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目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。

二、數控技術發展趨勢

（一）性能發展方向

（1）高速高精高效化。速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。（2）柔性化。包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。（3）工藝復合性和多軸化。以減少工序、輔助時間為主要目的的一種復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。（4）實時智能化。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為。

（二）功能發展方向

（1）用戶界面圖形化。用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。（2）科學計算可視化。科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息。可視化技術與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。（3）多媒體技術應用。多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

（三）體系結構的發展

（1）集成化。采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。（2）模塊化。硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。（3）網絡化。機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環控制模式。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

三、智能化新一代PCNC數控系統

當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代PCNC數控系統已成為可能。智能化新一代PCNC數控系統將計算機智能技術、網絡技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。

參考文獻：

[1]電動機降壓起動器的選擇與分析，凌浩，2000.12vol.20P66.

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【關鍵詞】數控技術；發展；就業；趨勢

在人類的發展歷史上，數控技術對于人類社會的進步，有著重要的數據支持作用，在世界范圍內的經濟建設以及人民的生活范圍內，數控技術已經滲透到各個方面，在未來的社會中，數控技術對于社會的發展，也有著非常重要的推進作用。就我國的社會建設發展分析，數控技術的發展，極大的推進了機械加工行業的發展，同時取得了良好的經濟效益，從批量生產的發展形勢，逐漸轉向與高精技術的發展形勢。

一、數控技術的發展趨勢

目前為止，數控技術已經在我國機械制造業中有了廣泛的應用，而且扮演著越來越重要的角色，數控技術的發展趨勢和研究方向將是人們所關注的焦點。隨著計算機技術的不斷發展，數控技術實時智能化、軟件硬件開放化等將成為數控技術的主要研究方向，數控技術實時智能化可以使機械加工過程中各種工藝參數自動生成、加工過程自適應控制、電機參數自適應運算。這些功能將不僅可以保證制造過程順利穩定的獨自進行，還可以大大節省勞動力，為企業帶來更大的經濟效益。

數控系統軟、硬件開放化，可以讓用戶更具自己的需要，隨意對數控系統進行第二次開發，其使用權限和使用范圍也將不受出廠商的限制。如果數控系統在這兩方面取得了發展，不僅可以使數控技術的操作更簡便，而且會使數控技術的應用領域更廣泛。除此之外，如果數控系統采用高頻率的中央處理器、高分辨率的檢測元件、交流數字伺服系統，再結合配套電主軸、直線電機等先進技術就可以大大提高生產效率和產品的質量，縮短產品的市場周期，使企業能擁有更大的市場競爭力。

數控技術并不是一成不變的，它也在隨著時代的變化，漸漸的發展，變得更加符合生產的需要。進一步的優化，使得數控技術慢慢改進了本身的功能，也修復了存在的漏洞和缺點。而且，隨著經濟全球化的發展，機械加工技術變成了評價一個國家綜合實力的重要因素。所以，經過一代又一代科學家的努力，現在的數控技術變得更加符合生產的需要。

二、數控技能型人才的就業前景

數控加工具有高柔性、高精度、高效率特點，同時可以大大減輕操作者的勞動強度。發展數控加工是當前我國機械制造技術改造的必由之路。由于我國處于數控加工技術的大力發展階段，大量的數控機床和先進的加工手段的快速引進，卻沒有大量熟練數控技術操作的人員參與，因此造成該行業嚴重缺乏人才。數字控制技術已經廣泛應用于工業控制的各個領域，尤其是機械制造業中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數控機械所代替。企業對較高層次的第一線應用型人才的需求將明顯增加。而對于數控加工專業，不僅要求從業人員有過硬的實踐能力，更要掌握系統而扎實的基礎理論知識。因此，既有學歷又有很強操作能力的數控加工人才更是成為社會較緊缺、企業最急需的高技術人才。

三、幫助學生樹立正確的學習觀

很多學生通過已就業的學生得到如下的信息：學與不學是一樣的。教育部、信息產業部、國防科工委等部門認為，我國藍領層數控技術人才是指在生產崗位上承擔數控機床具體操作的技術工人，在企業數控技術崗位中占70.2％，是目前需求量最大的數控技術工人。可以預見，企業對藍領層的數控技術工人有很大的需求，而對他們的知識和能力要求會越來越高。“灰領層”是指在生產崗位上承擔數控編程的工藝人員和數控機床維護、維修人員。這類人員在企業數控技術崗位中占25％。其中，數控編程工藝人員占12.6％，數控機床維護維人員占12.4％。隨著企業進口大量的設備，“灰領層”數控人才需求明顯增加。就目前就業形勢來看，大家做的都是藍領工作，學與不學也沒有什么區別；但就個人長期發展來看，學與不學是不一樣的，學好與學不好是不一樣的。學好才有可能成為灰領、金領，才有可能拿到更好的工資待遇。

數控技術是發展新型高新技術產業和尖端工業的重要技術。世界各國信息產業、生物產業、航空航天等國防工業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應能力和競爭能力。 我國目前不僅僅是數控化比率低，就是現有的數控機床由于缺乏專門人才而未被充分利用，數控技術是目前最典型的、應用最廣泛的機電光一體化綜合技術，因此我國迫切需要大量的從研究開發到使用維修的各個層次的技術人才。

參考文獻：

[1]彭平.試論機械制造中數控技術的運用[J].科技致富向導，2011（26）.

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【論文摘要】：隨著計算機業的快速發展，數控技術也發生了根本性的變革，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術，文章結合國內外情況，分析了數控技術的發展趨勢。

1. 引言

數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。

2. 國內外數控系統的發展概況

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理。

長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環節，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環執行機構。在復雜環境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環境下根據外部干擾和隨機因素實時動態調整，更無法通過反饋控制環節隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發展，己不適應日益復雜的制造過程，因此，大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為我們國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

3. 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成為工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業的發展起著越來越重要的作用。從目前世界上數控技術發展的趨勢來看，主要有如下幾個方面：

3.1 高精度、高速度的發展趨勢

盡管十多年前就出現高精度高速度的趨勢，但是科學技術的發展是沒有止境的，高精度、高速度的內涵也在不斷變化，目前正在向著精度和速度的極限發展。

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一，國際生產工程學會將其確定為21世紀的中心研究方向之一。在轎車工業領域，年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業領域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料"掏空"的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝，使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

3.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯動機床的發展。當前由于電主軸的出現，使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發展。 轉貼于

3.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統，智能化的內容包括在數控系統中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。

目前許多國家對開放式數控系統進行研究，數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中，快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統，形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求，也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

4. 結束語

隨著人們對數控技術重視，它的發展越發迅速。文中簡要陳述當前的發展趨勢，另外數控技術的正不斷走向集成化，并行化，仍有廣闊的發展空間。

參考文獻

[1] 王立新. 淺談數控技術的發展趨勢[J]. 赤峰學院學報. 2007.

[2] 董淳. 數控系統技術發展的新趨勢[J]. 可編程控制器與工廠自動化. 2006.

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裝備工業的技術水平和現代化程度決定著整個國民經濟的水平和現代化程度,數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業(如信息技術及其產業、生物技術及其產業、航空、航天等國防工業產業)的使能技術和最基本的裝備。馬克思曾經說過“各種經濟時代的區別,不在于生產什么,而在于怎樣生產,用什么勞動資料生產”。制造技術和裝備就是人類生產活動的最基本的生產資料,而數控技術又是當今先進制造技術和裝備最核心的技術。當今世界各國制造業廣泛采用數控技術,以提高制造能力和水平,提高對動態多變市場的適應能力和競爭能力。此外世界上各工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資,不僅采取重大措施來發展自己的數控技術及其產業,而且在“高精尖”數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。總之,大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術,數控裝備是以數控技術為代表的新技術對傳統制造產業和新興制造業的滲透形成的機電一體化產品,即所謂的數字化裝備,其技術范圍覆蓋很多領域:(1)機械制造技術;(2)信息處理、加工、傳輸技術;(3)自動控制技術;(4)伺服驅動技術;(5)傳感器技術;(6)軟件技術等。

1 數控技術的發展趨勢

數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化,使制造業成為工業化的象征,而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大,他對國計民生的一些重要行業(IT、汽車、輕工、醫療等)的發展起著越來越重要的作用,因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。從目前世界上數控技術及其裝備發展的趨勢來看,其主要研究熱點有以下幾個方面[1~4]。

1.1 高速、高精加工技術及裝備的新趨勢

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率,提高產品的質量和檔次,縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現代制造技術之一,國際生產工程學會(CIRP)將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在轎車工業領域,年產30萬輛的生產節拍是40秒/輛,而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一;在航空和宇航工業領域,其加工的零部件多為薄壁和薄筋,剛度很差,材料為鋁或鋁合金,只有在高切削速度和切削力很小的情況下,才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯結方式拼裝,使構件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會情況來看,高速加工中心進給速度可達80m/min,甚至更高,空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠,包括我國的上海通用汽車公司,已經采用以高速加工中心組成的生產線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min,快速為100m/min,加速度達2g,主軸轉速已達60 000r/min。加工一薄壁飛機零件,只用30min,而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h,在普通銑床加工需8h;德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12*!000r/mm和1g。

在加工精度方面,近10年來,普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm,精密級加工中心則從3~5μm,提高到1~1.5μm,并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面,國外數控裝置的MTBF值已達6 000h以上,伺服系統的MTBF值達到30000h以上,表現出非常高的可靠性。

為了實現高速、高精加工,與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發展,應用領域進一步擴大。

1.2 5軸聯動加工和復合加工機床快速發展

采用5軸聯動對三維曲面零件的加工,可用刀具最佳幾何形狀進行切削,不僅光潔度高,而且效率也大幅度提高。一般認為,1臺5軸聯動機床的效率可以等于2臺3軸聯動機床,特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時,5軸聯動加工可比3軸聯動加工發揮更高的效益。但過去因5軸聯動數控系統、主機結構復雜等原因,其價格要比3軸聯動數控機床高出數倍,加之編程技術難度較大,制約了5軸聯動機床的發展。

當前由于電主軸的出現,使得實現5軸聯動加工的復合主軸頭結構大為簡化,其制造難度和成本大幅度降低,數控系統的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯動機床和復合加工機床(含5面加工機床)的發展。

在EMO2001展會上,新日本工機的5面加工機床采用復合主軸頭,可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工,使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現,還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心,可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工,可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。

1.3 智能化、開放式、網絡化成為當代數控系統發展的主要趨勢

21世紀的數控裝備將是具有一定智能化的系統,智能化的內容包括在數控系統中的各個方面:為追求加工效率和加工質量方面的智能化,如加工過程的自適應控制,工藝參數自動生成;為提高驅動性能及使用連接方便的智能化,如前饋控制、電機參數的自適應運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等;簡化編程、簡化操作方面的智能化,如智能化的自動編程、智能化的人機界面等;還有智能診斷、智能監控方面的內容、方便系統的診斷及維修等。

為解決傳統的數控系統封閉性和數控應用軟件的產業化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數控系統進行研究,如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA、日本的OSEC，中國的ONC等。數控系統開放化已經成為數控系統的未來之路。所謂開放式數控系統就是數控系統的開發可以在統一的運行平臺上,面向機床廠家和最終用戶,通過改變、增加或剪裁結構對象(數控功能),形成系列化,并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統中,快速實現不同品種、不同檔次的開放式數控系統,形成具有鮮明個性的名牌產品。目前開放式數控系統的體系結構規范、通信規范、配置規范、運行平臺、數

控系統功能庫以及數控系統功能軟件開發工具等是當前研究的核心。 網絡化數控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數控裝備的網絡化將極大地滿足生產線、制造系統、制造企業對信息集成的需求,也是實現新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數控機床和數控系統制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機,如在EMO2001展中,日本山崎馬扎克(Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”(智能生產控制中心,簡稱CPC);日本大隈(Okuma)機床公司展出“IT plaza”(信息技術廣場,簡稱IT廣場);德國西門子(Siemens)公司展出的(開放制造環境,簡稱OME)等,反映了數控機床加工向網絡化方向發展的趨勢。

1.4 重視新技術標準、規范的建立

1.4.1 關于數控系統設計開發規范

如前所述,開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性,美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃,并進行開放式體系結構數控系統規范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定,世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規范的制定,預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規范框架的研究和制定。

1.4.2 關于數控標準

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【關鍵詞】裝備；技術；對策

裝備工業為人類進行生產的活動提供基本生產的資料，而在裝備工業中，核心技術是數控的技術。目前，在世界范圍內，許多國家在制造業中已經廣泛的運用了數控的技術，使制造的水平以及能力得到了顯著的提高。除此之外，許多國家將數控的裝備以及技術作為本國戰略的物資，在發展的方面采取措施促進數控裝備以及技術的發展，同時在數控的設備以及技術方面實行嚴格的控制以及封鎖政策。總而言之，數控的裝備以及技術是將綜合國力進行提升以及將經濟的發展加速的有效途徑。

數控的技術在利用數字的信息控制工作的過程以及機械的運動，數控的設備是通過數控的技術對傳統的制造業進行滲透，形成的一種機電一體化的產品，也就是我們日常所說的數字化的設備，它覆蓋的范圍是非常廣泛的，包括：機械的制造、自動的控制、信息的加工與傳輸、軟件的技術以及傳感器的技術等等。

1 發展的趨勢

隨著數控的技術不斷應用，使傳統的制造業發生革命性變化，逐漸的成為象征著工業化的行業，同時數控的技術在應用的領域方面不斷的擴大，在一些重要的行業中起到的作用不斷的加重。從發展的趨勢來看，主要是以下幾方面：

1.1 高精度以及高速度

在制造業中，制造的技術主體是質量以及效率。在加工的過程中，運用高精度以及高速度的技術能夠使效率得到顯著的提高，同時使加工出的產品在檔次以及質量的方面得到顯著的提高，使產品生產的周期顯著的縮短，從而使生產出的產品在市場方面，具備較高的競爭力。因此，CIRP將它作為中心的研究方向。

在汽車的領域，每年生產30萬輛汽車的節拍是平均40秒生產一輛汽車，存在于汽車的領域中重點的問題是進行多品種的加工；在航空的領域中，零件在進行加工時大部分是薄筋以及薄壁，材料大多數是鋁合金或者是鋁，具備的剛度非常差，在對薄筋以及薄壁進行加工時，只有在切削的速度快而且切削的力度小時，才能夠順利的完成加工。近幾年，在制造機身以及機翼等零件時通常是使用整體的鋁合金進行掏空，代替了傳統的運用螺絲以及鉚釘等進行拼裝的方式，有效的提升了構件的剛度、可靠性以及強度。這些方面要求加工的裝備具備的精度要高、速度要快的特點。

1.2 開放化以及智能化

在現在的時代背景下，數控的裝備以及技術要具備智能化，它的內容較為廣泛，包括：在質量的方面以及效率的方面智能化，如在加工的過程中實現自動的控制，加工的參數能夠自動的生成；在連接的方面以及驅動的性能方面智能化，如自動的進行整定、自動的識別負載以及自動的進行模型的選定等等；在操作的方面以及編程的方面智能化，如自能的人機界面以及自能的編程等等，除此之外，還包括在監控的方面以及診斷的方面智能化，能夠自動的進行維修以及診斷等等。

傳統數控的系統中存在著封閉性的缺陷，在產業進行生產的過程中數控的軟件存在問題。針對這些缺陷以及問題，數控的系統正在逐漸的實現開放化。數控的系統實現開放化就是在同一個運行的平臺上進行數控的系統開發，面向最終的用戶以及生產的廠家，通過對結構的對象進行增加、改變或者是裁剪形成系列化，能夠使用戶的技術以及特殊的應用在控制的系統中進行集成，實現不同的檔次以及不同的品種的系統，使產品具備鮮明的個性。目前，對數控的技術進行研究，核心是使開放性數控的系統具備規范的體系、規范的配置以及規范的結構，同時還包括軟件以及功能庫的開發。

2 數控的裝備以及技術在我國的發展狀況

2.1 發展的歷程

在我國，數控的裝備以及技術開始于20世紀60年代，發展的歷程包括三個階段：

封閉發展的階段，也就是從開始的時間到改革開放，在這段時間內，因為我國的基礎較弱以及外國在技術的方面實行封鎖，數控的設備以及技術在發展的方面是十分緩慢的。

初步建立的階段，也就是第六個五年計劃至第八個五年計劃，在這段時間內，我國實行了改革開放，國家對數控的裝備以及技術高度的重視，同時國際的環境以及研發的環境在逐漸的改善，數控的裝備以及技術在發展的方面十分迅猛，取得了的進步是顯著的。

市場競爭的階段，也就是第九個五年計劃的時期，在這段時間內，數控的裝備以及技術取得的成績是非常明顯的。在第九個五年計劃的末期，國內的市場中，國產的數控設備占據了一半以上。

2.2 成績

（1）數控的裝備以及技術在發展方面具備了堅實的基礎，對現代的數控設備以及技術能夠基本的掌握。目前，我國在數控的裝備以及技術方面，對基礎的技術已經初步掌握，大多數的技術已經實現了產業化以及商業化。

（2）數控產業的基地已經初步的形成。在設備以及技術基本掌握以及技術產業化的情況下，許多生產數控系統的廠家已經建立，數控產業的基地已經初步的形成。

（3）建立了研發的隊伍。在數控的裝備以及技術發展的過程中，已經初步的建立了研發的隊伍，能夠對數控的裝備以及技術進行研發的工作。

雖然我國取得了較為顯著的成績，但是我國的水平與國際的水平相比，還存在較大的差距，這是必須要充分認識以及重視的問題。

3 思考以及對策

3.1 思考

我國可以說是制造的大國，在世界的產業進行轉移的過程中，要掌握先進的技術與核心的技術。在國際的產業結構進行調整的過程中，如果不掌握先進的技術與核心的技術，我國的制造業與其他國家的制造業之間的差距將會被逐漸的拉大。在世界的經濟格局中，我國以市場、環境以及資源的代價，換到的僅僅是組裝的中心以及加工的中心，并不是制造的中心，這種情況會嚴重的制約我國制造業發展。

3.2 對策

在發展數控的裝備以及技術時，要從我國的實際出發，導向是市場的需求以及戰略的需求，目標是將我國制造業的競爭力以及產業化的水平提高，使數控的裝備以及技術能夠實現跨越式的發展。

導向的方面，要以市場的需求為主，也就是數控終端的產品，在整體的方面使數控業得到發展，充分的重視在生產數控的系統時，生產的規模以及可靠性。沒有生產規模，生產出的產品在可靠性的方面會較低；沒有生產規模，生產出的產品在價格的方面以及競爭力的方面就會存在問題。

在研發的方面，要注重裝備的高精尖，要將研究、發明、生產以及推廣進行有機的結合。同時，要注重創新，使研發出的裝備以及創新的技術能夠具備自主的知識產權，為數控的發展以及制造業的發展提供物質的基礎。

4 總結

目前，國際上的許多國家將數控的裝備以及技術作為本國的戰略資源，高度的重視數控的裝備以及技術，而且從目前的發展形勢來看，數控的裝備以及技術正在朝著高精度以及高速度發展，同時在逐漸的實現開放化以及智能化。我國在數控的裝備以及技術方面，取得了一定的成績，但是與許多國家相比，存在的差距依舊是十分巨大的，我們要對存在的差距充分的重視，采取相應的措施發展數控的裝備以及技術，努力的將差距縮小，促進我國制造業的發展，使我國成為世界的制造中心。

參考文獻：

[1]梁訓，機床技術發展的新動向[J].世界制造技術與裝備市場，2001（3）.

篇6

關鍵詞:數控技術;現狀;發展趨勢

引言

數控技術主要是通過數字信息來達到機械運動與工作行程相關操作做對應的操控技術，這種技術是將傳統機械制造人工相關技術、現代操控技術、計算機技術、傳感檢測技術、光機電技術與網絡通信技術得到高度結合后產生的現代性的制造業技術，其操作具有較高的精確性、高效性、智能化等特點，因此可以達到制造業操控的更高水平。數控技術在一定程度上是實現自動化制造的基礎條件，同時也是現代制造業發展的關鍵之處，對于一個國家與企業的工業現代化水平而言，可以通過其數控技術相關水平與裝備數量做對應衡量。

1我國數控技術發展現狀

當下我國數控相關產業基地已經形成，例如華中數控與航天數控都屬于當下具有相當規模的大批量生產的數控系統廠商，在相關研究結果與技術的商品化發展之上構建了大量的數控廠。相關生產廠家構成了我國當下的數控產業生產研發基地，數控技術的發展在我國當下已經初具規模。同時對于數控技術而言，大部分技術已經掌握，同時已經做好了商業化、產業化開發利用的狀態，為企業與相關產業的發展贏得了利潤與發展動力。整體的產業發展已經進入一種常規的商業運作的循環狀態。

2我國數控技術發展問題

2．1數控系統與功能部件水平落后

當下數控技術相關產業的發展受到數控系統與功能部件水平落后的現狀而出現發展前進的強大制約。國產中檔型數控系統在國內的整體市場中占比為35%，高檔型占比95%，其他需要進口來有效支持。功能部件在國內市場中的總體份額占比為30%，中高檔型占比相對更低，臺灣產占比50%，歐盟與日本等占比20%。

2．2高檔數控機床技術有待提升

高速、復合、智能與高精等典型性的高檔數控機床技術在一定程度上雖然獲得的一定的發展，相關新產品與技術也得到了推進，但是與國際高水平對比，目前我國的高檔數控機床技術仍舊處于較為滯后的狀態，部分高精尖技術仍舊沒有得到充分地掌握，而多數掌握的技術都屬于較為基礎的技術。對于動態綜合補償技術、高速高精運動控制技術、智能技術、復合加工技術與高精度直驅技術等都存在技術水平的較大差異，與產業化發展仍舊有較大距離。同時也沒有建立起以企業為主題、市場為導向以及產學研用一體的研發體系，相關行業自主創新發展仍舊沒有高新技術作支撐。

2．3缺乏自主開發與自主品牌競爭力

當下我國數控機床骨干技術的研發條件較為薄弱，資金運用率較低，可持續性的投入能力缺乏，沒有關鍵性的技術與技術突破做支撐，人才結構配置不科學，零部件支撐能力相對較弱，沒有形成較為完善的產業研發體系。

3我國數控技術未來發展趨勢

3．1高速與高精尖技術與裝備發展

為了提升企業與相關產業在國內與國際市場上的競爭力，優化產業結構，提升產業所帶來的實際經濟效益與社會效益，需要不斷地縮短技術裝備生產周期，進而有效地提升產業與企業在市場中的競爭實力。其操作主要是通過提升產品所在的檔次與質量來完成，高速與高精性加工技術可以在一定程度上有效地提升生產效率。

3．2智能化、開放性與網絡化的發展

雖然當下的數控技術已經逐步朝著智能化、網絡化等趨勢發展，但是在一定程度上其技術運用的廣泛性與深度性還有待加強。產業與企業自身為了獲取更高的利潤，在先進技術的運用上仍舊處于滯后狀態。其原因在于先進技術的運用所節省的成本遠遠低于其采用傳統人力成本更高。特別是先進技術使用所帶來的設備采購成本與日常技術維護保養成本，并不能達到更優于傳統人工操作成本效益。智能化、網絡化與開放性所帶來的實際作用遠遠高于當下我國數控技術發展的水平。相關的研發也是市場所需的必然趨勢，雖然目前應用尚且不廣泛，但是也不能否定其發展的未來價值。智能化系統主要是包括智能診斷、監控等技術方面，可以有效地便于系統的診斷與維修保養。智能化自動變成與人機界面等技術，可以有效地將變成與操作更加的智能化;驅動性與使用連接也能達到智能化操作;在加工效率與質量水平上也可以通過智能化來有效控制生成。開放式數控技術主要是在系統的開發上可以放在統一性的運行平臺上操作，可以達到一定特性的品牌產品。開放性可以在變化、擴充與裁剪數控功能等方面展開對機床廠家與客戶端用戶的服務，完成系列化與快速，達到不同品種與檔次開放式數控系統的展現，可以依據用戶個性化應用與技術訣竅做有效集合來生成其控制系統。網絡化主要是可以有效地達到生產線、制造系統與制造企業在信息集成方面的需要。在國外著名相關單位已經得到了有效的應用，已經形成一定未來發展趨勢。

4結語

數控技術當下在我國發展水平較低，需要充分依據實際情況，做產業結構的調整，注重高精尖技術的開發運用，提升生產效率與質量，從而獲得市場的認可。

參考文獻:

［1］李國巍，王盼，孫凱旋，等．數控技術現狀與發展趨勢［J］．黑龍江科學，2016，7(7):14－15．

篇7

關鍵詞：機電控制技術；現狀；發展趨勢

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.180

0 引言

機電控制技術是工業生產中實現機電一體化的基礎條件，同時也是提高工業生產水平及效率的關鍵。作為機電控制技術工作人員而言，了解并掌握機電控制技術的現狀及發展趨勢，可以使其更好應用機電控制技術，從而使工業生產效率及水平得到更大提高，促使工業生產得到進一步發展。下面首先對機電控制技術現狀及其發展情況進行分析，然后指出其今后發展方向，為工作人員更好掌握該技術提供指導。

1 機電控制技術現狀及其發展

在20世紀30年代之前，由于科技水平比較低，當時還未出現機電控制技術，在大多數科研領域、機械領域以及生產領域內均未應用機電控制技術，然而對于有些必備工作而言仍要正常進行，所以這時只能選擇人工操作方式，但這種人工方式對于比較細節的一些問題無法實行有關控制以及管理，另外還很容易有人工問題出現，所以這一時期工作質量相對而言都比較差，并且需要花費相對比較長的時間，工作效果也不是十分理想。大約到三四十年代，通過很多科學家不斷進行研究，為能夠與當代機械工作相適應，出現經典控制理論，這一理論在當時有著十分重要的意義，其是研究機電控制理論的基礎。利用經典控制理論可以對定值控制系統進行研究，但應當保證一定前提條件，即這些系統應當具備單輸入及單輸出特點，在滿足這些特點基礎上才能給對系統進行有效研發。此外，當時人們選擇的操作方式主要為以大尺寸基地式儀表對研究對象以及研究數據進行操縱，這種操作方式對控制理論的研究產生一定影響。

大約到四五十年代，在范圍及面積方面，機電控制已經不受限制，其控制方式開始發生轉變，即改變以往局部控制形式，成為集中監督控制方式，之所以能夠實現這種功能，主要就是因為開始使用電動、氣動單元組合儀表，并且啟用巡回檢測裝置。直至60年代，隨著科學技術不斷發展，對機電控制技術研究起到很大推動作用，并且在很大程度上對系統發展起到促進作用，新出現的一些電動組合單元儀表可以將稍微復雜化的系統解決，對于該系統而言，其特點主要就是模仿及邏輯規律。此外，機電控制技術開始向現代控制技術發展。到70年代，隨著互聯網技術及自動化技術不斷發展，機電控制系統也開始出現微型化發展趨勢，隨著不斷升級以及更新系統，機電控制技術發展也表現出智能化特點，使該技術在實際應用有了更高水平，在很大程度上使人力及物力均得到很大程度節約。

2 機電控制系統發展方向

2.1 PID控制需加強

對于PID而言，其主要包括三個部分內容，即比例控制單元、積分控制單元以及微分控制單元，其作用分別對控制并且修正被控制量中的當前值、過去值以及將來值。從當前實際情況來看，對于PID控制結構而言，其操作管理相對比較容易，然而該控制結構對于系統穩定性以及快速性之間存在的制約關系解決比較困難，另外，該控制結構的魯棒性也比較差，因此需要對PID控制系統進行進一步改善，并對其加強控制。

2.2 改善自適應控制管理

對于自適應管理理論而言，其主要包括兩個方面內容，即自校正控制與模型參考自適應控制。

從當前實際情況來看，自適應系統雖然得到較好發展，然后仍有很多問題存在，對于該系統而言，與PID系統相比較相對比較復雜，并且操控比較困難，另外，整套系統運行也需要較多資金，金額耗費相對而言比較大，若有差錯出現，將會導致出現很大經濟損失。此外，在選擇參考模型方面模型參考自適應系統仍有很多困難存在。所以，在對自適應控制系統改善方面，對算法簡單且魯棒性較強的自適應定律進行研究已經成為其發展方向。

2.3 模糊控制系統發展方向

對于模糊控制器而言，其組成主要包括三個部分，即模糊化、模糊算法器以及解模糊，模糊控制器實現管理控制的途徑就是先通過被控對象，之后經過傳感器。與自適應控制相比較而言，模糊控制相對更加復雜，但是利用模糊控制器能夠使具體操作更容易實現，對于該系統而言，其適用性、強健性以及容錯性更強。但是模糊控制系統也存在自身缺點，由于該系統自身程序相對比較簡單，所以要操作難度工序比較困難。此外，模糊控制系統存在很多不確切因素，在很大程度上受人工因素影響，同時，對于模糊控制系統而言，其穩定性以及魯棒性需進一步提高，這些均會成為模糊系統今后發展方向。

3 結語

通過機電控制技術的應用，可以使機械操作更加方便，也能夠使生產效率得到更有效提高，這對于當前社會快速發展有著十分重要的作用。當前機電控制技術在實際應用中已經取得較好成績，但仍需進一步發展。筆者對機電控制技術現狀及發展趨勢進行了分析，指出了今后機電控制技術發展方向，比便于機電控制技術工作人員能夠對機電控制系統更好掌握，從而在今后工作過程中可以對該技術進行更加科學合理應用，使工作效率得到更大提高。

參考文獻：

[1]馬洪喜. 試論我國機電一體化技術的發展現狀和趨勢[J].科技資訊，2012（02）.

[2]李秀霞.淺議機電控制技術的現狀及其發展趨勢[J].機電信息，2012（33）.

[3]孔祥續.關于機電控制技術現狀和發展[J].科技致富向導，2015（3）.

篇8

隨著機械工程的發展，工程機械的種類、數量和質量也有了大幅度的提高，但是大量的工程機械運轉消耗了大量資源的同時，也對環境造成比較嚴重的污染，如：排放的廢棄物、施工中的噪音、粉塵和不充分燃燒對大氣的污染等，這些污染對我們的居住環境和城市環境造成了不可估量的影響。所以“節約能源、保護環境”也成為了工程機械開發和大量使用節能技術和節能產品的源動力之一，而且大量的節能、環保技術也是今后工程機械發展的必然趨勢，不可逆轉。本文將著重介紹液壓機技術在工程機械的應用現狀和發展趨勢，推動該項技術在工程機械中的廣泛普及。

關鍵詞：液壓泵；壓力控制技術；現狀；發展趨勢

中圖分類號：V245.1文章標識碼：A

1、液壓技術

在電子信息發展、網絡操控的時代，液壓技術在許多行業和不同層面上應用很廣泛，在近十幾年中得到了巨大的提高。它是將電子與機械結合起來，能更好的利用電子操作的便捷和機械的動力相融合的一個機械系統。

1.1液壓技術的現狀

1795年，英國制造了世界第一臺工業設備水壓機；19世紀末，德國制造出液壓龍門刨，美國也造出了液壓六角車床和液壓磨床。由于是剛發展的一門新的技術，當時的條件都不成熟，導致液壓技術在當時發展停滯，直到20世紀，它才成為近代工業的一個重要的分支。

1.2液壓技術的優勢

由于液壓技術在現代工業中作為一種興起的技術，但它的優勢越來越受現代企業的接受。首先，通過對機械的改造，液壓技術在機械中的應用得到了很好的體現。機械組件結構的微型化，使得機械運轉時消耗的功率減小，降低了耗電量，同時遏制了不必要的消耗；由于組件的功能存在多樣化，在機械運轉的過程中，使機械的操作更便捷、更人性化。其次，變量泵在機械中運用越來越廣泛，通過對變量定律的研究和使用，降低了能量的消耗，也增長了變量泵的使用周期。再有，由于新材料的投入使用，對電磁閥、比例閥性質的提高起決定性的作用，可以提高閥的使用性能，通過閥所能操控的工作量更大、效率更高，使它的功能能夠得到更好的體現。

1.3電液控制技術的應用

工程機械工作裝置液壓控制系統的發展往往有3個階段，由操作桿手動直接控制換向閥芯到由手動先導比例減壓閥液控主換向閥發展到如今先進計算機控制的電液比例操控。這種操控技術的自動化程度越來越高。

其中，卡特992B裝載機應用了最為先進的工程機械工作裝置操作系統，即利用電液比例控制系統來完成的。這是一項很重大的改革，實現了真正意義上的“指尖操作”，大大減小了勞動量。使產生的噪音、熱量和作用力由原來安裝在駕駛室內部的手動先導式比例減壓閥轉移到了駕駛室外部。通過避免受電信號的影響，可以在不受干擾的情況下對機械工程工作裝置進行監測，隨時對監測的狀態與主控模塊進行通訊，并能夠實施全方位的控制，這種便捷與強大的操作系統將是工程機械發展的一個新前景。

電液比例控制是指在液壓傳動中，能夠接收模擬和數字信號，使輸出的流量或壓力能夠連續的成比例的受到控制。為了對液壓系統的參數進行實時的監測與控制，往往與計算機緊密相連，通過計算機來監測，達到隨時控制的目的。

1.4自動變速技術的應用

在工程機械中，往往作業環境和條件制約了工作者的勞動能力，導致工作效率低下。為了提高勞動者對外在條件變化的適應能力，往往使液力傳動串聯一個液壓動力換擋的機械變速器，可以達到理想的效果。這種裝置合并了液力傳動與機械傳動的優點，通過合理的配置，不僅可以提高了克服低速重載的能力，還能避免機械重載下發動機熄火的問題。但是新的問題又產生了，這種便捷導致了效率的低下，而且在高載或低載的情況下，機械運轉將大部分的能量產生為熱能。目前，駕駛員的經驗與能力才能保證液力傳動在高效區，但由于機械作業的條件相對復雜，作業的環境也很惡劣，而且需要駕駛員1小時換擋近1000次，這種高強度的勞動，也直接影響運轉時的效率。隨著科學技術的不斷革新，智能化漸漸的占據了人們的生活。通過自動變速器的使用，不僅提高了效率，更減輕了勞動者的勞動強度，對這一技術，將會改善人們的生活。

1.5液壓CAD技術的應用

通過了解液壓CAD技術的發展過程，液壓CAD技術將會取得很大的進展。近幾年，在液壓CAD技術方面，建立了信息一體化的系統操作范圍，實現開發、制造、銷售、使用和開發等一系列的過程，并將計算機技術融合其中，根據實際的操作，可以提前進行預演，保證目標實現的最大可能性。利用CAD技術對液壓等產品的過程進行檢測和維護，讓液壓技術及操控技術得到質的提高。

2、工程機械智能化

在當下快速發展的知識經濟社會，原有的機械制造業的技術已經不能給企業帶來更大的效益，為了走向更好的前景，企業的機械制造業在原有的基礎上有所提高，制造出更利于企業發展的機械設備，帶給工業技術和制造效率上的提高，從而實現低耗、高效，能夠在短時間完成項目。

2.1工程機械的現狀

傳統的工程機械對人員的操作上有很高的要求，對人員的利用上也比較多，因為每一步工作都是在作業員的操作下完成的，才能保證機械的正常運轉，這種機械操作對操作員的依賴程度很大，需要準確、準時的對機械進行操作，所以，在這種機械控制模式下制造的效率相對而言比較低下，人員的調動也是比較大的，往往操作上不能有任何的錯誤。隨著科學技術的不斷革新，各種制造技術的出現，工程機械將產生來巨大的改革與效益的大幅度提高。

2.2工程機械制造技術的發展

由于傳統工程機械不能達到現代社會高效益的要求，落后的工程制造技術在一定程度上阻礙了企業制造業的發展，面臨這種技術上的問題，企業亟待解決，所以，對工程機械制造技術做出個更高的要求。由于計算機的快速發展，計算機在操作上對工程機械制造提供了一個很好的環境，尤其是數控技術的出現與發展，它綜合科電子、計算機、自動控制等方面的眾多技術，同時，數控技術在很大程度上使人員在機械的操作上變得越來越便捷，效率得到了巨大的提升，由于網絡化的不斷發展，利用計算機與工程機械技術使得CAD、CAM與數控技術融為一體，進一步提高了效率。

2.3工程機械智能化的發展趨勢

隨著科技經濟的到來，企業的制造業在社會上扮演的角色越來越重要，企業的制造業正逐步走向智能化，工程機械智能化在一定程度上標志著企業效益的提高，也顯示了工程機械技術越來越跟隨時代的腳步。在我國，工程機械產品要獲得不斷的提高才能具備國際競爭力，實現并形成產業化的生產模式。

1）對微電子、計算機、多傳感器、自動控制等技術進行綜合利用，對工程機械中的職能控制系統和集成操作技術進行控制，這些技術將是機械智能化的核心。

2）對工程機械中的故障診斷系統和技術研究開發。為了更全面的了解工程機械的工作狀況，需要在工程機械的關鍵零件上安裝傳感器，對實時檢測的數據進行收錄，并加以收集與整理。比如，發動機的油溫、油壓、變速器油壓、液壓系統中回油背壓和燃油量的運行數值等；并根據應該發生事故的類型安裝必要的警示燈、報警器等。

3）通過收集機械工程中出現的典型的運行故障，對產品容易出故障的典型零件進行檢測，對故障進行診斷方法與機理的研究，建立故障數據庫，能夠及時準確的對機械進行保養與維護。

4）對機群進行控制的新智能進行研究開發。該系統除了一般的配置，還應該能夠故障的遠程診斷與維護、機載智能化的監控、機群進行的監控接收等。

為了更好的提高工程機械的效率，減小勞動強度。發展智能化是必要的趨勢。

參考文獻：

[1]黃新年.張志生.強.負載敏感技術在液壓系統中的應用叨[J].流體傳動與控制，2007(05).

[2]何潤生.孟小梅.陳強.A4VSO變量泵與工程機械節能技術研究[J].液壓與氣動，2008(01).

[3]強寶民.李洪光.節能技術在液壓系統中的應用[J].液壓氣動與密封，2008(03).

[4]朱建公.變量泵恒功率控制方法研究[J].液壓與氣動，2005(07).

篇9

[關鍵詞]電廠 自動控制 發展趨勢

中圖分類號：F840.61 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）13-0150-01

一、當前DCS產品的現狀

當前各廠家的DCS基本包括：至少各一臺現場控制站、操作員站、工程師站（也可用操作員站兼做工程師站）和一條系統網絡。此外，還可擴充專門功能站、生產管理和信息處理功能的信息網絡、及實現現場儀表、執行機構數字化的現場總線網絡。控制站是系統中直接與現場進行I/O數據采樣、信息交互、控制運算、邏輯控制的核心單元，完成實時控制功能。并實現各種I/0接口。

控制站通過工業以太網與工程師站、操作員站等交換信息，采集控制站信號并通過工業以太網傳送到工程師站、操作員站，工程師站、操作員站將系統組態信息通過工業以太網傳送到控制站。

二、發電企業的需求

隨著我國電價市場化定價機制遲遲不能確定的行業背景下，發電企業對生產現場的控制和把握有了更高要求。生產成本的嚴格控制要求自動化程度更高，生產崗位減少，生產人員人均控制裝機容量增加，這就要求DCS系統的核心單元要有更為先進的控制算法，生產決策必須及時就要求生產控制系統、廠級信息系統和協同管理系統一體化。

隨著國家對智能電網的發展，要求各大發電站的調峰、二次調頻能力更強，AGC投切率更高且能適應先進的實時的潮流計算，并且要求大電站的DCS系統有更為穩定的協調控制方案和調節能力以應對負荷擾動，現如今的電企較之以前，生產設備調整周期更短，要求DCS要組態靈活方便，而且更嚴格執行IEC61131語言標準，便于升級換代。

三、發展趨勢

3.1 軟件數據接口更加多樣化

軟件工業的發展使各種系統兼容在軟件層面實現成為可能。今后的DCS為滿足廠區各種不同系統之間的通信，將會引入或執行各種協議或標準。如現有的各大DCS廠家均已支持OPC、ODBC等協議。

（1） OPC標準：OPC標準的制訂，使所有的工業軟件產品間的通

信連接問題變得簡單，它提供了一種軟件的總線形式，任何一種設備只需提供一種驅動就可以供任何DCS軟件系統使用，應用程序（OPCClient）只需知道如何從OPC數據源獲取數據，設備的驅動程序（OPCServer）只需知道如何以簡單的格式提供數據即可進行通信如圖1。

支持OPC標準的DCS靈活性更高，便于和各種工控軟件系統交換數據，如電氣ECS系統、SIS系統和各主要輔機控制系統（一般為各個廠家的PLC），也可以將廠區必須的數據取出上傳至各監管單位，如電網調度，環保局等。

（2）ODBC技術：開放式數據庫互連（ODBC）是Microsoft建議并開發的數據庫訪問API標準，它是建立在各種數據庫管理系統底層驅動程序之上的一個標準層，對數據庫的底層作了封裝，允許應用程序用統一的訪問數據標準：結構化查詢語言（SQL）來訪問數據庫管理系統中的數據ODBC技術的最大優勢是開放的互操作性，通過安裝多種ODBC驅動程序，可實現同一應用程序對不同數據庫的訪問。

3.2 先進的控制算法集成

因為自身特性，在燃煤機組中，流化床鍋爐機組在燃燒控制、壓力自動、爐機協調等控制上對算法最為挑剔。國內流化床有模糊控制法、專家控制法，常常局限在表層，很難真正解決流化床自動控制本質問題。很多流化床鍋爐運行，是靠流化床自身灰/熱自平衡、或人工經驗完成。模糊PID控制是以模糊集理論、模糊語言變量和模糊邏輯推理為基礎的一種智能控制方法。它是從行為上模仿人的模糊推理和決策過程的一種智能控制方法該方法首先將操作人員或專家經驗編成模糊規則，然后將來自傳感器的實時信號模糊化，將模糊化后的信號作為模糊規則的輸入，完成模糊推理。將推理后得到的輸出量加到執行器上。該算法的實現完全依賴兩個庫：

（1）數據庫：數據庫所存放的是所有輸入、輸出變量的全部模糊子集的隸屬度矢量值（即經過論域等級離散化以后對應值的集合），若論域為連續域則為隸屬度函數。在規則推理的模糊關系方程求解過程中，向推理機提供數據。

（2）規則庫：模糊控制器的規則基于專家知識或手動操作人員長期積累的經驗，是按人的直覺推理的一種語言表示形式。控制算法的實現是在DCS組態環境中由廠商搭建而成，以現成的算法模塊提供給用戶。并在新建機組調試過程中構建數據庫和規則庫，由軟件中定義的一種機制對規則庫進行維護和更新，該維護和更新過程持續整個運行操作過程，是一個積累模糊推理的過程。這樣的DCS提供的這種算法，可以任意運用于復雜多變系統的組態過程，是應對現代工況多變的生產環境的很好的解決方案。模糊PID和專家PID算法是否有無集成和運用，是衡量一個DCS系統先進與否的重要標志。

3.3 信息一體化

自動控制一體化理念是，全部發電過程采用現代一體化系統解決方案。消除、減少網關，消除電廠生產過程中的數據孤島。電廠控制一體化。使電廠各個自動化系統的連接就像PC機上網一樣簡單，使發電廠輕輕松松享受到高速數據網絡的益處，使電廠集控室中的生產數據、生產圖像準確再現生產過程，使遠方調度、身處異地的決策者能夠通過網絡媒介了解到生產狀況。

近年，發電廠競價上網和降低成本新需求，又紛紛上了電廠MIS，不少MIS中往往會缺少最重要的一塊實時生產數據――各控制系統的測量、控制、保護生產數據沒有實時生產數據的MIS僅僅可以稱為電廠辦公自動化，對提高生產管理水平沒有實質性的意義。實時生產數據系統我們已經習慣稱為SIS。面對老發電廠眾多生產數據孤島，最簡單的方法就是架構SIS網絡，把各個獨立的系統數據匯總到一個子數據庫中，用以太網把全廠各子數據庫連接起來.也可以從支持以太網的控制器上直接讀取數據。SIS不需要過分強調數據的實時性，很多數據含有時間標簽，生產數據能夠在秒、分級收集上來就足夠應用需求收集各生產數據的通訊任務應該由SIS完成。以控制層為基礎的實時數據優化運行也是SIS的任務之一。目前的電氣納入DCS基本做到遙測、遙信。遙控功能，遙調（AGC、AVC）和保護基本上是采用專用裝置完成，就像多年前的DEH、FSSS裝置一樣。部分遙測量（電量采集），和電氣裝置進入DCS沒有顯著進展。今后的國內DCS廠家，會思考聯合生產同期模件、電量模件、電動機保護模件、智能MCC等。

篇10

關鍵詞：機電一體化 技術應用 瀝青拌合站

中圖分類號:TH39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)07-0005-01

現代科學技術的不斷發展，極大地推動了不同學科的交叉與滲透，導致了工程領域的技術革命與改造。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

1、概述

機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用，機電一體化技術獲得前所未有的發展，成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術，是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興技術。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。

可見，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。機電一體化技術是在以微型計算機為代表的微電子技術、信息技術迅速發展向機械工業領域迅猛滲透并與機械電子技術深度結合的現代工業的基礎上，綜合應用機械技術、微電子技術、信息技術、自動控制技術、傳感測試技術、電力電子技術、接口技術及軟件編程技術等群體技術。有許多的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。

2、機電一體化技術的發展歷程

“機電一體化” Mechatronics概念首先是由日本安川電機公司創新使用，但是當時只是簡單的認為是機械Me-chanics與電子Electron-ics的結合，后來隨著信息技術水平的提高，微處理機的性能提升，機電一體化技術和產品得到了極大發展。現在機電一體化技術已經逐漸邁向智能化方向發展，并融入了通信技術、光學和微加工技術等，這些技術的應有為機電一體化開辟了發展的廣闊天地，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎,并且逐漸形成完整的學科體系。現如今機電一體化越來越多地運用于如數控機床、大型工業設備運轉、工程機械、工業機器人和汽車的電子控制系統等。

3、應用實例

機電一體化技術包括機械技術、計算機與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術等。其中，可編程序控制器PLC廣泛用于各種設備機電一體化自動控制中，PLC其實就是一種專用于工業控制的計算機，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械動作或生產過程。可編程序控制器PLC是一種無觸點設備，改變程序即可改變生產工藝，具有性能穩定、可靠性高、操作方便、維護改造容易以及功能完善等優點，已成為工業自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。

瀝青混合料攪拌站由很多個機械設備組成的設備組群，包括中央控制室、拌和機組、篩分機組、提升機組、烘干機組、冷料機組、瀝青機組、礦粉機組和除塵機組等九大部分，各機組分別安裝在單獨的基礎上由電機驅動，整個拌和樓系統由中央控制室控制。拌合站控制系統主要包括供料控制，溫度控制，計量控制，除塵控制，成品倉控制等。其控制系統的任務是按照工藝流程順序控制各部設備，按生產配方自動進行計量拌料。其中央控制室控制系統基本采用PC+PLC的控制模式，上位機PC主要用于下發控制指令進行生產監控與數據管理；下位機PLC負責全部的生產過程控制，主要包括骨科的輸送、各電機按啟動、燃燒器溜槽石料溫度控制、石料瀝青稱重、各石料按生產工藝進秤等，各種礦料的計量、混合料的拌和和放料是按周期進行的。

在拌合站中應有PLC控制，在生產初期可以讓各電機的啟動、停止必須遵循特定的順序，即對各設備進行連鎖控制；生產中期可以精確稱量石料、瀝青、礦粉重量，按照設定配比程序依次進入拌鍋攪拌生產，并設定合理的時間間隔。生產后期可以控制拌鍋拌合時間及門開啟放料的時間等。通過PLC控制提高了機組的安全經濟運行的質量，保證了生產出的瀝青混合料質量。

筆者所在的瀝青拌合站下機位PLC要求運算速度快、糾錯能力強，選用西門子PLC S7-400，S7-400處理速度極快，系統資源余量大，通信能力強，通訊速度最高可達12M，運行的穩定性和可靠性很高，平均無故障工作時間高達幾萬小時。并采取了多層次抗干擾措施，使系統能在惡劣的工業環境下與強電設備一起工作。S7-400支持總線接口，所有項目數據，包括程序源代碼和用戶專有數據存儲在CPU中，其容錯功能可滿足拌合生產過程中的工地和故障保護等特殊要求。生產過程中，通過使用專業工業自動化數據組態監控系統，操作可靠、簡單，能夠準確控制每個生產工藝細節。使用PLC后不僅一改以往各個系統單獨運轉不聯動、石料瀝青稱量不精確、生產工藝控制易出錯等問題，減輕了操作人員的勞動強度，而且可以級大地提高了拌合站生產能力和工作效率，能夠又快又好高效地完成生產任務，通過使用PLC不但降低了成本還提升了整套控制系統的性能，使全系統的運行更加安全、可靠、性能更優異。

4、結語

隨著現代科學技術的不斷發展，不同學科之間不斷交叉與滲透，機電一體化將隨著微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透逐漸形成并不斷完善，并隨著科學技術的日新月異，各種技術相互將越來越融合，未來機電一體化技術的發展將會更加的深化與進步。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京:科學出版社,2004.

[2]謝佳.略論機電一體化技術的發展[J].北京:綜合研究,2011.