机电一体化技术在智能制造中的应用

天门职业学院 何汉斌

随着社会的发展和经济建设的不断进步，国内各个行业领域对于机电一体化技术的运营也日益频繁，大部分企业为了能够跟上现代化技术的发展和社会市场的需求，都在积极利用机电一体化技术对各种系统和设备进行智能化的制造和改动，让整个企业的运营和产业链运转能够更加地智能自动化。并且由于其系统和设备的智能化，让企业中的各种设备和系统的使用寿命得到延长，产生故障和事故的概率降低，从而还可以帮助企业减少各种经济损失。

随着机电一体化技术的推广和应用，国内大部分的工业产业的生产水平和生产效率都获得了较大的提升，由于经过机电一体化技术智能制造的系统和设备不需要长时间安排人员进行监管和控制，所以许多的工厂现如今都能够以长时间不间断地展开相关生产工作的运转，这让各个企业的经济效益的提升获得了飞跃的发展。现如今我国对于机电一体化技术的研究和发展已然步入了较为成熟的阶段，它在各个行业领域的应用中也占据了极为重要的地位，所以将机电一体化技术的应用普及到更多的行业和技术上进行使用，让其作用和效能充分地发挥出来。将其与现如今的各种新型技术和新型设备进行合理地结合，以此探索出更为高效更为先进的各种现代化新技术，对于机电一体化技术以及其他各项现代化技术的发展前景都有着极为重要的含义[1]。

1 机电一体化技术应用在智能制造中的优势

1.1 机电一体化技术让智能系统和设备的操作更为简便快捷

在各种现代化的设备和系统中合理应用机电一体化技术进行智能化的制造，相较于传统的各种系统的操控方式更为简便和快捷。由于机电一体化技术所采用的是全新的信息化技术来对各种系统进行制造以及改动，所以这种智能化系统的计算能力以及控制能力更为精准，并且其操作方式也得到了更多简化，让人更加容易上手，对于各种信息都能够及时且准确地识别并经过计算和加工将其展现出来。整个环节都只需要对其输入相应的代码指令便能够让智能化系统进行自动且智能地数据计算和传播，完全避免了过于复杂的人为操作而带来的失误和错误判断[2]。

1.2 机电一体化技术可以节约成本

机电一体化技术所制造出来的智能化操作系统不仅仅拥有更为简便快捷的操控方式，并且其对于各种设备的控制能够更加准确，以此来让整个产业的生产效率和生产水平得到保障，而且因为应用机电一体化技术需要投入的资金成本更少，所以在提高整体产业水平的同时还能大大减少资金投入，从而让机电一体化技术应用的性价比凸显得更高，让整个工业领域的技术发展和经济发展获得更好地推进。与此同时由于其能够更快且更准确地识别以及处理相关数据，所以机电一体化技术的应用还能对系统的故障和损伤进行及时地发现和预警，从而让相关智能化设备的使用寿命能够得到延长，同时也能减少由于系统或者设备故障而导致的事故发生和企业的经济损失。

1.3 机电一体化技术更加安全可靠

由于机电一体化技术的智能制造技术是目前较为前沿的信息化技术来对各种设备和系统进行智能化的制造，这种全新的系统和设备不同于过去的一些旧式设备需要那么多的人工检查和操控，其避免了人为失误所造成的事故和风险，并且其操控更为方便，可以让工人对相关设备进行更加精准且快捷的控制。并且因为机电一体化技术的前沿性，他的智能化能够帮助智能设备的运行变得更加安全可靠。机电一体化技术将各个设备和系统所产生的数据利用网络和互联网平台来完成及时的输送，同时也保证了整个工业生产能够顺利地进行。这种较为前沿的信息化技术应用在工业生产和运营中也能够让整个产业的技术含量获得提升，使得整个产业的运行都能够更加安全且可靠[3]。

2 机电一体化技术在智能制造中的具体应用

机电一体化技术是集机械技术、信息和计算机技术、系统技术、自动控制技术、传感检测技术以及伺服传动技术为一体的现代化技术。这项技术能够在现代机械制造业、饮料行业的智能化生产设备中得以应用，还能在钢铁企业中的计算机集成制造系统（CIMS），现场总线技术（FBT），交流传动技术，开放式控制系统以及分布式控制系统等应中得以运用。以此来让各种机械和系统能够更加自动化和智能化。接下来就以机电一体化技术在智能制造中的某些具体应用为例，探析其对于我国工业发展和建设的重要作用。

2.1 煤矿机电的智能化供电系统的应用

2.1.1 煤矿产业供电系统的特点

在每个煤矿矿场的开采过程中，其所要消耗的电量是极其庞大的，所以说煤矿机电供电系统一定要能够做到几个要求。(1)要有足够的可靠性，煤矿机电供电系统的电源都需要选用双回独立的电源线路，并且在其电源线路中不能分接上任何负荷。(2)安全性必须要能够完全达标，其运用的技术手段一定要具备防止触电，过电流和过负荷保护，还有防爆等，并且要拟定出合适的管理方案。(3)供电系统的技术手段必须合理，电压的上下偏差不可以超出额定值的百分之五到百分之七，频率的偏差也不能超过零点二到零点五赫兹，在此基础上，供电系统的功率因数也必须要达到零点九以上。(4)供电系统必须满足其经济性，供电系统的设计需要尽可能地达到操作简单，结构不复杂还有运转所消耗的资金不能太贵。

2.1.2 机电一体化技术运用于煤矿机电供电系统中

煤矿供电系统运用了机电一体化技术之后，今后的智能化供电系统被要求能够达到下面的七个功效。

(1)在供电系统处在配置状态的时候，其能够全面掌控全部煤矿机电供电系统所参加电力供给的相关设施的运转状况。

(2)能够在一次接线图状态下，以煤矿机电供电系统变电站系统接线方案为基础，对供电系统所能够控制到的全部设备的运转状况和消息每时每刻都做出准确的实时收集。

(3)能够在进行数据处理和数据采集的时候，对煤矿机电供电系统运转时能够控制到的外部数据信号数据和开关量信息等数据做出全面的收集，然后再经过网络的平台，把系统所收集到的讯息和数据全都传输到监制系统里并进行数据的处理。最后再把处理完成的数据和讯息录入到数据库里面，完成数据库的更新之后再将其内容显示到系统的操作界面里。

(4)在监控系统的运行当中，能够把供电系统正常运作所需要具备的各类安全指标数据以图片、影像、文字或者报表等各种方式分别展示出来，进而让系统能够对其运转状态做出全方面的正确判断。

(5)在系统触发警报的时候，要求供电系统能够在各种系统发生异常的时候，比如断路器错位、电路短路、电压异常导致线路跳闸、变压器异常等问题出现的时候，系统能够及时地做出保护措施，并且在操作界面发出警报，让维修人员尽早发现问题然后将其解决，预防过晚发现故障而导致生产线中断使得企业利益受到损失。

(6)能够在系统运作的时候，将整个生产线受到电力供给的设备运转情况做好充足的记录，所有发生的事件和运转中出现的问题都能做好收集，并将这些记录主动进行打印和储存，从而让管理工作能够进行得更加顺利和有效。

(7)在关闭并锁住了人工操作模式的生产环节中，煤矿机电供电系统应当将所有相对应的人工操作功能充分关闭并上锁。从而让供电系统在运转当中能够尽可能避免由于人为操控而出现的一些不可抗因素的产生，促使供电系统能够高效正常的进行电力供给，电力设备也能够顺利地运行。

2.1.3 自动化技术融入煤矿机电供电系统的方案设计

煤矿机电供电系统想要融入机电一体化技术所面临的最为主要的难题就是对监控分站的设计方案。我们立于系统硬件的设计方面来看的话，监控分站总的来说包含了光电转换器设施、嵌入式计算机设施还有通信协议转化器设施等之类的外围设施。监控分站得不断反复地收集实时监控单元中相关的数据和问题并且对这些数据和问题进行及时处理，然后要把处理完成的数据和信息转换成为OPC服务器所可以进行识别的对应格式。再接着要利用OPC服务器所具备的功能，来对主站的信息和数据进行收集和传输。并且在监控分站的供电系统自动化控制技术的设计当中，监控分站所运用的管理和操作系统应该要选取综合稳定性能更为优越的XP系统。可是在软件开发的选择过程中，又要以VC++6.0作为基础工具，结合OPC服务器的同台链接库还有Active X的网络化技术来得以实现。并且要在实际的运用途中，把COM口用作载体，以此进行分站监控程序以及现场测控单元反复地运作与数据讯息方面的传输。并且在COM口还可以对供电系统主站做出传输数据的情况下，分站监控程序和现场测控单元两者互相的数据流通是通过Active X串行通信控件技术才能够顺利完成的。

2.2 在机电一体化技术的智能制造中对于PLC技术的运用

2.2.1 PLC技术的简单介绍

PLC技术在专业领域内属于可以进行编程的一种控制器装置。专业科研人员经过一定的计算机技术运用，将其逻辑运算进行优化，用这样的方式来不断提高PLC技术发展水平。与此同时PLC技术也可以帮助各个系统对相对的机械的日常运作进行控制，从而来提升和加速真个社会的发展水平。

2.2.2 PLC技术在机电一体化技术中的应用的优势

在当今社会PLC技术的水平发展越来越成熟。正因如此许多不同行业也都把PLC技术不断的融入到了其自己的控制管理系统里面，而且还获得了不错的进展和成就。PLC技术具有许多优势，例如：(1)PLC技术具备非常好的抗干扰性。现如今科研人员对于自己的专业技术能力都在不断提升，这也使得PLC技术得到了更好更有效的不断优化。(2)PLC技术在各个领域的实际应用性相比其他技术来说是比较优越的。现在，科研人员也在不停的提升系统的功能检查能力，更新以及提高其对于各类数据的处理能力。在大数据环境下，我们完全能够把PLC技术合理运用到各种设备中去，用PLC技术来提高各个设备的性能。(3)PLC技术可以使我们机电一体化的进程进行加速。因为PLC技术的性能从整体来说是比较不错的，其在各个领域来说对于不同的环境适用性也是很高的。所以能够把这一项技术更加完善的运用到机电一体化技术中去，从而能够进一步保证机电一体化智能制造的水平能够得到更好发展。(4)PLC技术其具备自我检查功能。以前如果设备出现了什么问题，是需要得到维修人员根据设备状况进行检查得出反应进行维修。现在如果设备出现了故障，那么它会自己主动发出警报，从而能够吸引我们的关注。

2.2.3 PLC技术在机电一体化技术智能制造中的应用前景

PLC技术在目前跟其他智能自动化技术相比，PLC技术具备的优势就是在于它更加成熟、更加可靠，并且能够在更大范围内合理应用。在某一种程度上，我们说它是智能自动化控制领域中的先锋技术也不为过。就目前而言，在智能自动化控制这一领域研究得出，PLC技术想要得到更进一步的完善和发展，计算机技术对于它来说就是非常重要的一种支撑。并且要以小型化、智能化还有相关设备的信息储存量当做最为重要的研究方向。总的来说，当前环境下机电一体化技术的发展，能够使PLC技术智能化发展得到很大提升，从而让智能自动化设备难易程度最大化减少，需要人类去操控判定的量变得更少，这样可以更大节约人力资源，并且减少人为参与也可以减少人为失误。如今计算机小型化对PLC的计算能力和它对各类数据的处理速度都得到了大幅提升，这样使得PLC技术处理各类数据的能力和反应速度能够在目前基础上进行巨大增涨。

2.3 机电一体化技术在内燃机中的应用

机电一体化技术于内燃机中的应用主要是利用微电子技术对现有的机床和炉窑等设备进行调整和改造。传统的内燃机行业受到技术上的限制，对于熔炼温度和化学成分以及机加工的精确度都没办法做到精细的掌控。而现如今通过机电一体化技术中的微电子技术和相关的先进技术装备，能够让内燃机设备能够被改造得更加完善、更加智能化。

3 结语

结合本文对于机电一体化技术的优势的分析，和对其在煤矿机电智能供电系统的应用，以及其对于PLC技术的应用和发展前景的研究，我们能够看出现如今机电一体化技术对于工业生产以及科技研发进步都有着不可取代的作用，将其在现代化市场中的应用进行充分的研究和发掘能够帮助我国的综合科学技术以及经济建设获得极大的促进效果。