機電一體化論文 (3)

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1、?？飘厴I(yè)實習報告 學生：趙樹滿 學習中心：河北唐山豐南奧鵬學習中心 專業(yè)：機電一體化技術 層次：高起專 提交日期：2016 年1月19日 機電一體化技術專業(yè)實習報告 第 1 章緒論 1.1 概述 二十一世紀，關于機電一體化技術的研究和應用已成為全球性 的課題，機電一體化是以機械技術和電子技術為主題，多門技術學 科互相參透、互相結合的產(chǎn)物，是正在發(fā)展和逐漸完善的一門新興 的邊緣學科。 第 2 章機電一體化技術發(fā)展（具體內(nèi)容） 機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學 科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步于發(fā)展，其主 要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)

2、絡化、人性化、微型化、 集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數(shù)字化 微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展 的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與 制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機 電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可能性、易操作性、可維護性、自診斷 能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修 復。 2.2 智能化 即要求機電產(chǎn)品有一定的智能，使它具有類似人的邏輯思考、 判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話 功能，設置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維 護帶來極大的方便。隨著模糊控

3、制、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色理論、小波理 論、混沌與分叉等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術 發(fā)展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化 由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標 準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一 項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調(diào)速機電一體的 動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的機電一 體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊 化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 2.4 網(wǎng)絡化 由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未 艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和 局域網(wǎng)技術

4、使家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用 電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此， 機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。 2.5 人性化 機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品 賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了 完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這 些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就 是人機一體化。 2.6 微型化 微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微 機電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱 MEMS） 是

5、指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信 號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或 系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針， 1988 年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外 在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很多的進展，開 發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微 加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微梁、微探針、 微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。 2.7 集成化 集成化既包含各種技術的互相滲透、互相融合和各種產(chǎn)品不同 結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過

6、程中同時處理加工、裝配、檢 測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高 效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次， 使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全的運轉，然后在通過軟、 硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。 2.8 帶源化 是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池 和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機 電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化 產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 2.9 綠色化 科學技術的發(fā)展給人們的生活帶來了巨大變化，在物質(zhì)豐富的 同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果

7、。所以，人們呼喚保護 環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應 運而生，綠色產(chǎn)品是指低能耗、低耗材、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可 再生利用的產(chǎn)品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)境和人 類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污 染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。 第 3 章機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中應用 在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、 工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用 組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有利條件，增 強系統(tǒng)控制精度、質(zhì)量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中主 要

8、應用于以下幾個方面： 3.1智能化控制技術（IC） 由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控 制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技 術。智能控制技術主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡等，智 能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、控制、設備與 產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋 鋼系統(tǒng)、煉鋼、連鑄、軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。 3.2分布式控制系統(tǒng)（DCS） 分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的 現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、 三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視

9、、操作、 管理和分散控制。隨著測控技術的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越 來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、 生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管 一體化的綜合系統(tǒng)。是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 3.3開放式控制系統(tǒng)（OCS） 開放控制系統(tǒng)是目前計算機技術發(fā)展所引出的新的結構體系 概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持， 按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資 源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡使各種控制設備、管理、 決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設備互聯(lián)， 實現(xiàn)測量與控制一體化。

10、 3.4計算機集成制造系統(tǒng)（CIMS） 鋼鐵企業(yè)的 CIMS 是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制 連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn) 過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)以基本實現(xiàn)了過程自動 化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和 生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企 業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。為了 提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉，實 現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng) 濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。 3.5現(xiàn)場總線技術（FBT） 現(xiàn)場總線技

11、術是連接設置在現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內(nèi)的 控制設備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術 取代現(xiàn)行的信號傳輸技術，就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝 置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。 通過現(xiàn)場總線連接可省去 66%或更多的現(xiàn)場信號連接導線。現(xiàn)場總 線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開發(fā)自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線 化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表和現(xiàn)場 就地控制站等的發(fā)展。 3.6 交流傳動技術 交流傳動技術在鋼鐵工業(yè)中起至關重要的作用。隨著電力電子 技術的發(fā)展，交流調(diào)速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越 性，電氣傳動技術在不久的將

12、來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù) 字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速 系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平?，F(xiàn)在無論大容量電機 或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào) 速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不 斷擴大。 第 4 章總結 綜上所述，經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，機電一體化技術已經(jīng)成為當 今世界最熱門、最重要的技術發(fā)展方向之一，并影響到幾乎全部的 工業(yè)行業(yè)?？梢哉f，從軍事到經(jīng)濟、從生產(chǎn)到生活、從簡單的日用 消費品生產(chǎn)到復雜的社會生產(chǎn)和管理系統(tǒng)，機電一體化技術幾乎達 到無所不在、無孔不入的地步。 致謝 謝謝學校三年來給予我的教導和莫大的幫助，無論是在學習 上、還是在工作的過程中都教會了我許多許多。在學校和老師的悉 心指導下，我也慢慢地學到了很多知識，不管是專業(yè)知識還是其它 方面的知識，衷心的感謝學校感謝老師！