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時間：2023-07-17 09:50:05
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1. 當前電力行業(yè)熱工自動化技術的發(fā)展
隨著世界高科技的飛速發(fā)展和我國機組容量的快速提高，電廠熱工自動化技術不斷地從相關學科中吸取最新成果而迅速發(fā)展和完善，近幾年更是日新月異，一方面作為機組主要控制系統(tǒng)的DCS，已在控制結構和控制范圍上發(fā)生了巨大的變化；另一方面隨著廠級監(jiān)控和管理信息系統(tǒng)（SIS）、現(xiàn)場總線技術和基于現(xiàn)代控制理論的控制技術的應用，給熱工自動化系統(tǒng)注入了新的活力。
1.1DCS的應用與發(fā)展。
火電廠熱工自動化系統(tǒng)的發(fā)展變化，在二十世紀給人耳目一新的是DCS的應用，而當今則是DCS的應用范圍和功能的迅速擴展。
1.1.1DCS應用范圍的迅速擴展。
20世紀末，DCS在國內(nèi)燃煤機組上應用時，其監(jiān)控功能覆蓋范圍還僅限DAS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年的Q/DG1-K401-2004《火力發(fā)電廠分散控制系統(tǒng)（DCS）技術規(guī)范書》中，DCS應用的主要功能子系統(tǒng)仍然還是以上四項，但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展，除了一大批高參數(shù)、大容量、不同控制結構的燃煤火電機組的各個控制子系統(tǒng)全面應用外，脫硫系統(tǒng)、脫硝系統(tǒng)、空冷系統(tǒng)、大型循環(huán)流化床（CFB）鍋爐等新工藝上都成功應用?？梢哉f只要工藝上能夠實現(xiàn)的系統(tǒng)，DCS都能實現(xiàn)對其進行可靠控制。
1.1.2單元機組控制系統(tǒng)一體化的崛起。
（1）隨著一些電廠將電氣發(fā)變組和廠用電系統(tǒng)的控制（ECS）功能納入DCS的SCS控制功能范圍，ETS控制功能改由DCS模件構成，DEH與DCS的軟硬件合二為一，以及一些機組的煙氣濕法脫硫控制直接進入單元機組DCS控制的成功運行，標志著控制系統(tǒng)一體化，在DCS技術的發(fā)展推動下而走向成熟。
（2）由于一體化減少了信號間的連接接口以及因接口及線路異常帶來的傳遞過程故障，減少了備品備件的品種和數(shù)量，降低了維護的工作量及費用，所以近幾年一體化控制系統(tǒng)在不同容量的新建機組中逐漸得到應用。
（3）控制系統(tǒng)一體化的實現(xiàn)，是電力行業(yè)DCS應用功能快速發(fā)展的體現(xiàn)。排除人為因素外，控制系統(tǒng)一體化將為越來越多的電廠所采用。
1.1.3DCS結構變化，應用技術得到快速發(fā)展。
（1）隨著電子技術的發(fā)展，近年來DCS系統(tǒng)在結構上發(fā)生變化。過去強調(diào)的是控制功能盡可能分散，由此帶來的是使用過多的控制器和接口間連接。但過多的控制器和接口間連接，不一定能提高系統(tǒng)運行可靠性，相反到有可能導致故障停機的概率增加。何況單元機組各個控制系統(tǒng)間的信號聯(lián)系千絲萬縷，互相牽連，一對控制器故障就可能導致機組停機，即使沒有直接導致停機，也會影響其它控制器因失去正確的信號而不能正常工作。因此隨著控制器功能與容量的成倍增加、更多安全措施（包括采用安全性控制器）、冗余技術的采用（有的DCS的核心部件CPU，采用2×2冗余方式）以及速度與可靠性的提高，目前DCS正在轉向適度集中，將相互聯(lián)系密切的多個控制系統(tǒng)和非常復雜的控制功能集中在一對控制器中，以及上述所說的單元機組采用一體化控制系統(tǒng)，正成為DCS應用技術發(fā)展的新方向，這不但減少了故障環(huán)節(jié)，還因內(nèi)部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。
（2）此外，隨著近幾年DCS應用技術的發(fā)展，如采用通用化的硬件平臺，獨立的應用軟件體系，標準化的通訊協(xié)議，PLC控制器的融入，F(xiàn)CS功能的實現(xiàn)，一鍵啟動技術的成功應用等，都為DCS增添了新的活力，功能進一步提高，應用范圍更加寬廣。
1.2全廠輔控系統(tǒng)走向集中監(jiān)控。
（1）一個火電廠有10多個輔助車間，國內(nèi)過去通常都是由PLC和上位機構成各自的網(wǎng)絡，在各車間控制室內(nèi)單獨控制，因此得配備大量的運行人員。為了提高設備控制水平和勞動生產(chǎn)率，達到減員增效的目的，隨著DCS技術和網(wǎng)絡通訊功能的提高，目前各個輔助車間的控制已趨向適度集中，整合成一個輔控網(wǎng)（簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫）方向發(fā)展，即將相互獨立的各個輔助系統(tǒng)，利用計算機及網(wǎng)絡技術進行集成，在全廠IT系統(tǒng)上進行運行狀況監(jiān)控，實現(xiàn)控制少人值班或無人值班。
（2）近幾年新建工程迅速向這個方向發(fā)展。如國華浙能寧海電廠一期工程（4×600MW）燃煤機組BOP覆蓋了水、煤、灰等共13個輔助車間子系統(tǒng)的監(jiān)控，下設水、煤、灰三個監(jiān)控點，集中監(jiān)控點設在四機一控室里，打破了傳統(tǒng)的全廠輔助車間運行管理模式，不但比常規(guī)減員30%，還提升了全廠運行管理水平。整個輔控網(wǎng)的硬件和軟件的統(tǒng)一，減少了庫存?zhèn)淦穫浼叭粘９芾砭S護費用[1]。由于取消了多個就地控制室，使得基建費用和今后的維護費用都減少。一些老廠的輔助車間也在進行BOP改造。
1.3變頻技術的普及應用與發(fā)展。
（1）變頻器作為控制系統(tǒng)的一個重要功率變換部件，以提供高性能變壓變頻可控的交流電源的特點，前些年在火電廠小型電機（如給粉機、凝泵）等控制上的應用，得到了迅猛的發(fā)展。由于變頻調(diào)速不但在調(diào)速范圍和精度，動態(tài)響應速度，低速轉動力矩，工作效率，方便使用方面表現(xiàn)出優(yōu)越性，更重要的是節(jié)能效果在經(jīng)濟及社會效益上產(chǎn)生的顯著效應，因此繼一些中小型電機上普遍應用后，近年來交流變頻調(diào)速技術，擴展到一些高壓電機的控制上試用，如送、引風機和給水泵電機轉速的控制等。
（2）因為蘊藏著巨大的節(jié)能潛力，可以預見隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對電網(wǎng)的諧波干擾減少，更多機組的風機、水泵上的大電機會走向變頻調(diào)速控制，在一段時間內(nèi)，變頻技術將繼續(xù)在火電廠節(jié)能工作中，扮演重要角色。
1.4局部系統(tǒng)應用現(xiàn)場總線。
（1）自動化技術的發(fā)展，帶來新型自動化儀表的涌現(xiàn)，現(xiàn)場總線系統(tǒng)（FCS）是其中一種，它和DCS緊密結合，是提高控制信號傳輸?shù)臏蚀_性、實時性、快速性和機組運行的安全可靠性，解決現(xiàn)場設備的現(xiàn)代化管理，以及降低工程投資等的一項先進的和有效的組合。目前在西方發(fā)達國家，現(xiàn)場總線已應用到各個行業(yè)，其中電力行業(yè)最典型的是德國尼德豪森電廠2×950MW機組的控制系統(tǒng)，采用的就是PROFIBUS現(xiàn)場總線。
（2）我國政府從“九五”起，開始投資支持現(xiàn)場總線的開發(fā)，取得階段性成果，HART儀表、FF儀表開始生產(chǎn)。但電廠控制由于其高可靠性的要求，目前缺乏大型示范工程，缺乏現(xiàn)場總線對電廠的設計、安裝、調(diào)試、生產(chǎn)和管理等方面影響的研究，因此現(xiàn)場總線在電廠的應用仍處于探討摸索階段，近二年我國有十多個工程應用了現(xiàn)場總線，但都是在局部系統(tǒng)上，其中： 某電廠，在單元機組的開、閉式水系統(tǒng)中的電動門控制采用Profibus DP總線技術，電動執(zhí)行機構采用原裝進口德國歐瑪公司的一體化智能型產(chǎn)品Puma Matic，帶有雙通道Profibus-DP冗余總線接口作為DP從站掛在總線上。為了提高安全性可靠性，總線光纖、作為總線上的第一類DP主站的AP和相應的光電轉換裝置都采用了冗余結構，這是國內(nèi)首家在過程控制中采用現(xiàn)場總線技術的火力發(fā)電廠。
（3）某電廠的補給水處理系統(tǒng)和廢水系統(tǒng)[2]，采用了二層通訊網(wǎng)絡結構的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，其鏈路設備和主站級網(wǎng)絡采用冗余配置?？刂葡到y(tǒng)人機終端與主控制器之間采用工業(yè)以太網(wǎng)通訊，以太網(wǎng)交換機采用ITP形式接口，四臺交換機構成光纖高速路網(wǎng)?，F(xiàn)場設備層之間采用Profibus-DP現(xiàn)場總線通訊。主環(huán)網(wǎng)采用光纜，分支現(xiàn)場總線通訊選用總線電纜。配置二套冗余的主控制器，分別用于鍋爐補給水系統(tǒng)和廢水系統(tǒng)，且各自有兩條由光電耦合器組成的現(xiàn)場總線環(huán)形光纜網(wǎng)構成冗余配置，所有現(xiàn)場儀表和氣動閥門定位器（均采用帶PA總線接口），通過DP/PA耦合器連接到現(xiàn)場總線上。中低壓電器設備（MCC）采用具有現(xiàn)場總線通信接口功能的智能電機控制器。加藥泵的電動機采用帶總線的變頻器。鍋爐補給水的陰陽離子床氣動隔膜閥的電磁控制閥，采用具有總線接口的閥島來控制，閥島與現(xiàn)場總線連接。這是國內(nèi)在局部過程控制中全面采用現(xiàn)場總線技術的首個火電廠，其應用實踐表明，輔控網(wǎng)全面采用現(xiàn)場總線技術已成熟。
1.5熱工控制優(yōu)化技術的應用發(fā)展。
（1）隨著過程生產(chǎn)領域對控制系統(tǒng)要求的不斷提高，傳統(tǒng)控制方法越來越難以滿足火電廠熱力流程對系統(tǒng)穩(wěn)定性和性能最優(yōu)化方面的要求，汽溫超標已經(jīng)成為制約機組負荷變化響應能力和安全穩(wěn)定運行的主要障礙之一（燃燒優(yōu)化主要是鍋爐專業(yè)在進行，本文不作討論）。由此基于現(xiàn)代控制理論的一些現(xiàn)代控制系統(tǒng)逐步在火電廠過程控制領域中得到應用。如基于過程模型并在線動態(tài)求解優(yōu)化問題的模型預測控制（簡稱MPC）法、讓自動裝置模擬人工操作的經(jīng)驗和規(guī)律來實現(xiàn)復雜被控對象自動控制的模糊控制法、利用熟練操作員手動成功操作的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，在常規(guī)的串級PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎上建立基于神經(jīng)網(wǎng)絡技術的前饋控制作用等，在提高熱工控制系統(tǒng)（尤其是汽溫控制系統(tǒng)）品質過程中取得較好效果。
（2）如某電廠使用的西門子公司PROFI系統(tǒng)，充分使用了基于模型的現(xiàn)代控制理論，其中汽溫控制原理示意圖如圖1所示。
（3） 圖1中，用基于狀態(tài)空間算法的狀態(tài)觀測器解決汽溫這種大滯后對象的延遲造成的控制滯后，焓值變增益控制器解決蒸汽壓力的變化對溫度控制的影響，基于模型的Smith預估器對導前溫度的變化進行提前控制；通過自學習功能塊實時補償減溫水閥門特性的變化；而對再熱汽溫控制，盡量以煙道擋板作為調(diào)節(jié)手段，不采用或少采用減溫水作為控制手段，以提高機組效率；在機組協(xié)調(diào)控制模塊中，采用非最小化形式描述的離散卷積和模型，提高系統(tǒng)的魯棒性；根據(jù)控制品質的二次型性能指標連續(xù)對預測輸出進行優(yōu)化計算，實時對模型失配、時變和干擾等引起的不確定性因素進行補償，提高系統(tǒng)的控制效果；PROFI投入后，AGC狀態(tài)下以2% Pe /min負荷率變化時的響應時間為57秒，壓力最大偏差0.208MPa，汽包水位變化最高和最低之差為-38.86mm，爐膛負壓變化曲線最高值和最低值差-145Pa，主蒸汽溫度偏差穩(wěn)態(tài)基本控制在2℃以內(nèi)，動態(tài)基本控制在5℃以內(nèi)。
1.6SIS系統(tǒng)的應用發(fā)展。
（1）SIS系統(tǒng)是實現(xiàn)電廠管理信息系統(tǒng)與各種分散控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交換、實時信息共享的橋梁，其功能包括廠級實時數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視，廠級性能計算與分析。在電網(wǎng)明確調(diào)度方式有非直調(diào)方式且應用軟件成熟的前提下，可以設置負荷調(diào)度分配功能。設備故障診斷功能、壽命管理功能、系統(tǒng)優(yōu)化功能以及其它功能（根據(jù)電廠實際情況確定是否設置）[3]。自從國家電力公司電力規(guī)劃總院在2000年提出這一概念和規(guī)劃后，至今估計有200家多電廠建立了SIS系統(tǒng)，可謂發(fā)展相當迅速。
（2）但是自從SIS系統(tǒng)投運以來，其所起的作用只是數(shù)據(jù)的采集、存儲、顯示和可打印各類生產(chǎn)報表，能夠真正把SIS的應用功能盡情發(fā)揮出來的很少，其面向統(tǒng)計/生產(chǎn)管理的數(shù)據(jù)分析工具，基于熱經(jīng)濟性分析的運行優(yōu)化，以品質經(jīng)濟性為目標的控制優(yōu)化，以提高可靠性為目的的設備故障診斷等功能基本多數(shù)都未能付緒實施。其原因主要有設計不夠完善，多數(shù)SIS廠家并沒有完全吃透專業(yè)性極強的后臺程序及算法，使其在生產(chǎn)實際中未能發(fā)揮作用，加上與現(xiàn)場生產(chǎn)脫節(jié)，因此SIS商所能做的只是利用網(wǎng)絡技術，邊搭建一個基本的SIS 架構邊進行摸索。此外SIS應涵蓋哪些內(nèi)容沒有統(tǒng)一的標準也緩慢了其功能的應用。
（3）但從大的方向上看，SIS系統(tǒng)的建設符合技術發(fā)展的需要和中國電力市場發(fā)展的趨勢，將給發(fā)電廠特別是大型的現(xiàn)代化發(fā)電廠帶來良好的經(jīng)濟效益。
2. 電力行業(yè)熱工自動化系統(tǒng)的未來發(fā)展動向及前景
隨著國家法律對環(huán)保日益嚴格的要求和計算機網(wǎng)絡技術的進步，未來熱工系統(tǒng)將圍繞 “節(jié)能增效，可持續(xù)發(fā)展”的主題，向智能化、網(wǎng)絡化、透明化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展，新的測量控制原理和方法不斷得以應用，將使機組的運行操作和故障處理，象操作普通計算機一樣方便。
2.1單元機組監(jiān)控智能化是熱工自動化系統(tǒng)發(fā)展方向。
（1）單元機組DCS的普及應用，使得機組的監(jiān)控面貌煥然一新，但是它的監(jiān)控智能化程度在電力行業(yè)卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監(jiān)視、控制軟件在國內(nèi)化工、冶金行業(yè)中都有較好的應用并取得效益，可在我國電力行業(yè)直到近幾年才開始有所起步。隨著技術的進步，火電廠單元機組自動化系統(tǒng)的智能化將是一種趨勢，因此未來數(shù)年里，實現(xiàn)信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發(fā)展與應用。
（2）如：儀表智能管理軟件，將對現(xiàn)場智能傳感器進行在線遠程組態(tài)和參數(shù)設置、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正，精度自動進行標定，計算各類誤差， 并生成標定曲線和報告；自動跟蹤并記錄儀表運行過程中綜合的狀態(tài)變化，如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。
（3）閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態(tài)、調(diào)試、自動標定和開度階躍測試，判斷閥門閥桿是否卡澀， 閥芯是否有磨損等，通過閥門性能狀況的全面評估，為實現(xiàn)預測性維護提供決策。
（4）重要轉動設備的狀態(tài)智能管理軟件將對重要轉動設備的狀態(tài)如送風機，引風機，給水泵等，綜合采用基于可靠性的狀態(tài)監(jiān)測多種技術，通過振動、油的分析以及電機診斷，快速分析（是否存在平衡不好，基礎松動， 沖擊負荷，軸承磨損）等現(xiàn)象和識別故障隱患， 在隱患尚未擴展之前發(fā)出報警，為停機檢修提供指導和幫助。
（5）智能化報警軟件將對報警信號進行匯類統(tǒng)計、分析和預測，對機組運行趨勢和狀態(tài)作出分析、判斷，用以指導運行人員的操作；故障預測、故障診斷以及狀態(tài)維修等專用軟件，將在提高機組運行的安全性，最大限度地挖掘機組潛力中發(fā)揮作用。單元機組監(jiān)控智能化將帶來機組檢修方式的轉變，以往定期的、被動式維護將向預測性、主動式為主的維護方式過渡，檢修計劃將根據(jù)機組實際狀況安排。
2.2過程控制優(yōu)化軟件將得到進一步應用。
（1）進一步提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質指標，是火電廠熱工自動化控制技術研究的一個方向。雖然目前有關自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等技術，在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化應用的報道有不少，但據(jù)筆者了解真正運行效果好的不多。隨著電力行業(yè)競爭的加劇，安全、經(jīng)濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優(yōu)化、性能分析軟件、）將會在電廠得到親睞、進一步發(fā)展與應用。
（2）目前機組的AGC均為單機方式（由調(diào)度直接把負荷指令發(fā)給投入AGC的機組）。由于電網(wǎng)負荷變化頻繁，使投入AGC的機組始終處于相應的變負荷狀態(tài)，鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大，輔機、閥門、擋板等設備動作頻繁，這種方式對機組和設備的壽命都會產(chǎn)生一定的負面影響。隨著發(fā)電成本的提高，發(fā)電企業(yè)需從各個角度考慮如何切實降低電廠運行成本，延長機組的使用壽命。因此配置全廠負荷分配系統(tǒng)（即電網(wǎng)調(diào)度向電廠發(fā)一個全廠負荷指令，由電廠的全廠負荷分配系統(tǒng)，以機組的煤耗成本特性為基礎，在機組允許的變化范圍內(nèi)，經(jīng)濟合理地選擇安排機組的負荷或變負荷任務，使全廠發(fā)電的煤耗成本最低，降低電廠的發(fā)電成本）將是發(fā)電企業(yè)必然的要求，相信不久的將來，單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉變。
（3）SIS系統(tǒng)將結合生產(chǎn)實際進行二次開發(fā)，促進自身應用技術走向成熟，在確?；痣姀S安全、環(huán)保、高效益及深化信息化技術應用中發(fā)揮作用。
2.3現(xiàn)場總線與DCS相互依存發(fā)展。
未來一段時間里，現(xiàn)場總線將與DCS、PLC相互依存發(fā)展，現(xiàn)場總線借助于DCS和PLC平臺發(fā)展自身的應用空間，DCS和PLC則借助于現(xiàn)場總線完善自身的功能。
2.3.1現(xiàn)場總線與DCS的關系。
現(xiàn)場總線作為一個完整的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)，目前還難以迅速應用到整個電廠中，而DCS雖然是電廠目前在線運行機組的主流控制系統(tǒng)，但由于其檢測和執(zhí)行等現(xiàn)場儀表信號仍采用模擬量信號，無法滿足工程師站上對現(xiàn)場儀表進行診斷、維護和管理的要求，限制了控制過程視野，因此DCS通過容入通信協(xié)議國際標準化的現(xiàn)場總線和適合現(xiàn)場總線連接的智能化儀表、閥門，并將自身的輸出驅動功能分離移到現(xiàn)場或由現(xiàn)場智能驅動器代替，功能簡單且相對集中的控制系統(tǒng)下放到采用FCS控制和處理功能的現(xiàn)場智能儀表中，然后由少量的幾根同軸電纜（或光纜）和緊急停爐停機控制用電纜，通過全數(shù)字化通信與控制室連接。將有助于降低電廠造價，提高自身的可靠性，拓寬各自的功能，推動各自的發(fā)展。除新建電廠將會更多的采用現(xiàn)場總線的智能設備外，也會成為運行多年的機組下一步的改造計劃。
2.3.2現(xiàn)場總線與PLC的關系。
（1）現(xiàn)場總線在電廠的應用將借助于PLC，這不但因為PLC已廣泛應用于電廠輔助設備的控制，將現(xiàn)場總線技術和產(chǎn)品溶合到PLC系統(tǒng)中，成為PLC系統(tǒng)中的一部分或者成為PLC系統(tǒng)的延伸部分，在輔助設備的控制中將直接明顯地體現(xiàn)其經(jīng)濟效益。還因為現(xiàn)場總線和PLC的制造商間關系密切，如、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生產(chǎn)供貨商支持開發(fā)。
（2）由于電廠現(xiàn)場的環(huán)境惡劣，溫度高、灰塵多、濕度變化大，因此現(xiàn)場總線在電廠應用，首先要解決的是自身質量。
2.4輔助車間（系統(tǒng)）集控將得到全面推廣。
隨著發(fā)電廠對減員增效的要求和運行人員整體素質的提高，輔助車間（系統(tǒng)）通過輔控網(wǎng)集控將會得到進一步全面推廣。但在實施過程中，目前要解決好以下問題：
（1）輔控系統(tǒng)I/O點數(shù)量大，各輔助車間物理位置分散，存在遠距離通信、信號衰減和網(wǎng)絡干擾問題，因此監(jiān)控系統(tǒng)主干通信網(wǎng)宜采用多模光纜以確保通信信號的可靠性。
（2）各輔助控制系統(tǒng)采用不同的控制設備，控制系統(tǒng)的通信接口協(xié)議不同，甚至不同的物理接口，因此須解決網(wǎng)絡通信協(xié)議的轉換問題，選型時應事先規(guī)定好各系統(tǒng)間的接口連接協(xié)議。
（3）各個輔助車間的控制系統(tǒng)為不同的廠商供貨，由于使用的軟件不同，其操作員站的人機界面很有可能不一致。因此選型時應注意上位機軟件，設計統(tǒng)一的人機界面，采用統(tǒng)一的風格及操作方式，以便方便各系統(tǒng)畫面接入BOP網(wǎng)絡。
輔助車間集控系統(tǒng)能否實現(xiàn)設計目標，除了自身的技術以外，很大程度上取決于輔助系統(tǒng)本身的自動投入情況。因此高可靠性的執(zhí)行機構、動作靈活可靠的限位開關、智能化的變送器將會得到應用。
2.5單元機組監(jiān)控系統(tǒng)的物理配置趨向集中布置。
過去一個集控室的概念，通常為一臺單元機組獨用或為二臺機組合用，電子室分成若干個小型的電子設備間，分別布置在鍋爐、汽輪機房或其它主設備附近。其優(yōu)點是節(jié)省了電纜。但隨著機組容量的提高、計算機技術的發(fā)展和管理水平的深化，近幾年集控室的概念擴大，出現(xiàn)了全廠單元機組集中于一個控制室，單元機組的電子設備間集中，現(xiàn)場一般的監(jiān)視信號大量采用遠程I/O柜的配置方式趨勢。
2.6APS技術應用。
（1）APS是機組級順序控制系統(tǒng)的代名詞。在機組啟動中，僅需按下一個啟動控制鍵，整個機組就將按照設計的先后順序、規(guī)定的時間和各控制子系統(tǒng)的工作情況，自動啟停過程中的相關設備，協(xié)調(diào)機爐電各系統(tǒng)的控制，在少量人工干預甚至完全不用人工干預的情況下，自動地完成整臺機組的啟停。但由于設備自身的可控性和可用率不滿足自動化要求，加上一些工藝和技術上還存在問題，需要深入地分析研究和改進，所以目前燃煤機組實施APS系統(tǒng)的還不多見。
（2）由于APS系統(tǒng)的實質是電廠運行規(guī)程的程序化，其優(yōu)勢在于可以大大減輕運行人員的工作強度，避免人為操作中的各種不穩(wěn)定因素，縮短機組啟停時間。作為提高生產(chǎn)效率和機組整體自動化水平，增強在電力企業(yè)的市場競爭能力行之有效的方法，將會成為未來機組控制發(fā)展的方向之一，引導設計、控制系統(tǒng)廠商和電廠人員更多地去深入研究，設計和完善功能，并付緒實施。
2.7無線測量技術應用。
無線測量技術能監(jiān)視和控制運行過程中發(fā)生的更多情況，獲得關鍵的工藝信息，整合進入DCS。除節(jié)省大量安裝成本以外，還將推動基本過程和自動化技術的改善。如供熱、供油和煤計量，酸堿、污水區(qū)域測量等，都可能通過無線測量技術實現(xiàn)遠程監(jiān)控。
2.8提高熱工自動化系統(tǒng)可靠性研究將深入。
由于熱控系統(tǒng)硬軟件的性能與質量、控制邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保護連鎖信號的定值和延遲時間設置，以及熱控人員的檢修和維護水平方面，都還存在一些不足之處，由此使得熱控保護系統(tǒng)誤動作引起機組跳閘事件還時有發(fā)生。在電力生產(chǎn)企業(yè)面臨安全考核風險增加和市場競爭加劇的環(huán)境下，本著電力生產(chǎn)“安全第一，預防為主”的方針，以及效益優(yōu)先原則，從提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性著手，深入開展技術研究，是熱工自動化系統(tǒng)近期的一項急需進行的工作。提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性技術研究工作，包括控制軟硬件的合理配置，采集信號的可靠性、干擾信號的抑制，控制邏輯的優(yōu)化、控制系統(tǒng)故障應急預案的完善等。隨著機組控制可靠性要求的提高，重要控制子系統(tǒng)的硬件配置中，將會采用安全型控制器、安全型PLC系統(tǒng)或者它們的整合，保護采集信號將會更多的采用三選二判斷邏輯。獨立的測量裝置需要設計干擾信號抑制功能。此外基建機組一味以最低價中標的招標模式也應得到扭轉（最低價中標，迫使廠商通過減少配置來降低投標價，導致控制系統(tǒng)可靠性下降）。
2.9火電廠機組檢修運行維護方式將改變。
中圖分類號： TK47文獻標識碼：A 文章編號：
引言
城市燃氣（包括天然氣、液化石油氣以及人工煤氣）是一種清潔的、可高效利用的能源。發(fā)展城市燃氣，對優(yōu)化能源結構，減輕城市大氣污染，實現(xiàn)城市可持續(xù)發(fā)展有著十分重要的作用。
一、我國城市燃氣行業(yè)近期的發(fā)展趨勢
1.1 擴大內(nèi)需等經(jīng)濟政策將帶來大量投資
雖然天然氣價格方案尚未正式出臺，但天然氣管道建設已經(jīng)如火如茶展開。預計到2015年，我國將新建天然氣管道2.1萬公里。屆時，我國橫跨東西、縱貫南北的全國性天然氣基干管網(wǎng)基本形成。其中，中石油的天然氣管道總里程將達到4.2萬公里。據(jù)了解，為保障天然氣供應的平穩(wěn)和安全，在天然氣消費市場附近和管道沿線將配套興建大型地下儲氣庫、LNG接收站等調(diào)峰設施，并與管道連接，形成點線互聯(lián)的天然氣供配氣管網(wǎng)，實現(xiàn)資源多元化、供應網(wǎng)絡化、調(diào)配自動化的多氣源、多用戶的供應格局。
天然氣管網(wǎng)建設的大提速，其直接動力在于天然氣消費端的“需求拉動”。十五初期，國家通過建設西氣東輸工程，推進廣東LNG試點，開發(fā)東海天然氣、加快中亞、中俄管道天然氣項目談判等重大項目實施供給推動型的天然氣戰(zhàn)略。事實證明，這種戰(zhàn)略成功啟動了大眾城市能源結構轉換需求，刺激了大型工業(yè)投資項目用氣需求高速增長，推動國內(nèi)天然氣需求直線上升，潛在需求十分可觀，需求拉動已經(jīng)成為我國天然氣工業(yè)發(fā)展的動力。
居民用氣是天然氣應用的主要方向之一。隨著我國城市化進程不斷加快，造成城市人口的快速增加，擴大了用氣人口的基數(shù)。而我國家庭亦正在加速小型化，家庭數(shù)量的增長將導致城市燃氣接駁業(yè)務需求量的增加和人均燃氣消費量的增加。另外，我國目前城市管道燃氣使用率僅為30%左右，較發(fā)達國家乃至東南沿海一線城市80一90%的管道燃氣使用率尚有巨大的提升空間，為城市管道燃氣提供商提供了廣闊的市場機會。
1.2 我國燃氣細分行業(yè)發(fā)展前景廣闊
(1)天然氣供求發(fā)展趨勢
我國天然氣的產(chǎn)量與消費量的增長速度之間存在較為明顯的互相影響。2000年和2003年曾出現(xiàn)年消費量增速大幅高于年產(chǎn)量增速的情況，從而導致次年產(chǎn)量增速大幅上升。自2004年后，我國天然氣的年產(chǎn)量與年消費量增速大致相當，可見行業(yè)的庫存一直都比較低，且能保持相對穩(wěn)定。隨著一系列大型氣田的發(fā)現(xiàn)，我國天然氣儲量增長迅速。2006年估算探明天然氣儲量達到3萬億立方米，2007年新增6974億立方米。2007年我國生產(chǎn)天然氣693.1億立方米，比上年增長18.38%，我國2008年生產(chǎn)天然氣達到761億立方米。但是隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，潛在缺口很大。預計2010年，供氣城市將增加到270個，天然氣消費將達到1400億立方米。屆時中國天然氣供需缺口約300億一400億立方米。我國目前除加強天然氣使用政策的規(guī)劃外，采取部分進口的策略來保障國內(nèi)需求，如2007年7月中石油己與土庫曼斯坦簽署協(xié)議，每年從其引進300億立方米天然氣。因此，預測在2010年之前，我國天然氣供不應求的局面不會發(fā)生變化。
(2)管道天然氣發(fā)展趨勢
天然氣最主要的成分是甲烷，基本不含硫，無色、無臭、無毒、無腐蝕性，具有安全、熱值高、潔凈和應用廣泛等優(yōu)點，目前已成為眾多發(fā)達國家城市必選的燃氣氣源。
由于天然氣的密度比空氣輕，即使不小自外泄，也會很快在空氣中揮發(fā)掉，不容易產(chǎn)生聚集;天然氣的爆炸下限比液化石油氣高出2倍多，在同樣濃度的情況下，天然氣達到危險程度的時間要遲，能夠及時發(fā)現(xiàn)處理，所以引發(fā)各類燃氣事故的概率相對較小，因此，要比其它燃氣安全得多。
(3) LNG發(fā)展趨勢
隨著一次能源消費結構的調(diào)整，中國LNG市場會有較大發(fā)展空間，但其發(fā)展規(guī)模和速度應有理性思考。當前我國經(jīng)濟持續(xù)快速的發(fā)展勢頭仍在繼續(xù)，但是為保障經(jīng)濟的能源動力卻極度緊缺。引進LNG對優(yōu)化我國能源結構，有效解決能源供應安全、生態(tài)環(huán)境保護的雙重問題，實現(xiàn)經(jīng)濟和社會的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮重要作用。結合國際LNG和國內(nèi)LNG發(fā)展，國際LNG價格會有一個緩沖期出現(xiàn)，我國如何在加速中和放緩中扮演好其中角色，這是一個值得認真解決的問題。
(4)液化石油氣發(fā)展趨勢
天然氣、電、二甲醚等替代資源和諧共生，相互補充。多種能源消費格局的形成，是未來國內(nèi)能源革命的發(fā)展趨勢。不論城鄉(xiāng)，居民可在國家打造“環(huán)境友好型和經(jīng)濟節(jié)約型”的政策指引下，根據(jù)自身的經(jīng)濟實力和靈活消費原則，選擇多元化能源產(chǎn)品。其中液化氣由于自身不受地理位置限制、熱值高等獨特優(yōu)勢，在相當長的時間內(nèi)仍然是居民燃料的重要選擇。
二、我國城市燃氣行業(yè)發(fā)展的前景
2.1 發(fā)展模式以開放性和相對集中相結合
城市燃氣行業(yè)作為我國基礎產(chǎn)業(yè)的一部分，不僅是單純的商業(yè)行為，更重要的是要承擔保證居民安全平穩(wěn)用氣的社會責任。大型專業(yè)化燃氣公司有技術、管理和運營方面的經(jīng)驗，能夠提高大中型城市用氣的保障性；各地方企業(yè)、民間投資更熟悉當?shù)丨h(huán)境，經(jīng)營靈活。根據(jù)國務院2010 年5 月7 日的《國務院關于鼓勵和引導民間投資健康發(fā)展的若干意見》（國發(fā)〔2010〕3號）第八條。（八）鼓勵民間資本參與石油天然氣建設。的要求，當?shù)仄髽I(yè)和民間投資可積極參與當?shù)乜h區(qū)級城市燃氣事業(yè)，整體形成開放性和相對集中的發(fā)展模式。
2.2 形成在政府引導、監(jiān)督下有序競爭的市場環(huán)境
從天然氣行業(yè)本身的意義和國外發(fā)展經(jīng)驗來看，城市燃氣行業(yè)的發(fā)展不能脫離政府的監(jiān)管。政府在城市燃氣天然氣定價、市場準入、安全平穩(wěn)供氣監(jiān)管等方面應發(fā)揮監(jiān)督、核查作用，要建立天然氣市場價格形成機制，加快建設和完善天然氣行業(yè)的法律框架。在政府制定的天然氣定價機制、市場準入及特許經(jīng)營權授予條件的引導下，各燃氣企業(yè)依靠氣源供應保障能力、資本實力、管理和技術水平有序參與城市燃氣市場競爭。
2.3 逐步建立價格市場形成機制
為充分反映天然氣市場的供求關系和天然氣資源的價值，以市場定價為目標，逐步有序地推進定價機制改革。將天然氣定價（井口價）機制首先由政府定價轉向市場定價與政府監(jiān)督相結合的過渡性定價機制，定價方法從成本加成過渡到市場替代原則，在市場逐步成熟時，放開價格管制，實行市場定價。城市燃氣終端用戶付給燃氣企業(yè)的費用包括井口價、管輸費用和配送費用3 部分，為保障公共利益，其中管輸費用和配送費用以。成本加成。法為基礎，由政府進行監(jiān)管。
2.4 經(jīng)營過程中要嚴格進行安全管理
城市燃氣行業(yè)的安全運營包括供氣安全和運行安全兩方面。供氣安全包括氣源保障、應急和調(diào)峰能力等，各燃氣企業(yè)要完善和加強應急調(diào)峰儲運設施的建設；運營安全包括儲運設施的安全運行、安全用氣的宣傳、安全檢查制度的建立等，各燃氣企業(yè)要統(tǒng)一認識，真正把安全工作放到首位。政府主管部門要對燃氣企業(yè)的安全管理工作進行監(jiān)督和嚴格檢查。
結束語
總之，隨著現(xiàn)代社會的不斷高速發(fā)展，在改善生活環(huán)境以及進一步提高人們生活平的基礎上，我國城市燃氣行業(yè)在其中有著舉足輕重的作用，借助當今社會的發(fā)展很難趨勢以及國際相關支持政策，城市天然氣在后期的發(fā)展中必將有著更加廣闊的前景。
參考文獻：
隨著國家法律對環(huán)保日益嚴格的要求和計算機網(wǎng)絡技術的進步，未來熱工系統(tǒng)將圍繞 “節(jié)能增效，可持續(xù)發(fā)展”的主題，向智能化、網(wǎng)絡化、透明化，保護、控制、測量和數(shù)據(jù)通信一體化發(fā)展，新的測量控制原理和方法不斷得以應用，將使機組的運行操作和故障處理，象操作普通計算機一樣方便。
一、單元機組監(jiān)控智能化是熱工自動化系統(tǒng)發(fā)展方向
單元機組DCS的普及應用，使得機組的監(jiān)控面貌煥然一新，但是它的監(jiān)控智能化程度在電力行業(yè)卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監(jiān)視、控制軟件在國內(nèi)化工、冶金行業(yè)中都有較好的應用并取得效益，可在我國電力行業(yè)直到近幾年才開始有所起步。隨著技術的進步，火電廠單元機組自動化系統(tǒng)的智能化將是一種趨勢，因此未來數(shù)年里，實現(xiàn)信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發(fā)展與應用，如：
儀表智能管理軟件，將對現(xiàn)場智能傳感器進行在線遠程組態(tài)和參數(shù)設置、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正，精度自動進行標定，計算各類誤差， 并生成標定曲線和報告；自動跟蹤并記錄儀表運行過程中綜合的狀態(tài)變化，如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。
閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態(tài)、調(diào)試、自動標定和開度階躍測試，判斷閥門閥桿是否卡澀， 閥芯是否有磨損等，通過閥門性能狀況的全面評估，為實現(xiàn)預測性維護提供決策。
重要轉動設備的狀態(tài)智能管理軟件將對重要轉動設備的狀態(tài)如送風機，引風機，給水泵等，綜合采用基于可靠性的狀態(tài)監(jiān)測多種技術，通過振動、油的分析以及電機診斷，快速分析（是否存在平衡不好，基礎松動， 沖擊負荷，軸承磨損）等現(xiàn)象和識別故障隱患， 在隱患尚未擴展之前發(fā)出報警，為停機檢修提供指導和幫助。
智能化報警軟件將對報警信號進行匯類統(tǒng)計、分析和預測，對機組運行趨勢和狀態(tài)作出分析、判斷，用以指導運行人員的操作；故障預測、故障診斷以及狀態(tài)維修等專用軟件，將在提高機組運行的安全性，最大限度地挖掘機組潛力中發(fā)揮作用。單元機組監(jiān)控智能化將帶來機組檢修方式的轉變，以往定期的、被動式維護將向預測性、主動式為主的維護方式過渡，檢修計劃將根據(jù)機組實際狀況安排。
二、過程控制優(yōu)化軟件將得到進一步應用
進一步提高模擬量控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)范圍和品質指標，是火電廠熱工自動化控制技術研究的一個方向。雖然目前有關自適應、狀態(tài)預測、模糊控制及人工神經(jīng)網(wǎng)絡等技術，在電廠控制系統(tǒng)優(yōu)化應用的報道有不少，但據(jù)筆者了解真正運行效果好的不多。隨著電力行業(yè)競爭的加劇，安全、經(jīng)濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調(diào)試方便的優(yōu)化控制專用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優(yōu)化、性能分析軟件、）將會在電廠得到親睞、進一步發(fā)展與應用。
目前機組的AGC均為單機方式（由調(diào)度直接把負荷指令發(fā)給投入AGC的機組）。由于電網(wǎng)負荷變化頻繁，使投入AGC的機組始終處于相應的變負荷狀態(tài)，鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大，輔機、閥門、擋板等設備動作頻繁，這種方式對機組和設備的壽命都會產(chǎn)生一定的負面影響。隨著發(fā)電成本的提高，發(fā)電企業(yè)需從各個角度考慮如何切實降低電廠運行成本，延長機組的使用壽命。因此配置全廠負荷分配系統(tǒng)（即電網(wǎng)調(diào)度向電廠發(fā)一個全廠負荷指令，由電廠的全廠負荷分配系統(tǒng)，以機組的煤耗成本特性為基礎，在機組允許的變化范圍內(nèi)，經(jīng)濟合理地選擇安排機組的負荷或變負荷任務，使全廠發(fā)電的煤耗成本最低，降低電廠的發(fā)電成本）將是發(fā)電企業(yè)必然的要求，相信不久的將來，單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉變。SIS系統(tǒng)將結合生產(chǎn)實際進行二次開發(fā)，促進自身應用技術走向成熟，在確?；痣姀S安全、環(huán)保、高效益及深化信息化技術應用中發(fā)揮作用。
三、提高熱工自動化系統(tǒng)可靠性研究將深入
由于熱控系統(tǒng)硬軟件的性能與質量、控制邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保護連鎖信號的定值和延遲時間設置，以及熱控人員的檢修和維護水平方面，都還存在一些不足之處，由此使得熱控保護系統(tǒng)誤動作引起機組跳閘事件還時有發(fā)生。在電力生產(chǎn)企業(yè)面臨安全考核風險增加和市場競爭加劇的環(huán)境下，本著電力生產(chǎn)“安全第一，預防為主”的方針，以及效益優(yōu)先原則，從提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性著手，深入開展技術研究，是熱工自動化系統(tǒng)近期的一項急需進行的工作。提高熱工自動化系統(tǒng)的可靠性技術研究工作，包括控制軟硬件的合理配置，采集信號的可靠性、干擾信號的抑制，控制邏輯的優(yōu)化、控制系統(tǒng)故障應急預案的完善等。隨著機組控制可靠性要求的提高，重要控制子系統(tǒng)的硬件配置中，將會采用安全型控制器、安全型PLC系統(tǒng)或者它們的整合，保護采集信號將會更多的采用三選二判斷邏輯。獨立的測量裝置需要設計干擾信號抑制功能。此外基建機組一味以最低價中標的招標模式也應得到扭轉（最低價中標，迫使廠商通過減少配置來降低投標價，導致控制系統(tǒng)可靠性下降）。
四、火電廠機組檢修運行維護方式將改變
一、機電一體化技術的應用
（一）現(xiàn)代機械制造業(yè)的應用
傳統(tǒng)機械制造業(yè)與現(xiàn)代機械制造業(yè)相比，存在很大的差異。傳統(tǒng)機械制造業(yè)是以經(jīng)營規(guī)模為依據(jù)，主要依靠擴大生產(chǎn)規(guī)模，提高產(chǎn)量以及優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結構為主體，以此提高企業(yè)市場競爭力，這種經(jīng)營方式注重資源的合理利用，用最低成本獲取最大經(jīng)濟效益。而現(xiàn)代機械制造業(yè)主要以信息為載體，采用先進的生產(chǎn)模式、管理系統(tǒng)以及制造技術來提高企業(yè)市場競爭力，其具有網(wǎng)絡化、虛擬化、智能化以及節(jié)能環(huán)保的特殊價值和功能?，F(xiàn)代制造業(yè)涉及了多種高新技術手段，充分利用電子計算機技術，使制造行業(yè)的生產(chǎn)技術取得了巨大的成績。現(xiàn)今，制造工程領域相繼誕生諸多高新技術，如數(shù)字控制技術、系統(tǒng)集成技術、虛擬制造技術等。
（二）飲料行業(yè)的應用
以往的飲料生產(chǎn)、包裝等一系列流程都是人工操作，機電一體化技術在飲料行業(yè)的應用，使得飲料生產(chǎn)的機械化水平提高，而且飲料包裝的整條生產(chǎn)線都實現(xiàn)自動化控制，使得飲料行業(yè)的生產(chǎn)效率和質量大大提升，對促進飲料行業(yè)發(fā)展，提高國內(nèi)外的市場競爭力具有極其重要的作用。
（三）鋼鐵行業(yè)的應用
隨著鋼鐵行業(yè)的發(fā)展速度加快，機電一體化技術在鋼鐵行業(yè)的應用水平不斷提高，不僅提升了鋼鐵行業(yè)的生產(chǎn)效率和質量，而且為實現(xiàn)鋼鐵行業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了強有力的技術保障，其在鋼鐵行業(yè)的應用主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
第一，計算機集成系統(tǒng)的應用，該項技術的應用使鋼鐵生產(chǎn)作業(yè)實現(xiàn)了將人、生產(chǎn)經(jīng)營、組織管理的作業(yè)流程連接在一起，實現(xiàn)鋼鐵生產(chǎn)全過程的一體化控制。第二，現(xiàn)場總線技術的應用，它是通過連接設置，將設備控制室內(nèi)的設備儀器進行數(shù)字式、雙向以及多種通信的一體化鏈路。這種技術能夠使大量的數(shù)據(jù)信息在智能化儀器裝置與高級控制系統(tǒng)間實現(xiàn)通信鏈路的雙向傳送。第三，交流傳動技術的應用，在計算機技術和電子信息技術不斷發(fā)展的今天，交流傳動技術的發(fā)展速度加快，由于這種技術具有一定的優(yōu)越性，所以交流傳動技術將逐步取代傳統(tǒng)的電子傳動技術。當前，各行業(yè)領域數(shù)字化水平提高，這也使得以往復雜的矢量控制技術簡單化，交流傳動技術在鋼鐵生產(chǎn)中的應用效果越來越成熟。
二、機電一體化技術的發(fā)展趨勢
從最初的微電子技術、信息技術、計算機技術以及通信技術逐步延伸至數(shù)字化、網(wǎng)絡化、綜合化以及個性化的信息技術革命，不僅為人類社會進步與發(fā)展翻開嶄新的一頁，而且使當今世界經(jīng)濟、科技以及其他行業(yè)領域發(fā)生翻天覆地的變化，從一方面能夠充分了解機電一體化在信息時代背景下的作用和意義。以下就對機電一體化技術的未來發(fā)展趨勢展開分析。
第一，機電一體化系統(tǒng)集合了多種技術系統(tǒng)，主要由傳感系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)以及先進的機械部件等結構組成，將這項技術引入光學技術中，結合光學技術的特點，可以進一步完善和提高機電一體化系統(tǒng)中各類系統(tǒng)性能，從而促進機電一體化技術的發(fā)展。第二，未來，機電一體化產(chǎn)品的控制效果和執(zhí)行效果會不斷提高，這樣就能夠提高系統(tǒng)的柔性，為建立系統(tǒng)的應急模式創(chuàng)造條件?？梢愿鶕?jù)系統(tǒng)本身的性能，設計出自律分配系統(tǒng)，這樣就能夠使各個子系統(tǒng)在相對獨立的工作狀態(tài)下為整個系統(tǒng)提供服務。另外，自律分配系統(tǒng)可以對外部環(huán)境條件做出不同反應，從而改變子系統(tǒng)中產(chǎn)生的信息，這樣能夠提高系統(tǒng)的柔性能力，也不會因某一子系統(tǒng)發(fā)生故障而影響整體系統(tǒng)的運行。第三，智能化是未來機電一體化技術發(fā)展的重要方向和目標，在信息技術和計算機技術不斷更新和發(fā)展的重要階段，智能化在機電一體化技術中的應用將越來越成熟，機電一體化產(chǎn)品的智能化水平也將不斷提升。因此，未來智能化機電一體化技術必將在各行業(yè)領域得到廣泛應用，這也成為未來機電一體化技術發(fā)展的必然趨勢。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.149
0 引言
科學技術使社會的生產(chǎn)生活發(fā)生了日新月異的變化，機電一體化技術是現(xiàn)代科學技術和人類智慧的結晶，它把機械技術與現(xiàn)代電子技術結合在一起，它的發(fā)展和應用在提高企業(yè)產(chǎn)量的同時還提高了產(chǎn)品的技術含量，使企業(yè)更具市場競爭力，也促進了社會經(jīng)濟的進步。
1 機電一體化技術的概述及發(fā)展歷程
機電一體化技術是一種綜合技術，應用范圍愈來愈廣泛，它將微電子技術、控制技術、計算機技術、機械技術、光學技術相互交叉和融合，成為眾多高新技術產(chǎn)業(yè)和裝備的基礎。它包括產(chǎn)品和技術兩個方面。機電一體化技術的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，1960 年以前是初級階段，由于電子、機械兩方面的技術水平不夠完善，導致機電一體化技術開發(fā)出來的產(chǎn)品沒有廣泛的應用。1970 年至 1980 年之間屬于第二階段，機電一體化技術得到了計算機等提供的技術基礎，特別是微型計算機和大規(guī)模集成電路促使其發(fā)展快速，在很多領域得到了應用。1990 年以后，人工智能、光纖、神經(jīng)網(wǎng)絡等技術的發(fā)展，使機電一體化技術邁向智能化階段，發(fā)展前景更加廣闊。
2 機電一體化技術的應用
機電一體化技術在各個行業(yè)得到了廣泛運用：
2.1 在汽車行業(yè)的應用
（1）汽車的打火系統(tǒng)使用機電一體化技術：原來的汽車打火系統(tǒng)接收到的打火指令信號較弱，使用時間一長，打火會很困難，影響汽車的啟動，采用機電一體化技術通過數(shù)字模式增強打火信號，提升電路傳感能力，系統(tǒng)自動對空氣和燃料質量之間進行對比，減少它們的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，實現(xiàn)發(fā)動機的快速反應。
（2）汽車的雷達系統(tǒng)使用了機電一體化技術：它的應用不僅使人們的生活更加方便，而且減少了危險因素。生活中，汽車在倒車、行駛、停車的時候，我們雖然也會減速對周圍的環(huán)境進行觀察，防止發(fā)生意外，但總會有視覺死角，在這種情況下，汽車的雷達系統(tǒng)檢測到障礙物就會自動發(fā)出警報，給駕駛員已提醒，有效的避免了事故的發(fā)生。
（3）汽車的制動系統(tǒng)使用了機電一體化技術：之前，汽車的制動是靠車后輪安裝的制動系統(tǒng)來完成的，是為了及時停車，保證安全，但是，隨著汽車行駛速度的提升，原來的制動作用已經(jīng)難以滿足現(xiàn)代汽車的需要，因此，運用了機電一體化技術，能夠減輕汽車質量，提升車速，使得車輛在行駛狀態(tài)下遇到緊急情況也能夠實現(xiàn)快速平穩(wěn)的制動，汽車的安全性更強，制動效果更好，防止了交通事故的發(fā)生。
2.2 在建筑材料生產(chǎn)中的應用
施工建設要求的不斷提升，對建筑材料的生產(chǎn)要求隨之更高更嚴格，而具有高性能、高質量、低能耗、多功能特性的機電一體化技術為建筑材料生產(chǎn)行業(yè)提供了機遇，并在建筑材料的生產(chǎn)中發(fā)揮著至關重要的作用，得到了廣泛的應用。對于現(xiàn)代建筑而言，材料的級配控制非常關鍵。如果級配出現(xiàn)誤差，會使建筑的壽命縮短，造成安全隱患。因此，機電一體化技術的應用就可以利用微機控制最大限度的降低級配誤差，提升建筑行業(yè)的競爭力。
2.3 在煤礦企業(yè)中的應用
在煤礦企業(yè)中，機電一體化技術主要用于地下開采作業(yè)。因為作業(yè)在地面以下，對工人的人身安全造成了很大的威脅。機電一體化技術的應用，可以讓井下作業(yè)實現(xiàn)自動化、機械化，既能提高工作效率，又能保障工人的安全，因此，井下機器人的智能化操作已成為煤礦行業(yè)的發(fā)展趨勢。
3 機電一體化技術的發(fā)展趨勢
3.1 智能化發(fā)展趨勢
機電一體化技術中智能化發(fā)展趨勢越來越強烈，已將人工智能、計算機科學、生理學、心理學、模糊數(shù)學等融入吸收其中，使機電一體化系統(tǒng)具備了簡單的思維能力，向其輸入指令，能夠按照指令完成特定的動作，提高機電產(chǎn)品的智能，增加機電產(chǎn)品的實用性。盡管機電一體化的產(chǎn)品不可能擁有和人類相同的智能，但它的高性能的微處理器可以使產(chǎn)品具有低級智能，為人們的生產(chǎn)生活提供方便。
3.2 網(wǎng)絡化發(fā)展趨勢
隨著科技的發(fā)展，網(wǎng)絡技術的更新?lián)Q代進一步加快，在產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、銷售等過程中更是不遺余力的開發(fā)和利用這一優(yōu)勢，實現(xiàn)遠程控制，人們在家里就足不出戶就能享受到機電一體化技術帶來的便利。所以，機電一體化向網(wǎng)絡化發(fā)展是必然的，是時展的要求。
3.3 綠色化發(fā)展趨勢
綠色環(huán)保已經(jīng)成為當今社會的主題，也是各行各業(yè)發(fā)展的必然趨勢。因為，工業(yè)科技的發(fā)展讓人們享受美好生活的同時也帶來了很多問題：環(huán)境污染、資源減少等等，所以機電一體化也必須實現(xiàn)綠色化發(fā)展，才能跟上時代的腳步。通過提升機電一體化技術，實現(xiàn)綠色化、環(huán)?；l(fā)展，不僅拓寬了機電一體化技術的運用范圍，還能夠減少環(huán)境污染和能源消耗。
3.4 光機電一體化發(fā)展趨勢
在未來的機電一體化技g中充分發(fā)揮光學技術的優(yōu)勢，增加傳感系統(tǒng)的性能，不僅減少能源的浪費，而且利于機械系統(tǒng)快捷、精準的運作，提升機電一體化系統(tǒng)的信息傳導和交流能力，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換與聯(lián)動。
3.5 人性化發(fā)展趨勢
人性化是每一個產(chǎn)品發(fā)展的必然趨勢，在對產(chǎn)品的發(fā)展過程中必須保證人性化的發(fā)展，對于機電一體化的產(chǎn)品不但要保證產(chǎn)品的性能之外，還要更好的進行造型和色彩方面的協(xié)調(diào)，讓這些產(chǎn)品達到廣大人民群眾的認同和喜愛，同時也更加貼近自然，更接近生人們活習慣。
4 結語
機電一體化技術將各種科學技術相互融合，已經(jīng)成為諸多行業(yè)的核心技術，在實際運用當中體現(xiàn)出來的優(yōu)勢是無法比擬的，隨著對產(chǎn)品要求的提高，未來機電一體化技術還將向更高的臺階發(fā)展，發(fā)展前景不可估量，將為國家?guī)砀蟮慕?jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]高亞萍.機電一體化技術的發(fā)展及應用分析[J].電子技術與軟件工程，2015（07）.
電氣工程及其自動化專業(yè)是電氣信息領域的一門新興學科，觸角伸向各行各業(yè)，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。由于和人們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)密切相關，發(fā)展非常迅速，現(xiàn)在也相對比較成熟。
發(fā)展前景：“自動化”一是屬于信息產(chǎn)業(yè)。信息產(chǎn)業(yè)被人們譽為“朝陽產(chǎn)業(yè)”，發(fā)展快、需要人才多、待遇高，是當今科技發(fā)展的趨勢所在。因此，作為信息產(chǎn)業(yè)中的重要一員，自動化專業(yè)同樣有著光輝的前途。二是自動化應用范圍廣。
隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，現(xiàn)代化工業(yè)的不斷發(fā)展使電氣自動化技術方面的人才市場有著相當大的潛力。尤其是廣東地區(qū)，自動化生產(chǎn)技術不斷提高，自動化產(chǎn)品不斷普及，智能樓宇和智能家居的應用，智能交通的不斷發(fā)展，為電氣自動化技術專業(yè)提供了廣闊的發(fā)展前景。
電氣工程及其自動化專業(yè)就業(yè)方向
本專業(yè)學生畢業(yè)后可在工業(yè)與電氣工程有關的運動控制、工業(yè)過程控制、電氣工程、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術等領域從事工程設計、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)運行、研制開發(fā)、經(jīng)濟管理等方面的工作。
從事行業(yè)：
畢業(yè)后主要在儀器儀表、機械、建筑等行業(yè)工作，大致如下：
1、儀器儀表/工業(yè)自動化;
2、機械/設備/重工;
3、建筑/建材/工程;
4、新能源;
5、電子技術/半導體/集成電路;
6、房地產(chǎn);
7、其他行業(yè);
電子技術問世后,電子技術與機械技術的結合就開始了,出現(xiàn)了半導體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。60年代末作商業(yè)注冊時最先創(chuàng)用的。當時及70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產(chǎn)品所采用，典型的機電一體化產(chǎn)品如數(shù)控機床、工業(yè)機器人和汽車的電子控制系統(tǒng)等。90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術緊密聯(lián)系的計算機控制的網(wǎng)絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執(zhí)行器技術的發(fā)展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統(tǒng)機電一體化微型化方法的結合，開創(chuàng)了以精密工程和系統(tǒng)集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統(tǒng)的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發(fā)展而日益發(fā)展，穩(wěn)步進入了21世紀。
二、機電一體化技術的發(fā)展前景
縱觀國內(nèi)外機電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術的發(fā)展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發(fā)展。
2.1智能化。智能化是機電一體化與傳統(tǒng)機械自動化的主要區(qū)別之一,也是21世紀機電一體化的發(fā)展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件,有力地推動著機電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。
2.2系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。未來的機電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關系,如何賦予機電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
2.3微型化。微型機電一體化系統(tǒng)高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發(fā)展方向。國外稱微電子機械系統(tǒng)的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發(fā)展。由于微機電一體化系統(tǒng)具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫(yī)學、航空航天、信息技術、工農(nóng)業(yè)乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。
2.4綠色化。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時不污染生態(tài)環(huán)境,報廢時能回收利用。綠色制造業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展模式。
三、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務與其相應對策
我國用機電一體化產(chǎn)品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產(chǎn)品的責任重，有意義。從市場需求的角度看，由于我國研制、開發(fā)機電一體化產(chǎn)品的歷史不長，差距較大，許多產(chǎn)品的品種、數(shù)量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發(fā)展。機電一體化技術既是振興傳統(tǒng)機電工業(yè)的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業(yè)產(chǎn)品結構、產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整大門的鑰匙。
我國“機電一體化”較熱，而按目前的行業(yè)劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個“機電一體化”行業(yè)的統(tǒng)管機構，根據(jù)目前國家政治體制改革和經(jīng)濟體制改革的精神，以及機電一體化行業(yè)特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協(xié)會的建設，賦予其行業(yè)管理職能。
優(yōu)化發(fā)展環(huán)境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業(yè)內(nèi)外都重視、支持“機電一體化”發(fā)展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發(fā)展“機電一體化”產(chǎn)業(yè)提供方便；盡可能為興辦開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的高新技術企業(yè)開綠燈；盡力為開發(fā)、生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品調(diào)配好資源要素等。
機電一體化產(chǎn)業(yè)復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產(chǎn)業(yè)發(fā)展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。
2機電技術發(fā)展的基本特征
20世紀60年代，機電技術誕生之后，眾多問世不久的生產(chǎn)制造技術慢慢應用到生產(chǎn)和生活的諸多領域，致使相關產(chǎn)業(yè)的變革得以更好地開展。雖然機電技術在我國的發(fā)展應用歷史并不長，但在世界范圍內(nèi)，其對于促進機械生產(chǎn)的發(fā)展以及提高人類生產(chǎn)力有著非常重要的現(xiàn)實意義。于機械工程領域，計算機技術以及微電子技術已經(jīng)得到廣泛應用，并被應用到機械制造工業(yè)中，乃至形成了先進的機電技術。在這種情況下，機械產(chǎn)業(yè)逐漸發(fā)生了顛覆性的變革，無論是技術機構，還是產(chǎn)品功能、構成，以及產(chǎn)品的生產(chǎn)、管理都產(chǎn)生了較大的變化。鑒于此，工業(yè)化生產(chǎn)進入了一個嶄新的階段，其從機械電氣時代逐漸過渡到以機電技術為主要模式的時代。
3機電技術應用的發(fā)展前景分析
3.1智能化的機電技術應用前景分析
近年來，隨著信息技術和計算機技術日新月異的發(fā)展，機電系統(tǒng)的智能化水平也得到顯著提升。在這種情況下，機電技術產(chǎn)品的全息性越發(fā)顯著。智能化信息處理系統(tǒng)對于機電系統(tǒng)非常重要，技術人員可以據(jù)此更好地對系統(tǒng)中的相關信息進行處理。對于此類智能系統(tǒng)，軟件技術以及芯片技術是其中最重要的部分。在機電技術中，智能化系統(tǒng)的有效應用能夠使層次結構的復雜性得到顯著提升，同時，系統(tǒng)的兼容程度也會有很大程度的提高。簡言之，對于機電技術的發(fā)展，智能化技術非常重要，其可以看作是機電技術發(fā)展的必然趨勢。
3.2光電技術的應用前景分析
光電技術的應用對于機電技術有著非常重要的價值和意義，其可以使機電技術中的傳感以及動力系統(tǒng)得到顯著改善。此外，光電技術還可以有效提高機電系統(tǒng)中的信息處理能力，且有利于機電產(chǎn)品的研發(fā)?？梢哉f，光電技術的應用前景十分廣泛。
3.3微型化的機電技術應用前景分析
目前階段，在生產(chǎn)以及制造半導體產(chǎn)品的過程中，蝕刻技術受到很多專業(yè)人士的推崇，通過該項技術，相關技術人員已經(jīng)在實驗室研制出亞微米級的器械元件。若該項技術能夠應用在實際產(chǎn)品中，可以為技術人員區(qū)分機械系統(tǒng)的部分裝置以及控制器提供極大便利。同時，機械與電子可以更好地結合在一起，且傳感器以及機體等裝置也可被有效整合在一起。在這種情況下，設備的體積會減小，重量也會有所減輕，且可以有效組合成自律原件?？梢哉f，以上是機電技術的一種重要發(fā)展趨勢。
3.4仿生化的機電技術應用前景分析
綜合目前的行業(yè)狀況以及各項因素，不難看出，以后機電技術系統(tǒng)的裝置會越發(fā)依賴信息。系統(tǒng)的智能化以及自動化程度不斷提高已經(jīng)是一個不爭的事實，與此同時，其對于信息的依賴度也會有相應提高。如果系統(tǒng)結構呈現(xiàn)出靜態(tài)狀，裝置的穩(wěn)定性會較差；反之，若系統(tǒng)裝置呈現(xiàn)出動態(tài)狀，則裝置的穩(wěn)定性會比較強。以上狀況與生物習性有一定相似性，這表明生物系統(tǒng)化會成為機電技術的相關產(chǎn)品的一項重要發(fā)展趨勢。目前，該項系統(tǒng)還有待于研究和探索，使系統(tǒng)的仿生效果得以真正實現(xiàn)還需要更多的時間。
3.5環(huán)保化的機電技術應用前景分析
現(xiàn)階段，隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對生活質量以及人均收入水平都得到了顯著提高。與此同時，資源也在遞減，且很多資源具有不可再生的特質。此外，較為粗放的管理模式也為我們賴以生存的環(huán)境帶來負面影響，使環(huán)境污染問題日益嚴重。為此，國家相關部門應對環(huán)境保護引起足夠的重視，廣大群眾也要樹立環(huán)境保護的意識，在生產(chǎn)和生活中秉持可持續(xù)發(fā)展的理念，以此使我國的綜合實力得到顯著提升。在此基礎上，機電技術可以更好地發(fā)展，在使工業(yè)生產(chǎn)領域產(chǎn)生一定經(jīng)濟效益的同時，可以最大限度的降低污染，對于環(huán)境起到一定的保護效果。為更好地實現(xiàn)這一點，相關人員要采取行之有效的對策，致力于科學技術的革新，并對污染物進行回收和有效處理，積極為機電技術的應用探索出可再生的新能源。
傳感檢測技術是自動化及相關研究領域的技術基礎，不管是在工程技術還是在基礎科學中都同樣具有獨特而重要的作用和地位，應明確傳感器技術在機電一體化系統(tǒng)中應用主要面臨的問題以及其發(fā)展方向。這對傳感器技術在機電一體化系統(tǒng)中的應用有一定的指導作用。
一、傳感器的分類
傳感技術的發(fā)展離不開傳感器的巨大貢獻。傳感器可以感受規(guī)定范圍內(nèi)的器件和裝置。它的主要作用是檢測機電一體化系統(tǒng)本身，以及操作的對象和操作的環(huán)境狀態(tài)等，可以有效控制機電一體化的有效運行。傳感器根據(jù)不同的規(guī)則有不同的分類方法，首先，傳感器根據(jù)能量轉換可以分為能量控制型傳感器和能量轉換型傳感器兩種，能量轉化型傳感器則利用能量變化產(chǎn)生的物理效應產(chǎn)生信息，不需外加電源；其次，根據(jù)傳感器的被測參量可以分成三類，即物性參量、機械量參量、熱工參量；根據(jù)傳感器的使用材料分類，有按照晶體結構、物理性質等材料進行區(qū)分的。由于其所應用的材料不同，傳感器也會呈現(xiàn)對應性以及其獨特性的反應；最后，根據(jù)傳感器工作原理可以分為，生物傳感器、物理傳感器以及化學傳感器。應根據(jù)不同的用途，結合傳感器的特性，進行合理的選擇。
二、傳感器在機電一體化系統(tǒng)中的應用
（一）傳感器在機器人產(chǎn)業(yè)中的應用
工業(yè)機器人能夠通過各種傳感器來精確感知自身、操作對象和作業(yè)環(huán)境的狀態(tài)，所以比較準確。這個過程特別重要，是專門為機器人控制提供反饋信息的。
（二）傳感技術在汽車工業(yè)中的應用
隨著科學技術的飛速發(fā)展，汽車工業(yè)中也大量應用傳感技術。因為使用了這項技術，現(xiàn)代化汽車工業(yè)逐步進入一個全新的高速發(fā)展時期。用自動控制系統(tǒng)取代純機械式控制部件，這是汽車的機電一體化要求的具體體現(xiàn)。特別是在其所有重點控制系統(tǒng)中重點使用了曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氧氣傳感器等各種傳感器。
（三）傳感檢測技術在機械加工過程中的應用
與刀具和機床的過程監(jiān)視技術相比，工件的過程監(jiān)視是研究和應用最早、最多的。簡單地講，工序識別是為辨識所執(zhí)行的加工工序是否是工件加工要求的工序。工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，另外還要求辨識工件安裝的位置是否是工藝規(guī)程的要求。還可以監(jiān)視傳感待加工毛坯或工件的加工質量和表面缺陷。切削過程傳感檢測的目的主要是把切削過程的生產(chǎn)率、制造成本或（金屬）材料的切除率進行優(yōu)化等；最后，無論是尖端的科學技術，還是龐大的自動化系統(tǒng)，一般都需要各種材料，以及各種特性的傳感技術和檢測技術。因此，在信息高速發(fā)達的現(xiàn)代社會，傳感技術已經(jīng)成為信息獲取、處理問題等的重要方法。
三、傳感器技術應用中出現(xiàn)的問題及發(fā)展方向
我國對傳感器技術的研究任然處于比較初級和保守的階段，相比于國外的技術，我國仍有很大的欠缺和差距。我國目前很多企業(yè)都是引進外國元件進行加工合成，自主研發(fā)的產(chǎn)品很少，自主創(chuàng)新能力特別差。傳感器技術涉及物理、化學、生物和電子，以及計算機等多種相關學科，雖然傳感器行業(yè)的發(fā)展前景很美好，但是由于人才的欠缺，導致我國傳感器技術仍然發(fā)展不起來。
（一）國內(nèi)外傳感技術的差距
由于國外較早的投入對傳感技術的研究，所以相比于我國，他們擁有先進的微機械加工技術與設備，先進的計算、模擬和設計方法，并且有先進的封裝技術與設備，加上可靠性技術研究等方面，導致我國在這方面有很大的落后，我們要保證傳感技術的發(fā)展，就必須加強技術研究和引進先進設備，以提高整體水平。
（二）傳感器的發(fā)展前景
目前我國的傳感器技術正在加速由傳統(tǒng)型向新型傳感器轉型的發(fā)展階段。傳感器正向著低耗能，高精度和可靠性，以及智能化和數(shù)字化。傳感器行業(yè)的發(fā)展，可以帶動一系列相關產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可以作為國家新的經(jīng)濟增長點。
首先，可以向微型化發(fā)展，因為各種控制設備的功能越來越強大，則各個部件的體積應該越小越好，傳感器也應該越小越好，這就要求在材料方面有所創(chuàng)新，利用硅材料制成的，無論在進度還是靈敏度上效果都很好；其次，可以向高精度方向改進，隨著自動化生產(chǎn)程度的提高，對傳感器的要求在不斷提高，所以應該在精度的研究方面投入財力、物力，進行研究，爭取研制出靈敏度高、精確性好、響應的速度快，而且便于自動化生產(chǎn)的傳感器；還可以向微耗能和無源化的方向發(fā)展，傳感器一般都是由非電量向電量的轉化，工作時離不開電源，在野外或者遠離電網(wǎng)的時候，一般是利用供電電池和太陽能供電，開發(fā)微功耗的傳感器以及無源傳感器是必然的發(fā)展方向。這樣可以節(jié)省電源，又可以提高系統(tǒng)的使用壽命。
四、結語
傳感器在機電一體化系統(tǒng)中，占據(jù)著非常關鍵的低位和作用。傳感器技術直接關系著幾點一體化系統(tǒng)的水準。如缺少這些傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)和對信息精確而可靠的自動檢測，系統(tǒng)的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現(xiàn)，所以我們更加要提高和加強對技術的探討以及深入的研究，以便促進我國傳感器技術的進一步發(fā)展。
參考文獻：
[1]張開遜.現(xiàn)代傳感技術在信息科學中的地位[J].工業(yè)計量.2006，（1）：57- 59.
[2]楊洪才，孫洪平.論我國傳感器技術的發(fā)展及其在機電一體化中應用[J].民營科技，2009，（10）：74- 77.
[3]卞正崗.自動化技術和機電一體化發(fā)展趨勢.國內(nèi)外機電一體化技術， 2006， （1）.
中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0174-01
機電裝置作為煤礦業(yè)的重要設備之一，對煤礦資源的開采品質和煤礦企業(yè)的利益直接相關。機電自動化集控的運用為煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了極大的便利，而且提升煤礦開采工作的安全性，但是在實際使用過程中仍有欠缺，需要不斷地完善才能為煤礦行業(yè)帶來更高的利益。
1 機電自動化集控在煤礦業(yè)的成長歷程
現(xiàn)階段，機電自動化集控在我國已經(jīng)得到大范圍的推廣，徹底地改變了原來高強度工作的操作模式，一方面可以降低勞動成本，減少施工人員的工作難度，提升煤礦開采過程中的安全性；另一方面機電自動化集控可以提高生產(chǎn)效率，這有利于煤礦企業(yè)賺取更多的經(jīng)濟利益。鑒于機電自動化集控技術還不完善，一方面體現(xiàn)在可應用的技巧方面，大大降低資源的使用效率；另一方面體現(xiàn)在研發(fā)過程，由于沒有經(jīng)驗和實踐的支撐，我國在研發(fā)過程中還有一定的阻礙，所以就導致機電自動化集控技術大范圍推廣卻沒有提高煤礦資源的利用水平[1]。所以它的應用效率并沒有達到理想水平，相比于發(fā)達國家，仍有很大的缺陷，所以我國還應該深化對技術的改革，研發(fā)具備自主知識產(chǎn)權的裝備，以煤炭開采為關鍵，致力于提高設備的通訊水平，實現(xiàn)自動化集控，并在實際運用中不斷完善。
2 機電自動化集控的特征
隨著對煤礦產(chǎn)業(yè)的深化改革，煤炭資產(chǎn)的使用效率得到了極大的提升。通過對國內(nèi)外制造科技的引用以及對發(fā)達國家優(yōu)秀技術管理經(jīng)驗的學習，逐步減少煤礦企業(yè)的制造資本投入，獲取最大的經(jīng)濟利潤[2]。目前我國的機電自動化集控技術的優(yōu)勢就是易于使用，而且功能的可信賴程度高等。
3 機電自動化集控的使用途徑
第一，對礦井作業(yè)的監(jiān)督。一般情況下，煤礦企業(yè)安全系統(tǒng)中自動化集控技術水平的高低作為評價一個煤礦企業(yè)機電自動化水平高低的標準，安全是煤礦行業(yè)的最基本要求，所以煤礦企業(yè)的關鍵工作是如何提升礦井工作的安全性，煤礦機電自動化技術的應用在很大程度上保證了礦井的安全。將監(jiān)控設備與煤礦機電自動化集控技術進行結合，可以更好的將礦井的狀況反饋給監(jiān)視人員，也可以及時檢查到礦井存在的安全隱患，避免煤礦作業(yè)過程中出現(xiàn)漏洞，從而有效的提升煤礦操作人員的安全性；第二，自動化設備開采煤礦資源。煤礦礦井提升機是一個煤礦企業(yè)的基本必要設備，一般都及其笨重，給操作人員的\輸與組裝增加困難，而且對操作人員有極高的要求。為實現(xiàn)工作的高效率進行，可以將機電自動化集控技術與該設備進行結合，使工作符合現(xiàn)代化和科技化。第三，用于煤炭的運送。煤炭開采以后的運送也是一項非常復雜的工作，想要提升工作效率，就一定要對運輸設備的性能進行改變。比如在帶式運輸機中安裝CST可控軟件，增強輸送的連續(xù)性，提高設備的可依賴性[3]?，F(xiàn)實中，煤礦工作傳送距離一般比較長，很大程度上降低了煤炭輸送的穩(wěn)定性，而且也對運輸機造成危害。這就要求我們對煤炭傳送的技術進行改革，增強運送過程的穩(wěn)定可靠性。第四，牽引工作，煤礦企業(yè)一般使用電牽引煤機，優(yōu)勢在于有強大的牽引力，而且還可以在電牽引煤機下滑過程中發(fā)電，對電能實現(xiàn)最大程度上的利用。而且這種設備故障率低，易于維修和使用，為企業(yè)產(chǎn)生更大的經(jīng)濟利益。第五，機電自動化集控技術在其他方面的應用。電壓開關柜是煤炭開采工作安全有序進行的關鍵，它的作用是為大功率設備提供電能的需要。
4 提升機電自動化集控在煤礦中的運用
第一，制定設備管理條例，煤礦企業(yè)應該有詳細，全面的設備使用，維修以及管理條例，在日常工作中對設備進行定期檢測，對設備管理人進行嚴格監(jiān)督，保證設備的正常運行。第二，強化對裝備狀態(tài)的檢測。即在裝置運行過程中，對運行的狀態(tài)進行檢查，并記錄裝置的日常使用狀況。對設備的在線與離線點檢，可以降低設備在運行過程中故障出現(xiàn)的可能性。
煤礦行業(yè)的發(fā)展對社會有相當大的影響，隨著科技化與信息化技術在煤礦行業(yè)的普遍運用，使煤礦業(yè)也有了更快的發(fā)展。機電自動化集控技術與WIFI技術的有效結合，在很大程度上降低了礦下監(jiān)控設備使用的投入資金，能提升礦井下監(jiān)控設備的工作效率[4]。除此以外，無線傳感器等裝置的運用可以有效地對礦井下的操作人員進行定位，加上通訊設備的配合，追蹤監(jiān)視礦下操作人員的工作過程，保障礦下操作人員的安全。科學技術水平日益提高，設備也在不斷地更新，未來煤礦行業(yè)的機電自動化集控水平將會更完善，這對煤礦行業(yè)經(jīng)濟發(fā)展有重要意義。
參考文獻
[1]王文山.試析煤礦機電自動化的必要性和要點[J].機電工程技術，2015，（10）：120-122.
隨著科學技術日新月異的發(fā)展，不同學科的知識相互滲透交融，促進了工程領域內(nèi)的技術的革新，特別是機電一體化技術的發(fā)展，確立了機械工業(yè)未來的發(fā)展方向。本文主要對機電一體化技術進行了基本的概述，同時簡述了國內(nèi)外機電一體化技術的發(fā)展概況，進一步分析了機電一體化技術的發(fā)展趨勢。
一、機電一體化概要
機電一體化發(fā)展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發(fā)展，還將被賦予新的內(nèi)容。基本特征可概括為：機電一體化是從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據(jù)系統(tǒng)功能目標和優(yōu)化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現(xiàn)特定功能價值，并使整個系統(tǒng)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程技術。由此而產(chǎn)生的功能系統(tǒng)，則成為一個機電一體化系統(tǒng)或機電一體化產(chǎn)品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產(chǎn)品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區(qū)別。機械工程技術有純技術發(fā)展到機械電氣化，仍屬傳統(tǒng)機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發(fā)展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調(diào)節(jié)與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產(chǎn)品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區(qū)別。
二、機電一體化的發(fā)展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發(fā)展和進步依賴并促進相關技術的發(fā)展和進步。因此，機電一體化的主要發(fā)展方向如下:
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發(fā)展的一個重要發(fā)展方向。人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視，機器人與數(shù)控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數(shù)學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產(chǎn)品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產(chǎn)品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調(diào)速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發(fā)出新產(chǎn)品，同時也可以擴大生產(chǎn)規(guī)模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內(nèi)這方面的標準，但可以通過組建一些大企業(yè)逐漸形成。顯然，從電氣產(chǎn)品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產(chǎn)標準機電一體化單元的企業(yè)還是對生產(chǎn)機電一體化產(chǎn)品的企業(yè)，規(guī)?；瘜⒔o機電一體化企業(yè)帶來美好的前程。
3 網(wǎng)絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網(wǎng)絡技術。網(wǎng)絡技術的興起和飛速發(fā)展給科學技術、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網(wǎng)絡將全球經(jīng)濟、生產(chǎn)連成一片，企業(yè)間的競爭也將全球化。機電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品。因此，機電一體化產(chǎn)品無疑朝著網(wǎng)絡化方向發(fā)展。
4 微型精密化
隨著納米技術的不斷深入發(fā)展，機電一體化技術也將面向微型精密化的方向發(fā)展。一般來說，機電一體化產(chǎn)品的微型精密化可以使機電一體化產(chǎn)品的應用范圍更加的廣泛，微機電一體化產(chǎn)品具有體積小，耗能低，應用廣泛等諸多優(yōu)點，因此微機電一體化技術具有比較廣闊的發(fā)展前景。但是微機電一體化技術的發(fā)展需要精密的加工工藝以及先進的設備作為其強大的后盾。
