機電一體化技術在智能制造中的應用

天門職業學院 何漢斌

隨著社會的發展和經濟建設的不斷進步，國內各個行業領域對于機電一體化技術的運營也日益頻繁，大部分企業為了能夠跟上現代化技術的發展和社會市場的需求，都在積極利用機電一體化技術對各種系統和設備進行智能化的制造和改動，讓整個企業的運營和產業鏈運轉能夠更加地智能自動化。并且由于其系統和設備的智能化，讓企業中的各種設備和系統的使用壽命得到延長，產生故障和事故的概率降低，從而還可以幫助企業減少各種經濟損失。

隨著機電一體化技術的推廣和應用，國內大部分的工業產業的生產水平和生產效率都獲得了較大的提升，由于經過機電一體化技術智能制造的系統和設備不需要長時間安排人員進行監管和控制，所以許多的工廠現如今都能夠以長時間不間斷地展開相關生產工作的運轉，這讓各個企業的經濟效益的提升獲得了飛躍的發展。現如今我國對于機電一體化技術的研究和發展已然步入了較為成熟的階段，它在各個行業領域的應用中也占據了極為重要的地位，所以將機電一體化技術的應用普及到更多的行業和技術上進行使用，讓其作用和效能充分地發揮出來。將其與現如今的各種新型技術和新型設備進行合理地結合，以此探索出更為高效更為先進的各種現代化新技術，對于機電一體化技術以及其他各項現代化技術的發展前景都有著極為重要的含義[1]。

1 機電一體化技術應用在智能制造中的優勢

1.1 機電一體化技術讓智能系統和設備的操作更為簡便快捷

在各種現代化的設備和系統中合理應用機電一體化技術進行智能化的制造，相較于傳統的各種系統的操控方式更為簡便和快捷。由于機電一體化技術所采用的是全新的信息化技術來對各種系統進行制造以及改動，所以這種智能化系統的計算能力以及控制能力更為精準，并且其操作方式也得到了更多簡化，讓人更加容易上手，對于各種信息都能夠及時且準確地識別并經過計算和加工將其展現出來。整個環節都只需要對其輸入相應的代碼指令便能夠讓智能化系統進行自動且智能地數據計算和傳播，完全避免了過于復雜的人為操作而帶來的失誤和錯誤判斷[2]。

1.2 機電一體化技術可以節約成本

機電一體化技術所制造出來的智能化操作系統不僅僅擁有更為簡便快捷的操控方式，并且其對于各種設備的控制能夠更加準確，以此來讓整個產業的生產效率和生產水平得到保障，而且因為應用機電一體化技術需要投入的資金成本更少，所以在提高整體產業水平的同時還能大大減少資金投入，從而讓機電一體化技術應用的性價比凸顯得更高，讓整個工業領域的技術發展和經濟發展獲得更好地推進。與此同時由于其能夠更快且更準確地識別以及處理相關數據，所以機電一體化技術的應用還能對系統的故障和損傷進行及時地發現和預警，從而讓相關智能化設備的使用壽命能夠得到延長，同時也能減少由于系統或者設備故障而導致的事故發生和企業的經濟損失。

1.3 機電一體化技術更加安全可靠

由于機電一體化技術的智能制造技術是目前較為前沿的信息化技術來對各種設備和系統進行智能化的制造，這種全新的系統和設備不同于過去的一些舊式設備需要那么多的人工檢查和操控，其避免了人為失誤所造成的事故和風險，并且其操控更為方便，可以讓工人對相關設備進行更加精準且快捷的控制。并且因為機電一體化技術的前沿性，他的智能化能夠幫助智能設備的運行變得更加安全可靠。機電一體化技術將各個設備和系統所產生的數據利用網絡和互聯網平臺來完成及時的輸送，同時也保證了整個工業生產能夠順利地進行。這種較為前沿的信息化技術應用在工業生產和運營中也能夠讓整個產業的技術含量獲得提升，使得整個產業的運行都能夠更加安全且可靠[3]。

2 機電一體化技術在智能制造中的具體應用

機電一體化技術是集機械技術、信息和計算機技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術以及伺服傳動技術為一體的現代化技術。這項技術能夠在現代機械制造業、飲料行業的智能化生產設備中得以應用，還能在鋼鐵企業中的計算機集成制造系統（CIMS），現場總線技術（FBT），交流傳動技術，開放式控制系統以及分布式控制系統等應中得以運用。以此來讓各種機械和系統能夠更加自動化和智能化。接下來就以機電一體化技術在智能制造中的某些具體應用為例，探析其對于我國工業發展和建設的重要作用。

2.1 煤礦機電的智能化供電系統的應用

2.1.1 煤礦產業供電系統的特點

在每個煤礦礦場的開采過程中，其所要消耗的電量是極其龐大的，所以說煤礦機電供電系統一定要能夠做到幾個要求。(1)要有足夠的可靠性，煤礦機電供電系統的電源都需要選用雙回獨立的電源線路，并且在其電源線路中不能分接上任何負荷。(2)安全性必須要能夠完全達標，其運用的技術手段一定要具備防止觸電，過電流和過負荷保護，還有防爆等，并且要擬定出合適的管理方案。(3)供電系統的技術手段必須合理，電壓的上下偏差不可以超出額定值的百分之五到百分之七，頻率的偏差也不能超過零點二到零點五赫茲，在此基礎上，供電系統的功率因數也必須要達到零點九以上。(4)供電系統必須滿足其經濟性，供電系統的設計需要盡可能地達到操作簡單，結構不復雜還有運轉所消耗的資金不能太貴。

2.1.2 機電一體化技術運用于煤礦機電供電系統中

煤礦供電系統運用了機電一體化技術之后，今后的智能化供電系統被要求能夠達到下面的七個功效。

(1)在供電系統處在配置狀態的時候，其能夠全面掌控全部煤礦機電供電系統所參加電力供給的相關設施的運轉狀況。

(2)能夠在一次接線圖狀態下，以煤礦機電供電系統變電站系統接線方案為基礎，對供電系統所能夠控制到的全部設備的運轉狀況和消息每時每刻都做出準確的實時收集。

(3)能夠在進行數據處理和數據采集的時候，對煤礦機電供電系統運轉時能夠控制到的外部數據信號數據和開關量信息等數據做出全面的收集，然后再經過網絡的平臺，把系統所收集到的訊息和數據全都傳輸到監制系統里并進行數據的處理。最后再把處理完成的數據和訊息錄入到數據庫里面，完成數據庫的更新之后再將其內容顯示到系統的操作界面里。

(4)在監控系統的運行當中，能夠把供電系統正常運作所需要具備的各類安全指標數據以圖片、影像、文字或者報表等各種方式分別展示出來，進而讓系統能夠對其運轉狀態做出全方面的正確判斷。

(5)在系統觸發警報的時候，要求供電系統能夠在各種系統發生異常的時候，比如斷路器錯位、電路短路、電壓異常導致線路跳閘、變壓器異常等問題出現的時候，系統能夠及時地做出保護措施，并且在操作界面發出警報，讓維修人員盡早發現問題然后將其解決，預防過晚發現故障而導致生產線中斷使得企業利益受到損失。

(6)能夠在系統運作的時候，將整個生產線受到電力供給的設備運轉情況做好充足的記錄，所有發生的事件和運轉中出現的問題都能做好收集，并將這些記錄主動進行打印和儲存，從而讓管理工作能夠進行得更加順利和有效。

(7)在關閉并鎖住了人工操作模式的生產環節中，煤礦機電供電系統應當將所有相對應的人工操作功能充分關閉并上鎖。從而讓供電系統在運轉當中能夠盡可能避免由于人為操控而出現的一些不可抗因素的產生，促使供電系統能夠高效正常的進行電力供給，電力設備也能夠順利地運行。

2.1.3 自動化技術融入煤礦機電供電系統的方案設計

煤礦機電供電系統想要融入機電一體化技術所面臨的最為主要的難題就是對監控分站的設計方案。我們立于系統硬件的設計方面來看的話，監控分站總的來說包含了光電轉換器設施、嵌入式計算機設施還有通信協議轉化器設施等之類的外圍設施。監控分站得不斷反復地收集實時監控單元中相關的數據和問題并且對這些數據和問題進行及時處理，然后要把處理完成的數據和信息轉換成為OPC服務器所可以進行識別的對應格式。再接著要利用OPC服務器所具備的功能，來對主站的信息和數據進行收集和傳輸。并且在監控分站的供電系統自動化控制技術的設計當中，監控分站所運用的管理和操作系統應該要選取綜合穩定性能更為優越的XP系統。可是在軟件開發的選擇過程中，又要以VC++6.0作為基礎工具，結合OPC服務器的同臺鏈接庫還有Active X的網絡化技術來得以實現。并且要在實際的運用途中，把COM口用作載體，以此進行分站監控程序以及現場測控單元反復地運作與數據訊息方面的傳輸。并且在COM口還可以對供電系統主站做出傳輸數據的情況下，分站監控程序和現場測控單元兩者互相的數據流通是通過Active X串行通信控件技術才能夠順利完成的。

2.2 在機電一體化技術的智能制造中對于PLC技術的運用

2.2.1 PLC技術的簡單介紹

PLC技術在專業領域內屬于可以進行編程的一種控制器裝置。專業科研人員經過一定的計算機技術運用，將其邏輯運算進行優化，用這樣的方式來不斷提高PLC技術發展水平。與此同時PLC技術也可以幫助各個系統對相對的機械的日常運作進行控制，從而來提升和加速真個社會的發展水平。

2.2.2 PLC技術在機電一體化技術中的應用的優勢

在當今社會PLC技術的水平發展越來越成熟。正因如此許多不同行業也都把PLC技術不斷的融入到了其自己的控制管理系統里面，而且還獲得了不錯的進展和成就。PLC技術具有許多優勢，例如：(1)PLC技術具備非常好的抗干擾性。現如今科研人員對于自己的專業技術能力都在不斷提升，這也使得PLC技術得到了更好更有效的不斷優化。(2)PLC技術在各個領域的實際應用性相比其他技術來說是比較優越的。現在，科研人員也在不停的提升系統的功能檢查能力，更新以及提高其對于各類數據的處理能力。在大數據環境下，我們完全能夠把PLC技術合理運用到各種設備中去，用PLC技術來提高各個設備的性能。(3)PLC技術可以使我們機電一體化的進程進行加速。因為PLC技術的性能從整體來說是比較不錯的，其在各個領域來說對于不同的環境適用性也是很高的。所以能夠把這一項技術更加完善的運用到機電一體化技術中去，從而能夠進一步保證機電一體化智能制造的水平能夠得到更好發展。(4)PLC技術其具備自我檢查功能。以前如果設備出現了什么問題，是需要得到維修人員根據設備狀況進行檢查得出反應進行維修。現在如果設備出現了故障，那么它會自己主動發出警報，從而能夠吸引我們的關注。

2.2.3 PLC技術在機電一體化技術智能制造中的應用前景

PLC技術在目前跟其他智能自動化技術相比，PLC技術具備的優勢就是在于它更加成熟、更加可靠，并且能夠在更大范圍內合理應用。在某一種程度上，我們說它是智能自動化控制領域中的先鋒技術也不為過。就目前而言，在智能自動化控制這一領域研究得出，PLC技術想要得到更進一步的完善和發展，計算機技術對于它來說就是非常重要的一種支撐。并且要以小型化、智能化還有相關設備的信息儲存量當做最為重要的研究方向。總的來說，當前環境下機電一體化技術的發展，能夠使PLC技術智能化發展得到很大提升，從而讓智能自動化設備難易程度最大化減少，需要人類去操控判定的量變得更少，這樣可以更大節約人力資源，并且減少人為參與也可以減少人為失誤。如今計算機小型化對PLC的計算能力和它對各類數據的處理速度都得到了大幅提升，這樣使得PLC技術處理各類數據的能力和反應速度能夠在目前基礎上進行巨大增漲。

2.3 機電一體化技術在內燃機中的應用

機電一體化技術于內燃機中的應用主要是利用微電子技術對現有的機床和爐窯等設備進行調整和改造。傳統的內燃機行業受到技術上的限制，對于熔煉溫度和化學成分以及機加工的精確度都沒辦法做到精細的掌控。而現如今通過機電一體化技術中的微電子技術和相關的先進技術裝備，能夠讓內燃機設備能夠被改造得更加完善、更加智能化。

3 結語

結合本文對于機電一體化技術的優勢的分析，和對其在煤礦機電智能供電系統的應用，以及其對于PLC技術的應用和發展前景的研究，我們能夠看出現如今機電一體化技術對于工業生產以及科技研發進步都有著不可取代的作用，將其在現代化市場中的應用進行充分的研究和發掘能夠幫助我國的綜合科學技術以及經濟建設獲得極大的促進效果。