机电一体化技术的发展及其在钢铁行业中的应用分析获奖科研报告

机电一体化技术的发展及其在钢铁行业中的应用分析获奖科研报告【摘

要】伴随着我国现代社会与经济建设的不断进步与发展，社会中的各个行业都应用了先进的科学技术。机械生产制造行业的进步，促进了机电一体化技术的发展以及在钢铁行业中的应用。本文主要分析了机电一体化技术的基本特征与发展方向，并总结了机电体化技术在钢铁行业中的应用，仅供参考。

【关键词】机电一体化;发展;钢铁行业

机电一体化技术是结合了机械、电子、信息科学三者形成的机械微电子复合技术，主要用于工业产品的设计与制造过程中。集成了机械工程、电子与智能计算机技术。使用机电一体化技术开发工业产品，已经成为了当今期的机械制造领域发展的必然趋势。

一、机电一体化技术的基本特征

机电一体化是在空间与功能上，将传统机械、微电子计算机与信息科学技术进行有机地结合，构成一个相互协调共同参与的整体，从而改善现有的机械机能，并为其赋予全新的功能[1]。伴随着我国机电一体化技术的不断发展，这项技术已经成为了发展机械产业的必由之路。

当前还有非常多的机械设备没有配备液压传动系统，因此将机械、液压与电子器件结合为一体，所形成的产物就是机电液一体化系统，这也是机电一体化技术在进一步的探索与发展中所形成的产物。

二、机电一体化的核心技术

（一）机械本体技术

机械本体是构成机电一体化体系的重要因素，也是支持与维持系统中各项功能正常运作的重要结构。为了实现机电一体化的进步与发展，就要改善机械本体的性能，减轻机械本体质量并提高精准度[2]。减轻机械本体的质量，能够实现小型化的驱动系统，从而更快的响应控制，减少能耗，提高生产效率。

（二）传感器与检测技术

传感器的主要作用是接收并转换外界形成的各种信号，使其成为电信号，是实现自动控制与自动检测的重要技术环节。传感器如果无法对原始数据展开精准可靠的检测，那么就无法实现信号处理、信号转换或是数据的控制与显示。在机电一体化技术中传感器面临的问题主要集中在精准度、灵敏度与可靠性方面，现阶段传感器的检测技术正在朝着智能化的方向发展。

（三）自动控制与信息处理技术

自动控制与信息处理技术也是构成机电一体化系统的重要组成部分。信息处理技术能够集中分析、储存、处理来自传感器或者直接输入的信息或指令，按照规定程序进行数据运算与处理，发出指令来对系统进行控制，使系统能够正常地运行[3]。自动控制技术主要包括速度控制、自适应控制、高精度定位控制与诊断、校正、检索等技术。

信息处理技术主要包含信息的输入、储存、交换与运算等技术。当前信息处理技术主要面临的问题是如何提升数据的处理速度，提升数据处理中的抗干扰性、可靠性与标准性。

三、机电一体化技术的发展

（一）智能化

机电一体化技术与传统的机械自动化技术主要的区别体现在机电一体化技术的智能化上，智能化也是机电一体化发展的重要方向。智能化是在理论控制的基础上结合人工智能计算机、科学、心理学、运筹学等技术与思想来模拟人类的一种技术手段。智能化技术具有逻辑思维、推断思维与自主决策能力，以实现更加精准更加可靠的控制目标。智能化技术研究的本质目标是使机器能够站在人类的角度思考问题并进行学习与推理。当前在这机电一体化建设中智能化技术得到了充分的重视，数控机床与机器人就是人工智能在机电体化中的应用体现。

（二）网络化

网络技术在20世纪末得到了迅猛的发展，同时也给世界带来了重大的变化，并对机电一体化技术产生了深远的影响。伴随着网络技术的不断发展，基于网络技术所出现的远程监视与控制技术如雨后春笋般地出现，通过以太网技术与现场总线技术[4]，能够形成现场控制网络，促进了经济发展、社会建设以及机械生产的各个方面。现如今机电一体化设备都配备了以太网接口，能够直接的连入内部局域网中，实现制造过程的全程监控。

（三）模块化

机电一体化的产品能够分为机械、电子与软件三方面，模块化技术共存于这三者之间。模块化技术能够降低产品的生长周期，减少产品的开发与生产成本，也能够提升零件在不同产品之间的通用度，强化产品的可扩展性、可装备性与可维修行。

四、机电一体化技术在钢铁行业中的应用

（一）智能化控制系统

钢铁行业在制造与生产中具有大型化、连续化与高速化的特点，在钢铁行业中使用传统的控制方式，已经无法适应现阶段技术與市场上的需求，因此需要应用智能控制技术。智能控制技术主要包含了专家系统、神经网络与模糊控制等技术，能够用于钢铁行业中的产品设计、产品生产、产品控制与质量诊断等方面。例如高炉控制系统，炼钢-连铸-轧钢综合调度系统等。

（二）分布式控制系统

分布式控制系统是将一台计算机作为中央指挥计算机，控制若干现场监控计算机与智能控制单元。在生产过程中通过计算机来集中地进行管理、监视操作与分散控制，以实现钢铁行业生产过程中的全程监控。并且实现实时调度、在线优化以及生产计划的统计管理。分布式控制系统的控制功能具有多样化、便捷性的特点，能够对系统的功能进行拓展，并且便于维护，具有较高的可靠性与稳定性。分布式控制系统与集中控制系统相比，具有更多的功能，更加稳定的性能，是钢铁行业中大型机电一体化产品的主要发展方向。

（三）计算机集成制造系统

钢铁行业中的计算机集成制造系统能够实现管理人员与生产经营、生产管理生产过程控制的一体化。从原料进厂，生产加工，再到产品发货的全流程进行一体化控制[5]。当前大型的钢铁企业已经基本上实现了全程自动化管理，但是计算机集成制造系统会造成自动化孤岛的情况，缺乏资源信息的共享与生产过程的统一管理，在现代化的钢铁生产中无法满足生产过程中的各项需求。所以计算机集成控制系统在钢铁行业中的发展趋势，是将全部的生产经营、生产管理与