机电一体化平台在钢铁企业中的功能扩展研究

文/郑旭

随着计算机技术及微电子技

术的不断发展，逐渐在机械工业

领域得以运用，由此机电一体化

开始形成。本文首先阐述了机电

一体化平台的未来发展趋势，并

基于此对这一平台在钢铁企业的

功能扩展作出分析。

摘 要

人是机电一体化产品直接面对的，为此

让产品能够具备人的情感、智能及人性等是未

来发展趋势，机电一体化不仅仅要求对性能进

一步优化，产品的造型设计、色彩设计也是需

要重视的，通过人性化设计让用户能够感受到

艺术享受。

1.6 微型化

随着精细加工技术的进一步发展，微型

化成为机电一体化的发展趋势。能够批量生产

的，集合了微型传感器。执行器、微型机构、

信号处理、控制电路、电源、通信等的系统、

微型器件即为微机电系统。如今针对微观机理、

微机电系统及工会等的研究获得了令人瞩目的

成就，诸如微触觉传感器、压力传感器、微齿

轮、微弹簧等的微型传感器、微构件等得以被

研发出来，并推出市场。

1.7 绿色化

科技发展颠覆了人们的生活，而人们也

面临着严重的环境污染问题，人们逐渐认识到

保护环境的重要性，提倡绿色环保。在这样的

诉求下，机电一体化也朝着绿色化方向发展，

提倡在对生态环境不造成污染的前提下，对产

品进行分解、再生利用。

2 机电一体化技术在钢铁企业中应用

对__________钢铁企业而言，机电一体化是围绕着

微处理机，有机地整合诸如微机、仪表、数据

通讯、工控机等的诸多技术，通过合并、组装，

使得系统的质量更佳，精度及可靠性更高。总

体而言，机电一体化平台在钢铁企业中的功能

扩展主要体现在：

2.1 智能化控制技术(IC)

规模化、连续化及高速化是钢铁工业的三

大特色，而如今过去的控制技术却遭遇了瓶颈，

对智能控制技术进行运用是非常必要的。如今

机电一体化平台的IC技术常见的有神经网络、

模糊控制及专家系统等等。而对钢铁企业而言，

其产品的设计、制造、质量诊断、产品控制等

多个环节都对IC 技术进行了运用，运用较广

泛的有电炉、高炉控制系统、轧钢系统、冷连

轧等。

2.2 开放式控制系统(OCS)

伴随计算机技术的进一步发展，衍生了

开放控制系统这一结构体系概念。所谓的“开

放”即就某一标准的信息交换规程形成统一的

认知，并着眼于此展开标准设计，能使得各个

生厂商所生产的产品具有兼容性，共享资源。

OCS 依托于工业通信网络来使得诸多管理计

算机、控制装备等实现互联连接，从而集成系

统的控制、决策与经营管理等，利用现场总线

使得控制室的控制装置及现场仪表得以实现互

联，达到测量、控制一体化的目的。

2.3 计算机集成制造系统(CIMS)

对钢铁企业而言，计算机继承制造系统

是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连

成一体，从而使得钢铁生产期间的原材料选购

进场、加工制造、成品出售等的整个生产过程

实现一体化的控制。如今对国内大部分的钢铁

企业而言，过程自动化不再是难题，但自重自

动化确实一座孤岛，是单机式的，无法实现资

源的共享，也不能够统一管理整个生活过程，

与如今钢铁生产要求是相悖的。质优价廉、交

货准时、小批量多品种生产是未来钢铁企业间

竞争的关键。为达到减少库存、降低能耗、提

高生产率、加速资金周转等的目的，一定要通

过计算机集成制造系统来加强管理。

2.4 现场总线技术(FBT)

此技术是连接设置在现场的仪表与设置

在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、

多站通信链路。如今国内常用的是诸如DC 直

流传输的信号传输技术，若能够用现场总线技

术将其取代，智能化现场仪表设备及更高级的

控制系统在同一通信媒介中就能够实现信息的

双向传递。通过FBI 技术的运用，现场信号连

接导线将可以节省近70%，DCS 也因为FBI

技术的发展发生革新，诸如智能变送站、现场

总线化、检测仪表等的围绕开放自动化系统的

现场总线化仪表也得以发展起来。

2.5 交流传动技术

对钢铁工业而言，交流传动技术发挥的

作用是关键性的。微电子技术及电力电子技术

的进一步发展加速了交流调速技术的发展。交

流传动技术优势明显，未来电器传动技术将会

发展为交流传动，不再是直流传动。随着数字

技术的革新，矢量控制技术因此从复杂化转变

为简单化，实用性更强。相较于直流调速，交

流调速系统有着更好的调速性能。所有的点睛

都能够对同步/ 异步电机进行运用，从而使得

可逆平滑调速得以实现。钢铁企业的轧钢生产，

在交流传动系统刚出现时就进行了运用，应用

得以延伸。

2.6 分布式控制系统(DCS)

通过中央计算机对现场测控计算机（面向

控制）、智能控制单元等作出指挥。分布式控

制系统并不局限于一个级别，允许多级别。通

过计算机来集中监视、操作、控制、管理整个

的生产过程。对钢铁企业而言，可通过DCS

的运用来扩展机电一体化平台功能，通过此系

统的运用来对钢铁生产过程进行控制，且实时

调度生产过程，统筹管理整个生产计划。

参考文献

[1] 郑永锋. 高职机电一体化专业项目驱动课

程体系研究[D]. 浙江师范大学,2014.

[2] 徐章锁. 基于虚拟原型的机电一体化建

模与仿真技术研究[D]. 西安电子科技大

学,2013.

[3] 朱德泉. 基于联合仿真的机电液一体化系

统优化设计方法研究[D]. 中国科学技术

大学,2012.

作者简介

郑旭，男，现为中国海洋大学学生。

作者单位

中国海洋大学 山东省青岛市 266100