發布時間：2023-08-15 17:13:34
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[關鍵詞] 現代制造業 先進制造技術 機電一體化技術 緊密聯系
制造業是現代國民經濟和綜合國力的重要支柱，尤其是現代制造業更是在一個國家的企業生產能力構成中占首要地位，要發展和壯大現代制造業就要大力研究、發展和掌握先進制造技術。所謂先進制造技術，其實就是一種綜合技術，是在傳統制造技術的基礎上加上信息技術和科學的管理，再加上與之相關的科學技術交融而形成的群體技術。
一、先進制造技術簡介
制造技術是使原材料成為產品所應用的一系列技術的總稱。現代制造技術不斷吸收機械、電子、信息、材料及現代管理技術的最新成果，并將其綜合應用于制造業的全過程。
先進制造技術是制造技術的最新發展階段，是由傳統的制造技術發展起來的，是與現代高新技術相結合而產生的一個完整技術群。它是具有明確范疇的新技術領域，是面向工業應用的技術，是駕馭生產過程的系統過程。它不僅涉及產品的設計、制造工藝、加工和裝配、而且覆蓋了市場分析、銷售使用、維修服務，乃至回收再生的全過程；先進制造技術還涉及企業產品與管理創新、企業生產過程綜合自動化、制造單元與系統的集成、制造企業與流通領域的集成、企業間集成與協作等方面。
目前機電一體化技術在現代制造業中應用廣泛，在先進制造技術中占相當重要地位。
二、機電一體化技術概要
機電一體化技術是面向應用的跨學科技術，是從系統工程出發，綜合運用機械技術、微電子技術、光學技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術有機融合、相互滲透的結果。它涉及了許多新概念、基礎學科和邊緣學科，是從系統的觀點出發，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
機電一體化不是機械加電氣簡單組合、拼湊而成的機械電氣化，而是賦予了自動化、虛擬化、柔性化、智能化等特征。其主要由：機械裝置；檢測裝置和傳感器、變送器；信息處理部分；驅動器和執行器； 接口部分等5個部分組成。
三、現代制造業的基本內涵及特點
1.基本內涵
按照國際通例，工業中所有將原材料轉化為可供使用的物品的行業都可成為制造業，可分為裝備制造業和生產消費資料制造業?，F代制造業就是用高新技術改造、升級優化傳統制造業，是先進制造技術或先進管理手段與制造業相結合的產物。
現代制造業有下面幾個方面是必須具備的：1、采用了新技術、新工藝、新裝備，實現了制造過程的現代化。2、應用信息化的手段。對生產、管理、銷售的全過程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了現代化的生產組織方式。4、現代制造強調以知識和技術投入為因素，以現代集成制造為特征，以高新技產業為先導的高附加值、高科技、產業鏈長的產業體系。
2.主要特征
通常來說，現代制造業主要有以下特征：
（1）充分消化吸收吸和應用世界先進制造技術與現代高新技術，更加強調以知識和技術為投入因素，企業的工藝、裝備、材料高技術化，產品的科技含量和附加值較高。
（2）建立起與現代技術相適應的生產方式和企業組織形式，推廣和實施先進的制造模式。發展對國民經濟帶動作用大，產業鏈和的產業集群。
（3）符合現代社會可持續發展理念，具有資源節約、無污染綠色等特征，具有與全球化相適應的資源配置方式。
（4）利用現代信息技術，改造和集成業務流程，形成以價值鏈為基礎的分工協作模式，并呈現出制造業與服務業既分工又融合的特點。
四、機電一體化技術與現代制造業緊密聯系、密不可分
隨著現代制造業向精密化、自動化、信息化、柔性化、清潔化、集成化和智能化的快速發展，機電一體化技術和產品與現代制造業聯系緊密。
1.機電一體化技術和產品
機電一體化技術和產品的廣泛應用于工業生產過程的名個領域，特別在現代制造業方面應用較廣。其主要有機電一體化系統和典型元、部件兩大類。
機電一體化典型系統有：數控機床系統、智能化儀器儀表、印刷機械系統、發動機控制系統及虛擬加工CAD／CAM等系統。
典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器（PLC）、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。這些典型的機電一體化技術和產品是現代制造業所不可或缺的。
2.機電一體化產品在現代制造業的優勢
（1）設備安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有主動監視、報警、主動診斷、主動保護等功效，從而使其具有較高的自動保護措施和可靠性及較低的產品故障率，明顯提高了設備安全性和可靠性，使用壽命也得到相應提高。
（2）生產能力和工作質量、效率大幅提升。機電一體化產品大都具有信息主動處理和主動把持功效，能保證最佳的工作質量和產品的合格率，同時也使得生產能力大大提高。
（3）具有智能化功能，操作簡便。機電一體化產品操作按鈕和手柄數量明顯減少，使得操作大大簡化、簡便。先進的機電一體化產品是一個完整的系統，可通過模糊技術與信息技術（尤其是軟件及芯片技術）對外界參數的改變隨機自尋最佳工作程序，實現主動最優化操作。
（4）具有復合功能及適用性。機電一體化產品突出了復合技巧和復合功效，使產品的功效程度和主動化程度大大進步，能適用于不同的場合和不同領域，滿足用戶需求的應變能力較強。
（5）具有參數化特性，調試和維護方便。機電一體化產品可通過改變控制和執行系統的程序來實現工作方法的轉變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變更的需要。機電一體化產品的主動檢驗和主動監視功效可對工作過程中出現的故障主動采用措施，使工作恢復正常。
總之，現代制造業是科學技術與生產力發展的必然結果，是許多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求和產物。兩者的緊密結合深刻影響著現代制造業及現代制造技術，隨著科學技術的發展，各種技術相互融合、相互滲透的趨勢越來越明顯，將大大地推進現代制造業的發展步伐。
參考文獻
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【關鍵詞】：機電一體化；技術；發展趨勢
隨著社會不斷進步，機電一體化技術不斷發展完善，極大的提高了社會生產力。機電一體化技術是一門具有自身體系的學科，在科技迅速發展的前提下，不斷賦予一體化技術新的內涵。機電一體化系統的實體部分，主要是機械部分與電子部分，又通過信息技術把這些部分有機結合在一起，從而構成更為先進的產品，具體包括成型和設計、系統集成、執行器和傳感器、智能控制、機器人、制造、運動控制、振動和噪聲控制、微器件和光電子系統、汽車系統、其他應用等方面內容。因此，本文首先分析了機電一體化產品的優越性，接著論述機電一體化技術的發展方向，同時提出合理化意見和建議。
一、機電一體化技術發展現狀
機電一體化發展至今已經成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術及電力電子技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術由純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體系。但是，發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還被賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制、自動診斷與保護等。也就是說，機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的延伸，智能化特征是C電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化技術發展趨勢
機電一體化在發展過程中，涉及很多行業和學科，比如計算機、光學、電子以及機械等。但是就目前的發展而言，我國的機電一體化技術與發達國家存在較大的差距。當前機電一體化技術發展方向主要體現以下幾個方面：
1.智能化。智能化成為機電一體化發展的重要方向，尤其是人工智能越來越得到廣泛的應用，比如機器人與數控機床的應用。同時計算機科學、模糊書序額以及生理學等學科的發展，給當前機電一體化的智能化發展提供了更多的新方法和方向。同時隨著微處理器的性能越來越完善，為機電一體化產品智能化創造良好的外部條件。
2.模塊化。在實際生產過程中，由于機電一體化種類很多，相應的機械、電氣、動力以及動力借口也十分的復雜。因此，要研制智能調速和機電一體化的動力單元，提高視覺和圖像等功能的控制單元，最大限度的提高機械裝置的操作的效率。通過標準單元，可以有效提高新產品開發的效率，促進生產規模的擴大。另外，為了保證產品質量，還要不斷完善相應的標準，做好機電產品的匹配。
3.網絡化。網絡技術的發展促進了當前生產力的變革，對促進全球經濟一體化起到了重要的推動作用，為機電一體化產品提供廣闊的市場。比如各種遠程控制和監視技術的終端設備就是機電一體化產品。同時隨著局域網技術的發展和應用，給社會發展帶來了極大的便利。因此，機電一體化技術也會朝著網絡化方向發展。
4.微型化。在實際生產過程中，機電一體化朝著微觀方向發展。微型化就是要朝著微米和納米的方向發展。微型的機電一體化產品，占有空間較小，耗能很低，很有很強的量活性，被廣泛的應用在社會的各個方面，具有無法比擬的優勢。作為機電一體化技術的新尖端分支而倍受重視，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并且向微米、納米級發展，讓機電耗能更少，運動更加的靈活。微型機電一體化發展的技術關鍵點就是微機械技術，因此，為促進機電一體化技術的良性發展，可以采用超精密技術。
5.環?；ｋS著工業技術的迅速發展，給人們的生產生活帶來了翻天覆地的變化，在享受豐富的物質生活同時，也面臨著資源不斷減少和環境污染問題，成為制約社會發展的主要因素。因此，在機電一體化產品生產過程中，要進行綠色環保設計，提高機械系統的可回收性，降低原材料消耗，降低機械系統對環境的污染，最大限度的保護環境，避免對環境和人類身體健康造成危害，提高資源的利用率，做好資源的循環利用。因此，節能、環保也是機電一體化技術發展的重要方向。
6.系統化。系統化的主要特點就是結構的開放式和模式化，要求整個系統能夠進行靈活的組合和裁剪。同時不斷加強通信功能。就目前而言，機電一體化發展趨勢更加重視人與產品之間的關系，賦予產品更多的智能和情感。另外，還要要求產品能夠模仿生物激勵。
綜上所述，機電一體化技術是許多科學技術發展的結晶，，是社會生產力客觀要求。隨著制造自動化程度的不斷提高，將會出現智能制造系統控制器來模擬人類專家的智能制造活動，并會對制造中出現的問題進行分析、判斷、推理、構思和決策機電一體化技術將成為機械工業的主角，在各方面均可帶來顯著的經濟效益和社會效益。因此，我國要不斷總結經驗教訓，引進國外先進的技術，促進我國機電一體化技術又好又快的發展。
參考文獻：
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>> 構筑實習支教與教育見習、研習一體化的實踐體系 城鄉發展一體化與金融支持 淺談機電一體化創新與發展 機電一體化的發展與思考 中國檢察一體化結構與發展 長吉一體化區域產業一體化發展研究 探析東亞區域一體化與歐洲一體化 解析機電一體化與機電一體化教育 發展調控一體化引航電網發展 城鎮化與城鄉一體化發展模式研究 論鄉村城鎮化與城鄉一體化發展研究 城鎮化與城鄉一體化發展建設淺析 淺析現代城鎮化與城鄉一體化建設發展 “三化同步”與城鄉發展一體化內涵及關系研究 長吉圖一體化中的城市發展定位與發展對策 城鄉一體化發展的一般規律與中國困境 淺談機電一體化產的發展 城鄉產業一體化發展研究 加快城鄉一體化促進農村發展 統籌帶動 推動城鄉一體化發展 常見問題解答 當前所在位置：l，2013-09-13.
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【關鍵詞】煤礦；機電；一體化技術；應用研究
現代的煤礦生產逐步對機電一體化加以實現，這種實現實質是指將自動控制技術、信息處理、機械和計算機等技術進行復合的應用，是由傳統的機械工程轉變為微電子技術方向的由多種現代化技術相互融合的綜合技術，因此應用實踐非常的廣泛。煤礦工作若想達到高產、高效的程度，機電一體化技術的應用是唯一的選擇。我國現階段對于機電一體化的應用正處于處于階段，各項技術的應用深度還有待進一步強化，本文對該問題進行研究，有助于以后應用的相關借鑒。
1 煤礦機電一體化技術的概念
機電一體化的實質內涵是以系統工程為基礎，將機械和電子等多種相關技術加以融合，從而使系統整體和產品具有最佳的性能。機電一體化作為技術群組的一個總體稱呼，它是由很多表現出特定功能的電子和機械設備組成，機電一體化即為電子、機械工程的有機整體，其反映的思想也是系統設計理論與集成綜合技術。實踐中可以看到，機電一體化具有非常大的優勢，主要表現在其自身所擁有的節能性，在低碳經濟的背景下有良好的發展前景，主要表現在以下兩個方面。第一，基于運行和負荷情況自主進行控制與調整，使能源的使用量與排放得到有效減少。第二，結構構成簡單，有較高的實際可操作性。機電一體化是以應用模塊化、標準化為基本要求，通過設計制造而成，因此非常的嚴謹，而且這一體系可以將信息處理、監視以及運算功能有機的結合在一起，由此可見，機電一體化技術的發展，使之逐步趨向于現代化、智能化和規范化，在當前國內煤礦生產中所扮演的角色是不可替代的。
2 我國應用機電一體化的歷史
我國的機電一體化技術處于萌芽狀態應該歸于我國自行研究所設計出來的第一套綜合機械化采煤工作面的投入使用。但當前國內機械化綜合應用仍然剛剛起步，具體應用過程中仍需依賴采煤機由液壓牽引轉化成電牽引。自從那以后，不斷出現和應用的技術便層出不窮，像支架電液微機技術、故障診斷等。21世紀，我國的煤炭機電一體化技術所進行的研究與應用在大型固定設備的煤礦安全生產監控和后備保護方面所取得的顯著成果有目共睹。但是，較之于西方發達國家而言，國內的采煤技術依然非常的落實，實踐中還存在著很多的問題與不足。
3 煤礦發展中的機電一體化應用分析
第一，提升機上的機電一體化技術應用。采礦實踐中，電氣自動化已經得到了非常廣泛的應用。對于采煤機而言，以前的起步標準必須是中厚煤層，現在已經可以在淺煤層相應進行實施。目前，因對滾筒式采煤機的運用，基本可以從整體上使大功率、高產量開采的目標達到。滾筒式的采煤機在牽引方面的飛躍是區別于其他傳統的采煤機的。其良好的牽引特性使它可以對較大的阻力進行克服并且及時地向電網反饋電能。與此同時，這種具有極高可靠性能的牽引方式不僅尺寸較小、操作便易，而且使用年限很長，檢修工作無時常進行的必要，工作質量和效率非常的高。
第二，煤礦運輸過程中的機電一體化應用。煤礦井下原煤進行輸送的首要工具是帶式輸送機。其具有的特點主要有：效率高、大的輸送量、可靠運行、較容易實現自動化、連續長距離輸送等。當前，駐澳的此設備所應用的是CST可控的軟啟動裝置，此裝置是機電液一體化的綜合。其軟驅動裝置是特意為平滑起運送大慣性載荷而研究設計的，一條皮帶運輸機由多臺或者是一臺CST驅動的。因為一些條件，比如動態分析、在線監控以及啟動延遲等技術制約，造成國內帶式輸送機驅動點仍不能同時超過3個，這就嚴重影響了國內輸送機單機運量、長度。除此之外，國內輸送機主要存在的缺點也不少，像其靈敏度和壽命低、可靠性差以及監控設備功能少。
第三，煤礦生產過程中機電一體化技術應用。在當前國內礦井生產實踐中，對機械設備提出了更高的要求，尤其是對一些大功率機械設備要求更高一些?；诖?，多數情況下都會將真空開關有效的應用在高壓開關柜上，從而提高其服役期限。維護量相應減少且功率因數得到提高；同時，基于膠帶機的應用，可以實現煤礦生產中的集中控制，并且還可以有效加強圖像化以及信息化設備監控，這對全面提高煤礦生產安全性，具有非常重要的作用。
第四，煤礦生產自動監控過程中的機電一體化技術應用。實踐中，通過微電腦自動變速控制，可以實現對煤礦生產中的綜掘機在線監控，以實現煤礦生產的簡單化與實際可操作性，從而有效降低勞動強度。在此過程中，應當充分發揮電機的作用，以有效降低能耗，提高人員、機械設備運行的安全可靠性。在目前國內形勢下，對于微電腦運用，實行綜合采煤機的有效控制，非常有益，同時它還可以讓機械針對那些原本危險或者無法靠近的地方進行機械作業。
4 我國機電一體化的成果及其發展前景
機電一體化的投入使用不僅可以大大降低礦工的勞動強度，增加收入，而且對于煤礦生產的安全可靠性具有非常重要的作用。基于此，從整個層面上而言，其綜合效益是非常可觀的。同時，其對穩定煤炭市場有序健康的發展加以促進，也對我國的現代化進行建設有利。因此，機電一體化技術的應用范圍非常的廣泛，而且其未來應用價值會更大。
從實踐中來看，如果機電一體化按照當前的勢頭繼續發展，則一定會成為一種綠色環保技術。在此過程中，還要對國外的一些先進技術進行有效利用，對機電設備中的通信功能予以強化。同時，還要切實對當前機電類產品進行有效改進和完善，增強其用途，以實現資源的有效利用。
5 結語
本文主要對煤礦機電一體化技術及其應用進行了分析，希望可以為以后對其研究提供一些可借鑒的經驗，從而為我國煤礦事業的發展奠定研究基礎。
參考文獻：
[1]郝錦龍.煤炭企業中機電一體化技術的應用研究[J].科技情報開發與經濟，2011（10）.
關鍵詞：機電一體化； 優越性； 發展趨勢
機電一體化是將多種技術有機融合的一種綜合技術，發展至今已獨立門戶，成為有自身體系的新型學科，隨著時代進步和技術的發展，還將被賦予新的內涵。機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其功能性結構來看，機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性，而實現這種多功能一般需要其具備五種內部功能，即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能，而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。機電一體化產品應用范圍非常廣泛，可以延伸至生產中的各個領域，其相對于傳統的機電產品，具有更高的可靠性與安全性，更佳的性能以及強大的復合能力與適應能力。
一、機電一體化的優越性
1.使用安全性和可靠性提高。機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。
2.生產能力和工作質量提高。機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。
3.使用性能改善。機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。
4.具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制，具有復合技術和復合功能，使產品的功能水平和自動化程度大大提高。
5.調整和維護方便。機電一體化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。
二、機電一體化產品的構成及特點
1.機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和連接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎， 因此對機械結構提出了更高的要求，需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。
2.動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能，去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主，包括電源、電動機及驅動電路等。
3.傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量，同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定，為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。
4.信息處理及控制系統。根據機電一體化產品的功能和性能要求，信息處理及控制系統接收傳感與檢測系統反饋的信息，并對其進行相應的處理、運算和決策，以對產品的運行施以按照要求的控制，實現控制功能。機電一體化產品中，信息處理及控制系統主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。
5.執行機構。執行機構在控制信息的作用下完成要求的動作，實現產品的主功能。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件，常采用機械、電液、氣動等機構。
三、機電一體化的發展趨勢
1.智能化趨勢。智能化是機電一體化技術發展的一個重要發展方向，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學，生理學和混沌動力學等新思想、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。具體而言，一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角，出現了光機電一體化和微機電一體化等新支。另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。
2. 模塊化趨勢。模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圈像處理、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。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規?；瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。
3. 網絡化趨勢。20 世紀 90 年代，計算機技術的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到、質量可靠，很快就會暢銷全球。而且由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢，利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統，能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
4. 環保趨勢。工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適； 另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，這是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前景。
結語：機電一體化的發展推動了我國制造技術的迅速更新換代，使冰冷冷的機器有了人性化并且更加智能，機電一體化的出現不是偶然的，是社會進步的體現，是生產力發展到一定階段的必然要求，是科學技術的結晶。隨著我國數字化的信息技術革命以及多元信息化步伐的加快，機電一體化技術必將朝著智能化、網絡化、綠色化等方向邁進，創造更大的經濟效益與社會效益，給我們的生活帶來巨大的變革。
參考資料
我國的煤炭工業從早期的手工勞作到現在的高科技采煤技術，期間經歷了多個發展階段，由于我國煤礦工業開采技術的進步，對于我國的其他各項事業都起到了很好的推動作用。在歷史發展的今天，我們要求對煤炭工業提出更高的要求，并且煤炭工業技術也出現了多次大的轉折。作為重要能源的煤炭必須大幅度地提高產量和提高勞動生產率，應用現代科技成果，努力提高綜合機械化和自動化水平。作為煤炭工業重要內涵之一的機電一體化技術尤為突出。
1我國煤炭企業機電一體化技術的發展現狀
煤礦機電一體化技術的應用隨著國內進口采掘機械的不斷引進和部分國產化，煤礦機電一體化水平不斷增高，并且取得了一定的成效。隨著煤礦生產不斷向高水平發展，對控制水平和規模的要求也越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，但是我國煤炭系統中自動化水平相對發達國家而言還有一定距離。
1.1煤礦設備的一體化和程序化
目前，煤礦的機械設備部分應用了先進的機電一體化技術，但還沒有形成系統化態勢。國有新建大中型煤礦應用情況較好，傳統的中小煤礦應用則較差。我國的煤機企業在煤礦機械生產中，需要由零散的技術手段向系統化配套方面轉化。機電一體化產品在程序化應用，特別是煤炭企業的機械裝備上，與國際同行業相比還有很大的差距。程序化是煤礦企業機械機電一體化發展的必然。
1.2我國煤礦的井下智能設備
井下機器人、智能化作業設備是煤礦機電一體化技術提供的完整的獨立設備，是對采煤行業的一種巨大的貢獻。我國大型礦山設備，特別是井下機電設備，由于設備能力、可靠性和檢測智能控制水平不高，嚴重影響機器的工作可靠性和安全生產。為了徹底改變這一落后的局面，在采煤機械方面提出的目標是，實現采煤、掘進、運輸和支護設備的機電一體化。
1.3礦井安全生產監測監控系統
礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。目前，我國大多數煤礦都安裝了監控系統，大大提高了井下安全，雖然國內安全監控系統基本能滿足煤礦要求，但由于相應配套的傳感器存在種類少、壽命短、維護工作量大等不足，導致在許多監控系統工作可靠性不高，系統利用率低。
1.4礦井運輸提升設備
帶式輸送機不僅能滿足長距離的連續輸送，而且具有輸送量大、運行可靠、效率高和自動化等特點，已成為我國煤礦井主要的運輸裝置。所以，其已成為當今機電一體化技術的研究重點。我國已自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。
2我國煤炭企業機電一體化技術的發展與創新
煤炭行業的發展歷經艱辛，之所以取得如此輝煌的現代化成果，與煤炭機電技術進步是密不可分的。隨著煤礦現代化進程的加快和安全技術的高速發展，井下各種監測、監控系統逐漸增多，如果這些監測、監控系統處于相互獨立的狀態，各種系統自成體系，各自為政，信息不能互通，勢必造成通信線路重復投資，重復建設，系統維護量增大，整體可靠性差，維修、維護困難，信息不能綜合利用等缺陷，計算機控制技術和網絡技術在煤礦的廣泛應用很好地解決了這些問題。
現在，計算機控制和網絡可以覆蓋到煤礦井下現場、覆蓋到單臺設備、單個數據測量點，在地面的任一網的計算機經授權均能直接查閱有關的信息，或向井下發送有關的信息，各級管理者可以在車間、區隊、礦井、企業乃至世界各地實現統一的調度、控制和管理。這些網絡、控制系統都改變著傳統煤炭行業技術和產業結構，給現代化礦井的優化調度、科學管理等帶來革命性變化。煤礦機電技術及裝備的主要發展趨向應當是：跟蹤產業科技前沿，開發有自主知識產權的以煤礦開采技術及配套裝備為主導的核心技術，以其高適應性、大型化、大功率化、遙控和自動化占領技術制高點；開發以微處理器和微機為基礎的礦井設備工況和健康監測以及微處理器、計算機和專家系統的應用等，將逐步成為現代化煤礦機電技術發展的重要標志。
2.1加強機電一體化方面的管理
加強機電一體化方面的管理首先要抓好設備的技術管理；其次要抓好機電設備的現場管理，發揮機電、安全生產管理的雙重職能；再次，搞好機電設備的管理，要敢于大膽革新，對設備進行技術改造。而具體到實際的生產工作現場，就設備而言，我們應根據生產實際，結合維修、維護中存在的問題，對設備進行合理的技術改造，使其為我所用，更好地發揮設備的效能。
2.2煤礦企業機電一體化智能控制
采掘作業是在非結構環境下進行的，這種環境不僅難以建模，而且具有很強的不確定性，礦井安全及災害的預測與控制帶有更大的不確定性，因此智能控制在煤炭領域的開發與應用有其重要的現實意義和巨大的潛力。
2.3煤礦企業機電一體化的電力電子學及電氣傳動自動化
近年來，我國在煤礦電氣傳動及其自動化方面進行了交流調速與數字化直流調速系統的應用研究工作并取得了很好的進展，與此同時，還引進了國外先進的采用現代交流調速的礦井提升機與采煤機，顯然，這對提高我國煤礦電氣傳動及其自動化的水平，并爭取盡快趕上世界先進水平將起到積極的推動作用。
2.4努力加強礦井質量標準化管理
2.4.1礦井必須制定切實可行的設備管理制度、防爆設備入井檢驗制度、設備包機制度、設備定期檢查制度、各種安全裝置定期試驗制度和停電檢修掛牌制度。
2.4.2認真貫徹執行設備使用與維修相結合的原則。設備誰使用、誰管理、誰維護，負責安全直接責任并實行專責制，主要設備實行包機制。做到定人、定機、憑上崗證操作，嚴格執行崗位責任制和設備操作規程，對多班制生產的設備，操作工人必須執行設備交接班制度，大型設備均有運行記錄。
關鍵詞 機電一體化 接口技術 人機接口 機電接口
機電一體化系統是由機械和微電子系統兩部分組成,各部分連接須具備一定條件,這個聯系條件通常稱為接口。各分系統又由各子系統組成。本文以機電一體化控制系統(微電子系統)為例,將淺談接口分為人機與機電接口。
一、機電接口
由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別,兩者間的聯系又須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖,因此機電接口起著至關重要作用:①行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平,而控制設備則不定,因此必須進行電平轉換。另外,在大負載時還需要進行功率放大。②抗干擾隔離。為防止干擾信號串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離。③進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時,必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路,以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間匹配。
1、模擬信號輸入接口
在機電一體化系統中,反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號,通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號(位置檢測用的差動變壓器、溫度檢測用的熱偶電阻、溫敏電阻、轉速檢測用的測速發電機等)計算機要對被控對象進行控制,必須獲得反映系統運行的狀態信號,而計算機只能接受數字信號,要達到獲取信息的目的,就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口――模擬信號輸入接口。
2、模擬信號輸出接口
在機電一體化系統中,控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號,如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號,并通過運算產生控制信號,達到控制生產過程的目的,應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口――模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號,以便驅動相應的執行器,達到控制對象的目的。模擬信號輸出接口一般由控制接口、數字模擬信號轉換器、多路模擬開關和功率放大器幾部分構成。
3、開關信號通道接口
在機電一體化的控制系統中,需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號,即數字量(開關量)信號包括:開關的閉合與斷開;指示燈的亮與滅;繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的開與閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中,對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態,此狀態作為控制依據。
(1)輸入通道接口。開關信號輸入通道接口的任務是將來自控制過程的開關信號、邏輯電平信號以及一些系統設置開關信號傳送給計算機。這些信號實質是一種電平各異的數字信號,所以開關信號輸入通道又稱為數字輸入通道(DI)。由于開關信號只有兩種邏輯狀態“ON”和“OFF”或數字信號“1”和“0”,但是其電平一般與計算機的數字電平不相同,與計算機連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過程噪聲隔離等設計問題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉換電路和地址譯碼電路等組成。
(2)輸出通道接口。開關信號輸出通道的作用是將計算機通過邏輯運算處理后的開關信號傳遞給開關執行器(如繼電器或報警指示器)。它實質是邏輯數字的輸出通道,又稱為數字輸出通道(DO)。DO通道接口設計主要考慮的是內部與外部公共地隔離和驅動開關執行器的功率。開關量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅動器和輸出口地址譯碼電路等組成。
二、人機接口
人機接口是操作者與機電系統(主要是控制微機)之間進行信息交換的接口。按照信息的傳遞方向,可分輸入與輸出接口兩類。機電系統通過輸出接口向操作者顯示系統的各種狀態、運行參數及結果等信息；另一方面,操作者通過輸入接口向機電系統輸入各種控制命令,干預系統的運行狀態,以實現所要求的功能。
1、輸入接口
(1)撥盤輸入接口。撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備,若系統需要輸入少量的參數,如修正系數、控制目標等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。撥盤的種類很多,作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連,以 BCD碼形式輸入信息。
(2)鍵盤輸入接口。鍵盤是一組按鍵集合,向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤有:①編碼鍵盤,自動提供被按鍵的編碼(如ASCII碼或二進制碼);②非編碼鍵盤,僅僅簡單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識別,則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便,但結構復雜,成本高；后者電路簡單,便于設計。
2、輸出接口
在機電一體化系統中,發光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設備,由于LED顯示器結構簡單、體積小、可靠性高、壽命長、價格便宜,因此使用廣泛。常用的LED顯示器有7段發光二極管和點陣式LED顯示器。7段LED顯示器原理很簡單,是同名管腳上所加電平高低來控制發光二極管是否點亮而顯示不同字形的。點陣式LED顯示器一般用來顯示復雜符號、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應用。
接口技術是使系統中信息和能量的傳遞和轉換更加順暢,各部分有機地結合在一起,從而完整統一。接口技術是在機電一體化技術的基礎上發展起來的,隨著機電一體化技術的發展而變得越來越重要；同時接口技術的研究也必然促進機電一體化的發展。從某種意義上講,機電一體化系統的設計,就是根據功能要求選擇了各部分后所進行的接口設計。接口的好與壞直接影響到機電一體化系統的控制性能,以及系統運行的穩定性和可靠性,因此接口技術是機電一體化系統的關鍵環節。
參考文獻:
關鍵詞：機電一體化；接口技術；微電子；系統
一、機電一體化系統接口（簡稱機電接口）的功能
機電接口傳遞和轉換信息和能量，并將機電一體化各組成技術的特性融為一體。機電接口包括硬件和軟件，硬件主要在子系統之間或人與機電一體化系統之間建立連接，為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉換提供物理通道。軟件主要是提供系統信息交互、轉換、調整的方法和過程，協調和綜合機電一體化組成技術，使各子系統集成并融合為一個整體，實現新的功能。
二、機電接口的分類
（一）人機接口人與機電一體化系統之間的接口，通過此接口，可以監視系統的運行狀態，控制其運行過程，即通過人機接口能夠使系統按照人的意志進行工作。人機接口是雙向的，硬件包括輸入/輸出設備，主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。
（二）動力接口動力源連接到驅動系統的接口，為驅動系統提供相應的動力。根據系統所需的動力類型不同如直流電、交流電、氣動、液壓等，動力接口的形式也有很大的不同。但動力接口有一個共同的特點，能夠通過較大的功率。
（三）智能接口智能接口主要存在于三處，控制系統到驅動系統、驅動系統到傳感器、傳感器到控制系統。智能接口的應用情況相對比較復雜，但可以得出它的一些共性：智能接口傳遞和轉換各種信息，按照不同技術的要求改變信息形式，使不同的子系統、不同的技術能夠集成在一起，形成完整的系統。通常，智能接口是軟件表現出的功能連接。
（四）機電接口執行機構與驅動系統和傳感器之間的接口。將驅動信號轉換成執行機構所需的信號，或將執行機構的機械信號轉換成傳感器所需的信號。
三、機電一體化控制系統——微電子系統
（一）機電接口由于機械系統與微電子系統在性質上有很大差別，兩者間的聯系須通過機電接口進行調整、匹配、緩沖，因此機電接口起著非常重要的作用
1.行電平轉換和功率放大。一般微機的I/O芯片都是TTL電平，而控制設備則不一定，因此必須進行電平轉換；另外，在大負載時還需要進行功率放大。
2.抗干擾隔離。為防止干擾信號的串入，可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機系統和控制設備在電器上加以隔離。
3.進行A/D或D/A轉換。當被控對象的檢測和控制信號為模擬量時，必須在微機系統和被控對象之間設置A/D和D/A轉換電路，以保證微機所處理的數字量與被控的模擬量之間的匹配。
（1）模擬信號輸入接口。在機電一體化系統中，反映被控對象運行狀態信號是傳感器或變送器的輸出信號，通常這些輸出信號是模擬電壓或電流信號計算機要對被控對象進行控制，必須獲得反映系統運行的狀態信號，而計算機只能接受數字信號，要達到獲取信息的目的，就應將模擬電信號轉換為數字信號的接口——模擬信號輸入接口。
（2）模擬信號輸出接口。在機電一體化系統中，控制生產過程執行器的信號通常是模擬電壓或電流信號，如交流電動機變頻調速、直流電動機調速器、滑差電動機調速器等。而計算機只能輸出數字信號，并通過運算產生控制信號，達到控制生產過程的目的，應有將數字信號轉換成模擬電信號的接口——模擬信號輸出接口。任務是把計算機輸出的數字信號轉換為模擬電壓或電流信號，以便驅動相應的執行器，達到控制對象的目的。
（3）開關信號通道接口。機電一體化系統的控制系統中，需要經常處理一類最基本的輸入/輸出信號，即數字量（開關量）信號包括開關的閉合與斷開；指示燈的亮與滅；繼電器或接觸器的吸合與釋放；電動機的啟動與停止；閥門的打開與關閉等。這些信號的共同特征是以二進制的邏輯“1”和“0”出現的。在機電一體化控制系統中，對應二進制數碼的每一位都可以代表生產過程中的一個狀態，此狀態作為控制依據。
（二）人機接口
1.撥盤輸入接口
撥盤是機電一體化系統中常見的一種輸入設備，若系統需要輸入少量的參數，如修正系數、控制目標等，采用撥盤較為方便，這種方式具有保持性。撥盤的種類很多，作為人機接口使用最方便的是十進制輸入、BCD碼輸出的BCD碼撥盤。BCD碼撥盤可直接與控制微機的并行口或擴展口相連，以BCD碼形式輸入信息。
2.鍵盤輸入接口鍵盤是一組按鍵集合，向計算機提供被按鍵的代碼。常用的鍵盤：編碼鍵盤，自動提供被按鍵的編碼（如ASCII碼或二進制碼）；
編碼鍵盤，僅僅簡單地提供按鍵的通或斷（“0”或“1”電位），而按鍵的掃描和識別，則由設計的鍵盤程序來實現。前者使用方便，但結構復雜，成本高；后者電路簡單，便于設計。
