电气化与自动化论文题目

浅谈工业电气自动化的应用及发展论文

电气自动化的发展对工业发展带来了很大的改变，使得工业生产过程中实现了能源的节约，同时也在生产成本方面实现了降低，下面是我收集整理的浅谈工业电气自动化的应用及发展论文，希望对你有所帮助！

摘要 ：电气自动化技术的不断发展，使得这种技术已经成为了高新技术产业中重要的组成部分，对改善工业生产非常有帮助，要了解其重要特征，研究其应用及发展策略与趋势。

关键词： 工业电气自动化；特征；应用；发展

前言

现在，我国的工业发展速度是非常快的，在工业发展过程中应用了越来越多的先进技术，这样也使得工业在发展过程中逐渐实现了自动化，电气自动化的发展速度是非常快速的。自动化在发展过程中获得了很好的效果，同时自动化机械设备在操作上也是非常简单的，可以在无人的情况下自行及性能操作，同时在操作方面也是非常准确的。在工业领域应用自动化技术能够更好的降低人们的劳动强度，同时也能使人们从恶劣的工作环境中解放出来。

一、重要特征

通常情况下，在实际应用中，工业电气化系统用电设备会根据需求不同而被安装在配电室与控制中心，如果要处理的信息任务多，工业电气化系统的系统配件自然也多，那么相关维护工作相对也较复杂。它与热工系统相比，电气设备操作的频率低，某些电气设备在正常工作时，电气设备操作的时间较长，有时候是几个月或者更长时间才操作一次。电气设备的安全性方面，它对保护安置的要求很高，在速度方面要求很高，一般要求在40ms以内就要完成保护动作。电气设备的具有连锁逻辑简单、操作机构复杂的构造特点。其控制方式用电系统，把主要设备监控接入DCS系统，主要就要需求两台机组，便于一台系统检修而另外一台系统的正常各种的干扰，主要保障了电气控制模式的稳定功能。所以在构建DCS时，保证系统高度可靠性的关键在于系统架构的联网方式。

二、工业电气自动化的应用

计算机技术在企业管理中得到了广泛的运用，已经成为了工业控制的标准平台。基于PC的控制系统受到了很多行业的好评，它不仅具有灵活性，而且具有易于集成的特点，维护起来相当方便。自从可编程控制器的国际标准IEC61131制定后，使得编程接口更加标准化，各大PLC厂商都依照这一规范.推出的许多产品都能够符合该标准的要求。其中，PC控制软件也有许多是按照该标准开发的。在工业领域，电气自动化受到了高度重视。现场总线指的是连接智能现场设备与自动化系统的通信系统，主要解决系统之间信息传递的有关问题，它的出现给工业领域增添了新的活力，对工业生产有重要意义，它被广泛的运用到了各个领域。与其它控制系统相比，现场总线控制系统具有全数字化、开放性、互用性、智能化等特点，成为工业生产自动化的方向。现场总线控制系统能够有效的节约企业成本，现场总线的设置相对简单，使用的设备较少，节约了设备投资费用。除此之外，它可以减少后期电缆的使用，同时也节约了相关的施工费用，对企业实现经济效益有重要意义。目前来说，现场总线控制系统发展尚未成熟，它与分散控制系统共同存在于工业生产中。先进控制具有很好的控制效果，在工业生产过程中，建立数学模型并非易事，运用预估控制技术后，会使数学模型的要求降低。先进控制技术既可以进行模型预测，又可以进行推断控制，另外，先进控制还可以处理较为复杂的多变量。先进控制是通过计算机技术来实现的，通过计算机来实现数据处理、数据传输、模型辨识等功能，计算机技术就是先进控制的发展平台。智能化是先进控制的发展趋势，生产过程需要智能系统来完成，智能系统可以用来进行故障诊断、监督等工作。

三、工业电气自动化的发展策略

1、程序接口应标准统一

现代工业电气自动化的标志是具有标准化的统一接口。一个标准化的程序接口能很好地解决诸多实际应用问题，诸如数据与信息交流问题、系统兼容问题等。我们应结合现代计算机应用技术与网络发展技术，尽可能使各个环节程序接口标准统一，从而有力提高工作效率。在与企业的MES系统、ERP系统连接时，计算机技术的平台自动化可以帮助问题的解决。使用WindowsNT/2000作为操作系统，还能实现办公环境的标准化，计算机可以在电气化管理与系统平台之间建立接口。标准化的程序接口还保证了不同程序之间的通讯问题，是电气自动化未来发展的主要结构。

2、通用的网络结构

企业在发展过程中要保证企业的网络结构能够保证各个系统在运行的时候做到数据传输的畅通无阻，在企业运行过程中，要对现场设备进行控制，同时企业的管理系统也是要进行数据传输的，因此，企业管理层可以通常网络技术对现场设备的运行情况进行实时的监督。在进行企业网络规划的时候，在对现场设备通讯与办公室系统通讯的时候都要选择以太网来使用，这样能够更好的保证办公自动化环境得到更好的控制，同时也能将系统控制范围在一定程度上进行提升。网络在运行过程中要能够更好的对网络配置以及编程数据进行管理，同时也要实现通讯的集成功能。

3、开发统一应用系统平台

为了使电气自动化控制体系更好的发挥作用，促进工业生产有效进行，建立统一的、标准化的、开放、健康的应用平台是十分必要的。优秀的应用系统平台能够能够为工业电气自动化控制的各项操作提供支持，并为系统实际作用的发挥提供辅助作用。它能够降低系统使用消耗的费用，提高电气设备的综合利用效率，提升整个系统的服务效率。同时，该平台的建立还能够满足用户的个性化需求，有利于独立的系统目标实现。在实际运用中，根据工业生产的实际需要、客户目标进行代码运行，下载相应代码至硬件可编程逻辑控制器中即可。

四、工业自动化的发展趋势

电气自动化的发展对工业发展带来了很大的改变，使得工业生产过程中实现了能源的'节约，同时也在生产成本方面实现了降低，这样能够更好的保证工业生产中获得更多的经济效益与社会效益。发展电气自动化能够更好的发展我国的工业发展，同时也能使我国的工业发展过程中缩小与发达国家之间的差距。工业自动化在发展过程中逐渐出现了不同的发展趋势，主要分为分布式、开放化与信息化。分布式结构能够更好的实现各个职能模块在网络环境中实现独立的工作环境，同时也能更好的将存在的系统风险进行分散。系统结构的开放化能够实现系统在与外界网络进行连接，信息化能够使系统在进行信息处理的时候效果更好，同时也实现了网络自动化与管控一体化。工业电气自动化水平的提高，能够更好的促进我国工业获得更好的发展前景。

信息技术对工业世界的渗透来自于两个独立的方向,一方面是从管理层纵向的渗透,另一方面，信息技术横向扩展到自动化的设备、机器与系统中。信息技术已渗透到产品所有的层面，不仅包括控制器与仪表，而且包括传感器与执行器。标准的浏览器可以存取企业的财务、人事等管理数据，可为企业管理层所利用，也可以对当前生产过程的动态画面进行监控，在第一时间了解最全面与准确的生产信息。微电子与微处理器的发展是信息技术革命的原动力。随着微电子与微处理器技术应用的广泛增加，原本定义明确的设备界线，相对应的软件结构、通讯能力及易于使用与统一的组态环境变得重要了。

结束语

电气自动化在发展的过程中经历了漫长的过程，从最初的设想到现在的逐渐走向成熟，它的发展与信息技术是密切相关的，同时与物理科学也有着很大的关系。电气自动化技术在发展的过程中要解决的问题也是非常多的，为了更好发展电气自动化技术，一定要不断的应用高新技术，这样才能更好的保证在工业生产中电气自动化技术得到更好的应用，为工业生产带来更大的便利

参考文献

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论机电一体化技术的应用及其开展趋向摘要：机电一体化是一种复合技术，是机械技术与微电子技术、信息技术相互浸透的产物，是机电工业开展的必然趋向。本文简述了机电一体化技术的根本构造组成和主要应用范畴，并指出其开展趋向。关键词：机械工业机电一体化数控模块化 现代科学技术的开展极大地推进了不同窗科的穿插与浸透，惹起了工程范畴的技术改造与反动。在机械工程范畴，由于微电子技术和计算机技术的疾速开展及其向机械工业的浸透所构成的机电一体化，使机械工业的技术构造、产品机构、功用与构成、消费方式及管理体系发作了宏大变化，使工业消费由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的开展阶段。 一、机电一体化的中心技术 机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处置单元和驱动单元等局部组成。因而，为加速推进机电一体化的开展，必需从以下几方面着手： （一） 机械本体技术 机械本体必需从改善性能、减轻质量和进步精度等几方面思索。现代机械产品普通都是以钢铁资料为主，为了减轻质量除了在构造上加以改良，还应思索应用非金属复合资料。只要机械本体减轻了重量，才有可能完成驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量耗费，进步效率。 （二） 传感技术 传感器的问题集中在进步牢靠性、灵活度和准确度方面，进步牢靠性与防干扰有着直接的关系。为了防止电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋向。对外部信息传感器来说，目前主要开展非接触型检测技术。 （三） 信息处置技术 机电一体化与微电子学的显著进步、信息处置设备（特别是微型计算机）的提高应用严密相连。为进一步开展机电一体化，必需进步信息处置设备的牢靠性，包括模/数转换设备的牢靠性和分时处置的输入输出的牢靠性，进而进步处置速度，并处理抗干扰及规范化问题。 （四） 驱动技术 电机作为驱动机构已被普遍采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极开展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。 （五） 接口技术 为了与计算机停止通讯，必需使数据传送的格式规范化、规格化。接口采用同一规范规格不只有利于信息传送和维修，而且能够简化设计。目前，技术人员正努力于开发低本钱、高速串行的接口，来处理信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、规范化等问题。 （六） 软件技术 软件与硬件必需谐和分歧地开展。为了减少软件的研制本钱，进步消费维修的效率，要逐渐推行软件规范化，包括程序规范化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。 二、机电一体化技术的主要应用范畴 （一） 数控机床 数控机床及相应的数控技术经过40年的开展，在构造、功用、操作和控制精度上都有疾速进步，详细表如今： 1、 总线式、模块化、紧凑型的构造，即采用多CPU、多主总线的体系构造。 2、 开放性设计，即硬件体系构造和功用模块具有层次性、兼容性、契合接口规范，能最大限度地进步用户的运用效益。 3、 WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和完成二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、含糊控制等智能机制。 4、 大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不只丰厚了数控功用，同时也增强了CNC系统的控制功用。 5、 能完成多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的才能，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。 6、 系统的多级网络功用，增强了系统组合及构成复杂加工系统的才能。 7、 以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成构造紧凑的数控安装。 （二） 计算机集成制造系统（CIMS） CIMS的完成不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它突破原有部门之间的界限，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，完成从运营决策、产品开发、消费准备、消费实验到消费运营管理的有机分离。企业集成度的进步能够使各种消费要素之间的配置得到更好的优化，各种消费要素的潜力能够得到更大的发挥。 （三） 柔性制造系统（FMS） 柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它能够随机地、实时地、按量地依照装配部门的请求，消费其才能范围内的任何工件，特别适于多种类、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量消费。 （四） 工业机器人 第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能依据示教停止反复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏顺应性和灵敏性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，经过计算机处置、剖析，做出一定的判别，对动作停止反应控制，表现出低级智能，已开端走向适用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功用，可停止复杂的逻辑思想、判别和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系亲密。 三、机电一体化技术的开展前景 纵观国内外机电一体化的开展现状和高新技术的开展意向，机电一体化将朝着以下几个方向开展： （一） 智能化 智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的开展方向。近几年，处置器速度的进步和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法发明了条件，有力地推进着机电一体化产品向智能化方向开展。智能机电一体化产品能够模仿人类智能，具有某种水平的判别推理、逻辑思想和自主决策才能，从而取代制造工程中人的局部脑力劳动。 （二） 系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系构造进一步采用开放式和形式化的总线构造。系统能够灵敏组态，停止恣意的剪裁和组合，同时寻务实现多子系统谐和控制和综合管理。表现特征之二是通讯功用大大增强，普通除RS232等常用通讯方式外，完成远程及多系统通讯联网需求的部分网络正逐步被采用。将来的机电一体化愈加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可依据一些生物体优秀的结构研讨某种新型机体，使其向着生物系统化方向开展。 （三） 微型化 微型机电一体化系统高度交融了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的开展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸普通不超越1cm3，并正向微米、纳米级方向开展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵敏等特性，可进入普通机械无法进入的空间并易于停止精密操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等范畴，都有宽广的应用前景。目前，应用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。 （四） 模块化 模块化也是机电一体化产品的一个开展趋向，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产种类类和消费厂家繁多，研制和开发具有规范机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需求制定一系列规范，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品消费企业可应用规范单元疾速开发新产品，同时也能够不时扩展消费范围。 （五） 网络化 网络技术的飞速开展对机电一体化有严重影响，使其朝着网络化方向开展。机电一体化产品的品种很多，面向网络的方式也不同。由于网络的提高，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自身就是机电一体化产品。 （六 ） 绿色化 工业的兴旺使人们物质丰厚、生活温馨的同时也使资源减少，生态环境遭到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时期的趋向，其目的是使产品从设计、制造、包装、运输、运用到报废处置的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源应用率极高。机电一体化产品的绿色化主要是指运用时不污染生态环境，报废时能回收应用。绿色制造业是现代制造业的可持续开展形式。 综上所述，机电一体化技术是众多科学技术开展的结晶，是社会消费力开展到一定阶段的必然请求。它促使机械工业发作战略性的革新，使传统的机械设计办法和设计概念发作着反动性的变化。鼎力开展新一代机电一体化产品，不只是改造传统机械设备的请求，而且是推进机械产品更新换代和开拓新范畴、开展与复兴机械工业的殊途同归。 【参考文献】： 1、 李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003. 2、 芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004. 3、 王中杰,余章雄,柴天佑.智能控制综述[J].根底自动化,2006(6). 4、 章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的开展与应用[J].农机化研讨,2006(7). 5、梁俊彦,李玉翔.机电一体化技术的开展及应用[J].科技资讯,2007(9).