導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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【關(guān)鍵詞】輸電線路；一體化管理；運(yùn)行檢修；維護(hù)管理

1.引言

輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)中的供電脈絡(luò)，承擔(dān)著向用戶供電的重要任務(wù)，一旦輸電線路出現(xiàn)故障就會引起電網(wǎng)系統(tǒng)故障，甚至產(chǎn)生連鎖反應(yīng)導(dǎo)致整個電網(wǎng)癱瘓，因此輸電線路的安全運(yùn)行變得極為重要。但是，隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的不斷提高，對電力供應(yīng)需求越來越大，促使電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展。在電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展的背景下，一方面電網(wǎng)規(guī)模越來越大、設(shè)備種類越來越多、運(yùn)行情況越來越復(fù)雜，另一方面輸電線路檢修人員嚴(yán)懲緊缺。龐大的輸電線路檢修工作量與有限的檢修人員之間的矛盾，嚴(yán)重影響了輸電線路運(yùn)行效率，如何提高輸電線路運(yùn)行檢修能力，保障電網(wǎng)正常運(yùn)行，成為當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的一個難題。運(yùn)行、檢修一體化將運(yùn)行、檢修、維護(hù)融為一體進(jìn)行管理，有鏟的提高了輸電線路運(yùn)營效率，被廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)中。

2.輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理的必要性和可行性

2.1 輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理的必要性

在上世紀(jì)五十年代初，我國輸電線路的檢修推行的是定期檢修制度，這種以時間周期作為基礎(chǔ)的輸電線路檢修制度，不論是檢修周期還是檢修項(xiàng)目，都需要依靠傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，而無法充分考慮到輸電線路的工作狀態(tài)、結(jié)構(gòu)組成、設(shè)備質(zhì)量、性能差異等，檢修工作死板，極容易造成檢修周期過短、檢修費(fèi)用高、工作量大、可靠性低、影響正常供電等問題。隨著電力系統(tǒng)向大電網(wǎng)、高電壓、自動化、高參數(shù)方向發(fā)展，這種以時間周期為基礎(chǔ)的檢修方式已經(jīng)完全不能滿足輸電線路運(yùn)行檢修的需要，尤其是在“兩網(wǎng)”改造以后，電力系統(tǒng)技術(shù)含量不斷提高，部分設(shè)備并不需要常規(guī)檢修，如果依然采用定期檢修制度必然造成浪費(fèi)，并影響正常供電，甚至因檢修不當(dāng)形成故障隱患。在這種背景下，采用新的輸電線路運(yùn)行檢修方式已經(jīng)勢在必行。

2.2 輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理的可行性

在近年電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展中，雖然存在檢修人員疲于應(yīng)付，誤操作等現(xiàn)象，但整個輸電線路的運(yùn)行和檢修技術(shù)正在不斷成熟，這為實(shí)行運(yùn)行檢修一體化管理提供了技術(shù)基礎(chǔ)。此外，由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，輸電線路相關(guān)設(shè)備以及檢修設(shè)備的技術(shù)含量不斷提高，包括如材料、工藝、性能、技術(shù)指標(biāo)等，都比上個世紀(jì)有了更為可靠的發(fā)展。而傳感技術(shù)、識別技術(shù)、采集技術(shù)、抑制技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用，更為運(yùn)行檢修一體化管理的實(shí)現(xiàn)提供了可能。比如變壓器油色譜監(jiān)測、避雷器泄露電流監(jiān)測、有損功耗監(jiān)測、電流互感器介損監(jiān)測、遠(yuǎn)紅外線成像監(jiān)測等技術(shù)，都為輸電線路實(shí)時監(jiān)測提供了更為可靠便捷的診斷手段。

3.輸電線路如何實(shí)施運(yùn)行檢修一體化管理

3.1 建立運(yùn)行檢修一體化管理系統(tǒng)

輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理，是一項(xiàng)系統(tǒng)性、全面性的工作，因此必須建立起一套完整可行的運(yùn)行檢修一體化管理系統(tǒng)。對輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)和檢修計(jì)劃進(jìn)行評估、優(yōu)化，并從靜態(tài)、動態(tài)、基態(tài)等多個角度進(jìn)行安全核定，通過智能專家分析系統(tǒng)，對輸電線路運(yùn)行狀態(tài)和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，輔助建立檢修一體化工作相關(guān)策略，并進(jìn)行檢修計(jì)劃可行性校驗(yàn)。實(shí)際上，檢修計(jì)劃的校驗(yàn)需要涉及多個電網(wǎng)模型，并要綜合分析電網(wǎng)模型、負(fù)荷數(shù)據(jù)、檢修申請、運(yùn)行狀態(tài)、設(shè)備工況等多項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，以便在第一時間發(fā)現(xiàn)輸電線路存在的異常狀態(tài)，并有針對性的迅速作出檢修反應(yīng)。

3.2 建立完善的設(shè)備信息檔案庫

隨著輸電線路規(guī)模越來越大，設(shè)備越來越復(fù)雜，輸電線路檢修管理難度越來越高，極容易產(chǎn)生混亂不清現(xiàn)象，要實(shí)現(xiàn)運(yùn)行檢修一體化管理，建立完善的設(shè)備信息檔案庫成為解決這一問題的重要方法。設(shè)備信息檔案庫首先需要包括設(shè)備原始技術(shù)檔案，如出廠產(chǎn)數(shù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行參數(shù)、異常記錄、檢修記錄等。這些設(shè)備原始技術(shù)檔案數(shù)據(jù)，是對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測分析的比較基礎(chǔ)，只有在清晰準(zhǔn)確的對比基礎(chǔ)上，才能更好的判斷出設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)。此外，還需要加強(qiáng)檢修計(jì)劃相關(guān)信息的管理，如檢修主體數(shù)據(jù)、檢修申請內(nèi)容、檢修時間安排、檢修工作進(jìn)展現(xiàn)狀、輸電線路負(fù)荷預(yù)測、基建擴(kuò)建改建信息等，也需要納入數(shù)據(jù)庫中，以供系統(tǒng)匯總分析，評估和優(yōu)化運(yùn)行檢修計(jì)劃，提高輸電線路運(yùn)行效率和供電安全。對于狀態(tài)良好的設(shè)備不必進(jìn)行周期性檢修，對運(yùn)行狀態(tài)不佳的設(shè)備著重進(jìn)行隱患分析和嚴(yán)重性分析采用相應(yīng)應(yīng)對措施，對于難以確認(rèn)狀態(tài)的設(shè)備根據(jù)設(shè)備重要程度采用加強(qiáng)監(jiān)視、縮短試驗(yàn)周期等方法進(jìn)行觀察。

3.3 輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理的關(guān)鍵技術(shù)

輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理，是一種融入了故障檢修、狀態(tài)檢修、定期檢修于一體的先進(jìn)的運(yùn)行檢修制度，這種運(yùn)行檢修制將輸電線路的運(yùn)行和檢修集為一體，通過實(shí)時監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，定位需檢修和不需檢修的設(shè)備，并以設(shè)備實(shí)際狀態(tài)安排檢修周期和檢修手段，能極好減少浪費(fèi)、提高輸電線路供電效率。要提高輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理水平，需要提高系統(tǒng)智能數(shù)監(jiān)測能力和方案優(yōu)化分析水平，包括如狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)、數(shù)據(jù)庫分析技術(shù)、負(fù)荷預(yù)測技術(shù)、安全校驗(yàn)技術(shù)、智能分析技術(shù)等。

4.結(jié)束語

輸電線路運(yùn)行檢修一體化管理有利于提高輸電線路供電效率，降低運(yùn)行檢修成本，保障輸電線路供電安全，有著極高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)積極探索，提高相關(guān)技術(shù)水平，構(gòu)建更為完善的運(yùn)行檢修一體化管理系統(tǒng)，提高故障響應(yīng)能力和恢復(fù)速度，進(jìn)一步提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

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[2]曾飛.對輸電線路運(yùn)行維護(hù)管理的分析[J].科技風(fēng),2011（16）

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關(guān)鍵詞 虛擬原型 機(jī)電一體化 技術(shù)

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著全球經(jīng)濟(jì)的增速發(fā)展，制造行業(yè)之間的競爭日趨激烈，競爭的核心已經(jīng)轉(zhuǎn)移到以創(chuàng)新技術(shù)和高附加值為基礎(chǔ)的新產(chǎn)品的競爭。作為制造行業(yè)的企業(yè)，一方面為了企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展，提高產(chǎn)品在制造行業(yè)的競爭力，就必須解決其產(chǎn)品的“T（時間）”、“Q（產(chǎn)品質(zhì)量）”、“C（成本）”、“S（售后服務(wù)）”、“E（環(huán)境）” 等難題。另一方面，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及相關(guān)高新技術(shù)的快速發(fā)展，全球性的市場競爭日益激烈，產(chǎn)品消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷向多元化方向發(fā)展，面對無法預(yù)測的市場需求以及用戶對產(chǎn)品的個性化需求，企業(yè)就必須盡快改變品種，更新設(shè)計(jì)，縮短新產(chǎn)品的研發(fā)的周期，提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)質(zhì)量，降低產(chǎn)品的研發(fā)成本，進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，這樣才能夠應(yīng)對快速多變的市場需求以及用戶的需求，進(jìn)而使企業(yè)在激烈的競爭中立于不敗之地。

1虛擬原型技術(shù)的基本原理

虛擬原型技術(shù)是一種以CAX/DFX技術(shù)為基礎(chǔ)的并行設(shè)計(jì)思想，與傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)思想相比，最大的優(yōu)點(diǎn)在于它將多領(lǐng)域技術(shù)設(shè)計(jì)的不同功能的子系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合起來，通過一定的關(guān)系形成一個動態(tài)系統(tǒng)。從構(gòu)成上看，虛擬原型是由不同工具開發(fā)的子模型組成的模型聯(lián)合體，主要包括：產(chǎn)品的CAD模型、外觀模型、功能和性能仿真模型以及電氣和控制模型等。借助于這種技術(shù)，工程師們可以通過計(jì)算機(jī)軟件建立機(jī)械模型，利用各學(xué)科等領(lǐng)域的理論在虛擬工況環(huán)境下分析產(chǎn)品關(guān)鍵性能指標(biāo)，進(jìn)一步進(jìn)行可視化處理，并根據(jù)仿真的數(shù)據(jù)結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行完善和優(yōu)化。通過虛擬原型技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以在實(shí)物樣機(jī)制造出來之前，通過計(jì)算機(jī)軟件在很大程度對產(chǎn)品的總體性能進(jìn)行了解，從而縮短研制時間，降低系統(tǒng)研制成本，提高了產(chǎn)品的競爭力。

2虛擬原型的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展應(yīng)用

2.1虛擬原型的關(guān)鍵技術(shù)

雖然虛擬原型技術(shù)還處于發(fā)展的初期階段，還沒有形成一個完整的技術(shù)體系，但是一些關(guān)鍵技術(shù)已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可。主要包括系統(tǒng)總體技術(shù)、支撐環(huán)境技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、多領(lǐng)域協(xié)同仿真技術(shù)、一體化建模和信息/過程管理技術(shù)等。

2.1.1系統(tǒng)總體技術(shù)

系統(tǒng)總體技術(shù)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全局出發(fā)，規(guī)定和協(xié)調(diào)子系統(tǒng)的運(yùn)行和支持虛擬原型開發(fā)的各部分之間的關(guān)系，使各個部分組成一個有機(jī)的整體，實(shí)現(xiàn)信息、資源的共享，最終完成總體的設(shè)計(jì)。總體技術(shù)主要涉及規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議、集成技術(shù)和方法以及系統(tǒng)的運(yùn)行模式等。

2.1.2支撐環(huán)境技術(shù)

虛擬原型支撐環(huán)境技術(shù)是一個支持并管理產(chǎn)品全生命周期虛擬化設(shè)計(jì)過程與性能評估的活動，支持分布異地的團(tuán)隊(duì)采用協(xié)同 CAX/DFX 技術(shù)來開發(fā)和實(shí)施虛擬樣機(jī)工程的集成應(yīng)用系統(tǒng)平臺。這種技術(shù)能提供相應(yīng)數(shù)據(jù)、模型、CAX/DFX 設(shè)計(jì)工具等，而且還能支持復(fù)雜產(chǎn)品的設(shè)計(jì)活動。更重要的是這種技術(shù)還能支持虛擬原型開發(fā)設(shè)計(jì)過程中組織、過程和技術(shù)三個重要組成部分的有機(jī)結(jié)合，并對虛擬產(chǎn)品數(shù)據(jù)/模型以及項(xiàng)目進(jìn)行管理和優(yōu)化，支持不同工具，能夠?qū)⒉煌膽?yīng)用系統(tǒng)集成。

2.1.3虛擬原型技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用

虛擬原型技術(shù)是有多學(xué)科技術(shù)支撐的一門新興綜合性技術(shù)，發(fā)展前景廣闊，市場巨大。虛擬原型技術(shù)面對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的整個過程，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員與用戶之間的相互聯(lián)系更加緊密，縮短研制的周期，降低技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，降低了產(chǎn)品的成本，增強(qiáng)了企業(yè)的競爭力。在國內(nèi)，由于虛擬原型技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的絕對優(yōu)勢，使設(shè)計(jì)人員對其越來越親睞，從各個關(guān)鍵技術(shù)的研究到開發(fā)模式研究亦逐漸形成一定的規(guī)模。這樣必將促進(jìn)這一先進(jìn)制造技術(shù)的推廣和應(yīng)用，增強(qiáng)我國企業(yè)新產(chǎn)品的研發(fā)能力，提高我國企業(yè)在世界制造業(yè)中的地位。虛擬原型技術(shù)在一些較發(fā)達(dá)國家，如美國、德國、日本等已得到廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用涉及到汽車制造業(yè)、工程機(jī)械、航空航天業(yè)、造船業(yè)、機(jī)械電子工業(yè)、國防工業(yè)、通用機(jī)械到人機(jī)工程學(xué)、生物力學(xué)、醫(yī)學(xué)以及工程咨詢等眾多領(lǐng)域。

3虛擬原型技術(shù)與機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)

虛擬原型技術(shù)是一種以先進(jìn)建模技術(shù)、多領(lǐng)域仿真技術(shù)、信息管理技術(shù)、交互式用戶界面技術(shù)等為基礎(chǔ)的嶄新的產(chǎn)品開發(fā)的方法，與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)思想和方法比較具有很多的優(yōu)點(diǎn)。可以推想，將虛擬原型技術(shù)融入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中將會使機(jī)電一體化技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展，也將會產(chǎn)生一種先進(jìn)的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)技術(shù)。所以，對于兩者之間的關(guān)系我們可以從以下幾個方面進(jìn)行分析和認(rèn)識：

（1）從產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)的思想來看，傳統(tǒng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)通常是相對簡單規(guī)范化的串行開發(fā)過程，這種設(shè)計(jì)思想雖然是復(fù)雜的開發(fā)活動變得可理解、可管理，但是它沒有考慮到產(chǎn)品開發(fā)過程中各個環(huán)節(jié)之間的并行關(guān)系，導(dǎo)致產(chǎn)品開發(fā)周期長，開發(fā)成本高。前期的環(huán)節(jié)對后期的環(huán)節(jié)考慮少，導(dǎo)致設(shè)計(jì)返工次數(shù)很高，更重要的是沒有充分估計(jì)產(chǎn)品的可制造性，很難在早期發(fā)現(xiàn)并解決問題，尤其是對于復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

（2）從今后產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展趨勢來看，機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)屬于產(chǎn)品設(shè)計(jì)的范疇，虛擬原型技術(shù)必然可以應(yīng)用到機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)之中。機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)基于多領(lǐng)域技術(shù)（計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、伺服傳動技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等）融合、交互，數(shù)字化、虛擬化也是今后發(fā)展的趨勢。

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【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；技術(shù)現(xiàn)狀；智能化趨勢

所謂的機(jī)電一體化技術(shù)，指的是結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)同時獲得前所未有的發(fā)展。 目前已經(jīng)成為一門綜合性多學(xué)科交叉的系統(tǒng)技術(shù)，為傳統(tǒng)機(jī)械技術(shù)帶來根本性變革，并且向著智能化、環(huán)保化、網(wǎng)絡(luò)化和微型化等更為先進(jìn)的方向發(fā)展，向光電一體化技術(shù)方向邁進(jìn)，應(yīng)用范圍十分廣泛，已經(jīng)顯著改善了人們的日常生活及生產(chǎn)方式，影響較為深遠(yuǎn)。

一、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

機(jī)電一體化技術(shù)，是運(yùn)用系統(tǒng)綜合利用微電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動化處理、傳感測控、信息變換、自動控制等方面的群體技術(shù)，通過把機(jī)械設(shè)備以及電子技術(shù)相結(jié)合，使得機(jī)械設(shè)備的信息處理方面、動力方面以及控制方面的功能進(jìn)入智能化和自動化狀態(tài)的工程技術(shù)。雖然機(jī)電一體化在我國的研究和應(yīng)用起步較晚，但我國自起步開始就不斷加大投入，以期彌補(bǔ)與他國的差距，目前已經(jīng)在一些方面取得較大成就，諸如工業(yè)機(jī)器人制造、數(shù)控方面以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成制造等方面。

（一）工業(yè)機(jī)器人制造

目前，我國已將工業(yè)方面機(jī)器人的操作技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，機(jī)器人的軟件及編程等設(shè)計(jì)技術(shù)和控制技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)得以解決，機(jī)器人的規(guī)模和應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大化，相應(yīng)的配套設(shè)備得以開發(fā)。

（二）數(shù)控技術(shù)

在數(shù)控技術(shù)方面，我國多年來一直借鑒外國先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，同時堅(jiān)持自主研發(fā)，目前產(chǎn)業(yè)形式已經(jīng)成形。關(guān)鍵技術(shù)都已具有自我研發(fā)能力，生產(chǎn)能力已經(jīng)形成，極大促進(jìn)工業(yè)眾領(lǐng)域的發(fā)展，已為我國綜合實(shí)力的增強(qiáng)發(fā)揮巨大作用

（三）計(jì)算機(jī)現(xiàn)代集成制造

當(dāng)前，我國已經(jīng)從CIMS轉(zhuǎn)變?yōu)椤艾F(xiàn)代集成制造和現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)”。這一系統(tǒng)已經(jīng)對原來CIM/CIMS的內(nèi)涵進(jìn)行了從廣度和深度上的擴(kuò)展，是將人、管理和技術(shù)進(jìn)行綜合集成后的結(jié)果。國內(nèi)對該系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)較為廣泛，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)與集成電路等不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，機(jī)電一體化已經(jīng)隨之向更高方面發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛，除日常生活之外，也應(yīng)用到生產(chǎn)和其他各個方面。還有一些人聚焦到電子智能方面的深入研究上，使其向更加智能化這一目標(biāo)邁進(jìn)。可以想見，科技不斷進(jìn)步的今天，機(jī)電一體化技術(shù)必將達(dá)到更為先進(jìn)的層次，取得的成果也會更多。

二、機(jī)電一體化技術(shù)的智能化趨勢

現(xiàn)代社會對科技的要求已逐漸向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化、環(huán)保化等發(fā)展，這些方向都是未來的主流發(fā)展方向，機(jī)電一體化技術(shù)要作為機(jī)械工程領(lǐng)域的未來，勢必將無法避免與這些方向接軌。而作為引領(lǐng)未來科技主要求的智能化，是機(jī)電一體化的發(fā)展必須追隨的方向。

（一）微處理器的發(fā)展與人工智能

自上世紀(jì)九十年代后期，人工智能這一模塊已經(jīng)引起人們的廣泛重視，各國紛紛將重點(diǎn)轉(zhuǎn)移至如何實(shí)現(xiàn)更高層次的人工智能化上來。所謂智能化描述的是機(jī)器的行為，它是將來自各學(xué)科的新思想和新知識充分整合，以控制理論作為基礎(chǔ)，使得機(jī)器具有能夠自主決策、簡單邏輯思維和判斷推理等能力。盡管機(jī)器不能夠具有和人等同的邏輯思維和判斷能力，但是在一些具有較高性能，運(yùn)轉(zhuǎn)速度更快的微處理器的發(fā)展基礎(chǔ)上，令機(jī)器智能化實(shí)現(xiàn)略微低級的地步是可以實(shí)現(xiàn)的。

（二）計(jì)算機(jī)科技崛起與人工智能

現(xiàn)今社會計(jì)算機(jī)科技迅速崛起，并且日漸普及，數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)具有良好的基礎(chǔ)，虛擬設(shè)計(jì)和超級計(jì)算機(jī)等技術(shù)已經(jīng)十分先進(jìn)。數(shù)字化結(jié)合到機(jī)電一體化當(dāng)中時就需要其操作軟件達(dá)到更高條件，如：操作性強(qiáng)、可靠性高、具自我診斷維護(hù)能力等等。實(shí)現(xiàn)人工智能化之后，機(jī)電產(chǎn)品可具備一定智能，也就能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程操作，自我診斷和自我修復(fù)這些功能也都是可以實(shí)現(xiàn)的。在這一方面，數(shù)控機(jī)床有異于傳統(tǒng)機(jī)床就在于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，例如智能I/O接口的設(shè)置、添加的人機(jī)之間對話功能以及智能更新的數(shù)據(jù)庫，其操作和使用等十分便利。

（三）人工智能理論的加入與人工智能

人工智能的進(jìn)步和發(fā)展繼續(xù)進(jìn)行過程中，以模糊控制理論、小波理論和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論、灰色理論以及混沌與分岔等為代表的人工智能理論也已經(jīng)糅合進(jìn)機(jī)電一體化的進(jìn)程中。光纖技術(shù)以及通訊技術(shù)的加入，微細(xì)加工的拓展，豐富了人工智能理論的內(nèi)容，為機(jī)電一體化的人工智能增加了籌碼，開拓了更為廣闊的領(lǐng)域。

（四）人工智能化與綠色化

科技發(fā)展日新月異，帶給人的不是只有便利，產(chǎn)生的巨大變化當(dāng)中也包含著對環(huán)境等的影響。機(jī)電一體化的受益對象是人，人的智能和情感等人性化體驗(yàn)相對來說也極為重要，因此也要關(guān)注到人機(jī)關(guān)系，在色彩以及造型方面進(jìn)行改進(jìn)使人感覺到協(xié)調(diào)一致，滿足人的各類需求，達(dá)到更加舒適自然的目的。享受物質(zhì)的同時，不可避免會對環(huán)境造成一些破壞性的效果，如：環(huán)境惡化，資源浪費(fèi)。因此可持續(xù)發(fā)展策略應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品的觀念要深入人心，機(jī)電一體化在達(dá)到智能化的過程當(dāng)中，必須兼顧綠色化。

三、結(jié)語

機(jī)電一體化不可能單獨(dú)發(fā)展，它是多門科學(xué)技術(shù)多種學(xué)科交叉發(fā)展的整合和結(jié)晶。它是社會生產(chǎn)力達(dá)到一定水平之后必然出現(xiàn)的一種技術(shù)體系，目前已對人們的生產(chǎn)和生活的水平等的提高起到了極為重要的作用。有許多與其相關(guān)的科學(xué)技術(shù)也都得到了更多的發(fā)展，由此可見技術(shù)融合已經(jīng)成為一種趨勢，隨著越來越多的研究深入，一定會出現(xiàn)更多的融合技術(shù)，使得技術(shù)領(lǐng)域更為便利和有效。在走向更高智能化的道路上，機(jī)電一體化的前景必然十分廣闊，帶來更高層次的社會進(jìn)步。

作者簡介：張福，男，黑龍江省慶安縣，本科職稱實(shí)驗(yàn)師職務(wù)教師，研究方向工業(yè)電氣自動化。

篇4

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；技術(shù)；應(yīng)用

1.引言

目前，我國工程機(jī)械正處于機(jī)電一體化的特殊發(fā)展時期，工程機(jī)械領(lǐng)域隨著機(jī)電一體化技術(shù)的引入，電子技術(shù)，自動控制，液壓技術(shù)等與機(jī)械技術(shù)結(jié)合起來，因?yàn)榕c高新技術(shù)的融合，這樣子提高了生產(chǎn)效率和機(jī)械性能。例如，機(jī)電一體化提高了機(jī)械的操作舒適性、燃油經(jīng)濟(jì)性、作業(yè)效率、作業(yè)精度以及使用壽命等[1]。機(jī)電一體化是科技發(fā)展的結(jié)晶，是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求。它是機(jī)械工業(yè)發(fā)生變革的動力，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和概念發(fā)生了革命性的變化。

特別是電子技術(shù)和自動控制技術(shù)，在工程機(jī)械中得到了廣泛的采用。由于經(jīng)濟(jì)水平的提高和科技的進(jìn)步，對于工程機(jī)械的性能要求也越來越高，這促使以微處理器為核心的電子、控制裝置在工程機(jī)械中得到了越來越普遍的應(yīng)用，電子控制裝置的結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜。

2.機(jī)電一體化技術(shù)的研究

2.1 機(jī)電一體化的概念

機(jī)電一體化就是指在結(jié)構(gòu)的主要功能、信息處理功能、控制功能和動力功能上引入電子科學(xué)技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)、軟件相結(jié)合的系統(tǒng)的總稱。它是工程領(lǐng)域中不同種類的技術(shù)的綜合，是建立在微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、自動控制技術(shù)等一系列技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高新技術(shù)。它能代替和放大體力，并且機(jī)電一體化中的微電子裝置不僅僅可以取代某些機(jī)械部件，還能擁有很多自己的功能。

2.2 機(jī)電一體化的關(guān)鍵技術(shù)

機(jī)電一體化包含軟件技術(shù)和硬件技術(shù)。硬件部分包含機(jī)械本體、信息處理單元、驅(qū)動單元以及傳感器，因此，加快機(jī)電一體化發(fā)展進(jìn)度，可以從下面各方面著手：

（1）機(jī)械本體：為了減少機(jī)械產(chǎn)品的重量，不僅僅可以再結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還可以考慮使用非金屬復(fù)合材料來代替鋼鐵材料，這樣子減輕了機(jī)械本體的重量，增加了實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)的小型化的可能性，進(jìn)而可以改善快速響應(yīng)等特性，做到提高效率，降低功耗。

（2）信息處理技術(shù)：提高信息處理設(shè)備的可靠性可以進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化。提高信息處理的可靠性包括提高A/D轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時處理中輸入/輸出的可靠性，提高處理速度。

（3）驅(qū)動：很多設(shè)備使用電機(jī)作為驅(qū)動裝置，但是它在快速響應(yīng)和效率方面還有很多弱點(diǎn)，因此，需要開發(fā)新的電機(jī)，如開發(fā)內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)或是開發(fā)控制專用組件-電機(jī)和傳感器三位一體的伺服驅(qū)動單元。

（4）傳感器：傳感器是獲取自然界中非電量元素的工具，它的可靠性、靈敏度和精確度都時刻影響著機(jī)械工程的效率，目前正在開發(fā)非接觸型檢測技術(shù)。

（5）軟件技術(shù)：硬件的發(fā)展促使需要配套的軟件一起發(fā)展，軟件的標(biāo)準(zhǔn)化可以減少軟件的研發(fā)成本，提高維修效率。軟件的標(biāo)準(zhǔn)化包括程序標(biāo)準(zhǔn)、軟件程序的固話以及程序的模塊化等。

2.3 機(jī)電一體化的優(yōu)勢和發(fā)展趨勢

機(jī)電一體化產(chǎn)品于傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，有很多優(yōu)勢：（1）使用可靠性和安全性得到了提高。因?yàn)樽詣涌刂萍夹g(shù)的引入，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中具有自動監(jiān)視、自動診斷和報(bào)警功能。在生產(chǎn)過程中，遇到過壓、過載等電力故障時，會自動啟用保護(hù)措施，減少生產(chǎn)安全事故的發(fā)生，設(shè)備的使用安全性得到了顯著的提高。（2）生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到了顯著提高。由于自動信息處理和自動控制技術(shù)的參與，機(jī)電一體化產(chǎn)品的靈敏度和精度都有了大幅度的提高，自動控制使得機(jī)械操作的執(zhí)行完全按照預(yù)計(jì)步驟進(jìn)行，而不受工作人員主觀因素的影響，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時提高了產(chǎn)品的合格率和生產(chǎn)效率。（3）機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了復(fù)合功能，可以在更多場合得到應(yīng)用。由于生產(chǎn)技術(shù)的提高，機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能水平大大提高，它們具備自動控制、自動補(bǔ)償以及智能化等多種功能，因此可以被應(yīng)用于各種不同的場合，甚至是不同的領(lǐng)域，滿足需求應(yīng)變力更強(qiáng)。（4）更易于維修。機(jī)電一體化產(chǎn)品可以通過軟件來實(shí)現(xiàn)工作方式的變換，以滿足不同用戶的需求，這些控制軟件的程序在不改變產(chǎn)品硬件的條件下，可以由多種方式植入機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率，開發(fā)新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品，研究新一代的機(jī)電一體化系統(tǒng)，研究和設(shè)計(jì)各種穩(wěn)定高效，性能優(yōu)良的機(jī)器人和機(jī)電一體化設(shè)備是發(fā)展趨勢。隨著人們對制造模式的認(rèn)識的轉(zhuǎn)變，由質(zhì)量第一向響應(yīng)市場需求的轉(zhuǎn)變，使得機(jī)電一體化在制造模式領(lǐng)域又開辟了一塊新天地。

3.機(jī)電一體化在工程器械上的應(yīng)用

3.1 機(jī)電一體化和機(jī)械工程的關(guān)系

在機(jī)械工程中引進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)，大大提高了機(jī)械的性能，而反過來，由于機(jī)械工程性能的改善，使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，兩者相輔相成，相互促進(jìn)，共同發(fā)展，形成了一個良性發(fā)展的循環(huán)系統(tǒng)。

3.2 機(jī)電一體化對機(jī)械工程的積極作用

由于技術(shù)水平的發(fā)展，現(xiàn)代施工中對機(jī)械工程的性能要求也逐漸提高，為達(dá)到施工質(zhì)量要求，在施工過程中使用的器械要求功效高但是同時要求能耗小，要求具有很好的自動化程度以及精度，這些器械使用方法要求簡單，操作安全，并且具有很長的使用壽命。在使用過程中，要求能自動監(jiān)視，自動診斷，這樣有利于降低維修成本，減少施工事故的發(fā)生，保障生命和財(cái)產(chǎn)的安全。這時，機(jī)電一體化技術(shù)的引入就成了一件迫在眉睫的事情。它對工程機(jī)械發(fā)揮了積極的作用。

（1）降低了勞動強(qiáng)度。機(jī)電一體化產(chǎn)品和技術(shù)在工程機(jī)械領(lǐng)域的使用，大大降低了工作人員的勞動強(qiáng)度，而且還減少了由于操作人員缺乏經(jīng)驗(yàn)而造成對工程精度的影響。日本小松公司所生產(chǎn)的挖掘機(jī)配備運(yùn)行軌跡控制系統(tǒng)能夠根據(jù)工作人員操作的鏟斗的運(yùn)行軌跡，而自動感應(yīng)角度信號，然后控制斗桿的運(yùn)動軌跡，自動進(jìn)行坡面的精確挖掘等動作，大大提高了生產(chǎn)效率。

（2）提高設(shè)備使用壽命。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品集合了自動報(bào)警，監(jiān)視以及故障自我診斷能力，可以針對工程機(jī)械的相應(yīng)系統(tǒng)如傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)以及發(fā)動機(jī)的當(dāng)前工作狀態(tài)，進(jìn)行監(jiān)視，若發(fā)現(xiàn)異常情況，馬上進(jìn)行自動警報(bào)并實(shí)現(xiàn)故障定位，降低工作人員的維修難度，縮短維修時間，達(dá)到延長設(shè)備使用壽命的目的。同時降低了生產(chǎn)事故的發(fā)生頻率，降低了生產(chǎn)成本。

（3）環(huán)保化。機(jī)電一體化工程機(jī)械的使用，大大提高了能源的利用率，符合國家的節(jié)能減排倡議。因此對傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造具有很重要的意義。日本日立公司的挖掘機(jī)由于安裝了自動控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對發(fā)動機(jī)的控制，因此使得對能源的利用率達(dá)到了八分之九十八，大大降低了能耗，傳統(tǒng)的挖掘機(jī)的能源利用率大約為30%。

4.結(jié)束語

我國要想全面實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)還任重而道遠(yuǎn)，用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)技術(shù)的工作量很大，很有難度，而用機(jī)電一體化技術(shù)來加速產(chǎn)品更新?lián)Q代速度的呼聲很高，但是它的實(shí)現(xiàn)仍很有壓力。雖然我國的工業(yè)結(jié)構(gòu)等已經(jīng)經(jīng)過幾番調(diào)整，但那時由于諸多阻擾因素，效果并不明顯。但是由于機(jī)電一體化技術(shù)的有優(yōu)勢很明顯，它的出現(xiàn)并不是巧合，它是科技進(jìn)步的產(chǎn)物，它促使機(jī)械工業(yè)發(fā)生戰(zhàn)略性改革，使傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法和理念受到了挑戰(zhàn)，并影響著傳統(tǒng)機(jī)械發(fā)生革命性的變化，它是推動產(chǎn)業(yè)革新的必經(jīng)之路。因此，加快培養(yǎng)機(jī)電一體化人才有非常重要的意義。企業(yè)只有注重優(yōu)秀人才的培養(yǎng)，才能在競爭中占據(jù)優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫永利. 機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2009（1）.

篇5

關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化機(jī)械設(shè)計(jì)工程自動化

中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2012)02(c)-0000-00

進(jìn)入20世紀(jì)60年代以來，微電子技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，以信息技術(shù)為中心，極大地提高勞動生產(chǎn)率和工作效率為重要目標(biāo)。測量與控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)，三者結(jié)合在一起，構(gòu)成完整的信息系統(tǒng)。在這種新技術(shù)革命的影響和沖擊下，機(jī)電業(yè)發(fā)生了深刻的變化。機(jī)電一體化的共性關(guān)鍵技術(shù)是；精密機(jī)械技術(shù)、伺服傳動技術(shù)、傳感檢測技術(shù)、信息處理技術(shù)、白動控制技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)。但是區(qū)分機(jī)電一體化或非機(jī)電一體化的機(jī)械系統(tǒng)，其核心是計(jì)算機(jī)控制的伺服控制系統(tǒng)，其他的都是與此匹配的重要部分現(xiàn)有機(jī)械產(chǎn)品的電子化必須采用系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)和綜合集成的技巧，使機(jī)械、電子設(shè)備和軟件之間相互適應(yīng)和匹配，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，才能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品和消費(fèi)產(chǎn)品向自動化方向發(fā)展。

1 機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)的形式多種多樣，其功能也各不相同。一個較完善的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個基本要素：機(jī)械本體、動力單元、傳感檢測單元、執(zhí)行單元、驅(qū)動單元、控制及信息處理單元。隨著機(jī)電一體化產(chǎn)品技術(shù)性能、水平和功能的提高，機(jī)械本體需在機(jī)械結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝以及幾何尺寸等方面都應(yīng)適應(yīng)產(chǎn)品高效、多功能、可靠、節(jié)能、小型、輕量、美觀等要求。動力單元動力單元的功能是按照機(jī)電一體化系統(tǒng)的控制要求，為系統(tǒng)提供能量和動力以保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。機(jī)電一體化的顯著特征之一是用盡可能小的動力輸入獲得盡可能大的功能輸出。與一般的同類型機(jī)械裝置相比，機(jī)電一體化系統(tǒng)中的機(jī)械部分精度要求更高，結(jié)構(gòu)更簡單，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)越，同時還要有更好的可靠性、維護(hù)性和更新穎的結(jié)構(gòu)。零部件要求模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化，還有許多新的課題要加以研究和運(yùn)用，如對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用新型復(fù)合材料以使機(jī)械系統(tǒng)既減輕重量、縮小體積，同時又不降低機(jī)械的靜、動剛度，采用高精度導(dǎo)軌、精密滾珠絲杠、高精度主軸軸承和高精度齒輪等，以提高關(guān)鍵零部件的精度和可靠性；開發(fā)新型復(fù)合材料以提高刀具、磨具的質(zhì)量；通過零部件的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，提高其互換性和維護(hù)性等。因此機(jī)械技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)在于如何與機(jī)電一體化技術(shù)相適應(yīng)，利用其他高新技術(shù)來更新概念，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)上、材料上、性能上以及功能上的變革。

2 信息處理與自動控制技術(shù)及其應(yīng)用

機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要采用丁業(yè)控制機(jī)(包括可編程控制器，單、多回路調(diào)節(jié)器，單片微控制器，總線式丁業(yè)控制機(jī)，分布式計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng))進(jìn)行信息處理。計(jì)算機(jī)應(yīng)用及信息處理技術(shù)已成為促進(jìn)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展和變革的最重要因素。隨著社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對信息交流的需求越來越大，這就需要信息傳輸，即通信技術(shù)，圍繞如何提高傳輸速度、減少誤碼率等進(jìn)行的。為了共享資源、提供分布式功能和集中管理，可通過通信設(shè)備和線路，將不同地理位置具有獨(dú)立處理功能的多個計(jì)算機(jī)連接起來，運(yùn)用功能完善的網(wǎng)絡(luò)軟件按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為信息處理技術(shù)提供了技術(shù)保障。

控制與信息處理單元像是對其他要素和它們之間的連接進(jìn)行有機(jī)的統(tǒng)一控制一樣，其功能是將來自傳感器的信息和各種命令進(jìn)行集中處理，根據(jù)處理結(jié)果，按照一定的規(guī)則發(fā)出相應(yīng)的控制信號，控制各要素或子系統(tǒng)連接成為一個有機(jī)整體，使各個功能環(huán)節(jié)有目的地協(xié)調(diào)一致運(yùn)動，并達(dá)到預(yù)期的性能，從而形成機(jī)電一體化的系統(tǒng)工程。各子系統(tǒng)之間必須通過控制信息進(jìn)行聯(lián)系才能協(xié)調(diào)統(tǒng)一的運(yùn)動，進(jìn)行有規(guī)則地物質(zhì)和能量的交換和轉(zhuǎn)移。因此，控制與信息處理單元是機(jī)電一體化系統(tǒng)的核心單元，一般由計(jì)算機(jī)、可編程控制器、數(shù)控裝置以及各種邏輯電路等組成。信息處理技術(shù)包括信息的交換、存取、運(yùn)算、判斷和決策。自動控制技術(shù)包括高精度位置控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自校正等技術(shù)。自動控制就是依據(jù)自動控制原理對具體控制裝置或系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之后進(jìn)行系統(tǒng)仿真，現(xiàn)場調(diào)試，最后使研制的系統(tǒng)可靠地投入運(yùn)行，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展，使得自動控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合越趨密切，因此自動控制技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中十分重要的關(guān)鍵技術(shù)。

3 伺服驅(qū)動技術(shù)及其發(fā)展

電動機(jī)伺服驅(qū)動方式在數(shù)控系統(tǒng)中的運(yùn)用非常廣泛，交直流伺服電動機(jī)驅(qū)動主要用在閉環(huán)伺服數(shù)控系統(tǒng)中。由于變頻技術(shù)的進(jìn)步，交流伺服電動機(jī)驅(qū)動技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動主要用在開環(huán)伺服數(shù)控系統(tǒng)中。對機(jī)電一體化系統(tǒng)的動態(tài)性能、控制質(zhì)量和功能來說，伺服驅(qū)動技術(shù)具有決定性的作用。液壓伺服系統(tǒng)(如液壓馬達(dá)、脈沖液壓缸等)具有工作穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、輸出力矩大等特點(diǎn)，特別是在低速運(yùn)行時其性能更突出，但液壓系統(tǒng)需要增加液壓泵等動力源，設(shè)備復(fù)雜、體積大、維修難及污染環(huán)境；而電氣伺服系統(tǒng)(如步進(jìn)電動機(jī)、直流伺服電動機(jī)等)具有控制靈活、費(fèi)用較小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，但低速時輸出力矩不夠大。由于近年來變頻技術(shù)的進(jìn)步，交流伺服驅(qū)動技術(shù)取得突破性進(jìn)展，為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供了高質(zhì)量的伺服驅(qū)動單元，極大地促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

4 結(jié)論與展望

機(jī)電一體化技術(shù)需要很多部門、產(chǎn)業(yè)的配合和支持，才能取得滿意的結(jié)果。我們不僅要對機(jī)電一體化的各項(xiàng)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行全面深入的了解，還要能從系統(tǒng)工程的概念人手，通過系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)來使各個相關(guān)技術(shù)形成有機(jī)的結(jié)合，并且要注意研究和解決技術(shù)融合過程中所產(chǎn)生的新問題，只有這樣才能滿足機(jī)電一體化高速發(fā)展的需要。機(jī)電一體化概論都很好，如果整個系統(tǒng)不能很好地協(xié)調(diào)，則它仍然不可能可靠地正常運(yùn)行。隨著科技的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)正在不斷地深人到各個領(lǐng)域，并且迅猛地向前推進(jìn)，特別是制造工業(yè)對機(jī)電一體化技術(shù)提出了許多新的更高的要求。機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢應(yīng)為：在性能上向高精度、高效率、高性能、智能化方向發(fā)展；在功能上向小型化、輕型化、多功能方向發(fā)展；在層次上向系統(tǒng)化、復(fù)合集成化的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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篇6

【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化；技術(shù)；發(fā)展

機(jī)電一體化技術(shù)的運(yùn)用對于電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展有促進(jìn)作用，保證電網(wǎng)信息輸出等模式更為準(zhǔn)確和具備信息整體化。本文分析了機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)，并提出了其未來的發(fā)展方向。

1.機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素

機(jī)電一體化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)目的功能的“物質(zhì)基礎(chǔ)”，主要是對輸入的能量、信息以及物質(zhì)進(jìn)行一系列的變換、傳遞和儲存。三項(xiàng)系統(tǒng)就能夠成為有效的機(jī)電一體化的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)化管理的整體。下面就針對機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行全面分析。

1.1變換

電網(wǎng)管理中需要進(jìn)行信息交換和傳輸?shù)囊刂g，由于信息的模式不同（數(shù)字量與模擬里、串行碼與并行碼、連續(xù)脈沖與序列脈沖等），無法直接實(shí)現(xiàn)信息或能量的交流，必須通過接口完成信息或能里的統(tǒng)一。采用機(jī)電一體化系統(tǒng)就能夠更好地實(shí)現(xiàn)變換措施的執(zhí)行。變換系統(tǒng)應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)全面化的電網(wǎng)自動化管理，例如：PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)，檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。

1.2傳遞

對于模擬傳輸系統(tǒng)，遠(yuǎn)動終端輸出的數(shù)字信號必須經(jīng)過調(diào)制后，才能傳輸。對于數(shù)字傳輸系統(tǒng)，低速的遠(yuǎn)動數(shù)據(jù)必須進(jìn)經(jīng)過數(shù)字復(fù)接設(shè)備，才能接到高速的數(shù)字通道。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字傳輸系統(tǒng)所占分比重將不斷增加，信號傳輸?shù)馁|(zhì)量也將不斷提高。智能電網(wǎng)需要提供語音、數(shù)據(jù)、視頻圖像三網(wǎng)合一的信息傳輸業(yè)務(wù)，需要隨機(jī)接入的信息傳輸支持。根據(jù)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，智能電網(wǎng)對信息傳輸系統(tǒng)的時延要求是：變電站內(nèi)部小于1ms，其它小于500ms，同步時間偏差小于1ms。在實(shí)際運(yùn)行過程中，電網(wǎng)友好型電器的頻率響應(yīng)范圍是土5mHz，所以信息傳輸通道的頻率同步精度要小于1mHz。機(jī)電一體化系統(tǒng)在電網(wǎng)中的運(yùn)用具有較好的傳輸功能，實(shí)時性好、可靠性高、數(shù)據(jù)流量大、信息擴(kuò)充能力強(qiáng)、支持網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，將為正在穩(wěn)步推進(jìn)的調(diào)控一體化建設(shè)提供有力的通信保障；對加快智能電網(wǎng)的發(fā)展具有重要的意義。

1.3存儲

電網(wǎng)系統(tǒng)管理過程中需要不斷地存儲信息，保證對網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)情況進(jìn)行全面地掌握，目前機(jī)電一體化技術(shù)通過系統(tǒng)級方式，對融合了機(jī)械、電子、控制系統(tǒng)和嵌入式軟件設(shè)計(jì)的電機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。提供面向機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)工具，通過在整個設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)對電氣子系統(tǒng)之間的交互的仿真，并創(chuàng)建虛擬原型。使得電網(wǎng)建設(shè)的過程中能夠在系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前就對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)原型進(jìn)行信息存儲，進(jìn)行虛擬設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)執(zhí)行的有效作用。電網(wǎng)一體化建設(shè)后能夠提供診斷報(bào)告的數(shù)據(jù)，保證對供電自動化系統(tǒng)的監(jiān)督檢測提供有效數(shù)據(jù)，以便在供電過程中減少故障，為恢復(fù)供電，快速分析診斷事故原因提供有效依據(jù)。

2.機(jī)電一體化主流技術(shù)

2.1自動控制技術(shù)

電力行業(yè)運(yùn)行人員在發(fā)現(xiàn)電壓越限時，憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行簡單的調(diào)整，不但勞動強(qiáng)度大，而且不能及時發(fā)現(xiàn)電壓和功率因數(shù)越限，造成電壓質(zhì)量的降低，同時不利于降低網(wǎng)損。 建立了電網(wǎng)機(jī)電一體化的主體框架，運(yùn)用實(shí)時網(wǎng)絡(luò)靈敏度分析技術(shù)，提出以電壓為核心的控制區(qū)域，對各物理參數(shù)進(jìn)行周期性或隨機(jī)性的自動測量，并顯示、打印記錄的結(jié)果供操作人員觀測；對間接測量的參數(shù)和指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算、存儲、分析判斷和處理，并將信息反饋到控制中心，制訂新的對策。

2.2傳感與檢測技術(shù)

機(jī)電一體化產(chǎn)品中，傳感器作為感受器官，將各種內(nèi)、外部信息通過相應(yīng)的信號檢測裝置反饋給控制及信息處理裝置。傳感器檢測的精度、靈敏度和可靠性將直接影響到機(jī)電一體化的性能。傳感器的發(fā)展對于促進(jìn)信息和儀器儀表行業(yè)的發(fā)展起到關(guān)鍵作用：（1）采用高性能光電傳感器（包括：紅外、紫外）、光纖傳感器、磁傳感器、聲傳感器、力學(xué)量傳感器、溫度傳感器控制電網(wǎng)輸出情況；（2）新型陣列傳感器 （如：接觸力陣列傳感器）、多維傳感器 （如：多維位置傳感器、多維力傳感器等）、復(fù)合型 （非簡單組合） 傳感器等實(shí)現(xiàn)全面化的電網(wǎng)情況檢測。將所測得的各種參量如位移、位置、速度、加速度、力、溫度、酸度和其他形式的信號等轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一規(guī)格的電信號輸入到信息處理系統(tǒng)中，并由此產(chǎn)生出相應(yīng)的控制信號以決定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動形式和動作幅度。

2.3執(zhí)行與驅(qū)動技術(shù)

電網(wǎng)系統(tǒng)的執(zhí)行部件在控制信息的作用下完成要求的動作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的主功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)因機(jī)電一體化產(chǎn)品的種類和作業(yè)對象不同而有較大的差異。執(zhí)行機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品目的功能的直接執(zhí)行者，其性能好壞決定著整個產(chǎn)品的性能，因而是機(jī)電一體化產(chǎn)品中重要的組成部分。執(zhí)行系統(tǒng)所執(zhí)行的驅(qū)動技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)電子控制，檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)工作過程中本身和外界環(huán)境有關(guān)參量的變化，并將信息傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據(jù)檢查到的信息向執(zhí)行器發(fā)出相應(yīng)的控制。根據(jù)電子控制單元的指令驅(qū)動機(jī)械部件的運(yùn)動。執(zhí)行器是運(yùn)動部件，通常采用電力驅(qū)動、氣壓驅(qū)動和液壓驅(qū)動等幾種方式。

3.機(jī)電一體化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展

3.1微型化

機(jī)電一體化技術(shù)行業(yè)的發(fā)展會向著更為微型化的方面前進(jìn)，微型化興起于20世紀(jì)80年代末，是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。微電子技術(shù)和軟件技術(shù)，發(fā)展難點(diǎn)在于微機(jī)械并不是簡單地將大尺寸的機(jī)械按比例縮小，由于結(jié)構(gòu)的微型化，在材料、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、摩擦特性、加工方法、測試與定位及驅(qū)動方式等方面都產(chǎn)生了一些特殊問題。目前在實(shí)驗(yàn)室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。當(dāng)將這一成果用于實(shí)際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。屆時機(jī)械和電子完全可以“融合”，機(jī)體、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳感器、CPU等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。這種微型機(jī)械學(xué)是機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。

3.2綠色化

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)置也要全面推行綠色化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品，保證使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。對于電網(wǎng)企業(yè)而言，電力設(shè)備的投入應(yīng)該考慮到是否可以再生使用，確保電力輸出系統(tǒng)建設(shè)具備環(huán)保策略，實(shí)現(xiàn)更為低耗能的發(fā)展創(chuàng)新。總之，綠色化的發(fā)展就是要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)自動化、無人化、更高附加值，大大推動其行業(yè)的決速發(fā)展。

綜上所述， 隨著世界科學(xué)技術(shù)的快速進(jìn)步，傳統(tǒng)的電網(wǎng)設(shè)備搭載新的科技成果，能夠不斷地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展，引入機(jī)電一體化技術(shù)使得傳統(tǒng)設(shè)備將具備更高的智能化，集合多種領(lǐng)先功能和人性化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的工藝和更加高效、人性化的操作。因此來講，在機(jī)電一體化主流技術(shù)的支持下，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)該全面推廣機(jī)電一體化系統(tǒng)的投入，并保證系統(tǒng)發(fā)展向著更為微型化、綠色化的趨勢前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：工程機(jī)械；機(jī)電一體化；應(yīng)用發(fā)展

近幾年來，在社會經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的背景下，工程機(jī)械行業(yè)所面臨的競爭壓力也變得越來越激烈。因此，對于工程機(jī)械行業(yè)來說，若是想要充分地提高行業(yè)的競爭力，那么就必須要注重提高工程機(jī)械行業(yè)中的科技含量。在科技技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，各種先進(jìn)技術(shù)都在社會中得到了應(yīng)用，機(jī)電一體化就是其中之一。機(jī)電一體化在工程機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用，不僅能夠提高工程機(jī)械的使用性能，還能夠有效地提高施工效率，減少施工成本。

1關(guān)于機(jī)電一體化的相關(guān)內(nèi)容

1.1概述

機(jī)電一體化是一種將機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)以及微電子技術(shù)等技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合的綜合性新型技術(shù)。機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的應(yīng)用，能夠提高工程機(jī)械的投入效果，也能夠提高機(jī)械設(shè)備的使用性能，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)性的有效提升。而且，如果將機(jī)電一體化應(yīng)用在工程機(jī)械制造過程中，還能夠自主檢測機(jī)械設(shè)備中的故障，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備運(yùn)行情況的實(shí)時動態(tài)檢測，提高設(shè)備的應(yīng)用效果。

1.2在機(jī)械工程中的具體應(yīng)用

（1）用于故障監(jiān)控。在工程機(jī)械中，若是能夠合理地應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，那么就能夠?qū)崿F(xiàn)對整個系統(tǒng)運(yùn)行的電子監(jiān)控。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障現(xiàn)象時，機(jī)電一體化技術(shù)就能夠及時發(fā)出警報(bào)，甚至還能夠自動清除故障，使得整個系統(tǒng)能夠及時恢復(fù)正常運(yùn)行。這樣一來，就能夠減少因設(shè)備運(yùn)行故障問題而帶來的損失和影響。（2）用于設(shè)備節(jié)能。在傳統(tǒng)的運(yùn)行過程中，工程機(jī)械往往會出現(xiàn)嚴(yán)重的能源浪費(fèi)現(xiàn)象，而造成這種能源浪費(fèi)的原因，主要是因?yàn)闄C(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中并不是滿負(fù)荷運(yùn)行。在很多時候，機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中的運(yùn)行效率并沒有達(dá)到額定功率。這樣一來，就會造成機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中所做的無用功變大。而若是能夠合理地使用機(jī)電一體化技術(shù)，那么就能夠在機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的過程中根據(jù)設(shè)備的實(shí)際需求來調(diào)節(jié)運(yùn)行效率，從而達(dá)到節(jié)能的作用。（3）用于精確稱量。在工程機(jī)械行業(yè)中，如何才能夠做到精確稱量，一直都是一個有待解決的重要問題。但是，隨著機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的有效應(yīng)用，這個問題也隨之解決。機(jī)電一體化中包含著電子控制系統(tǒng)，這個系統(tǒng)能夠?qū)φ麄€稱量過程進(jìn)行微機(jī)控制，使得整個稱量操作都變得自動化。這樣一來，就可以減少人為誤差所帶來的影響，提高稱量結(jié)果的精準(zhǔn)度。（4）用于降低工作強(qiáng)度。在傳統(tǒng)的機(jī)械工程工作中，工作強(qiáng)度非常大，而且工作量也非常大。因此，工作人員也常常面臨著非常高的要求。但是若是能夠合理地使用機(jī)電一體化技術(shù)，就能夠?qū)崿F(xiàn)工程機(jī)械的自動化操作，或者是半自動化操作，能夠?qū)⒅暗娜肆ぷ鞫祭孟冗M(jìn)的控制系統(tǒng)來代替。這樣一來，就能夠大大地減少工作人員的工作量和工作強(qiáng)度。與此同時，在實(shí)際的操作過程中，由于人力操作本身的原因，還有可能會對工作質(zhì)量造成影響。而機(jī)電一體化技術(shù)的使用，就能夠充分地避免這種現(xiàn)象，這對于工作準(zhǔn)確度的提高來說，也具有著非常重要的意義。

2關(guān)于機(jī)電一體化的未來發(fā)展

2.1更加微型化

對于機(jī)電一體化來說，微型機(jī)電一體化系統(tǒng)也是一個重要的發(fā)展方向。而且，這還是電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)在納米尺度基礎(chǔ)上進(jìn)行有效融合而產(chǎn)生的物質(zhì)。微型機(jī)電一體化產(chǎn)品，一般是指幾何尺寸非常小，可用微米、納米等來進(jìn)行概括，其體積一般不超過1立方厘米的產(chǎn)品，是一種非常先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品。而且，其在生物醫(yī)療領(lǐng)域、軍事領(lǐng)域等方面的有效應(yīng)用，也具有著不可比擬的重要意義。由于微型機(jī)電一體化產(chǎn)品的耗能小、體積小，而且使用起來非常靈活，因此，這也將會成為未來的一種關(guān)鍵技術(shù)。

2.2更加網(wǎng)絡(luò)化

由于機(jī)電一體化在工程機(jī)械中的使用具有著非常重要的意義。所以在未來，一旦有新的機(jī)電一體化產(chǎn)品被研制出來，只要功能獨(dú)特、質(zhì)量過關(guān)，那么就能夠在全球范圍內(nèi)暢銷。而且，由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)在社會的各個區(qū)域內(nèi)普及，在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上產(chǎn)生的各種遠(yuǎn)程控制設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備也得到了非常廣泛的應(yīng)用。由此看來，各種家用電器網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展也已經(jīng)開始。由此可以知道，在未來，機(jī)電一體化也將會朝著網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。

2.3更加環(huán)保化

環(huán)保，是一個非常重要的主題，也是人類在發(fā)展過程中不可忽視的、永恒不變的主題。如今，社會上的發(fā)展、變化，都需要秉承著環(huán)保的原則。因此，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展，也需要符合環(huán)保的主題。而且，機(jī)電一體化的環(huán)保化發(fā)展，不僅符合人類發(fā)展的基本原則，還是機(jī)電一體化技術(shù)在新時代下的一種重要發(fā)展趨勢。

2.4更加個性化

從本質(zhì)上來說，不同種類、型號的工程機(jī)械，對于機(jī)電一體化的要求也存在差異。這種現(xiàn)象也就意味著，機(jī)電一體化也將會朝著個性化的方向進(jìn)行發(fā)展。只有機(jī)電一體化本身具有個性化的特點(diǎn)，才能夠充分地滿足不同種類、型號的工程機(jī)械的需求。

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關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化；建模；仿真；虛擬原型

中圖分類號：TM 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914x（2014）26-01-01

引言

機(jī)電一體化技術(shù)一般指的是電子、機(jī)械和信息技術(shù)結(jié)合的一種新型技術(shù)，最早在上世紀(jì)70年代在西方被提出來，其本質(zhì)是機(jī)械技術(shù)通過運(yùn)用信息化技術(shù)不和電子技術(shù)而達(dá)到效能最優(yōu)的狀態(tài)。而目目前機(jī)電一體化的建模與方式技術(shù)是最新的研究熱點(diǎn)，本文針對這個熱點(diǎn)展開探究。

一、機(jī)電一體化技術(shù)概述

第一，我國機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀。我國機(jī)電一體化技術(shù)大體經(jīng)歷了自發(fā)初級階段、蓬勃發(fā)展階段和智能化發(fā)展新階段等三個階段。初級階段機(jī)械產(chǎn)品只是通過簡單的電子技術(shù)進(jìn)行了產(chǎn)品優(yōu)化，到了發(fā)展階段則利用了當(dāng)時興起的計(jì)算機(jī)、通信和控制技術(shù)，機(jī)電結(jié)合更為靈活，到了智能發(fā)展階段，機(jī)電一體化技術(shù)更多地吸收了激光、模糊、信息和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等其他學(xué)科成果，逐漸形成獨(dú)立的技術(shù)體系。第二，機(jī)電一體化的相關(guān)技術(shù)。機(jī)電一體化主要涉及機(jī)械技術(shù)、檢測與傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)、伺服驅(qū)動技術(shù)、接口技術(shù)、監(jiān)控與診斷技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)技術(shù)等技術(shù)。第三，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢。目前機(jī)電一體化主要朝著智能化、集成模塊化、光機(jī)電一體化、信息網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化技術(shù)方向發(fā)展，朝著技術(shù)產(chǎn)品能功能多樣、效率優(yōu)化、智能運(yùn)行、穩(wěn)定性強(qiáng)的理念發(fā)展，力求讓技術(shù)產(chǎn)品向輕盈、超薄、細(xì)微、小巧等時尚化方向發(fā)展。

二、虛擬原型技術(shù)與機(jī)電一體化

（一）虛擬原型技術(shù)

該技術(shù)是在CAX技術(shù)、DFX技術(shù)、物理樣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，并且在發(fā)展過程中吸收了信息技術(shù)、仿真技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，讓機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)智能化和靈巧化，生產(chǎn)效率高效而穩(wěn)定，最終讓產(chǎn)品開發(fā)形成一套從設(shè)計(jì)到仿真，從分析到復(fù)雜的系統(tǒng)化開發(fā)體系。1，基本原理。該技術(shù)以CAX技術(shù)為基本技術(shù)基礎(chǔ)，和以前的串行設(shè)計(jì)技術(shù)比起來，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多功能系統(tǒng)的集成化結(jié)合。人們可以通過該虛擬模型技術(shù)建立機(jī)械模型，通過仿真環(huán)境得到真實(shí)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，并依據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)對產(chǎn)品進(jìn)一步優(yōu)化，降低開發(fā)成本，縮短周期，提升競爭力。2，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該技術(shù)通常以某種可以輸入多種產(chǎn)品參數(shù)的三維實(shí)體數(shù)字化模型結(jié)構(gòu)的形式出現(xiàn)，該模型是可變的，動態(tài)的，人們可以依據(jù)開發(fā)和設(shè)計(jì)需要不斷輸入新的參數(shù)，并得到新的模型結(jié)構(gòu)，根據(jù)模型結(jié)構(gòu)來優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。3，技術(shù)優(yōu)勢。該技術(shù)具有能全面反映實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的初始信息、為整個產(chǎn)品的開發(fā)過程提供模型支撐等優(yōu)勢，該技術(shù)的運(yùn)用為制造業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。4，關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展應(yīng)用。虛擬原型技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)主要有系統(tǒng)總體技術(shù)、支撐環(huán)境技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、協(xié)同仿真技術(shù)、一體化建模、過程管理技術(shù)、模型技術(shù)等多方面的技術(shù)，作為一門融合了多個學(xué)科技術(shù)的新型綜合技術(shù)體系，其發(fā)展前景十分廣闊。

（二）虛擬原型技術(shù)與機(jī)電一體化

虛擬原型技術(shù)是一種新型的以多領(lǐng)域仿真技術(shù)、先進(jìn)建模技術(shù)、信息管理技術(shù)以及交互式用戶界面技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性技術(shù)體系，與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)相比起來，其原理和實(shí)際運(yùn)行效率都有很大的幾部。因此，如果能將虛擬原型技術(shù)有機(jī)地融入到機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和開發(fā)中，將會有效促進(jìn)機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)效率的提高，并且進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化技術(shù)。虛擬原型技術(shù)與機(jī)電一體化技術(shù)是相互促進(jìn)的關(guān)系，虛擬原型技術(shù)最終將會促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的高效和智能化發(fā)展，而機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)的發(fā)展在解決生產(chǎn)難題的過程中，客觀上又會帶動虛擬原型技術(shù)的發(fā)展。下面本文將進(jìn)一步闡釋這種相輔相成的關(guān)系。

三、基于虛擬原型機(jī)電一體化的控制仿真設(shè)計(jì)

第一，概述。以虛擬原型是機(jī)電一體化產(chǎn)品的基礎(chǔ)，虛擬原型技術(shù)對機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、電氣、控制等各方面的的數(shù)據(jù)模擬和測試都起到縮短周期、提高研發(fā)效率和節(jié)約開發(fā)成本的作用。聯(lián)合仿真設(shè)計(jì)主要由三個部分組成：首先是機(jī)械模型的建構(gòu)，其次是LabVIEW軟件同機(jī)械模型與有機(jī)融合；最后是協(xié)同仿真的過程，機(jī)電產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)綜合評定和性能測試。第二，機(jī)械特性的仿真設(shè)計(jì)。機(jī)械特性仿真設(shè)計(jì)主要包括對機(jī)械的零部件特性、機(jī)械結(jié)構(gòu)、機(jī)械動力狀態(tài)、機(jī)械運(yùn)行狀態(tài)等仿真設(shè)計(jì)的分析。對機(jī)械零部件和結(jié)構(gòu)的特性分析主要采用有限元分析。有效元分析主要通過Solidworks Simulation網(wǎng)絡(luò)軟件機(jī)械零件和機(jī)構(gòu)力學(xué)的模擬分析，一般要分析機(jī)械材料的強(qiáng)度、應(yīng)力和安全性能，為機(jī)電產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)的尺寸、材料搭配以及傳動系型號選擇提供模擬參數(shù)的參考；SolidWorks 與LabVIEW軟件的結(jié)合為機(jī)械動力學(xué)提供仿真設(shè)計(jì)環(huán)境，該軟件對力的運(yùn)動各種元素進(jìn)行分析研究，提供準(zhǔn)確的機(jī)械性能和動力分析參數(shù)；機(jī)械運(yùn)動的仿真設(shè)計(jì)為機(jī)電產(chǎn)品的運(yùn)動參數(shù)、碰撞偵測參數(shù)和運(yùn)動軌設(shè)計(jì)參數(shù)等提供科學(xué)的參數(shù)分析，為機(jī)電產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)和零部件的幾何數(shù)據(jù)確定等提供支持。

第三，機(jī)械動力學(xué)仿真設(shè)計(jì)。機(jī)械動力學(xué)仿真設(shè)計(jì)一般指的是指在運(yùn)動條件下給機(jī)電產(chǎn)品的部分零件，在不同的引力、壓力和力矩條件下得出機(jī)械運(yùn)動的性能參數(shù)，該仿真設(shè)計(jì)一般需要SolidWorks軟件的支持。仿真設(shè)計(jì)所提供的模型能夠?qū)Ξa(chǎn)品在運(yùn)動條件下進(jìn)行各部分參數(shù)的測試，并最后通過仿真參數(shù)進(jìn)行控制變量分析，最后得出機(jī)電產(chǎn)品的在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行狀態(tài)各部分零件和機(jī)構(gòu)性能的表現(xiàn)；并且依據(jù)系能表現(xiàn)，對機(jī)電產(chǎn)品中機(jī)械結(jié)構(gòu)和零部件幾何參數(shù)進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，直至模擬的運(yùn)動條件下機(jī)電產(chǎn)品各部分指標(biāo)能達(dá)到預(yù)期。

第四，機(jī)械運(yùn)動仿真設(shè)計(jì)。一般來機(jī)械運(yùn)動仿真設(shè)計(jì)主要是逼真模擬機(jī)電產(chǎn)品在運(yùn)動狀態(tài)下的各部分性能的表現(xiàn)狀況。高度仿真模擬可借助于SolidWorks提供的動畫仿真環(huán)境實(shí)現(xiàn)。在動畫仿真模擬環(huán)境中，工程師可以依據(jù)其動畫表現(xiàn)進(jìn)行性能參數(shù)測試，另一方面也便于生產(chǎn)方向客戶展示其良好的運(yùn)行性能。SolidWorks軟件可以提供動畫模擬仿真、基本運(yùn)動模擬仿真、Motion模擬仿真。動畫模擬仿真主要是展現(xiàn)機(jī)電裝配體的運(yùn)動性能，操作人員可以通過添加馬達(dá)插件，然后定義軟件驅(qū)動裝配體的各個零部件運(yùn)動。基本運(yùn)動模擬仿真與動畫模擬仿真略有區(qū)別，它是通過對機(jī)電裝配體上增添馬達(dá)插件并定義運(yùn)動，定義其中的引力和彈簧等基本物理參數(shù)來測試裝配體運(yùn)動性能。Motio運(yùn)動仿真主要通過SolidWorks Motion 插件來實(shí)現(xiàn)，該仿真形式主要對裝配的零件和結(jié)構(gòu)進(jìn)行在力、阻力以及摩擦力等力的作用下所表現(xiàn)的性能狀況測試，測試相對更為精確。

四、結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械、電子和信息技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，是一門不斷在融合新興的計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)、生物技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的獨(dú)立的綜合性技術(shù)體系，而虛擬原型技術(shù)有利于降低機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)的周期和成本，提高機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的效益，虛擬原型技術(shù)的建模與仿真技術(shù)能通過虛擬數(shù)字模型的建立來代替真實(shí)的產(chǎn)品測試工作，提高產(chǎn)品開發(fā)的效率，縮短周期并節(jié)約成本，機(jī)電一體化技術(shù)在不斷利用現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上將進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳海霞，劉霞. 虛擬樣機(jī)技術(shù)在數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 機(jī)械制造與自動化. 2011（03）

篇9

關(guān)鍵詞：煤礦機(jī)電一體化應(yīng)用

一、概述

煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品是把各項(xiàng)高新技術(shù)融于一體的高科技產(chǎn)品，其主要技術(shù)包括：微電子、計(jì)算機(jī)、自動控制、人工智能、傳感產(chǎn)品可靠性等等，這些都是科技高速發(fā)展的熱門技術(shù)。在煤礦企業(yè)中，開始利用機(jī)電一體化技術(shù)對煤炭系統(tǒng)進(jìn)行改造舊設(shè)備和開發(fā)新產(chǎn)品，并取得了巨大的成功，這讓人們清楚地意識到，機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品的發(fā)展是實(shí)現(xiàn)高效、安全、機(jī)械化采煤和煤礦機(jī)電產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要途徑。

二、煤礦機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用

2.1礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式交——交變頻調(diào)速提升機(jī)，它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

在我國，大多數(shù)煤礦井下生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了皮帶化，采用大巷強(qiáng)力帶式運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)姆绞揭卜浅Ｆ毡椤Ａ硗猓?jì)算機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)展也非常迅速，它們具有很多種及時故障診斷和自我保護(hù)等功能，如應(yīng)用過程中的軸承溫度、倒轉(zhuǎn)、跑偏及斷帶等故障，可能在某些方面沒有面面俱到，在使用上還不能滿足一些功能，但是從發(fā)展的角度看問題，這的確是一個很好的開始。目前，我國直徑在兩米以上的提升機(jī)有1700多臺，其中90%為交流提升機(jī)，并且均是采用轉(zhuǎn)差功率消耗型的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，電控系統(tǒng)部分絕大多數(shù)仍采用繼電器——接觸器系統(tǒng)，只有一小部分采用可控制編程器。直流提升機(jī)多數(shù)為發(fā)電機(jī)拖動，雖有部分可控硅供電系統(tǒng)，也均為模擬量控制。而PLC可編程控制器使用比較簡單，程序設(shè)計(jì)起來也比較容易，不需要一些復(fù)雜的輸入輸出接口裝置，抵抗外界的干擾能力也很強(qiáng)，因此，它能在環(huán)境比較惡劣的情況下進(jìn)行長時間工作。

2.2綜合機(jī)械化采煤1970年，我國自主設(shè)計(jì)制造裝配了第一套綜合機(jī)械化采煤工作面，并在大同礦務(wù)局進(jìn)行試驗(yàn)使用，一直試驗(yàn)使用到80年代后期，這項(xiàng)技術(shù)的使用標(biāo)志著我國的煤礦綜合機(jī)械化采煤有了重大的突破性發(fā)展，推動了煤礦自動化的發(fā)展進(jìn)程，同樣，采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電液控制，移架自動化得以實(shí)現(xiàn)。另外，對工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

三、對我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)的思考

在20世紀(jì)，我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)(產(chǎn)品)取得了較大的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到了煤礦每個環(huán)節(jié)，但相對國外先進(jìn)煤礦還是比較落后的。因此，要讓我國煤礦機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到世界先進(jìn)技術(shù)水平，必須掌握信息時代機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)和相關(guān)技術(shù)發(fā)展的動態(tài)。:

應(yīng)提高我國煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化的程度；以計(jì)算機(jī)為機(jī)電一體化的核心裝置，因?yàn)橛?jì)算機(jī)運(yùn)算和存貯能力非常強(qiáng)，且體積和功耗小，更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時，應(yīng)盡可能的選用功能強(qiáng)大的嵌入式計(jì)算機(jī)，從而保證工作性能更可靠；對于新開發(fā)的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品應(yīng)具有通信功能，同時，要選用很好的開放性和高可靠性的通信模塊，方便與控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接通信控制；煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品需要達(dá)到智能化發(fā)展水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動適應(yīng)環(huán)境并以最優(yōu)的狀態(tài)工作，同時能快速地對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，從而對故障進(jìn)行診斷，再根據(jù)這些診斷結(jié)果對以后工作過程中的故障進(jìn)行預(yù)測；要對礦用傳感器進(jìn)行深入研究和開發(fā)，提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命，同時考慮傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在比較惡劣的工作環(huán)境下進(jìn)行信號的測量，并保證其測量準(zhǔn)確度，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能；要關(guān)注國內(nèi)外高新技術(shù)的發(fā)展，將那些適于煤礦井下工作環(huán)境的高新技術(shù)用于煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品，從而提高煤礦現(xiàn)代化，達(dá)到煤礦自動化生產(chǎn)。

四、結(jié)束語

煤礦機(jī)電一體化技術(shù)是煤礦綜合自動化的發(fā)展基礎(chǔ)，更是煤礦企業(yè)信息化建設(shè)的重要支撐技術(shù)，煤礦機(jī)電一體化技術(shù)在采、掘、運(yùn)、裝備等方面的應(yīng)用和推廣，大力地推動我國煤礦綜合生產(chǎn)力，同時，為實(shí)現(xiàn)安全、高效、潔凈、結(jié)構(gòu)優(yōu)化的現(xiàn)代化、高科技煤炭工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建勇.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社.2004.

篇10

[關(guān)鍵詞]機(jī)電一體化；煤礦機(jī)電

中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）23-0024-01

隨著煤礦規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，以往的機(jī)械電氣模式已經(jīng)不能滿足正常生產(chǎn)的要求。隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，各學(xué)科之間的交叉應(yīng)用，機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用取得了很大的成果。

機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)。90年代后期，開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向促進(jìn)了煤礦機(jī)電產(chǎn)品的性能，使煤礦機(jī)械進(jìn)入了一個飛躍的發(fā)展時期。

1.機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用

1.1 綜合機(jī)械化采煤的應(yīng)用

采煤機(jī)也由液壓牽引開始轉(zhuǎn)向電牽引；液壓支架的控制系統(tǒng)也逐漸向計(jì)算機(jī)化發(fā)展，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電液控制，移架自動化得以實(shí)現(xiàn)。另外，對工作面刮板運(yùn)輸機(jī)也進(jìn)行了微機(jī)監(jiān)控裝置的配置，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動化控制。機(jī)電一體化技術(shù)在綜合機(jī)械化采煤中的應(yīng)用，使設(shè)備動作趨于協(xié)調(diào)，且安全性、可靠性大為提高，操作性能更加完善，為煤炭企業(yè)帶來了更高的經(jīng)濟(jì)效益。

電牽引采煤機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在采煤機(jī)的一個典型應(yīng)用。與液壓牽引相比，它具有一下特點(diǎn)：（1）良好的牽引特性：可以在采煤機(jī)前進(jìn)時提供牽引力，使其克服阻力移動，也可以在采煤機(jī)下滑時進(jìn)行發(fā)電制動，向電網(wǎng)反饋電能。（2）可用于大傾角煤層：牽引電動機(jī)軸端裝有停機(jī)時防止機(jī)器下滑的制動器，因?yàn)樗脑O(shè)計(jì)制動力矩為電動機(jī)額定轉(zhuǎn)矩的1.6-2.0倍，所以電牽引采煤機(jī)可用在40-50度傾角的煤層，而不需要其它防滑裝置。（3）運(yùn)行可靠，使用壽命長，電牽引和液壓牽引不同，前者除電動機(jī)的電刷和整流子有磨損外，其它元件均無磨損，因此工作可靠，故障少，壽命長，維修工作量小。（4）反應(yīng)靈敏，動態(tài)特性好：電控系統(tǒng)能及時調(diào)整各種參數(shù)，防止采煤機(jī)超載運(yùn)行。（5）結(jié)構(gòu)簡單、效率高：電牽引采煤機(jī)機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕，電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能只做一次轉(zhuǎn)換，效率可達(dá)99%，而液壓采煤機(jī)的效率只有65%-70%左右。

1.2 礦井運(yùn)輸提升產(chǎn)品的應(yīng)用

在煤礦生產(chǎn)中，因?yàn)楝F(xiàn)代化煤礦發(fā)展的需要，對煤礦機(jī)械化采煤提出更高的要求，那么隨之對井下、井上的運(yùn)輸和提升系統(tǒng)的要求也就越來越高。如今，對于國外一些采煤技術(shù)比較先進(jìn)的國家，煤礦井下大巷的運(yùn)輸系統(tǒng)大多是采用帶式運(yùn)輸機(jī)，他們基本上是采用直流式交流變頻裝置驅(qū)動方式，主要以電力電子器件為核心。在英國和意大利等國家，高性能、高可靠性的磁阻電機(jī)在煤礦提升系統(tǒng)中也得以應(yīng)用。還有德國自主研發(fā)的內(nèi)裝式變頻調(diào)速提升機(jī)，它采用機(jī)電一體化技術(shù)把電機(jī)和滾筒做成一體，這樣的融合技術(shù)不論在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面還是在電氣控制系統(tǒng)方面在世界上都處于領(lǐng)先地位。

礦井提升機(jī)是目前煤礦機(jī)電一體化、自動化水平最高的設(shè)備。全數(shù)字化交直流提升機(jī)，尤其是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動合為一體，機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡化，充分體現(xiàn)了（機(jī)電一體化）機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動控制的綜合應(yīng)用。

1.3 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)

礦井在生產(chǎn)中由于其覆蓋面較大較廣，只通過人工的監(jiān)控不能達(dá)到最佳的監(jiān)控效果。事實(shí)證明，經(jīng)過高科技高技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，很大程度上預(yù)防了一定量事故的發(fā)生。檢測人員從以往的地下監(jiān)測可以轉(zhuǎn)移到地面或者工作室監(jiān)測，從以前的單點(diǎn)監(jiān)測該為現(xiàn)在的多點(diǎn)同時實(shí)時監(jiān)測，效果提高顯著。

然而，從多數(shù)煤礦使用監(jiān)控系統(tǒng)的效果來看，還存在一些問題，但是主要問題是傳感器的不足，并且使用過程中，其穩(wěn)定性相對較差，使用壽命不足，一些研究所和使用單位在這方面進(jìn)行了大量的研究，對一些關(guān)鍵技術(shù)也實(shí)施多次再設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，但仍然沒有得到預(yù)期的效果，因此這些在實(shí)際現(xiàn)場應(yīng)用率不是很高。在國外，由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)軟硬件技術(shù)發(fā)展很快，運(yùn)行速度和質(zhì)量也在不斷提高，傳輸介質(zhì)由同軸電纜發(fā)展到光纜，信息媒體由字符發(fā)展到聲像，煤礦的安全監(jiān)控系統(tǒng)有了很大的發(fā)展，他們的機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)上的應(yīng)用已有了非常高的水平。我國煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭行業(yè)內(nèi)部機(jī)電一體化技術(shù)推廣應(yīng)用最快的產(chǎn)品，一些高校、科研所和企業(yè)正在研究和生產(chǎn)煤礦安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)。

1.4 其他煤礦機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用

液壓支架是煤礦綜合機(jī)械化采煤工作面的支護(hù)設(shè)備，目前正向電液控制方向發(fā)展，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與液壓控制有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)定壓雙向鄰架或成組自動移架，避免對頂板和支架產(chǎn)生沖擊載荷。

乳化液泵站是為液壓支護(hù)設(shè)備提供高壓液體的裝置.要求其具有高壓、大流量的供液能力.并能根據(jù)工作面液壓支護(hù)設(shè)備的用液量自動調(diào)節(jié)供液量。我國生產(chǎn)的智能型乳化液泵站系統(tǒng)由智能型乳化液泵站自動配液系統(tǒng)和智能型乳化液泵站供液系統(tǒng)兩部分組成。具有自動檢測油箱油位高度，自動配液，高、低液位自動控制，在線檢測乳化液濃度，自動校正乳化液濃度，當(dāng)濃度達(dá)不到設(shè)定值時聲、光報(bào)警，定時自動反沖洗，能夠監(jiān)控實(shí)際用液量，具有遠(yuǎn)距離傳輸功能，采用液晶顯示器，具有實(shí)時顯示乳化液濃度、液位、油位、流量計(jì)量、自動配液狀態(tài)功能。

2.煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

我國自行設(shè)計(jì)制造的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了-操作人員的勞動強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力.創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是，我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，其未來的發(fā)展應(yīng)該從以下方面進(jìn)行提高。

2.1 提高智能化水平

要提高煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品智能化水平，能判斷機(jī)電設(shè)備和周圍環(huán)境的狀態(tài)，使設(shè)備能自動工作在最優(yōu)的狀況下，同時能快速地對所采集的參數(shù)進(jìn)行分析，對故障進(jìn)行診斷，以至對故障進(jìn)行預(yù)測。

2.2 重視開發(fā)傳感器

重視礦用傳感器的研究和開發(fā)工作，在進(jìn)一步提高礦用傳感器的可靠性和使用壽命的同時，要特別注意傳感器的數(shù)字化、集成化、智能化和多維化，使礦用傳感器在井下惡劣的環(huán)境下能準(zhǔn)確測量被測信號，并具有自校正、自診斷、狀態(tài)識別和自我調(diào)節(jié)等功能。

2.3 選用功能強(qiáng)大的裝置

作為機(jī)電一體化的核心裝置計(jì)算機(jī)（或PLC），運(yùn)算、存貯越來越強(qiáng)大，其體積和功耗越來越小，因此更加適合于工作空間狹小的煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，在設(shè)計(jì)煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品時，應(yīng)選用功能強(qiáng)大的PLC或嵌入式計(jì)算機(jī)，使其頭腦更發(fā)達(dá)。

2.4 具備通信功能