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机电一体化的定义范文1
[关键词]暂态稳定计算 潮流计算 软件
O引言
暂态稳定计算对于电力系统分析具有十分重要的意义，是电力系统规划设计与运行管理中必不可少的重要环节。无论是在电力系统的实时运行分析中，还是在离线的电力系统规划中，以及在网络的最优运行决策中，暂态稳定计算都起着无法替代的作用。而暂态稳定计算一直以来在中小型地区电网中无法开展，直接原因是缺乏方便实用的软件支撑。本文结合省地一体化暂态稳定分析程序的基本功能，介绍了在荆门地区电网的应用情况，说明了软件对提升地区电网安全分析能力的重要作用。
1软件基本情况介绍
目前湖北地区省调与地调推广使用的是省调与南瑞继保电气有限公司合作开发的省地一体化暂态稳定分析程序(TSCP版)，该软件能方便的进行图形化建模，能实现省地两级数据共享。该软件的主要功能分潮流计算、稳定计算和无功优化计算分析的功能，而在地区电网中当前应用最多的是潮流计算分析功能，对于日益壮大的电网，方便快捷的潮流计算为系统安全稳定运行提供了保障。本文就该软件的具体功能及应用情况做简单的分析。
1.1软件的基本组成
省地一体化暂态稳定分析程序(TSCP版)基于Windows操作系统，可以完成电网系统中各种运行方式下的潮流计算、暂稳仿真计算及无功优化计算，旨在增加电网运行工程师、设计工程师可维护数据量的同时减少其手动操作过程，减轻其工作负担、提高系统分析效率。
电力系统安全稳定仿真软件包(TScP版)由以下部分组成：
(1)TSCP计算程序：基于PSASP模型的暂态稳定计算程序；
(2)NRSCP：系统数据管理工具；
(3)TSC潮流图形工具：DrawGraph；
(4)OPF无功优化程序；
(5)PSASP2TSCP：PSASP数据库到TSCP数据文件转换工具；
(6)TSCP2PSASP：TSCP数据文件到PSASP数据库转换工具；
(7)潮流报表工具：NRVPfBrowser以报表方式详细查看潮流分析结果；
(8)仿真曲线查看工具：暂稳仿真分析的曲线可视化工具；
(10)NRFlowchart：潮流图形输出工具；
(11)省地数据合并工具。
1.2软件的基本功能的实现
1.2.1计算数据库的建立
省地一体化机电暂态分析程序(TSCP版)初始系统数据库是通过直观的潮流图形工具创建的。利用该图形工具可以创建属于本区域内所有厂站单线图及地理接线图。厂站单线图描绘的是一个发电厂或变电站电力设备信息及其间的连接关系，包含有母线、变压器、发电机、负荷、电容器、电抗器及交流线等一些电气元件的参数数据；地理接线图描绘的是一个系统或子系统所包含厂站的位置信息及厂站的联络关系。图形化操作界面，操作简单、方便，也正是该程序的优点所在。
在潮流图工具中绘制厂站单线图有两种方式：一是导入已有的PSASP模型数据(即导入模型绘图方式)，二是在潮流图工具中从零开始新建系统数据库(即新建系统绘图方式)。
1.2.2方式潮流计算、暂稳仿真计算
第一步：潮流图形工具保存系统运行方式
用“方式”菜单的“保存方式”或“方式另存为”子菜单，将潮流图形中系统的当前运行方式进行保存或另存为一个新的运行方式，同时导出PASAP模型文件，模型文件导出时，每一个方式对应一个文件夹，文件夹名称与方式名称同名，同时在该方式文件夹中生成了由数据库导出的潮流pf.dat、稳定st.dat及参数lib.dat的三个模型文件。这里需要注意的是若在保存或另存方式时，有报错对话提示或文件夹中无上述三个文件生成，则表示在所绘制的厂站单线图中存在错误或是不合理的地方需检查修改。
第二步：系统数据管理工具加载方式
方式建立完成后，在NRSCP系统数据管理工具中，鼠标右键点击方式所属工程的名称，选择菜单中的加载方式，在弹出的对话中选择需要加载的方式文件夹名字，点击确定即可完成本方式加载工作。
在NR36节点下加载全接线方式后的视图：其中pf.Dat潮流文件，是潮流计算必须有的文件，潮流Df.Dat、稳定st.dat、参数lib.dat及故障Isd.1sd四个文件是稳定计算时必须有的文件。
第三步：系统数据管理工具方式潮流计算、暂稳仿真计算
①方式潮流计算
在NRSCP系统数据管理工具中，本方式所属工程视图内，鼠标右键点击需要计算的方式，选择菜单中“潮流计算”，即可完成该方式下的潮流计算。计算完成后，将会在本方式下，生成潮流计算结果文件pf.LFO，可以直接双击打开查看潮流计算结果信息，也可以通过点击鼠标右键选择菜单中“查看TSC潮流报表”，用潮流报表工具打开查看，该工具中包含了潮流结果基本信息与潮流结果统计信息，在潮流结果基本信息中可以根据需要设置重要母线、线路及变压器断面。
若本次潮流计算失败，可以通过在本方式下，生成的pf.log直接双击查看。
②方式暂、稳仿真计算
在进行方式暂、稳仿真计算之前，需要先通过暂、稳仿真设置编辑工具(NRSimEditor)，进行各种故障卡(比如母线故障、母联开关三相拒动、开关拒动线路故障、同杆并架线路异名相故障等等严重故障)及输出断面设置。故障卡设置方法与大部分计算程序大同小异；输出断面根据需要设置，需注意的是发电机参考机要选择本方式下运行的平衡机。暂、稳仿真设置编辑工具(NRSimEditor)可以通过本方式下故障文件直接打开设置，也可以直接加载已有的故障文件。
故障卡设置后，即可开始暂、稳仿真计算，具体操作步骤与潮流计算大致相同，仅需在菜单选择是将“潮流计算”换成“暂、稳仿真计算”即可。计算完成后，同样也会在本方式下，生成仿真结果文件pf.STD，可以直接双击打开查看暂、稳仿真计算结果信息，也可以通过点击鼠标右键选择菜单中“查看TSC仿真曲线”，用仿真曲线查看工具打开查看。在仿真曲线工具中将显示出前面在暂、稳仿真设置编辑工具中所设置各输出断面信息，查阅起来相当方便。
1.2.3省地数据合并
其实现过程为：地调组建本区域子系统数据与省网所建立的数据利用省地数据合并工具与省网系统并接，然后 通过并接后的数据进行前面所述的安全稳定计算分析。
这样省网系统对所关心的问题进行分析；地调对本地系统进行分析，通过省调与地调间的协调与协作，实现系统电网和区域电网的安全稳定分析。
2软件应用实例
荆门地区电网110kV系统均为环网布置开环运行，在某条110kV线路检修时，经常需要将110kV变电站负荷由一个220kV变电站转移到另一个220kV变电站。为避免短时停电带来的不良影响，不得不采取短时电磁合环进行倒闸操作。一直以来，调度员在进行类似操作之前均是凭经验操作，没有考虑过控制措施，EMS系统在线潮流计算应用功能存在缺陷无法正常使用。
通过省地一体化暂态稳定分析程序，设定相关负荷参数后可以快捷简单的进行潮流分析计算，从而得出合环控制措施。下面以220kV南桥变与220kV胡集变通过110kV胡满线短时合环进行分析计算。
从数据来看当胡集变与南桥变通过胡满线合环时，胡集变将转移13％功率至南桥变，220kV线路层面功率相应增加。
从数据可以得出以下结论：
(1)若220kV胡集变l号变跳闸，将转移26％功率至南桥变，潮流流向通过胡满线流向胡集变，从数据上来看，南满线已经过载，按LGJ-240导线考虑，输送功率在100MW。计算得出合环前应控制胡集变、南桥变及南满线下网功率之和在253MW。
(2)若南双线、双胡线跳闸，胡集变按正常比例转移至南桥变，对其他线路潮流影响不大。
结论：该方式下合环前，应控制胡集变、南桥变及南满线下网功率之和不大于253MW。
如果没有通过程序计算分析，在地区电网调度运行中根本无法提出控制措施，对于当前联系日益紧密的电网来说，会存在系统安全隐患。
通过该软件，在丰大方式下对荆门地区10个可能的110kV环网进行了计算分析，每种方式下均提出了控制措施，有利于倒闸操作时的调度风险控制。
机电一体化的定义范文2
随着我国信息技术、科学技术等的发展，机电一体化系统的发展成为一种必然的发展结果，而信息技术支持下的机电一体化，促进了传统产品朝着智能化、网络化、自动化等生产方向发展。机电一体化产品是机电一体化技术的承载者，同时也是机电一体化信息技术的体现者，在产品概念设计中，MCD机电一体化系统的应用，有重要的意义。产品概念设计的设计方法，对产品设计非常重要，概念设计也是产品设计中的关键，将机电一体化系统应用在产品概念设计中，可以提高产品设计的理论化、规范化、智能化、网络化等。在产品概念设计中，因为机电一体化产品的设计具有复杂性，很多产品设计理论虽然可以对产品概念设计起到一定的作用，但是这些设计理论也为产品概念设计的机电一体化进行了限制。概念设计是产品设计中最为重要的环节，影响着产品设计的质量，为了提高设计质量，需要建立产品概念设计机电一体化设计理论，在良好的产品概念设计方案下，完成产品的机电一体化概念设计。公理化设计理论、PFD理论等，在产品的创新设计中，发挥着巨大的作用，从MCD机电一体化自身的特性进行分析，在产品概念设计中，建立完成的、系统的产品概念设计的理念、方法、方案，可以促进产品概念设计的进行，实行产品的机电一体化创新设计。在产品概念设计中，MCD机电一体化设计，为产品的创新设计提供理论、方案等，促进产品概念设计创新等。
2基于MCD机电一体化产品概念设计的可操作性
科学技术的发展推动了机电一体化的进行，也为工程信息技术行业的发展创造了有利的条件。在机械生产、加工、制造等行业中，机电一体化的形成和应用，使其发生了翻天覆地的变化，机电一体化主要是将主功能、动力功能、处理功能等有效的结合在一起，并引入电子信息技术，实现电子设计、软件、设备等的结合。当前的机电一体化并没有形成一个统一的定义，这主要是因为机电一体化自身具有复杂性，涉及到很多领域的知识、技术等，MCD机电一体化，主要是机电一体化方案，在产品的设计中，应用MCD机电一体化系统，结合机械工程、电子技术、计算机技术等，形成科学性、复杂性、融合性等特点为一体的产品设计系统，充分的利用它的功能，完成产品概念设计。为了研究基于MCD机电一体化产品概念设计的可操作性，我们针对产品的MCD机电一体化概念设计的内涵进行分析。概念设计是产品设计中最复杂、重要的部分，是实现从无到有、从模糊到清晰的一个过程，在信息技术、智能技术等的支持和应用下，概念设计取得了新的发展成果。应用MCD机电一体化进行产品概念设计，主要分为产品概念设计的规划、概念设计、详细设计、改进设计等，不同的环节中，有不同的子模块组成部分，例如在概念设计中，分为功能设计、原理设计、功能分析等等。将MCD机电一体化应用于产品概念设计中，需要借助各种信息库确定MCD机电一体化方案，然后进行产品概念设计。MCD机电一体化系统的交换频率非常高，抗干扰能力强，在进行产品概念设计中，系统误差小，结构功能非常强，将其应用在产品概念设计中，可以保证产品设计的实用性、可靠性、稳定性、规范性、经济性，同时也有安全性和可操作性。为了研究研究MCD机电一体化在产品概念设计中的可操作性，我们以其在传感器概念设计中的应用进行分析。在进行产品概念设计时，先进行系统的划分，对传感器的功能、性能等进行分析，然后检验传感器子系统的传感器的功能载体，了解传感器的类型和用途，最后采用MCD机电一体化中的信息处理系统，对传感器设计中的相关信息进行处理和控制，完成信息的分析、处理之后，进行MCD机电一体化产品概念设计。互感器等产品的MCD机电一体化设计制造，是一个复杂的过程，其中包含了很多的子系统和子环节，每一个过程都比较的繁琐，稍有差错和偏差，就会造成设计制造的失败，而且产品的设计需要很长的时间，设计制造中使用的材料价格很高，所以在产品的概念设计中，如果出现差错，就会造成严重的损失。在使用MCD机电一体化进行产品概念设计中，一定要对产品的概念设计理论、方法、方案等进行仔细的审核。概念设计是中最为重要的是方案设计，要确定MCD机电一体化产品方案，需要将前面的各项工作的理论等加入其中形成一个逻辑思维，在计算机技术、网络技术等的支持下，基于MCD机电一体化的产品概念设计，具有可行性。
3小结
机电一体化的定义范文3
关键词：机电一体化；传感器；检测技术
中图分类号：TP212 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 06-0100-01
目前，我国在传感器上的研制与传感检测技术的应用已经有所成就，但是与外国的很多先进技术还具有很大的差距。机电一体化是现代科技发展下的产物，它在各个领域都有所应用，并且起着非常大的作用。本文主要介绍传感器与检测技术的基本概念，和传感器检测技术在机电一体化系统中的具体应用及发展趋势。
一、传感器与机电一体化的介绍及联系
（一）传感器的概念
在工程作业中，能按照固定规律将一种量转换成同种或者不同种量值并且传输出去的工具，我们称它为传感器。传感器和人类的器官有相同点，并且在人类器官上有所延伸。在信息化的社会中，人们通常也利用传感器检测力、压力、速度、温度、流量、湿度、生物量以及更多的非电量信息来促进生产力的发展。
（二）机电一体化的简介
日本机械振兴协会经济研究所对机电一体化提出的解释在国际上被首次认可，也可以说是机电一体化的初步定义，“机电一体化是在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机融合而成的系统总称”。从它的定义上能看出，机电一体化技术涉及到了很多方面，例如，机械制造技术、测试技术、人工智能技术、微电子技术等等。
（三）传感器与机电一体化的联系
传感器技术在机电一体化中起到非常关键的作用，它不仅能控制机电一体化系统的正常运作，还能在各种程度上为机电一体化提供相关运作的信息。在具体的操作上，传感器主要的作用是检测机电一体化系统自身、操作对象以及作业环境。从此可以看出，克服种种自身与环境带来的影响，并且能够准备，快捷的获取到所需的信息，才能使机电一体化系统的工作效率提高。所以，没有传感器对信息精确、快速的处理，就没有机电一体化的高水平工作效率。机电一体化在某种程度上带动了自动化技术的发展，而传感器技术水平的高低，很大程度上影响着机电一体化的自动功能，传感器技术水平越高，自动化水平就越高。
二、传感检测技术在机电一体化中的具体应用
（一）机器人需要传感器
机器人是自动化科技的代表产物，它的自动化程度在某些方面实现了很大的突破。它之所以具备良好自动化功能，在操作中能够准确无误，其中主要原因是传感器的作用。传感器在机器人内部感知到自身、外部或者操作对象的状态，从而对信息进行处理，比如，速度、加速度、方向、位置等等。
（二）机械加工过程的传感检测技术。
1.切削过程和机床运行过程中的传感技术应用
切削过程中，传感器的主要作用是对提高切削过程的效率、制造成本和对金属材料的切割的检测。传感器通过对切削力、切削过程振动、切削过程的声音发射和切削过程中电机的功率等传感参数的检测，来对切削过程中的切削力、振动的变化进行有效的辨识。在机床的运行方面，传感器的主要是对驱动系统、温度的监测与控制、轴承和回转系统以及安全性进行跟踪检测，其检测结果具体有机床故障停留时间、工件的粗糙程度、加工过程中的准确度和精度、液的流量和机床的运行状态等传感参数。
2.工件加工过程的传感
对工件的过程监视是传感器在工程与研究中最早的应用，同时在此中也是应用最广泛的，但在很早的时候传感器技术在工件制作的过程中只起到对质量的监控，直到20世纪80年代，传感器才同时应用在工件的识别和安装位置上。主要表现在检测用来加工工件的工作过程是否符合工件加工的标准程序、即将被加工的工件是否是当前要求被加工的工件、工件所安装的具置是否是当前工件要求安装的位置。
（三）传感器在数控机床上的应用
数控机床的主要工作过程是利用数控技术中的数字信号对机床的工作过程进行控制，也就是说将刀具的具体运行过程与路线以数字信号的形式记录下来，然后经过系统的识别发出信号，使机床上的工件与刀具产生相对运动，从而加工出达到标准的零件。
三、传感检测技术的地位和作用
传感检测技术不仅是机电一体化中不可缺少的技术，也是实现自动控制、自动调节的关键环节。在很大程度上传感器的检测技术影响着自动化系统的质量。在一个自动化系统中，只有利用传感器的检测技术对各方面参数进行检查，才能使整个自动化系统正常的工作。在科技高速发展的今天，不论是生活中还是生产中都能利用到检测传感技术。例如，部分仪器设备、办公设备、家电中的计算机继承制造系统、CNC机床、大型发电机等等。在国防事业和装备武器上，传感检测技术同样有着重要的作用。可以看出，传感检测技术在提高生产设备和系统安全经济运行监控检测手段、控制产品质量等方面都推动了社会生产力和科学技术的发展。总的来说，无论从宇宙到陆地，从陆地到海洋，从顶尖技术到基础知识，从复杂的大型自动化设备到社会中每个细节，传感检测技术都扮演着重要的角色。
四、我国传感器技术的发展方向
精度的发展：在原有的基础上研究出更加具有灵敏度、准确度、灵活性的传感器；可靠性的发展。传感器的抗温度性能、抗压力性能、抗干扰性能都是影响传感器可靠性的关键因素，所以我们应该注重这些因素，增强传感器的可靠性；微型化发展：努力开发出更好的材料与技术使传感器微型化的理想成为现实；节能性发展：传感器的工作是建立在电源的基础上的，既耗费能源又费时费力。所以我们应该努力研制出不靠电源的传感器。
总之，虽说目前我国在传感器上的研制与传感检测技术的应用已经有所成就，但是与外国的很多先进技术还具有很大的差距。所以，我们应该从研究手法和设备上做出提高，从而使传感器与检测技术在整体的运用上有所增强。
参考文献：
机电一体化的定义范文4
摘 要：近些年来，随着计算机和微电子技术的不断发展及其在机械工业领域的广泛应用，促进了机电一体化技术的快速发展。本文从对机电一体化的相关概念的介绍谈起，然后分别就机电一体化的现状和未来发展做具体介绍。
关键词：机电技术；机电一体化；现状；未来
一、机电一体化的定义
机电一体化又称为机械电子学，英文为Mechatronics，它是由机械学英文Mechanics的前半部分与电子学英文Electronics的后半部分组合而成。对机电一体化初步定义为：在机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成的系统的总称。它涉及机械制造技术、电子技术、信息处理技术、测试和传感器技术、控制技术、接口技术、计算机技术、伺服驱动等多种技术。
二、机电一体化的发展历程与现状
世界机电一体化的发展大体可分为三个阶段。第一阶段是20世纪60年代初，随着电子技术问世，机械技术与电子技术的结合就开始了；第二阶段是20世纪70至80年代，这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的高速发展，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；第三阶段在出现了半导体集成电路，尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后，机电一体化技术有了明显进展，引起了人们的广泛注意，各国均开始极大关注和支持机电一体化技术和产品。
我国从20世纪80年代初开始进行机电一体化的研究和应用，国务院成立了机电一体化领导小组并将其列为“863计划”，在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此带来的影响，结合国际机电发展方向，我国机电研究主要表现在三个方面。
1.数控技术方面。我国数控技术起步于1958年，到目前，已具有年产数控系统5000多套、主轴与进给装置10000多套的生产能力。近十年来，普通级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密级加工中心则从3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已开始进入纳米级0.01μm。
2.工业机器人方面。我国1986年将机器人的研究开发列入国家科技计划，现已掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统和软件编程技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人的关键元器件，并进入实用化阶段，开发出弧焊、点焊、喷漆、装配、搬运、注塑、冲压及能前后行走、爬墙、水下作业的多种机器人。目前，国内相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化制造技术，解决了工业机器人控制、驱动系统的设计技术，机器人软件的设计和编程等关键技术，还掌握弧焊、点焊及大型机器人自动生产线与周边配套设备的开发和制备技术。
3.计算机集成制造系统方面。我国经过多年的理论和技术准备，CIMS已经有了较快发展。目前，已在清华大学建成国家CIMS工程研究中心，在著名高校和研究单位建立了16个CIMS单元技术实验室和12个CIMS培训中心。2010年，全国已有近30个省市、30多个行业、500多家不同规模和类型的企业通过实施CIMS应用示范工程，取得了巨大的经济效益。当前，CIMS的进一步试点推广应用已经扩展到机械、电子、航空、航天、轻工、纺织、冶金、石油化工等诸多领域，正得到各行各业越来越多的关注和投入。
三、机电一体化发展趋势
1.绿色化。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，报废后能回收利用的产品。进入21世纪，机电一体化技术要能提供一种高性能、高原料利用率、低能耗、低污染、环境舒适和可回收的智能化机械产品，即提供一种能满足可持续性发展的“绿色产品”。
2.光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。引进光学技术后，实现光学技术的先天优点，能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
3.柔性化。柔性化是机电一体化产品的控制和执行系统有足够的“冗余度”，产品被设计成“自律分配系统”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
4.智能化。智能化是对机器行为的描述，是机电一体化技术发展的重要方向，即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。目前，专家系统、模糊系统、神经网络以及遗传算法，是机电一体化产品系统实现智能化的4种主要技术，它们各自独立发展又彼此相互渗透。随着制造自动化程度的不断提高，将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动。
5.生物软件化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物，当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。
6.模块化。机电一体化产品和技术可分为机械、电子和软件三大部分，模块化技术是这三者的共同技术。模块化技术可以减少产品的开发和生产成本，提高不同产品间的零部件通用化程度，提高产品的可装配性、可维修性和可扩展性等。融合机械、电子和软件三大部分的机电一体化模块代表了未来产品的发展方向。
7、微型化。当前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件；在技术结合上已研究出微机电系统，微机电系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术。当将这些成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
机电一体化的定义范文5
关键词：机电一体化；发展背景；趋势
【分类号】：TU855
前言：近些年来，随着现代科学技术的飞速发展，推动了不同学科的相互交叉与渗透，并引发了几乎所有工程领域的技术革命与改造。再加之微电子技术的飞速发展及其向机械工业的渗透，机械工业的技术结构、产品结构、功能、生产方式及其管理体系均发生了巨大变化，目前，关于“机电一体化”含义尚未取得统一的定义，较为普遍的提法是“日本机械振兴协会”经济研究所对机电一体化概念所做的解释：“机电一体化是在机械主功能、功力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。”随着生产和科学技术的发展，“机电一体化”还被不断地赋予新的内容。但其基本概念的含义可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，将机械技术、微电子技术、信息技术、控制技术、计算机技术、传感器技术、接口技术等在系统工程的基础上有机地加以综合，实现整个系统最优化而建立起来的一种新的科学技术。它使生产系统柔性化，机电产品智能化，极大地提高了生产效率。一场“机电一体化”革命蓄势待发。
一。机电一体化的发展背景
随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化产品有逐步取代传统机电产品的趋势，这完全取决于机电一体化技术所存在的优越性和潜在的应用性能。
（一） 使用安全性和可靠性提高
机电一体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，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。机电一体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，产品的故障率低，寿命得到了提高。
（二）生产能力和工作质量提高
机电一体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产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。
（三）使用性能改善
机电一体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。机电一体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实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体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，实现自动最优化操作
二.形势。
我国用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度我国用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。
我国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。在我国工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重。近年来我国的工业结构、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。
另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。
三.机电一体化的发展趋势
（一） 智能系统化
所谓智能系统化，是指机电产品系统体系结构进一步采用模式化和开放式的总线结构，机电系统各部分可以灵活组态，进行任意组合，这是机电一体化和传统机械自动化的主要区别之一。另外，机电产品的通信功能大大加强，局部网络开始被大范围地使用。总之，未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电产品开始往着生物系统化的方向发展。
（二） 微型化
未来的机电一体化将会高度融合微机械技术、软件技术和微电子技术，所以未来的机电产品系统能进行精细操作，在航空航天、生物医学和信息技术等领域都将有广阔的应用前景。
（三） 规范化
由于机电一体化产品种类繁多，研制和开发工作相当复杂，所以需要制定一系列标准来规范生产过程。在这种形势背景下，机电一体化开始向着规范化的方向发展，如此一来，不仅可以迅速开发新产品，而且还可以扩大生产规模。
（四）网络化趋势
计算机技术等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、工业生产等领域都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾，而远程控制的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已成大势，利用家庭网络将各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，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐，因此机电一体化产品朝着网络化方向发展是为大势所趋。
（五）绿色化趋势
工业的发达给人们生活带来了巨大变化。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。
（六） 集成化 集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
（七） 带源化 是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。 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，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
机电一体化的定义范文6
关键词：PLC;机电一体化;应用
科学技术的发展以及在实际生产中的应用，使得不同技术、不同学科之间相互促进，相互融合，对生产技术的发展与生产力水平的提高起着巨大的推动作用。PLC技术的出现，推动了机电一体化的发展，带动了生产技术、产品功能、生产方式、管理体系等多方面的变革，使机电一体化生产发生了天翻地覆的变化。
1.PLC概述
1.1 PLC的定义
PLC是一种电子装置，它是专门为在工业环境下应用设计的，它采用可以编程的存储器，用来在其内部储存执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数等操作指令，并能通过数字式或者模拟式的输入和输出控制各种类型的机械生产、生产过程。
1.2 PLC的构成
PLC的基本组成包括中央处理器（CPU）、存储器（系统程序储存器、用户程序储存器、数据储存器）、接口（输入接口、输出接口、外部设备接口扩展接口等其他接口）、外部设备编程器、电源模块。不同的组成部分具有自己的特点，在实际运行中发挥着重要的作用。
1.3 PLC的功能
在实际运用中，PLC的功能包括以下几个方面：①顺序控制。PLC在顺序控制领域的应用范围最广，它改变了传统的继电器顺序控制，提高了生产效率，扩大了经济利益。②程序控制。③通信联网。④数据处理。PLC能构成监控系统，进行数据采集和处理以控制生产过程。由于具有这些功能，PLC满足了机电一体化的需要，在实际运用中具有重要的作用。
2.机电一体化概述
2.1机电一体化的概念
机电一体化是指在机构动力功能、信息处理功能、主功能、控制功能等基础上引入电子技术，实现机械装置、电子化设计、软件组合有机统一的总称。
2.2机电一体化的特征
机电一体化的出现是技术发展和实际工作经验总结的结果，它将信息技术、计算机技术、机械自动化技术等综合在一起，具有质量高、性能优、节能环保等多方面特征，满足了机械制造的实际需要，在具体应用中所发挥的作用越来越大。
2.3机电一体化的发展趋势
机电一体化技术是现代科学技术发展的必然结果。它指的是在机构的主功能、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。机电一体化已经成为了一门有着自身体系的新型学科，它不是机械技术、微电子技术以及其他新技术的简单组合，而是上述技术的有机融合。同时，这也是机电一体化和机械电气化的根本区别。
随着技术的发展和改进，机电一体化技术呈现出新的发展趋势，概括为以下几个方面：
（1）系统化。其一个特点是网络化趋势，另一个特点是系统更加灵活，能够进行任意的裁剪与重组，结构更加开放和模块化。
（2）自律分配系统化。未来的机电一体化产品既能明显增强系统适应能力，又不会因为某一子系统出现故障而对整个系统造成影响。
（3）人工智能化。“智能化”是指机器行为，指在控制理论的基础上，加入例如运筹学、计算机科学、心理学、生理学、力学、人工智能等新方法使它具有判断推理、逻辑思维能力。
（4）绿色化。产品更加环保是世界发展趋势。
（5）全息系统化。这个趋势是指产品的智能化越来越高，系统层次由简单的“自上而下、自左而右”演变为复杂的双向甚至多项联系。
这些特征的出现不仅有利于提高机电一体化的性能，还能够提高产品质量，降低对周围环境影响，在实际运用中能够取得更好的经济、环境、社会效益。
3.PLC在机电一体化生产系统中的运用
3.1在运动控制中的运用
在实际工作中，利用PLC实现对直线运动和圆周运动的有效控制，在生产和控制中，采用的是专用运动控制模块，既能够提高运动的精准度，还能够方便操作。在生产过程中，几乎所有的生产商所生产的PLC具有运动控制功能。在机械设备控制中，PLC的运动控制功能也得到了较为普遍的运用，比较常用的机械设备包括以下类型：金属切削机床、成型机械、机器人、电梯等等。同时，由于PLC具有自身显著的特点和优势，其稳定性强、可靠性高、抗干扰能力强等，满足了控制工作的需要。
3.2在过程控制中的运用
在整个过程控制中，模拟量是不可缺少的重要指标，模拟量包括电压、电流、压力、温度等，这些量是处在不断变化过程中的。为了实现对过程量的有效控制，采用PLC技术，以相关模拟量、当前值、历史值为主要依据，生成所需要的开关量或模拟量输出，从而促进系统更好的运行和工作，实现对机电一体化生产过程的有效控制。
3.3在通信网络中的运用
PLC通信包括PLC相互之间的通信以及PLC与其它智能设备之间的通信，这也是在具体应用中所不可忽视的一项重要工作。随着计算机控制技术的发展，工厂自动化网络也取得了不断的进步，PLC的通信功能越来越受到生产厂家的重视，并根据具体工作的需要，对其进行不断的改进和完善，相继研发出专属网络系统。目前，最新生产的PLC都具有通信接口，能够很好的实现通信功能，便利了相互之间的交流。
4.结束语
综上所述，PLC适应了机电一体化生产的需要，在具体运用中具有重要的作用，有利于推动机械工业的发展和进步。今后在实际工作中，应该进一步加强PLC的研究工作，采取有效的措施，推动技术的发展和进步，并更新生产模式，提高机械设备制造技术，促进PLC在机电一体化生产系统得到有效的运用，进而推动机械制造工业的进一步发展。
参考文献：
