淺析機電一體化技術的發展及其在鋼鐵行業中的應用

摘 要：隨著經濟建設的不斷變化與發展，信息技術不斷被廣泛應用于各個行業之中，同時也為機電一體化技術在鋼鐵行業中的發展提供了便利的條件，文章主要針對機電一體化技術的基本特征與發展方向進行了簡要的分析與總結，并針對其在鋼鐵行業中應用的一些問題進行了簡要的分析與總結，并提出相應的解決措施，僅供參考。

關鍵詞：機電一體化；特征組成；技術發展方向；應用

1 機電一體化技術的基本特征

機電一體化主要特征主要是將以往機器、微電子、計算機技術、信息技術在性能以及空間相互使用，形成一個整體，同時被廣泛應用于各個行業之中，對其不斷的完善深化，隨著科學技術的不斷變化發展，新的技術不斷涌現，機電一體化技術也不斷的深化，并不斷的向信息化技術方向發展。

2 機電一體化的組成技術

2.1 機械本體技術

機械本體技術主要指的是機械自身的系統構造及其功能是整個機電設備中最關鍵的組成部分，其性能的好壞將直接影響整個機電一體化的發展建設，對此針對于機械本體技術的發展建設必須有嚴格的規范技術要求，利用現代化信息技術不斷完善其機械本體技術的操作系統以及程序設計，以降低能源消耗為宗旨，建立完善的機電發展模式，以便適應低碳環保的經濟發展模式。

2.2 傳感器與檢測技術

傳感設備本質上是一種性能構件，其影響是把來自外部的全部信號轉變成對應的電信號，是完成主動檢查以及主動操作的關鍵部分，假如沒有傳感設備對裝置的真實狀況開展準確可信的檢查，不管是信號轉變或信息傳遞，又或是資料的展示都很難完成，所以必須加強完善傳感設備的發展，全面的提升硬件可信性、靈活性以及精準性，進而朝著機電一體化的方向發展。

2.3 自動控制及信息處理技術

主動操作和信息處理技術是機電一體化的重點，信息處理技術把傳感設備檢測到的資料和外界直接獲取的命令開展歸納、儲存、解析、制造處理之后，再根據信息處理成果以及制定的順序和步驟下發有關命令，使用主動操作技術來操作全部體系順利的開展。信息處理包含信息輸入、計算、存儲、輸出等有關技術。信息是用信號體現出來，換言之，信號的詳細內容是信息以微處理設備為核心的計算機技術能夠把傳感設備檢查得到的全部信息儲存、計算、邏輯解析、辨別、對比、更換，從而向實施部門下發操作命令，信息處理技術必須以真實的信息進行下達命令，避免抗干擾性能的出現。

3 機電一體化技術的發展方向

3.1 智能化

機電一體化和以往普通機器使用自動化技術的最關鍵差別在于智能性，同時這也是機電一體化技術未來的發展趨勢。智能化是在操作原理的基礎上，汲取了化學、電腦技術、人工智能、心理學、動力學、生理學等現在最新技術，模仿人的頭腦思想，使機電一體化裝置擁有一定的辨別推斷、條理思想、自主判斷等性能，以便獲取更高的操作水平。智能化其實就是人工智能體系，實質上就是一個學識處理體系，要處理各種智能化信號，最后可以模仿人的思維來處理性能、推理判斷，最終更好的服務于各個行業的發展建設。

如今，模糊系統、神經網絡、遺傳算法以及專家系統是機電一體化產品（系統）實現智能化的四種主要的人工智能技術，它們各自獨立發展又互相融合。隨著生產自動化程度的不斷提高，今后的智能生產系統控制器能夠模擬人類專家的思想活動，對工作中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思、決策再加以實施，如在智能控制器中增加故障自動診斷功能模塊，以實現設備的主動維護，該模塊能夠在設備運行過程中不斷監測各組成部分的工作情況，如有異常，根據預設的算法判斷出具體的故障并告知，使維修人員能快速地對故障進行定位和修復。

3.2 微型化

機電一體化的微型化興起于20世紀80年代末，目前已是一大發展潮流微機電系統是指能批量制作，由微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路（包含接口、通信和動力源）等構成的微型器件或系統。近年來，國內外在MEMS制作工藝、構成材料以及微觀機理研究等方面取得了長足進展，開發出了各種MEMS器件和系統，如各種微型傳感器、微型構件等，使許多微型器件或系統投人實用成為可能，而作為新尖端分支的機電一體化技術的微型化也倍受重視。微機電系統是微機電一體化產品的一個重要應用分支。微機電系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，這些最新技術的應用使一體化產品體積小、能耗低、運動靈活，能進入一般機械無法進入的空間，并易于進行精細操作，因此在航空航天、生物醫學、信息技術等尖端領域，都有巨大的應用空間。

3.3 網絡化

網絡技術從誕生之日起就已驚人的速度快速發展著，給全球帶來了很大的改變，并且也推動了機電一體化技術的發展，網絡的普遍使用使網絡的監控技術以及遠程操作也成為可能，現場總線以及局域網規范技術完成了對現場操作的目的。機電一體化裝置能夠連接局域網，并直接實現和操作工作者的人機交換作業，以完成對機電一體化裝置的遠程操作；同時經過單位的主干網絡以及互聯網完成網絡化，以及信息的傳送。

4 機電一體化在鋼鐵企業中的應用

4.1 智能化控制技術

現代鋼鐵工業具有大型化、高速化、連續化以及精細化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的技術瓶頸，進一步發展必須依靠智能控制技術。智能控制技術主要包括模糊控制、遺傳算法、混沌理論、專家系統以及人工神經網絡等。如今鋼鐵企業在產品設計、生產、控制、生產設備維護以及產品質量診斷等各個方面廣泛采用了智能控制技術，如高爐控制系統、精煉和連鑄車間、煉鋼一連鑄一軋鋼綜合調度系統、軋鋼系統、冷連軋等。

4.2 開放式控制系統

開放式控制系統是當今比較流行的一種新的控制體系概念?！伴_放”從某種程度上講就是兼容并蓄，按照同一技術標準設計的硬件、系統，可以實現不同廠家產品的兼容、互換和資源共享，能對采用同一技術標準生成的信息進行識別、傳遞。開放控制系統利用以太網實現各種控制設備與管理計算機互通互聯，實現下層的生產過程控制與上層的經營、管理、決策的集成；利用現場總線連接現場儀表和控制設備，實現生產過程測量與控制一體化，完成下層的生產過程控制。

4.3 分布式控制系統

分布式控制系統是以一臺中央電腦為中心，進行遠程現場操作以及智能化操作。它是使用很多臺電腦對制造程序全面開展操作、管制、監視和分布操作，不僅對制造程序執行操作，還能夠在線完成制造程序的最佳化，及時調節，實現制造策劃的管制作業，是綜合監督、操作、管制于以整體的全面體系。普遍來講，分布式控制系統擁有操作性能多樣性、操作便利、體系擁有開闊性能、維修便利、可信性強等優點，特別是集中監督、分布操作的特征，能夠將事故降到最低，和集中式操作體系對比，其性能以及安全性更強，是大規模鋼鐵行業機電一體化的發展趨勢。

5 結束語

我國的機械行業和鋼鐵行業急需機電一體化技術的改革來促進其建設發展，全力推動新式機電一體化技術的發展，不僅能夠創新以及提高國內以往機器裝置性能，而且還能促進機械建設的改革變化，為我國鋼鐵行業的發展提供強大的技術支持，進而促進整個國民經濟建設的發展。

參考文獻

[l]張楊林.機電一體化技術進展及發展趨勢[J].機械制造，2005.

[2]楊明，路琴.機電一體化的研究現狀與發展趨勢[J].農機化研究，2006.