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外文翻譯資料 1 機(jī)電一體化技術(shù)及其應(yīng)用研究 1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展 機(jī)電一體化是機(jī)械 微 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(lài)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 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)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) 1 2 智能化 即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能 使它具有類(lèi)似人的邏輯思考 判斷推理 自 主決策等能力 例如在 CNC 數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話(huà)功能 設(shè)置智能 I O 接口 和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù) 會(huì)給使用 操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便 隨著模糊控制 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 灰色 小波理論 混沌與分岔等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展 為機(jī) 電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地 1 3 模塊化 由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多 研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口 動(dòng)力接口 環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作 如研制具有集減速 變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元 具有視覺(jué) 圖像處理 識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等 這樣 在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí) 可以利 用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品 1 4 網(wǎng)絡(luò)化 由于網(wǎng)絡(luò)的普及 基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(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(chǎng)總線(xiàn)和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器 網(wǎng)絡(luò)化成為可能 利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算 機(jī)集成家用電器系統(tǒng) 使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處 因此 機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 1 5 人性化 機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)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(lái)愈重要 機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外 還要求 外文翻譯資料 2 在色彩 造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào) 使用這些產(chǎn)品 對(duì)人來(lái)說(shuō)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 1 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(jiǎn)稱(chēng) 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(hào)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(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用 微探針 1988 年美國(guó)加州大學(xué) Berkeley 分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái) 國(guó)內(nèi)外 在 MEMS 工藝 材料以及微觀機(jī)理方面取得了很大進(jìn)展 開(kāi)發(fā)出各種 MEMS 器件和系統(tǒng) 如各種微型傳感器 壓力傳感器 微加速度計(jì) 微觸覺(jué)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 1 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(guò)程中同時(shí)處理加工 裝配 檢測(cè) 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(dòng)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(guò)軟 硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái) 使其性能最優(yōu) 功能 最強(qiáng) 1 8 帶源化 是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源 如太陽(yáng)能電池 燃料電池和大容量電 池 由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能 因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品 自帶動(dòng) 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 1 9 綠色化 技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化 在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)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(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保 和人類(lèi)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 2 機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵中應(yīng)用 外文翻譯資料 3 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(lái) 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 2 1 智能化控制技術(shù) IC 由于鋼鐵具有大型化 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(zhuān) 家系統(tǒng) 模糊控制和神經(jīng)等 智能控制技術(shù)廣泛于鋼鐵的產(chǎn)品設(shè)計(jì) 生產(chǎn) 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(chē)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 2 分布式控制系統(tǒng) CS 分布式控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)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(jí)的 三級(jí)的或更多級(jí)的 利用計(jì)算 機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行集中監(jiān)視 操作 管理和分散控制 隨著測(cè)控技術(shù)的 分布 式控制系統(tǒng)的功能越來(lái)越多 不僅可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程控制 而且還可以實(shí)現(xiàn)在 線(xiàn)最優(yōu)化 生產(chǎn)過(guò)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(cè) 控 管 一體化的綜合系統(tǒng) CS 具有特點(diǎn)控制功能多樣化 操作簡(jiǎn)便 系統(tǒng)可以擴(kuò)展 維護(hù)方便 可靠性高等特點(diǎn) CS 是監(jiān)視集中控制分散 故障面小 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(dòng)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 2 3 開(kāi)放式控制系統(tǒng) OCS 開(kāi)放控制系統(tǒng) Open Control System 是計(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(kāi)放 意味著對(duì)一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識(shí)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(kāi)放控制系統(tǒng) 通過(guò)工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)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(yíng) 管理 決策的集成 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)使現(xiàn)場(chǎng)儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián) 實(shí)現(xiàn)測(cè)量與 控制一體化 2 4 計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) CIMS 鋼鐵企業(yè)的 CIMS 是將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng) 生產(chǎn)管理以及過(guò)程控制連成一體 外文翻譯資料 4 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(guò)程全局和過(guò)程一體化 控制 目前鋼鐵企業(yè)已基本實(shí)現(xiàn)了過(guò)程自動(dòng)化 但這種 自動(dòng)化孤島 式的單 機(jī)自動(dòng)化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過(guò)程的統(tǒng)一管理 難以適應(yīng)鋼鐵生產(chǎn)的要 求 未來(lái)鋼鐵企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)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(kù)存 加速資金周轉(zhuǎn) 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn) 經(jīng)營(yíng) 管理整體優(yōu)化 關(guān)鍵就是加強(qiáng)管理 獲取必須的效益 提高了企業(yè)的競(jìng) 爭(zhēng)力 美國(guó) 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 2 5 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù) BT 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù) ie Bus Technology 是連接設(shè)置在現(xiàn)場(chǎng)的儀表與設(shè)置在控 制室內(nèi)的控制設(shè)備之間的數(shù)字式 雙向 多站通信鏈路 采用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)取 代現(xiàn)行的信號(hào)傳輸技術(shù) 如 4 20mA C 直流傳輸 就能使更多的信息在智能 化現(xiàn)場(chǎng)儀表裝置與更高一級(jí)的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進(jìn)行雙向傳送 通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)連接可省去 66 或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線(xiàn) 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)的引入導(dǎo) 致 CS 的變革和新一代圍繞開(kāi)放自動(dòng)化系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)化儀表 如智能變送器 智能執(zhí)行器 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)化檢測(cè)儀表 現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)化 PLC Programmable Logic Controller 和現(xiàn)場(chǎng)就地控制站等的發(fā)展 2 6 交流傳動(dòng)技術(shù) 傳動(dòng)技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起作至關(guān)重要的作用 隨著電力技術(shù)和微電子技術(shù) 的發(fā)展 交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速 由于交流傳動(dòng)的優(yōu)越性 電氣傳動(dòng)技 術(shù)在不久的將來(lái)由交流傳動(dòng)全面取代直流傳動(dòng) 數(shù)字技術(shù)的發(fā)展 使復(fù)雜的矢 量控制技術(shù)實(shí)用化得以實(shí)現(xiàn) 交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達(dá)到和超過(guò)直流調(diào)速 水平 現(xiàn)在無(wú)論大容量電機(jī)或中小容量電機(jī)都可以使用同步電機(jī)或異步電機(jī)實(shí) 現(xiàn)可逆平滑調(diào)速 交流傳動(dòng)系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶(hù)的歡迎 應(yīng)用 不斷擴(kuò)大