机电一体化通信网络技术的应用分析

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  摘 要:随着计算机技术和网络技术的飞速发展和日益成熟,机电一体化技术也在快速发展着。在新时期下,机电一体化通过相关技术突破了传统意义上的机电一体化技术的局限性,本文对机电一体化技术在通信网络中的应用做了一定的研究,希望对其应用做出一定的贡献。
  关键词:机电一体化;通信网络技术;应用分析
  中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)17-0316-02
  1 引 言
  执行机构在现代生产中起着重要的作用,在自动控制中也是不可缺少的一部分,传统的电动执行机构在控制过程中存在可靠性差、机械结构多、精度高、结构复杂的问题。同时,全机械式的整个机械执行速度在生产时已经固定,难以调节,整个系统的保护和诊断的缺乏以及通信的缺失导致了网络控制系统与计算机不得联网控制。但随着计算机和网络技术的发展,通信技术、电子技术和机械技术的迅速发展,逐步出现机电一体化技术、控制机制完美结合的新趋势。特别是在以微处理器为核心的大规模集成电路的成熟以来,机电一体化技术又有了新的发展,集机械、控制、信息为一体,成为了一种多学科交叉融合的技术种类,在新的时代中发挥着重要的作用。机电一体化技术如图1所示。
  2 机电一体化的发展历程和发展趋势
  机电一体化技术是集机械、控制、信息处理、网络等技术综合在一起的学科,其发展与科技进步、数控机床的生产息息相关,为机电一体化写下历史的第一篇章,微电子技术的发展为机电一体化、可编程控制器和电力电子技术的发展带来了无限的生命力。可编程的程序控制器以及电子电力的发展为机电一体化提供了坚实基础,而激光技术、信息技术和网络技术等新技术的应用和发展,为机电一体化的发展提供了巨大的动力。机电一体化的发展正朝着网络化、智能化、数字化、模块化、人性化的方向發展。通信设备朝向机电一体化的发展趋势如图2所示。
  2.1 网络化
  随着计算机网络的普及,各种基于网络的监控技术和远程控制技术的发展正蓬勃兴起,对于远程控制来说,控制的终端就是机电一体化的产品,局域网(LAN)技术和现场总线的应用使家用电器联网应用成为可能,即利用家庭内部的网络将各种电器连接到计算机上,利用集成使用系统来整合家电,使人们可以充分享受高科技给人们的日常生活带来了惊喜。
  2.2 智能化
  现代人对产品要求是具有一定的智能性,这就要求它具有一定的判断推理能力和自主决策能力,如增加数控机床智能I/O接口、人机对话功能和智能工艺数据库等。这些将为后期产品的使用和维护带来极大的方便,随着神经网络、模糊控制等多种研究和应用开发的人工智能技术相结合,使机电一体化在智能化的道路上越走越远。
  2.3 数字化
  微控制器的发展为机电一体化数字化的发展铺平了道路,如不断发展的数控机床和数字机器人,计算机网络技术的快速发展和应用,为产品的数字化路径增加了动力,机电一体化的数字产品都要求具有可操作性、高可靠性和可维护性,能够进行自我诊断,人机交互要友好。数字机电一体化的实现将有利于远程操作和诊断。
  2.4 模块化
  机电一体化产品有很多种,厂商也不计其数。使机电一体化产品发展成为具有标准电源接口,机械接口和环境接口模块化单元已经成为一种趋势,例如,研制出具有图像接受、图像处理、图像识别等图像特征的机电一体化单元。具有减速、变频调速电机功率单元模块等模块化开发的产品,可以使用这些标准化的单元模块快速研制出一种新的机电一体化产品。
  2.5 人性化
  人,总是使用机电一体化的产品对象,所以给产品提供一定的人性化,可以更好的进行人机交流,一定的智能、一定的情感、一定的判断,这些都是赋予机电一体化产品必须采取的。当考虑到人类的问题时,除了进一步提高其性能外,在形状和色彩方面与人的情绪相协调也是人性化的一种反映。
  2.6 微型化
  现代产品的微型化不仅是提高效率的需要,也是加工工艺精细化的趋势。微机电系统是指微机械结构、微型传感器、微执行器和控制电路、信号处理电路、功率集成的微系统或装置的集成。目前,中国的微观理论的研究已经取得了一些进展,产品的微型化也在不断地发展着。
  2.7 集成化
  综上所述,机电一体化是一门多学科的集成技术,它包含了多种技术,而且还集成了不同产品的不同思想,经过结构优化、生产加工、装配等相关流程形成的。为了提高生产效率和执行效率,同时将功能和系统更广泛的应用,可以把系统分解成不同的层次,不同的功能模块,然后对这些部分进行一定的优化和协调。在工作中,为了使其高效、安全地运行,在辅以硬件和软件的其余部分,为了使其更加精细化,就构成了机电一体化系统的集成化,并对其功能和性能进行了优化。
  2.8 绿色化
  科学技术的发展给人们的生活生产带来了巨大的变化,同时也给人们带来了对资源和生态环境的影响,如果只注重生产效率和效益,那么就会带来恶化的后果。因此,环境保护,使用绿色能源的利用,并进行可持续发展,因此绿色产品的概念也应运而生。绿色产品是指产品在生产过程中,低能耗、低污染,特别是对于机电一体化的产品,即在生产过程中,做到不污染环境,在同一过程中,完成其任务,可以在进行回收利用。
  2.9 带源化
  机电一体化的带源化是指产品本身自身携带能源,如使用太阳能电池、大容量电池或燃料电池,因为在某些特殊场合不适合使用电能,所以与机电一体化产品的来源也不一样。因此机电一体化产品的带源化具有一定的独特性,是未来发展的方向之一。
  3 机电一体化和通信网络
  机电一体化至今已发展成为一门独立的、集成的新学科,并随着科学技术的不断更新和发展,不断增加新的内容,但其基本特征还是可以概括为机电一体化。从机械技术、电子技术、微技术、编程技术等方面综合运用系统集成。在一系列综合技术中,根据优化目标的功能,进行合理的布局并为各功能模块进行配置,具有可操作性、高可靠性、高质量和低功耗的特殊价值的功能。就整个系统而言,在一个最优的工程技术中,系统是一个机电一体化系统和产品。综上所述,对于机电一体化分成技术和产品两个方面都是正确的,其技术是一种融合性的群体技术,而不是简单的几种技术相互拼接,即机电一体化与机械电气化在根本上的区别。
  随着控制技术、计算机技术、通信技术、网络技术的飞速发展,为机电一体化在新的发展时代下奠定了良好的技术基础,大规模集成电路和计算机设备的微型化为机电一体化的发展铺平了物质道路。网络技术是计算机技术的最高成就,是网络技术为工业、生产、政治、军事、教育等都带来了一系列的变化,特别是在经济全球化的影响下。企业在全球化的过程中,新产品一旦开发,只要其质量可靠,功能将会迅速普及,各种计算机网络监控系统、远程控制系统、通信网络系统都在机电一体化的发展中超重网络化发展。
  到19世纪后期,机电一体化已进入高速发展时期,随着光学、通信技术、网络技术、精细加工技术的融合,使机电一体化出现了光机电一体化和微机电一体化的分支。同时,建模设计、分析和集成的科学研究方法使机电一体化开始了深入研究,人工智能和光纤技术的发展为其开辟了一个新的发展空间。
  4 结束语
  综上所述,可以看出,机电一体化技术是一门融合了许多先进技术的学科,在新的时代中,在计算机技术和网络技术的飞速发展下,机电一体化与通信网络技术相结合,必将产生更多的科技结晶,对人们生产生活带来更大的便利,极大的推动我国的社会经济,推动我国科学技术的快速发展。
  参考文献
  [1]延 年.机电一体化系统设计[M].北京:机械工业出版社,2003.
  [2]潘新民,王燕芳.微型计算机控制技术.北京:电子工业出版社,2008.
  [3]王 静.浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技,2006.
  收稿日期:2018-5-15
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