機(jī)電工程的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

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在我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，工業(yè)始終是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重中之重。因此，不斷推動(dòng)工業(yè)、制造業(yè)等產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)是我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)中應(yīng)重視的問(wèn)題，尤其應(yīng)重視機(jī)電工程技術(shù)的發(fā)展。機(jī)電工程的核心是電子電力技術(shù)、微電子技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用，其中，微型處理器、微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用更加重要。從整體來(lái)看，我國(guó)機(jī)電工程的發(fā)展趨勢(shì)如下。

1微型化

蝕刻技術(shù)是半導(dǎo)體器件加工制造中的關(guān)鍵技術(shù)之一，在我國(guó)實(shí)驗(yàn)室研究中，已經(jīng)成功利用蝕刻技術(shù)制造出了“亞微米級(jí)”大小的微型化元件。在機(jī)電工程施工技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，微型化發(fā)展不再需要進(jìn)行機(jī)械元件與控制部件的區(qū)分，而能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械元件與電子零件的完全融合，尤其是CPU、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、傳感器等關(guān)鍵部位的集成，能夠不斷縮小我國(guó)機(jī)電一體化產(chǎn)品的體積，突破我國(guó)目前的機(jī)電工程的產(chǎn)品特點(diǎn)。目前，我國(guó)引進(jìn)成功研制了一系列微機(jī)電一體化的產(chǎn)品，幾何尺寸越來(lái)越小，且逐漸朝著微米級(jí)和納米級(jí)發(fā)展。例如在生物醫(yī)療、軍事、信息產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品中，微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、靈敏度高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，在各行業(yè)、各領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛［2］。但我國(guó)仍然面臨著超精密技術(shù)、微機(jī)械技術(shù)研發(fā)水平相對(duì)較低的現(xiàn)狀和問(wèn)題，加大研發(fā)技術(shù)，爭(zhēng)取盡早突破關(guān)鍵性技術(shù)難題。

2網(wǎng)路化

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也進(jìn)入了高速發(fā)展時(shí)期，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸在人們的生產(chǎn)生活中廣泛應(yīng)用。從20世紀(jì)90年代開(kāi)始，我國(guó)機(jī)電工程與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸結(jié)合起來(lái)，共同發(fā)展、相互促進(jìn)，取得了良好的效果和成績(jī)。在不斷發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基礎(chǔ)之上，相關(guān)的遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)也得到了迅速發(fā)展，遠(yuǎn)程控制技術(shù)在機(jī)電工程中的應(yīng)用，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)技術(shù)發(fā)展的新時(shí)期。在機(jī)電工程的發(fā)展過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，不僅能大大提升機(jī)電工程的性能，還能提高機(jī)電工程產(chǎn)品的安全性，促進(jìn)機(jī)電工程朝著正確的方向發(fā)展。

3智能化

在機(jī)電工程的發(fā)展過(guò)程中，智能化是機(jī)電工程的主要發(fā)展方向，也是我國(guó)機(jī)電工程“全息”產(chǎn)品的重要特征。智能化指的是對(duì)工業(yè)機(jī)械行為本身進(jìn)行系統(tǒng)性描述，具有自主決策、推理能力和邏輯思維能力等綜合性能。與傳統(tǒng)的機(jī)電工程相比，機(jī)電工程智能化發(fā)展應(yīng)建立在現(xiàn)代機(jī)械控制理論基礎(chǔ)之上，將計(jì)算機(jī)科學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、人工智能、心理學(xué)和生理學(xué)等先進(jìn)的思想方法與技術(shù)，借助芯片技術(shù)、軟件技術(shù)和模糊技術(shù)等最新研究成果，注重產(chǎn)品的整體性性能。如我國(guó)的新型微波技術(shù)、自動(dòng)清潔技術(shù)、智能機(jī)器人等都進(jìn)入了初步研發(fā)階段，對(duì)產(chǎn)品控制系統(tǒng)進(jìn)行智能化處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等環(huán)節(jié)中存在的風(fēng)險(xiǎn)和問(wèn)題，提出改進(jìn)意見(jiàn)，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。

4集中監(jiān)控化

在機(jī)電工程設(shè)計(jì)中，集中監(jiān)控技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)展，促進(jìn)我國(guó)機(jī)電工程的發(fā)展。集中監(jiān)控技術(shù)有利于加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備的正常運(yùn)行和維護(hù)管理，相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)而言，集中監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)各部分功能的統(tǒng)一性;管理時(shí)，以中央監(jiān)控系統(tǒng)為中心，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全程管理，當(dāng)系統(tǒng)的某一部分發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并予以排除［3］。在機(jī)電工程發(fā)展過(guò)程中，越來(lái)越重視機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行安全，因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)機(jī)電設(shè)備的安全管理，完善機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用及維護(hù)，不斷進(jìn)行技術(shù)升級(jí)，使機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)朝著集中化、一體化方向發(fā)展。

5PLC技術(shù)

PLC可編程邏輯控制器，是一種用于自動(dòng)化實(shí)時(shí)控制的數(shù)位邏輯控制器，主要具有邏輯控制、數(shù)字量智能系統(tǒng)控制、數(shù)據(jù)采集、模擬量閉環(huán)控制及監(jiān)控功能，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。在PLC技術(shù)出現(xiàn)之前，一般要采用成千上萬(wàn)的計(jì)數(shù)器和繼電器，才能組成具有同等功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，隨著PLC技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，經(jīng)過(guò)編程能夠以可編程控制器模塊來(lái)取代這些大型的裝置。PLC技術(shù)系統(tǒng)程序不斷發(fā)展和完善，用戶能夠根據(jù)自己的要求，編程適合自身需求的程序，以滿足不同行業(yè)的生產(chǎn)要求。目前，我國(guó)機(jī)電工程設(shè)計(jì)中，PLC都具有A/D、D/A算術(shù)功能和轉(zhuǎn)換功能，形成了一個(gè)模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)。在機(jī)電設(shè)備的速度控制和運(yùn)動(dòng)控制方面，PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)高速脈沖輸出及接收功能，且配備了相應(yīng)的傳感器和伺服設(shè)備。PLC技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字量智能控制，在可編程序終端設(shè)備聯(lián)系應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集及顯示，方便設(shè)備管理人員對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，進(jìn)而以PLC的自檢信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電工程系統(tǒng)的監(jiān)控。同時(shí)，PLC技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，表現(xiàn)出較強(qiáng)通信功能，從而實(shí)現(xiàn)了順序控制、運(yùn)動(dòng)控制、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)過(guò)程控制和通信聯(lián)網(wǎng)等基本使用功能的需求。

我國(guó)機(jī)電工程的研究已取得了較好成果，但與其他機(jī)電工程發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍然存在很大的差距。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，特別是工業(yè)、制造業(yè)的快速發(fā)展，加強(qiáng)機(jī)電工程研發(fā)對(duì)我國(guó)工業(yè)發(fā)展有至關(guān)重要的作用，也是促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的重要條件。同時(shí)，在機(jī)電工程發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新，不斷引入和研究新型技術(shù)，改善現(xiàn)存的技術(shù)格局，促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

本文作者：白利慧 單位：山西機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院