本站原创摘 要：据机电一体化技术的发展前景,提出一种新型电动执行机构的设计方案,详细介绍了该执行机构各功能元件的选型与设计、阀位及速度控制原理以及各种关键问题的解决方法.该执行机构将阀门、伺服电机、控制器合为一体,采用8031单片机、变频技术实现了阀门的动作速度和位置控制,解决了阀门的精确定位、阀门柔性开关、极限位置判断、电机保护及模拟信号隔离等技术问题.现场运行情况表明,该电动执行机构具有动作快、保护完善以及便于和计算机通讯等优点,充分利用了机电一体化技术带来的方便快捷.
关 键 词：电动机阀门继电器保护机电一体化技术总结
1机电一体化技术发展历程及其趋向
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化.
1.1机电一体化技术发展历程
1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页；
2.微电子技术为"机电一体化''带来勃勃生气；
3.可编程序控制器、"电力电子"等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础；
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.
1.2机电一体化发展趋向
1数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等.数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面.数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复.
2智能化
即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力.例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便.随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地.
3模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作.如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等.这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品.
2.机电一体化技术的主要应用领域
2.1数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展,在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具体表现在：总线式、模块化、紧凑型的结构,即采用多CPU、多主总线的体系结构.开放性设计,即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准,能最大限度地提高用户的使用效益.
WOP技术和智能化.系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真,并引入在线诊断、模糊控制等智能机制.
大容量存储器的应用和软件的模块化设计,不仅丰富了数控功能,同时也加强了CNC系统的控制功能.
能实现多过程、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能力,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.系统的多级网络功能,加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力.以单板、单片机作为控制机,加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置.
2.2计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合,而是全局动态最优综合.它打破原有部门之间的界线,以制造为基干来控制“物流”和“信息流”,实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合.企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化,各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥.
3机电一体化中继电器保护的现状与发展
电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展又为继电保护技术的发展不断地注入了新的活力,因此,继电保护技术得天独厚,在40余年的时间里完成了发展的4个历史阶段.
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路.50年代,我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术[1],建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用.阿城继电器厂引进消化了当时国外先进的继电器制造技术,建立了我国自己的继电器制造业.因而在60年代中我国已建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完整体系.这是机电式继电保护繁荣的时代,为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础.
机电一体化的发展历程见证了人类走向了高科技的时代,机电一体化化的发展趋势见证了人类对于高智能化的向往.
4结语
机电一体化不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求.在走向高智能化的时代步伐下,机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明.随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势.国内外继电保护技术发展的趋势为：计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工作者提出了艰巨的任务,也开辟了活动的广阔天地.发展机电一体化,开发和生产有关的机电一体化产品.机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低,且具有柔性,可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革,而无须改换设备.同时,可为传统的机械工业注入新鲜血液,带来新的活力,把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来,实现文明生产.