【正文】 化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。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、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。五、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愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來說還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。七、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)過程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。由于在許多場(chǎng)合無法使用電能，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。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。智能控制技術(shù)主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，智能控制技術(shù)廣泛應(yīng)用于鋼鐵企業(yè)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)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調(diào)度系統(tǒng)、冷連軋等。隨著測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。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。開放控制系統(tǒng)通過工業(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，通過現(xiàn)場(chǎng)總線使現(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。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，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，獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益，提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。通過現(xiàn)場(chǎng)總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)連接導(dǎo)線。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)到和超過直流調(diào)速水平。機(jī)電一體化是當(dāng)前生產(chǎn)機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì)，有著廣闊的發(fā)展前景，對(duì)未來的機(jī)械生產(chǎn)有著重要的影響。引言：機(jī)電一體化系統(tǒng)最本質(zhì)的特征是一個(gè)機(jī)械系統(tǒng) ,它是充分運(yùn)用電子計(jì)算機(jī)的信息處理和控制功能、可控驅(qū)動(dòng)元件特性的現(xiàn)代化機(jī)械系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)了機(jī)械系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化。第三階段，各國(guó)均開始極大關(guān)注和支持機(jī)電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。(4)微細(xì)加工技術(shù)與設(shè)備發(fā)展迅猛。(1)數(shù)控技術(shù)方面?？v觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向，機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展:(1)綠色化(2)智能化(3)網(wǎng)絡(luò)化(4)微型化(5)模塊化 2機(jī)電一體化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)電一體化系統(tǒng)的組成特點(diǎn)對(duì)于以完成工藝動(dòng)作為主功能的機(jī)電一體化系統(tǒng), 從概念設(shè)計(jì)的需要出發(fā), 可根據(jù)其廣義功能原理來進(jìn)行劃分。這種機(jī)構(gòu)的最大特點(diǎn)是可控性。但由于機(jī)電一體化系統(tǒng)是一個(gè)機(jī)電一體化技術(shù)、現(xiàn)代控制理論以及傳感檢測(cè)等技術(shù)的統(tǒng)一體, 使得機(jī)電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)機(jī)械的概念設(shè)計(jì)有所不同。這種方法是改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品和開發(fā)新型產(chǎn)品常用的方法。在新產(chǎn)品(或系統(tǒng))系列及設(shè)備的光機(jī)電一體化改造中應(yīng)用這種方法，可以縮短設(shè)計(jì)與研制周期，節(jié)約工裝設(shè)備費(fèi)用，且有利于生產(chǎn)管理、使用和維修。機(jī)電一體化系統(tǒng)中的過程信息和控制信息劃分在不同的信息層次上被證實(shí)存在著相對(duì)性。機(jī)電一體化系統(tǒng)中主要功能的實(shí)現(xiàn)離不開一些從屬功能的協(xié)同。例如，當(dāng)選用電動(dòng)機(jī)去驅(qū)動(dòng)一個(gè)直線移動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，就需要能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的接口部件。(4)結(jié)構(gòu)功能確保主要部件正常工作時(shí)所需的空間條件能夠得到滿足例如，電燈插座就有結(jié)構(gòu)上的用途，同時(shí)它還提供了一個(gè)電氣接口。②維持功能方法樹因果鏈層次的遞歸性所有的從屬功能均被置于系統(tǒng)邊界上以表明它們可以被相的系統(tǒng)所共用。（2）、統(tǒng)計(jì)模型法——采用由特殊到一般的邏輯、歸納方法根據(jù)一定數(shù)量的在系統(tǒng)運(yùn)行過程中實(shí)測(cè)、觀察的物理數(shù)據(jù)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)規(guī)律、系統(tǒng)辨識(shí)等理論合理估計(jì)出反映系統(tǒng)各物理量相互制約關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，自動(dòng)控制已經(jīng)成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)中必不可少的一部分。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。同時(shí)，由于人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及光纖技術(shù)等領(lǐng)域取得的巨大進(jìn)步，為機(jī)電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)于一體的動(dòng)力單元，具有視覺、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機(jī)械裝置。20世紀(jì)90年代，計(jì)算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。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。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。于是，人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源，回歸自然。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。如果沒有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。c、存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。2．現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。（3）安裝簡(jiǎn)單，容易維修。PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境下工作，能在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠工作。三、PLC在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂機(jī)電一體化領(lǐng)域，使用情況大致可歸納為如下幾類。PLC在CNC機(jī)床中的應(yīng)用方式及其特點(diǎn)，PLC在CNC機(jī)床中的作用及數(shù)控裝置I/O口和機(jī)床控制面板、強(qiáng)電信號(hào)的連接方法，研究了數(shù)控機(jī)床中T功能代碼和M功能代碼在PLC上的實(shí)現(xiàn)方法。運(yùn)動(dòng)控制PLC可用于對(duì)直線運(yùn)動(dòng)或圓周運(yùn)動(dòng)的控制。例如：金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)械、配裝機(jī)械、機(jī)器人和電梯等。過程控制過程控制要用到模擬量。數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。所以以PLC為主組成的控制系統(tǒng)將代表著當(dāng)前機(jī)電設(shè)備電氣控制的先進(jìn)水平與發(fā)展方向。四、結(jié)論總的概括說來，21 世紀(jì)的機(jī)械制造業(yè)是以信息為主導(dǎo),它是采用先進(jìn)生產(chǎn)模式、先進(jìn)制造系統(tǒng)、先進(jìn)制造技術(shù)和先進(jìn)組織管理形式的全新的機(jī)械制造業(yè)。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。過程控制的目的就是根據(jù)有關(guān)模擬量的當(dāng)前與歷史的輸入狀況，產(chǎn)生所要求的開關(guān)量或模擬量輸出，以使系統(tǒng)工作參數(shù)能按一定要求作。在磁選機(jī)中引入PLC控制，能極大地改善設(shè)備的電氣性能，提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，保證設(shè)備高效、安全運(yùn)行，以達(dá)到提高礦山企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益之目的。世界上各主要PLC廠家生產(chǎn)的PLC幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能。PLC與CNC機(jī)床數(shù)控裝置聯(lián)接可靠性高，在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床數(shù)控改造中有廣泛的應(yīng)用前景。PLC取代繼電器控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)邏輯控制。PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備，接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。（4）抗干擾能力和可靠性能力都強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。f、通信模塊如以太網(wǎng)、RS48ProfibusDP通訊模塊等。d、輸入輸出接口電路。為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，對(duì)大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。b、中央處理單元（CPU)中央處理單元（CPU）是PLC的控制中樞。PLC是工控的利器,機(jī)電一體化專業(yè)本來就是一門控制機(jī)械的學(xué)科,(非人工)控制的都可以用到PLC,當(dāng)然單片機(jī)也可以,但是對(duì)于電氣控制來說可編程控制以其編程便捷、接口通用和工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性等特點(diǎn)支撐著整個(gè)控制核心，是機(jī)電一體化產(chǎn)品中重要的器件。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。工業(yè)的發(fā)達(dá)給人們生活帶來了巨大變化。微型化興起于20世紀(jì)80年代末，指的是機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢(shì)。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。這需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，以便各部件、單元的匹配和接口。模塊化是一項(xiàng)重要而艱巨的工程。未來機(jī)電一體化的主要發(fā)展方向有：1．智能化。機(jī)電一體化的發(fā)展方向，各主要發(fā)達(dá)國(guó)家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。關(guān)鍵字：PLC生產(chǎn)控制智能一、機(jī)電一體化：機(jī)電一體化的概念：機(jī)電一體化又稱機(jī)械電子學(xué)，英語稱為Mechatronics，它是由英文機(jī)械學(xué)Mechanics的前半部分與電子學(xué)Electronics的后半部分組合而成。這種方法是機(jī)理模型法和統(tǒng)計(jì)模型法的結(jié)合故稱混合模型法。結(jié)構(gòu)功能未包含在圖1中，因?yàn)樗灰擞米儞Q術(shù)語表達(dá)同樣，將保護(hù)功能表達(dá)為輸入輸出關(guān)系可能會(huì)妨礙到對(duì)它的全面理觸如機(jī)械安全銷的功能是防止機(jī)構(gòu)移出安全區(qū)域，這樣的保護(hù)功能就不能夠用變換術(shù)語來表達(dá)以上功能模型可以清楚地解釋從屬功能以及主功能與從屬功能之間的輸入輸出關(guān)系結(jié)機(jī)但將此模型作為設(shè)計(jì)工具(即抽象地描述產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu))是不太合適的，因?yàn)楫?dāng)多個(gè)系統(tǒng)集成時(shí)，系統(tǒng)之間的關(guān)系將變得相當(dāng)復(fù)雜因而難以清楚地表達(dá)。從屬功能本身可被視為下一較低功能層次上的主功能，每個(gè)這樣的功能又需要新的從屬功能正是實(shí)現(xiàn)主功能的方法決定了在功能結(jié)構(gòu)的下一層次上需要什么樣的從屬功能。另外，保護(hù)功能也防止系統(tǒng)部件對(duì)環(huán)境產(chǎn)生不利影響。(1)動(dòng)力功能為系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)提供必需的能量。機(jī)電一體化系統(tǒng)中的過程信息和控制信息通常在系統(tǒng)的信息層次結(jié)構(gòu)中交替出現(xiàn)(控制信息需要變換功能，而變換功能在下一層次上又可能被控制信息所支配。機(jī)電一體化系統(tǒng)主要處理以下兩類信息:①過程信息:被系統(tǒng)所變換(處理)的信息。某些高性能的光機(jī)電一體化系統(tǒng)，如激光打印機(jī)的主掃描機(jī)構(gòu)一一激光掃描鏡，其掃描鏡轉(zhuǎn)軸就是電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸，這是執(zhí)行元件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)合的一例。該方法的特點(diǎn)是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈?