化工機電一體化技術(shù)研究
時間:2022-08-15 09:33:09
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21世紀,人類社會正式進入信息時代,科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,為各學(xué)科交叉和滲透提供了極大的支持,特別是在機械技術(shù)工程方面。計算機、信息技術(shù)發(fā)展,使得化工機電趨于一體化,在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用,不僅改變了原有技術(shù)結(jié)構(gòu)、且產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、功能也發(fā)生了巨大變化,使得化工生產(chǎn)由最初的機械電氣化進入一體化全新的發(fā)展階段。但當前人們對于化工機電一體化技術(shù)認識不夠深入,導(dǎo)致其尚未全面推廣和普及,在很大程度上抑制了該項技術(shù)的發(fā)展,因此對技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢的研究將成為本文研究重點。
一、機電一體化技術(shù)概述
上個世紀六十年代,機電一體化正式出現(xiàn),在計算機、電子及信息等技術(shù)與機械工程深度融合,由此產(chǎn)生了機電一體化。隨著二者之間融合不斷深化,在原有技術(shù)基礎(chǔ)之上,綜合機械技術(shù),將自動控制、傳感測試等綜合技術(shù)優(yōu)勢融合到一起,使得各項技術(shù)相互作用,在很大程度上提升了技術(shù)水平。在技術(shù)發(fā)展過程中,將智力、動力及結(jié)構(gòu)等要素作為基礎(chǔ),對各個組成要素的信息處理、接口耦合等進行分析和研究,能夠?qū)崿F(xiàn)對機械系統(tǒng)系統(tǒng)、規(guī)則化運作。
二、化工機電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
機電一體化作為一項新興事物,尚處于發(fā)展階段,其發(fā)展主要經(jīng)歷了如下幾個階段:20世紀60年代初,人們運用電子技術(shù)完善機械設(shè)備、產(chǎn)品性能,日本東川電機公司首次提出“機電一體化”概念,但當時技術(shù)發(fā)展水平并不高,還存在很多局限性,故機械與電子技術(shù)之間的融合深度不夠,且通過各個學(xué)科滲透出來的產(chǎn)品,在實踐應(yīng)用中并沒有得到良好的推廣和普及,發(fā)展緩慢。進入70、80年代,此時化工機電一體化進入全新的發(fā)展階段,之所以這樣,是計算機、自動控制等技術(shù)也獲得了發(fā)展,在此推動下,各項技術(shù)之間互補關(guān)系愈發(fā)深化,創(chuàng)新出很多技術(shù)含量更高的技術(shù)。不僅如此,機電一體化概念被人們所熟知,該項技術(shù)憑借自身高效、便利等優(yōu)勢受到了廣泛關(guān)注。此時,國際市場上出現(xiàn)很多高技術(shù)含量機電一體化技術(shù)產(chǎn)品,為技術(shù)未來推廣奠定了堅實的基礎(chǔ)。到了90年代,信息通信技術(shù)滲透至機械系統(tǒng)當中,推動機電一體化技術(shù)朝著智能化、自動化方向轉(zhuǎn)變。該時期,機電一體化技術(shù)獲得了長足發(fā)展,此時機械設(shè)備在很多方面能夠代替人們開展工作,且人們可以實現(xiàn)對機械設(shè)備遠程控制。技術(shù)快速發(fā)展,微傳感器、執(zhí)行器等技術(shù)快速發(fā)展,在很大程度上提高了技術(shù)精密化水平,此時各項技術(shù)發(fā)展繁盛,人工智能技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等出現(xiàn),且在諸多學(xué)者研究下,使得該項技術(shù)逐漸發(fā)展成為一門完整的科學(xué)體系。而在國內(nèi),機電一體化技術(shù)起步較晚,直至80年代我國才開始引入該項技術(shù),但近年來,越來越多專門性研究機構(gòu)的建立,我國在該方面取得了不錯的成果,但相比較國外發(fā)達國家,還存在一定距離,有待進一步完善和發(fā)展。
三、化工機電一體化發(fā)展趨勢
機電一體化技術(shù)具有綜合性特點,集機械、電子及光學(xué)等多項學(xué)科,該項技術(shù)能夠獲得長足發(fā)展,更多的是依賴于相關(guān)技術(shù)的發(fā)展。隨著各項技術(shù)不斷發(fā)展,化工機電一體化技術(shù)將會朝著如下趨勢發(fā)展:(一)高智能趨勢。高智能作為技術(shù)發(fā)展的重要趨勢,人工智能化將成為學(xué)者研究的主要方向,實現(xiàn)高智能化,能夠使得該項技術(shù)取代人類完成復(fù)雜、危險更高的工作,緩解人們工作壓力,且能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量、性能過關(guān)。從根本上來看,高智能是對機械設(shè)備行為的描述,將控制理論作為基礎(chǔ),融合人工智能、運籌學(xué)等多項學(xué)科知識,對人類智能進行模擬處理,賦予機電一體化系統(tǒng)予以判斷和推理,提高技術(shù)水平,使得人類能夠更加便利、自由地把握機電一體化設(shè)備,實現(xiàn)對化工生產(chǎn)的高效控制目標。(二)區(qū)域模塊趨勢。針對機電一體化產(chǎn)品來說,其構(gòu)成較為復(fù)雜,各單元對應(yīng)不同的接口。為此將接口集中到一起,實現(xiàn)區(qū)域模塊化管理非常必要。如對于智能減速等動力單元來說,可以實現(xiàn)集圖形圖像識別、視覺效果等功能為一體的控制單元。模塊化能夠?qū)刂?、動力等單元進行標準化衡量,協(xié)調(diào)各個環(huán)節(jié)之間的關(guān)系,最大限度上提高技術(shù)有效性。最為關(guān)鍵的是能夠?qū)⒍囗椆δ芗系絽^(qū)域模塊上,不僅能夠更加便利地運用產(chǎn)品,且能夠增強產(chǎn)品可裝配性,能夠適應(yīng)不同生產(chǎn)需求,降低后續(xù)維修成本。實現(xiàn)區(qū)域模塊化將成為機電一體化產(chǎn)品未來發(fā)展的重要方向之一,但對于區(qū)域模塊化目標的實現(xiàn),還需要加強技術(shù)研究,積極引入先進技術(shù),不斷提高集約性。(三)環(huán)保綠色趨勢?;すI(yè)發(fā)展對人類社會發(fā)展產(chǎn)生了深遠影響。人們在享受豐富物質(zhì)生活的的同時,還要面對資源浪費、環(huán)境污染等負面影響。隨著人們綠色環(huán)保意識深入人心,人們在選購產(chǎn)品時更加關(guān)注產(chǎn)品是否綠色、環(huán)保。因此環(huán)保綠色將成為技術(shù)發(fā)展的亮點,在實踐中,無論是設(shè)計、制造,還是使用和銷毀都要嚴格按照環(huán)保標準,盡可能避免對環(huán)境產(chǎn)生危害。新時期下,人們愈發(fā)注重環(huán)保重要性,以往環(huán)境污染嚴重的產(chǎn)品勢必會被市場所淘汰,只有注重和加強綠色環(huán)保化工機電一體化產(chǎn)品生產(chǎn),才能夠更好地適應(yīng)市場發(fā)展趨勢,從而擁有更為廣闊的發(fā)展前景。(四)網(wǎng)絡(luò)趨勢。近年來,隨著技術(shù)高速發(fā)展,機電一體化系統(tǒng)在化工生產(chǎn)中得到了廣泛推廣,二者相互促進和推動,向前發(fā)展。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,對為機電一體化技術(shù)帶來了前所未有的發(fā)展機遇,借助該項技術(shù)能夠突破時空限制,實現(xiàn)遠程自動化控制目標。不僅如此,針對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用,能夠?qū)H上先進機電一體化產(chǎn)品予以深入研究,且將新產(chǎn)品推向市場,以此來證明我國在該方面的實力。如今,人們運用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),針對技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)零距離交流,第一時間獲取先進研究成果,提高研究成果轉(zhuǎn)化率,為人們提供更多便利。(五)微型精密趨勢目前,機電一體化產(chǎn)品規(guī)模、體積較大,使得生產(chǎn)、維護工作量較大。隨著納米技術(shù)持續(xù)深入,微型精密化將成為機電一體化技術(shù)未來發(fā)展趨勢。通常情況下,產(chǎn)品微型精密化程度越高,那么其應(yīng)用和普及范圍也將隨之拓展。加上產(chǎn)品體積下、功耗小等優(yōu)勢,能夠為技術(shù)應(yīng)用帶來更加廣闊的發(fā)展空間。但該項技術(shù)發(fā)展需要極其精密的加工工藝,為其發(fā)展提供強大的技術(shù)支持。隨著未來社會發(fā)展,技術(shù)人員還要深入研究該項技術(shù),積極引入現(xiàn)代化技術(shù),不斷提高技術(shù)水平,使其能夠更好地發(fā)揮實用價值。
根據(jù)上文所述,機電一體化技術(shù)作為技術(shù)發(fā)展與機械工程深度融合的產(chǎn)物,為化工等領(lǐng)域發(fā)展帶來了強大的支持。機電一體化技術(shù)建立在諸多學(xué)科基礎(chǔ)之上,其產(chǎn)品具有無可比擬的優(yōu)勢,具有廣闊的發(fā)展前景。目前,我國化工機電一體化發(fā)展水平與國外發(fā)達國家存在較大差距,還有待進一步完善?;C電一體化技術(shù)是社會進步和發(fā)展的重要標志,該項技術(shù)高速發(fā)展及應(yīng)用,能夠顯著提高產(chǎn)品科技含量,且能夠滿足人們?nèi)粘I钚枨螅浞謱崿F(xiàn)綜合價值。隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,化工機電一體化技術(shù)未來發(fā)展將會朝著全新的方向轉(zhuǎn)變,如網(wǎng)絡(luò)化、微型精密、環(huán)保綠色等,更好地適應(yīng)社會發(fā)展趨勢,減少資源過度消耗的同時,還能夠提高產(chǎn)品生產(chǎn)有效性,進而推動化工等領(lǐng)域持續(xù)健康發(fā)展。
作者:馮克昌 單位:蘇州市吳中區(qū)安監(jiān)局