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機(jī)電一體化技術(shù)及應(yīng)用

更新時間:2017-06-20      點擊次數(shù):1573

機(jī)電一體化概要

       機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),將機(jī)械裝置與電子化設(shè)計及軟件結(jié)合起來所構(gòu)成的系統(tǒng)的總稱。
機(jī)電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學(xué)科,隨著科學(xué)技術(shù)的不但發(fā)展,還將被賦予新的內(nèi)容。但其基本特征可概括為:機(jī)電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā),綜合運用機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、傳感測控技術(shù)、電力電子技術(shù)、接口技術(shù)、信息變換技術(shù)以及軟件編程技術(shù)等群體技術(shù),根據(jù)系統(tǒng)功能目標(biāo)和優(yōu)化組織目標(biāo),合理配置與布局各功能單元,在多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值,并使整個系統(tǒng)*化的系統(tǒng)工程技術(shù)。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng),則成為一個機(jī)電一體化系統(tǒng)或機(jī)電一體化產(chǎn)品。
     因此,機(jī)電一體化涵蓋技術(shù)產(chǎn)品兩個方面。只是,機(jī)電一體化技術(shù)是基于上述群體技術(shù)有機(jī)融合的一種綜合技術(shù),而不是機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)以及其它新技術(shù)的簡單組合、拼湊。這是機(jī)電一體化與機(jī)械加電氣所形成的機(jī)械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機(jī)械工程技術(shù)有純技術(shù)發(fā)展到機(jī)械電氣化,仍屬傳統(tǒng)機(jī)械,其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機(jī)電一體化后,其中的微電子裝置除可取代某些機(jī)械部件的原有功能外,還能賦予許多新的功能,如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護(hù)等。即機(jī)電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的眼神,具有智能化的特征是機(jī)電一體化與機(jī)械電氣化在功能上的本質(zhì)區(qū)別

 

第二章  機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展

機(jī)電一體化這個詞是日本安川電機(jī)公司在上世紀(jì)60年代末作商業(yè)注冊時zui先創(chuàng)用的。當(dāng)時及70年代,人們一直把機(jī)電一體化看作是機(jī)械與電子的結(jié)合。國內(nèi)早期將機(jī)電一體化技術(shù)機(jī)械電子學(xué)并用,近年來機(jī)電一體化更流行使用。
  80年代,信息技術(shù)嶄露頭角。微處理機(jī)的性能提高,為更的機(jī)電一體化產(chǎn)品所采用,典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。微機(jī)作為關(guān)鍵技術(shù)引入了飛行器系統(tǒng)后,使機(jī)械電子系統(tǒng)在高度控制、排氣控制、振動控制和保險氣袋等方面獲得廣泛應(yīng)用。
  信息技術(shù)驅(qū)使機(jī)械系統(tǒng)在不同程度上利用數(shù)據(jù)庫,連洗衣機(jī)和其他消費品也用上了數(shù)據(jù)庫驅(qū)動系統(tǒng)。這樣,對機(jī)電一體化的系統(tǒng)設(shè)計方法的探索、成型和系統(tǒng)集成以及并行工程設(shè)計和控制的實施日顯重要。此外,光學(xué)也進(jìn)入了機(jī)電一體化,產(chǎn)生了光機(jī)電一體化的新領(lǐng)域。
  進(jìn)入90年代,通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化,機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密的計算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。有些機(jī)電一體化機(jī)械可兩用,有的在性能上更是多用途的,尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術(shù)的發(fā)展,和半導(dǎo)體技術(shù)以光刻為基礎(chǔ)的方法以及和傳統(tǒng)機(jī)電一體化微型化方法的結(jié)合,開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機(jī)電一體化新分支微機(jī)電一體化。雖然微加工方法尚未成熟,但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后,機(jī)電一體化隨著自動化技術(shù)的發(fā)展而日益發(fā)展,穩(wěn)步進(jìn)入了21世紀(jì)。機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計算機(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、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化

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;而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起,為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路,如虛擬設(shè)計、計算機(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)字化的實現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。

2.智能化

 智能化是21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機(jī)電一體化建設(shè)者的研究日益得到重視,機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床的智能化就是重要應(yīng)用。這里所說的智能化是對機(jī)器行為的描述,是在控制理論的基礎(chǔ)上,吸收人工智能、運籌學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)、生理學(xué)和混沌動力學(xué)等新思想、新方法,模擬人類智能,使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力,以求得到更高的控制目標(biāo)。誠然,使機(jī)電一體化產(chǎn)品具有與人*相同的智能,是不可能的,也是不必要的。但是,高性能、高速的微處理器使機(jī)電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能,則是*可能而又必要的。

3. 模塊化

 模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多,研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復(fù)雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機(jī)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(jī)械裝置。這樣,可利用標(biāo)準(zhǔn)單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品,同時也可以擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模。這需要制定各項標(biāo)準(zhǔn),以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定或國內(nèi)這方面的標(biāo)準(zhǔn),但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然,從電氣產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的企業(yè),規(guī)?;瘜⒔o機(jī)電一體化企業(yè)帶來美好的前程。

4.網(wǎng)絡(luò)化

 20世紀(jì) 90年代,計算機(jī)技術(shù)等的突出成就是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育義舉人么日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片,企業(yè)間的競爭也將化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來,只要其功能獨到,質(zhì)量可靠,很快就會。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)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢,利用家庭網(wǎng)絡(luò)(home net)將各種家用電器連接成以計算機(jī)為中心的計算機(jī)集成家電系統(tǒng)(computer integrated appliance system, CIAS),使人們在家里分享各種高技術(shù)帶來的便利與快樂。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

5. 人性化

 機(jī)電一體化產(chǎn)品的zui終使用對象是人,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,對人來說還是一種藝術(shù)享受,如家用機(jī)器人的就是人機(jī)一體化。

6. 微型化

 微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然,也是提率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(Micro Electronic Mechanical Systems,簡稱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年美國斯坦福大學(xué)研制出*個醫(yī)用微探針,1988年美國加州大學(xué)Berkeley分校研制出*個微電機(jī)以來,國內(nèi)外在MEMS工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展,開發(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、微觸覺傳感器),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)。

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)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與率,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)而又安全地運轉(zhuǎn),然后再通過軟、硬件將各個層次有機(jī)地起來,使其性能*、功能zui強(qiáng)。

8. 帶源化

 是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能,因而對于運動的機(jī)電一體化產(chǎn)品,自帶動力源具有*的好處。帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

9. 綠色化

 科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化,在物質(zhì)豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以,人們呼喚保護(hù)環(huán)境,回歸自然,實現(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、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求,機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境,產(chǎn)品壽命結(jié)束時,產(chǎn)品可分解和再生利用。

 

 

第三章典型機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢

1數(shù)控機(jī)床

目前我國是*機(jī)床擁有量zui多的國家(近320萬臺),但數(shù)控機(jī)床只占約5%且大多數(shù)是普通數(shù)控(發(fā)達(dá)國家數(shù)控機(jī)床占10%)。近些年來數(shù)控機(jī)床為適應(yīng)加工技術(shù)的發(fā)展,在以下幾個技術(shù)領(lǐng)域都有巨大進(jìn)步。

1)高速化

由于高速加工技術(shù)普及,機(jī)床普遍提高了各方面的速度。車床主軸轉(zhuǎn)速有30004000r/min提高到800010000r/min;銑床和加工中心主軸轉(zhuǎn)速由40008000r/min提高到1200040000r/min以上;快速移動速度由過去的1020m/min提高到48m/min,60m/mni,80m/min,120m/min;在提高速度的同時要求提高運動部件起動的加速度,由過去一般機(jī)床的0.5G(重力加速度)提高到1.5G2G,zui高可達(dá)15G;直線電機(jī)在機(jī)床上開始使用,主軸上大量采用內(nèi)裝式主軸電機(jī)。

2)高精度化

數(shù)控機(jī)床的定位精度已由一般的0.010.02mm提高到0.008左右;亞微米級機(jī)床達(dá)到0.0005mm左右;納米級機(jī)床達(dá)到0.0050.01um;zui小分辨率為1nm0.000001mm)的數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床已問世。
  數(shù)控中兩軸以上插補(bǔ)技術(shù)大大提高,納米級插補(bǔ)使兩軸聯(lián)動出的圓弧都可以達(dá)到1u的圓度,插補(bǔ)前多程序預(yù)讀,大大提高了插補(bǔ)質(zhì)量,并可進(jìn)行自動拐角處理等。

3)復(fù)合加工,新結(jié)構(gòu)機(jī)床大量出現(xiàn)

55面體復(fù)合加工機(jī)床,55聯(lián)動加工各類異形零件。同時派生出各種新穎的機(jī)床結(jié)構(gòu),包括6軸虛擬軸機(jī)床,串并聯(lián)絞鏈機(jī)床等,采用特殊機(jī)械結(jié)構(gòu),數(shù)控的特殊運算方式,特殊編程要求。

4)使用各種特殊功能的刀具使數(shù)控機(jī)床如虎添翼

如內(nèi)冷轉(zhuǎn)頭由于使高壓冷卻液直接冷卻轉(zhuǎn)頭切削刃和排除切屑,在轉(zhuǎn)深孔時大大提率。加工剛件切削速度能達(dá)1000m/min,加工鋁件能達(dá)5000m/min。

5)數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理

數(shù)控機(jī)床的開放性和聯(lián)網(wǎng)管理已是使用數(shù)控機(jī)床的基本要求,它不僅是提高數(shù)控機(jī)床開動率、生產(chǎn)率的必要手段,而且是企業(yè)合理化、*化利用這些制造手段的方法。因此,計算機(jī)集成制造、網(wǎng)絡(luò)制造、異地診斷、虛擬制造、并行工程等等各種新技術(shù)都在數(shù)控機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來,這必然成為21世紀(jì)制造業(yè)發(fā)展的一個主要潮流。

2.自動機(jī)與自動生產(chǎn)線

在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動機(jī)械、自動生產(chǎn)線及各種自動化設(shè)備,是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)。如:200080000/h的啤酒自動生產(chǎn)線;18000120000/h的易拉罐灌裝生產(chǎn)線;各種高速香煙生產(chǎn)線;各種印刷包裝生產(chǎn)線;郵政信函自動分撿處理生產(chǎn)線;易拉罐自動生產(chǎn)線;FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產(chǎn)線等等,這些自動機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了現(xiàn)代電子技術(shù)與傳感技術(shù)。如可編程序控制器,變頻調(diào)速器,人機(jī)界面控制裝置與光電控制系統(tǒng)等。我國的自動機(jī)與生產(chǎn)線產(chǎn)品的水平,比10多年前躍升了一大步,其技術(shù)水平已達(dá)到或超過發(fā)達(dá)國家上一世紀(jì)80年代后期的水平。使用這些自動機(jī)和生產(chǎn)線的企業(yè)越來越多,對維護(hù)和管理這些設(shè)備的相關(guān)人員的需求也越來越多。

3.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢

以微電子技術(shù)、軟件技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)為核心而引發(fā)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、綜合化、個性化信息技術(shù)革命,不僅深刻地影響著的科技、經(jīng)濟(jì)、社會和軍事的發(fā)展,而且也深刻影響著機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢。機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個方向發(fā)展:

1)光機(jī)電一體化方向

一般機(jī)電一體化系統(tǒng)是由傳感系統(tǒng)、能源(下轉(zhuǎn)第80頁)(上接第81頁)(動力)系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件組成。引進(jìn)光學(xué)技術(shù),利用光學(xué)技術(shù)的先天特點,就能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源系統(tǒng)和信息處理系統(tǒng)。

2)柔性化方向

未來機(jī)電一體化產(chǎn)品,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的冗余度,有較強(qiáng)的柔性,能較好地應(yīng)付突發(fā)事件,被設(shè)計成自律分配系統(tǒng)。在這系統(tǒng)中,各子系統(tǒng)是相互獨立工作的,子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù),同時具有本身的自律性,可根據(jù)不同環(huán)境條件做出不同反應(yīng)。其特點是子系統(tǒng)可產(chǎn)生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具有行動是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統(tǒng)的能力(柔性),又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。

3)智能化方向

今后的機(jī)電一體化產(chǎn)品全息特征越來越明顯,智能化水平越來越高。這主要得益于模糊技術(shù)與信息技術(shù)(尤其是軟件及芯片技術(shù))的發(fā)展。

 

第四章  機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中應(yīng)用

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,采用組裝合并方式,為實現(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)用于以下幾個方面:

1. 智能化控制技術(shù)(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點,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。

2. 分布式控制系統(tǒng)(DCS) 

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機(jī)指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機(jī)和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機(jī)對生產(chǎn)過程進(jìn)行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。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。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制,而且還可以實現(xiàn)在線*化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴(kuò)展、維護(hù)方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散,故障影響面小,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。

3. 開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(Open Control System)是目前計算機(jī)技術(shù)發(fā)展所引出的新的結(jié)構(gòu)體系概念。開放意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持,按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng),可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換,且資源共享。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(jī)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。

4.計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS) 

鋼鐵企業(yè)CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體,用以實現(xiàn)從原料進(jìn)廠,生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化,但這種自動化孤島式的單機(jī)自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理,難以適應(yīng)現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn),質(zhì)優(yōu)價廉,及時交貨。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(qiáng)管理,獲取必須的經(jīng)濟(jì)效益,提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀(jì)80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS。

5. 現(xiàn)場總線技術(shù)(FBT)

 現(xiàn)場總線技術(shù)是對自動化領(lǐng)域的一場變革。由于現(xiàn)場總線簡單、可靠、經(jīng)濟(jì)實用,已成為當(dāng)今自動化領(lǐng)域發(fā)展的熱點之。目前,新建的連鑄機(jī)已經(jīng)開始使用現(xiàn)場總線技術(shù)?,F(xiàn)場總線是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字式、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)?,F(xiàn)場總線的含義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

  (1)現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的分散型控制系統(tǒng)(DCS)通信網(wǎng)絡(luò)截止于控制站或輸入輸出單元,現(xiàn)場儀表仍然是一對一模擬信號傳輸?,F(xiàn)場總線是用于過程自動化和制造自動化的現(xiàn)場設(shè)備或現(xiàn)場儀表互聯(lián)的現(xiàn)場通信網(wǎng)絡(luò),把通信線一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場或生產(chǎn)設(shè)備。

  (2)互操作性

互操作性的含義是來自不同制造廠的現(xiàn)場設(shè)備,不僅可以相互通信,而且可以統(tǒng)一組態(tài),構(gòu)成所需的控制回路,共同實現(xiàn)控制策略。

  (3)分散功能塊

現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)(FCS)廢棄了分散型控制系統(tǒng)(DCS)的輸入/輸出單元和控制站,把DCS控制站的功能塊分散給現(xiàn)場儀表,從而構(gòu)成虛擬控制站。例如流量變送器不僅具有流量信號變換、補(bǔ)償和累加輸入功能塊,而且有PID控制和運算功能塊。

  (4)通信線供電

現(xiàn)場總線的常用傳輸線是雙絞線,通信線供電方式允許現(xiàn)場儀表直接從通信線上攝取能量。這種低功耗現(xiàn)場儀表可以用于安全環(huán)境,與之配套的還有安全柵。有的企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場有可燃性物質(zhì),所有現(xiàn)場設(shè)備必須嚴(yán)格遵守安全防爆標(biāo)準(zhǔn),現(xiàn)場總線也不例外。

6.流傳動技術(shù)

 傳動技術(shù)在鋼鐵工業(yè)中起至關(guān)重要的作用。隨著電力電子技術(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。由于交流傳動的*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(fù)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(dá)到和超過直流調(diào)速水平?,F(xiàn)在無論大容量電機(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)實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎,應(yīng)用不斷擴(kuò)大

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