浅谈机电一体化在多晶硅生产中的应用

13-浅谈机电一体化在多晶硅生产中的应用目录1机电一体化的介绍及其发展……………41.1机电一体化的介绍……………41.2机电一体化的发展……………42多晶硅的发展及其介绍……………61.1多晶硅的发展……………61.2多晶硅的介绍……………63机电一体化在多晶硅生产中的应用前景……………73.1多晶硅生产为何要引进机电一体化…………………73.2机电一体化的发展趋势………………7总结…………………10致谢…………………11参考文献……………12摘要机电一体化技术和产品的发展，是实现高效、安全、机械化生产多晶硅的重要途径。随着机电一体化在多晶硅行业的快速发展，它对多晶硅系统产生了很大冲击，采用机电一体化产品将大大改善多晶硅生产的劳动强度、工作环境及安全系数，同时在降低能耗、保证安全生产方面也实现了特定价值。关键字：机电一体化;多晶硅;1机电一体化的介绍及其发展1．1机电一体化介绍机电一体化是指在机构得主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。机电一体化技术定义机电一体化又称机械电子学，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合，并综合应用到实际中去的综合技术。是现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，他的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。机电一体化技术的应用在现代机械制造业中的应用。传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。1.2机电一体化的发展机电一体化的发展过程机电一体化的发展过程大体可以分为三个阶段。初级阶段20世纪60年代以前为初级阶段。在这一时期，人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。那时，研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。蓬勃发展阶段20世纪7080年代为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的出现，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：mechatronics一词首先在日本被普遍接受，大约到20世纪80年代末期在世界范围内得到比较广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。智能化阶段20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支;另一方面，对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。这些研究，使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。2多晶硅的发展及其介绍2.1多晶硅的发展众所周知,太阳能是一种“取之不尽，用之不竭”可再生资源。爱迪生早在1932年就说过，人们迟早将不得不从太阳直接获取能量作为主要能源的供应。随着时间的推移，直接从太阳光转换为电力将会引起人们越来越多的重视……硅材料是太阳能产业最重要的基础原材料，其中又以晶体硅材料为主。但随着近年来太阳能电池产量的显著增长，晶体硅材料开始出现短缺，并导致其价格不断上涨，严重制约了太阳能产业的发展。为了应对原材料不断短缺与价格不断上涨的压力，研究界与产业界积极通过扩展设备和引入新的制备工艺来提高晶体硅材料的生产能力。为此，多晶硅产业的迅速发展成为必然。2.2多晶硅的现状及发展多晶硅生产过程中，涉及到的危险化学品主要有硅粉、四氯化硅、三氯硅烷（三氯氢硅）、二氯硅烷（二氯二氢硅）、氢、硝酸、氢氟酸、氯化氢、氮、氩、氧化钙、氢氧化钠等。它们分别以液态、气态和固体存在，且在不同的状态下分别具有其相对应的物理、化学性质及危险、危害特性。危险、有害因素有各种各样的表现形式，但从本质上讲，其之所以能造成有害后果，主要是存在能量、有害物质失去控制两个方面的综合作用，并导致能量意外释放和有害物质泄漏、挥发的结果。因此，存在能量、有害物质和能量、有害物质失去控制，是危险因素产生的根本原因。生产设备和技术的改善可以帮助企业降低危险因素，提高工作效率，降低生产成本。这就需要企业研发、应用机电一体化技术3机电一体化在多晶硅生产中的应用前景3.1多晶硅生产为何要引进机电一体化由于客观上存在着不安全因素及各种社会因素和环境条件的影响，以及人的不安全行为是诱发事故发生的基本原因。如何保护企业工人的安全成为企业的首要考虑因素，机电一体化在多晶硅生产中的应用就显得尤为重要，表现在：第一，生产设备密闭化，保证设备的密闭性，使有毒物质不能散发出来造成危害；隔离操作或自动控制。将操作室与生产设备隔离开。第二，用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的故土难离死守故业问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。最后，机电一体化技术是众多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。3.2机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此,机电一体化的主要发展方向如下一、智能化智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设者的研究日益得到重视，机器人与数控机床的智能化就是重要应用。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、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。二、绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。三、系统化系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232外，还有RS485、DCS人格化。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、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，研制各种机电一体化产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。四、模块化模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势,是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准,以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。显然，从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定，无论是对生产标准机电一体化单元的企业，还是对生产机电一体化产品的企业,模块化将给机电一体化企业带来美好的前程。五、人性化人性化机电一体化产品的最终使用对象是人如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈(，)重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受机电一体化技术的应用在现代机械制造业中的应用。传统机械制造业是建立在规模经济的基础上，靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它强调资源的有效利用，以低成本获得高质量和高效率，其生产盈利是靠机器取代人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导，采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业，其特征是全球化、网络化、虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展，充分利用电子计算机技术，使制造技术提高到新的高度。结论随着机电一体化技术的发展，多晶硅产品与装置实现机电一体化，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。致谢首先感谢江苏中能硅业科技发展有限公司给我提供了这么好的岗位以方便我更好地完成我的毕业论文感谢我的爸爸妈妈，养育之恩，无以回