2016年機(jī)電一體化畢業(yè)論文

1、西安科技大學(xué)論文姓 名：XXX專 業(yè)：機(jī)電一體化論文題目：淺談機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用研究指導(dǎo)教師：2016年4月 24日摘要機(jī)電一體化是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。 此簡述機(jī)電一體化技術(shù)的基本情 況和發(fā)展背景 , 綜述國內(nèi)外機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀 , 分析機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展 趨勢。關(guān)鍵詞： 機(jī)電一體化 技術(shù) 現(xiàn)狀 發(fā)展趨第一篇：什么是機(jī)電一體機(jī)電一體化”？它的來源是什么？*4一體化技術(shù)基本概念*4體化技術(shù)五大組成要素與四大原則：*4第二篇：機(jī)電一體化發(fā)展歷程及其趨勢一體化”的發(fā)展歷程 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *

2、* 6 一體化”發(fā)展趨勢* * * * * * * * *6 的機(jī)電一體化產(chǎn)品*7發(fā)展“機(jī)電一體化”而臨的形勢和任務(wù)*7 第三篇：機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用* *12 第四篇：機(jī)電一體化中的接口技術(shù)* *17 第五篇：機(jī)電一體化系統(tǒng)抗干擾問題的探討*20結(jié)論2121參考文獻(xiàn)引言現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，極大地推動了不同學(xué)科的交叉與滲透， 導(dǎo)致了工 程領(lǐng)域的技術(shù)革命與改造。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅 速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由機(jī)械電氣化'邁入了機(jī)電一體化”為特征的發(fā)

3、展階段。第一章機(jī)電一體化概要機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能 上引進(jìn)電子技術(shù)，將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計(jì)及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總 稱。機(jī)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(xué)科，隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為：機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的 觀點(diǎn)出發(fā)，綜合運(yùn)用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息 技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技 術(shù)等群體技術(shù)，根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo)，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(shí)現(xiàn)特定功能價(jià)值，并使整個(gè)系 統(tǒng)

4、最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng) 或機(jī)電一體化產(chǎn)品。因此，機(jī)電一體化”涵蓋 技術(shù)”和 產(chǎn)品”兩個(gè)方面。只是，機(jī)電一體化技 術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù)，而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù) 以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械 電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化， 仍屬傳 統(tǒng)機(jī)械，其主要功能依然是代替和放大的體力。 但是發(fā)展到機(jī)電一體化后，其中 的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外， 還能賦予許多新的功能，如 自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。 即機(jī)

5、電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具 有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別第二章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展“機(jī)電一體化 ”這個(gè)詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì) 60 年代末作商業(yè)注冊時(shí) 最先創(chuàng)用的。當(dāng)時(shí)及 70 年代，人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。 國內(nèi)早期將 “機(jī)電一體化技術(shù) ”與“機(jī)械電子學(xué) ”并用，近年來 “機(jī)電一體化 ”更流行使 用。80 年代，信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高，為更高級的機(jī)電 一體化產(chǎn)品所采用， 典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、 工業(yè)機(jī)器人和汽車的電 子控制系統(tǒng)等。 微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后， 使機(jī)械

6、電子系統(tǒng)在高 度控制、排氣控制、振動控制和保險(xiǎn)氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫， 連洗衣機(jī)和其他消費(fèi) 品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。 這樣， 對機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法的探索、 成型 和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計(jì)和控制的實(shí)施日顯重要。 此外，光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電 一體化，產(chǎn)生了 “光機(jī)電一體化 ”的新領(lǐng)域。進(jìn)入 90 年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣 遙控和虛擬現(xiàn)實(shí)多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計(jì)算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益 普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用， 有的在性能上更是多用途的， 尤其是微傳感 器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展， 和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法

7、以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體 化微型化方法的結(jié)合， 開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點(diǎn)的機(jī)電一體化新分支 “微機(jī)電一體化 ”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個(gè) 組成部分。之后，機(jī)電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進(jìn)入了 21世紀(jì)。機(jī)電一體化是機(jī)械、 、控制、機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā) 展和進(jìn)步有賴于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展， 其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、 智能化、 模 塊化、化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化1. 數(shù)字化微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)， 如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和 機(jī)器人； 而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起， 為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路， 如虛擬設(shè)

8、 計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。 數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、 易操 作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。 數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、 診斷和修復(fù)。2. 智能化 智能化是 21 世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī) 電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng) 用。這里所說的 “智能化 ”是對機(jī)器行為的描述，是在控制理論的基礎(chǔ)上，吸收人 工智能、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思 想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力， 以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然，使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人完

9、全相同的智能， 是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品 賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。3. 模塊化 模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁 多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體 化產(chǎn)品單元是一項(xiàng)十分復(fù)雜但又是非常重要的事。 如研制集減速、 智能調(diào)速、 電 機(jī)于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以 及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。這樣，可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品， 同時(shí)也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。 這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)， 以便各部件、 單元的匹配和接 口。由于

10、利益沖突， 近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn)， 但可以通過組建一 些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定， 無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè)， 規(guī) 模化將給機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。4. 網(wǎng)絡(luò)化20 世紀(jì) 90 年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起 和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來 了巨大的變革。 各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、 生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。 機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來， 只要其功能獨(dú)到， 質(zhì)量可靠， 很快就會暢銷全 球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及， 基于網(wǎng)絡(luò)的各

11、種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾， 而遠(yuǎn)程控 制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品。 現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò) 化已成大勢，利用家庭網(wǎng)絡(luò)（home net）將各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的 計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng) （computer integrated appliance system, CIAS，） 使人們在家里 分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。 因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向 發(fā)展。5. 人性化機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智 能、情感和人性顯得愈來愈重要， 機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外， 還要求在 色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品

12、，對人來說還是一種享受，如家 用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化 。6. 微型化微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)（Micro Electronic Mechanical Systems，簡稱 MEMS）是指可批量制作的，集微型 機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電 源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自 1986 年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微 探針，1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來，國內(nèi)外在 MEMS 工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開發(fā)出各種 MEMS 器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力

13、傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺傳感器） ， 各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以 及微機(jī)器人等）。7. 集成化集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化 與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為 了實(shí)現(xiàn)多品種、 小批量生產(chǎn)的自動化與高效率， 應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。 首 先可將系統(tǒng)分解為若干層次， 使系統(tǒng)功能分散， 并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)， 然后再通過軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。8. 帶源化是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電 池。由于在許多場合無

14、法使用電能， 因而對于運(yùn)動的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 自帶動力 源具有獨(dú)特的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。9. 綠色化 技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來資源減 少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護(hù)環(huán)境，回歸，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展， 綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、 舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和 人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán) 境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。第三章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢1 數(shù)控機(jī)床目前我國是全世界機(jī)床擁有量最多的國

15、家（近 320 萬臺），但數(shù)控機(jī)床只占 約 5 且大多數(shù)是普通數(shù)控（發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占 10 ）。近些年來數(shù)控機(jī)床為 適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展，在以下幾個(gè)技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。（1）高速化 由于高速加工技術(shù)普及，機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有30004000r/min提高到800010000r/min；銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由 4000 8000r/min提高到1200040000r/min以上；快速移動速度由過去的 1020m/min 提高到48m/min, 60m/mni, 80m/min, 120m/min;在提高速度的同時(shí)要求提高 運(yùn)動部件起動的加速度，由過去一般機(jī)床的（重力加速

16、度）提高到 2G,最高 可達(dá)15G;直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用，主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。（ 2）高精度化數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的提高到左右； 亞微米級機(jī)床達(dá)到左右； 納 米級機(jī)床達(dá)到；最小分辨率為1nm （）的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高， 納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度，插補(bǔ)前多程序預(yù)讀，大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量，并可進(jìn)行自動 拐角處理等。（ 3）復(fù)合加工，新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)如5軸 5面體復(fù)合加工機(jī)床， 5軸 5聯(lián)動加工各類異形零件。同時(shí)派生出各 種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu)， 包括 6軸虛擬軸機(jī)床， 串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等， 采用特殊機(jī)械結(jié) 構(gòu)，數(shù)控的特殊運(yùn)算方式

17、，特殊編程要求。（ 4）使用各種高效特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床 “如虎添翼 如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑， 在轉(zhuǎn)深孔時(shí) 大大提高效率。加工剛件切削速度能達(dá) 1000m/min，加工鋁件能達(dá)5000m/min。（ 5）數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求， 它不僅是提高 數(shù)控機(jī)床開動率、 生產(chǎn)率的必要手段， 而且是企業(yè)合理化、 最佳化利用這些制造 手段的方法。因此，計(jì)算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工 程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來，這必然成為 21 世紀(jì)制造業(yè)發(fā) 展的一個(gè)主要潮流。2. 自動機(jī)與自動生

18、產(chǎn)線在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、 自動生產(chǎn)線及各種自動 化設(shè)備，是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如：200080000瓶/h的啤酒自動生產(chǎn)線/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線；各種高速香煙生產(chǎn) 線；各種印刷包裝生產(chǎn)線；郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線；易拉罐自動生產(chǎn)線； FEBOPP 型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等， 這些自動機(jī)或生產(chǎn)線中廣 泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。 如可編程序控制器， 變頻調(diào)速器， 人機(jī)界面 控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平，比 10多年前 躍升了一大步，其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì) 80 年

19、代后期的水平。 使用這些自動機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多， 對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的 需求也越來越多。3. 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢 以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、 網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個(gè)性化信息技術(shù)革命，不僅深刻地影響著全球的科技、經(jīng)濟(jì)、 社會和軍事的發(fā)展， 而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。 專家預(yù)測， 機(jī)電 一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）光機(jī)電一體化方向一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源（下轉(zhuǎn)第 80 頁）（上接第 81 頁） （動力）系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù)，利用光學(xué) 技術(shù)的先天特點(diǎn)， 就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體

20、化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、 能源系統(tǒng)和信息 處理系統(tǒng)。（2）柔性化方向未來機(jī)電一體化產(chǎn)品，控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的 “冗余度 ”，有較強(qiáng)的 “柔性”， 能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計(jì)成 “自律分配系統(tǒng) ”。在這系統(tǒng)中，各子系統(tǒng)是相 互獨(dú)立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時(shí)具有本身的 “自律性 ”，可根據(jù)不同環(huán) 境條件做出不同反應(yīng)。 其特點(diǎn)是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息， 在總 的前提下，具有“行動”是可以改變的。 這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的能力 （柔性）， 又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個(gè)系統(tǒng)。（3）智能化方向今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品 “全息 ”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這主 要得益于模糊技術(shù)

21、與信息技術(shù)（尤其是軟件及芯片技術(shù)）的發(fā)展。第四章 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵中應(yīng)用 在鋼鐵企業(yè)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)是以微處理機(jī)為核心，把微機(jī)、工控機(jī)、數(shù) 據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來，采用組裝合并方式，為實(shí)現(xiàn)工 程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件， 增強(qiáng)系統(tǒng)控制精度、 質(zhì)量和可靠性。 機(jī)電 一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：1. 智能化控制技術(shù) (IC)由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、 高速化和連續(xù)化的特點(diǎn)， 傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了 難以克服的困難， 因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。 智能控制技術(shù)主要包括專 家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等， 智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)

22、、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個(gè)方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車 間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼 連鑄 軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。2. 分布式控制系統(tǒng) (DCS) 分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計(jì)算機(jī)和 智能控制單元。 分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、 三級的或更多級的。 利用計(jì)算機(jī) 對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術(shù)的，分布式控 制系統(tǒng)的功能越來越多。 不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程控制， 而且還可以實(shí)現(xiàn)在線最優(yōu) 化、生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)調(diào)度、生產(chǎn)計(jì)劃統(tǒng)計(jì)管理功能，成為一種測、控、管一體化的 綜合系統(tǒng)。D CS具有特點(diǎn)控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方 便、可

23、靠性高等特點(diǎn)。D CS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具 有連鎖保護(hù)功能， 采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施， 使系統(tǒng)可靠性高。 分 布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比， 其功能更強(qiáng)， 具有更高的安全性， 是當(dāng)前 大型機(jī)電一體化系統(tǒng)的主要潮流 。3. 開放式控制系統(tǒng) (OCS)開放控制系統(tǒng)(Open Control System是目前計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié) 構(gòu)體系概念。 “開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持， 按此標(biāo)準(zhǔn) 設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換， 且資源共享。 開放控制系統(tǒng) 通過通信使各種控制設(shè)備、管理計(jì)算機(jī)互聯(lián)，實(shí)現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集

24、 成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)， 實(shí)現(xiàn)測量與控制一體化。4. 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) (CIMS)鋼鐵的 CIMS 是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、 生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體， 用以實(shí) 現(xiàn)從原料進(jìn)廠， 生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個(gè)生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。 目 前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過程自動化， 但這種 “自動化孤島 ”式的單機(jī)自動化缺乏 信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理， 難以適應(yīng)鋼鐵生產(chǎn)的要求。 未來鋼鐵企 業(yè)競爭的焦點(diǎn)是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，及時(shí)交貨。為了提高生產(chǎn)率、 節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu) 化，關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理，獲取必須的

25、效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等 一些大型鋼鐵企業(yè)在 20 世紀(jì) 80 年代已廣泛實(shí)現(xiàn) CIMS 化。5. 現(xiàn)場總線技術(shù) (FBT) 現(xiàn)場總線技術(shù)是對自動化領(lǐng)域的一場變革。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng) 濟(jì)實(shí)用，已成為當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點(diǎn)之 。目前，新建的連鑄機(jī)已經(jīng)開始 使用現(xiàn)場總線技術(shù)。 現(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、 雙向 傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?，F(xiàn)場總線的含義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元，現(xiàn)場 儀表仍然是一對一模擬信號傳輸。 現(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn) 場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)， 把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設(shè) 備。(2) 互操作性互操作性的含義是來自不同制造廠的現(xiàn)場設(shè)備， 不僅可以相互通信， 而且可 以統(tǒng)一組態(tài)，構(gòu)成所需的控制回路，共同實(shí)現(xiàn)控制策略。(3) 分散功能塊現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)廢棄了分散型控制系統(tǒng)(DCS)的輸入/輸出單元和 控制站，把 DCS 控制站的功能塊分散給現(xiàn)場儀表，從而構(gòu)成虛擬控制站。例如 流量變送器不僅具有流量信號變換、補(bǔ)償和累加輸入功能塊，而且有 PID 控制 和運(yùn)算功能塊。(4) 通信線供電現(xiàn)場總線的常用傳輸線是雙絞線， 通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信 線上