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这个呢》机电一体化技术及其应用研究摘 要 讨论了机电一体化技术对于改变整个机械制造业面貌所起的重要作用，并说明其在钢铁工业中的应用以及发展趋势。 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 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。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。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。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。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。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(Micro Electronic Mechanical Systems，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）。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。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。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：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 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。3 开放式控制系统(OCS) 开放控制系统(Open Control System)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。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。5 现场总线技术(FBT) 现场总线技术(Fied Bus Technology)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(Programmable Logic Controller)和现场就地控制站等的发展。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）6 殷际英． 光机电一体化实用技术[M]．北京：化学工业出版社，20037 芮延年． 机电一体化系统设计[M]． 北京：机械工业出版社，2004． 
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当前，我国煤矿的事故起数和死亡人数逐年下降，安全生产状况日趋好转。但不能忽视的是，我国史上最低的煤矿百万吨死亡率374与美国的相差十倍之多，且我国煤矿的生产死亡率不仅高于美国，甚至远高于俄罗斯、南非、波兰和印度。 可见，我国煤矿的安全状况较国际水平相差甚远，安全生产形势仍较严峻。因此，提高煤矿安全管理水平，改善煤矿安全生产现状，控制煤矿安全生产事故的任务刻不容缓。据不完全统计，80%以上的煤矿事故是由人的因素引起。 因此，矿工的不安全行为是煤矿事故的主要致因，而控制矿工的不安全行为是减少煤矿事故的主要途径。本文在第二章分析和总结了行为的影响因素及行为模式，第三章分析了煤矿员工不安全行为的致因及其致使煤矿员工不安全行为经常化、合理化的根源。 这一系列的分析与研究为煤矿员工行为测量的有效实施奠定了坚实的理论基础。此次调查研究以王庄煤矿为例，取其基层作业人员和基层管理人员(跟班队干、瓦检员、机电维修工)为研究对象。采用资料收集法、观察法和结构访谈法对王庄煤矿的作业人员进行行为测量，获取煤矿员工相关情况的第一手资料，然后根据行为测量结果和激励理论探讨煤炭企业安全生产激励机制的构建。 构建煤炭企业的安全生产激励机制主要从五个方面进行，一是提高管理者素质、二是加强矿工的安全教育培训、三是完善煤炭企业的安全奖惩制度和安全绩效考核制度、四是实现人岗匹配、五是重视培育企业安全文化。通过构建煤炭企业的安全生产激励机制，采用激励的方式对煤矿员工予以安全激励管理，不仅可有效激发煤矿员工安全工作的积极性和主动性，还可有效减少生产过程中的人因事故隐患，从而促使煤矿获得较大的安全效益。
我国化工企业虽然发展很快，但是，在我国机电系统的维护管理方面还缺乏一套科学的管理方法和维护规范，急需对已有机电设施进行准确地维护和管理。 基于GIS的化工企业机电维护管理系统的开发与研究，旨在使机电设备维护管理制度化，并制订出机电设备维护的管理方法、维护规程、评测办法等，以实现对机电系统进行有效地、科学地管理，保证各类机电设施可靠运行；真正实现化工企业的安全生产，提高企业生产管理水平。 化工企业机电维护管理信息系统是化工企业信息化的重要组成部分。完善的机电系统可以保证化工企业的高速有效运作，杜绝生产事故和安全隐患的发生，有利于生产保质保量安全进行，同时对机电设施良好的维护管理能大大提高其使用寿命，提高经济效益。 本课题针对化工企业机电设备较落后的维护管理现状展开研究，主要任务是探讨怎样利用GIS地理信息技术实现对化工企业机电系统设备进行管理与维护，以提高机电设备的利用率、安全性和可维护性，同时提供一套维护质量的评价体系。通过本课题的研究，主要取得了如下几方面的成果： 1．本文分析了化工企业机电管理的现状，研究开发了化工企业机电维护管理的管理信息系统，填补了国内没有一套有效的化工企业机电维护管理系统的空缺； 2．本系统规范统一化工企业机电设备管理标准，实现机电设备管理有据可依，维护有标准可循； 3．实现化工企业机电设备维护管理的可视化管理，做到机电设备管理的快捷性和较高的数据信息检索率，达到管理的高效化和信息共享化; 为化工企业机电管理部门提供有效的管理手段，合理制定相关计划，提高机电设备管理资金的合理运用; 结合多个化工企业在机电维护管理方面的的经验，制定与完善了机电维护管理制度、规程。这些制度和规程可提高机电系统的维护服务效率和水平，提高设备完好率，降低故障发生率，保障安全生产; 提出了机电设备维护管理的科学方法，提出了通过对机电设备故障原因及沉淀的维护数据的分析产生维护参考预案的见解; 研究了机电设备维护管理网络化的问题，实现了机电设备管理的实时性和有效性。 浅谈高校计算机实验室安全与管理 计算机局域网网络的安全建设漫谈 浅谈计算机网络安全技术 浅析计算机网络优化安全技术 试论计算机安全漏洞的动态检测 试论计算机网络安全的维护 浅谈计算机网络安全管理的技术 计算机网络安全隐患与对策 计算机网络安全风险防范必要性浅析 计算机网络安全问题探析 计算机安全加固技术研究 计算机网络安全及防范 浅谈计算机网络安全的防护措施 探析防火墙技术在计算机网络安全中的应用 浅议计算机网络安全与防火墙技术 浅析计算机网络安全及防范策略 计算机办公终端安全管理的探究 浅谈新木采油厂计算机使用安全 浅谈如何构建安全计算机网络 浅析计算机网络安全 计算机布线网络安全探析 计算机网络安全中数据加密技术应用探讨 浅析计算机网络安全技术方面的问题 计算机网络安全及防范技术 防火墙技术在计算机网络安全中的应用研究 浅析计算机网络安全的评估
