机电一体化系统设计毕业论文怎么写？

论述了机电一体化技术在改变机械制造业整体面貌中的重要作用，说明了其在钢铁工业中的应用和发展趋势。

关键词机电一体化技术应用

1机电一体化技术的发展

机电一体化是力学、微电子学、控制、计算机、信息处理等学科的交叉融合。它的发展和进步依赖于相关技术的进步和发展。其主要发展方向是数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、小型化、集成化、集成化和绿色化。

1.1数字化

微控制器及其发展为机电产品的数字化奠定了基础，如数控机床和机器人的不断发展；计算机网络的迅速兴起为数字化设计和制造铺平了道路，如虚拟设计和计算机集成制造。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力和友好的人机界面。数字化的实现将有利于远程操作、诊断和维修。

1.2智能

也就是说，要求机电产品具有一定的智能，使其具有逻辑思维、判断推理、独立决策等能力。如在数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，将会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术的发展开辟了广阔的天地。

1.3模块化

由于机电一体化产品种类繁多，生产厂家众多，研究开发具有标准机械接口、电源接口和环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。比如开发集减速和变频电机于一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机集成控制单元。这样，在产品开发和设计中，可以使用这些标准模块化单元来快速开发新产品。

1.4联网

由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监控技术方兴未艾。遥控终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化成为可能。利用家庭网络将各种家用电器连接成一个以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，人们可以在家里充分享受各种高科技带来的好处。所以机电一体化产品无疑应该向网络化发展。

1.5人性化

机电一体化产品的最终使用者是人。如何赋予机电一体化产品以人类的智能、情感和人性变得越来越重要。机电一体化产品除了完美的性能外，在色彩和造型上也要求与环境的和谐。使用这些产品对人们来说仍然是一种艺术享受。比如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

1.6小型化

小型化是精细加工技术发展的必然，是提高效率的需要。微电子机械系统(micro-electronic mechanical systems，简称MEMS)是指可以批量制造，集成微机构、微传感器、微致动器、信号处理和控制电路，直到接口、通信和电源相等的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一台医用微探针和1988年美国加州大学伯克利分校研制出第一台微电机以来，国内外在MEMS技术、材料和微机械方面的研究取得了很大进展，开发出了各种MEMS器件和系统，如各种微传感器(压力传感器、微加速度计和微触觉传感器)和各种微元件(微元件)

1.7集成

集成不仅包括各种技术的相互渗透和集成以及各种产品不同结构的优化和复合，还包括生产过程中加工、装配、测试和管理的同步处理。为了实现多品种小批量生产的自动化和高效率，系统应该更加灵活。首先，系统可以分解成几个层次，使系统功能分散，各部分可以协调安全地运行。然后，通过软件和硬件把各个层次有机地联系起来，使其具有最好的性能和最强的功能。

1.8波段源

指自带能源的机电一体化产品，如太阳能电池、燃料电池、大容量电池等。因为电能在很多场合是用不到的，所以给运动中的机电一体化产品自带动力源有着独特的好处。带光源是机电一体化产品的发展方向之一。

1.9绿化

科技的发展给人们的生活带来了巨大的变化。在物质丰富的同时，也带来了资源减少、生态环境恶化的后果。因此，人们呼吁保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品的概念应运而生。绿色产品是指低能耗、低物耗、低污染、舒适、协调、可再生利用的产品。机电一体化产品的设计、制造、使用和销毁应当符合环境保护和人体健康的要求。机电一体化产品的绿色化主要是指在使用时不污染生态环境，产品在生命末期可以分解回收。

2机电一体化技术在钢铁企业中的应用

在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理器为基础，将微型计算机、工业计算机、数据通信、显示装置、仪表等技术有机地结合起来，采用组装合并的方法，为大型工程系统的综合集成创造了有力的条件，增强了系统的控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:

2.1智能控制技术(集成电路)

由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此采用智能控制技术是非常必要的。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等。智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备和产品质量诊断等方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢-连铸-轧钢综合调度系统、冷连轧等。

2.2分布式控制系统(DCS)

分布式控制系统使用一台中央计算机来指挥多台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级、三级或更多级。用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。它不仅可以实现生产过程的控制，还可以实现生产过程的在线优化、实时调度和生产计划的统计管理等功能，成为一个集测量、控制和管理于一体的系统。DCS具有控制功能多样化、操作简单、系统可扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS集中监视，分散控制，故障影响区域小。此外，系统具有联锁保护功能，并采用系统故障控制的手动操作措施，使系统具有高可靠性。与集中控制系统相比，分布式控制系统具有更强的功能和更高的安全性。是目前大型机电一体化系统的主要趋势。

2.3开放式控制系统(OCS)

开放式控制系统是随着计算机技术的发展而引入的结构系统新概念。“开放性”是指对标准信息交换规则的了解和支持。按照该标准设计的系统可以实现不同厂商产品的兼容和互换，资源可以共享。开放式控制系统通过工业通信网络将各种控制设备和管理计算机互联，实现控制与管理、管理与决策的一体化，通过现场总线将控制室中的现场仪表和控制设备互联，实现测控一体化。

2.4计算机集成制造系统(CIMS)

钢铁企业的CIMS将人与生产管理、生产管理和过程控制融为一体，实现从原料进厂、生产加工到产品交付的整个生产过程的全面集成控制。目前，钢铁企业基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”的单机自动化缺乏信息资源的享用和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点将是多品种小批量生产、质优价廉、交货及时。为了提高生产率，节能降耗，减少人员和现有库存，加速资金周转，实现生产经营管理的整体优化，关键是要加强管理，获得必要的经济效益，提高企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已经普遍实现了CIMS。

2.5现场总线技术(FBT)

现场总线技术是一种数字、双向、多站通信链路，连接现场的仪表组和控制室的控制设备组。用现场总线技术代替目前的信号传输技术(如4 ~ 20 mA、DC传输)，可以使更多的信息在同一通信介质上，在智能现场仪表装置和上级控制系统之间双向传输。通过现场总线连接，可以省略66%或更多的现场信号连接线。现场总线的引入导致了DCS的变革，围绕开放式自动化系统发展出新一代的现场总线仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线检测仪表、现场总线PLC(可编程逻辑控制器)和现场就地控制站。

2.6交流驱动技术

传动技术在钢铁工业中起着至关重要的作用。随着电力电子和微电子技术的发展，交流调速技术发展非常迅速。由于交流传动的优越性，DC传动将在不久的将来被交流传动完全取代。随着数字技术的发展，复合矢量控制技术已经实现了实际应用，交流调速系统的调速性能已经达到或超过了DC调速的水平。目前无论是大容量电机还是中小容量电机，都可以采用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用范围不断扩大。

参考

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