【正文】 合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。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、生產(chǎn)、控制、設(shè)備與產(chǎn)品質(zhì)量診斷等各個方面，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，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、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設(shè)備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。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)，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關(guān)鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導線。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術(shù)在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術(shù)實用化得以實現(xiàn)，交流調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速性能已達到和超過直流調(diào)速水平。機電一體化是當前生產(chǎn)機械發(fā)展的主要趨勢，有著廣闊的發(fā)展前景，對未來的機械生產(chǎn)有著重要的影響。引言：機電一體化系統(tǒng)最本質(zhì)的特征是一個機械系統(tǒng) ,它是充分運用電子計算機的信息處理和控制功能、可控驅(qū)動元件特性的現(xiàn)代化機械系統(tǒng) ,實現(xiàn)了機械系統(tǒng)的智能化、自動化。第三階段，各國均開始極大關(guān)注和支持機電一體化技術(shù)和產(chǎn)品。(4)微細加工技術(shù)與設(shè)備發(fā)展迅猛。(1)數(shù)控技術(shù)方面?？v觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發(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機電一體化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計 機電一體化系統(tǒng)的組成特點對于以完成工藝動作為主功能的機電一體化系統(tǒng), 從概念設(shè)計的需要出發(fā), 可根據(jù)其廣義功能原理來進行劃分。這種機構(gòu)的最大特點是可控性。但由于機電一體化系統(tǒng)是一個機電一體化技術(shù)、現(xiàn)代控制理論以及傳感檢測等技術(shù)的統(tǒng)一體, 使得機電一體化系統(tǒng)的概念設(shè)計與傳統(tǒng)機械的概念設(shè)計有所不同。這種方法是改造傳統(tǒng)機械產(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)備的光機電一體化改造中應(yīng)用這種方法，可以縮短設(shè)計與研制周期，節(jié)約工裝設(shè)備費用，且有利于生產(chǎn)管理、使用和維修。機電一體化系統(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存在著相對性。機電一體化系統(tǒng)中主要功能的實現(xiàn)離不開一些從屬功能的協(xié)同。例如，當選用電動機去驅(qū)動一個直線移動機構(gòu)時，就需要能夠?qū)⑿D(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動的接口部件。(4)結(jié)構(gòu)功能確保主要部件正常工作時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，同時它還提供了一個電氣接口。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)運行過程中實測、觀察的物理數(shù)據(jù)運用統(tǒng)計規(guī)律、系統(tǒng)辨識等理論合理估計出反映系統(tǒng)各物理量相互制約關(guān)系的數(shù)學模型。PLC在生產(chǎn)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，自動控制已經(jīng)成為智能生產(chǎn)系統(tǒng)中必不可少的一部分。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展。同時，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)域取得的巨大進步，為機電一體化技術(shù)開辟了發(fā)展的廣闊天地，也為產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供了堅實的基礎(chǔ)。人工智能在機電一體化建設(shè)者的研究中日益得到重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應(yīng)用。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。20世紀90年代，計算機技術(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)的各種遠程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾，而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品。微機電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫(yī)療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。于是，人們呼吁保護環(huán)境資源，回歸自然。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(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、存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號。（3）安裝簡單，容易維修。PLC的技術(shù)條件能在一般高溫、振動、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境下工作，能在強電磁干擾環(huán)境下可靠工作。三、PLC在機電一體化技術(shù)中的應(yīng)用目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂機電一體化領(lǐng)域，使用情況大致可歸納為如下幾類。PLC在CNC機床中的應(yīng)用方式及其特點，PLC在CNC機床中的作用及數(shù)控裝置I/O口和機床控制面板、強電信號的連接方法，研究了數(shù)控機床中T功能代碼和M功能代碼在PLC上的實現(xiàn)方法。運動控制PLC可用于對直線運動或圓周運動的控制。例如：金屬切削機床、金屬成型機械、配裝機械、機器人和電梯等。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)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、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。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(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)將代表著當前機電設(shè)備電氣控制的先進水平與發(fā)展方向。四、結(jié)論總的概括說來，21 世紀的機械制造業(yè)是以信息為主導,它是采用先進生產(chǎn)模式、先進制造系統(tǒng)、先進制造技術(shù)和先進組織管理形式的全新的機械制造業(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)備的自動化水平，保證設(shè)備高效、安全運行，以達到提高礦山企業(yè)經(jīng)濟效益之目的。世界上各主要PLC廠家生產(chǎn)的PLC幾乎都有運動控制功能。PLC與CNC機床數(shù)控裝置聯(lián)接可靠性高，在經(jīng)濟型數(shù)控機床和普通機床數(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，遠高于其他各種機型。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。為了進一步提高PLC的可靠性，對大型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,機電一體化專業(yè)本來就是一門控制機械的學科,(非人工)控制的都可以用到PLC,當然單片機也可以,但是對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)性等特點支撐著整個控制核心，是機電一體化產(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)達給人們生活帶來了巨大變化。微型化興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。模塊化是一項重要而艱巨的工程。未來機電一體化的主要發(fā)展方向有：1．智能化。機電一體化的發(fā)展方向，各主要發(fā)達國家開始了機電一體化技術(shù)向智能化方向邁進的新階段。關(guān)鍵字：PLC生產(chǎn)控制智能一、機電一體化：機電一體化的概念：機電一體化又稱機械電子學，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成。這種方法是機理模型法和統(tǒng)計模型法的結(jié)合故稱混合模型法。結(jié)構(gòu)功能未包含在圖1中，因為它不宜用變換術(shù)語表達同樣，將保護功能表達為輸入輸出關(guān)系可能會妨礙到對它的全面理觸如機械安全銷的功能是防止機構(gòu)移出安全區(qū)域，這樣的保護功能就不能夠用變換術(shù)語來表達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)機但將此模型作為設(shè)計工具(即抽象地描述產(chǎn)品的功能結(jié)構(gòu))是不太合適的，因為當多個系統(tǒng)集成時，系統(tǒng)之間的關(guān)系將變得相當復雜因而難以清楚地表達。從屬功能本身可被視為下一較低功能層次上的主功能，每個這樣的功能又需要新的從屬功能正是實現(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，保護功能也防止系統(tǒng)部件對環(huán)境產(chǎn)生不利影響。(1)動力功能為系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)提供必需的能量。機電一體化系統(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。某些高性能的光機電一體化系統(tǒng)，如激光打印機的主掃描機構(gòu)一一激光掃描鏡，其掃描鏡轉(zhuǎn)軸就是電機的轉(zhuǎn)子軸，這是執(zhí)行元件與執(zhí)行機構(gòu)結(jié)合的一例。該方法的特點是利用通用或?qū)Ｓ秒娮硬考〈鷤鹘y(tǒng)機械產(chǎn)品(或系統(tǒng))中的復雜機械功能部件或功能子系統(tǒng)，以彌補其不足。進行滿足功能和結(jié)構(gòu)要求的工作原理求解和進行實現(xiàn)功能結(jié)構(gòu)的工作原理載體方案的構(gòu)思和系統(tǒng)化設(shè)計。(2)從完成工藝動作過程這一總功能要求出發(fā), 機電一體化系統(tǒng)可劃分為: 執(zhí)行機構(gòu)子系統(tǒng)、傳感檢測子系統(tǒng)、信息處理及控制子系統(tǒng), 它們分別完成機械運動和動作、信息檢測、信息處理及控制。(3)計算機集成制造系統(tǒng)方面。在制定“九五”規(guī)劃和2010年發(fā)展綱要時充分考慮了國際上關(guān)于機電一體化技術(shù)的發(fā)展動向和由此可能帶來的影響，許多大專院校、研究機構(gòu)及一些大中型企業(yè)對這一技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用做了大量的工作。(2)機電一體化從單機向整個制造業(yè)的集成化過度。機電一體化的