關(guān)于機(jī)電與電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向探析

潘飛

【摘要】電氣自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)對(duì)機(jī)電技術(shù)發(fā)展有很大的促進(jìn)作用，同時(shí)也進(jìn)一步推動(dòng)了機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程。本篇文章分析了現(xiàn)代機(jī)電工程與電氣自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)，并且進(jìn)一步探討了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向。期望可以為相關(guān)領(lǐng)域提供一些有益參考。

【關(guān)鍵詞】機(jī)電；電氣自動(dòng)化；分析；發(fā)展方向

一、電氣自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)與現(xiàn)狀分析

（一）電氣自動(dòng)技術(shù)

電氣自動(dòng)化相關(guān)技術(shù)其綜合性很強(qiáng)，其中軟、硬件相結(jié)合；機(jī)械和電子相結(jié)合；強(qiáng)、弱電結(jié)合；系統(tǒng)與元件相結(jié)合是其主要特點(diǎn)。電氣自動(dòng)化技術(shù)涉及很多領(lǐng)域：如電機(jī)技術(shù)信息、計(jì)算機(jī)與電子電力技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)控制與機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)等，可以廣泛應(yīng)用于醫(yī)療行業(yè)、服務(wù)行業(yè)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面。自動(dòng)化技術(shù)不但能夠最大程度提升勞動(dòng)生產(chǎn)率，對(duì)人們的器官功能進(jìn)行有效擴(kuò)展，并且可以讓人們脫離危險(xiǎn)與惡劣工作環(huán)境，不再?gòu)氖路敝氐捏w力勞動(dòng)。這種技術(shù)促進(jìn)我們國(guó)家的科學(xué)技術(shù)、農(nóng)業(yè)與工業(yè)等發(fā)展速度更快，標(biāo)志著國(guó)家現(xiàn)代化的發(fā)展水平。

（二）電氣自動(dòng)化技術(shù)的現(xiàn)狀

電氣自動(dòng)化的相關(guān)技術(shù)自五十年代開(kāi)始，在我們國(guó)家出現(xiàn)并迅速發(fā)展起來(lái)，以工業(yè)企業(yè)的電氣自動(dòng)化作為名稱(chēng)。伴隨著現(xiàn)代電子科技的迅速進(jìn)步，電氣自動(dòng)化的技術(shù)也獲得了巨大成就：頒布了IEC61131控制器的標(biāo)準(zhǔn)，不但讓不同廠(chǎng)商、語(yǔ)言、產(chǎn)品及表達(dá)方法PLC產(chǎn)品編程接口變得標(biāo)準(zhǔn)化，還針對(duì)其語(yǔ)義與語(yǔ)法進(jìn)行了定義；不但提升了代碼的運(yùn)用效率，使得程序編程周期有效縮短，也使得程序變得更容易管理。我們國(guó)家的自動(dòng)化大多分布在北京、上海、江蘇、廣東等一線(xiàn)城市，另外在環(huán)江三角洲及長(zhǎng)江三角洲與一些省市的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)及重工業(yè)地區(qū)分布廣泛。

Windows的各種微軟技術(shù)是工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)、規(guī)范與語(yǔ)言，PC人機(jī)界面是電氣自動(dòng)化的主流，控制層運(yùn)用Windows當(dāng)做操作系統(tǒng)平臺(tái)，有利于使用與維護(hù)，并且可以實(shí)現(xiàn)辦公平臺(tái)的簡(jiǎn)單集成。應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)及分布式的控制系統(tǒng)，在二者的應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)串行的電纜把IO模塊、PLC與現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備進(jìn)行連接，使輸入輸出設(shè)備做出轉(zhuǎn)換，變成現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)器與執(zhí)行器。另外，電子商務(wù)的快速普及使得IT平臺(tái)與自動(dòng)化更快地融合。

二、機(jī)電技術(shù)的概述

機(jī)電工程技術(shù)是電氣控制與機(jī)械技術(shù)的互相結(jié)合，可以針對(duì)機(jī)械設(shè)備與電力控制驅(qū)動(dòng)進(jìn)行研究。在二十世紀(jì)中葉，計(jì)算機(jī)與微電子技術(shù)不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，開(kāi)始逐漸向工業(yè)機(jī)械發(fā)展，出現(xiàn)了機(jī)械電子工程。機(jī)械控制主要方式就是計(jì)算機(jī)與電子的控制，機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展越來(lái)越快，大大提升了機(jī)電產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，改變了機(jī)電工程機(jī)械制造業(yè)的相關(guān)面貌。

機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)是把系統(tǒng)工程作為基礎(chǔ)，把微電子、信息、計(jì)算機(jī)、機(jī)械與微電子、接口、傳感器等技術(shù)進(jìn)行有機(jī)綜合，使得整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)化，通信與光學(xué)技術(shù)達(dá)到機(jī)電一體化程度。相關(guān)系統(tǒng)的分析與集成方式、建模、人工智能與光纖技術(shù)等都獲得了極大的發(fā)展，給機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展更加廣闊的空間，為機(jī)電一體化奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，并慢慢構(gòu)建起完整而統(tǒng)一的學(xué)科體系。

現(xiàn)階段，機(jī)電一體化的產(chǎn)品包括：①計(jì)算機(jī)的集成系統(tǒng)，GIMC是目前較新型的生產(chǎn)模式，其由虛擬化、智能化、節(jié)能化、網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化等優(yōu)化集成構(gòu)成，這種制造系統(tǒng)不但具有讓企業(yè)產(chǎn)品更快上市、提供更好服務(wù)、成本低、質(zhì)量高等優(yōu)點(diǎn)，還可以最大程度地提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力與應(yīng)變能力。②數(shù)控機(jī)床：運(yùn)用多總線(xiàn)與多CPU的結(jié)構(gòu)與開(kāi)放設(shè)計(jì)，使功能模塊與硬件體系結(jié)構(gòu)得到最大提升。

三、機(jī)電與電氣自動(dòng)化的發(fā)展方向

（一）微型機(jī)電化

現(xiàn)階段，實(shí)驗(yàn)室中運(yùn)用半導(dǎo)體器件制造的蝕刻技術(shù)，可以制造亞微米級(jí)機(jī)械元件，這一成果使得電子與機(jī)械達(dá)到完整融合，把CPU、傳感器、機(jī)體及執(zhí)行系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成，構(gòu)成體積較小的自律元件，使得控制器與機(jī)械部分不再分開(kāi)。不但把設(shè)備的整體功能進(jìn)行有效融合，還大大降低了設(shè)備的自重與體積，實(shí)現(xiàn)節(jié)約大量空間與面積的目的。

（二）智能化

機(jī)電一體化相關(guān)技術(shù)的迅速發(fā)展以及不斷更新的產(chǎn)品，使計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)也在不斷地進(jìn)步，機(jī)電及電氣化技術(shù)開(kāi)始向智能化發(fā)展。智能化系統(tǒng)可以對(duì)實(shí)時(shí)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效收集與整理，構(gòu)建出相應(yīng)的高端應(yīng)用。系統(tǒng)可以對(duì)企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際情況進(jìn)行跟蹤與展示，并了解生產(chǎn)裝置的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)及工藝的流程等。支持企業(yè)管理團(tuán)隊(duì)針對(duì)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、事故追蹤及趨勢(shì)分析等，管理人員還可以隨時(shí)隨地運(yùn)用移動(dòng)設(shè)備對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，更快捷地掌握生產(chǎn)情況以便更好地進(jìn)行管理。

（三）生產(chǎn)車(chē)間實(shí)現(xiàn)無(wú)人化

機(jī)電一體化發(fā)展與不斷研發(fā)的新產(chǎn)品，使生產(chǎn)環(huán)節(jié)很大程度上擺脫了人力勞動(dòng)，機(jī)械設(shè)備按照計(jì)算機(jī)的設(shè)置程序進(jìn)行自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，整體管理系統(tǒng)采集與對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分析，對(duì)生產(chǎn)任務(wù)進(jìn)行合理分配，管理相關(guān)的生產(chǎn)秩序。目前，工業(yè)機(jī)器人正漸漸向智能化發(fā)展，其會(huì)在某些崗位代替人類(lèi)，未來(lái)生產(chǎn)車(chē)間可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)少數(shù)管理人員與技術(shù)、維修人員的管理下，達(dá)到自主生產(chǎn)的目的。

四、結(jié)語(yǔ)

伴隨著不斷發(fā)展的科學(xué)技術(shù)與各種先進(jìn)技術(shù)的融合，產(chǎn)品與技術(shù)已經(jīng)滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。高新技術(shù)與產(chǎn)品最大程度提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)一步推動(dòng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速、健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]孫琥.科學(xué)發(fā)展觀旗幟下的工業(yè)電氣自動(dòng)發(fā)展[J].硅谷，2011（01）：83～86.

[2]張開(kāi)遜.現(xiàn)代傳感技術(shù)在信息科學(xué)中的地位[J].工業(yè)計(jì)量，2012（01）：82～84.