机电一体化认识实习论文

第一篇：机电一体化认识实习论文

题目(中)从生产线角度浅谈机电一体化技术

(英)Mechtronics Used in Production Lines

姓名与学号

林嘉颖 3090100768

指导教师

林勇刚

年级与专业

机械电子工程0902

时间

2011年7月12日

机械电子工程暑期实习总结报告

一 摘要

机电一体化不仅是一门技术，而且是一门科学问题和方法学问题。在生产线中的许许多多工序都涉及到机电一体化技术，同时整条生产线也运用了机电一体化的思维方式，组成一个巨大的一体化系统，使生产效率提高，成本大大降低。本文将通过三个案例分析，浅析现代化生产线中机电一体化技术及思维的应用，并根据各个案例的特点，就个人所见所闻提出一些改进方案，从而总结出机电一体化系统的构成特点及发展趋势。

二 关键词

生产线 自动化 机电一体化

三 引言

2011年7月8日至7月10日，我们先后在杭州娃哈哈集团，杭州钢铁集团公司，杭州通用能源技术开发有限公司进行为期三天的机电一体化认识实习。

在此期间，我们参观了娃哈哈机械工程公司，参观了模具生产车间，对模具的生产过程有了感性认识，同时参观了娃哈哈的瓶装矿泉水及饮料的流水生产线，了解了饮料的整个生产过程；在杭州钢铁集团公司，我们了解到电炉炼钢的方法，高速线材的生产方法以及钢铁冶炼的过程；在杭州通用能源技术开发有限公司，我们认识了模块化生产链的架构，并参观了火力，风力发电机的机架精加工车间。

这次参观使我们对机电一体化概念有了更深入的了解。现代企业的生产线可以看作是一个系统，每个行业的生产线都有其特点及发展趋势，但它们的的发展过程中都会趋向机电一体化，以达到高效率低成本的生产目标。下面便结合三天认知实习中的所见所闻，从生产线角度浅析机电一体化技术的应用与发展趋势。

四 正文

4.1 机电一体化概念

机电一体化概念在20世纪70年代由日本人提出，经过数十年的发展，已普遍应用于现代企业生产中。对于机电一体化的概念没有明确的定义，而由日本机械振兴协会提出的概念：是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称，被认为是较为确切的定义。

机械电子工程暑期实习总结报告

根据闭环论，机电一体化系统分为四个组成部分（如图），其中分别要突破的关键进行技术有：机械技术，测量技术，测量与控制技术，执行技术，接口和集成技术等。在实习中参观的三家企业的机电一体化系统，也面临着对这些关键技术的解决问题。

4.2 机电一体化技术在生产线中的应用

根据文献[3]定义，自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动机床和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。为了使产品生产效率及质量提高，生产成本下降，越来越多的生产线朝着自动化生产线方向迈进。而一条自动化生产线可看成是一个机电一体化系统，包括了主功能（生产线实现的功能）、动力功能、检测功能（产品检测功能）、控制功能（生产线的控制连接系统）和构造功能五大部分，每个部分又相互联系，实现产品的生产，检测，包装，运输等功能，并根据产品生产所需，表现出不同的发展趋势。机电一体化产品几乎遍及所有制造业领域。正如文献[2]所言，在工业发达国家数控机床已占机床总数的30%~ 40%;工业机器人的数量在未来10 年将以25% ~ 30% 的速度增长机电一体化技术的发展，将使自动线的灵活性更大，可实现多品种、中小批量生产的自动化。而未来的制造业也将从机电一体化单机向整个制造业的集成化过渡。下面通过对三条生产线的分析浅谈机电一体化技术在生产线中的应用。

4.3 案例分析——杭州娃哈哈集团公司瓶装饮料生产线

在模具生产车间中，整个模具生产过程并非属于自动线，但是每个生产步骤中均使用数控铣床，使机电一体化技术得到应用。

在纯净水及碳酸饮料生产线上，我们有幸目睹从制瓶、灌装到消毒包装全自动的生产过程。据观察了解。由于机电一体化将工业产品和过程都作为一个完整的系统看待；因此不同于在模具生产车间的加工工序分道实现机电一体化，整套生产可以看作是多个机电一体化产品综合成一个巨大的机电一体化系统，生产线的基本组成如下：

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1主功能：纯净水及碳酸饮料生产。

在整个过程中实现了机械能转化为化学能（塑料瓶生产），机械能转化为热能（瓶子整理器，饮料罐装）化学能间转变（消毒）机械能间转变（包装）等几个步骤的能量转变，同时实现了由原材料（塑料，大容量液体）向产品（瓶装液体）的转变。动力功能：

经观察，各个加工工序均有相应的电源提供动力，包括传送带。而传送带作为连接各加工工序的硬件设施，将前一工序的产品传送至下一步骤中，作为下一工序的原材料进行加工。控制功能：

各工序的控制功能控制了输入输出的正常工作。在瓶子整理阶段，塑料瓶整理器通过小隔块及传送带的摩擦力将瓶子分别隔开，再用机械手将瓶子抓起，排好序列。整个过程中需要由控制系统控制输入量正常进给（瓶子正常下落到传送带上）传送带按照要求速度传输，机械手上安装传感器，当检测到有瓶子时，能够及时架起瓶子，进行整理。

而在整条自动生产线的控制系统保证线内的机床、工件传送系统，以及辅助设备按照规定的工作循环要求正常工作。比如在完成灌装消毒工序后瓶子被整理成三个一列的形式，但在贴标签工序中需要瓶子单个进入加工程序，此时便要靠传送带调整瓶子的摆放方式，使瓶子按照要求的速度单个进入贴标签工序。检测功能

整个生产线中多处用到机械手，而每个机械手中如果安装传感器进行检测，将使整个生产线更柔性化。比如在装箱工序中十二只机械手会将产品夹起放入箱子中。如果已在机械手中安装传感器，而并非靠时间来控制机械手的位移及动作，便会使整个工序更趋向智能化，失误率也更低。

在经过上述简单的分析后，我们可以看到娃哈哈整个加工生产线自动化程度非常高，但也有继续改进的空间，如提高检测信息的精确性且能自动检测各项参数，实现整个过程全自动无人监控检测；设备多功能化，一体多用，适应多种液体、多种瓶型的灌装和封口，以适应时刻变化的市场需求；提高生产产品的合格率，以符合节能环保的要求。

4.4 案例分析——杭州钢铁集团公司电炉炼钢生产线及高线生产线

电炉炼钢生产线

电炉炼钢法主要利用电弧热，以废钢为原料进行冶炼。根据文献[4]，电炉炼钢一定的优势：铁原料、还原剂、燃料等种类广泛，比较灵活易得生产中产生的, 以及粉尘较少, 对环境的污染较小，开炉停炉灵活，操作方便。

在电炉炼钢生产线中，我们看到了机电一体化技术的典型应用：通过计算机控制机械手进行氧气补给。其机械本体为机械手，动力系统推测为电动，经过温度气流等传感器，将信息反馈到计算机上，在经过信息处理后形成工作人员界面上的图文资料，工作人员再经过对信息的判别控制机械手的运动及氧气进给量。

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个人认为该系统的改进方向有：信息采集的精确度及频率的提高，对信息的智能化处理以实现全自动控制，产生紧急情况时的安全警报与自动关闭保护系统，及提高机械手运动的精准性以提高氧气等原料的利用率，降低能耗等。高速线材生产线

参考文献[5], 高速线材的生产流程如下：

如果我们再次将整条生产线看作是一个机电一体化系统，它的基本构成将可以分为： 主功能：将小型轧钢变为线材，实现每秒产量112米的生产效率。具体的能量转换为机械能间的转变及机械能与化学能之间的转化（在加热炉中还存在热能与化学能之间的转化）。

动力功能：电动，在长520余米的生产线中，为粗轧，中轧，精轧等各个部分提供动力支持。在杭州钢铁集团中有专门的发电场进行供电，满足巨大的需求量。

检测功能：在生产线中对各道工序的产品进行各参数（如直径，重量，韧性，塑性，内部性能等）进行检测并进行一定的修复。在检测功能中我们看到还需要工作人员的参与和调试维护，控制整个生产过程。

控制功能：通过预先设定的程序对生产线中各部分进行时间速度上的控制，若是根据检测到的刚调参数进行速度的分配,并调节飞剪的相关技术参数,将可使一条生产线生产多种规格钢丝.当然这仍需要在机械系统中实现.生产线的各个部分仍需要控制技术的支持,如文献[6]中提到的控制冷却工艺的采用:根据生产需要控制冷却速度，保证所有硬线钢和软线钢的生产.同时智能调节温度将进一步降低能耗，满足低耗能的发展趋势。

在整个生产线中有多处应用了机电一体化技术,使生产效率得以提高,但其中仍需要工作人员的检测调控,可见在信息采集,自动化控制等方面还存在一定的改进空间，如对生产线数据检测信息的完备性与准确性，同时能够自动判别信息，对信息进行有效的处理，再根据控制系统进行控制调节，使之实现生产的完全自动化。

4.5 案例分析——杭州通用能源技术开发有限公司发动机生产线

通用能源公司生产线的最大特点是生产的模块化，比如在车间中看到的一台发电机，杭州公司只负责制造机架，而通用公司在世界各地的分公司将完成其他各个部分的制造，最后在奥地利完成整台机组的组装。这种模块化的生产在一定程度上使生产率得到提高，各地的资源得以最合理的利用。我认为这条贯穿全球的生产线也应用了机电一体化的思维：将整个系统看做是有机的整体，通过应用机械，电子，计算机等技术实现各个生产商之间信息的交流，产品的调配，劳动力的设置等等，当然这其中将涉及到更多科技以外的管理技术。而这种模块化的发展趋势是机电一体化系统的发展趋势之一。

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在通用公司的模型精加工车间，我们看到了大型模型的测量工具，大型数控铣床，数控镗床，大型焊接机等各类设备中许多都采用了数控技术，但在工件检测，以及焊接方面仍不能达到智能化。根据文献[1]，我们可看出，对于目前的一些人工参与的工序，可以通过智能工程实现智能化，使焊接等工艺成为智能加工工艺（如研发出机械手根据焊接母材的不同情况选择焊接方法，调整运动速度等）将使机电一体化技术得到更广泛的应用。

五 结论

综上所述，机电一体化系统是机械工程，电气工程，计算机科学等多种学科的协调集成并非简单的堆积，在各条生产线中，机电一体化技术不仅应用于生产线的各个子部分，同时其理念及技术也应用与生产线的组织架构中，使生产效率得到大幅提高。

同时机电一体化技术将朝着智能化，集成化，绿色化，模块化等方向发展，继续完成优化生产的使命。

六 参考文献

[1] 《试论机电一体化的发展方向》 朱志成 [2] 《机电一体化技术探讨》葛运生 [3] 百度百科——自动生产线词条

[4] 《转底炉直接还原一电炉炼铁流程与高炉炼铁流程的对比》秦廷许 马鞍山钢铁设计研究总院

[5] 《大规格线材生产工艺设计》陈文灶(攀钢集团公司线材厂)[6] 《酒钢新高速线材生产线工艺特点与技术装备》孙竞(酒泉钢铁(集团)有限责任公司)[7] 浙江大学通识课程《机电一体化》课件 祝长生

第二篇：机电一体化论文

机电一体化论文

题目： PLC在机电一体化生产系统中的应用

学院：核技术与自动化工程学院

专业：电气工程及其自动化

班级：

学号：

姓名：

指导老师：

摘 要：可编程控制器指建立在计算机的基础之上，以工业现场作业等为主要适用范围的一类电控控制器，当前我国工业生产自动化水平整体来说较低，PLC产品具有着极大发展空间。PLC在生产系统中起着至关重要的作用，自动控制已经成为智能生产系统中必不可少的一部分。首先对机电一体化技术及PLC进行了简要介绍，在此基础上详细阐述了PLC在机电一体化生产系统中的应用。

关键字：PLC生产控制智能

一、机电一体化：

1、机电一体化的概念：

机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。

2、机电一体化的发展方向

机电一体化向智能化方向迈进.20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，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；另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地，也为产业化发展提供了坚实的基础。

关注六个发展方向：

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。未来机电一体化的主要发展方向有：

1．智能化。智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究中日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。

2．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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、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，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。

3．网络化。20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育及人们的日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

4．微型化。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1立方厘米的机电一

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。

5．绿色化。工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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。

6．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。

二、可编程控制器（PLC）：

1、PLC的概念：

PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC是工控的利器,机电一体化专业本来就是一门控制机械的学科,包含了机械设计和电控设计.所以只要是机械要用到(非人工)控制的都可以用到PLC,当然单片机也可以,但是对于电气控制来说可编程控制以其编程便捷、接口通用和工业环境适应性等特点支撑着整个控制核心，是机电一体化产品中重要的器件。

2、PLC的构成：

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：

a、电源

PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

b、中央处理单元（CPU)

中央处理单元（CPU）是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可靠性，对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。

c、存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。

d、输入输出接口电路。

1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

e、功能模块

如计数、定位等功能模块。

f、通信模块

如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。

3、PLC具有的鲜明的特点：

（1）功能完善，组合灵活，扩展方便，实用性强

（2）使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。

（3）安装简单，容易维修。PLC可以在各种工业环境下直接运行，只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接，写入程序即可运行。

（4）抗干扰能力和可靠性能力都强，远高于其他各种机型。

（5）环境要求低。PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作，能在强电磁干扰环境下可靠工作。

（6）易学易用。PLC是面向工矿企业的工控设备，接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

所以对于电气控制来说可编程控制支撑着整个控制核心，是机电一体化产品中重要的器件。

三、PLC在机电一体化技术中的应用

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐机电一体化领域，使用情况大致可归纳为如下几类。

1、开关量的逻辑控制

这是PLC最基本最广泛的应用领域。PLC取代继电器控制系统，实现逻辑控制。例如：机床电气控制，冲床、铸造机械、运输带、包装机械的控制，注塑机的控制，化工系统中各种泵和电磁阀的控制，冶金企业的高炉上料系统、轧机、连铸机、飞剪的控制，电镀生产线、啤酒灌装生产线、汽车配装线、电视机和收音机的生产线控制等。

PLC在CNC机床中的应用方式及其特点，PLC在CNC机床中的作用及数控装置I/O口和机床控制面板、强电信号的连接方法，研究了数控机床中T功能代码和M功能代码在PLC上的实现方法。CNC机床数控系统具有较强的数据处理能力和图形显示功能，可编程控制器具有较好的逻辑处理功能，可以充当数控系统微处理器与机床强电控制的桥粱。PLC与CNC机床数控装置联接可靠性高，在经济型数控机床和普通机床数控改造中有广泛的应用前景。PLC在针吸式穴盘自动播种机上的应用，将PLC用于对气动系统和电器系统的自动控制，使针吸式穴盘播种机结构简单、紧凑，系统工作安全、可靠、效率高，且对故障的判断也较容易和直观。

2、运动控制

PLC可用于对直线运动或圆周运动的控制。早期直接用开关量I/O模块连接位置传感器与执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。世界上各主要PLC厂家生产的PLC几乎都有运动控制功能。

PLC的运动控制功能广泛地用于各种机械。例如：金属切削机床、金属成型机械、配装机械、机器人和电梯等。PLC以其工作平稳、可靠、抗干扰能力强等特点，在工业控制领域得到了越来越广泛的应用。在磁选机中引入PLC控制，能极大地改善设备的电气性能，提高设备的自动化水平，保证设备高效、安全运行，以达到提高矿山企业经济效益之目的。从控制系统的组成、控制原理以及程序设计思想方面以PLC为核心的控制系统应用干混凝土搅拌站的生产运行控制，具有运转平稳、搅拌的混凝土质量好，故障率低，生产量大，能耗低以及操作简便等优点，可广泛应用于建筑工程、公路工程、桥梁工程等。

3、过程控制

过程控制要用到模拟量。模拟量一般是指连续变化的量，如电流、电压、温度、压力等物理量。过程控制的目的就是根据有关模拟量的当前与历史的输入状况，产生所要求的开关量或模拟量输出，以使系统工作参数能按一定要求作。是连续生产过程最常用的控制。

4、数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5、通讯联网

PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。

四、结论

总的概括说来，21 世纪的机械制造业是以信息为主导,它是采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业。它的特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。所以以PLC为主组成的控制系统将代表着当前机电设备电气控制的先进水平与发展方向。

五、参考文献

1.《PLC编程及应用》廖常初主编机械工业出版社

2.《机电一体化技术》刘德全主编大连理工大学出版社.3.《电力拖动自动控制系统》陈伯时主编机械工业出版社.4.《计算机控制系统》何克忠李伟编著清华大学出版社

5.《计算机工业控制》杨劲松张涛编著中国电力出版社

第三篇：机电一体化论文

机电一体化

湘潭地区拥有较多的设备制造企业和电器制造企业。其中江麓机电科技机械制造有限公司、中国南方汽车湖南江滨活塞分公司限公司、湘潭煤矿机械电器有限公司、湘潭吉利汽车限公司、中冶京诚(湘潭)重工设备有限公司、湘潭永达机械制造有限公司、湘潭市江大机械制造有限公司、湖南广绘轴承制造有限公司等大型企业集团公司从业人员多，企业规模大。同时，随着行业结构的调整和优化组合，各行业的发展进入了一个新的快速发展阶段，因此对人才的需求量大增，尤其是机电一体化技术，这种通用专业的技术人才需求量更大。

为充分满足科技发展对多方位人才的需要，我系领导带领有关人员调研了一些大型国营企业，还走访了一些很有发展前景的单位。这些单位大都是以高新技术为重点的机械产品制造、电气设备的生产、机械重工业产品等主导产业。机、电、信息技术的综合应用是这些产业的主要特点。被调查的单位都涉及到机电一体化技术的应用，大部分岗位需求综合素质高，具备专业技术综合应用知识的技能型人才。在分别与企业领导、人事管理人员、技术人员、毕业生进行深入的交流和座谈后，充分意识到随着科学技术的不断进步和社会经济的迅猛发展，特别是近年来长、株、潭地区高新技术产业的迅速崛起，社会人才需求格局发生了很大变化。企、事业单位急需一线技能型操作人才，尤其是综合技术应用人才为我们的毕业生提供了广阔的就业空间。

调研表明，经济发达地区对机电一体化技术专业的高职毕业生需求是巨大的，前提是毕业生具备实际工作能力，因此，为了适应区域经济和高新技术产业发展的需要，满足社会急需,我校对机电一体化技术专业进行了专业设置，该专业以社会发展对高职人才需求为着眼点，建立一个科学、完善、具有高职教育特色的教学体系。

一、调查过程

我系结合实际情况，开展了机电一体化专业的建设。为此，我们设计了企业单位对机电一体化专业人才培养的意见与建议的调查方案。调查分两种方式进

行，一是在我市有代表性的企业发放《机电一体化人才需求调查问卷》，二是在召开相关企业专家访谈或座谈会，广泛征求用人单位对自动化专业人才培养的意见和需求。这次共发放问卷30份，收回有效问卷18份，主要有江麓机电科技机械制造有限公司、中国南方汽车湖南江滨活塞分公司限公司、湘潭煤矿机械电器有限公司、湘潭吉利汽车限公司、中冶京诚(湘潭)重工设备有限公司、湘潭永达机械制造有限公司、湘潭市江大机械制造有限公司、湖南广绘轴承制造有限公司、湘潭乐星电气有限公司、湘潭瑞通球团有限公司等10家本地单位，以及浙江义乌佳妃饰品厂等。

为了能较好地收集在我市对机电一体化专业人才的使用和需求情况，在《机电一体化专业人才需求调查问卷》的设计中主要考虑了以下几个方面。

（1）企事业单位的基本情况；

（2）企事业单位中现有机电一体化专业人才的基本信息；

（3）企事业单位在未来几年中对机电一体化人才的需求信息；

（4）企事业单位对高等教育在机电一体化专业人才培养方面的意见与建议。

总的看，调查过程较困难，虽然收集到的样本不足，但在一定程度上也能够反映与机电一体化专业相关的行业现状、发展趋势与未来的社会需求等情况，经调研获取的信息反映座谈会开得很好，到会人员畅所欲言，一方面积极介绍本单位引进毕业生的情况，另一方面积极进言，对机电一体化专业的教育献计献策。

二、对调查结果的分析

（一）通过发放调查表的调查

目前收到的调查表中有来自我市的10家单位，涉及的行业有机械加工、电气设备制造等行业。

1．通过调查可以看出，随着科学技术的进一步发展，各企事业单位的机电一体化程度都有了明显的提高。特别是近几年来，通过对工业生产线进行技术改造和引进，大大提高了生产过程中的自动化程度，提高了劳动生产率，改善了员工的操作环境，降低了原材料消耗，节约了成本，提高了产品质量，为企业带来了大的经济效益。企业期望学生对机电一体化设备的操作能力与维护的能力要优秀。企业比较欢迎既懂机又懂电的人才,对机械维护维修、电气维护维修、数控操作、数控编程、CAD绘图的需求较大，另外机电类企业对设备管理、机电产品市场营销人才的需求也占了一定的比重，这几年随着经济的发展,长株潭及周边地区机电类企业和机电类产品逐年增加，这个岗位也变得热俏起来。从调查的情况看，企业对技术主管，品质管理知识等职位都有不同程度的需求，随着这些企业在发展的过程中的不断壮大，使机电一体化技术人才呈现多元化的趋势，也不断向管理层发展。这也就使我们在专业定位时有更大的选择，我们除了培养机电维修与维护人才、数控编程技术与应用人才，还可以培养机电设备管理与销售人才。

2．统计表明，企事业单位对机电一体化专业学生的素质要求较高，按需求的重要性进行排序是：

① 机电一体化就业岗位的操作技能。

② 机电一体化专业及相关的技术基础理论水平。

③ 计算机绘图能力。

根据调查，我院机电一体化专业拟定以下工作岗位：

① 机械维修、电气维修

② 车间技术管理

③ 设备管理

④ 普通机床、数控机床操作

3．企事业单位对机电一体化专业学生培养有待加强的方面的建议主要有： ① 专业面要进一步拓宽，要有一定的机械加工、生产工艺、设备、电气技术及机械制造的基础知识，了解PLC控制系统、变频器技术的实际应用等基本知识。

② 介绍最新的机电一体化理论、机电一体化技术和机电一体化产品。

③ 理论的运用能力，分析解决问题的能力，现场调试和操作的能力。④ 增加工业管理方面的知识，增强市场意识方面的知识教育。

⑤ 跟踪新技术的能力，实践与创新能力。

⑥ 适应环境的能力，吃苦耐劳、脚踏实地的工作作风，敬业与拼搏精神，合作精神。

4．企事业单位对职业高等教育在机电一体化专业人才培养方面的意见与建议。

培养目标定位：面向社会、面向企业、面向实际，培养实用型、技能型、复合型优秀人才。对于专科毕业生，其培养目标是一线操作岗位的技能人才；

改革思路：紧跟时代的发展，结合生产的实际情况，培养既有理论知识、又有实践经验（用得上、留得住、能干事）的机电一体化专业人才。充分考虑学生的兴趣和自身特点，实行必修与选修相结合的课程设置方式。

办学模式：与企业开展产、学、研合作，开拓校企联合办学的模式。

教学改革：理论联系实际，面向社会，在机电一体化专业课程基础上，加强专业背景知识，增加机械制造、数控机床、企业管理等课程，以拓宽机电一体化专业学生的知识面。在加强理论教学的同时，通过参观考察、社会实践、建立校外实习基地等方法，培养学生的动手能力和实践能力。加速教材更新，以适应专业的进步。加强教师队伍的建设，培养一批德才兼备、理论与实践知识并举的优秀教师。另外，积极拓宽专业方向，造就适应面更宽、服务领域更广的机电一体化专业人才。

上面是我们根据目前收到的调查表的内容进行的初步总结，由于样本数不够多，因而可能存在一定的局限性，在后期的工作中，我们将进一步开展工作，完善分析。

（二）通过座谈会的调查

从调研反馈回来的信息来看，其他意见与建议还有：

① 办学模式：多模式的办学形式，除常规的学历、学位教育外，还可以建立半工半读类型的学校，以适应社会对不同层次人才的需求。推行通才教育的培养模式，注重学生基础知识、学习能力、动手能力的培养。

② 人才培养结构方面：由于不同单位对人才的需求层次不同，因而学校要注重专业人才培养的三角形结构，特别要重视一般大学、高职、高专学校机电一体化人才的培养。

③ 实践教学环节：学校要建立稳定的实践教学基地。建议国家制定相应的法令法规，提倡全社会支持学校的实践教学，确立用人单位在“终身教育”上的法律责任和义务。

④ 教学改革：对于创新教育、素质教育的考核体系，应提出量化性的指标，便于执行和考核。

⑤ 人才培养遵循学习、实践、再学习、再实践的过程。

⑥ 走出去、请进来。请历届毕业学生现身说法，介绍在社会这个大海里搏击的体会。

在与中国南方汽车有限公司湖南江滨活塞分公司研究员级高工喻本海的交流中，喻工认为：学校作为教育机构应该有它的理念，课程、实验等环节的安排能够体现一个学校的教育理念。学校要给学生创造成才的平台，并给学生以建议，使学生在能够按着自己的目标制定自己的人生规划的同时，又能满足市场经济对人才的需要。这样培养出的人才具有个性化的特点，当然这也给学校及教师提出了更高的要求。

三、调查反映的问题及几点认识

1．总体专业教育的面偏窄，需要进一步拓宽。不少企业提出学校的专业教育除了要学习坚实的机械、电气专业基础知识和专业知识外，还应了解机械维修、维护，电气维修、维护，电气控制系统的实际应用背景和主要应用领域，这样能够发挥出更好的作用，否则，培养的学生需要较长的适应时间，甚至还要经过专门知识的培训和学习。

2．调查中企事业单位认为学生普遍“创意与策划能力”不足，说明我们培养的学生原始创新活动少，模仿性创新不多，高水平的创新成果更少。学生知识面狭窄，课程内容落后于时代，缺乏反映学科发展前沿的新学科、新技术和新思维的知识，从而不能激发学生思考新问题、探讨新知识的创新欲望。教学方法呆板，过于重视考试和成绩，缺乏启发式、研究式的学习氛围；重理论、轻实践，重计算推理，轻实验论证，理论脱离实际，不利于培养学生发现问题和解决问题的能力。

3．提高学生的“语言、文字表达能力”是企事业单位对大学教育提出的又一点建议。现在的大学生虽然高考作文好、计算机应用熟练、外语通过等级考试，但自然科学的文字功底浅，表现出归纳总结能力差、对事件或具体的工程技术状况表述不清，甚至词不达意。虽然素质教育、文化氛围在高校也提了不少年，也加强了这方面的建设，但如何实际的用在生产、开发和科学技术研究中的交流、总结中，还明显不足。

4．调查告诉我们，所有的企事业单位对学生的非智力品质都有强烈要求，它们都要求学生具有强的适应环境的能力，吃苦耐劳、脚踏实地的工作作风，敬业与拼搏精神，合作精神，甚至要培养学生“抗挫折能力”。只有能够战胜困难和失败，坚持不懈、锲而不舍，才可能赢得创新成果。

通过此次调查，我们发现长株潭地区今后几年对机电一体化技术人才仍然有很大的需求，我们专业今后持续发展的空间仍然很大，我们仍然应该秉承学校“明理知行，精工致远，引入市场机制，坚持两个适应，深化两大改革，以创新谋发展，以规范求提高”的办学宗旨，培养高素质，高技能的优秀机电一体化技术人才，但在今后的培养中，他们除应具有必须的专业知识外，更应具有较强的管理和实践能力，培养学生掌握实际工作的基本手段和方法的同时，培养学生分析和解决问题的能力，激发他们的创新思维。而且我们培养的学生应该坚持成人成才，但更重要的是培养他们成人，让他们学会做人，学会做事，学会求

第四篇：机电一体化论文

东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

专科毕业实习报告

学生：赵树满

学习中心：河北唐山丰南奥鹏学习中心 专业：机电一体化技术 层次：高起专

提交日期：2016年1月19日

机电一体化技术专业实习报告 东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

第1章绪论

1.1概述

二十一世纪，关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题，机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科互相参透、互相结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。

第2章机电一体化技术发展（具体内容）

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步于发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2.1数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可能性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2.2智能化 东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设臵智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分叉等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.3模块化

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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速机电一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的机电一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

2.4网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

2.5人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

2.6微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统（Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS）是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很多的进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微梁、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

2.7集成化

集成化既包含各种技术的互相渗透、互相融合和各种产品不同东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全的运转，然后在通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

2.8带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

2.9绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来了巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生，绿色产品是指低能耗、低耗材、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环境和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

第3章机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装臵、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有利条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

3.1智能化控制技术（IC）

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢、连铸、轧钢综合调度系统、冷连轧等。

3.2分布式控制系统（DCS）

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

3.3开放式控制系统（OCS）

开放控制系统是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

3.4计算机集成制造系统（CIMS）

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业以基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

3.5现场总线技术（FBT）

现场总线技术是连接设臵在现场的仪表与设臵在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术，就能使更多的信息在智能化现场仪表装臵与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开发自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表和现场就地控制站等的发展。

3.6交流传动技术

交流传动技术在钢铁工业中起至关重要的作用。随着电力电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。东北大学继续教育学院专科毕业实习报告

第4章总结

综上所述，经过20多年的发展，机电一体化技术已经成为当今世界最热门、最重要的技术发展方向之一，并影响到几乎全部的工业行业。可以说，从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统，机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。

致谢

谢谢学校三年来给予我的教导和莫大的帮助，无论是在学习上、还是在工作的过程中都教会了我许多许多。在学校和老师的悉心指导下，我也慢慢地学到了很多知识，不管是专业知识还是其它方面的知识，衷心的感谢学校感谢老师！

第五篇：机电一体化论文

浅谈机电一体化技术的发展及其应用

摘 要：本文讨论了机电一体化技术的概念以及对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。

关键词 机电一体化 技术 应用

（一）机电一体化的含义

“机电一体化”在国外被称为Mechatronics是日本人在20世纪70年代初提出来的，它是用英文Mechanics的前半部分和Electron-ics的后半部分结合在一起构成的一个新词，意思是机械技术和电子技术的有机结合。

这一名称已得到包括我国在内的世界各国的承认，我国的工程技术人员习惯上把它译为机电一体化技术。机电一体化技术又称为机械电子技术，是机械技术、电子技术和信息技术有机结合的产物。

一、机电一体化技术基本概念

机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

二、机电一体化技术五大组成要素与四大原则：

1、五大组成要素：

一个机电一体化系统中一般由结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素五大组成要素有机结合而成。（（1）机械本体（结构组成要素）

是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等。

（2）动力驱动部分（动力组成要素）

依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。

（3）测试传感部分（感知组成要素）

对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。

（4）控制及信息处理部分（职能组成要素）

将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。

（5）执行机构（运动组成要素）

根据控制及信息处理部分发出的指令，完成规定的动作和功能。

2、机电一体化四大原则：

构成机电一体化系统的五大组成要素其内部及相互之间都必须遵循结构耦合、运动传递、信息控制与能量转换四大原则。

（1）接口耦合：

两个需要进行信息交换和传递的环节之间，由于信息模式不同（数字量与模拟量，串行码与并行码，连续脉冲与序列脉冲等）无法直接传递和交换，必须通过接口耦合来实现。而两个信号强弱相差悬殊的环节之间，也必须通过接口耦合后，才能匹配。变换放大后的信号要在两个环节之间可靠、快速、准确的交换、传递，必须遵循一致的时序、信号格式和逻辑规范才行，因此接口耦合时就必须具有保证信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。

（2）能量转换：

两个需要进行传输和交换的环节之间，由于模式不同而无法直接进行能量的转换和交流，必须进行能量的转换，能量的转换包括执行器，驱动器和他们的不同类型能量的最优转换方法及原理。

（3）信息控制：

在系统中，所谓智能组成要素的系统控制单元，在软、硬件的保证下，完成信息的采集、传输、储存、分析、运算、判断、决策，以达到信息控制的目的。对于智能化程度高的信息控制系统还包含了知识获得、推理机制以及自学习功能等知识驱动功能。

（4）运动传递：

运动传递使构成机电一体化系统各组成要素之间，不同类型运动的变换与传输以及以运动控制为目的的优化。

三、自动化技术：

所谓自动化技术，是指人类利用各种技术手段和方法来代替人去完成各种测试、分析、判断和控制工作，以现实预期的目标、功能。一个自动化系统通常由多个环节要素组成，以完成信息的获取、信息的传递、信息的转换、信息的处理及信息的执行等功能，最后实现自动运行目标。

（二）机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

一、数字化

微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

二、智能化

即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

三、模块化

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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这

些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

四、网络化

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品，现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

五、人性化

机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

六、微型化

微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。

七、集成化

集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。

八、带源化

是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。

九、绿色化

科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。

（三）机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：

一、智能化控制技术(IC)

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。

二、分布式控制系统(ＤCS)

分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。ＤCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。ＤCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

三、开放式控制系统(OCS)

开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。

四、计算机集成制造系统(CIMS)

钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。

五、现场总线技术(ＦBT)

现场总线技术(Ｆieｄ Bus Technology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，ＤC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致ＤCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。

六、交流传动技术

传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技

术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。

参考文献杨自厚． 人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[Ｊ]．冶金自动化，1994（5）2 唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[Ｊ]．冶金自动化，1996（4）3 唐怀斌．王俊普．林行辛．

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工业控制的进展与趋势 [Ｊ]．自动化与仪器仪表，1996（4）智能控制[M]． 合肥：中国科学技术大学出版社，1996钢铁工业自动化的进展与展望[Ｊ]．河北冶金，1998（1）光机电一体化实用技术[Ｍ]．北京：化学工业出版社，2003 机电一体化系统设计[Ｍ]． 北京：机械工业出版社，2004．