó)汽車制造業(yè)開(kāi)發(fā)一種Modular DigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開(kāi)始了PLC的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開(kāi)放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來(lái)處于不同硬件平臺(tái)的系統(tǒng)，正隨著計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺(tái)，運(yùn)用同一個(gè)操作系統(tǒng)、同一個(gè)編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
三、機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
1.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，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)。
2.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)。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)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.微型化：興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
4.綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。
結(jié)束語(yǔ)：
當(dāng)然，機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；核心技術(shù)；發(fā)展進(jìn)程；發(fā)展趨勢(shì)
機(jī)電一體化技術(shù)是面向應(yīng)用的跨學(xué)科技術(shù)，是機(jī)械、微電子、信息和控制技術(shù)等有機(jī)融合、相互滲透的結(jié)果。今天機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展飛速，機(jī)電一體化產(chǎn)品更日新月異。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
1.機(jī)械技術(shù)：是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)，機(jī)械技術(shù)的著眼點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其高、新技術(shù)來(lái)更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。
2.計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)：其中信息交換、存取、運(yùn)算、判斷與決策、人工智能技術(shù)、專家系統(tǒng)技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)均屬于計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)：即以整體概念組織應(yīng)用各種相關(guān)技術(shù)，從全局角度和系統(tǒng)目標(biāo)出發(fā)，將總體分解成相互關(guān)聯(lián)的若干功能單元，接口技術(shù)是系統(tǒng)技術(shù)中一個(gè)重要方面，是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機(jī)連接的保證。
4.自動(dòng)控制技術(shù)：其范圍很廣，在控制理論指導(dǎo)下，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)后的系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，控制技術(shù)包括如高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷校正、補(bǔ)償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測(cè)技術(shù)：是系統(tǒng)的感受器官，是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強(qiáng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程序就越高。
6.伺服傳動(dòng)技術(shù)：包括電動(dòng)、氣動(dòng)、液壓等各種類型的傳動(dòng)裝置，伺服系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)電信號(hào)到機(jī)械動(dòng)作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對(duì)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
二、機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程
1.數(shù)控機(jī)床問(wèn)世：自從1952年美國(guó)第1臺(tái)數(shù)控銑床問(wèn)世至今已50個(gè)年頭。我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展階段，尤其是在1999年后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。
2.微電子技術(shù)的發(fā)展：我國(guó)的集成電路產(chǎn)業(yè)起步于1965年，經(jīng)過(guò)30多年發(fā)展，已初步形成包括設(shè)計(jì)、制造、包裝業(yè)共同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。
3.可編程序控制器（PLC）的應(yīng)用于工業(yè)：上世紀(jì)60年代后期，美國(guó)汽車制造業(yè)開(kāi)發(fā)一種ModularDigitalController（MODICON）取代繼電控制盤。MODICON是世界上第一種投入商業(yè)生產(chǎn)的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽車工業(yè)獲得大量應(yīng)用。80年代是它走向成熟，全面采用微電子及微處理器技術(shù)。90年代又開(kāi)始了PLC的第三個(gè)發(fā)展時(shí)期。90年代后期進(jìn)入了第四階段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向現(xiàn)場(chǎng)總線網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，采用開(kāi)放的通信接口，如以太網(wǎng)、高速串口；采用各種相關(guān)的國(guó)際工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和一系列的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)；從而使PLC和DCS這些原來(lái)處于不同硬件平臺(tái)的系統(tǒng)，正隨著計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展，趨向于建立同一硬件平臺(tái)，運(yùn)用同一個(gè)操作系統(tǒng)、同一個(gè)編程系統(tǒng)，執(zhí)行不同的DCS和PLC功能。這就是真正意義上的EIC三電一體化。
4.激光技術(shù)、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)的出現(xiàn)：以激光技術(shù)為首的光電子技術(shù)是未來(lái)信息技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，它集中了固體物理、波導(dǎo)光學(xué)、材料科學(xué)、微細(xì)加工和半導(dǎo)體科學(xué)技術(shù)的科研成就，成為電子技術(shù)與光子技術(shù)自然結(jié)合與擴(kuò)展、具有強(qiáng)烈應(yīng)用背景的新興交叉學(xué)科，對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)、科技和國(guó)防都具有重要的戰(zhàn)略意義。
三、機(jī)電一體化向智能化邁進(jìn)
20世紀(jì)90年代后期，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化，微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭角，出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新支；另一方面，對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法，機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。未來(lái)機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：
1.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，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)。
2.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)。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)暢銷全球。因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑將朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.微型化：興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。國(guó)外稱其為微電子機(jī)械系統(tǒng)（MEMS），泛指幾何尺寸不超過(guò)1立方厘米的機(jī)電一體化產(chǎn)品，并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。
4.綠色化：機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指，使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，報(bào)廢后能回收利用。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的生命過(guò)程中，符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類健康的要求，對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少，資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品，具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。
5.系統(tǒng)化：其表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開(kāi)放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài)，進(jìn)行任意剪裁和組合，同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能的大大加強(qiáng)，特別是“人格化”發(fā)展引人注目，即未來(lái)的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。一是如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來(lái)越重要，特別是對(duì)家用機(jī)器人，其高層境界就是人機(jī)一體化。另一層含義是模仿生物機(jī)理，研制各種機(jī)電一體化產(chǎn)品。
結(jié)束語(yǔ)：
當(dāng)然，機(jī)電一體化的發(fā)展不是孤立的，與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多，并隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也將更加廣闊。
參考文獻(xiàn)：
