机械制造与自动化毕业论文

1、中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文） 题 目： 机械自动化技术发展趋势的分析 年级专业层次：2010 秋中原机械制造及其自动化专升本 学生姓名： 王 洋 学 号： 指导教师： 纪仁杰 职 称： 讲 师 导师单位：中国石油大学（华东）机电工程学院 中国石油大学应用技术学院 论文完成时间： 2012 年 3 月 10 日 中国石油大学（华东）现代远程教育 毕业设计（论文）任务书 发给学员 王洋 1设计(论文)题目： 机械自动化技术发展趋势的分析 2学生完成设计(论文)期限： 2012 年 3 月 30 日 3设计(论文)课题要求： (1) 查阅机械自动化相关专业书籍，理解机械设计在实

2、际生产中的应 用，以及如何利用相关知识与实践结合。 (2) 完成毕业设计文档的书写工作，要求格式规范，内容完整、结果 正 确，语言流畅。 4实验（上机、调研）部分要求内容： 上机完成文献查阅、文档书写等任务。 5文献查阅要求： 查阅机械自动化相关专业书籍，理解机械设计在 实际生产中的应用，以及如何利用相关知识与实践结合。 6发出日期： 2011 年 9 月 10 日 7学员完成日期： 2011 年 12 月 15 日 指导教师签名： 学 生 签 名： 注： 1、任务书应附于完成的设计（论文）中，并与设计（论文）一并提交答辩委员会； 2、除任务书外，学生应从指导教师处领取整个设计（论文）期间的工

3、作进度日程安排 表（包括各阶段的工作量及完成日期） ； 3、任务书须由指导教师填写。 审批意见： 系主任签名： 年 月 日 摘 要 本文主要对传统的机械设计制造和机械自动化相比较，提出了具有智能化的特征 是现代机械和传统的机械在功能上的本质区别。根据机械自动化在各行各业的应用和 发展，显现出了机械自动化产品的优点和效益。即多功能化、高效率、高可靠性、省 材料、省能源，不断满足人们生活和生产多元化需求。 文章从系统的观念出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动化技术及过控技 术在化工生产中的应用。着重例举了锅炉汽包水位的控制和冷却剂流量和气氨排量的 最佳控制方案。提出了过程自动化控制今后的主要目

4、标，指明了机械设计制造及其自 动化的发展方向。 关键词：关键词：机械自动化；发展趋势；技术 目 录 第 1 章 前 言.1 1.1 机械自动化的产生和定义.1 1.2 机械自动化的科学技术.1 1.3 机械设计制造及自动化的设计原则.2 1.3.1 满足对机器的功能要求.2 1.3.2 利用先进技术不断创新.2 第 2 章 机械自动化系统在化工生产中的应用.4 2.1 锅炉汽包水位控制方面的研究.4 2.1.1 单冲量控制系统.4 2.1.2 双冲量控制系统.5 2.1.3 三冲量控制系统.5 2.2 冷却器控制方案的研究.7 2.2.1 控制冷却剂的流量.7 2.2.2 控制气氨排量.8 第

5、 3 章 机械自动化系统的优点.10 3.1 生产能力和工作质量提高.10 3.2 使用安全性和可靠性提高.10 3.3 调整和维修方便，使用性能改善.10 3.4 具有复合功能，适用面广.11 3.5 改善劳动条件，有利于自动化生产.11 3.6 节约能源，减少耗材.11 第 4 章 机械自动化的发展趋势.12 4.1 机电一体化.12 4.2 智能化.12 4.3 模块化.12 4.4 网络化.12 4.5 微型化.13 4.6 绿色化.13 4.7 人格化.13 第 5 章 结论.14 参考文献.15 致 谢.16 第第 1 章章 前前 言言 1.1 机械自动化的产生和定义机械自动化的产

6、生和定义 机械自动化，主要是指在机械制造业中应用自动化技术，实现对加工对象的连续 自动生产。实现优化有效的自动化生产过程，从而加快生产投入原料的加工变换和流 动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业升级和进步的主要手段，是未 来机械制造业技术发展的主要方向。 制造自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分，也是当今制造业中涉及面广， 研究十分活跃的技术，它代替人的体力劳动，辅助人的脑力劳动，协调、管理、控制 和优化制造系统中人及整个系统，它的功能是多方面的，已形成了一个有机体系，它 不仅涉及到具体的生产制造过程，而且涉及到产品的所有过程。 早在 1971 年日本的机械设计杂志副刊上刊登了

7、机电一体化这一名词，后来随 着机电一体化的发展而被广泛的应用。美国机械工程师协会于 1984 年为现代机械下了 如下定义：“由计算机信息网络协调与控制的，用于完成包括机械力、运动和能量流 等动力学任务的机械和（或）机电部件相互联系的系统” 。它与前面提及的机电一体化 是一致的，因此可以说现代机械就是指机电一体化系统。 20 世纪 90 年代国际机器与机构理论联合会给出了这样的定义，机电一体化是精密 机械工程、电子控制和系统思想在产品设计和制造过程中的协同结合，因此又可以说 机电一体化就是在机械设计制造及其自动化基础上的发展。 1.2 机械自动化的科学技术机械自动化的科学技术 机械设计制造及其自

8、动化是机械技术和电子技术为主体，多门技术学科相互渗透、 相互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科，机械自动化使机械 工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使 工业生产由“机械电器化”迈入了以“机械自动化”为特征的发展阶段。 它的发展至今已经成为一门有着自身体系的新型学科，随着生产和科学技术的发 展，还将不断被赋予新的内容。但其最基本的特征可概括为：机械自动化的设计制造 是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、 信息技术、传感检测技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技 术等群体技术，根据系统功

9、能目标和优化组织结构目标，在多功能、高质量、高可靠 性、低能耗的意义上实现特定功能价值并使整个系统最优化的系统工程技术。 需要强调的是，机械自动化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合性技术， 而不是机械技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑，这就是现代机械与机械电气化 在概念上的根本区别。现代机械设计制造出的产品，不仅是人和手与肢体的延伸，还 是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是现代机械自动化和传统的机械在功能 上的本质区别。 1.3 机械设计制造及自动化的设计原则机械设计制造及自动化的设计原则 1.3.1 满足对机器的功能要求满足对机器的功能要求 任何一种产品都是为满足人们的某种需要

10、而开发的，都必须具有某种主要功能， 不同的产品具有不同的主要功能。概而言之，都能对输入的物质、能量和信息（即所 谓工业三大要素）进行某种处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。因此，机 械自动化系统也必须具有对输入的物质、能量和信息进行某种处理，从而输出具有所 需特性的物质、能量与信息的主功能。如图 1-1 所示： 工业三大 要素具有所需特性 图 1-1 机械自动化系统功能示意图 如上所述，机械自动化系统是一个综合的概念，包含了机电一体化技术和机电一 体化产品两个方面的内容。作为产品，又包含着设计、制造和特定的功能以满足使用 要求，而功能是由其内部有机联系的结构所决定的。 1.3.2 利用先

11、进技术不断创新利用先进技术不断创新 根据产品或系统的主功能不同，可对产品或系统进行分类： 1、以物料搬运、加工为主。输入物质、能量和信息，经过加工处理，主要输出改 物 质 能 量 信 息 系统主要功能 （变换、传递、存 储） 物 质 能 量 信 息 控制( 人 ） 变了位置和形态的物质系统（或产品）称为加工机。如各种机床、交通运输机械、食 品加工机械、起重机械、纺织机械、印刷机械、轻工机械等。 2、以能量转换为主，输入能量和信息，输出不同能量的系统（或产品）称为动力 机，其中输出机械能的为原动机。如电动机、水轮机、内燃机等。 3、以信息处理为主，输入信息和能量。主要输出某种信息。如数据、图像、

12、文字、 声音等的产品称为信息机。如各种仪器、仪表、计算机、传真机以及各种办公机械等。 机械自动化系统除了具备上述必须的主功能外，还应具备其它内部功能，即动力 功能、检测功能、控制功能、构造功能。 基于上述的功能构成原理，既有利于设计或分析各种机械自动化的产品，又有利 于开拓思路，便于创造发明和创新。例如，根据 3 种不同的主功能及其不同的输入， 组合起来可形成 9 大类型的系统产品。如表 1-1 所示： 表 1-1 不同主功能及输入的组合 类型 主要功能输入输出组合实例 1变换物质材料加工或处理机 2传递物质交通运输机 3储存物质自动化仓库、包装机 4变换能量动力机械 5传递能量机械或流体传动

13、 6储存能量机械或流体储能器 7变换信息电子计算机、仪表 8传递信息通信系统、传真机 9储存信息储存器、录像机 此外，对于不同主功能的加工机构，其运动方式不同，也构成不同用途的机械。 例如，金属切削机床是根据工件与刀具相对运动产生切削作用的原理进行工作的。因 此，工件与刀具的运动方式不同，便产生不同用途的机床。所以说机械自动化的发展 空间非常广阔，需要我们利用先进技术符合科学原理来不断创新，设计制造出一流的 自动化产品。 第第 2 章章 机械自动化系统在化工生产中的应用机械自动化系统在化工生产中的应用 生产过程中，对各个工艺过程的物理量（或工艺变量）有着一定的控制要求。有 些工艺变量直接表现生

14、产过程，对产品的数量与质量起着决定性的作用。例如，精馏 塔的塔顶或塔釜温度，一般在操作压力不变的情况下必须保持一定，才能得到合格的 产品；加热炉出口温度的波动不能超过允许范围，否则将影响后一工段的效果；化学 反应器的反应温度必须保持平稳，才能使效率达到指标。有些工艺变量虽不直接地影 响产品的质量和数量，然而保持其平稳却是使生产获得良好控制的前提。 2.1 锅炉汽包水位控制方面的研究锅炉汽包水位控制方面的研究 锅炉汽包是生产蒸汽的设备，几乎是工业生产不可缺少的设备，保持锅炉汽包的 液位高度在规定范围内是非常重要的，若水位过低，则会影响产气量，且锅炉易烧干 而发生事故；若水位过高，生产蒸汽含水量高

15、，会影响蒸汽质量。这些都是危险的， 因此对汽包的液位严加控制是保证锅炉正常生产必不可少的措施。 2.1.1 单冲量控制系统单冲量控制系统 汽包水位控制手段是控制给水，基于这一原理，可构成如图 2-1 所示的单冲量控 制系统。 LT LC 位 位 位 位 位 位 位 位 位 图 2-1 汽包单冲量控制系统 这里的“冲量”一词是指变量，单冲量即汽包水位。这种控制系统是典型的简单 控制系统。当蒸汽负荷突然大幅度增加时，由于假水位现象，控制器不但不能开大给 水阀来增加给水量，以维持锅炉的物料平衡，而是关小控制阀的开度，减小给水量。 等到假水位消失后，由于蒸汽量增加，送水量反而减小，将使水位严重下降，波

16、动很 厉害，严重时汽包水位降到危险程度以至发生事故。因此对于停留时间短、负荷变动 较大的情况，这样的系统不能适应，水位不能保证。然而对于小型锅炉，由于水在汽 包中的停留时间较长，在蒸汽负荷变化时，假水位的现象并不显著，配上一些联锁报 警装置，也可以保证安全操作，故采用这种单冲量控制系统尚能满足生产要求。 2.1.2 双冲量控制系统双冲量控制系统 在汽包水位的控制中，最主要的扰动是蒸汽负荷的变化。如果根据蒸汽流量来进 行校正，不仅可以补偿“虚假水位”所引起的误动作，而且使给水位控制阀的动作十 分及时，从而减少水位波动，改善控制品质。将蒸汽流量信号引入，就构成了双冲量 控制系统，如图 2-2 所示

17、。从本质上看，双冲量控制系统是一个前馈（蒸汽流量）控 制加单回路反馈控制的复合控制系统。这里的前馈仅为静态前馈，若需要考虑两条通 道在动态上的差异，需引入动态补偿环节。 (位 位 位 位 位 位 位 位 ) LT LC 位 位 位 位 位 位 IC IF I 位 位 位 FT (位 位 位 位 位 位 位 位 ) Gm D IF C2 C1GCG VGP Gm L X -+ICIO W L Gf D 图 2-2 汽包双冲量原理图及方框图 图 2-2 所示的连接方式中，加法器的输出 I 是 IC1ICC2IFI0 (2-1) 式中 IC液位控制器的输出； IF蒸汽流量变送器（一般经开方器）的输出

18、； I0初始偏置值； C1、C2 加法器系数。C1的设置一般取 1，C2的值应考虑到静态前馈补偿，可现 场凑试，也可经理论推导得出。 设置 I0的目的是使其在正常负荷下，控制器和加法器的输出都有一个比较适中的 数值。最好在正常负荷下，I0 和 C2IF项接近而相互抵消。 2.1.3 三冲量控制系统三冲量控制系统 双冲量控制系统还有两个弱点：控制阀的工作特性不一定能成为线性特性，这样 要做到静态补偿就比较困难，同时，对于给水系统的扰动仍不能克服，为此可再将给 水流量信号引入，构成三冲量控制系统。 三冲量控制系统的实施方案较多，如图 2-3 所示为其中的典型控制方案之一。 LT LC 位 位 位

19、位 IC FT d dt FC FT 位 位 位 位 位 图 2-3 汽包三冲量控制系统 从图 2-3 可以看出，这是前馈控制与串级控制组成的复合控制系统。其中，汽包 水位是主冲量（主变量） ，蒸汽、给水流量为辅助冲量。在汽包停留时间较短、 “虚假 水位”严重时，需引入蒸汽流量信号的微分作用。这种微分信号应是负微分作用，以 避免由于负荷突然增加和减少时，水位偏离设定值过高或过低而造成锅炉停车。 图 2-4 所示为三冲量控制系统的方框图，加法器的运算关系与双冲量控制时相同， 各系数设置如下： a 系数 C1通常可取 1 或稍小于 1 的数值； b 若采用气开阀；C2取正值，C2的值可按物料平衡关

20、系进行计算； c I0的设置和取值仍与双冲量控制系统相同。 -+ W Io IC -+ GP 1G P 2GF CGVG LC GfGm D L X If Gm w D Gm L 图 2-4 汽包三冲量系统方框图 在三冲量的控制系统中，水位控制器和流量控制器的参数整定方法与一般串级控 制系统相同。在有些装置中，采用了比较简单的三冲量控制系统，只用一台控制器及 一台加法器，加法器可接在控制器之前，如图 2-5(a)所示，也可接在控制器之后，如图 2-5(b)所示。 LTFTF T C2 +- 位 位位 位位 位 C3C 1 - Lc 位 位 位 位 位 位 LC LTFTFT C2 +- 位 位

21、位 位位 位 位 位 位 位 位 位 C3C 1 - (a) (b) 图 2-5 汽包三冲量控制系统的简化接法 图 2-5 中加法器的正负号是针对采用气关阀及正作用控制器的情况。图 2-5(a)接法 的优点是使用仪表最少，只要一台多通道的控制器即可实现。但如果系数设置不能确 保物料平衡，则当负荷变化时，水位将有余差，图 2-5(b)的接法，水位无余差，但使用 仪表较前者多，在投运及系数设置等方面较前者麻烦一些。 2.2 冷却器控制方案的研究冷却器控制方案的研究 冷却器的热载体是冷却剂，常采用液态氨等介质作为冷却剂，利用它们在冷却器 内蒸发进吸收工艺物料的大量热量，使用工艺物料的出口温度下降来达

22、到生产工艺要 求，工业用冷却器的一般控制方案有以下几种。 2.2.1 控制冷却剂的流量控制冷却剂的流量 位 位 位 位 位 位 位 位 T T T C 图 2-6 氨冷却器控制冷却剂流量的控制方案 图 2-6 为氨冷却器控制冷却剂流量的控制方案，其机理也是通过改变传热速率方 程中的传热面积 F 来实现的。该方案控制平稳，冷量（冷却剂量）利用充分，且对压 缩机入口压力无影响。但这种方案控制不够灵活，另外蒸发空间不能得到保证，易引 起气氨带液而损坏压缩机。为此，可采用图 2-7 所示的物料出口温度与液位的串级控 制方案，使用这种方案时，可以限制液位的上限，保证有足够的蒸发空间，也可以采 用图 2-

23、8 所示的选择性控制方案。 位 位 位 位 位 位 位 位 TT LT TC TC 位 位 位 位 位 位 位 位 TT LT TC TC LS 图 2-7 温度与液位串级控制方案 图 2-8 温度与液位选择性控制方案 2.2.2 控制气氨排量控制气氨排量 如图 2-9 所示，为氨冷却器控制气氨排量的控制方案，其机理是通过改变传热速 率方程中的平均温度来控制工艺物料的出口温度的，这种方案控制灵敏迅速，但制冷 系统必须许可压缩机入口压力的波动。另外，冷量的利用不充分。为确保系统的安全 运行，还需要设置一个液位控制系统，防止液氨进入氨管路而导致压缩机损坏。 位 位 TT LT TC 位 位 TC

24、位 位 位 位 图 2-9 控制气氨排量的控制方案 根据以上分析研究可知，自动控制装置和被控的工艺设备组成了一个没有人直接 参与的自动化控制系统。操作工坐在操作室里，就能观察到整个装置的变化。因此， 保证生产过程的安全，降低了劳动强度。 近二十年来，工业生产规模的迅速发展，加剧了对人类生存环境的污染，因此减小 工业生产对环境的污染的影响也纳入了过程控制的目标范围。 综上所述，过程自动化控制的主要目标包括以下几个方面： 1、保证生产过程的安全和平稳； 2、达到预期的产量和质量； 3、尽可能地减少原材料和能源损耗； 4、把生产对环境的危害降到最小限度。 第第 3 章章 机械自动化系统的优点机械自动

25、化系统的优点 随着机械自动化技术的快速发展，机械自动化产品有逐步取代传统机电产品的趋 势，与传统机电产品相比，机械自动化产品具有高的功能水平和附加值，它将给开发 生产者和用户带来社会、经济效益。 3.1 生产能力和工作质量提高生产能力和工作质量提高 机械自动化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、 精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动化控制系统可精确地保证机械的执行机 构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现 最佳操作，保证最佳的工作质量和较高的产品合格率。同时，由于机械自动化产品实 现了工作自动化，所以生产力大大提高。例如：数控机

26、床对工件的加工稳定性大大提 高，生产效率比普通机床提高 56 倍。柔性制造系统的生产设备利用率可提高 1.53.5 倍，机床数量可减少约 50%，节省操作人员约 50%，缩短生产周期 40%，使 加工成本降低 50%左右。此外，由于机械自动化工作方式具有可通过调整软件来适应 需求的良好柔性，特别适合于多品种、小批量产品的生产，是缩短产品开发周期、加 速更新换代的重要途径。 3.2 使用安全性和可靠性提高使用安全性和可靠性提高 机械自动化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作 过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和 减少人身与设备事故，

27、显著提高设备的使用安全性，机械自动化产品由于采用电子元 器件，减少了机械产品中的可动构件和磨损部件，从而使其具有较高的灵敏度和可靠 性，故障率降低，寿命得到了延长。 3.3 调整和维修方便，使用性能改善调整和维修方便，使用性能改善 机械自动化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以 适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输 入到机械自动化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件和零件。对于具 有存储功能的机械自动化物品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同 的工作对象，给定一个代码信号输入即可按指定的预定程序进行自动工作。机

28、械自动 化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工 作恢复正常。由于机械自动化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数 量显著减少，使得操作大大简化，并且方便、简单。机械自动化产品的工作过程根据 预设的程序逐步由电子控制系统指挥，系统可重复实现全部动作。高级的机械自动化 产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自 动化最优化操作。 3.4 具有复合功能，适用面广具有复合功能，适用面广 机械自动化产品跳出机电产品单技术、单功能限制，具有复合技术和复合功能， 使产品的功能水平和自动化程度大大提高。机械自动化产品一般具有自动化控

29、制、自 动补偿、自动校验、自动调节、自动保护和智能化等多种功能，能应用于不同的场合 和不同领域，满足用户需求，应变能力较强。 3.5 改善劳动条件，有利于自动化生产改善劳动条件，有利于自动化生产 机械自动化产品自动化程度高，是知识密集型和技术密集型产品，是将人们从繁 重的体力劳动中解放出来的重要途径，可以加速工厂自动化、办公自动化、农业自动 化、交通自动化甚至是家庭自动化，从而可促进我国四个现代化的实现。 3.6 节约能源，减少耗材节约能源，减少耗材 节约一次和二次能源是国家的战略目标，也是用户十分关心的问题，机械自动化 产品通过采用低能耗驱动机构进行最佳的调节控制，以提高设备的能源利用率，可

30、达 到明显的节能效果。同时，由于多种学科的交叉融合，机械自动化系统的许多功能一 方面从机械系统转移到微电子、计算机系统，另一方面从硬件系统转移到软件系统， 从而使得机械自动化产品系统朝着轻小型方向发展，减少了材料消耗。 所以，无论是生产部门还是使用单位，机械自动化技术和产品的应用，都会带来 显著的社会和经济效益。正因为如此，世界各国，首先是日本、美国、欧洲各国都在 大力发展和推动机械自动化技术。 第第 4 章章 机械自动化的发展趋势机械自动化的发展趋势 我国从 20 世纪 80 年代初才开始这方面的工作研究和应用，研究机构及一些大中 型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，并取得了一定的成

31、果。但与日本等 先进国家相比，仍有相当差距。任何一门科学都是由基础理论、技术和工程系统组成 的完善体系。机械自动化在技术和工程系统方面已有很大的发展，但基础理论方面尚 在发展中，还很不完备，所以今后的发展方向是： 4.1 机电一体化机电一体化 机电一体化是机械自动化的发展和延伸，传统的机械产品只有向机电一体化方向 发展，才是机械工业发展的唯一出路。 4.2 智能化智能化 智能化是 21 世纪机械自动化技术发展的一个重要发展方向。这里所说的“智能化” 是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、 模糊数学、心里学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法、模拟人类智能，

32、使它具 有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得更高的控制目标。诚然，使机械自 动化产品具有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。 4.3 模块化模块化 模块化是一项重要而又艰巨的工程。由于机械自动化产品种类和生产厂家繁多。 研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机械自动化产品单 元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能减速、电动机于一体的 动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元以及各种能完成典型 操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新的产品，同时也可扩大生产规 模。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，

33、无论是对生产标准机 械自动化单元的企业还是对生产机械自动化产品的企业，模块化将给机械自动化企业 带来美好的前程。 4.4 网络化网络化 20 世纪 90 年代，计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展 给科学技术、工业生产、政治、军事、教育以及人们日常生活带来了巨大的变革。各 种网络将全球经济、生产连成一体，企业间的竞争也趋于全球化。机械自动化的新产 品一旦研制出来，只要其功能独道，质量可靠，很快会畅销全球。由于网络化的普及， 基于网络的各种远程控制和监测技术方兴未艾，而远程控制的终端设备本身就是机械 自动化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势。利用家庭网络将各

34、种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统，使人们在家里充分享受各 种高技术带来的便利和快乐。因此，机械自动化产品无疑朝着网络化方向发展。 4.5 微型化微型化 微型化兴起于 20 世纪 80 年代末，指的是机械自动化向微观领域发展的趋势。国 外将其称为微电子机械系统，或微机械自动化系统，泛指几何尺寸不超过 1cm3的机械 自动化产品，并向微米、纳米级发展。微机械自动化产品体积小、耗能少、运动灵活， 在生物医疗、军事、信息、等方面具有不可比拟的优势。微机械自动化发展的瓶颈在 于微机械技术，微机械自动化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括 光刻技术和蚀刻技术两类。 4.6 绿

35、色化绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大的变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一 方面，资源减少，生态环境受到严重污染，于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。 绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势，绿色产品在其设计、制 造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境 无害或危害及少，资源利用率最高。设计绿色的机械自动化产品，具有远大的发展前 途。机械自动化产品的绿色化主要是指使用时不污染环境，报废后能回收利用。 4.7 人格化人格化 未来的机械自动化更加注重产品与人的关系，机械自动化的人格化有两层含义： 一层是机械自动化产品的最终使用对象是人，如何

36、赋予机械自动化的智能、情感、人 性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化，另一层是模 仿生物机理，研制各种机械自动化产品，实事上，许多机械自动化产品都是受动物的 启发研制出来的。 第第 5 章章 结论结论 因为现代机械自动化在设计和制造上具有多功能、高质量、高可靠性，低能耗的 意义所以机械的设计、制造、都是围绕着机械自动化来进行的。 机械自动化技术所面临的共性关健技术是传感检测技术、信息处理技术、伺服驱 动技术、自动化控制技术、接口技术、精密机械技术及系统总体技术等。所以说，机 械自动化系统就是机电一体化系统，机电一体化的发展就是机械自动化的发展，所以 广大设计人员应清醒

37、的认识到机械设计制造只有向机械自动化设计制造方向发展，才 是机械工业发展的唯一出路。所以设计人员不能只热衷于技术引进，不能仅仅安心于 作为新技术的传播者，而应该作为新技术产业化的创造者，为机电一体化技术发展开 辟广阔的天地。 本文首先介绍了机械设计自动化的产生及其设计原则，即要满足对机器的功能要 求和利用先进技术不断创新。通过查阅资料，以锅炉汽包水位控制为例研究了机械自 动化系统在化工生产中的应用，其控制系统包括单冲量控制系统、双冲量控制系统和 三冲量控制系统，对冷却器的控制要注意控制冷却剂的流量和气氨排量。机械自动化 系统的优点包括能提高生产能力和工作质量、提高使用安全性和可靠性、调整和维修

38、 方便，使用性能改善、具有复合功能，适用面广、改善劳动条件，有利于自动化生产、 节约能源，减少耗材。最后介绍了机械自动化的发展趋势：机电一体化、智能化、模 块化、网络化、微型化、绿色化、人格化。 参考文献参考文献 1 刘武发，刘德平.机电一体化设计基础.北京化学工业出版社. 2007.5 2 杨世明 腾献银 赵镇宏 段巍机械设计 电子工业出版社出版 2007.3 3 张建民等. 机电一体化系统设计。北京:高等教育出版社，2001. 4 赵松年，张奇鹏. 机电一体化机械系统设计.北京：机械工业出版社，1996. 5 齐卫红 林春丽 王永红过程控制系统 北京 电子工业出版社出版 2007.5 6

39、刘巨良. 过程控制仪表.北京：化学工业出版社，1998. 7 温希东. 自动控制原理及其应用. 西安：西安电子科技大学出版社，2004. 8 王树青. 工业过程控制工程，北京：化学工业出版社，2003. 9 陆德民. 石油化工自动化控制设计手册. 北京：化学工业出版社，2000. 10 孙虎章. 自动化控制原理. 北京：中央广播电视大学出版社，1994. 11 蒋慰孙. 过程控制工程. 北京：化学工业出版社. 1999. 致致 谢谢 在此论文撰写过程中，要特别感谢我的指导老师纪仁杰的指导与督促。没有纪老 师的帮助也就没有今天的这篇论文。感谢我的导师李芳，谢谢她在这一年半中为我们 全班所做的一切

40、。还要感谢这一年半来所有的任课老师，为我们打下机械专业知识的 基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，在我写论文的 过程中给予我了很多素材，还在论文的撰写和排版灯过程中提供热情的帮助，我才能 顺利的完成论文。感谢这篇论文所涉及到的各位学者。本文引用了数位学者的研究文 献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。由 于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友批评和指正！ 中国石油大学（华东）现代远程教育 指导教师 ： 纪仁杰 职称： 讲师 工作单位： 机电工程学院 对函授（网络）10 级 秋 季 专升本 层次 机自 专业学员 王 洋 所完成毕业设计 （论文）的 评 语 该学员论文题目为机械自动化技术发展趋势的分析，针对这一选题对机械设 计自动化的产生及发展应用情况进行了学习，以锅炉汽包水位控制为例研究了机械自 动化系统在化工生产中的应用，查阅了机械自动化系统的优点和发展趋势等相关资料， 对机械自动化有了比较深刻的认识和了解。该论文的思路清晰、合理，结果正确，有 较强的逻辑性，语言表达通畅，综合运用专业知识的能力较强，有一定的创新能力， 有一定的应用价值。达到本科毕