錢國棟

身份證號 130224198311270815

淺談機電一體化技術發(fā)展

錢國棟

身份證號 130224198311270815

作為發(fā)展中國家,我國與發(fā)達國家相比工業(yè)技術水平存在一定差距,但有廣闊的機電一體化應用空間。改革開放以來,特別是近年來,受國際金融危機影響,面臨國際市場經(jīng)濟激烈競爭形勢的挑戰(zhàn),國家和企業(yè)充分認識到機電一體化技術對我國經(jīng)濟發(fā)展的戰(zhàn)略意義,機電一體化技術的研究、應用和產(chǎn)業(yè)化受到了前所未有的重視和發(fā)展。

機電一體化；現(xiàn)狀；發(fā)展

1 前言

我國的機電一體化技術和產(chǎn)品在國家的高度重視和大力支持下,獲得巨大的進步和發(fā)展,技術和產(chǎn)品的影響力和知名度大大提高。但是,我們也應該看到我國的機電一體化技術和產(chǎn)品與日本和一些歐美國家相比,在一些領域還存在著一定的差距和不足,一些技術和產(chǎn)品的核心部分還沒有完全掌握,部分產(chǎn)品和技術主要依靠國外的支持產(chǎn)品才能得以研發(fā)和生產(chǎn)。因此,為了繼續(xù)提高我國機電一體化技術和產(chǎn)品的競爭力和核心技術的占有率,我國還應該繼續(xù)的鼓勵和支持機電一體化技術和產(chǎn)品的研發(fā),加大力度,采用更加有效的方法和手段來促進我國機電一體化產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,提高機電一體化系統(tǒng)的研發(fā)能力。

2 機電一體化概要

機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容?；咎卣骺筛爬椋簷C電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。

3 機電一體化系統(tǒng)的結構要素

3.1 變換

電網(wǎng)管理中需要進行信息交換和傳輸?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。采用機電一體化系統(tǒng)就能夠更好地實現(xiàn)變換措施的執(zhí)行。變換系統(tǒng)應用能夠實現(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PLC投入運行時，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)運算的結果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。

3.2 傳遞

對于模擬傳輸系統(tǒng)，遠動終端輸出的數(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)，低速的遠動數(shù)據(jù)必須進經(jīng)過數(shù)字復接設備，才能接到高速的數(shù)字通道。隨著通信技術的發(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，需要隨機接入的信息傳輸支持。根據(jù)相關技術標準，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。在實際運行過程中，電網(wǎng)友好型電器的頻率響應范圍是土5mHz，所以信息傳輸通道的頻率同步精度要小于1mHz。機電一體化系統(tǒng)在電網(wǎng)中的運用具有較好的傳輸功能，實時性好、可靠性高、數(shù)據(jù)流量大、信息擴充能力強、支持網(wǎng)絡傳輸?shù)葍?yōu)點，將為正在穩(wěn)步推進的調(diào)控一體化建設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。

3.3 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)絡供應情況進行全面地掌握，目前機電一體化技術通過系統(tǒng)級方式，對融合了機械、電子、控制系統(tǒng)和嵌入式軟件設計的電機系統(tǒng)，進行設計。提供面向機電一體化的設計工具，通過在整個設計過程中實現(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)建設的過程中能夠在系統(tǒng)設計之前就對網(wǎng)絡系統(tǒng)原型進行信息存儲，進行虛擬設計，確保系統(tǒng)執(zhí)行的有效作用。電網(wǎng)一體化建設后能夠提供診斷報告的數(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，為恢復供電，快速分析診斷事故原因提供有效依據(jù)。

4 我國機電一體化的發(fā)展對策

4.1 加強合作、共同發(fā)展

機電一體化技術本身就涉及許多的技術和領域,因此,在研發(fā)過程中,必須要有多部門、多技術、多領域共同來完成,加強相關產(chǎn)業(yè)的合作和互助,整合各個相關產(chǎn)業(yè)的力量來進行機電一體化技術和產(chǎn)品的研發(fā)和公關,更有利于技術的創(chuàng)造和革新,對于機電一體化技術的快速發(fā)展和相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都具有一定的意義,也是機電一體化技術以及機械技術、電子技術發(fā)展的有效途徑。

4.2 增加資金支持、加大扶持力度

可以說,對于機電一體化技術的研發(fā)和創(chuàng)新,政府有更大的義務和責任。政府應該為相關研究機構提供人力、資金等方面的支持,并要促進機電一體化產(chǎn)業(yè)和系統(tǒng)的建立,加大力度宣傳機電一體化技術的優(yōu)點和長處,吸引更多的企業(yè)去參與機電一體化技術的開發(fā)和研制。

4.3 重視技術研發(fā),突破核心技術

自主研發(fā)能力和核心技術永遠是機電一體化技術的中心環(huán)節(jié),具備了自主研發(fā)能力,相關的技術的革新和產(chǎn)品的生產(chǎn)就變得非常容易,突破核心技術就能夠控制機電一體化技術的發(fā)展和創(chuàng)新。因此,提高技術研發(fā)能力,掌握核心技術是機電一體化技術在我國發(fā)展的重要途徑。

5 結語

機電一體化技術及相關產(chǎn)品是多學科相結合進行研究的成果,是多領域技術和科學共同發(fā)展的產(chǎn)物。毋庸置疑,機電一體化技術促進了我國及其其他國家社會生產(chǎn)力的發(fā)展。在今后的發(fā)展過程中,應該根據(jù)我國的實際條件和需求方向來有針對性的進行研發(fā),突破我國機電一體化研究的瓶頸,盡可能的掌握機電一體化更多的核心技術。通過采取有力的手段和措施提高我國機電一體化技術的研發(fā)能力和產(chǎn)品的應用能力,提高機電一體化技術的在我國的發(fā)展空間,促進機電一體化技術的價值。

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