淺析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展及其在鋼鐵行業(yè)中的應(yīng)用

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷變化與發(fā)展，信息技術(shù)不斷被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)之中，同時(shí)也為機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵行業(yè)中的發(fā)展提供了便利的條件，文章主要針對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征與發(fā)展方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，并針對(duì)其在鋼鐵行業(yè)中應(yīng)用的一些問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析與總結(jié)，并提出相應(yīng)的解決措施，僅供參考。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；特征組成；技術(shù)發(fā)展方向；應(yīng)用

1 機(jī)電一體化技術(shù)的基本特征

機(jī)電一體化主要特征主要是將以往機(jī)器、微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)在性能以及空間相互使用，形成一個(gè)整體，同時(shí)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)之中，對(duì)其不斷的完善深化，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷變化發(fā)展，新的技術(shù)不斷涌現(xiàn)，機(jī)電一體化技術(shù)也不斷的深化，并不斷的向信息化技術(shù)方向發(fā)展。

2 機(jī)電一體化的組成技術(shù)

2.1 機(jī)械本體技術(shù)

機(jī)械本體技術(shù)主要指的是機(jī)械自身的系統(tǒng)構(gòu)造及其功能是整個(gè)機(jī)電設(shè)備中最關(guān)鍵的組成部分，其性能的好壞將直接影響整個(gè)機(jī)電一體化的發(fā)展建設(shè)，對(duì)此針對(duì)于機(jī)械本體技術(shù)的發(fā)展建設(shè)必須有嚴(yán)格的規(guī)范技術(shù)要求，利用現(xiàn)代化信息技術(shù)不斷完善其機(jī)械本體技術(shù)的操作系統(tǒng)以及程序設(shè)計(jì)，以降低能源消耗為宗旨，建立完善的機(jī)電發(fā)展模式，以便適應(yīng)低碳環(huán)保的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。

2.2 傳感器與檢測(cè)技術(shù)

傳感設(shè)備本質(zhì)上是一種性能構(gòu)件，其影響是把來(lái)自外部的全部信號(hào)轉(zhuǎn)變成對(duì)應(yīng)的電信號(hào)，是完成主動(dòng)檢查以及主動(dòng)操作的關(guān)鍵部分，假如沒(méi)有傳感設(shè)備對(duì)裝置的真實(shí)狀況開(kāi)展準(zhǔn)確可信的檢查，不管是信號(hào)轉(zhuǎn)變或信息傳遞，又或是資料的展示都很難完成，所以必須加強(qiáng)完善傳感設(shè)備的發(fā)展，全面的提升硬件可信性、靈活性以及精準(zhǔn)性，進(jìn)而朝著機(jī)電一體化的方向發(fā)展。

2.3 自動(dòng)控制及信息處理技術(shù)

主動(dòng)操作和信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化的重點(diǎn)，信息處理技術(shù)把傳感設(shè)備檢測(cè)到的資料和外界直接獲取的命令開(kāi)展歸納、儲(chǔ)存、解析、制造處理之后，再根據(jù)信息處理成果以及制定的順序和步驟下發(fā)有關(guān)命令，使用主動(dòng)操作技術(shù)來(lái)操作全部體系順利的開(kāi)展。信息處理包含信息輸入、計(jì)算、存儲(chǔ)、輸出等有關(guān)技術(shù)。信息是用信號(hào)體現(xiàn)出來(lái)，換言之，信號(hào)的詳細(xì)內(nèi)容是信息以微處理設(shè)備為核心的計(jì)算機(jī)技術(shù)能夠把傳感設(shè)備檢查得到的全部信息儲(chǔ)存、計(jì)算、邏輯解析、辨別、對(duì)比、更換，從而向?qū)嵤┎块T(mén)下發(fā)操作命令，信息處理技術(shù)必須以真實(shí)的信息進(jìn)行下達(dá)命令，避免抗干擾性能的出現(xiàn)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向

3.1 智能化

機(jī)電一體化和以往普通機(jī)器使用自動(dòng)化技術(shù)的最關(guān)鍵差別在于智能性，同時(shí)這也是機(jī)電一體化技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。智能化是在操作原理的基礎(chǔ)上，汲取了化學(xué)、電腦技術(shù)、人工智能、心理學(xué)、動(dòng)力學(xué)、生理學(xué)等現(xiàn)在最新技術(shù)，模仿人的頭腦思想，使機(jī)電一體化裝置擁有一定的辨別推斷、條理思想、自主判斷等性能，以便獲取更高的操作水平。智能化其實(shí)就是人工智能體系，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)學(xué)識(shí)處理體系，要處理各種智能化信號(hào)，最后可以模仿人的思維來(lái)處理性能、推理判斷，最終更好的服務(wù)于各個(gè)行業(yè)的發(fā)展建設(shè)。

如今，模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法以及專(zhuān)家系統(tǒng)是機(jī)電一體化產(chǎn)品（系統(tǒng)）實(shí)現(xiàn)智能化的四種主要的人工智能技術(shù)，它們各自獨(dú)立發(fā)展又互相融合。隨著生產(chǎn)自動(dòng)化程度的不斷提高，今后的智能生產(chǎn)系統(tǒng)控制器能夠模擬人類(lèi)專(zhuān)家的思想活動(dòng)，對(duì)工作中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思、決策再加以實(shí)施，如在智能控制器中增加故障自動(dòng)診斷功能模塊，以實(shí)現(xiàn)設(shè)備的主動(dòng)維護(hù)，該模塊能夠在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中不斷監(jiān)測(cè)各組成部分的工作情況，如有異常，根據(jù)預(yù)設(shè)的算法判斷出具體的故障并告知，使維修人員能快速地對(duì)故障進(jìn)行定位和修復(fù)。

3.2 微型化

機(jī)電一體化的微型化興起于20世紀(jì)80年代末，目前已是一大發(fā)展潮流微機(jī)電系統(tǒng)是指能批量制作，由微型機(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（包含接口、通信和動(dòng)力源）等構(gòu)成的微型器件或系統(tǒng)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外在MEMS制作工藝、構(gòu)成材料以及微觀機(jī)理研究等方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出了各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器、微型構(gòu)件等，使許多微型器件或系統(tǒng)投人實(shí)用成為可能，而作為新尖端分支的機(jī)電一體化技術(shù)的微型化也倍受重視。微機(jī)電系統(tǒng)是微機(jī)電一體化產(chǎn)品的一個(gè)重要應(yīng)用分支。微機(jī)電系統(tǒng)高度融合了微機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，這些最新技術(shù)的應(yīng)用使一體化產(chǎn)品體積小、能耗低、運(yùn)動(dòng)靈活，能進(jìn)入一般機(jī)械無(wú)法進(jìn)入的空間，并易于進(jìn)行精細(xì)操作，因此在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、信息技術(shù)等尖端領(lǐng)域，都有巨大的應(yīng)用空間。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)從誕生之日起就已驚人的速度快速發(fā)展著，給全球帶來(lái)了很大的改變，并且也推動(dòng)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的普遍使用使網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控技術(shù)以及遠(yuǎn)程操作也成為可能，現(xiàn)場(chǎng)總線以及局域網(wǎng)規(guī)范技術(shù)完成了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作的目的。機(jī)電一體化裝置能夠連接局域網(wǎng)，并直接實(shí)現(xiàn)和操作工作者的人機(jī)交換作業(yè)，以完成對(duì)機(jī)電一體化裝置的遠(yuǎn)程操作；同時(shí)經(jīng)過(guò)單位的主干網(wǎng)絡(luò)以及互聯(lián)網(wǎng)完成網(wǎng)絡(luò)化，以及信息的傳送。

4 機(jī)電一體化在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用

4.1 智能化控制技術(shù)

現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化、連續(xù)化以及精細(xì)化的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的技術(shù)瓶頸，進(jìn)一步發(fā)展必須依靠智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括模糊控制、遺傳算法、混沌理論、專(zhuān)家系統(tǒng)以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。如今鋼鐵企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、控制、生產(chǎn)設(shè)備維護(hù)以及產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面廣泛采用了智能控制技術(shù)，如高爐控制系統(tǒng)、精煉和連鑄車(chē)間、煉鋼一連鑄一軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、軋鋼系統(tǒng)、冷連軋等。

4.2 開(kāi)放式控制系統(tǒng)

開(kāi)放式控制系統(tǒng)是當(dāng)今比較流行的一種新的控制體系概念?！伴_(kāi)放”從某種程度上講就是兼容并蓄，按照同一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的硬件、系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容、互換和資源共享，能對(duì)采用同一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)生成的信息進(jìn)行識(shí)別、傳遞。開(kāi)放控制系統(tǒng)利用以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)各種控制設(shè)備與管理計(jì)算機(jī)互通互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)下層的生產(chǎn)過(guò)程控制與上層的經(jīng)營(yíng)、管理、決策的集成；利用現(xiàn)場(chǎng)總線連接現(xiàn)場(chǎng)儀表和控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程測(cè)量與控制一體化，完成下層的生產(chǎn)過(guò)程控制。

4.3 分布式控制系統(tǒng)

分布式控制系統(tǒng)是以一臺(tái)中央電腦為中心，進(jìn)行遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)操作以及智能化操作。它是使用很多臺(tái)電腦對(duì)制造程序全面開(kāi)展操作、管制、監(jiān)視和分布操作，不僅對(duì)制造程序執(zhí)行操作，還能夠在線完成制造程序的最佳化，及時(shí)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)制造策劃的管制作業(yè)，是綜合監(jiān)督、操作、管制于以整體的全面體系。普遍來(lái)講，分布式控制系統(tǒng)擁有操作性能多樣性、操作便利、體系擁有開(kāi)闊性能、維修便利、可信性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，特別是集中監(jiān)督、分布操作的特征，能夠?qū)⑹鹿式档阶畹停图惺讲僮黧w系對(duì)比，其性能以及安全性更強(qiáng)，是大規(guī)模鋼鐵行業(yè)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的機(jī)械行業(yè)和鋼鐵行業(yè)急需機(jī)電一體化技術(shù)的改革來(lái)促進(jìn)其建設(shè)發(fā)展，全力推動(dòng)新式機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，不僅能夠創(chuàng)新以及提高國(guó)內(nèi)以往機(jī)器裝置性能，而且還能促進(jìn)機(jī)械建設(shè)的改革變化，為我國(guó)鋼鐵行業(yè)的發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)支持，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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