試論化工企業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

王洪濤　羅燦燦

摘要：隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，科學(xué)知識(shí)呈現(xiàn)程序復(fù)合化的發(fā)展特點(diǎn)。機(jī)電一體化作為新興學(xué)科分支，其理論基礎(chǔ)和應(yīng)用范圍正在不斷完善和擴(kuò)大。文章將以機(jī)電一體化為切入點(diǎn)，以化工企業(yè)為例，探討化工企業(yè)中機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的必要性。

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；智能化數(shù)字；化工企業(yè)

中圖分類號(hào)：TP271 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）23-0038-02

機(jī)電一體化是一種新興學(xué)科，是有學(xué)科交叉的特征，興起于20世紀(jì)60年代。當(dāng)時(shí)，電子科技正處于第四代向第五代過渡時(shí)期，超大規(guī)模集成電路應(yīng)用范圍和實(shí)踐的擴(kuò)大，極大促進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程，但當(dāng)時(shí)的機(jī)電一體化主要是機(jī)械與電子的結(jié)合。近些年來，特別是電子信息系統(tǒng)的發(fā)展和超過規(guī)模集成電路的使用，豐富了機(jī)電一體化的內(nèi)涵，現(xiàn)代的機(jī)電一體化已經(jīng)不再簡(jiǎn)單是機(jī)械與電子的統(tǒng)一體，而是涉及多個(gè)行業(yè)、多種機(jī)械領(lǐng)域的專業(yè)的精密儀器，并產(chǎn)生了獨(dú)立的學(xué)科分支。

1 機(jī)電一體化發(fā)展方向

1.1 機(jī)電一體化數(shù)字發(fā)展方向

機(jī)電一體化數(shù)字發(fā)展方向得益于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)了微控制，擴(kuò)展了機(jī)電一體化發(fā)展的內(nèi)涵，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)和制造集成技術(shù)。數(shù)字化在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，使得機(jī)電一體化操作簡(jiǎn)單化、智能化，比如，數(shù)控車床的大規(guī)模推廣和應(yīng)用，并且可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自我維護(hù)、自我故障報(bào)警，極大方便了用戶需要，降低了設(shè)備和軟件的操作損壞的可能性。

1.2 機(jī)電一體化智能化發(fā)展方向

機(jī)電一體化智能化發(fā)展方向是目前機(jī)電一體化發(fā)展的重點(diǎn)方向和主要研究領(lǐng)域。隨著社會(huì)發(fā)展和科技進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，使通過程序操作實(shí)現(xiàn)機(jī)器和軟件的智能化運(yùn)作成為了可能。實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化發(fā)展有利于降低勞動(dòng)工程強(qiáng)度和勞動(dòng)時(shí)間。智能化發(fā)展是利用大規(guī)模數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)包括心理學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、數(shù)學(xué)等多種學(xué)科知識(shí)，利用模型統(tǒng)籌在一起，實(shí)現(xiàn)機(jī)器的高度智能化，雖然目前的技術(shù)條件下，機(jī)器完全人工智能化是不能實(shí)現(xiàn)的，但是利用具有一定人工智能設(shè)備進(jìn)行機(jī)電一體化作業(yè)和處理是非常必要的。

1.3 機(jī)電一體化的模塊化發(fā)展

機(jī)電一體化的模塊化發(fā)展方向是歷史發(fā)展的必然。機(jī)電一體化的發(fā)展前景廣闊，在市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)資源配置調(diào)控下，大量資源被投入到了機(jī)電一體化設(shè)備開發(fā)和生產(chǎn)當(dāng)中，市場(chǎng)上供應(yīng)一體化機(jī)電設(shè)備的廠家眾多，為了各自利益需要，各個(gè)廠家往往會(huì)在關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵部位進(jìn)行人為限制，甚至是機(jī)械零件的標(biāo)準(zhǔn)也不同，這種機(jī)電一體化機(jī)器供應(yīng)格局與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)要求的生產(chǎn)社會(huì)化非常不符合，因此不利于生產(chǎn)的發(fā)展。此時(shí)，機(jī)電一體化的模塊化發(fā)展顯得尤為必要。

1.4 機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展

機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展是目前網(wǎng)絡(luò)發(fā)展形勢(shì)的要求。新世紀(jì)以來，個(gè)人計(jì)算機(jī)普及率大大提高，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ畹囊徊糠帧＞W(wǎng)絡(luò)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)的普及促使生產(chǎn)和消費(fèi)逐步同步性和相關(guān)性。因此，機(jī)電一體化無論是從生產(chǎn)角度還是銷售角度，都要考慮網(wǎng)絡(luò)實(shí)踐

應(yīng)用。

1.5 機(jī)電一體化的綠色發(fā)展方向

機(jī)電一體化的綠色發(fā)展方向是社會(huì)發(fā)展的要求。隨著社會(huì)的發(fā)展、人們生活水平的提高，人們對(duì)生存環(huán)境的關(guān)注也越來越高。經(jīng)濟(jì)發(fā)展、工業(yè)發(fā)展的背后是嚴(yán)重的環(huán)境問題代價(jià)，因此必須要實(shí)現(xiàn)發(fā)展的綠色化。機(jī)電一體化的綠色發(fā)展方向有兩層意思：一是生產(chǎn)的綠色化。機(jī)電一體化設(shè)備在生產(chǎn)過程中必須要堅(jiān)持綠色發(fā)展理論，通過綠色工藝，使用綠色材料，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的節(jié)能降耗和環(huán)境影響的最小化。二是制造的綠色化。機(jī)電一體化設(shè)備具有應(yīng)用范圍廣、需求量大等特點(diǎn)，不過無論是應(yīng)用與化工企業(yè)還是日用家居都應(yīng)該有限考慮設(shè)備綠色運(yùn)行，降低環(huán)境

污染。

2 機(jī)電一體化在化工中的應(yīng)用和具體實(shí)踐

2.1 機(jī)電一體化在化工推廣的意義

近些年來，我國(guó)化工行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，化工企業(yè)總體科技水平和技術(shù)含量逐步提高，日益向現(xiàn)代化工企業(yè)轉(zhuǎn)變。但是，我國(guó)化工企業(yè)的總體發(fā)展水平還不高，生產(chǎn)粗放型比較明顯，生產(chǎn)效率不高，設(shè)備老舊率較高。機(jī)電一體化在化工中的應(yīng)用和實(shí)踐為化工企業(yè)的發(fā)展提供了新的發(fā)展方向和動(dòng)力。一是在化工企業(yè)中推廣機(jī)電一體化，有利于淘汰落后產(chǎn)能和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)化工生產(chǎn)全過程的有效控制。通過機(jī)電一體化可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)化工原料從進(jìn)場(chǎng)到成品最后出場(chǎng)全過程的有效監(jiān)控，提高化工企業(yè)的工作效率。二是機(jī)電一體化技術(shù)有利于企業(yè)化工信息的傳輸。機(jī)電一體化中的交流傳送技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)可以幫助提高化工信息的傳送時(shí)效性，實(shí)現(xiàn)信息交流的雙向性。三是通過機(jī)電一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)企業(yè)控制。化工企業(yè)規(guī)模一般較大，人事安排、生產(chǎn)安排任務(wù)較重，使用傳統(tǒng)的生產(chǎn)處理安排方式，很容易造成人事規(guī)模過大，機(jī)構(gòu)冗繁，降低企業(yè)生產(chǎn)成本。通過機(jī)電一體化系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)整體化規(guī)劃與安排，實(shí)現(xiàn)了最少人工環(huán)境下效率的最大化。

2.2 機(jī)電一體化在化工中的應(yīng)用

機(jī)電一體化在化工企業(yè)中常見的應(yīng)用有三類：一是機(jī)電一體化在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用。機(jī)電一體化在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用主要是實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化或者半自動(dòng)化。比如數(shù)控車床，采煤業(yè)中用于運(yùn)煤采煤的煤礦數(shù)字提升機(jī)，數(shù)字煤礦提升機(jī)通過數(shù)字化與提升機(jī)結(jié)合，特別是內(nèi)裝式提升機(jī)，極大方便了操作的流程。通過實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)的精確度，進(jìn)而提高生產(chǎn)的效率，而且還可以有效降低人工生產(chǎn)成本，降低工人勞動(dòng)時(shí)間和強(qiáng)度，對(duì)于一些污染比較大的化工企業(yè)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化也有利于保護(hù)工人健康和降低污染，比如，污水回收處理系統(tǒng)。二是機(jī)電一體化有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的精確化。現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)企業(yè)大部分正處于生產(chǎn)由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，因此必然要求生產(chǎn)的進(jìn)一步精確化，以便提高資源利用率。比如氮肥廠生產(chǎn)過程中，通過使用機(jī)電一體化設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加煤、填煤作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)性發(fā)展要求，通過利用現(xiàn)代機(jī)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)加煤、填煤作業(yè)的精確控制，保證投入和生產(chǎn)速度，有利于提高煤的轉(zhuǎn)化率和利用率。三是機(jī)電一體化在化工企業(yè)中的監(jiān)控作用。化工企業(yè)生產(chǎn)具有非常復(fù)雜的操作流程，一般在爐內(nèi)進(jìn)行，雖然利用傳統(tǒng)的檢測(cè)設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)溫度、氣壓方面的控制，但是因素變化具有不可預(yù)測(cè)性，一旦發(fā)生問題，儀器只能做到事后預(yù)警而不能起到事前預(yù)警的作用。利用機(jī)電一體化，比如液壓系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)等，可以有效起到事前預(yù)警的作用，提高檢測(cè)能力。

3 結(jié)語

機(jī)電一體化在化工企業(yè)中的應(yīng)用，是機(jī)電一體化發(fā)展的必然要求，也是化工生產(chǎn)特點(diǎn)所決定的。隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，新技術(shù)、新研究特別是生物技術(shù)的不斷發(fā)展，進(jìn)一步豐富了機(jī)電一體化內(nèi)涵，未來的機(jī)電一體化技術(shù)在化工企業(yè)應(yīng)用過程會(huì)進(jìn)一步深入。

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作者簡(jiǎn)介：王洪濤（1982—），男，山東淄博人，山東兗礦嶧山化工有限公司助理工程師；羅燦燦（1982—），女，山東鄒城人，山東兗礦嶧山化工有限公司助理工

程師。