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關(guān)鍵詞:機電控制系統(tǒng);自動控制技術(shù);機電一體化;智能化
我國是當(dāng)前世界上制造業(yè)大國之一,隨著生產(chǎn)力水平不斷提高,對機電等制造行業(yè)提出了更高的要求,不僅需要滿足人們?nèi)找娑鄬哟蔚臋C械需求,更要利用自動化控制系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率,基于此,機電一體化應(yīng)運而生,它能幫助機電企業(yè)擴大生產(chǎn)規(guī)模,在行業(yè)中占據(jù)越來越重要的地位。
1 機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)的概念
在了解機電一體化含義之前,需要理順機電控制系統(tǒng)和自動控制技術(shù)概念:
1.1 機電控制系統(tǒng)概念
機電控制系統(tǒng)是指利用計算機設(shè)置生產(chǎn)程序,通過控制裝備遠程遙控生產(chǎn)過程,它具有自動化、智能化、高效化[1]等三個特征,從機電控制系統(tǒng)本身來說,自動化是其最基本的特征,它能借助通信領(lǐng)域的力量,遠程監(jiān)控機械生產(chǎn),工作人員能夠通過微型計算機檢測生產(chǎn)細節(jié),當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時,能較快解決;從機電企業(yè)工作人員角度來說,智能化特征能夠幫助工作人員減少工作量,在一定程度上避免人工失誤,當(dāng)機械生產(chǎn)環(huán)境較危險時,智能化機電控制系統(tǒng)能夠代替人力作業(yè),保障工作人員安全;從機電行業(yè)的角度來說,機電控制系統(tǒng)將行業(yè)連接成一個整體,高效化特征能提高行業(yè)生產(chǎn)效率,促進新技術(shù)手段和綜合控制系統(tǒng)出現(xiàn)。
1.2 自動控制技術(shù)的概念
自動控制技術(shù)是指依靠控制裝置和控制器,設(shè)定生產(chǎn)工作程序,在沒有人力直接參與的情況下,按照一定生產(chǎn)規(guī)律運作,相對人工控制而言,它具有獨特優(yōu)勢,比如自動控制技術(shù)中的硬盤驅(qū)動,這種“伺服系統(tǒng)”能精確定位,在嘈雜的工作環(huán)境中依然能穩(wěn)定工作。
2 機電控制系統(tǒng)中自動控制技術(shù)的應(yīng)用途徑
隨著科學(xué)技術(shù)進步,機電控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動控制技術(shù)的途徑越來越多,主要集中在以下兩個方面。
2.1 自動控制技術(shù)應(yīng)用于機電控制裝備
自動控制技術(shù)核心內(nèi)容是控制裝備和控制器,用一個簡單的實例來說,當(dāng)需要記錄機電控制裝備的運轉(zhuǎn)速度時,要利用控制器來測試。在目前很多機電企業(yè)都開始引進新型自動控制技術(shù),比如PLC,即可編程邏輯控制器[2]。
機電控制裝備中加入控制器,將生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)合成整體,工作人員在監(jiān)控生產(chǎn)過程時,能及時發(fā)現(xiàn)問題并解決,這樣不僅避免了企業(yè)經(jīng)濟損失,也優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量。在這個自動化過程中,控制器在一定程度上能代替人力作業(yè),以精密的計算程序代替人腦,減少人工失誤。
2.2 自動控制技術(shù)應(yīng)用于機電微型計算機
自動化控制技術(shù)應(yīng)用于機電微型計算機,其利用控制裝備建立數(shù)學(xué)模型,同時在微型計算機的輔助下,控制相關(guān)生產(chǎn)程序,它具有三方面的優(yōu)勢,第一方面,從微型計算機生產(chǎn)價值來說,協(xié)調(diào)了自動控制和機電規(guī)律之間的關(guān)系,促進了單元技術(shù)的融和,自動控制技術(shù)應(yīng)用于機電領(lǐng)域以來,產(chǎn)生了巨大的生產(chǎn)價值,提升了產(chǎn)品科技含量,縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期,同時延長了設(shè)備使用周期,減少了企業(yè)投入[3],需要注意的是,在這個過程中,促使了工程師不斷研發(fā)新型機電模型,提高了工作能力;第二方面,從安全角度來說,微型計算機中加入自動化,能較知危險,比如機電生產(chǎn)線中某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞,自動控制裝備能立即停止機器運轉(zhuǎn),減少企業(yè)經(jīng)濟損失;第三方面,從機電一體化的角度來說,自動化技術(shù)為機電一體化提供了技術(shù)基礎(chǔ),比如傳感檢測等。
3 機電控制系統(tǒng)中一體化設(shè)計
機電一體化設(shè)計覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域較廣,主要有機械、電子等,掌握機電一體化加工技術(shù),能完善機電控制系統(tǒng),促進機電行業(yè)智能化進程。
機電一體化具有智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化等基本特征,其中需要注意的是模塊化特征,由于目前制造業(yè)龐大,種類繁多,在研究機電一體化產(chǎn)品時,難以將各廠家聯(lián)合起來,但是如果將機電一體化設(shè)計“模塊化”,制定產(chǎn)品各項標(biāo)準,研發(fā)新型機電產(chǎn)品,小企業(yè)在這個過程中可以自主尋求合作廠家,擴大生產(chǎn)規(guī)模,提升生產(chǎn)效率。微型化特征是網(wǎng)絡(luò)背景下所獨有的,它突破了時間、地域限制,提升了機電一體化的影響力,用先進的微型技術(shù)改變了機電領(lǐng)域現(xiàn)狀。
3.1 機電線路中的一體化設(shè)計
機電線路中的一體化設(shè)計主要體現(xiàn)在電子線路上[4],在傳統(tǒng)的機電控制中,電子線路與控制裝備隔離,使得在生產(chǎn)設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中無法及時了解產(chǎn)品情況,降低了設(shè)備使用率,機電一體化后,微型計算機和控制器應(yīng)用于機電控制系統(tǒng),代替了原來的控制裝備,提升了工作效率,比如在汽車零部件生產(chǎn)工廠,建立了一體化機電線路后,能快速生產(chǎn)各類產(chǎn)品。
在機電線路中一體化設(shè)計優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量,簡化了工作程序和結(jié)構(gòu),凸顯了“一體化”的優(yōu)勢,機電企業(yè)要大力引進,淘汰傳統(tǒng)機電控制裝備,利用新科學(xué)技術(shù),發(fā)展企業(yè)模塊經(jīng)濟。
3.2 機械裝置中的一體化設(shè)計
機電控制是一個完整的系統(tǒng),統(tǒng)籌機械裝備、自動化控制裝備、生產(chǎn)裝備三者之間的關(guān)系,能促進一體化設(shè)計,這對機電工程師提出了更高的要求,工程師要找到三者之間的平衡點,加入一體化設(shè)計,優(yōu)化機電裝置整體性質(zhì)。
機電工程師要敢于打破常規(guī),運用創(chuàng)造性思維,多學(xué)習(xí)和探討機電一體化設(shè)計,優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。同時機電企業(yè)要加大人員培養(yǎng)力度,多引進高素質(zhì)人才,開展多種一體化實踐活動,讓工作人員在團結(jié)協(xié)作的氛圍里創(chuàng)新一體化設(shè)計,用高科技改變機電一體化模式,提升企業(yè)綜合實力。
3.3 機電功能模塊中的一體化設(shè)計
功能模塊中的一體化設(shè)計主要是指統(tǒng)籌整個機電控制系統(tǒng)和自動化控制技術(shù),將每個部分最優(yōu)的機電裝備組合在一起,用控制器協(xié)調(diào)各部分之間的關(guān)系。
模塊一體化設(shè)計需要貫徹“整體”的理念,不能單純地考慮某一個控制裝備或者控制器,這樣不僅不能把一體化設(shè)計優(yōu)勢發(fā)揮出來,甚至有可能增加企業(yè)成本投資,比如機電企業(yè)引進最先進機電裝置,卻沒有更換控制器,這樣也無法提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率,所以機電企業(yè)只有根據(jù)實際發(fā)展情況,選擇最優(yōu)的機電組合,才能追求最大經(jīng)濟效益。
4 結(jié)束語
綜上所述,機電一體化是機電控制系統(tǒng)和自動化控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物,它能協(xié)調(diào)企業(yè)投資和收益之間的關(guān)系,提高企業(yè)生產(chǎn)效率,推進智能化進程。企業(yè)要順應(yīng)時展潮流,大力開發(fā)機電一體化產(chǎn)品,用信息化、自動化帶動企業(yè)經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)型,從粗獷型經(jīng)濟轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型經(jīng)濟,節(jié)約生產(chǎn)成本,提升工作人員素質(zhì),培養(yǎng)機電一體化人才,制定機電一體化整體營銷戰(zhàn)略,打造企業(yè)良好品牌。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:電氣自動化技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用
Abstract: Information technology, control technology and computer technology, greatly promote the electrical automation technology and its application in power system. The development of economy and society, people demand for electricity grows with each passing day, but also the power system operation reliability and safety put forward higher requirements. Combining with the working experience, the electrical automation technology and its application in electric power system research, design thought and research trends are analyzed in the paper, which has a certain reference value.
Key words: electric automation technology; power system; application
中圖分類號:F407.61 獻標(biāo)識碼: A 文章編號:2095-2104(2012)12-0020-02
0引言
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用與日俱增。目前,電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)主要涉及以下3個方面:變配電站集中監(jiān)控、繼電保護和遠程調(diào)度管理部分。我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的研究起步較晚,近年來雖取得了一定的成績,但與國外先進水平相比仍存在較大的差距。因此,對電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用展開研究迫在眉睫,我們必須在結(jié)合本國實情的基礎(chǔ)上,研究和開發(fā)出更加符合我國國情的電氣自動化綜合技術(shù)化系統(tǒng)。
1電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究方向
目前我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)開展的研究,主要可以概括為以下4個方面:
1.1對電力系統(tǒng)智能保護和綜合自動化技術(shù)開展的研究
我國對智能保護和綜合自動化技術(shù)的相關(guān)原理展開了大量研究,將先進的綜合自動化控制理論、人工智能理論、自適應(yīng)理論、微機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)等引入到電力系統(tǒng)的自動化保護裝置中,使得保護裝置更加智能化,極大地提高了電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。經(jīng)過多年努力所研制成功的分層式綜合自動化裝置,突破了傳統(tǒng)裝置所受的限制,能夠廣泛應(yīng)用于各種電壓等級的電站,極大地拓寬了綜合自動化裝置的應(yīng)用范圍。
1.2對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)開展的研究
我國對電力系統(tǒng)配電網(wǎng)自動化技術(shù)開展了大量的研究,主要表現(xiàn)在配網(wǎng)模型、中低壓網(wǎng)絡(luò)數(shù)字、信息配網(wǎng)一體化、高級應(yīng)用軟件等方面的突破。其中,高級應(yīng)用軟件將配電網(wǎng)的實際情況和輸電網(wǎng)的理論算法結(jié)合在一起,使用最新的國際標(biāo)準公共信息模型,利用配網(wǎng)遞歸虛擬流算法對潮流進行計算,利用人工智能灰色神經(jīng)元算法對負荷進行預(yù)測,極大地提高了計算結(jié)果的準確性和可靠性。數(shù)字信號處理技術(shù)能夠提高載波接收的靈敏度,解決了載波在配電網(wǎng)使用中的路由和衰減等難題,提高了信號的處理速度和準確度。
1.3對電力系統(tǒng)人工智能技術(shù)開展的研究
我國對電力系統(tǒng)人工智能技術(shù)開展了大量的研究,主要體現(xiàn)在將模糊邏輯、專家系統(tǒng)和進化理論等先進理論運用到電力系統(tǒng)及其設(shè)備的故障分析、運行分析、規(guī)劃設(shè)計等方面,確保了電力系統(tǒng)運行的安全性和可靠性,并能及時診斷各種故障信息,將損失降低到最小,提高了電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性和合理性。
1.4對電力系統(tǒng)自動化實時仿真技術(shù)開展的研究
我國對電力系統(tǒng)自動化實時仿真技術(shù)開展了深入的研究,重點研究了電力系統(tǒng)實時仿真建模和負荷動態(tài)特性建模,同時將國外先進的電力系統(tǒng)數(shù)字模擬實時仿真系統(tǒng)引入到國內(nèi),構(gòu)建了基于混合實時仿真環(huán)境的實驗室。電力系統(tǒng)自動化實時仿真系統(tǒng)不但能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)進行試驗,而且能夠聯(lián)合多種控制裝置,形成閉環(huán)系統(tǒng),從而確??蒲腥藛T能夠完成對新裝置的測試實驗。
2電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)計思想
2.1電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的選型原則
電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的選型原則,主要從遠程調(diào)度和自動化系統(tǒng)監(jiān)控這兩個方面進行考慮。電力系統(tǒng)的保護裝置一般優(yōu)先選用微機保護綜合自動化系統(tǒng),電力系統(tǒng)中電氣自動化的選型接線比較簡單,通常以常規(guī)繼電保護裝置為主,選用性能可靠且價格合理的智能化開關(guān)。
2.2電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)計原則
電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的設(shè)計原則主要應(yīng)從以下幾個方面進行考慮:
(1)電氣主接線方式按照原設(shè)計來執(zhí)行,要將采用監(jiān)控系統(tǒng)后所增加的設(shè)備種類和數(shù)量(如電力監(jiān)控器、電量變送器等的數(shù)量)在單線系統(tǒng)圖的設(shè)備型號說明中加以標(biāo)注;
(2)凡是需要利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程遙控操作的開關(guān),一定要使用具備遠程分閘和合閘功能的智能開關(guān),從而確保遠程遙控操作功能得以實現(xiàn);
(3)運行狀態(tài)需要進入計算機監(jiān)控狀態(tài)的開關(guān),通常需要使用一對獨立的常開接點引入計算機監(jiān)控系統(tǒng),此外,低壓自動開關(guān)還需多選用一對常開輔助接點;
(4)對繼電保護進行設(shè)計時,供電系統(tǒng)應(yīng)該優(yōu)先考慮使用變壓保護和綜合電氣自動化技術(shù)。
3電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究趨勢
我國對電力系統(tǒng)中電氣自動化技術(shù)的研究還存在很多不足,未來的研究工作還有很多。電氣自動化技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究趨勢,主要包括以下3個方面:
3.1國際標(biāo)準的大規(guī)模推廣和使用
近年來電氣自動化技術(shù)在我國有了廣泛的應(yīng)用,但是由于電氣自動化設(shè)備的生產(chǎn)廠家眾多,導(dǎo)致這些設(shè)備的信息共享和相互操作間存在諸多障礙。為滿足不同廠家所生產(chǎn)設(shè)備的兼容性,電子工業(yè)協(xié)會制訂了IEC 61850標(biāo)準,作為站端與站間進行通信的標(biāo)準,從而實現(xiàn)站內(nèi)的無縫通信。我國要大力推廣和使用IEC 61850標(biāo)準,并基于此標(biāo)準開發(fā)出電氣綜合自動化系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品。
3.2將測量、保護和控制工作融合為一體
長期以來,受電力行業(yè)專業(yè)分工、人員配置和運行機制的影響,我國電氣自動化系統(tǒng)主要通過站內(nèi)監(jiān)控采集相關(guān)數(shù)據(jù)、單獨進行保護的工作模式。這種工作模式雖然能對事故進行清晰的分析和處理,但是增加了工作量,降低了設(shè)備的利用率。為了減少設(shè)備的重復(fù)配置率和操作人員的工作量,提高事故的處理效率,必須將測量、保護和控制工作融合在電氣自動化綜合系統(tǒng)中。
3.3以太網(wǎng)技術(shù)的使用
隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展,人們對電力的需求與日俱增,加之電網(wǎng)系統(tǒng)越來越復(fù)雜化,其涉及的數(shù)據(jù)和信息也越來越多。在這種背景下,電氣綜合自動化系統(tǒng)所需要采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)日益龐大,對通訊的實時性和傳輸速度提出了更高的要求。以太網(wǎng)具有傳輸數(shù)據(jù)量大、傳輸數(shù)據(jù)快的優(yōu)勢,能夠滿足電氣綜合自動化系統(tǒng)的發(fā)展需求,因此,以太網(wǎng)在電氣綜合自動化系統(tǒng)中必然會有更多的應(yīng)用。
4結(jié)語
電網(wǎng)調(diào)度自動化是電力系統(tǒng)自動化的主要組成部分。伴隨著科技的進步與社會的發(fā)展,自動化技術(shù)作為一門綜合性技術(shù),它在電力系統(tǒng)中起到的作用越來越顯著,電力體制改革等新形勢對電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)既提出了新的挑戰(zhàn),也提供了前所未有的機遇。未來調(diào)度自動化技術(shù)及系統(tǒng)將會有更快更大的發(fā)展,但也需要付出艱辛的努力。
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關(guān)鍵詞:電力調(diào)度自動化;一體化技術(shù);應(yīng)用
受我國經(jīng)濟技術(shù)發(fā)展的影響,在信息技術(shù)的大背景下,電力行業(yè)的發(fā)展也要結(jié)合先進的技術(shù),以此促進電力調(diào)動自動化的發(fā)展。一體化技術(shù)體現(xiàn)了遙調(diào)、遙測的功能,在其運用的過程中,對于電力調(diào)度自動化的發(fā)展也具有十分重要的意義。與此同時,受電力調(diào)度自動化發(fā)展的影響,其發(fā)展系統(tǒng)也逐漸得到了完善,使一體化技術(shù)的應(yīng)用也更加廣泛,并且加強了對電力調(diào)度自動化的調(diào)控,也保證了其運行的安全性。然而在現(xiàn)階段,電力調(diào)度自動化在其發(fā)展的過程中,需要結(jié)合一體化技術(shù),以此推動電力調(diào)度自動化的智能性發(fā)展,所以,如何在電力調(diào)度自動化中應(yīng)用一體化技術(shù),仍然是相關(guān)操作人員進行思考的問題之一。為此,文章中針對一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應(yīng)用,對其應(yīng)用措施進行了分析。
1 電力調(diào)度平臺一體化的應(yīng)用
因為信息操作體系的類型與硬件的配置不相同。所以在基層硬件操作體系方面,數(shù)據(jù)也具有一定的差異性。為此,在電力調(diào)度體系方面,建立中間媒介實現(xiàn)有效的分配,進而實現(xiàn)電力系統(tǒng)的運行,是其中最為有效的處理方法[1]。在這個過程中,操作人員一般會選擇OORBA或是OMG作為中間件,以此提升信息之間的交換頻率。為了保證其中間件能夠具備有效的擴展技能,操作人員需要減小該操作體系與電腦系統(tǒng)之間的差異性,所以,一體化技術(shù)的應(yīng)用便十分重要。一體化技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度的接口中,對電網(wǎng)控制體系的平臺具有十分重要的作用。因為電力系統(tǒng)中所蘊含的中間件具備一定的特殊性,所以在選用中間件時,需要將其中存在的差異性減小,讓其能夠應(yīng)用于各個系統(tǒng)中,并且實現(xiàn)不同硬件的相互連接與作用。在中間件發(fā)展的過程中,一體化技術(shù)的應(yīng)用也為電力調(diào)度的平臺提供了豐富的發(fā)展空間,同時由之前較為單一的體系轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)雜的體系,在其擴展的過程中,并不會對其操作平臺的運行造成影響,在其完善的同時,可以完成其他體系的擴展。在電腦操作體系與硬件內(nèi)部,電力操作系統(tǒng)要具備一定的時效性以及可靠性。在選擇計算機時,X64與X86計算機系統(tǒng)具有較高的性價比,另外,系統(tǒng)也可以支持X64與X86的操作系統(tǒng),選擇更加多元化的計算機操作系統(tǒng),以此為電力調(diào)度自動化的運行提供更加多元化的發(fā)展空間。利用中間件技術(shù),可以通過不同的操作系統(tǒng)以及硬件組建不同形式的軟件數(shù)據(jù)包,也就是中間件平臺。
2 電力調(diào)度功能一體化的應(yīng)用
在電力調(diào)度系統(tǒng)運行的過程中,現(xiàn)階段的調(diào)度功能一體化得到了飛速的提升,然而在社會發(fā)展的環(huán)境大背景下,電力調(diào)度的發(fā)展也逐漸結(jié)合了智能技術(shù)――一體化技術(shù),使電力調(diào)度自動化的運行不僅具備傳統(tǒng)的應(yīng)用功能,還實現(xiàn)了圖形操作以及數(shù)據(jù)庫升級功能,并且也實現(xiàn)了電力調(diào)度的信息技術(shù)發(fā)展。為了實現(xiàn)電力調(diào)度功能一體化的應(yīng)用,操作人員需要保證中間件的正確運用,同時選擇具備靈活性的節(jié)點機設(shè)設(shè)施,以此實現(xiàn)節(jié)約成本的作用,進而提升配置效率[2]。然而在其中仍然需注意,進行電力調(diào)度的實際運行過程中,所使用的操作頁面應(yīng)用軟件與服務(wù)模式要同時運行,以此才能保證實現(xiàn)人機合一效果。服務(wù)模式不同,所選擇的管理方式也不同,進而使各項功能均能夠發(fā)揮其作用。在電力調(diào)度系統(tǒng)中,中間件的應(yīng)用是應(yīng)用模塊的主要內(nèi)容,在中間件的基礎(chǔ)上,才能夠保證電力調(diào)度的有效運行。
3 電力調(diào)度接口一體化的應(yīng)用
利用不同的數(shù)據(jù)進行電力調(diào)度系統(tǒng)的訪問,能夠以此實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的調(diào)控,同時利用較為范圍的數(shù)據(jù)實現(xiàn)信息同步化處理。選擇不同的電力調(diào)度接口,可以對系統(tǒng)中的訪問數(shù)據(jù)與內(nèi)容進行記錄,如此一來可以為相關(guān)設(shè)備的訪問提供便利,并且加強電力調(diào)度系統(tǒng)運行的安全性與可靠性,提升電力調(diào)度系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的準確性[3]。在訪問的過程中,客戶可以根據(jù)個人意愿選擇服務(wù)器接口,所以在進行相關(guān)信息查詢時,也可以根據(jù)個人意愿選擇所要查詢的內(nèi)容。為此,組建電力調(diào)度系統(tǒng)接口公開性是構(gòu)成電力調(diào)度工作的主要內(nèi)容,以此才能推動電力調(diào)度自動化的發(fā)展,使其能夠?qū)崿F(xiàn)智能化發(fā)展,盡快實現(xiàn)電力調(diào)度接口一體化的發(fā)展道路,在此基礎(chǔ)上推動我國電力調(diào)度自動化技術(shù)的不斷發(fā)展。
4 結(jié)束語
綜上所述,受我國經(jīng)濟發(fā)展的影響,電力資源在人們的生活中應(yīng)用愈發(fā)廣泛,為了實現(xiàn)電力調(diào)度自動化的智能化發(fā)展,在其中應(yīng)用一體化技術(shù)已經(jīng)成為必然性手段。為此,文章中針對一體化技術(shù)在電力調(diào)度自動化中的應(yīng)用,從電力調(diào)度平臺一體化、電力調(diào)度功能一體化、電力調(diào)度接口一體化三個方面對其應(yīng)用實踐策略進行了闡述,希望通過文章的分析,能夠加強一體化技術(shù)的應(yīng)用技術(shù),提高電力調(diào)度自動化的運行質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上推動我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展。
參考文獻
[1]鄧景柱.試論電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中一體化技術(shù)的應(yīng)用[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2016,2:224.
【關(guān)鍵詞】機電一體化 工程機械 應(yīng)用 展望
從我國工程機械領(lǐng)域的發(fā)展趨勢來看,現(xiàn)代工程機械目前正處于機電一體化的快速發(fā)展時代。機電一體化技術(shù)在工程機械領(lǐng)域的應(yīng)用已相當(dāng)普及。
一、機電一體化概述
機電一體化技術(shù)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合,并綜合應(yīng)用到實際中去的綜合技術(shù)?,F(xiàn)在的機電一體化技術(shù),是機械和微電子技術(shù)緊密集合的一門技術(shù)。機電一體化是當(dāng)今自動化技術(shù)發(fā)展的最高階段。
二、機電一體化和工程機械的關(guān)系
在工程機械領(lǐng)域引入機電一體化技術(shù)大大提高了機械性能,而工程機械性能的不斷提高也使機電一體化應(yīng)用更加廣泛,兩者相互影響,共同促進形成了一個良性發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。
三、機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用
總體上看,機電一體化技術(shù)在工程機械中主要有以下方面應(yīng)用。
1.電子監(jiān)控、自動報警及故障自診。
即對工程機械的發(fā)動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的運行狀態(tài)監(jiān)控,工作中一旦出現(xiàn)異?,F(xiàn)象,能自動報警并準確地指出故障的部位,從而改善駕駛員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設(shè)備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設(shè)備的使用壽命。
2.節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)率。
傳統(tǒng)工程機械的能量利用率較低,例如,液壓挖掘機的燃料能量利用率僅為30%左右,如此低的能量利用率迫使工程機械的發(fā)展必須著眼于節(jié)能。日本日立公司挖掘機節(jié)能控制系統(tǒng)采用了卡特電子效率控制系統(tǒng),通過對發(fā)動機和泵的綜合控制,使功率的利用率可達98%,同時生產(chǎn)率也大大提高。
3.提高作業(yè)精度,使稱量過程實現(xiàn)自動化。
為保證成品料的作業(yè)精度,現(xiàn)代瀝青及水泥混凝土拌和設(shè)備廣泛采用了微機控制的電子稱量系統(tǒng),并使稱量過程實現(xiàn)了自動化。自動找平系統(tǒng)的應(yīng)用,使瀝青混凝土攤鋪機的施工質(zhì)量有了較大的提高。采有超聲波技術(shù)的自動供料系統(tǒng),使瀝青混凝土攤鋪機的供料實現(xiàn)了自動調(diào)節(jié),進一步提高了攤鋪質(zhì)量。推土機鏟刀、平地機刮刀、鏟運機鏟斗刀刃的電子控制,不僅提高了作業(yè)精度和作業(yè)效率,而且也減輕了操作人員的勞動強度。
4.實現(xiàn)作業(yè)過程的自動化或半自動化。
工程機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產(chǎn)率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足對作業(yè)精度的影響,例如,日本三菱公司的挖掘機設(shè)有挖掘軌跡控制系統(tǒng),操作者在控制板上設(shè)定好鏟斗運動軌跡的形狀后,微機控制系統(tǒng)能夠根據(jù)各種角度傳感器的信號,自動控制動臂、斗桿和鏟刀的運動,實現(xiàn)各種特定開口和斷面溝槽、斜面的精確挖掘,使挖掘作業(yè)實現(xiàn)了自動化。
四、機電一體化技術(shù)發(fā)展展望
機電一體化是當(dāng)今世界機械工業(yè)發(fā)展的主要趨向,它的應(yīng)用與發(fā)展已引起工農(nóng)業(yè)、科技、經(jīng)濟、軍事等領(lǐng)域。展望機電一體化技術(shù)的未來,其發(fā)展趨勢如下:
1.智能化。
智能化是21世紀機電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。智能化是對機器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(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.微型化。
微型化興起于20世紀80年代末,指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級發(fā)展。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活,在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。微機電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機械技術(shù),微機電一體化產(chǎn)品的加工采用精細加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類。
3.網(wǎng)絡(luò)化趨勢。
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、教育及人們的日常生活都帶來了翻天覆地的變化。機電一體化新產(chǎn)品一經(jīng)研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)迅速發(fā)展起來,而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品?,F(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統(tǒng),使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。這也使機電一體化技術(shù)朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展成為必然趨勢。
4.系統(tǒng)化。
系統(tǒng)化的特點之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu),系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。系統(tǒng)化的特點之二是通信功能的大大加強,即未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系。機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人,如何賦予機電一體化產(chǎn)品人的智能、情感、人性顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化。
參考文獻:
[1]徐妍妍,劉葉平. 機電一體化在工程機械中的運用[J].現(xiàn)代經(jīng)濟信息,2012,(8).
【關(guān)鍵詞】 機電一體化 工程機械
機電一體化又被稱為機械電子學(xué),是機械和微電子技術(shù)緊密結(jié)合在一起的學(xué)科,并在工程機械領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著信息、自動化以及傳感器等技術(shù)的發(fā)展,機電一體化的發(fā)展令人吃驚,成為了推動工程機械行業(yè)乃至整個工業(yè)發(fā)展進步的強大動力,它促使工程機械向著智能化的領(lǐng)域發(fā)展。毫無疑問,機電一體化是工程機械領(lǐng)域未來發(fā)展的一個十分重要的方向。
1 機電一體化的發(fā)展趨勢
1.1 人性智能化
人性智能化是機電一體化發(fā)展的一個重要方面,其指為機械賦予人類的思維或者利用仿生學(xué)原理研制機械。隨著社會的飛速發(fā)展,人們對于機械的要求不再僅限于其能完成所設(shè)定的任務(wù),更多的時候人們要求機械能夠人性化、智能化,能很好的模擬人類的思維模式或者行為,與使用者進行人機對話。機械的人性化、智能化不僅是人們對于人工智能的追求,也是人類科技不斷進步的表現(xiàn)。相信借助發(fā)達的信息、自動化及傳感器等技術(shù),在未來實現(xiàn)工程機械的全面人性化、智能化是很有可能的。
1.2 標(biāo)準模塊化
標(biāo)準模塊化不僅是機電一體化的發(fā)展方向,也應(yīng)該是未來工業(yè)的發(fā)展方向。機電一體化產(chǎn)品種類繁多,各家公司生產(chǎn)的產(chǎn)品的接口、輔助軟件等都不同,導(dǎo)致了產(chǎn)品的替代性較差,選擇了一個品牌的產(chǎn)品就很難用其他品牌的進行替換,不利于機電一體化的發(fā)展。因此,機電一體化的標(biāo)準模塊化的意義重大。利用統(tǒng)一的標(biāo)準開發(fā)生產(chǎn)產(chǎn)品,使機電一體化產(chǎn)品的生產(chǎn)標(biāo)準化、系列化,不僅有利于機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)使用,而且也會給機電一體化的發(fā)展帶來更好的機遇。
1.3 安全微型化
機電一體化的安全化并不只是指產(chǎn)品的使用安全,也是指其對人類的生態(tài)環(huán)境的安全。安全化的機電一體化產(chǎn)品使用時對生態(tài)環(huán)境的危害較小,報廢后能后回收利用;機電一體化的微型化指的是機電一體化產(chǎn)品向著微型化方向發(fā)展。隨著納米技術(shù)不斷的進步,超精密加工技術(shù)的進一步發(fā)展,體積更小、功耗更低、應(yīng)用范圍更大的微型化機械一體化產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用指日可待。
1.4 網(wǎng)絡(luò)開放化
在計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度發(fā)達的今天,任何一個領(lǐng)域想要發(fā)展,就必須開放,就必須與網(wǎng)絡(luò)接軌,融入全球化的環(huán)境中。計算機網(wǎng)絡(luò)通過各個計算機終端將世界連接在一起,豐富的信息在這個網(wǎng)絡(luò)平臺中互相流通,人們可以方便的獲取想要的信息。機電一體化產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)化、開放化,不僅有利于優(yōu)秀的產(chǎn)品的推廣,更是為相關(guān)技術(shù)的整合交流、配件的采購提供了一個廣闊的平臺。因此,機電一體化產(chǎn)品毫無疑問會向著網(wǎng)絡(luò)開放化發(fā)展。
2 機電一體化在工程機械中的應(yīng)用
2.1 降低功耗,提高生產(chǎn)率
一般的工程機械使用時功耗較高,但是生產(chǎn)效率確較低,例如傳統(tǒng)的液壓挖掘機不僅功耗較高,能量利用率不到30%,而且生產(chǎn)率較低。但是應(yīng)用了機電一體化技術(shù)的工程機械利用先進的電子控制系統(tǒng)使機械的功耗大大降低,生產(chǎn)率明顯提高,例如采用了卡特電子系統(tǒng)的液壓挖掘機,功率利用率明顯提高,從而使機器的生產(chǎn)率大大增加。又如將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于柴油發(fā)動機,由于電子調(diào)速器等的應(yīng)用,使柴油發(fā)動機可以根據(jù)不同的工況選擇不同的工作模式,降低了柴油發(fā)動機的功耗,增加了柴油發(fā)動機的工作效率。
2.2 提高精度,增加良品率
機電一體化技術(shù)在工程機械中的應(yīng)用,通過精密的電子控制系統(tǒng),大大增加了工程機械作業(yè)的精度,使得整個生產(chǎn)過程的良品率大大提高。傳統(tǒng)的機床加工的產(chǎn)品的精度很多時候是依靠操作人員的經(jīng)驗和操作的熟練程度,產(chǎn)品的良品較低。而應(yīng)用的機電一體化技術(shù)的數(shù)控加工機床或者加工中心的加工精度顯著提高,其可以根據(jù)控制系統(tǒng)的命令自動進行作業(yè),并根據(jù)反饋系統(tǒng)的信號及時調(diào)整作業(yè),產(chǎn)品良品率大大提高。比如最先進的數(shù)控金切機床的加工精度已經(jīng)可以達到0.001mm左右,超精密數(shù)控機床的微細切削和磨削加工精度可達到0.05μm左右。
2.3 實現(xiàn)作業(yè)過程自動化或者半自動化
將機電一體化技術(shù)應(yīng)用于工程機械械,可以實現(xiàn)工程機械的自動化或者半自動化控制,從而減少了機械操作者的工作強度,提高了工程機械的作業(yè)精度。先進的工程機械大部分已實現(xiàn)半自動化控制甚至全自動化控制,例如三菱公司研發(fā)的挖掘機,操作人員通過在操作面板上設(shè)定鏟斗的運動軌跡,再有微機控制系統(tǒng)控制機器的作業(yè),整個作業(yè)實現(xiàn)了自動化。又如一些小型煤礦掘進機要在低矮的礦山內(nèi)作業(yè),工作條件不允許操作人員進入,這時就必須應(yīng)用機電一體化技術(shù),利用電子控制系統(tǒng)等,實現(xiàn)掘進機的無人全自動化作業(yè)。
2.4 其他方面的應(yīng)用
機電一體化在工程機械中的應(yīng)用還有許多,一些起重機采用了電子力矩限制器,能自動檢測出起重機吊載物體的質(zhì)量以及起重臂的角度等,從而實時監(jiān)控其工作的安全情況;一些化纖行業(yè)的機械中運用了配備有測速控制器、傳感器等的精密卷繞控制系統(tǒng),可以自動控制機器的卷繞交叉角的角度等,提高了機械作業(yè)的精度;還有很多工程機械裝有電子監(jiān)控系統(tǒng),可以實時監(jiān)控機械液壓系統(tǒng)等各個系統(tǒng)的運行工作情況,及時發(fā)現(xiàn)故障問題并自動報警,從而提高了機器的安全性和可維護性。
3 結(jié)語
機電一體化不僅是工程機械行業(yè)的發(fā)展的趨勢,也是世界整個機械行業(yè)的主要發(fā)展趨勢。由于人們對于工程機械智能化的追求,機電一體化在工程機械中的應(yīng)用會越來越來廣泛。相信隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,機電一體化技術(shù)將會迎來更廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻:
[1]芮延年.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2004.
關(guān)鍵詞:機電一體化技術(shù)煤礦應(yīng)用發(fā)展趨勢
一、概述
機電一體化技術(shù)就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術(shù)綜合運用的復(fù)合技術(shù),是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、計算機技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。機電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律,顯示了強大的生命力。由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面,因此需采用大量的機電設(shè)備才能實現(xiàn)這一目標(biāo),而機電一體化煤礦產(chǎn)品則是實現(xiàn)高產(chǎn)高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術(shù)融為一體,使物流、能流、信息流融為一體。
二、機電一體化技術(shù)在煤礦中的主要應(yīng)用
2.1機電一體化技術(shù)在提升機中的應(yīng)用礦井提升機是目前煤礦機電一體化、自動化水平最高的設(shè)備,全數(shù)字化交直流提升機。尤其是內(nèi)裝式提升機,從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體,機械結(jié)構(gòu)大大簡化,充分體現(xiàn)了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。而全數(shù)字化提升機高度可靠,采用總線方式,大大簡化了電器安裝,此外,硬件配置簡單,互相兼容?!熬盼濉逼陂g,國產(chǎn)數(shù)字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化提升機,其核心部分ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計算機系統(tǒng),其性能先進、操作簡便、準確可靠。此外,我國還應(yīng)用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。目前,最大裝機容量已達到5000kW,主、副井提升機可做到全自動化,不需要專門的絞車司機。
2.2機電一體化技術(shù)在采煤機中的應(yīng)用電牽引采煤機是機電一體化技術(shù)在采煤機的一個典型應(yīng)用。與液壓牽引相比,它具有一下特點:①良好的牽引特性:可以在采煤機前進時提供牽引力,使其克服阻力移動,也可以在采煤機下滑時進行發(fā)電制動,向電網(wǎng)反饋電能。②可用于大傾角煤層:牽引電動機軸端裝有停機時防止機器下滑的制動器,因為它的設(shè)計制動力矩為電動機額定轉(zhuǎn)矩的1.6~2.0倍,所以電牽引采煤機可用在40°~50°傾角的煤層,而不需要其它防滑裝置。③運行可靠,使用壽命長,電牽引和液壓牽引不同,前者除電動機的電刷和整流子有磨a損外,其它元件均無磨損,因此工作可靠,故障少,壽命長,維修工作量小。④反應(yīng)靈敏,動態(tài)特性好:電控系統(tǒng)能及時調(diào)整各種參數(shù),防止采煤機超載運行。⑤結(jié)構(gòu)簡單、效率高:電牽引采煤機機械傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕,電能轉(zhuǎn)換為機械能只做一次轉(zhuǎn)換,效率可達99%,而液壓采煤機的效率只有65%-70%左右。
1991年煤炭總院上海分院與波蘭瑪克公司合作,研制成功我國第一臺采用交流變頻調(diào)速MG344-PWD型薄煤層強力爬底板電牽引采煤機以來,我國的電牽引采煤機有了較快的發(fā)展。國內(nèi)上海天地公司、太原礦山機械廠、西安煤機廠、雞西煤機廠等都生產(chǎn)交流變頻和直流電牽引采煤機,而且得到了廣泛的應(yīng)用。經(jīng)過近20年的研制開發(fā),我國的電牽引采煤機一逐步走向成熟,為煤礦生產(chǎn)技術(shù)的進步起到了積極的推動作用。
2.3機電一體化技術(shù)在帶式輸送機中的應(yīng)用帶式輸送機由于長距離連續(xù)輸送、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現(xiàn)自動化等特點,已成為我國煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運輸設(shè)備。因此,成為近幾年來機電一體化技術(shù)的研究重點。目前主要采用機、電、液一體化的CST可控軟啟動裝置。它是一種專門為平滑起動運送大慣性載荷,如煤炭或金屬礦石的長距離皮帶運輸機而設(shè)計的軟驅(qū)動裝置。一條皮帶運輸機可以由一臺或幾臺CST驅(qū)動。由于尚未解決動態(tài)分析和在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動延遲技術(shù),我國帶式輸送機的中間驅(qū)動點不能不知過多,一般為3點驅(qū)動,這樣就限制了輸送機的單機長度和運量。而且,輸送機的監(jiān)控設(shè)備功能少、可靠性較差、靈敏度和壽命都較低,和發(fā)達國家相比存在顯著的差距。
2.4其他煤礦機電一體化裝置液壓支架則向電液控制方向發(fā)展,將計算機技術(shù)與液壓控制有機結(jié)合,實現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架,移架速度為6~8s/架,最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態(tài)。
煤礦供電的特點是供電要可靠,質(zhì)量要高,能滿足大功率設(shè)備的要求。因此應(yīng)該推廣節(jié)能型產(chǎn)品。高壓開關(guān)柜采用維護量小,使用壽命長的真空開關(guān)。采用集中補償和就地補償相結(jié)合的辦法提高功率因數(shù),減少供電系統(tǒng)無功電流,減少無功功率損耗。目前高、低開關(guān)柜普遍采用了“微機保護”,具備網(wǎng)絡(luò)功能,可以實現(xiàn)遠程遙控、遙測、遙信和遙調(diào)。
三、煤礦機電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢
我國自造的煤礦機電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點,以及設(shè)備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優(yōu)點。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用,不僅減輕了操作人員的勞動強度,而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力,創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。但是,我國的煤礦機電一體化技術(shù)與發(fā)達國家相比,還有一定的差距,因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究,其未來的發(fā)展趨勢是:①開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù),研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置;②增加產(chǎn)品的通信功能,以適應(yīng)綜合自動化的需要;③開發(fā)以微處理器和微機為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計算機和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等;④煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術(shù)今后研究的重點之一。
四、結(jié)束語
近年來,隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動化技術(shù)的飛快發(fā)展,信息流成為機電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實現(xiàn)自動化、數(shù)字化、智能化,在性能和功能方面均實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。因此,機電一體化技術(shù)是企業(yè)信息化的重要支撐技術(shù),是礦山綜合自動化的基礎(chǔ)。機電一體化技術(shù)在煤礦采、掘、運裝備的應(yīng)用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產(chǎn)的綜合實力,為實現(xiàn)高效、安全、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了扎實的基礎(chǔ)。
參考文獻:
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譚得健,徐希康.自動化技術(shù)、信息技術(shù)在我國煤礦企業(yè)的應(yīng)用[J].工況自動化.2003.
1現(xiàn)代工程機械上,機電一體化的應(yīng)用方式
1.1機床中對機電一體化技術(shù)的應(yīng)用與創(chuàng)新對于機電一體化技術(shù)在實際的應(yīng)用中,Z80-CPU的應(yīng)用軟件比較多,但是它的系統(tǒng)開發(fā)比較容易,所以比較普遍的用于我國數(shù)控機床方面的應(yīng)用。而我國的數(shù)控機床大部分采用的是經(jīng)濟型光電隔離電路、微機I/O接口的電路以及Z80-CPU微機和功率放大的電路等。而Z80-CPU以及與其配套的芯片價格比較低,使用范圍也比較廣,與其他的技術(shù)相比來說,具有維修方便、可靠、通用性強等特點。I/O接口的譯碼硬件也比較簡單、Z80系列的微機有其特有的I/O指令,并且微機的執(zhí)行時間也比較短,最重要的是,指令格式也比較短,這樣的特性對縮短掃描現(xiàn)場機床工作狀況的周期十分有利。在機電一體化應(yīng)用于數(shù)控機床的過程中,因為多數(shù)的數(shù)控機床對工作刀具以及工作臺的要求的比較高,要求工作臺或工作刀具在工作中沿著坐標(biāo)軸來移動,所以機電一體化應(yīng)用于數(shù)控機床當(dāng)中,需要考慮其連續(xù)控制方式需要具有插補功能。要求副傳動具有高效率,滾珠絲杠摩擦帶來的損失較小,在操作的過程中沒有爬行的現(xiàn)象,能夠給予適當(dāng)?shù)念A(yù)緊、運動平穩(wěn),并采用氟塑貼面導(dǎo)軌,使其具有耐磨的特性,并且摩擦系數(shù)比較小。因此,可帶來抗撕傷能力強、去除低速運動爬行的現(xiàn)象,以及降低其成本。在反向時可消除空間的死區(qū),定位精度比較高以及剛度好。因此可消除絲杠螺紋和螺母之間的間隙,所以大部分的數(shù)控機床的執(zhí)行機構(gòu)的傳動方式用的是滾珠絲杠副傳動的方式。
1.2將機電一體化應(yīng)用于自動化作業(yè)和半自動化作業(yè)工程機械在作業(yè)過程中的自動化和半自動化的實現(xiàn),可以降低在作業(yè)過程中工作人員的勞動強度,并且讓生產(chǎn)效率得到提高。另一方面,也能夠減少工作人員因相關(guān)的經(jīng)驗不足而造成的負面影響。以三菱公司生產(chǎn)的挖掘機為例,能夠?qū)ν诰驒C軌跡系統(tǒng)進行有效的控制。在控制板上,工作人員設(shè)定好運動的軌跡和鏟斗的運動形狀之后,機器中的微機操作系統(tǒng)能夠根據(jù)從不同角度傳感器發(fā)出的信號,自動控制鏟刀、動臂、斗桿的運動方式。在機器作業(yè)中,體現(xiàn)了挖掘機自動化的操作水平,還能對開口、斜坡、特定斷面的溝槽進行精準的開挖作業(yè)。
1.3現(xiàn)代機電一體化技術(shù)應(yīng)用于其它領(lǐng)域在化纖行業(yè)的機械工程中,現(xiàn)代機電一體化也可以得到適當(dāng)?shù)膽?yīng)用。例如在精密卷繞控制的系統(tǒng)中,高強度摩擦輥、變頻器以及金屬導(dǎo)紗器電機組成了其控制系統(tǒng),另外還附加了傳感器和測速控制器的組成。此種工程機械中,卷繞交叉角是可以變化的,并且卷繞筒子大部分采用了積極式的傳動方式,并且導(dǎo)絲器和筒子的往復(fù)頻率是有固定的比值。另一邊,國外的一些工程機械,例如推土機、裝載機以及鏟運機等,很大程度使得工程機械運作中的耗油量降低,并且簡化了操作,還增加了經(jīng)濟效益,這是由于采用了相對電子控制的自動變速器,帶來的改善。
2工程機械中,現(xiàn)代機電一體化應(yīng)用的發(fā)展方向
隨著國外將機電一體化應(yīng)用于機械工程以來,不僅帶動了機械技術(shù)的革新,也為機械工程帶來了進一步的發(fā)展。對傳統(tǒng)的工程機械帶來了較大程度的改變,并且提高的產(chǎn)品的性能。根據(jù)目前的發(fā)展看來,無論在國內(nèi)還是國外,機械工程技術(shù)已經(jīng)進入了發(fā)展的全新時期。同時在工程機械的發(fā)展中,電子控制系統(tǒng)也成為了其不可或缺的一部分。隨著對機械產(chǎn)品的要求不斷提高、社會的不斷發(fā)展、科技的不斷創(chuàng)新,對機電一體化的發(fā)展也提出了進一步的要求。
2.1機電一體化應(yīng)用發(fā)展的高性能化機電一體化應(yīng)用中的高性能化主要囊括以下幾個方面:應(yīng)用中的高可靠性、高效率模式、高精度模式以及高速模式。新一代的CNC系統(tǒng)已“四高”來滿足生產(chǎn)需求為前提而誕生的,此種系統(tǒng)采用多CPU結(jié)構(gòu)通過多總線連接而成的。由于這種系統(tǒng)采用的是精簡指令集機,所以能夠在同一時間實現(xiàn)多個任務(wù)操作系統(tǒng)并且進行相關(guān)的處理,所以該機器機電一體化的產(chǎn)品的高性能也得到了保證。
2.2機電一體化在微型化的應(yīng)用和發(fā)展機電一體化的新興發(fā)展方向是微型機電一體化,國外成為微電子機械系統(tǒng),微型機電一體化系統(tǒng)在納米尺度上也將機械技術(shù)和電子技術(shù)加以融合。因此,幾何尺寸向微米、納米發(fā)展都可以稱作微型機電一體化產(chǎn)品。并且體積大小不超過1cm3的機電一體化產(chǎn)品。在信息、軍事、生物醫(yī)療等方面的應(yīng)用上,具有其他產(chǎn)品無法比擬的優(yōu)越性能。因為其在使用中對能量的損耗小、及其體積小、運動方式靈活,所以在近幾年和將來的發(fā)展趨勢中是非常重要的技術(shù)。
2.3機電一體化技術(shù)在應(yīng)用和發(fā)展中的智能化控制理論的基礎(chǔ)體現(xiàn)了機電一體化的進步和發(fā)展,所以智能化技術(shù)也就成為了目前傳統(tǒng)機械自動化技術(shù)和機電一體化技術(shù)的最主要的區(qū)別。智能化技術(shù)在實際使用中的區(qū)別表現(xiàn)在相關(guān)產(chǎn)品使用過程中的智能上。智能化技術(shù)通過融合了生理學(xué)、人工能、計算機科學(xué)而發(fā)展出的智能的新思想、新的方法、并且模擬人類智能。所以這樣機械技術(shù)在目前的應(yīng)用和研發(fā)中,具有非常豐富的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
3結(jié)束語
摘 要:現(xiàn)階段我國的機械制造行業(yè)發(fā)展比較迅速,尤其在新的技術(shù)應(yīng)用下,對機械生產(chǎn)能力的提高起到了促進作用。將機電一體化應(yīng)用在機械當(dāng)中,是工程機械發(fā)展的趨勢?;诖耍疚闹饕蜋C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)合實際對機械中機電一體化的應(yīng)用和發(fā)展趨勢詳細探究。希望能通過此次對機電一體化的應(yīng)用研究,對實際工程機械的發(fā)展起到促進作用。
關(guān)鍵詞:機械;機電一體化;應(yīng)用
0.引言
工程機械的操作中,實現(xiàn)了機電一體化就能提高機械使用性能以及效率。傳統(tǒng)的機械使用整體效率比較低,處在當(dāng)前的發(fā)展階段,傳統(tǒng)機械應(yīng)用已經(jīng)不能滿足實際的生產(chǎn)力需求。通過從理論層面對機械中機電一體化的應(yīng)用研究,對機械產(chǎn)業(yè)的發(fā)展就有著積極意義。
1.機械機電一體化的特征以及應(yīng)用作用發(fā)揮
1.1 機械機電一體化的特征體現(xiàn)
機械機電一體化的運用有著鮮明特征體現(xiàn),生產(chǎn)能力強的特征比較突出。機電一體化目標(biāo)的實現(xiàn)對信息自動處理的作用能充分發(fā)揮,這樣機械就能在自動化的運作能力上表現(xiàn)的比較強,對設(shè)備運用的靈敏度檢測也能實現(xiàn)。機電一體化的設(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。實現(xiàn)了機電一體化,就能有效保障機械的安全運行[1]?;跈C電一體化系統(tǒng)的多樣化功能,在機械設(shè)備的運行當(dāng)中自動診斷功能的發(fā)揮也比較突出,從而就提高了設(shè)備運行的安全。除此之外,機電一體化系統(tǒng)在使用性能上也比較強,在應(yīng)用的范圍也比較廣泛。
1.2 機械機電一體化應(yīng)用作用發(fā)揮
工程機械中機電一體化的應(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。工程機械機電一體化的電子監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用,對機械設(shè)備的運行狀態(tài)能實時性的監(jiān)測,在機械出現(xiàn)了嚴重磨損的時候,系統(tǒng)的自動診斷功能就能發(fā)揮其積極作用,這對故障的及時性解決就提供了方便。在機電一體化的目標(biāo)實現(xiàn)下,對工程機械的正?;鳂I(yè)有著保障,能最大化的降低安全事故。
再者,機電一體化的應(yīng)用作用發(fā)揮還體現(xiàn)在節(jié)能作用上。機械運作中,機電一體化的系統(tǒng)運行能對設(shè)備的正常運行得以保障,將機械設(shè)備的能量充分發(fā)揮,實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。這對資源儲備量也能得到有效保障[2]。電子節(jié)能控制器的運用,能降低設(shè)備的磨損率,從整體上提高機械設(shè)備的工作效率。機電一體化的運用對作業(yè)的精度能得以保障,減少了傳統(tǒng)機械工作中的人為誤差。
2.機械中機電一體化的應(yīng)用和發(fā)展趨勢
2.1 機械中機電一體化的應(yīng)用分析
機械中機電一體化的應(yīng)用中,對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。機電一體化技術(shù)能對產(chǎn)品生產(chǎn)的數(shù)據(jù)進行直接控制。在輸入了相應(yīng)參數(shù)之后,機械就可按照參數(shù)進行自動化的運作,這對產(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。機械的自動化以及半自動化作業(yè)當(dāng)中,對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進行稽核,在對鏟斗的運動軌跡設(shè)定之后,通過微機進行控制,就可對臂桿和鏟刀等自動化控制,這就大大增加了工作的效率和質(zhì)量。
機械中機電一體化技術(shù)的應(yīng)用中,對電子監(jiān)控以及自動化報警、故障自診斷系統(tǒng)的功能發(fā)揮,就能提高機械整體生產(chǎn)水平。工程機械的發(fā)動機以及傳動系統(tǒng)等在運行中,通過電子監(jiān)控以及自動報警系統(tǒng)的運用,對運行中所出現(xiàn)的異?,F(xiàn)象就能直接提示,這就對駕駛員的工作條件得到了有效提高,對機械維修的費用也能大大降低,有助于設(shè)備的使用壽命進一步延長。機械中的機電一體化的運用,能有效提高生產(chǎn)率。如在液壓挖掘機的燃料能力量的利用率僅為30%,這樣的低能運行,對能源的節(jié)約就體現(xiàn)的比較突出,在節(jié)約能源的同時,也能大大提高生產(chǎn)率,這就是機電一體化得以迅速發(fā)展的重要原因。
機電一體化在機械當(dāng)中的運用過程中,機電自動檢測的功能也能充分發(fā)揮。自動檢測功能的運用對機械各子系統(tǒng)都能進行檢測,從而可及時性的了解機械設(shè)備的運用狀況。在系統(tǒng)出現(xiàn)異常的時候,報警系統(tǒng)會發(fā)出警報,對故障的部位就能明確[4]。自動檢測系統(tǒng)對機械的運行效率提高就發(fā)揮了積極作用,保障了整個生產(chǎn)的順利進行。
2.2 機械中機電一體化的應(yīng)用發(fā)展趨勢
隨著新技術(shù)的升級,機械機電一體化也會向著智能化的方向發(fā)展。智能化是對機械設(shè)備行為的描述。機械的智能化發(fā)展是將多種學(xué)科知識技g進行綜合的,如計算機技術(shù)以及人工智能技術(shù)和運籌學(xué)等等。在這些技術(shù)以及理論的綜合下,就能對機電一體化的產(chǎn)品生產(chǎn)效率進一步的提高,對機械的控制能力也能提高。
機械機電一體化的發(fā)展也會向著微型化方向邁進。所謂的微型化就是通過對納米技術(shù)的應(yīng)用,微機電一體化的產(chǎn)品的體積縮小,這樣在能耗上也會大大降低,在實際運用過程中的靈活程度就可提高。機械機電一體化的微型化目標(biāo)的實現(xiàn),也是對整體機械行業(yè)的發(fā)展有著積極意義的。通過精細化的加工技術(shù)應(yīng)用,實現(xiàn)生產(chǎn)能力提高的目標(biāo)。
當(dāng)前我國的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛,而在機械行業(yè)中,將機電一體化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行結(jié)合,在對遠程控制技術(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械運作的效率。這也是現(xiàn)代化機械發(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。主要就是機械機電一體化的系統(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),從而滿足實際應(yīng)用的需求。系統(tǒng)化發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn),就要能注重將多個子系統(tǒng)協(xié)調(diào)化,并對子系統(tǒng)進行綜合性的管理,這樣就能提高系統(tǒng)的運用性能。
3.結(jié)語
綜上所述,我國的機械產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中,要想促使其進步,就要充分重視機電一體化技術(shù)的應(yīng)用,并要能從多方面注重對技術(shù)的升級運用。通過此次對機電一體化的技術(shù)應(yīng)用研究,就能為實際機械發(fā)展的水平提高起到一定啟示作用。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:機電一體化;技術(shù); 應(yīng)用
Pick to: mechanical and electrical integration is mechanical, microelectronics, control, computer, information processing, and other multi-disciplinary overlapping fusion, its development and progress depends on the progress of related technologies and development. Shallow to analyzing the content and the application of mechatronics technology research, in exchange for the colleague.
Keywords: mechanical and electrical integration; Technology; application
中圖分類號:TH-39文獻標(biāo)識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
引言
現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,極大地推動了不同學(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。在機械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機械工業(yè)的滲透所形成的機電一體化,使機械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機構(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“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機電一體化概述
機電一體化是指在機構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術(shù),將機械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。機電一體化發(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:機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(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、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(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),則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。
因此,“機電一體化”涵蓋“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是,機電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機融合的一種綜合技術(shù),而不是機械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(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電一體化與機械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別
二、機電一體化技術(shù)的內(nèi)容
1.機械技術(shù)
機械技術(shù)是機電一體化的基礎(chǔ),機械技術(shù)的著眼點在于如何與機電一體化技術(shù)相適應(yīng),利用其它高、新技術(shù)來更新概念,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上的變更,滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能的要求。在機電一體化系統(tǒng)制造過程中,經(jīng)典的機械理論與工藝應(yīng)借助于計算機輔助技術(shù),同時采用人工智能與專家系統(tǒng)等,形成新一代的機械制造技術(shù)。
2.計算機技術(shù)
計算機與信息技術(shù),其中信息交換、存取、運算、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)均屬于計算機信息處理技術(shù)。
3.系統(tǒng)技術(shù)
系統(tǒng)技術(shù)即以整體的概念組織應(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)中一個重要方面,它是實現(xiàn)系統(tǒng)各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術(shù)
其范圍很廣,在控制理論指導(dǎo)下,進行系統(tǒng)設(shè)計,設(shè)計后的系統(tǒng)仿真,現(xiàn)場調(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、補償、再現(xiàn)、檢索等。
5.傳感檢測技術(shù)
傳感檢測技術(shù)是系統(tǒng)的感受器官,是實現(xiàn)自動控制、自動調(diào)節(jié)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其功能越強,系統(tǒng)的自動化程序就越高。現(xiàn)代工程要求傳感器能快速、精確地獲取信息并能經(jīng)受嚴酷環(huán)境的考驗,它是機電一體化系統(tǒng)達到高水平的保護。
6.伺服傳動技術(shù)
包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,伺服系統(tǒng)是實現(xiàn)電信號到機械動作的轉(zhuǎn)換裝置與部件、對系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能有決定性的影響。
三、機電一體化技術(shù)的應(yīng)用研究
1.自動機與自動生產(chǎn)線
在國民經(jīng)濟生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備,是當(dāng)前機電一體化技術(shù)應(yīng)用的一具體體現(xiàn)。如:2000~80000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線;18000~120000瓶/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線;各種高速香煙生產(chǎn)線;各種印刷包裝生產(chǎn)線;郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線;易拉罐自動生產(chǎn)線;FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等,這些自動機或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器,變頻調(diào)速器,人機界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平,比10多年前躍升了一大步,其技術(shù)水平已達到或超過發(fā)達國家上一世紀80年代后期的水平。使用這些自動機和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多,對維護和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。
2.智能化控制技術(shù)(IC)
由于我國工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點,傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難,因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于我國企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面,如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼—連鑄—軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。
3.分布式控制系統(tǒng)(DCS)
分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的發(fā)展,分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制,而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散,故障影響面小,而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能,采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施,使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比,其功能更強,具有更高的安全性,是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。
4.開放式控制系統(tǒng)(OCS)
開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念?!伴_放”意味著對一種標(biāo)準的信息交換規(guī)程的共識和支持,按此標(biāo)準設(shè)計的系統(tǒng),可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)使各種控制設(shè)備、管理計算機互聯(lián),實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成,通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián),實現(xiàn)測量與控制一體化。
5.計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)
企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體,用以實現(xiàn)從原料進廠,生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前我國企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化,但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理,難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的要求。未來企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn),質(zhì)優(yōu)價廉,及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存,加速資金周轉(zhuǎn),實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化,關(guān)鍵就是加強管理,獲取必須的經(jīng)濟效益,提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。
6.現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)
現(xiàn)場總線技術(shù)是對自動化領(lǐng)域的一場變革。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟實用,已成為當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點之—。現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)場總線的含義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元,現(xiàn)場儀表仍然是一對一模擬信號傳輸?,F(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò),把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設(shè)備。
(2)互操作性。互操作性的含義是來自不同制造廠的現(xiàn)場設(shè)備,不僅可以相互通信,而且可以統(tǒng)一組態(tài),構(gòu)成所需的控制回路,共同實現(xiàn)控制策略。
(3)分散功能塊?,F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)廢棄了分散型控制系統(tǒng)(DCS)的輸入/輸出單元和控制站,把DCS控制站的功能塊分散給現(xiàn)場儀表,從而構(gòu)成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補償和累加輸入功能塊,而且有PID控制和運算功能塊。
(4)通信線供電。現(xiàn)場總線的常用傳輸線是雙絞線,通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量。這種低功耗現(xiàn)場儀表可以用于安全環(huán)境,與之配套的還有安全柵。有的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場有可燃性物質(zhì),所有現(xiàn)場設(shè)備必須嚴格遵守安全防爆標(biāo)準,現(xiàn)場總線也不例外。
結(jié)語
總之,機電一體化技術(shù)既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力,又是開啟我國機電行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大門的鑰匙。今后應(yīng)廣泛深入地用機電一體化技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),大張旗鼓地開發(fā)機電一體化產(chǎn)品,促進機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代,促進機電一體產(chǎn)業(yè)的形成,為我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整作貢獻。
參考文獻