自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：隨著機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)的初選和發(fā)展，創(chuàng)新精神從未離開。其強(qiáng)調(diào)的是將工業(yè)機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)與計(jì)算機(jī)信息技術(shù)結(jié)合，順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，進(jìn)行產(chǎn)業(yè)的突破性改革，采用科學(xué)技術(shù)手段在實(shí)踐中加以運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;機(jī)電一體化;發(fā)展趨勢(shì)

一、 引言

自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展而不斷創(chuàng)新，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮出了巨大的作用，為工業(yè)企業(yè)創(chuàng)造了更大的經(jīng)濟(jì)效益。自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)更多地表現(xiàn)為機(jī)械設(shè)備的信息處理技術(shù)的應(yīng)用，形成了斜自動(dòng)化技術(shù)的集成，其基礎(chǔ)就是機(jī)械電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)化技術(shù)的結(jié)合，自動(dòng)化和機(jī)電一體化的發(fā)展，必然是向著現(xiàn)代化技術(shù)的綜合體邁進(jìn)。

二、 自動(dòng)化合機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用

（一）現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用

現(xiàn)場(chǎng)總線的大規(guī)模應(yīng)用，包含了現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的規(guī)劃、研究和工程實(shí)踐。通過系統(tǒng)工程的運(yùn)用，使得現(xiàn)場(chǎng)儀表參與到了自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行。目前，石油化工、天然氣、發(fā)電行業(yè)運(yùn)用到的現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)用最多，大規(guī)模的使用起到了示范作用。很多單位都取得了初步的技術(shù)成果。擁有了現(xiàn)場(chǎng)控制功能塊組的策略，能夠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、輔助設(shè)備和主控系統(tǒng)的運(yùn)行。

（二）檢測(cè)技術(shù)和識(shí)別技術(shù)、信息融合技術(shù)的發(fā)展

傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)了新型的技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域，對(duì)于儀表的數(shù)字化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是一個(gè)推動(dòng)力量。數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化為現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的信息暢通提供了支撐，檢測(cè)技術(shù)進(jìn)一步進(jìn)步，溫度場(chǎng)的測(cè)量床干起的出現(xiàn)，大量的圖像識(shí)別、遙感技術(shù)的應(yīng)用等，都在自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)呈現(xiàn)出異彩。按照信息化的要求，傳感器信息融合帶來了多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)處理的新技術(shù)應(yīng)用。例如在電力系統(tǒng)故障檢測(cè)、礦井的瓦斯檢測(cè)等，等能夠產(chǎn)生很好的應(yīng)用效果，信息融合技術(shù)融合到了檢測(cè)工作中，實(shí)現(xiàn)了高速和復(fù)雜的數(shù)據(jù)處理，推動(dòng)了檢測(cè)技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的發(fā)展態(tài)勢(shì)。

（三）執(zhí)行儀表、運(yùn)動(dòng)控制、交流伺服系統(tǒng)

通過執(zhí)行儀表的運(yùn)動(dòng)控制，交流伺服發(fā)揮了越來越大的租用。郭恒控制領(lǐng)域中，采用氣閥門、定位器、啟動(dòng)薄膜調(diào)節(jié)閥等作為執(zhí)行儀表的技術(shù)，擁有著液動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電動(dòng)調(diào)節(jié)閥等，以為管道為主的工藝裝備中，改變?cè)械拈y門開度，實(shí)行主流設(shè)備的角形成的儀表執(zhí)行方式，大量使用軟啟動(dòng)器、離散控制系統(tǒng)、變頻器，實(shí)現(xiàn)節(jié)能高效生產(chǎn)。例如交流伺服系統(tǒng)，采用全數(shù)字交流永磁伺服電機(jī)，分布式交流伺服控制器已經(jīng)走向了市場(chǎng)。IEEE用于精確測(cè)量控制網(wǎng)絡(luò)時(shí)間分布，在以太網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)時(shí)間的同步，包括多個(gè)伺服控制器的協(xié)同，借助網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)器，結(jié)合時(shí)間標(biāo)記位置和信號(hào)同步的技術(shù)，將以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)因公在復(fù)雜系統(tǒng)的運(yùn)行中。

（四）工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)

現(xiàn)場(chǎng)總線等構(gòu)成的工業(yè)以太網(wǎng)，使用了分段華結(jié)構(gòu)和確定性通信調(diào)度控制策略，解決了開放性、互操作性的問題，直接應(yīng)用在變送器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備中，做到了產(chǎn)業(yè)化階段的物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。隨著高速以太網(wǎng)的交換式技術(shù)的普及，通信的安全性、實(shí)時(shí)性有了大幅度的提高，全雙工通信、虛擬局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，將工廠自動(dòng)化系統(tǒng)帶入了全系統(tǒng)自動(dòng)化管控階段。

（五）電控儀一體化、系統(tǒng)集成

系統(tǒng)集成在當(dāng)今進(jìn)行系統(tǒng)的解決中已經(jīng)具有一定的規(guī)模。PLC可編程控制器和人機(jī)界面，采用DDE動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換技術(shù)，將過程控制的對(duì)象鏈接嵌入到了OPC中，結(jié)合了EDDL技術(shù)，解決的互操作性的問題。系統(tǒng)集成對(duì)于組態(tài)的影響，表現(xiàn)在多種現(xiàn)場(chǎng)總線和工業(yè)以太網(wǎng)的通信接口產(chǎn)品上。各種互聯(lián)接口產(chǎn)品的出現(xiàn)，預(yù)示著系統(tǒng)集成技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展階段。該標(biāo)準(zhǔn)被稱為工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)和系統(tǒng)集成開放系統(tǒng)，擁有開放系統(tǒng)的應(yīng)用集成框架、定義構(gòu)成了集成模型，開發(fā)了應(yīng)用互操作專用規(guī)范，系統(tǒng)集成解決了電控、儀控一體化和管控一體化的問題，當(dāng)前的MES層是熱點(diǎn)，通過信息傳遞對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程進(jìn)行優(yōu)化管理。實(shí)現(xiàn)了電儀一體化、管控一體化技術(shù)。

三、 機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展

（一）機(jī)電一體化系統(tǒng)將向著柔性化發(fā)展

主要體現(xiàn)在一體化設(shè)備在設(shè)備自動(dòng)化管理方面，會(huì)將不同類型的新興技術(shù)融入產(chǎn)品的綜合范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化產(chǎn)品生產(chǎn)和加工的目標(biāo)。根據(jù)市場(chǎng)和企業(yè)的需要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)控，更加具有靈活性和適應(yīng)性。

（二）自動(dòng)化和機(jī)電一體化技術(shù)將實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展

解決當(dāng)前環(huán)境污染嚴(yán)重的問題，通過綠色產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和織造，對(duì)于人類的健康進(jìn)行保護(hù)，以不污染環(huán)境為目標(biāo)，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品進(jìn)行裝置的智能化改造，提升工作效率。

（三）自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)電一體化技術(shù)將向著網(wǎng)絡(luò)深化發(fā)展

網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，計(jì)算機(jī)技術(shù)將在各行各業(yè)中掀起改革的浪潮。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為機(jī)電一體化技術(shù)提供了有力的深化動(dòng)力，機(jī)電一體化將于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)結(jié)合起來，幫助企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)打開市場(chǎng)資源，滿足高科技產(chǎn)品在消費(fèi)者群體中的需求，提供智能化的服務(wù)。

四、 結(jié)語

自動(dòng)化和機(jī)電一體化技術(shù)從發(fā)展初期到逐步成熟，需要技術(shù)人員不斷研究和創(chuàng)新，機(jī)電一體化和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，是順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展，未來，人工智能技術(shù)將嶄露頭角，自動(dòng)控制、傳感技術(shù)、仿生學(xué)將在技術(shù)領(lǐng)域大放異彩，多種信息將被智能處理和識(shí)別，更多的制造和非制造領(lǐng)域，都將運(yùn)用到智能操作系統(tǒng)，完成人類無法完成的任務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：

于維東，山東省菏澤市。