機電一體化技術的應用和發展的實踐思考

白山市渾江區就業服務局 吉林 白山 134300

引言

當前社會經濟快速成長的背景下,以微電子技術以及超大規模集成電路技術為代表的電子科學技術得到了非常顯著的進步,機電一體化技術也進一步成熟,在工業等各行業領域生產過程中應用廣泛,有關機電一體化控制效果的要求也相應的更為具體。由于多數工業對象以及工業生產過程均具有時變性、非線性、層次性、多因素性、以及變結構性等不確定性特點,因此在對象控制的過程中難以建立精確可靠的數學模型,雖然一些復雜對象數學模型的導出已經變得可行,但由于模型算法復雜且不利于設計,因而在實際控制中效果難以得到保障。近年來,隨著智能化控制技術的發展與完善,有關智能控制技術在機電一體化系統中的應用也成為了業內人士研究的重點,智能控制技術的重要性已經不單單體現在智能機器人、數控機床的應用,更在整個機電一體化系統中扮演著非常重要的角色。

一、機電一體化系統概述

機電一體化即宏觀意義上的機械電子學,是多種機械電子技能綜合較差的學科,是對各行業領域所涉及到機電技術的歸納與整合,本學科所涉及到的技術包括信息技能、微電子技能、機械技能、信息改換技能、傳感器技能以及電工電子技能等在內。

具體而言,機電一體化系統的主要特點可以歸納為以下兩個方面：(1)綜合性。機電一體化系統的核心理論為信息理論、系統理論以及控制理論,基于上述核心理論所構成的復合型技術即機電一體化系統。本系統支持實現的功能包括控制、檢測、管理以及機械等在內。具體而言,機電一體化系統綜合了對機械技術以及微處理技術的應用；(2)智能性。隨著機電一體化系統的發展與完善,機械處理的表象發生了非常巨大的改變。借助于微處理技術的應用,系統傳統控制方式發生轉變,控制精度明顯提升。作為機電一體化系統結構的主要構成部分,儀表以及傳感器等關鍵裝置系統參數設置與調整均在很大程度上與機電一體化系統技術的應用密切相關。通過機電一體化系統所配置傳感器以及信號發射裝置對數據信息的采集,在智能化技術輔助下將數據反饋至中央處理器單元,從而支持機電一體化系統中一系列控制功能的實現；

二、工業生產中的機電一體化技術分析

(一)監督控制作用。機電一體化化技術整合更更加完善的監控體系,并成為機電一體化系統中的關鍵組成部分,它將對工程機械的發動機、工作裝置、傳動系統、制動系統等關鍵部位進行實時有效監控,保證系統能夠安全、穩定運行,一旦在機械工作環節出現問題,電子監控系統就會及時做出反應,并觸發報警功能,找到故障點,從而有效的減少事故的發生,保障企業安全生產。與此同時,電子監控系統還能優化系統功能,對于系統能的故障起一定修復作用,若問題嚴重,將及時反饋給相關技術人員,并提供相關故障數據,方便工作人員及時的檢修和排除故障,這樣不僅很大程度上提高了企業的生產效率,還能夠有效保障生產環境的安全,降低了企業不必要的經濟損失。

(二)促進生產、節能降耗。柴油機在工業生產中有著大量的應用,不過這些年柴油機的發展一直面臨著一些問題,比如說傳統的柴油機能源利用率低,這樣很大程度上影響了企業的生產,還額外增加了成本,為了有效改進這一問題,如今在柴油機中就加入了電控系統,它能夠充分有效的發揮出柴油機的輸出功率,促進柴油充分燃燒,減少資源的浪費,并且還能有效減少污染物的排出,保護自然環境。在傳統型的柴油機中采用電子控制技術,其主要目的是電控系統可以對柴油機的內部負荷狀況進行有效監控,根據不同反應狀態采取相應來自動調節柴油機的油門,這樣來讓柴油機的能源利用率最大化。就比如說這個例子：由日本小松公司生產的挖掘機就采用了當下新型的節能控制器(OLLS系統),它不僅提高了柴油機的整體性能,得益于節能控制器的作用,其能源消耗也同比下降了燃氣可節23能源%,并且同時機械的使用功率的利用率可達到98%之高。

三、機電一體化技術的發展探究

(一)智能化。就目前來看,工業的生產也將逐步被智能機械所替代,而今后的產品也將朝著智能化方向邁進,越來越多的產品在以后也將應用機電一體化的“全息”特性,就比如說,如今越來越多以智能化為口號的家用電器出現,比如說智能化電視、智能化空調等,它們將模擬人類智慧,讓這些產品具備初步的邏輯判斷功能,還能自主選擇分析,這樣很大程度上提高了生產效率,讓目標更加明確,而這都主要受益于模糊技術、信息技術的發展。尤其是工業機械生產領域。

(二)模塊化。如今社會的發展,越來越多的模塊化產品出現,這不僅很大程度上提高了生產的效率,也讓產品的功能屬性更加完善,不過模塊化是一項重要而艱巨的工程。需要配合眾多廠家,并制定統一化的機械兼容標準,從而實現模塊功能的統一,所以模塊化技術在如今還仍處于初期階段,還有很大的提升空間,就比如說在生產的集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,它們都有圖像處理、識別和測距等功能,其也是模塊化的典型。模塊化技術的應用可利用相關標準迅速開發出適配的功能模塊,提高企業生產效率。不過當前模塊化技術還面臨眾多問題,比如模塊化標準的統一、相關技術的完善等都需要克服。

結束語

綜上所述不難發現,機電一體化技術很大程度上推進了工業化的發展,并且提高了企業的生產效率,在很多領域都涉及到機電一體化技術,未來機電一體化技術必將成為各個領域的焦點,為我國工業、科技、軍事等領域帶來新的發展方向。