时间：2023-08-09 17:34:08
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇机电一体化前途，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
关键字： 机电一体化 集成电路 智能化 微型化 绿色化
一、机电一体化的形成和发展
随着第三次工业革命的发生，大规模集成电路的出现，特别是微微型计算机的发展，促进了机械技术与电子技术的相互交叉和相互渗透，并使机械技术与电子技术在系统论、信息论和控制论的基础上有机结合起来，形成了今天的机电一体化的技术。，使机械工业的技术结构、产品机构、功能、构成及生产方式发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
从机械产品发展到机电一体化产品分为四个阶段。第一个阶段，产品纯机械结构。第二阶段，在机械产品上添加电机、开关和其他元件形成的机电产品。第三阶段，是产品集成了电子技术以致软件变的有“智能”，此外还可以与上级的控制调节系统的信息流与通信流的相集成。第四个阶段，进一步将机械、电子和软件在空间上集成而形成的机电一体化产品。机电一体化已不是机械装置和电子装置的简单组合，而是机械、电子、控制、光学、信息技术和计算机技术的有机结合。而当到了20世纪90年代后期，机电一体化的概念又发生了重大而深刻的变化，智能控制技术和网络技术与机电一体化的结合，使它们又擦出了绚烂的火花，机电一体化进入了深入发展时期。
二、机电一体化的技术及其分类
（一） 机电一体化的核心技术
机电一体化技术是多种技术的融合。其核心技术包括计算机与信息处理技术、自动控制技术、传感与检测技术、机械制造技术、伺服传动技术五个方面。
计算机与信息处理技术他不仅仅指计算机的软件技术和硬件技术，还包括网络与通信技术、数据技术等。其中近年来蓬勃发展的现场总线技术不仅是一种技术，更重要的是一种思想。
自动控制技术是近年来最活跃的技术领域。继承典控制理论发展之后，人工智能控制的提出，这都对机电一体化技术产生了深远的影响。随着微型机的广泛应用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。
传感与检测装置是系统的感受器官，它与信息系统的输入端相连并将检测到的信息送到信息处理部分。传感与检测的关键元件是传感器。传感器是将被测量变换成系统可识别的、与被测量有确定对应的关系的有用的信号的一种装置。
机械制造技术是机电一体化技术的基础。它和其他几项技术的关系，是皮毛的关系。我们再次强调这一点，是要说明机械技术是机电一体化技术中的重要作用。无论机械设计、机械制造，还是机械工艺，潜力都很大。
伺服传动包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，由微型计算机通过接口与这些传动装置相连接，控制它们的运动，带动工作机械运动。伺服传动技术是直接执行操作技术，而伺服系统是实现电信号到机械动作转换装置或部件，对系统的动态性能、控制质量功能和功能具有决定性影响。
（二） 机电一体化分类
机电一体化主要分为两大分支，即生产过程的机电一体化和机电产品的机电一体化。
生产过程的机电一体化意味着整个工业体系的机电一体化，机械制造过程的机电一体化、冶金生产的机电一体化、化工生产的机电一体化、纺织工业的机电一体化等。生产过程的机电一体化根据生产的特点又可以划分为离散制作过程机电一体花和连续生产过程的机电一体化。前者以机械制造业为代表，后者以化工生产流程为代表。
机电产品的机电一体化是机电一体化的核心是生产过程机电一体化的物质基础，传统的机电产品加上微机控制即可以转变为新一代的产品而新的产品较之旧产品功能强、性能好、精度高、体积小、更方便可靠。
机电一体化产品根据结构和电子技术与计算机技术在系统中的作用可以分为三类：
（1）原机械产品采用电子技术和计算机控制技术从而产生性能好、功能强的机电一体化的新一代产品，如微电脑洗衣机、机器人等。
（2）用集成电路或计算机及其软件代替的原机械的部分结构，从而形成的机电一体化产品，如电子缝纫机、电子照相机，用交流或直流调速电机代替原交流电机加速箱的机械结构等。
（3）利用机电一体化原理设计的全新的机电一体化产品如传真机、复印机、录象机等。
三、机电一体化发展的方向
1. 智能化
大多数复杂的机械设备存在着大滞后和强非线性，因而难于实现自动控制。所以应该在复杂的机械需要有高度的只能水平人工只能系统以便那些必要的场合能够代替人去执行各种任务。今后的机电一体化产品智能化特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术、人工智能技术、运筹学的发展。高性能、高速的微处理器使机电一体化产品完全可以代替人类一些简单而又经常重复的动作。
2.网络化
网络技术的兴起和飞速发展使各种远程控制和监视技术带来巨大的变革，由于网络的普及，促进了基于网络的各种远程控制和监视技术的发展，而且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、广域网技术使机械制造业发生了根本性变化，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享爱各种高技术带来的便利与快乐。
3.模块化
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的机械接口、电气接口和动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但十分有前途的事。如研制集减速、智能调速、电机与一体的动力单元，具有视觉、图象处理、识别和测距等功能的控制单元以及完成各种典型操作的机械装置。由于利益冲突，近期很难制定国内或国际上的这个方面的标准，但可以通过组建大企业来逐渐形成。
4.微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，是机电一体化的新的发展方向，其表现形式是微电子机械系统。微机电一体化产品,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品。并向微米、纳米发展。当将这一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，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，组成一种自律元件。微机电一体化的产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优越性能。
5.自带能源化
自带能源化是指机电一体化产品自身带有的能源，无需外部供电。能源一直是科学家的研究重点。太阳能电池、燃料电池和各种高性能的大容量的电池相继产生。给许多场合，无法使用电能，而对于运动的机电一体化产品，自带能源有其特有的好处和优势。
6.绿色化
工业的发达给人们带来了巨大的变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重的污染。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，机电一体化产品绿色化主要指，使用时不污染环境。能回收在利用的产品。
总结：
机电一体化技术可以用来设计新型的机电一体化产品，改造旧的机电产品，使机电产品的面貌大大改观，达到功能增强、体积减小、重量减轻、可靠性提高、性能价格比大大改善的目的。机电一体化已从单纯研究机械技术、微电子技术、信息技术、材料技术等发展成为一门有机融合各项技术的一个整体。而融合各种技术的机电一体化技术的优势将变得越来越明显，它必将有力的促进机电产品的创新和开发，在高科技和经济发展中起到举足轻重的作用。
参考文献
1.李建勇．机电一体化技术．北京：科学出版社，
2.王中杰。智能控制综述。基础自动化
关键词：机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势
中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号：
机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。
一、机电一体化的核心技术
1.机械技术：是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
2.计算机与信息技术：其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
3.系统技术：即以整体概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，是实现系统各部分有机连接的保证。
4.自动控制技术：其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
5.传感检测技术：是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。
6.伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化的发展进程
1.数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。
2.微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。
3.可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。
三、机电一体化向智能化迈进
20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；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，由于人工智能技术、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，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：
1.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，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。
2.网络化：20世纪90年代，计算机技术等的突出成就是网络技术。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。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3.微型化：兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
4.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。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。
5.系统化：其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。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。表现特征之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是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。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。
结束语：
当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。
参考文献：
关键词：机电一体化；应用；分析 ；
中图分类号：TM92 文献标识码：A 文章编号：1674-3520（2014）-08-00-01
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着相关技术的不断发展，其内容将不断更新。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等群体技术，合理配置各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术，它使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化技术的应用
（一）机电一体化技术在钢铁企业中的应用
1、计算机集成制造系统（CIMS） 钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。
2、现场总线技术（FBT） 现场总线技术是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。
3、交流传动技术 随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。
4、开放式控制系统 “开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
（二）机电一体化技术在汽车行业中的应用
1、通过微机控制发电机系统：控制发电机单元的核心部位是利用微处理器设计的发动机集成大规模电路，通过各个传感器接受电压模拟信号传输至发电机单元，信号模拟利用数字模拟直接转变为信号数字。将这些信息都作为重要基础，在控制发电机单元对燃料空气比例，点火时间，循环排气效率实施最好的计算，将最终的计算结果当做喷射阀燃料控制与点火设备的驱动信息进行输出，用来对空气与燃料质量之间的比例实施控制。当燃料与空气的比例增加时，燃料十分稀薄，点火就会非常困难，反之比例减少时，打火就会容易很多。
2、汽车雷达系统：在我们日常生活中，经常会找停车位，进行倒车，在汽车正常行驶速度下或者倒车减速时对于前后方距离的观察，检测是否有障碍物体，在有障碍物的情况下就会发出自动报警，进一步提醒司机发生交通意外，这是用到了机电一体化技术中的激光测距雷达系统，方便了我们的日常生活。
3、行车制动系统：为了使汽车在正常行驶的速度下直接降为直接停车，保证汽车行驶的安全性，在我们的汽车上基本都安装有行车制动器，在早些时候一般都是汽车后轮上装有制动器，但是随着汽车质量和行车速度的提高，仅仅靠后轮停车制动根本不能满足刹车制动的需要，这样才在前轮上也安装了行车制动器，运用了机电一体化技术，更为有效的防止了交通事故的发生。
（三）机电一体化技术在现代煤矿生产中的应用
1、机电一体化技术在采煤机械设备方面的应用：现代煤矿采煤机械设备方面，电牵引采煤机是机电一体化技术应用的典范。由于该机械设备应用了机电一体化技术，其具备了传统液压型牵引采煤机无法具备的特点和优势，例如其牵引特性极佳，采煤机在前进的同时为其提供强大的牵引力，在下滑的同时能自行发电制动，在大倾角煤层中也是应用自如。传统的液压型牵引采煤机必须配备防滑装置，而电牵引采煤机则是采用的制动器，技术在倾角高达40到50度的煤层也能应用自如。而这一切的优势，归根结底源于机电一体化技术的有效应用。
2、机电一体化技术在提升机械设备方面的应用：在现代煤矿提升机械设备方面，对机电一体化技术的应用效果最佳的就属矿井提升机，该提升机已经实现全数字化的交直流，其中内装式的提升机应用效果最佳，不仅把驱动和滚筒进行了有机整合，对机械设备的结构进行了有效的简化，还成为集计算机信息、自控、电力电子等电子信息技术为一体的煤矿提升机电设备。
二、机电一体化技术的发展趋势
（一）智能化 智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。
（二）数字化 微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。
（三）模块化 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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。
（四）网络化 网络技术的兴起和飞速发展给社会各个领域带来了巨大变革。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成为可能。
（五）自源化 自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。
（六）人性化 人性化是各类产品的必然发展方向。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，对人来说更自然，更接近生活习惯。
关键词： 机电一体化； 特点； 发展趋势
中图分类号： TH-39 文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）06-0113-02
一、机电一体化的基本概念
机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工业的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。
二、机电一体化的发展概况
机电一体化的发展大体可以分为3个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初级阶段。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。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。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。
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、通信技术等进入了机电一体化，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，由于人工智能技术、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，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。
我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863计划”中。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可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。
三、机电一体化产品的构成及特点
机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其结构来看，机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性，而实现这种多功能一般需要机电一体化产品具备五种内部功能，即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能，而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。
1．机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和联接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础，因此对机械结构提出了更高的要求，需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
2．动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能，去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主，包括电源、电动机及驱动电路等。
3．传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量，同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定，为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。传感与检测系统的功能一般由测量仪器或仪表来实现，对其要求是体积小、便于安装与联接、检测精度高、抗干扰等。
4．信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求，信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息，并对其进行相应的处理、运算和决策，以对产品的运行施以按照要求的控制，实现控制功能。机电一体化产品中，信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
5．执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作，实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件，常采用机械、电液、气动等机构。执行机构因机电一体化产品的种类和作业对象不同而有较大的差异。执行机构是实现产品目的功能的直接执行者，其性能好坏决定着整个产品的性能，因而是机电一体化产品中最重要的组成部分。机电一体化产品的五个组成部分在工作时相互协调，共同完成所规定的目的功能。在结构上，各组成部分通过各种接口及其相应的软件有机地结合在一起，构成一个内部匹配合理、外部效能最佳的完整产品。
四、机电一体化的发展趋势
1.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。
2.模块化
模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。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，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.网络化
20世纪90年代，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、政治、军事、教育以及人们日常生活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。
4.微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
5.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。
6.系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。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。
综上所述，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。
参考文献：
[1] 李建勇．机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004．
关键词：机电一体化；发展现状；未来趋势
中图分类号：F407文献标识码： A
所谓的机电一体化技术，指的是利用电子信息技术，改善生产机械的可控性、自动化和生产效能。而且，在机电一体化的实际应用中，其表现也非常令人满意。随着我国经济规模的进一步扩大，对机电一体化的发展水平也提出了更高的要求。而作为机电一体化技术发展的后起之秀，中国在这方面的进展也表现出了一些独特的特点。
1.我国机电一体化技术的发展现状分析
1.1.发展速度很快
自从我国实施改革开放的战略国策以来，经过长期的中外技术交流，我国机电一体化技术获得了长足的进步。而且，随着我国机械技术和电子信息技术的进一步发展，机电一体化技术的前进步伐也越来越快。这主要得益于以下几个因素：首先，我国政府对机电一体化的研究非常重视。无论在研究资金还是在研究人员上，都给予了鼎力支持。特别在新的发展时期，国家对机电一体化研发的投入进一步加大，使得我国机电一体化的发展没有了后顾之忧；其次，我国经济对机电一体化技术的需求非常强烈。《资本论》中说：只有有需求，才会有供应。随着我国社会生产水平的进一步提高，机电一体化的需求市场也越来越大。在市场需求的强烈刺激下，机电一体化技术的快速发展也在情理之中；最后，国内外在机电一体化技术方面的交流也日益频繁。由于我国在机械和电子信息技术技术水平方面和发达国家存在着很大的差距，通过广泛而深入的技术交流，我国可以在吸收国外先进技术的技术上进行进一步的消化，从而促进我国机电一体化技术的快速发展。
1.2.整体技术水平仍然不高
虽然我国机电一体化技术的发展速度非常快，但由于发展起点比较低，发展时间也不长，使得我国机电一体化技术整体水平仍然不高。特别在电子信息技术的发展水平上，与国外先进技术相比差距多达二三十年。由于电子信息技术是机电一体化技术的核心，一旦这方面存在落后，就会在很大程度上降低机电一体化的整体发展水平。而且，机电一体化发展中还存在发展不平衡的情况。例如，在尖端信息技术方面，尤其在集成电路和超高集成电路方面，整体发展水平并不落后，有些还走在了世界前列。但是，在机械技术和控制技术方面，发展步伐就慢得多了。特别在机械技术的发展上，甚至落后于韩国等中等发达国家。总而言之，我国机电一体化技术整体技术水平仍然不高，还需要科研部门继续努力。
2.我国机电一体化技术的未来发展趋势探讨
2.1.模块化发展
所谓模块化，指的是在机电产品生产过程中，将复杂的零部件简单化，尽量减少零部件的数量，并尽可能地统一规格，从而提高机电一体化技术的发展水平以及机电产品的生产效率。在传统技术状态下，由于机电一体化产品的零部件比较多，规格在比较复杂，不仅使得机电产品的运行效率不够高，也在很大程度上影响了生产效率。为了进一步提高机电技术的整合水平，业界提出了机电一体化技术模块化的发展思路。在西方发展国家，机电一体化模块化技术已经发展到了相当高的水平，并且取得了非常好的经济效益，对促进机电一体化技术发展的作用也非常明显。但是，我国模块化技术的发展还处在概念研究阶段，还没有投入到实际应用中。因此，模块化是我国机电一体化技术的未来重点发展方向之一。
2.2.智能化发展
智能是知识以及运用知识解决问题的总和，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。使机电一体化产品具有智能化，就是使机电一体化产品具有人的部分智能，即一定的分析、思考、独立判断能力。机电一体化技术的智能化发展水平，代表了一个国家机电技术整体实力。而且，机电技术的智能化所带来的好处也是显而易见的：一方面，智能化的机电产品能够在很大程度上代替认的职能，从而节约大量的人力资源。而且，智能化程度较高的机电产品还能够独立完成一些比较危险的生产任务，从而在最大程度上保证生产人员的安全；另一方面，智能化机电技术能够大幅度地提高生产效率。智能化机电技术的中央处理系统能够自主地处理生产任务，能够组织生产流水线，还能够处理一些生产故障。这种智能化的机电一体化技术能够很容易实现高速自主生产，其生产效率是传统生产方式的数倍甚至数十倍。虽然我国在机电一体化智能技术方面的研究取得了不小的进步，且逐渐开始了实际应用。但是，这种机电产品的整体技术水平不够高，生产成本也比较高昂。因此，在未来的一段时间内，智能化和降低应用成本，是机电一体化技术发展的重要任务。
2.3.微型化发展
随着集成电路和超高集成电路的不断发展，电子元器件的体积越来越小，质量也越来越轻，使得机电一体化技术呈现出了微型化的发展趋势。机电一体化技术的微型化有两大好处：一方面，更小的体积不仅使得机电一体化产品更加便于安装和应用，也能够在很大程度上降低生产使用成本。例如美国研发出的微型无人机，体积仅仅只有一只蜜蜂大小，但它的探测和侦查能力却非常强大，而成本仅仅几十美元，堪称微型机电技术的典范；另一方面，机电一体化技术的微型化，还有助于大幅度地降低能量消耗。传统的机电设备一般体积比较庞大，单位时间内需要消耗大量的电能或者油料，而且操作也不够灵活。而在机电技术微型化之后，不但能量消耗大幅度降低，而且灵活性也大大增强，拓展了机电技术的应用范围。因此，机电技术微型化，是我国科研工作者的努力方向之一。
2.4.人性化发展
发展机电一体化技术，开发机电一体化产品，其最终目的是为人类服务，离开了以人为本这个原则，任何技术、产品都是没有前途的，因此，如何赋予机电一体化产品的人性显得越来越重要。这就需要，一方面，机电一体化产品将模仿生命机体实现某功能；另一方面，机电一体化产品将注重产品和人的关系，体现出人—机—环境的高度协调性。例如，在国内某大型电器生产企业，就十分看重机电一体化技术和人的有效契合。在布置生产线的过程中，无论在设备的选型上，还是在安装调试上，都以“最方便”工人操作作为主要的参考因素。特别是为了进一步实现“人机合一”，该企业还按照人因管理的理念，要求机电设备的生产厂家针对本企业公认的一些特点，进行特殊化改造，使得工人在操纵这些机电生产设备时，不仅能够很快做到得心应手，还大大节省了体力和精力。
2.5.绿色化发展
现代工业在提高人们生活水平的同时，也带来了非常严重的环境污染。随着可持续发展理念的提出，绿色发展就成了各行各业共同的目标。机电一体化技术也是一样，绿色化的发展是一条必走之路。因此，我国的科技工作者在研究机电一体化技术时，务必要本着节约能源、节约材料和少用或者不用有毒材料的原则，进行家电产品的研发与制造。特别是在生产机电产品电路板的过程中，应当尽可能地降低有毒重金属的使用量，同时尽量应用可降解的高分子合成材料，从而实现环境友好化。
3.结束语：在科研工作者的不写努力下，我国机电一体化技术在智能化、微型化和模块化等方面取得了重大进步。相信在未来的一段时间内，我国一定能够赶上国际先进水平，从而促进我国的经济发展。
参考文献：
关键词：机电一体化技术；国内现状；发展方向
机电一体化技术的发展和计算机等先进技术的普及是分不开的。在某种程度上说是机械行业得以发展的福音。在机电一体化技术的运用过程中，不仅有效地提高了工作效率，同时也在节能环保方面做出了巨大的贡献，同时对于工作人员的工作量有所减少，提高了企业的综合竞争力。机电一体化是多种技术的结合，其中包括微电子、计算机一级信息等在内的综合性较强的高新技术。
1、机电一体化的内容
机电一体化，顾名思义就是机械和电子的有机结合，实现一体化。这种技术是系统工程领域的一个重要技术，具体来说，机电一体化包含的范围较广，是一个总称。其中机电一体化系统是多种要素相结合的整体，能够最大限度地满足人的基本要求。在机械系统和微电子系统相互结合的过程中产生了一种新的功能。可以实现工作人员与机械设备的有机统一。一个完整的一体化系统，必须要包括机械装置、传感器在内的五大要素，否则就是不完整且没有工作能力的机电一体化系统。机电一体化工程也被称为机械电子工程，从名称中就可以看出工程的组成部分。其中机电一体化系统和机电一体化工程是相互联系、有机统一的。是理论和实际的结合。
机电一体化工程需要有系统的思想来指导，其中系统设计原理和综合集成技巧能够体现在机电一体化思想中。而且工程设置所运用的方法论也是科学合理的，并且具有一定的广泛性，包含系统工程和控制论等信息在内，使得机电一体化工程具有较强的科学性。同时一体化的思想和技术已经在光电、机电以及人机等领域都有所应用。
2、机电一体化产品的主要优点
1）机电一体化产品在运用的过程中，具有多重功能，其中记忆性较强，可以进行有效地运算、控制工作，同时对于信息的处理也能够达到相应的标准。进而实现产品的在使用过程中的高效性和智能化。因此机电一体化的主要特征就是具有多功能特性。
2）多数的机电一体化产品都具有较为简单的结构。随着科技的不断发展和进步，产品逐步朝着更加轻、薄的方向发展。同时采用标准化的方式来设计制作。这也是新一代机电一体化产品的一大特点。
3）对于机械领域中技术的运用，多具有节能环保的特点，机电一体化产品也不例外。在具体的运用过程中，可以根据实际负荷量来进行有效地控制和调节。因此，其节能特点较为突出。
4）对于机电一体化产品来说，其主要的特点就是具有智能性，而且安全可靠。因为在产品应用的过程中，该产品可以进行自动控制，诊断功能强。
3、机电一体化产品的类别
1）典型的机电一体化产品。这类产品机与电有机地融为一体。具有较完整的结构。如数控加工中心、工业机器人、彩色复印机、自动绘图机等。这些产品属于机电一体化的高级形式。它们单靠机械或电子是无法或很难实现的，机械与电子一旦分离，整机即无法运行。
2）机械产品中的一部分控制功能和机构用电子装置代替。这类产品如打印机、机电一体化照相机、带微机控制或数字显示的各种机械设备等。
3）以微电子装置代替原设备的信息处理机构。
这类产品如指针式石英电子表、全电子式电话交换机、带微处理器的各种仪表、电机调速装置等。
4、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：
1）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，因此，引进光学技术，能有效地改进机电一体化系统的传感系统性能、能源（动力）系统和信息处理系统性能，光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。
2）全系统化--智能化。今后的机电一体化产品特征越来越明显，智能化水平越来越高。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。这主要受益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。机器人与数控机床的智能化就是其重要应用。
3）技术产品--网络化。20世纪90年代，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、政治、军事、教育等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。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4）微型机电化--微型化。目前，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，当将这一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。
5）自律分配系统化--柔性化。未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的冗余度，有较强的柔性，能较好地应付突发事件，被设计成自律分配系统。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做出不同反应。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。
6）设计产品--绿色化。工业的发展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。
5、总结
综上所述，本文主要通过介绍机电一体化的内容、机电一体化产品的主要优点、机电一体化产品的类别以及今后机电一体化的发展趋势等方面，主要了解的我国机电一体化发展中需要完善的地方以及目前的发展所遇到的瓶颈期。只有不断提科学技术的发展水平，才能促进机电一体化的发展。■
参考文献
关键词： 机电一体化 制造技术 发展趋势
1.绪论
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式，以及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。
2.机电一体化概要
机电一体化是指在机构的主功能、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。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不断发展，其还将被赋予新的内容。但它的基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术，以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，就称为机电一体化系统或机电一体化产品。
因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是，机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术，而不是机械技术、微电子技术，以及其他新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化，仍属传统机械，其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护，等等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，而且是人的感官与头脑的延伸，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
3.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。
3.1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。
3.2模块化
模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但我们可以通过组建一些大企业逐渐形成。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，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3.3网络化
20世纪90年代，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、政治、军事、教育，以及人们的日常生活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是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络（home net）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（Computer Integrated Appliance System，CIAS），使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
3.4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
3.5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。
3.6系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。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，研制各种机电一体花产品。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。
关键词：机电一体化 技术 现状 产品 制造技术 发展趋势
前 言
现代科学技术的不断发展，极大地推动了不同学科的交叉与渗透，导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
1 机电一体化概要
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。
机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。
2 基础阶段在基础工程施工中出现问题及处理方法
基础阶段在基础工程施工时,应及时配合土建做好强、弱电气专业的进户电缆穿墙管及止水挡板的预留预埋工作。这一方面要求电气专业应赶在土建做墙体防水处理之前完成避免电气施工破坏防水层造成墙体今后渗漏;另一方面要求格外注意预留的轴线、标高、位置、尺寸、数量用材规格等方面是否符合图纸要求。进户电缆穿墙管和预留预埋是不允许返工修理的,返工后土建二次做防水处理很困难也不易,所以电气专业施工人员应特别留意与土建的配合。按惯例尺寸大于300 mm的孔洞一般在土建图纸上标明,由土建负责预留,这时电气工长应主动与土建工长联系,并核对图纸,保证土建施工时不会遗漏。配合土建施工进度,及时做好尺寸小于300 mm、土建施工图纸上未标明的预留孔洞及需在底板和基础垫层内暗配的管线及稳盒的施工。
3验收不是终点
目前在智能建筑领域存在设计要求高，而实际开通率低的问题。很多智能建筑项目设计要求很高，技术全面先进，达到了很高的标准。但在项目验收交付使用一段时间以后，实际应用中智能化程度却越来越低。这种情况具有一定的代表性，使一些人对智能化项目的必要性，或至少对是否有必要采用全面和先进的技术进行建设发生了疑问。
实际上，这并不是由于智能化系统在技术上太超前，而是后期支持和维护没有跟上。一般情况下，国内一些实力较强的知名集成商在项目实施和验收的过程中，都能够按照投标要求和竞标承诺完成项目实施，通过验收。但在项目交付之后的智能化系统使用和维护过程中，出于成本等考虑，通常业主并不会有一个专业化的队伍来管理。特别是在楼宇自控领域，对使用者和管理者的专业性要求很高，一旦发生问题，不能及时、有效的解决，就会影响智能化系统功能的发挥。
针对这一问题，系统集成商应提供培训以帮助用户正确的使用智能化系统;同时，定期巡检、回访，及时发现使用中遇到的问题，帮助用户解决;还可以利用专业厂商的技术优势，采取楼宇智能化管理外包的思路，这样可以有效的减少成本，让用户以更少的投入实现维护和管理，充分发挥智能化系统的功能。
有专家算过这样一笔帐，通过建筑智能化提高能源利用效率，减少的能耗方面的成本将在5到7年之内覆盖初期的智能化投入。减少能耗还只是智能化系统功能的部分体现，只有充分利用智能化系统的各项功能，才能发挥其最大价值。
4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：
4.1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。
4.2模块化
模块化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、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元，具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元，以及各种能完成典型操作的机械装置。这样，可利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。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，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
4.3网络化
20世纪90年代，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、政治、军事、教育义举人么日常生活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是家用电器网络化已成大势，利用家庭网络(home net)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(computer integrated appliance system, CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。
4.4微型化
微型化兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
4.5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。
4.6系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。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，研制各种机电一体花产品。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。
4.7 IT技术化
未来智能建筑的设计、实施者应该扮演什么样的角色?我们认为未来的智能建筑服务商应该重视IT新技术的应用给客户带来的价值。从国内众多大型工程的服务经验来看，大型综合智能化项目建设，不仅需要满足客户提出的要求，还需要服务商帮助挖掘更多对智能化应用的需求，需要服务商以整体规划意识为指导去发现并满足这些需求。未来的智能建筑服务商，要用IT手段实现楼宇智能化的应用创新，应该超越工程设计、实施等单一层次。如果没有IT技术的创新应用来引领客户需求，那样的智能建筑服务商存在的价值和意义就值得商榷了，更谈不到发展的层次上。
5结语
综上所述，机电一体化的出现不是孤立的，它是许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。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
1.李建勇．机电一体化技术． 北京：科学出版社，2004．
关键词：机电一体化；应用；领域
中图分类号： TH-39 文献标识码： A
1、前言
机电一体化已经成为当前工业发展的一个标准音符，机电一体化的发展大大降低了人工的劳动强度，提高了工作效率，提高了工作的准确度和精度。机电一体化进程的加快在一定程度上促进了社会经济的进步。
2、机电一体化的概念
“机电一体化”一词最初是日本学者于70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech硕cs的前半部分和Electn〕nics的后半部分组合而成,美国人称为Mech画c吐衡stem,在我国被译为“机电一体化”。机电一体化是当今自动化技术发展的最高阶段。早期的自动化技术主要是借助凸轮、机械机构等实现的,这一时期的自动化实际上是机械自动化;随着电工技术的发展、凸轮、机械机构逐渐被继电器、接触器、电磁开关等机构所取代,实现了电气自动化,机械机构大大简化,自动化水平大为提高;机电一体化则是生产实践对自动化技术进一步发展的需要,也是微电子技术、计算机技术、信息技术、控制技术和精密机械技术等发展的必然产物,是以计算机为主要特征的自动化技术。
如果说机械(包括电工)系统处理的对象是运动、力、物质和能量,电子系统处理的对象是信息和知识,则机电一体化系统不仅有处理能量和物质的功能,而且还有处理信息和知识的能力。概括说来机电一体化技术是围绕机械制造业发展起来的一门跨学科的综合性技术,是把机械技术、信息技术、控制技术、计算机技术、微电子技术和传感检测技术等有机融合而形成的一门跨学科的综合性技术。日本机械振兴协会经济研究所在一份报告中给机电一体化所下的定义是:机电一体化技术乃是在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统的总称。
3、机电一体化技术特点
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
3．1、数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。 数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
3．2、智能化
即要求机电产品有一定的智能, 使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、 自主决策等能力。 例如在 CNC 数控机床上增加人机对话功能，设置智能 I/O 接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。 随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
3．3、模块化
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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。 如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
3．4、网络化
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成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
3．5、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。
3．6、微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986 年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988 年美国加州大学 Berkeley 分校研制出第一个微电机以来，国内外在 MEMS 工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种 MEMS 器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微连杆、微弹簧以及微机器人等）。
3．7、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。
3．8、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。
3．9、绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。为了实现可持续发展，绿色产品概念就应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
4、机电一体化技术的应用
机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：智能化控制技术（IC）；分布式控制系统（DCS）；开放式控制系统（OCS）；计算机集成制造系；现场总线技术（FBT）统（CIMS）；交流传动技术。机电一体化技术在工业、农业、纺织业都有不同程度的应用。
4．1、机电一体化技术应用在工业炉窑改造应上
国内外现在已有成功的技术改造比工业炉窑单纯用计算机技术好的多。所以，我们建议今后在改造工业炉窑时要大力推广应用机电一体化技术，对应该进行改造但尚未改造的工业炉窑要用机电技术等先进电子信息技术改造，其中采用机电技术改造的已达到了90%。
4．2、积极采用机电数控技术，对机床高备改造应用对机床设备的改造我们应放在经济、实用型机电数控系统的上推广应用。根据相关方面的了解和调查，从国家要求开始到现在已经按要求改造完毕。
4．3、机电一体化广泛应用在变频调速技术
提高了风机、电泵工作效率，采用此技术后，变频调速后风机、电泵一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后，广泛应用、推广应用该技术。据悉到现在，风机、电泵和其他调速电机以普遍、采用先进的变频调速技术。图1 CAN流程图
4．4、CAD/CAM 技术优先与机电一体化结合，工业设计水平提高要有新目标消除工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化现状。据悉目前，北京工业系统 CAD 的应用率为 85%，CAD 的覆盖率为 80%。
5、结束语
随着机电一体化在采矿业、交通运输业、在造业、农业、航空航天等领域的运用，在一定程度上推进了行业的发展速度和水平。
参考文献
关键词：机械电子技术工程；发展趋势；系统
中图分类号：F407文献标识码： A
一、机械电子技术的概要
在机械制造行业中广泛应用的电子技术主要是指在机械的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进现代化电子技术。因此，机械电子技术也可以称为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。在我国现阶段的机械电子技术发展中，机械电子技术发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科。另外，随着科现代学技术及电子新技术、网络技术、智能控制技术的不断发展，还将被赋予机械电子技术新的内容。但其基本特征可概括为：机械电子技术是从系统的观点出发，综合运用机械电子技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、机械电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统，则成为一个机械电子技术系统或机械电子技术产品。
在现代化学工业企业生产中，由于社会普遍对于化工产品的需求量大、技术标准要求高，这就要求化工设备必须具备满足化工生产工艺的基本性能。化工设备的各项性能都是通过机械电子技术来实现的，设备的机械电子技术是否符合生产工艺要求，将直接关系到化工产品的产量和质量等问题。现代机械电子技术是在对传统化工设备技术进行总结与深入探讨的基础上，并结合现代化工生产工艺的实际需求，而逐步形成的科学、具体、客观的技术类型，足以满足化工生产工艺的基本要求，并对生产工艺的发展与创新具有一定的推动作用。
二、机械电子技术的发展
机械电子技术的发展大约分为三个阶段: 第一个阶段, 上世纪60 年代以前,人们在生产中开始使用电子技术来完善机械产品的性能, 这一阶段也是机械电子技术发展的起步阶段; 第二阶段, 这一阶段为上世纪70 年代到80 年代之间, 这一阶段, 机械电子技术得到了快速的发展,为今后机械电子技术的快速发展奠定了良好的基础; 第三阶段, 上世纪90 年代以后, 机械电子技术开始迈人了一个新的阶段, 机械电子技术的发展逐渐走向了智能化发展趋势。一方面, 其他高科技技术开始融人到机械电子技术当中; 另一方面,学术界对机械电子技术进行了深人的研究, 为机械电子技术的发展提供了大量的理论依据。
我国机械电子技术的发展起步相对较晚, 从上世纪80 年代开始, 我国逐渐开始了对机械电子技术的开发和应用。我国相关部门也成了专门的机构, 制定了许多发展措施。同时我国各大高校也逐渐开始开始有关机械电子技术的专业, 这在促进我国机械电子技术的发展上面起到了推动作用。
三、机械电子技术的发展趋势
随着知识经济和科学技术的进一步发展, 机械电子技术的发展得到了迅速的发展, 技术革新的周期明显的缩短, 成为社会发展中不可或缺的新型技术之一。
3.1模糊化
模糊化是机械电子技术在近年来发展的另一大趋势。机械电子技术的应用领域相对较广, 如何发展适应多个行业的机械电子技术就成为机械电子技术主要的发展任务。因此研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机械电子技术产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。
3.2数字化
数字化是现代科学技术发展过程中一个比较重要的概念。特别是微控制器的发展为其奠定了良好的基础, 现代科学技术的发展都要尽可能的为技术发展的提供良好的平台。而数字化也成为了机械电子技术发展的一种主要趋势。
3.3集成化
集成化要求各中技术在发展的过程中互相渗透、互相融合, 同时集成化又包含了生产加工过程中同时处理管理、检测、装配等多种工序, 为了实现目前小批量生产的目标, 使得系统的管理更具有弹性。首先, 将系统进行分解, 协调各个分解之后的部分的运转, 进而促进系统高效、协调的发展。
3.4网络化
信息化的发展以及普及, 使得以互联网为代表的信息技术逐渐成为各行各业,各个学科技术中最为依赖的基础工具之一。远程控制终端在生产中也逐渐成为普遍使用的技术, 利用计算机计算, 通过局域网技术使得在一定范围内使用的电器链接成为一个系统。因此。机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
2.4微型化
微型化兴起于2O世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统(MEMS)，泛指几何尺寸不超过lcrn3的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
2.5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。
2.6 系统化
系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多了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，一股除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，研制各种机电一体花产品。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、结束语
当今社会是一个经济、科技爆炸的时代，无论何种技术都需要在不断的应用过程中，结合世界先进技术体系的创新，逐步实现各项具体技术的全面创新。机械电子技术的创新，对于现代机械设备的科学应用与管理都是具有重要作用的，同时机械设备应用技术的科学创新也是有一定促进作用的。机械电子技术与机械设备应用技术是相互影响、相互促进的关系，两只之间的科学创新是建立在现代科学技术应用的基础上，并结合和借鉴世界先机的技术理论，才能有效保证两者的共同科学创新发展。
参考文献：
[1]丁锋.机电一体化技术和应用研究初探[J].电子世界2012年18期
[2]衡刚.浅谈机电一体化应用技术[J].科技致富向导2012年20期
[3]王秋梅.关于传感器在机电一体化系统中应用的探讨[J].科技致富向导2012年21期
关键词机电一体化技术应用
1机电一体化技术发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1.1数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
1.2智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I/O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
1.3模块化
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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
1.4网络化
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成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
1.5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。
1.6微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。
1.7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。
1.8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。
1.9绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
2机电一体化技术在钢铁企业中应用
在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：
2.1智能化控制技术(IC)
由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。
2.2分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。
2.3开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(OpenControlSystem)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
2.4计算机集成制造系统(CIMS)
钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。
2.5现场总线技术(FBT)
现场总线技术(FiedBusTechnology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(ProgrammableLogicController)和现场就地控制站等的发展。
2.6交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
参考文献
1杨自厚．人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J]．冶金自动化，1994（5）
2唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J]．冶金自动化，1996（4）
3唐怀斌．工业控制的进展与趋势[J]．自动化与仪器仪表，1996（4）
4王俊普．智能控制[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，1996
5林行辛．钢铁工业自动化的进展与展望[J]．河北冶金，1998（1）
关键词：机电暂态仿真 实时性 物理装置 电力系统 计算流程
0 引言
电力系统仿真是系统仿真的一个分支，即根据原始电力系统建立相应模型，并进行计算和实验，研究电力系统在特定时间内的动态行为和运行特性f21。电力系统的科学研究和试验从来都离不开系统仿真技术。某种意义上，电力系统仿真的技术水平代表了电力系统科学的研究水平。电力系统仿真是现代电力科学与电力工程领域研究的必要手段和重要分支。根据数字仿真模型物理量变化时间与实际系统物理量变化时间之间的比例关系分为实时仿真与非实时仿真两大类。电力系统实时仿真还需具备如下特性，即能实时模拟电力系统各类过程，并能接入实际物理基金项目：“十一五”国家科技支撑计划重大项目(2006BAA02A17)。
1 机电暂态仿真软件
按照仿真工具和发展阶段的不同，电力系统实时仿真一般分为物理仿真、数字仿真和数字物理混合仿真。非实时仿真和实时仿真互为补充，结合运用可以比较全面和经济地实施电力工程项目的设计和测试等工作，本文将研究实时机电暂态计算程序在PC机上实现大规模交直流输电系统的超实时计算，这将使利用PC机进行大电力系统实时仿真具备了可能。[1]本文还将研制基于机电暂态仿真的实时仿真系统，并对其正确性与实时性进行仿真验证。对该仿真系统在实现过程中涉及的接口问题还将进行探讨，并采用电力系统励磁和继电保护的模拟装置对仿真系统的功能进行测试[2]。
2 机电暂态仿真计算
机电暂态仿真计算量大且要求实时，这对于计算机和软件性能的要求是很高的。机电暂态仿真软
件有两个子部分：客户端和服务器端。客户端提供人机交互界面，使用者可以进行仿真系统的参数设
置、故障设置以及仿真结果的图形显示。另外电力系统的潮流计算也在该部分完成，潮流计算的结果
将发送到服务器端。服务器端负责机电暂态计算和与物理装置的通信工作[1] [3]。
3 机电一体化技术的发展趋势
（1）智能化。智能化即要求机电产品有一定的智能，使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能，设置智能I／O接口和智能工艺数据库，会给使用、操作和维护带来极大的方便。
（2）数字化。微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、通用性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。
（3）模块化。模块化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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。从而避免利益的冲突，并能使之标准化、系列化。
4 机电暂态仿真模拟数据分析
在机电暂态仿真程序中，除了计算机电暂态的功能外，还要有与模拟装置进行数据交互的接口通信程序，该程序在服务器端。其功能是实现接口的操作，使计算程序与外面的物理装置通过串口的读写进行数据交互，保证系统的实时性。
随着电子技术，特别微电子技术以及超大规模集成电路的发展，机械产品已进入以机电一体化为中心的新阶段，由于多数还有传动系统，因此，对于机械来说，采用的则是机与电子器件一体化技术的产物，即机电一体化系统。一般由机械部分、驱动部分、控制及信号处理几个部分组成，其最本质的特征是一种机械，是在机构的主功能、动力功能、信息与控制功能上引进了电子技术，并与软件有机结合而成的一矛惜殊的机械系统[4]。
5 电力系统数字仿真
在电力系统数字仿真中，仿真步长^非常重要，在实时仿真中应当远小于采样周期。同时，还要保证实际设备仿真一个步长的时间小于或等于10ms。对该系统来说，所接物理装置是发电机励磁控制器和继电保护器，所以电力系统机电仿真用典型步长10 ms就可以满足要求，那么只要保证实际设备仿真一个步长所需时间小于或等于10ms就可以达到实时的要求。一般的电力系统在微机上进行机电暂态计算就可以满足实时性要求[3] [5]。在实时仿真中，数字计算程序除了要完成暂态计算任务以外，还要负责与接口电路的通信工作，因此能否在10 ms以内完成一个步长的任务就成为一个关注的焦点。实际系统完成一个步长的总时间应该是计算时间与通信时间的总和，允许计算能够占用的最大时间是多少，取决于通信的时间[6]。
6 结论
本文对当前对电力系统的建模研究，主要集中在发电机、负荷等连续动态元件，但对二次设备的建模研究没有给予足够的重视。电力系统是一个典型的具有连续动态特性和离散事件特性且二者相互作用的混杂系统，其中发电机及其控制装置的行为状态呈现连续动态，而二次设备、FACTS器件等的动作行为则表现为事件驱动的离散行为，因此能否将电力系统的离散特性与连续动态特性有机地融合是非常关键的。
并且本文研究的电力系统机电暂态实时仿真系统，实现了模拟发电机励磁调节器和模拟继电保护装置接入仿真系统的闭环实时仿真。系统实时仿真结果与数字仿真结果一致，证明了该系统工作的正确性和实时性。
参考文献：
[1]郑三立，黄梅，胡明亮，等．基于微机数字仿真的实时闭环测试系统[J].华北电力技术，2004，6(6)：2l一24．
[2]岳程燕，田芳，周孝信，等．电力系统电磁暂态一机电暂态混合仿真接口原理[J].电网技术，2006，30(1)．
[3]文艺，陈众，马士英，等．500kV输电系统的物理仿真与数字仿真．电力自动化设备，2004，24(11)：22．25.
[4]李光琦．电力系统暂态分桥．北京：水利电力出版社，1995，55～60. 勇军，梁旭，闵勇，等．电力系统机电暂态和电磁暂态混合仿
