化工機電一體化技術研究
時間:2022-08-15 09:33:09
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21世紀,人類社會正式進入信息時代,科學技術快速發展,為各學科交叉和滲透提供了極大的支持,特別是在機械技術工程方面。計算機、信息技術發展,使得化工機電趨于一體化,在實際生產中的應用,不僅改變了原有技術結構、且產品結構、功能也發生了巨大變化,使得化工生產由最初的機械電氣化進入一體化全新的發展階段。但當前人們對于化工機電一體化技術認識不夠深入,導致其尚未全面推廣和普及,在很大程度上抑制了該項技術的發展,因此對技術發展現狀及趨勢的研究將成為本文研究重點。
一、機電一體化技術概述
上個世紀六十年代,機電一體化正式出現,在計算機、電子及信息等技術與機械工程深度融合,由此產生了機電一體化。隨著二者之間融合不斷深化,在原有技術基礎之上,綜合機械技術,將自動控制、傳感測試等綜合技術優勢融合到一起,使得各項技術相互作用,在很大程度上提升了技術水平。在技術發展過程中,將智力、動力及結構等要素作為基礎,對各個組成要素的信息處理、接口耦合等進行分析和研究,能夠實現對機械系統系統、規則化運作。
二、化工機電一體化發展現狀
機電一體化作為一項新興事物,尚處于發展階段,其發展主要經歷了如下幾個階段:20世紀60年代初,人們運用電子技術完善機械設備、產品性能,日本東川電機公司首次提出“機電一體化”概念,但當時技術發展水平并不高,還存在很多局限性,故機械與電子技術之間的融合深度不夠,且通過各個學科滲透出來的產品,在實踐應用中并沒有得到良好的推廣和普及,發展緩慢。進入70、80年代,此時化工機電一體化進入全新的發展階段,之所以這樣,是計算機、自動控制等技術也獲得了發展,在此推動下,各項技術之間互補關系愈發深化,創新出很多技術含量更高的技術。不僅如此,機電一體化概念被人們所熟知,該項技術憑借自身高效、便利等優勢受到了廣泛關注。此時,國際市場上出現很多高技術含量機電一體化技術產品,為技術未來推廣奠定了堅實的基礎。到了90年代,信息通信技術滲透至機械系統當中,推動機電一體化技術朝著智能化、自動化方向轉變。該時期,機電一體化技術獲得了長足發展,此時機械設備在很多方面能夠代替人們開展工作,且人們可以實現對機械設備遠程控制。技術快速發展,微傳感器、執行器等技術快速發展,在很大程度上提高了技術精密化水平,此時各項技術發展繁盛,人工智能技術、神經網絡技術等出現,且在諸多學者研究下,使得該項技術逐漸發展成為一門完整的科學體系。而在國內,機電一體化技術起步較晚,直至80年代我國才開始引入該項技術,但近年來,越來越多專門性研究機構的建立,我國在該方面取得了不錯的成果,但相比較國外發達國家,還存在一定距離,有待進一步完善和發展。
三、化工機電一體化發展趨勢
機電一體化技術具有綜合性特點,集機械、電子及光學等多項學科,該項技術能夠獲得長足發展,更多的是依賴于相關技術的發展。隨著各項技術不斷發展,化工機電一體化技術將會朝著如下趨勢發展:(一)高智能趨勢。高智能作為技術發展的重要趨勢,人工智能化將成為學者研究的主要方向,實現高智能化,能夠使得該項技術取代人類完成復雜、危險更高的工作,緩解人們工作壓力,且能夠確保產品質量、性能過關。從根本上來看,高智能是對機械設備行為的描述,將控制理論作為基礎,融合人工智能、運籌學等多項學科知識,對人類智能進行模擬處理,賦予機電一體化系統予以判斷和推理,提高技術水平,使得人類能夠更加便利、自由地把握機電一體化設備,實現對化工生產的高效控制目標。(二)區域模塊趨勢。針對機電一體化產品來說,其構成較為復雜,各單元對應不同的接口。為此將接口集中到一起,實現區域模塊化管理非常必要。如對于智能減速等動力單元來說,可以實現集圖形圖像識別、視覺效果等功能為一體的控制單元。模塊化能夠對控制、動力等單元進行標準化衡量,協調各個環節之間的關系,最大限度上提高技術有效性。最為關鍵的是能夠將多項功能集合到區域模塊上,不僅能夠更加便利地運用產品,且能夠增強產品可裝配性,能夠適應不同生產需求,降低后續維修成本。實現區域模塊化將成為機電一體化產品未來發展的重要方向之一,但對于區域模塊化目標的實現,還需要加強技術研究,積極引入先進技術,不斷提高集約性。(三)環保綠色趨勢。化工工業發展對人類社會發展產生了深遠影響。人們在享受豐富物質生活的的同時,還要面對資源浪費、環境污染等負面影響。隨著人們綠色環保意識深入人心,人們在選購產品時更加關注產品是否綠色、環保。因此環保綠色將成為技術發展的亮點,在實踐中,無論是設計、制造,還是使用和銷毀都要嚴格按照環保標準,盡可能避免對環境產生危害。新時期下,人們愈發注重環保重要性,以往環境污染嚴重的產品勢必會被市場所淘汰,只有注重和加強綠色環保化工機電一體化產品生產,才能夠更好地適應市場發展趨勢,從而擁有更為廣闊的發展前景。(四)網絡趨勢。近年來,隨著技術高速發展,機電一體化系統在化工生產中得到了廣泛推廣,二者相互促進和推動,向前發展。計算機網絡技術的發展,對為機電一體化技術帶來了前所未有的發展機遇,借助該項技術能夠突破時空限制,實現遠程自動化控制目標。不僅如此,針對網絡技術的應用,能夠對國際上先進機電一體化產品予以深入研究,且將新產品推向市場,以此來證明我國在該方面的實力。如今,人們運用網絡技術,針對技術能夠實現零距離交流,第一時間獲取先進研究成果,提高研究成果轉化率,為人們提供更多便利。(五)微型精密趨勢目前,機電一體化產品規模、體積較大,使得生產、維護工作量較大。隨著納米技術持續深入,微型精密化將成為機電一體化技術未來發展趨勢。通常情況下,產品微型精密化程度越高,那么其應用和普及范圍也將隨之拓展。加上產品體積下、功耗小等優勢,能夠為技術應用帶來更加廣闊的發展空間。但該項技術發展需要極其精密的加工工藝,為其發展提供強大的技術支持。隨著未來社會發展,技術人員還要深入研究該項技術,積極引入現代化技術,不斷提高技術水平,使其能夠更好地發揮實用價值。
根據上文所述,機電一體化技術作為技術發展與機械工程深度融合的產物,為化工等領域發展帶來了強大的支持。機電一體化技術建立在諸多學科基礎之上,其產品具有無可比擬的優勢,具有廣闊的發展前景。目前,我國化工機電一體化發展水平與國外發達國家存在較大差距,還有待進一步完善。化工機電一體化技術是社會進步和發展的重要標志,該項技術高速發展及應用,能夠顯著提高產品科技含量,且能夠滿足人們日常生活需求,充分實現綜合價值。隨著科學技術不斷發展,化工機電一體化技術未來發展將會朝著全新的方向轉變,如網絡化、微型精密、環保綠色等,更好地適應社會發展趨勢,減少資源過度消耗的同時,還能夠提高產品生產有效性,進而推動化工等領域持續健康發展。
作者:馮克昌 單位:蘇州市吳中區安監局
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