浅析机电一体化技术在我国的应用

摘 要：机电一体化是在科学技术快速发展的基础上，将电子技术与机械工程相结合的产物，其可以应用在机械、计算机、电气、信息等领域。它推动了各个学科之间的有效融合，加快了我国工业发展的步伐，因此，它广泛应用在我国各行各业中。

关键词：机电一体化 煤矿企业 提升机

中图分类号：TD67 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0214-02

机电一体化的实质是在设备某一功能上引进电子技术，从而将机械设备与微电子技术充分结合在一起，经专门的软件对机械设备进行有效的控制，并完成某一特定的功能。它已经发展成为一门具有自身独立完整的体系的先进技术，并伴随电子技术的快速发展，机电一体化逐渐向智能化发展。

1 机电一体化我国的发展形势

1.1 智能化

在21世纪，机电一体化主要是朝着智能化的方向发展，这就需要机电设备具有一定程度的智能性能，它可以拥有一定的逻辑思维、判断识别以及自主决策的综合能力。例如：在数控机床设备上装设电子设备，从而实现人机对话的功能，添加智能机械产品生产工艺数据库与智能I/O接口，这将给机床在生产制造机械零件的加工、打磨与设备的维护等方面带来很大的便捷。近几年，伴随着人工智能技术的快速发展，出现一系列较实用的理论，如灰色理论、模糊控制、小波理论、神经网络等，这些理论将会对机电一体化技术迅速发展与广泛应用打下坚实的基础。

1.2 模块化

虽然国内对机电一体化的生产制定了相关的标准，但由于生产机电一体化的厂家较多，这就造成机电一体化的类型较多，因此研发具有统一的数据接口、机械接口、电气接口已经成为未来机电一体化标准模块化发展的主要方向。由于采用机电一体化标准模块化可以较快的研发出具有一定先进技术的产品，可以很大程度上扩大产品的生产规模，给机电一体化的发展创造美好的未来。例如：可以研发具有变频调速、集减速的动力驱动单元；具有逻辑、判断、决策等功能的电机一体控制单元等。这样在机电一体化新产品的研发过程中，可以根据这些机电一体化标准模块化单元较短时间内研发出新产品。

1.3 网络化

在20世纪90年代，我国计算机的发展较迅速，其中网络技术的发展比较突出。在网络技术的广泛应用下，一些产品基于网络技术发展下，逐渐研发出各种监视技术和远程控制设备。研究发现，远程控制设备的终端就是机电一体化产品，家用电器网络化基于局域网技术与现场总线逐渐成为现实，家用电器在家庭网络的连接下形成以计算机为控制中心的集成家用电器系统，这样就可以确保人们可以在自己的家里，就可以尽情的享受这些高技术带来的益处，因此，在未来的机电一体化产品需要朝着网络化方向发展。

1.4 微型化

微型化，主要指机电一体化产品应该向微观领域、微型化逐渐迈进的趋势。据相关数据显示，微型化是未来五十年精细加工技术不可缺少的关键技术，更是生产效率的决定因素。在近十几年的发展中，逐渐出现了各种微型机电一体化产品，如压力传感器、微触觉传感器、微膜、微探针等。

1.5 绿色化

在当今时期，由于经济发展已经到达一定的高度，而环境出现了严重的破损，严重影响国家的持续发展，因此，绿色化已经成为现如今的热门话题，也是机电一体化产品未来发展的新方向。在绿色产品的研发、生产、制造和销售过程中，要严格按照可持续发展的基本要求，减少对环境的危害。

1.6 人性化

任何产品均是为人们的生活、生产提供服务的，机电一体化产品也不例外，因此未来的机电一体化产品应该朝着人性化的方向发展，为人类的使用提供更加便捷、舒适的服务。同时，机电一体化除了完善的性能外，还需要在产品的外形、色彩等方面与外界环境保持一致。

2 机电一体化技术的应用

随着科学技术的不断发展，机电一体化技术也得到了快速的发展，它已经广泛应用在各行各业中，为我国工业的发展打下坚实的基础。

2.1 机电一体化在煤矿行业中的应用

（1）矿井提升机中的应用。

在我国煤矿矿井内生产中，提升机有效的结合机电一体化发展技术，逐渐发展成为矿井内的具有全智能化、交、直流提升机等大型设备，为煤矿企业的发展提供了非常的作用。尤其是矿井内的内装式提升机方面，它在结构上逐渐将驱动、滚筒两项功能融合为一个整体，很大程度上简化了提升机的机械结构，其是一种具有研究价值的机电一体化设备，它完美的展示了将电子技术、计算机、机械设备、自动控制技术等结合在一体。研究发现，全数字提升机运行稳定性高、智能化，且当设备出现重复故障时，还可以进行故障的自动检测、诊断，并做准确的解决方案，同时设备还可以完成通信功能；此外，在数字提升机的结构方面，它采用数据总线方式，很大程度上简化了繁琐的电气安装过程；配置简单的设备硬件，可以相互兼容，减少零备件；可以快速地进行提升机的软启动、瞬间改变发动机的加速度等。

在我国具有自主知识产权的全数字化直流提升机已经广泛应用在各个煤矿井下提升机中。此外，我国还自主研发生产了第一台交-交变频器交流提升机，其运行状况稳定、可靠程度高。由于提升机与计算机技术相互融合成一体，更加完善了提升机的安全保护系统，可以利用两台计算机独立的完成数据的处理、测量、通信等功能，大大保障了提升机的安全性能。

（2）矿井安全生产监测监控系统中的应用。

在矿井内的安全监测设备，其是煤矿行业机电一体化应用的又一方面。我国在研究监测技术的应用较其他国家较晚，在20世纪80年代初，我国的有关部门成立专门的研究小组对国外煤矿监控技术进行研究开发，很大程度上促进我国监控技术的快速发展。

在90年代，我国的监测控制技术得到较快的发展，我国自主研发生产了具有先进随机数水平的监测系统，例如：KJ90系统K、J95系统等。这些监控系统的特点是：进一步提高矿井内监测分站的智能化发展水平；可以进行网络连接、实现数据传输；此外，为了确保井下生产的安全性，避免井下出现瓦斯气体泄漏，在井内安装了瓦斯气体监控装置，大大提高了矿井内的安全生产，提高了我国机电一体化的发展水平。

2.2 机电一体化在电气远动系统中的应用

在电气行业中，远动系统利用机电一体化模式，采用分层分布式、模块化开放结构模式，从而保障了变电站远动测控功能的安全性、稳定性、可靠性。其主要是原理是远动系统的每一个分布子系统都是根据变电站的一次设备的某一个间隔单元的特性而专门进行设计，比如：一台主变、一条线路等，因此该系统的运行状况正常与否仅仅只对本间隔单元的远动测绘功能有较大的影响，不会对其它的间隔单元的远动功能有任何影响。每一个远动的子系统与主机之间的联接，或是与其它子的系统之间的联接，都是利用主站内部的数字通讯网络相互联接的，真正意义上解决了电气隔离的难题。

例如：某地一个35 kV的变电站远动自动化控制系统，主要由分站控层与现地控制层两层结构共同组成，两层之间借助网络进行相互之间的有效联接。运动自动化控制系统在功能分配方面主要依照将功能尽量下放的基本原则，只要是可以在现地控制层可以实现的功能，就不再利用通讯网实现。即使在完全退出通讯网的状态下，就比如传统的各测控单元分立运行的二次监控设备工作原理一样，然后完成本间隔的显示、传输数据、测量，同时在开关的开启与关闭等基本操作，均可以由站内保留的简易手动操作开关进行基本的操作。

2.3 机电一体化技术在机械制造业中的应用

在科学技术的带动下，现代机械制造业充分利用电子计算机技术，使得我国机械制造技术得到了迅速的发展。例如计算机数字控制技术、柔性制造技术、虚拟制造技术等。采用数控系统的机床在生产制造的机械零件，其生产速度、精度均得到不同程度的提高，为我国机械化向更高水平发展打下坚实的基础。

此外，机电一体化发展技术还广泛应用在钢铁行业、饮料行业等。

3 结语

综上所述，机电一体化技术的出现为我国工业的快速发展注入了新的动力，它是未来工业发展的技术核心，是我国生产力发展水平的有效保障。因此，我国要加大对机电一体化的研发力度，让它更好的为各行各业贡献自己的力量。

参考文献

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