鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)過程中機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用分析

陳會(huì)吉 佟明田

華晨寶馬汽車有限公司

一、機(jī)電一體化的概念和特點(diǎn)

機(jī)電一體化又被稱為機(jī)械電子學(xué)，主要通過采用機(jī)械功能、微電子功能、自動(dòng)化功能、計(jì)算機(jī)功能、通信功能、傳感測控功能等，然后將這些功能通過科學(xué)的布局，最終達(dá)到高質(zhì)量、多功能、低消耗的標(biāo)準(zhǔn)和水平。微電子功能的運(yùn)用，可以代替機(jī)械構(gòu)件原有的一些功能，此外還增加了一些其他的功能，有自動(dòng)識(shí)別、內(nèi)部計(jì)算信息等功能。也就是說機(jī)電一體化設(shè)備不僅可以代替人的親自操作，還可以代替人的計(jì)算和判斷，機(jī)電一體化和機(jī)械電氣化的主要不同就是智能化技術(shù)。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要功能

（一）智能化。智能化是在研發(fā)的過程中，在原有功能的基礎(chǔ)上，充分結(jié)合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等目前比較前沿的技術(shù)，模擬人的思考方式，讓機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)增加一些識(shí)別判斷、自主分析、迅速處理等功能，從而可以達(dá)到更高的技術(shù)水平。智能化只是人工智能的其中一個(gè)模式，從根本上來講就是一個(gè)信息處理系統(tǒng)，要處理很多來自傳感器識(shí)別的信號(hào)，下一步就是通過模仿人的思考方式來處理信息、獨(dú)立判斷。目前，模糊系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和混沌理論等是機(jī)電一體化設(shè)備（系統(tǒng)）落實(shí)智能化的三個(gè)核心的人工智能功能，它們之間互相協(xié)調(diào)配合又各自獨(dú)立運(yùn)行。由于自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新和發(fā)展，很快被投入到鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)，對生產(chǎn)過程中暴露的現(xiàn)象展開識(shí)別、判斷、計(jì)算、決策最后再進(jìn)行處理。

（二）微型化。機(jī)電一體化的微型化說的是可以批量生產(chǎn)，由微型電子、微型傳感器、微型處理器以及信號(hào)識(shí)別和信息處理等組成的微型設(shè)備或系統(tǒng)。目前，國際上普遍存在的MEMS制作技術(shù)、制作材料和微型設(shè)備工作原理開發(fā)等內(nèi)容達(dá)到了一個(gè)更高的層次，創(chuàng)新出了先進(jìn)的MEMS設(shè)備和程序，例如微型傳感器、微型元件等，促進(jìn)這些微型設(shè)備和程序快速地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)過程中，并且機(jī)電一體化因?yàn)閾碛形⑿突墓δ苤饾u發(fā)展成為了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。作為機(jī)電一體化的一個(gè)重要分支，微機(jī)電系統(tǒng)科學(xué)地采用了微機(jī)械功能、微電子功能和程序功能，這些技術(shù)的融入讓機(jī)電一體化設(shè)備獲得了體積小、能耗低、方便使用的優(yōu)點(diǎn)，可以完成常規(guī)機(jī)械不能完成的任務(wù)，并且可以提高操作精度。

（三）網(wǎng)絡(luò)化。機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步離不開網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融入，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)電一體化設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操控，遠(yuǎn)程監(jiān)視和局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)方法實(shí)現(xiàn)了對現(xiàn)場運(yùn)行的控制。機(jī)電一體化設(shè)備可以通過局域網(wǎng)，可以快速實(shí)現(xiàn)和技術(shù)人員的協(xié)同配合工作，促進(jìn)機(jī)電一體化設(shè)備達(dá)到可以遠(yuǎn)程操控的水平；同時(shí)傳輸?shù)讲块T的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，完成數(shù)據(jù)的傳輸。

三、機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的運(yùn)用分析

（一）智能化生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用。目前，我國的鋼鐵企業(yè)具備規(guī)模化、快速化、持續(xù)化、集中化、系統(tǒng)化、國際化等優(yōu)勢，傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)不能滿足現(xiàn)有的生產(chǎn)需求和標(biāo)準(zhǔn)，想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展一定要掌握智能化生產(chǎn)技術(shù)。智能化生產(chǎn)技術(shù)的核心是模糊系統(tǒng)、遺傳算法、專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。現(xiàn)在鋼鐵生產(chǎn)在產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、運(yùn)行、設(shè)備保養(yǎng)和質(zhì)量判斷等多個(gè)內(nèi)容普遍引入智能生產(chǎn)技術(shù)，例如高爐控制系統(tǒng)、精煉和連鑄車間、煉鋼一連鑄一軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、軋鋼系統(tǒng)等。

（二）計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的運(yùn)用。計(jì)算機(jī)集成技術(shù)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵生產(chǎn)過程中把高層管理人員和生產(chǎn)經(jīng)營、管理和控制進(jìn)行有效地結(jié)合。幫助鋼鐵企業(yè)對鋼材的生產(chǎn)加工、鋼材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、鋼材成品銷售進(jìn)行整體化管理。

（三）工業(yè)儀表顯示技術(shù)的應(yīng)用。21世紀(jì)初期，科學(xué)領(lǐng)域的自動(dòng)化技術(shù)、單片機(jī)技術(shù)、高精工業(yè)儀表技術(shù)取得了高速的進(jìn)步和發(fā)展，因此出現(xiàn)了很多先進(jìn)并且精密的工業(yè)儀表顯示器。這些設(shè)備具備很好的先進(jìn)性、精準(zhǔn)性、直觀性的優(yōu)點(diǎn)，被大量地應(yīng)用到各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域，尤其是在鋼鐵企業(yè)中非常普遍，例如高爐控制（爐溫儀表）、維修和維護(hù)（提供數(shù)據(jù)）、產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)。

（四）現(xiàn)場總線技術(shù)的應(yīng)用。現(xiàn)場總線技術(shù)是匯集在現(xiàn)場布局的儀表和在總控室內(nèi)布局的控制系統(tǒng)之間的數(shù)字式、雙向、多站傳輸線路。通過總線技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的傳輸技術(shù)后，可以把大量的信息在現(xiàn)場儀表設(shè)備和上層的計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)之間雙向的交流，保障現(xiàn)場儀表和計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)達(dá)到雙向傳輸和交流。現(xiàn)場總線技術(shù)的運(yùn)用減少了系統(tǒng)的工作時(shí)間，這種技術(shù)被普遍地投入到鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

（五）交流傳動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用。在鋼鐵生產(chǎn)活動(dòng)中，交流傳動(dòng)技術(shù)發(fā)揮著不可替代的重要作用。由于電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的出現(xiàn)，交流傳動(dòng)技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。因?yàn)榻涣鱾鲃?dòng)具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，傳統(tǒng)的電氣傳動(dòng)會(huì)逐漸退出歷史舞臺(tái)，并且直流傳動(dòng)會(huì)逐漸被交流傳動(dòng)技術(shù)代替，交流調(diào)速設(shè)備的工作性能已經(jīng)完全超過直流調(diào)速的水平。

結(jié)束語：在科學(xué)技術(shù)不斷創(chuàng)新的今天，機(jī)電一體化的應(yīng)用具有非常好的優(yōu)勢，一方面可以保證鋼鐵生產(chǎn)的質(zhì)量和水平，另一方面可以減少生產(chǎn)時(shí)間和成本，帶領(lǐng)鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)走向智能化。為了提高鋼鐵企業(yè)的發(fā)展速度，一定要加強(qiáng)對機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行分析。