浅谈机电一体化技术的新发展课件

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1、 技术讲座技术讲座：浅谈机电一体浅谈机电一体化技术的新发展化技术的新发展 浅谈机电一体化技术的新发展控制器（控制系统）拖动电动机生产设备继-接断续控制系统交流调速系统工控机控制系统可编程控制器单片机控制系统直流调速系统各种专用的控制器网络控制系统交流电动机直流电动机伺服控制电动机步进电动机交流伺服电动机直流伺服电动机直线电机直接驱动电动机数控机床工业机器人新式武器装备和作战指挥系统航天航空飞行器生产动力设备交通运输设备过程控制设备现代办公设备现代通信设备现代家用电器浅谈机电一体化技术的新发展1机电一体化是现代科学技机电一体化是现代科学技术发展的必然结果术发展的必然结果由于微电子、信息、生物工程

2、、新材料、新能源、核由于微电子、信息、生物工程、新材料、新能源、核由于微电子、信息、生物工程、新材料、新能源、核由于微电子、信息、生物工程、新材料、新能源、核武、空间、海洋等世界高新技术的突飞猛进，极大地推动武、空间、海洋等世界高新技术的突飞猛进，极大地推动武、空间、海洋等世界高新技术的突飞猛进，极大地推动武、空间、海洋等世界高新技术的突飞猛进，极大地推动了不同学科的交叉与渗透。纵向分化、横向综合已成为当了不同学科的交叉与渗透。纵向分化、横向综合已成为当了不同学科的交叉与渗透。纵向分化、横向综合已成为当了不同学科的交叉与渗透。纵向分化、横向综合已成为当代科学技术发展的重要特点。代科学技术发展的

3、重要特点。代科学技术发展的重要特点。代科学技术发展的重要特点。 在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅在机械工程领域，由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透，使机械工业的技术结构、速发展及其向机械工业的渗透，使机械工业的技术结构、速发展及其向机械工业的渗透，使机械工业的技术结构、速发展及其向机械工业的渗透，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大产

4、品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由变化，使工业生产由变化，使工业生产由变化，使工业生产由“机械电气化机械电气化机械电气化机械电气化”迈入了迈入了迈入了迈入了“机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化”为特征的发展阶段，创造出了许许多多梦幻中的新产品为特征的发展阶段，创造出了许许多多梦幻中的新产品为特征的发展阶段，创造出了许许多多梦幻中的新产品为特征的发展阶段，创造出了许许多多梦幻中的新产品与新装备。与新装备。与新装备。与新装备。 机电一体化的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了机电一体化的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了机电一体化的发展，使传统的机械如虎添翼，超

5、越了机电一体化的发展，使传统的机械如虎添翼，超越了操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、绿操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、绿操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、绿操作机械和动力机械的范畴，进入了智能化、柔性化、绿色化、人性化、信息化、多功能化、全自动化、微机数字色化、人性化、信息化、多功能化、全自动化、微机数字色化、人性化、信息化、多功能化、全自动化、微机数字色化、人性化、信息化、多功能化、全自动化、微机数字化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的

6、化和远程网络化控制的新时代，不仅极大地解放了人类的体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。体力劳动，还极大地解放了人类的脑力劳动。浅谈机电一体化技术的新发展2 2世界各国都在抢占世界各国都在抢占“机电一体机电一体化化”前沿技术的制高点前沿技术的制高点n美国提出战略防御倡议即星球美国提出战略防御倡议即星球大战计划（大战计划（SDISDI）；欧洲提出）；欧洲提出“尤里尤里卡卡”高技术发展规划；日本提出高技术发展规划；日本提出振兴科技的政策大纲；韩国提振兴科技的政策大纲；韩国提出国家长远发展构想；印度提出国家长远发展构想

7、；印度提出新技术政策声明；出新技术政策声明；落后就落后就要挨打！我国也公布了高技术研要挨打！我国也公布了高技术研究发展计划纲要，即究发展计划纲要，即863863计划。计划。 浅谈机电一体化技术的新发展3什么是机电一体化？什么是机电一体化？“机电一体化机电一体化”就是将机械、电子与信息就是将机械、电子与信息技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过技术进行有机结合，以实现工业产品和生产过程整体最优化的一种高新技术。程整体最优化的一种高新技术。 机电一体化是指在设备机构的主功能、动机电一体化是指在设备机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术

8、，将机械装置与电子化设计及软件结合起技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。来所构成的系统的总称。 机电一体化发展至今也已成为一门具有自机电一体化发展至今也已成为一门具有自身体系的新型学科专业，随着科学技术的不断身体系的新型学科专业，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。发展，还将被赋予新的内容。浅谈机电一体化技术的新发展4 4机电一体化的技术基本特征机电一体化的技术基本特征机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技机电一体化是从系统的观点出发，综合运用机械技术、微电子技术、自

9、动控制技术、计算机技术、信息技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目换技术以及软件编程技术等群体技术，根据系统功能目标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元

10、，在多标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多标和优化组织目标，合理配置与布局各功能单元，在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。能价值，并使整个系统最优化的系统工程技术。 机电一体化是一个综合的概念，涵盖机电一体化是一个综合的概念，涵盖机电一体化是一个综合的概

11、念，涵盖机电一体化是一个综合的概念，涵盖“技术技术技术技术”和和和和“产品产品产品产品”两方面内容。前者是指包括技术基础、技术原理两方面内容。前者是指包括技术基础、技术原理两方面内容。前者是指包括技术基础、技术原理两方面内容。前者是指包括技术基础、技术原理在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技在内的、使机电一体化产品得以实现、使用和发展的技术。后者是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上术。后者是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上术。后者是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上术。后者

12、是指采用机电一体化技术，在机械产品基础上创造出来的新一代机电一体化产品创造出来的新一代机电一体化产品创造出来的新一代机电一体化产品创造出来的新一代机电一体化产品 “ “ “ “机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化”已成为当今世界工业发展的主要趋已成为当今世界工业发展的主要趋已成为当今世界工业发展的主要趋已成为当今世界工业发展的主要趋势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。机械工业势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。机械工业势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。机械工业势，也带动了传统机械工业的一场新的革命。机械工业要争生存，求发展，必需走机电一体化之路。要争生存，求发展，必需走机电一

13、体化之路。要争生存，求发展，必需走机电一体化之路。要争生存，求发展，必需走机电一体化之路。浅谈机电一体化技术的新发展5 5机电一体化的学科专业特点机电一体化的学科专业特点突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把突出特点在于它在机械产品中注入了过去所没有的新技术，把电子器件的信息处理和自动控制等功能电子器件的信息处理和自动控制等功能电子器件的信息处理和自动控制等功能电子器件的信息处理和自动控制等功能“揉和揉和揉和揉和”到机械装置中去，到机械装置中去，到机械装置中去，到机械装置

14、中去，从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。从而获得了过去单靠某一种技术而无法实现的功能和效果。 重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体重要实质是应用系统工程的观点和方法来分析和研究机电一体化产品或系统，综合运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，化产品或系统，综合运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，化产品或系统，综合运用各种现代高新技术进行产品的

15、设计与开发，化产品或系统，综合运用各种现代高新技术进行产品的设计与开发，通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成都分的合理匹配和通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成都分的合理匹配和通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成都分的合理匹配和通过各种技术的有机结合，实现产品内部各组成都分的合理匹配和外部的整体效能最佳。外部的整体效能最佳。外部的整体效能最佳。外部的整体效能最佳。 它与传统机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控）它与传统机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控）它与传统机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控）它与传统机械的不同在于增添了检测和自动化控制（即测控

16、）等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬等核心精尖技术，赋予工业产品更多更好更新的功能和柔性，是硬结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。结构和软技术相互协调统一的一个信息处理系统。 它既区别于机械设计与制造专业，又不同于电气自动化专业。它既区别于机械设计与制造专业，又不同于电气自动化专业。它既区别于机械设计与制造专业，又不同于电气自动化专业。它既区别于机械设计与制造专

17、业，又不同于电气自动化专业。前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子前者的理论基础是机械结构设计、固体力学、切削原理，缺乏电子与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算与控制技术。后者的理论基础是电力电子、电机传动、测控与计算机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都

18、很难适应机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应机技术，对机械设计、力学分析涉及较少。这两类专业都很难适应对现代化高新科技术机电产品的设计、制造、使用、维护、改造、对现代化高新科技术机电产品的设计、制造、使用、维护、改造、对现代化高新科技术机电产品的设计、制造、使用、维护、改造、对现代化高新科技术机电产品的设计、制造、使用、维护、改造、开发和研制，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和开发和研制，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和开发和研制，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和开发和研制，更难胜任大量引进先进新技术与新设备的消化吸收和国产化自主创

19、新。国产化自主创新。国产化自主创新。国产化自主创新。浅谈机电一体化技术的新发展机电一体化是一种崭新的学术思想，它除了强调机机电一体化是一种崭新的学术思想，它除了强调机机电一体化是一种崭新的学术思想，它除了强调机机电一体化是一种崭新的学术思想，它除了强调机与电的有机结合与融合，而不是简单组合与、拼凑外，与电的有机结合与融合，而不是简单组合与、拼凑外，与电的有机结合与融合，而不是简单组合与、拼凑外，与电的有机结合与融合，而不是简单组合与、拼凑外，还具有更深刻、更广泛的涵义。按照机电一体化思想，还具有更深刻、更广泛的涵义。按照机电一体化思想，还具有更深刻、更广泛的涵义。按照机电一体化思想，还具有更深

20、刻、更广泛的涵义。按照机电一体化思想，凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而凡是由各种现代高新技术与机械和电子技术相互结合而形成的各种技术、产品形成的各种技术、产品形成的各种技术、产品形成的各种技术、产品( ( ( (或系统或系统或系统或系统) ) ) )都应属于机电一体化范都应属于机电一体化范都应属于机电一体化范都应属于机电一体化范畴。如畴。如畴。如畴。如“机电光机电光机电光机电光”、“机电仪机电仪机电仪机电仪”、“机电液（气）机电液（气）机电液（气）机电液（气）” ” ” ” 、 “

21、“ “ “机电信机电信机电信机电信”、“机电计机电计机电计机电计”等等。等等。等等。等等。 “ “ “ “机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化”是一个建立在高新技术发展基层上是一个建立在高新技术发展基层上是一个建立在高新技术发展基层上是一个建立在高新技术发展基层上的大系统工程，其的大系统工程，其的大系统工程，其的大系统工程，其 “主体主体主体主体”是机械是机械是机械是机械，不是以机械为主，不是以机械为主，不是以机械为主，不是以机械为主体的设备系统是电子设备系统；其体的设备系统是电子设备系统；其体的设备系统是电子设备系统；其体的设备系统是电子设备系统；其“核心核心核心核心”是控制和计是控制和

22、计是控制和计是控制和计算机算机算机算机，不是以计算机控制的机电设备系统是传统的老机，不是以计算机控制的机电设备系统是传统的老机，不是以计算机控制的机电设备系统是传统的老机，不是以计算机控制的机电设备系统是传统的老机电设备系统；发展电设备系统；发展电设备系统；发展电设备系统；发展“机电一体化机电一体化机电一体化机电一体化”所面临的共性关键技所面临的共性关键技所面临的共性关键技所面临的共性关键技术主要有术主要有术主要有术主要有“精密机械技术精密机械技术精密机械技术精密机械技术”、“传感检测技术传感检测技术传感检测技术传感检测技术”、“信信信信息处理技术息处理技术息处理技术息处理技术”、“伺服驱动技

23、术伺服驱动技术伺服驱动技术伺服驱动技术”、 “ “ “ “机电接口技术机电接口技术机电接口技术机电接口技术”、“自动控制技术自动控制技术自动控制技术自动控制技术”、及、及、及、及“系统总体技术系统总体技术系统总体技术系统总体技术”，已形成，已形成，已形成，已形成“机械机械机械机械+ + + +电气电气电气电气+ + + +计算机计算机计算机计算机”三分天下的实际格局。三分天下的实际格局。三分天下的实际格局。三分天下的实际格局。浅谈机电一体化技术的新发展6机电一体化的典型产品机电一体化的典型产品数控机床、智能机器人、新型武器数控机床、智能机器人、新型武器装备和作战指挥系统、高精尖的航空装备和作战

24、指挥系统、高精尖的航空航天飞行器、以及用微电子（尤其微航天飞行器、以及用微电子（尤其微机）技术装置了的自动化生产设备、机）技术装置了的自动化生产设备、动力设备、交通运输设备、生产过程动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和自动化设备、通信设备、办公设备和智能家用电器、智能儿童玩具等等。智能家用电器、智能儿童玩具等等。-这些都是当今世界高新技术的这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果集中体现。核心和应用成果集中体现。浅谈机电一体化技术的新发展7.国家现阶段对国家现阶段对“机电一体机电一体化化”工作的重点安排工作的重点安排（1 1 1 1）两个层次：一是狠抓用微电子技术改

25、造传统产业，二）两个层次：一是狠抓用微电子技术改造传统产业，二）两个层次：一是狠抓用微电子技术改造传统产业，二）两个层次：一是狠抓用微电子技术改造传统产业，二是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电是集中人财物力抓紧抓好数字化、自动化、智能化机电产品的开发应用；产品的开发应用；产品的开发应用；产品的开发应用；（2 2 2 2）三个重点：数控装置、新型工业控制系统、第二代电）三个重点：数控装置、新型工业控制系统、第二代电）三个重点：数控装置、新型工业控制系统、第二代电）三个重点：数控装置、新型

26、工业控制系统、第二代电力电子产品系列；力电子产品系列；力电子产品系列；力电子产品系列；（3 3 3 3）八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工）八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工）八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工）八类产品：经济型数控系统、中档数控系统、新型工业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、业控制系统、可编程序控制器、发电设备自动控制系统、交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品；交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品；交流调速系统、智能化仪表、

27、电力电子产品；交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品；（4 4 4 4）四项配套产品和技术：集成电路、传感器、）四项配套产品和技术：集成电路、传感器、）四项配套产品和技术：集成电路、传感器、）四项配套产品和技术：集成电路、传感器、CADCADCADCAD与与与与CAMCAMCAMCAM、CATCATCATCAT；（5 5 5 5）一个前沿技术：智能机器人。）一个前沿技术：智能机器人。）一个前沿技术：智能机器人。）一个前沿技术：智能机器人。浅谈机电一体化技术的新发展8.机电一体化的构成要素机电一体化的构成要素n n人体是机电一体化系统最理想的参照物。如图人体是机电一体化系统最理想的参照物。如图人

28、体是机电一体化系统最理想的参照物。如图人体是机电一体化系统最理想的参照物。如图a a a a所示，所示，所示，所示，构成人体的五大要素分别是头脑、感官构成人体的五大要素分别是头脑、感官构成人体的五大要素分别是头脑、感官构成人体的五大要素分别是头脑、感官( ( ( (眼、耳、鼻、眼、耳、鼻、眼、耳、鼻、眼、耳、鼻、舌、皮肤舌、皮肤舌、皮肤舌、皮肤) ) ) )、四肢、内脏及躯干。相应的功能如图、四肢、内脏及躯干。相应的功能如图、四肢、内脏及躯干。相应的功能如图、四肢、内脏及躯干。相应的功能如图b b b b、C C C C所示，内脏提供人体所需要的能量所示，内脏提供人体所需要的能量所示，内脏提供

29、人体所需要的能量所示，内脏提供人体所需要的能量( ( ( (动力动力动力动力) ) ) )及各种激素，及各种激素，及各种激素，及各种激素，维持人体活动；头脑处理各种信息并对其他要素实施控维持人体活动；头脑处理各种信息并对其他要素实施控维持人体活动；头脑处理各种信息并对其他要素实施控维持人体活动；头脑处理各种信息并对其他要素实施控制；感官获取外界信息；四肢执行动作；躯干的功能是制；感官获取外界信息；四肢执行动作；躯干的功能是制；感官获取外界信息；四肢执行动作；躯干的功能是制；感官获取外界信息；四肢执行动作；躯干的功能是把人体各要素有机地联系为一体。把人体各要素有机地联系为一体。把人体各要素有机地

30、联系为一体。把人体各要素有机地联系为一体。浅谈机电一体化技术的新发展n n机电一体化系统的构成要素与人体构成要素相对应，一个机电一体化系统的构成要素与人体构成要素相对应，一个机电一体化系统的构成要素与人体构成要素相对应，一个机电一体化系统的构成要素与人体构成要素相对应，一个较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机较完善的机电一体化系统，应包括以下几个基本要素：机械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理械本体、动力系统、检测传感

31、系统、执行部件、信息处理械本体、动力系统、检测传感系统、执行部件、信息处理及控制系统，各要素和环节之间通过接口相联系，如上图及控制系统，各要素和环节之间通过接口相联系，如上图及控制系统，各要素和环节之间通过接口相联系，如上图及控制系统，各要素和环节之间通过接口相联系，如上图c c c c所示。机电一体化系统五大要素实例如下图所示。所示。机电一体化系统五大要素实例如下图所示。所示。机电一体化系统五大要素实例如下图所示。所示。机电一体化系统五大要素实例如下图所示。 浅谈机电一体化技术的新发展9.机电一体化系统的功能组成机电一体化系统的功能组成 浅谈机电一体化技术的新发展 传统的机械产品主要是解决物

32、质流和能量流的问题，传统的机械产品主要是解决物质流和能量流的问题，传统的机械产品主要是解决物质流和能量流的问题，传统的机械产品主要是解决物质流和能量流的问题，而机电一体化产品除了解决物质流和能量流外，还要解决而机电一体化产品除了解决物质流和能量流外，还要解决而机电一体化产品除了解决物质流和能量流外，还要解决而机电一体化产品除了解决物质流和能量流外，还要解决信息流的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的信息流的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的信息流的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的信息流的问题。机电一体化系统的主要功能就是对输入的物质、能量与信息物质、能量与信息物质、能量

33、与信息物质、能量与信息( ( ( (即所谓工业三大要素即所谓工业三大要素即所谓工业三大要素即所谓工业三大要素) ) ) )按照要求进行处按照要求进行处按照要求进行处按照要求进行处理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。理，输出具有所需特性的物质、能量与信息。 不同主功能及输入的组合如上表所示。典型机电一体化不同主功能及输入的组合如上表所示。典型机电一体化不同主功能及输入的组合如上表所示。典型机电一体化不同主功能及输入的组合如上表所示。典型机电一体化系统功能原理构成的实例如下图所示。系统功能原理构成的实例如下图所示。

34、系统功能原理构成的实例如下图所示。系统功能原理构成的实例如下图所示。浅谈机电一体化技术的新发展10.10.机电一体化的共同性关键技术机电一体化的共同性关键技术 （1 1 1 1） 机械技术机械技术机械技术机械技术 机械技术是机电一体化的基础和主机械技术是机电一体化的基础和主机械技术是机电一体化的基础和主机械技术是机电一体化的基础和主体，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料体，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料体，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料体，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、上、性能上的变

35、更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、上、性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程提高刚度及改善性能的要求。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技时采用人

36、工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造技术。术。术。术。 （2 2 2 2） 计算机与信息技术计算机与信息技术计算机与信息技术计算机与信息技术 其中信息交换、存取、运其中信息交换、存取、运其中信息交换、存取、运其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。络技术均属于计算机信息处理技术。络

37、技术均属于计算机信息处理技术。络技术均属于计算机信息处理技术。 (3 (3 (3 (3） 系统技术系统技术系统技术系统技术 系统技术即以整体的概念组织应用系统技术即以整体的概念组织应用系统技术即以整体的概念组织应用系统技术即以整体的概念组织应用各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解各种相关技术，从全局角度和系统目标出发，将总体分解成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个成相互关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个成相互

38、关联的若干功能单元，接口技术是系统技术中一个重要方面，它是实现系统各部分有机连接重要方面，它是实现系统各部分有机连接重要方面，它是实现系统各部分有机连接重要方面，它是实现系统各部分有机连接的保证。的保证。的保证。的保证。浅谈机电一体化技术的新发展（4 4） 自动控制技术自动控制技术 其范围很广，在控制理论指其范围很广，在控制理论指导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场导下，进行系统设计，设计后的系统仿真，现场调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控调试，控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。索等。 （

39、5 5） 传感检测技术传感检测技术 传感检测技术是系统的感受传感检测技术是系统的感受器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。器官，是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工其功能越强，系统的自动化程序就越高。现代工程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受程要求传感器能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水严酷环境的考验，它是机电一体化系统达到高水平的保证。平的保证。（6 6） 伺服传动技术伺服传动技术 包括电动、气动、液压等各包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机种类型的传动装置，伺服系统是实现

40、电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。控制质量和功能有决定性的影响。浅谈机电一体化技术的新发展11机电一体化的发展现状机电一体化的发展现状机电一体化的发展大体可以分为机电一体化的发展大体可以分为机电一体化的发展大体可以分为机电一体化的发展大体可以分为3 3 3 3个阶段。个阶段。个阶段。个阶段。 （1 1 1 1）20202020世纪世纪世纪世纪60606060年代以前为初级阶段。利用电子技术年代以前为初级阶段。利用电子技术年代以前为初级阶段。利用电子技术年代以前为初级阶段。利用电子技术的初步成果来完善机械产

41、品的性能。特别是在二战期间，的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在二战期间，的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在二战期间，的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在二战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，战后转为民用，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，战后转为民用，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，战后转为民用，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，战后转为民用，对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从对战后经济的恢复起了积极的作用。那时研制和开发从总体上看还处于自发状态。由于当

42、时电子技术的发展尚总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚总体上看还处于自发状态。由于当时电子技术的发展尚未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能未达到一定水平，机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。广泛和深入发展，已经开发的产品也无法大量推广。 （2 2 2 2）20202020世纪世纪世纪世纪70707

43、07080808080年代为蓬勃发展阶段。计算机技年代为蓬勃发展阶段。计算机技年代为蓬勃发展阶段。计算机技年代为蓬勃发展阶段。计算机技术、控制技术、通信技术为其奠定了技术基础；大规模、术、控制技术、通信技术为其奠定了技术基础；大规模、术、控制技术、通信技术为其奠定了技术基础；大规模、术、控制技术、通信技术为其奠定了技术基础；大规模、超大规模集成电路和微型计算机为其提供了充分的物质超大规模集成电路和微型计算机为其提供了充分的物质超大规模集成电路和微型计算机为其提供了充分的物质超大规模集成电路和微型计算机为其提供了充分的物质基础。这个时期的特点是：基础。这个时期的特点是：基础。这个时期的特点是：基

44、础。这个时期的特点是：它在世界范围内得到比较它在世界范围内得到比较它在世界范围内得到比较它在世界范围内得到比较广泛的承认；广泛的承认；广泛的承认；广泛的承认；机电一体化技术和产品得到了极大发展；机电一体化技术和产品得到了极大发展；机电一体化技术和产品得到了极大发展；机电一体化技术和产品得到了极大发展；各国均开始对它给以很大的关注和支持。各国均开始对它给以很大的关注和支持。各国均开始对它给以很大的关注和支持。各国均开始对它给以很大的关注和支持。浅谈机电一体化技术的新发展（3 3）2020世纪世纪9090年代后期为向智能化方向迈进的新阶年代后期为向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术、微

45、细加工技术进入机段。一方面，光学、通信技术、微细加工技术进入机电一体化，出现了光机电一体化和微机电一体化等新电一体化，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支；另一方面对其系统的建模设计、分析和集成方分支；另一方面对其系统的建模设计、分析和集成方法、学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智法、学科体系和发展趋势都进行了深入研究。人工智能技术、神经网络技术及光纤技术为其发展开辟了发能技术、神经网络技术及光纤技术为其发展开辟了发展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步展的广阔天地。这些研究，将促使机电一体化进一步建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系

46、我国是从我国是从2020世纪世纪8080年代初才开始研究和应用。国年代初才开始研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为务院成立了机电一体化领导小组并将该技术列为“863“863计划计划”中。在制定中。在制定“九五九五”、“十五十五”规划和规划和20102010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院技术的发展动向和由此可能带来的影响。许多大专院校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及校、研究机构及一些大中型企业对这一技术的发展及应用做了大量的工作，也取得了一定成果，但与日本应用做了大

47、量的工作，也取得了一定成果，但与日本等先进国家相比仍有相当差距。等先进国家相比仍有相当差距。浅谈机电一体化技术的新发展12机电一体化的发展趋势机电一体化的发展趋势机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展相关技术的发展

48、和进步。因此，机电一体化的主要发展相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：方向如下：方向如下：方向如下： （1 1 1 1）智能化）智能化）智能化）智能化 “ “ “ “智能化智能化智能化智能化”是对机器行为的描述，是对机器行为的描述，是对机器行为的描述，是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算是在控制理论的基础上，吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新机科学、模糊数学、

49、心理学、生理学和混沌动力学等新机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。机器人与数控机床的智能化就是重要应用。机电一体化机器人与数控机床的智能化就是重要应用。机电

50、一体化机器人与数控机床的智能化就是重要应用。机电一体化机器人与数控机床的智能化就是重要应用。机电一体化产品不可能也不必要具有与人完全相同的智能，但高性产品不可能也不必要具有与人完全相同的智能，但高性产品不可能也不必要具有与人完全相同的智能，但高性产品不可能也不必要具有与人完全相同的智能，但高性能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或能、高速的微处理器使机电一体化产品赋有低级智能或人的部分智能，则是完全可能而又必要的。人的部分智能，则是完全可能而又必要的。人的部分智能，则是完全可能而又必要的。

51、人的部分智能，则是完全可能而又必要的。浅谈机电一体化技术的新发展（2 2 2 2）模块化）模块化）模块化）模块化 研制和开发具有标准机械接口、电气接研制和开发具有标准机械接口、电气接研制和开发具有标准机械接口、电气接研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、

52、智能调速、电机复杂但又是非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功于一体的动力单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功于一体的动力单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功于一体的动力单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的控制单元；以及各种能完成典型操作的机械装置。利用能的控制单元；以及各种能完成典型操作的机械装置。利用能的控制单元；以及各种能完成典型操作的机械装置。利用能的控制单元；以及各种能完成典型操作的机械装置。利用标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这标准单元迅速开

53、发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这标准单元迅速开发出新产品，同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以利益冲突，近期很难制定国际或国内这方面的标准，但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然，标准化、系列化带来通过组建一些大企业逐渐形成。显然，标准化、

54、系列化带来通过组建一些大企业逐渐形成。显然，标准化、系列化带来通过组建一些大企业逐渐形成。显然，标准化、系列化带来的好处可以肯定，规模化将给机电一体化企业带来美好的前的好处可以肯定，规模化将给机电一体化企业带来美好的前的好处可以肯定，规模化将给机电一体化企业带来美好的前的好处可以肯定，规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。程。程。程。 （3 3 3 3）网络化）网络化）网络化）网络化 现代计算机技术等的突出成就是网络技现代计算机技术等的突出成就是网络技现代计算机技术等的突出成就是网络技现代计算机技术等的突出成就是网络技术。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场术。而远程控制的终端设

55、备本身就是机电一体化产品。现场术。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场术。而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网总线和局域网技术使家用电器网络化已成大势，利用家庭网络络络络(home net)(home net)(home net)(home net)将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电

56、系统（机集成家电系统（机集成家电系统（机集成家电系统（CIAS)CIAS)CIAS)CIAS)，使人们在家里分享各种高技术带，使人们在家里分享各种高技术带，使人们在家里分享各种高技术带，使人们在家里分享各种高技术带来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方来的便利与快乐。因此，机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。向发展。向发展。向发展。LONWORKSLONWORKSLONWORKSLONWORKS（局域网）就是一种特别有发展前途的现（局域网）就是一种特别有发展前途的现（局域网）

57、就是一种特别有发展前途的现（局域网）就是一种特别有发展前途的现代网络技术。代网络技术。代网络技术。代网络技术。浅谈机电一体化技术的新发展 （4 4 4 4）微型化）微型化）微型化）微型化 指的是机电一体化向微型机器和微观领指的是机电一体化向微型机器和微观领指的是机电一体化向微型机器和微观领指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMSMEMSMEMSMEMS），泛），泛），泛），泛指几何尺寸不超过指几何尺寸不超过指几何尺寸不超过指几何尺寸不

58、超过1cm31cm31cm31cm3的机电一体化产品，并向微米、纳的机电一体化产品，并向微米、纳的机电一体化产品，并向微米、纳的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小米级发展。微机电一体化产品体积小米级发展。微机电一体化产品体积小米级发展。微机电一体化产品体积小 、耗能少、运动灵、耗能少、运动灵、耗能少、运动灵、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机

59、电一体化微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。刻技术和蚀刻技术两类。刻技术和蚀刻技术两类。刻技术和蚀刻技术两类。 （5 5 5 5）绿色化）绿色化）绿色化）绿色化 工业的发达给人们生活带来了巨大变工业的发达给人们生活带来了巨大变工业的发达给人们生活带来了巨大变工业的

60、发达给人们生活带来了巨大变化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，化。一方面，物质丰富，生活舒适；另一方面，资源减少，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，生态环境受到严重污染。于是，人们呼吁保护环境资源，回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生，绿色化回归自然。绿色产

61、品概念在这种呼声下应运而生，绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生命过程中，符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的生态环境无害或危害极少，资源利用率极高。设计绿色的生态环境无害或危

62、害极少，资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品机电一体化产品，具有远大的发展前途。机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。收利用。收利用。收利用。浅谈机电一体化技术的新发展（6 6 6 6）系统化）系统化）系统化）系统化 系统化的表现特征之一就是系统体系结构进系统化的表现特征之一

63、就是系统体系结构进系统化的表现特征之一就是系统体系结构进系统化的表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除合

64、管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除合管理。表现之二是通信功能的大大加强，一般除RS232RS232RS232RS232外，外，外，外，还有还有还有还有RS485RS485RS485RS485、DCSDCSDCSDCS。（7 7 7 7）人格化）人格化）人格化）人格化 未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品机电一体化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品机电一体

65、化的人格化有两层含义。一层是，机电一体化产品的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、的最终使用对象是人，如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机境界就是人机一体化。另一层是模仿生物

66、机理，研制各种机境界就是人机一体化。另一层是模仿生物机理，研制各种机电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的电一体花产品。事实上，许多机电一体化产品都是受动物的启发研制出来的。启发研制出来的。启发研制出来的。启发研制出来的。 机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展机电一体化的出现不是孤立的，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。当然，的结晶，是社会

67、生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明，术的广阔发

68、展前景也将越来越光明，术的广阔发展前景也将越来越光明，术的广阔发展前景也将越来越光明， 在机电一体化技术迅在机电一体化技术迅在机电一体化技术迅在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展，各厂家相继推出运动控制的新技术、新前所未有的大发展，各厂家相继推出运动控制的新技术、新前所未有的大发展，各厂家相继推出运动控制的新技术、新前所未有的大发展，各厂家相继推出运动控制的新技术、新产品。诸如产品。诸如产品

69、。诸如产品。诸如:1):1):1):1)数字式交流伺服系统数字式交流伺服系统数字式交流伺服系统数字式交流伺服系统浅谈机电一体化技术的新发展1）全闭环交流伺服驱动技术在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体在一些定位精度或动态响应要求比较高的机电一体化产品中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系化产品中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系化产品中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系化产品中，广泛使用数字式交流伺服系统。这种伺服系统的驱动器对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，统的驱动器对电机轴

70、后端部的光电编码器进行位置采样，统的驱动器对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，统的驱动器对电机轴后端部的光电编码器进行位置采样，在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统。在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统。在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统。在驱动器和电机之间构成位置和速度的闭环控制系统。位置控制分辨高，可靠性好。位置控制分辨高，可靠性好。位置控制分辨高，可靠性好。位置控制分辨高，可靠性好。 通常带位置环的伺服系统，位置环的反馈采样取自通常带位置环的伺服系统，位置环的反馈采样取自通常带位置环的伺服系统，位置环的反馈采样取自通常带位置环的伺服系统，位置环的反馈采

71、样取自伺服电机的编码器，对于传动链上的间隙及误差还不能伺服电机的编码器，对于传动链上的间隙及误差还不能伺服电机的编码器，对于传动链上的间隙及误差还不能伺服电机的编码器，对于传动链上的间隙及误差还不能补偿克服，只能形成半闭环的位置控制系统。松下公司补偿克服，只能形成半闭环的位置控制系统。松下公司补偿克服，只能形成半闭环的位置控制系统。松下公司补偿克服，只能形成半闭环的位置控制系统。松下公司新近推出了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环全新近推出了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环全新近推出了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环全新近推出了一种更完善、可以实现更高精度的全闭环全数字式伺服系统，其

72、控制原理如上图所示。数字式伺服系统，其控制原理如上图所示。数字式伺服系统，其控制原理如上图所示。数字式伺服系统，其控制原理如上图所示。浅谈机电一体化技术的新发展该系统克服了上述半闭环系统的缺陷，位置该系统克服了上述半闭环系统的缺陷，位置环的采样可以直接采自装在最后一级机械上的位环的采样可以直接采自装在最后一级机械上的位置反馈元件置反馈元件( (如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等如光栅尺、磁栅尺、旋转编码器等) )，而电机上的编码器此时仅作为速度环的反馈，而电机上的编码器此时仅作为速度环的反馈，这样就可以消除机械上存在的一切间隙，并且该这样就可以消除机械上存在的一切间隙，并且该伺服系统还可以对机械传

73、动上出现的误差进行补伺服系统还可以对机械传动上出现的误差进行补偿，达到真正全闭环的功能，实现高精度的位置偿，达到真正全闭环的功能，实现高精度的位置控制。而且这种全闭环控制均由驱动器来完成，控制。而且这种全闭环控制均由驱动器来完成，无需增加上位控制器的负担。无需增加上位控制器的负担。 由于采用全闭环交流伺服系统能获得极高的由于采用全闭环交流伺服系统能获得极高的定位精度，而不需增加上位控制系统的复杂程度。定位精度，而不需增加上位控制系统的复杂程度。所以它广泛应用于数控机床、台钻机等高精度数所以它广泛应用于数控机床、台钻机等高精度数控设备。控设备。 浅谈机电一体化技术的新发展2 2）直线电机驱动技术

74、）直线电机驱动技术直线电动机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已直线电动机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已直线电动机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已直线电动机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起在世界机床行业得到重视，并在西欧工业发达地区掀起“直直直直线电动机热线电动机热线电动机热线电动机热”。 在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋

75、转在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）之间的一切机械中间传动环节，把机床进给传动链的长度缩之间的一切机械中间传动环节，把机床进给传动链的长度缩之间的一切机械中间传动环节，把机床进给传动链的长度缩之间的一切机械中间传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零。这种传动方式被称为短为零。这种传动方式被称为短为零。这种传动方式被称为短为零。这种传动方式被称为“零传动零传动零传动零传动”。

76、正由于这种。正由于这种。正由于这种。正由于这种“零零零零传动传动传动传动”方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能指标和一定优点。指标和一定优点。指标和一定优点。指标和一定优点。 （1 1 1 1）高速响应）高速响应）高速响应）高速响应 由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的由于系统中直接取消了一些响应时间常数较大的如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能

77、大大提高，如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，如丝杠等机械传动件，使整个闭环控制系统动态响应性能大大提高，反应异常灵敏快捷。反应异常灵敏快捷。反应异常灵敏快捷。反应异常灵敏快捷。 （2 2 2 2）精度高）精度高）精度高）精度高 直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传直线驱动系统取消了由于丝杠等机械机构引起的传动误差减少了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置动误差减少了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通

78、过直线位置动误差减少了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置动误差减少了插补时因传动系统滞后带来的跟踪误差。通过直线位置检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。检测反馈控制，即可大大提高机床的定位精度。 （3 3 3 3）动刚度高）动刚度高）动刚度高）动刚度高 由于由于由于由于“直接驱动直接驱动直接驱动直接驱动”，避免了启动、变速和换向时，避免了启动、变速和换向时，避免了启动、变速和换向时，避免了启动、变速和换向时因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现因中间传动环节的弹性变形、

79、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现因中间传动环节的弹性变形、摩擦磨损和反向间隙造成的运动滞后现象，同时提高了其传动刚度。象，同时提高了其传动刚度。象，同时提高了其传动刚度。象，同时提高了其传动刚度。 浅谈机电一体化技术的新发展（4 4 4 4）速度快、加减速过程短）速度快、加减速过程短）速度快、加减速过程短）速度快、加减速过程短 由于直线电动机最早主要由于直线电动机最早主要由于直线电动机最早主要由于直线电动机最早主要用于磁悬浮列车（时速可达用于磁悬浮列车（时速可达用于磁悬浮列车（时速可达用于磁悬浮列车（时速可达500Km/h500Km

80、/h500Km/h500Km/h），所以用在机床进给），所以用在机床进给），所以用在机床进给），所以用在机床进给驱动中，要满足其超高速切削的最大进给速度（要求达驱动中，要满足其超高速切削的最大进给速度（要求达驱动中，要满足其超高速切削的最大进给速度（要求达驱动中，要满足其超高速切削的最大进给速度（要求达60606060100M/min100M/min100M/min100M/min或更高）当然是没有问题的。也由于上述零传或更高）当然是没有问题的。也由于上述零传或更高）当然是没有问题的。也由于上述零传或更高）当然是没有问题的。也由于上述零传动的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动动的高

81、速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动动的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动动的高速响应性，使其加减速过程大大缩短。以实现起动时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高时瞬间达到高速，高速运行时又能瞬间准停。可获得较高的加速度，一般可达（的加速度，一般可达（的加速度，一般可达（的加速度，一般可达（2 2 2 210101010）g g g g（g=9.8m/s2g=9.8m/s2g=9.8m/s2g=9.8m/s2），而滚珠丝），而滚珠丝），而滚珠丝），而滚珠丝杠传动的

82、最大加速度只有（杠传动的最大加速度只有（杠传动的最大加速度只有（杠传动的最大加速度只有（0.10.10.10.10.50.50.50.5）g g g g。 （5 5 5 5）行程长度不受限制）行程长度不受限制）行程长度不受限制）行程长度不受限制 在导轨上通过串联直线电机，在导轨上通过串联直线电机，在导轨上通过串联直线电机，在导轨上通过串联直线电机，就可以无限延长其行程长度。就可以无限延长其行程长度。就可以无限延长其行程长度。就可以无限延长其行程长度。 （6 6 6 6）动安静、噪音低）动安静、噪音低）动安静、噪音低）动安静、噪音低 由于取消了传动丝杠等部件的由于取消了传动丝杠等部件的由于取消了

83、传动丝杠等部件的由于取消了传动丝杠等部件的机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械摩擦，且导轨又可采用滚动导轨或磁垫悬浮导轨（无机械接触），其运动时噪音将大大降低。机械接触），其运动时噪音将大大降低。机械接触），其运动时噪音将大大降低。机械接触），其运动时噪音将大大降低。 （7 7 7 7）效率高）效率高）效率高）效率高 由于无中间传动环节，消除了机械摩擦由于无中间传动环节，消除了机械摩擦由于无中间传动环节，消除了机械摩擦由于无中间传动环节，消除了机械摩擦时的能量损耗。科尔摩根时的

84、能量损耗。科尔摩根时的能量损耗。科尔摩根时的能量损耗。科尔摩根PLATINNM DDLPLATINNM DDLPLATINNM DDLPLATINNM DDL系列直线电机和系列直线电机和系列直线电机和系列直线电机和SERVOSTAR CDSERVOSTAR CDSERVOSTAR CDSERVOSTAR CD系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永系列数字伺服放大器构成一种典型的直线永磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度

85、和加速度、极磁伺服系统，它能提供很高的动态响应速度和加速度、极高的刚度、高的定位精度和平滑的无差运动。高的刚度、高的定位精度和平滑的无差运动。高的刚度、高的定位精度和平滑的无差运动。高的刚度、高的定位精度和平滑的无差运动。 浅谈机电一体化技术的新发展3 3）可编程计算机控制器技术）可编程计算机控制器技术 PLCPLCPLCPLC控制技术已走过了控制技术已走过了控制技术已走过了控制技术已走过了40404040年的发展历程，随着近代计年的发展历程，随着近代计年的发展历程，随着近代计年的发展历程，随着近代计算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方

86、面算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面算机技术和微电子技术的发展，它已在软硬件技术方面远远走出了当初的远远走出了当初的远远走出了当初的远远走出了当初的“顺序控制顺序控制顺序控制顺序控制”的雏形阶段。可编程计的雏形阶段。可编程计的雏形阶段。可编程计的雏形阶段。可编程计算机控制器（算机控制器（算机控制器（算机控制器（PCCPCCPCCPCC）就是代表这一发展趋势的新一代可编）就是代表这一发展趋势的新一代可编）就是代表这一发展趋势的新一代可编）就是代表这一发展趋势的新一代可编程控制器程控制器程控制器程控制器。 与常规的与常规的与常规的与常规的PLCPLCPLCPLC相比较，相比较，相比较

87、，相比较，PCCPCCPCCPCC最大的特点在于其类似于大型计算机最大的特点在于其类似于大型计算机最大的特点在于其类似于大型计算机最大的特点在于其类似于大型计算机的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。常规的的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。常规的的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。常规的的分时多任务操作系统和多样化的应用软件的设计。常规的PLCPLCPLCPLC大大大大多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指多采用单任务的时钟扫描或监控程序来处理程序本身的逻辑运算指多采用单任务的时钟扫描或

88、监控程序来处理程序本身的逻辑运算指令和外部的令和外部的令和外部的令和外部的I/OI/OI/OI/O通道的状态采集与刷新。这样处理，直接导致了真通道的状态采集与刷新。这样处理，直接导致了真通道的状态采集与刷新。这样处理，直接导致了真通道的状态采集与刷新。这样处理，直接导致了真正意义上的正意义上的正意义上的正意义上的“控制速度控制速度控制速度控制速度”依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是依赖于应用程序的大小，这一结果无疑是同同同同I/OI/OI/OI/O通道中高实时性的控制要求相违背的。通道中高实时性的控制要求相违背的。通道中

89、高实时性的控制要求相违背的。通道中高实时性的控制要求相违背的。PCCPCCPCCPCC的系统软件完美地的系统软件完美地的系统软件完美地的系统软件完美地解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平解决了这一问题，它采用分时多任务机制构筑其应用软件的运行平台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，而是由操作系统台，这样应用程序的运行周期则与程序长短无关，

90、而是由操作系统的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同真正外部的控的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同真正外部的控的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同真正外部的控的循环周期决定。由此，它将应用程序的扫描周期同真正外部的控制周期区别开来，满足了真正实时控制的要求。当然，这种控制周制周期区别开来，满足了真正实时控制的要求。当然，这种控制周制周期区别开来，满足了真正实时控制的要求。当然，这种控制周制周期区别开来，满足了真正实时控制的要求。当然，这种控制周期可以在期可以在期可以在期可以在CPUCPUCPUCPU运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意运算能力允许的前提下

91、，按照用户的实际要求，任意运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意运算能力允许的前提下，按照用户的实际要求，任意修改。修改。修改。修改。 浅谈机电一体化技术的新发展基于这样的操作系统，基于这样的操作系统，PCCPCC的应用程序由多任务的应用程序由多任务模块构成，给项目应用软件的开发带来很大的便模块构成，给项目应用软件的开发带来很大的便利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分利。因为这样可以方便地按照控制项目中各部分不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、不同的功能要求，如运动控制、数据采集、报警、PIDPID调节运算、通信控制等，分别编制出控制程调节运算、通信控制等，分别编制出控制

92、程序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间序模块（任务），这些模块既独立运行，数据间又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的又保持一定的相互关联，这些模块经过分步骤的独立编制和调试之后，可一同下载至独立编制和调试之后，可一同下载至PCCPCC的的CPUCPU中，中，在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同在多任务操作系统的调度管理下并行运行，共同实现项目的控制要求。实现项目的控制要求。 PCC PCC在工业控制中强大的功能优势，体现了可编在工业控制中强大的功能优势，体现了可编程控制器与工业控制计算机及程控制器与工业控制计算机及DCSDCS（分布式工业（分布式工业控制系统）技术互相融合的发

93、展潮流，虽然这还控制系统）技术互相融合的发展潮流，虽然这还是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用是一项较为年轻的技术，但在其越来越多的应用领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。领域中，它正日益显示出不可低估的发展潜力。 浅谈机电一体化技术的新发展1313我国机电一体化技术的新发展我国机电一体化技术的新发展机电一体化产品技术大力推进机电一体化产品技术大力推进机电一体化，我国目前重点研究可机电一体化，我国目前重点研究可适应复杂工序变化和网络制造管理适应复杂工序变化和网络制造管理的智能化数控加工技术和机器人技的智能化数控加工技术和机器人技术；具有自诊断和故障在线监测等术；具有自诊断和故障在线

94、监测等自适应功能的电力电气产品技术；自适应功能的电力电气产品技术；兼备结构材料和功能材料复合性能兼备结构材料和功能材料复合性能的人工合成智能材料技术；工业自的人工合成智能材料技术；工业自动化控制系统平台软件技术；新一动化控制系统平台软件技术；新一代智能化传感器等高新技术。代智能化传感器等高新技术。 浅谈机电一体化技术的新发展（1 1）工业可编程序控制器的现状与发展趋势）工业可编程序控制器的现状与发展趋势n n20202020世纪世纪世纪世纪40404040年代末年代末年代末年代末50505050年代初年代初年代初年代初, , , ,我国的流程工业规模很小我国的流程工业规模很小我国的流程工业规模

95、很小我国的流程工业规模很小, , , ,设备陈旧设备陈旧设备陈旧设备陈旧, , , ,必要的调节主要靠必要的调节主要靠必要的调节主要靠必要的调节主要靠最简单的测量仪表由人工操作运行。最简单的测量仪表由人工操作运行。最简单的测量仪表由人工操作运行。最简单的测量仪表由人工操作运行。n n50505050年代末年代末年代末年代末60606060年代初年代初年代初年代初, , , ,我国研制生产的传感器、变送器、调节器、执行器等我国研制生产的传感器、变送器、调节器、执行器等我国研制生产的传感器、变送器、调节器、执行器等我国研制生产的传感器、变送器、调节器、执行器等, , , ,基本上基本上基本上基本上

96、能显示过程状态能显示过程状态能显示过程状态能显示过程状态, , , ,实现调节意图实现调节意图实现调节意图实现调节意图, , , ,最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求。最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求。最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求。最终命令执行器完成对工艺流程的调节要求。n n70707070年代初年代初年代初年代初, , , ,我国自行研制的工控机开始应用于工业过程控制我国自行研制的工控机开始应用于工业过程控制我国自行研制的工控机开始应用于工业过程控制我国自行研制的工控机开始应用于工业过程控制, , , ,它部分地取代了原来它部分地取代了原来它部分地取代了原来它部分地取代

97、了原来控制室内的仪表。但由于受当时电子器件性能的限制控制室内的仪表。但由于受当时电子器件性能的限制控制室内的仪表。但由于受当时电子器件性能的限制控制室内的仪表。但由于受当时电子器件性能的限制, , , ,工控机本身的可靠性远不如工控机本身的可靠性远不如工控机本身的可靠性远不如工控机本身的可靠性远不如现在现在现在现在, , , ,工控机带来的控制集中引起工控机带来的控制集中引起工控机带来的控制集中引起工控机带来的控制集中引起“危险危险危险危险”集中。集中。集中。集中。n n70707070年代末年代末年代末年代末, , , ,分散型控制系统分散型控制系统分散型控制系统分散型控制系统(DCS)(D

98、CS)(DCS)(DCS)进入工控领域进入工控领域进入工控领域进入工控领域, , , ,解决了解决了解决了解决了“危险危险危险危险”集中的问题集中的问题集中的问题集中的问题, , , ,还解还解还解还解决了一些复杂的控制。决了一些复杂的控制。决了一些复杂的控制。决了一些复杂的控制。DCSDCSDCSDCS可建立通信网络可建立通信网络可建立通信网络可建立通信网络, , , ,为大工厂生产带来许多方便为大工厂生产带来许多方便为大工厂生产带来许多方便为大工厂生产带来许多方便, , , ,但其价格但其价格但其价格但其价格一直居高不下。一直居高不下。一直居高不下。一直居高不下。n n80808080年代

99、初年代初年代初年代初, , , ,适应性较强的总线型工控机适应性较强的总线型工控机适应性较强的总线型工控机适应性较强的总线型工控机(STD)(STD)(STD)(STD)应运而生应运而生应运而生应运而生,STD,STD,STD,STD总线技术的推广和应用总线技术的推广和应用总线技术的推广和应用总线技术的推广和应用, , , ,使工控机的功能更加强化。使工控机的功能更加强化。使工控机的功能更加强化。使工控机的功能更加强化。n nPLCPLCPLCPLC作为工控机的一员作为工控机的一员作为工控机的一员作为工控机的一员, , , ,现代工业三大支柱之一，在主要工业国家中成为自动化系现代工业三大支柱之

100、一，在主要工业国家中成为自动化系现代工业三大支柱之一，在主要工业国家中成为自动化系现代工业三大支柱之一，在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜统的基本电控装置。它具有控制方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点。据不完全统计等特点。据不完全统计等特点。据不完全统计等特点。据不完全统计, , , ,当今世界当今世界当今世界当今世界PLCPLCPLCPLC生产厂家约生产厂家约生产厂家约生产厂家

101、约200200200200多家多家多家多家, , , ,生产生产生产生产300300300300多个品种，占工多个品种，占工多个品种，占工多个品种，占工控机市场份额的控机市场份额的控机市场份额的控机市场份额的50%,PLC50%,PLC50%,PLC50%,PLC将在工控机市场中占有主要地位将在工控机市场中占有主要地位将在工控机市场中占有主要地位将在工控机市场中占有主要地位, , , ,并保持继续上升的势头。并保持继续上升的势头。并保持继续上升的势头。并保持继续上升的势头。主要应用在汽车（主要应用在汽车（主要应用在汽车（主要应用在汽车（23%23%23%23%）、粮食加工（）、粮食加工（）、粮

102、食加工（）、粮食加工（16.4%16.4%16.4%16.4%）、化学）、化学）、化学）、化学/ / / /制药（制药（制药（制药（14.6%14.6%14.6%14.6%）、金属）、金属）、金属）、金属/ / / /矿山矿山矿山矿山（11.5%11.5%11.5%11.5%）、纸浆）、纸浆）、纸浆）、纸浆/ / / /造纸（造纸（造纸（造纸（11.3%11.3%11.3%11.3%）等行业。）等行业。）等行业。）等行业。n nPLCPLCPLCPLC在在在在60606060年代末引入我国时年代末引入我国时年代末引入我国时年代末引入我国时, , , ,只用作离散量的控制只用作离散量的控制只用作

103、离散量的控制只用作离散量的控制, , , ,其功能只是将其功能只是将其功能只是将其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等操作接到离散量输出的接触器等操作接到离散量输出的接触器等操作接到离散量输出的接触器等, , , ,最早只能完成以继电器梯形逻最早只能完成以继电器梯形逻最早只能完成以继电器梯形逻最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作。新一代的辑的操作。新一代的辑的操作。新一代的辑的操作。新一代的PLCPLCPLCPLC具有具有具有具有PIDPIDPIDPID调节功能调节功能调节功能调节功能, , , ,它的应用已从开关量它的应用已从开关量它的应用已从开关量它的应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域

104、控制扩大到模拟量控制领域控制扩大到模拟量控制领域控制扩大到模拟量控制领域, , , ,广泛地应用于航天、冶金、轻工、广泛地应用于航天、冶金、轻工、广泛地应用于航天、冶金、轻工、广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业。目前正向着以下几个方面发展：建材等行业。目前正向着以下几个方面发展：建材等行业。目前正向着以下几个方面发展：建材等行业。目前正向着以下几个方面发展：浅谈机电一体化技术的新发展 1 1 1 1）微型、小型）微型、小型）微型、小型）微型、小型PLCPLCPLCPLC功能明显增强功能明显增强功能明显增强功能明显增强 很多有名的很多有名的很多有名的很多有名的PLCPLCPLCPLC厂家厂

105、家厂家厂家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的PLCPLCPLCPLC。三菱的。三菱的。三菱的。三菱的FXOS14FXOS14FXOS14FXOS14点点点点(8(8(8(8个个个个24VDC24VDC24VDC24VDC输入输入输入输入,6,6,6,6个继电器输出个继电器输出个继电器输出个继电器输出),),),),其尺寸仅为其尺寸仅为其尺寸仅为其尺寸仅为58mm89mm,58mm89mm,58mm89mm,58mm89mm,仅大于信用卡几个毫米仅大于信用卡几个毫米仅大于

106、信用卡几个毫米仅大于信用卡几个毫米, , , ,而功能却有所增强而功能却有所增强而功能却有所增强而功能却有所增强, , , ,使使使使PLCPLCPLCPLC的应用领域扩大到远离工业控制的其它行业的应用领域扩大到远离工业控制的其它行业的应用领域扩大到远离工业控制的其它行业的应用领域扩大到远离工业控制的其它行业, , , ,如快餐厅、如快餐厅、如快餐厅、如快餐厅、医院手术室、旋转门和车辆等医院手术室、旋转门和车辆等医院手术室、旋转门和车辆等医院手术室、旋转门和车辆等, , , ,甚至引入家庭住宅、娱乐场甚至引入家庭住宅、娱乐场甚至引入家庭住宅、娱乐场甚至引入家庭住宅、娱乐场所和商业部门。所和商业

107、部门。所和商业部门。所和商业部门。 2 2 2 2）集成化发展趋势增强）集成化发展趋势增强）集成化发展趋势增强）集成化发展趋势增强 由于控制内容的复杂化和高难由于控制内容的复杂化和高难由于控制内容的复杂化和高难由于控制内容的复杂化和高难度化度化度化度化, , , ,使使使使PLCPLCPLCPLC向集成化方向发展向集成化方向发展向集成化方向发展向集成化方向发展,PLC,PLC,PLC,PLC与与与与PCPCPCPC集成、集成、集成、集成、PLCPLCPLCPLC与与与与DCSDCSDCSDCS集集集集成、成、成、成、PLCPLCPLCPLC与与与与PIDPIDPIDPID集成等集成等集成等集成

108、等, , , ,并强化了通讯能力和网络化并强化了通讯能力和网络化并强化了通讯能力和网络化并强化了通讯能力和网络化, , , ,尤其是尤其是尤其是尤其是以以以以PCPCPCPC为基的控制产品增长率最快。为基的控制产品增长率最快。为基的控制产品增长率最快。为基的控制产品增长率最快。PLCPLCPLCPLC与与与与PCPCPCPC集成集成集成集成, , , ,即将计算即将计算即将计算即将计算机、机、机、机、PLCPLCPLCPLC及操作人员的人及操作人员的人及操作人员的人及操作人员的人机接口结合在一起机接口结合在一起机接口结合在一起机接口结合在一起, , , ,使使使使PLCPLCPLCPLC能利用

109、能利用能利用能利用计算机丰富的软件资源计算机丰富的软件资源计算机丰富的软件资源计算机丰富的软件资源, , , ,而计算机能和而计算机能和而计算机能和而计算机能和PLCPLCPLCPLC的模块交互存取的模块交互存取的模块交互存取的模块交互存取数据。以数据。以数据。以数据。以PCPCPCPC机为基的控制容易编程和维护用户的利益机为基的控制容易编程和维护用户的利益机为基的控制容易编程和维护用户的利益机为基的控制容易编程和维护用户的利益, , , ,开放开放开放开放的体系结构提供灵活性的体系结构提供灵活性的体系结构提供灵活性的体系结构提供灵活性, , , ,最终降低成本和提高生产率。最终降低成本和提高

110、生产率。最终降低成本和提高生产率。最终降低成本和提高生产率。 浅谈机电一体化技术的新发展3 3 3 3）向开放性转变）向开放性转变）向开放性转变）向开放性转变 PLC PLC PLC PLC存在严重的缺点存在严重的缺点存在严重的缺点存在严重的缺点, , , ,主要是主要是主要是主要是PLCPLCPLCPLC的软、硬件体的软、硬件体的软、硬件体的软、硬件体系结构是封闭而不是开放的系结构是封闭而不是开放的系结构是封闭而不是开放的系结构是封闭而不是开放的, , , ,绝大多数的绝大多数的绝大多数的绝大多数的PLCPLCPLCPLC是专用总线、专用通信是专用总线、专用通信是专用总线、专用通信是专用总线

111、、专用通信网络及协议网络及协议网络及协议网络及协议, , , ,编程虽多为梯形图编程虽多为梯形图编程虽多为梯形图编程虽多为梯形图, , , ,但各公司的组态、寻址、语言结构但各公司的组态、寻址、语言结构但各公司的组态、寻址、语言结构但各公司的组态、寻址、语言结构不一致不一致不一致不一致, , , ,使各种使各种使各种使各种PLCPLCPLCPLC互不兼容。国际电工协会互不兼容。国际电工协会互不兼容。国际电工协会互不兼容。国际电工协会(IEC)(IEC)(IEC)(IEC)在在在在1992199219921992年颁布了年颁布了年颁布了年颁布了IEC1131-3IEC1131-3IEC1131-

112、3IEC1131-3可编程序控制器的编程软件标准可编程序控制器的编程软件标准可编程序控制器的编程软件标准可编程序控制器的编程软件标准, , , ,为各为各为各为各PLCPLCPLCPLC厂家编程厂家编程厂家编程厂家编程的标准化铺平了道路。现在开发以的标准化铺平了道路。现在开发以的标准化铺平了道路。现在开发以的标准化铺平了道路。现在开发以PCPCPCPC为基础、在为基础、在为基础、在为基础、在WINDOWSWINDOWSWINDOWSWINDOWS平台下平台下平台下平台下, , , ,符符符符合合合合IEC1131-3IEC1131-3IEC1131-3IEC1131-3国际标准的新一代开放体系

113、结构的国际标准的新一代开放体系结构的国际标准的新一代开放体系结构的国际标准的新一代开放体系结构的PLCPLCPLCPLC正在规划中。正在规划中。正在规划中。正在规划中。 在全球在全球在全球在全球PLCPLCPLCPLC制造商中制造商中制造商中制造商中, , , ,根据美国根据美国根据美国根据美国Automation Research Corp(ARC)Automation Research Corp(ARC)Automation Research Corp(ARC)Automation Research Corp(ARC)调查调查调查调查, , , ,世界世界世界世界PLCPLCPLCPLC领

114、导厂家的五霸分别为领导厂家的五霸分别为领导厂家的五霸分别为领导厂家的五霸分别为Siemens(Siemens(Siemens(Siemens(西门子西门子西门子西门子) ) ) )公司、公司、公司、公司、Allen-Bradley(A-B)Allen-Bradley(A-B)Allen-Bradley(A-B)Allen-Bradley(A-B)公司、公司、公司、公司、Schneider(Schneider(Schneider(Schneider(施耐德施耐德施耐德施耐德) ) ) )公司、公司、公司、公司、MitsubishiMitsubishiMitsubishiMitsubishi( (

115、 ( (三菱三菱三菱三菱) ) ) )公司、公司、公司、公司、Omrom(Omrom(Omrom(Omrom(欧姆龙欧姆龙欧姆龙欧姆龙) ) ) )公司公司公司公司, , , ,他们的销售额约占全球总销售额他们的销售额约占全球总销售额他们的销售额约占全球总销售额他们的销售额约占全球总销售额的三分之二。我国的的三分之二。我国的的三分之二。我国的的三分之二。我国的PLCPLCPLCPLC产品市场目前也还被外国人垄断着，霸占产品市场目前也还被外国人垄断着，霸占产品市场目前也还被外国人垄断着，霸占产品市场目前也还被外国人垄断着，霸占着。着。着。着。 我国的我国的我国的我国的PLCPLCPLCPLC生产

116、目前也有一定的发展生产目前也有一定的发展生产目前也有一定的发展生产目前也有一定的发展, , , ,小型小型小型小型PLCPLCPLCPLC已批量生产已批量生产已批量生产已批量生产; ; ; ;中型中型中型中型PLCPLCPLCPLC已有产品已有产品已有产品已有产品; ; ; ;大型大型大型大型PLCPLCPLCPLC已开始研制。国内已开始研制。国内已开始研制。国内已开始研制。国内PLCPLCPLCPLC形成产品化的生产企业形成产品化的生产企业形成产品化的生产企业形成产品化的生产企业约约约约30303030多家，国内产品市场占有率不超过多家，国内产品市场占有率不超过多家，国内产品市场占有率不超过

117、多家，国内产品市场占有率不超过10%,10%,10%,10%,主要生产单位有主要生产单位有主要生产单位有主要生产单位有: : : :苏州苏州苏州苏州电子计算机厂、苏州机床电器厂、上海兰星电气有限公司、天津市电子计算机厂、苏州机床电器厂、上海兰星电气有限公司、天津市电子计算机厂、苏州机床电器厂、上海兰星电气有限公司、天津市电子计算机厂、苏州机床电器厂、上海兰星电气有限公司、天津市自动化仪表厂、杭州通灵控制电脑公司、北京机械工业自动化所和自动化仪表厂、杭州通灵控制电脑公司、北京机械工业自动化所和自动化仪表厂、杭州通灵控制电脑公司、北京机械工业自动化所和自动化仪表厂、杭州通灵控制电脑公司、北京机械工

118、业自动化所和江苏嘉华实业有限公司等。国内产品在价格上占有明显的优势。江苏嘉华实业有限公司等。国内产品在价格上占有明显的优势。江苏嘉华实业有限公司等。国内产品在价格上占有明显的优势。江苏嘉华实业有限公司等。国内产品在价格上占有明显的优势。浅谈机电一体化技术的新发展（2 2）数控机床发展的新策略）数控机床发展的新策略n n1 1 1 1）在国外模拟伺服快过时时，我国开始搞模拟伺服，还没等我国）在国外模拟伺服快过时时，我国开始搞模拟伺服，还没等我国）在国外模拟伺服快过时时，我国开始搞模拟伺服，还没等我国）在国外模拟伺服快过时时，我国开始搞模拟伺服，还没等我国占稳市场，技术上就已经落后了；占稳市场，技

119、术上就已经落后了；占稳市场，技术上就已经落后了；占稳市场，技术上就已经落后了；n n2 2 2 2）在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我国就跟着）在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我国就跟着）在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我国就跟着）在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我国就跟着搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；搞这类所谓的数字伺服，但至今没形成大的市场规模；n n3)3)3)3)近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装近来国外将

120、数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装近来国外将数字式伺服发展到用网络（通过光缆等）与数控装置连接时，我国又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。置连接时，我国又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。置连接时，我国又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。置连接时，我国又跟着发展此类系统，前途仍不乐观。 -这种老是被国外牵着鼻子，跟在别人后面走，永远受这种老是被国外牵着鼻子，跟在别人后面走，永远受这种老是被国外牵着鼻子，跟在别人后面走，永远受这种老是被国外牵着鼻子，跟在别人后面走，永远受别人的制约，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数别人的制约，按国外已

121、有控制和驱动模式来开发国产数别人的制约，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数别人的制约，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后。控系统，在技术上难免要滞后。控系统，在技术上难免要滞后。控系统，在技术上难免要滞后。 -大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的的实用的先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的的实用的先进数控技术，逐

122、步建立自己独立的、先进的技术体系；大力发展符合中国国情的数控产品，从而形技术体系；大力发展符合中国国情的数控产品，从而形技术体系；大力发展符合中国国情的数控产品，从而形技术体系；大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系；用先进、实用的数控产品去收复机的完整的产业体系；用先进、实用的数控产品去收复机的完整的产业体系；用先进、实用的数控产品去收复机的完整的产业体系；用先进、实用的数控产品去收复

123、国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在业在业在业在21212121世纪走在世界的前列；是我国数控技术发展的新世纪走在世界的前列；是我国数控技术发展的新世纪走在世界的前列；是我国数控技术发展的新世纪走在世界的前列；是我国数控技术发展的新策略。策略。策略。策略。浅谈机电一体化技术的新发展我国的数控技术，在我国的数控技术，在我国的数控技术，在我国的数控技术，在“八五八五八五八五”攻关中，不失时机地提攻关中，不失时机地提攻关中，不失时机地提攻关中

124、，不失时机地提出了以自主版权为目标，以平台为基础的发展新战略，而出了以自主版权为目标，以平台为基础的发展新战略，而出了以自主版权为目标，以平台为基础的发展新战略，而出了以自主版权为目标，以平台为基础的发展新战略，而且在攻关过程中，瞄准或调整到以且在攻关过程中，瞄准或调整到以且在攻关过程中，瞄准或调整到以且在攻关过程中，瞄准或调整到以PCPCPCPC机为基础的发展路线机为基础的发展路线机为基础的发展路线机为基础的发展路线上，并以此形成了两种平台，开发出了四个基本系统，其上，并以此形成了两种平台，开发出了四个基本系统，其上，并以此形成了两种平台，开发出了四个基本系统，其上，并以此形成了两种平台，开

125、发出了四个基本系统，其中华中中华中中华中中华中I I I I型和中华型和中华型和中华型和中华I I I I型是将数控专用模板嵌入通用型是将数控专用模板嵌入通用型是将数控专用模板嵌入通用型是将数控专用模板嵌入通用PCPCPCPC机构成机构成机构成机构成的单机数控系统，航天的单机数控系统，航天的单机数控系统，航天的单机数控系统，航天I I I I型和兰天型和兰天型和兰天型和兰天I I I I型是将型是将型是将型是将PCPCPCPC机嵌入到数控机嵌入到数控机嵌入到数控机嵌入到数控之中构成的多机数控系统，形成典型的前后台型结构，国之中构成的多机数控系统，形成典型的前后台型结构，国之中构成的多机数控系统

126、，形成典型的前后台型结构，国之中构成的多机数控系统，形成典型的前后台型结构，国内其它单位也都先后开发开放式体系结构系统。内其它单位也都先后开发开放式体系结构系统。内其它单位也都先后开发开放式体系结构系统。内其它单位也都先后开发开放式体系结构系统。 在通用微机数控领域，以在通用微机数控领域，以在通用微机数控领域，以在通用微机数控领域，以PCPCPCPC平台为基础的国产数控系平台为基础的国产数控系平台为基础的国产数控系平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。根据数控机床向复合、高速、统，已经走在了世界前列。根据数控机床向复合、高速、统，已经走在了世界前列。根据数控机床向复合、高速、统，已经走

127、在了世界前列。根据数控机床向复合、高速、智能、精密、环保等方向发展的新趋势，完善我国自主知智能、精密、环保等方向发展的新趋势，完善我国自主知智能、精密、环保等方向发展的新趋势，完善我国自主知智能、精密、环保等方向发展的新趋势，完善我国自主知识产权的开放式数控系统平台及技术规范，开发数控机床识产权的开放式数控系统平台及技术规范，开发数控机床识产权的开放式数控系统平台及技术规范，开发数控机床识产权的开放式数控系统平台及技术规范，开发数控机床的智能化和网络化技术；进一步研究并联加工技术和集车、的智能化和网络化技术；进一步研究并联加工技术和集车、的智能化和网络化技术；进一步研究并联加工技术和集车、的智

128、能化和网络化技术；进一步研究并联加工技术和集车、磨、铣、钻、铰、镗等工序于一身的集成技术，减少加工磨、铣、钻、铰、镗等工序于一身的集成技术，减少加工磨、铣、钻、铰、镗等工序于一身的集成技术，减少加工磨、铣、钻、铰、镗等工序于一身的集成技术，减少加工中的装夹次数；攻克高水平电主轴、直线电机、高速滚珠中的装夹次数；攻克高水平电主轴、直线电机、高速滚珠中的装夹次数；攻克高水平电主轴、直线电机、高速滚珠中的装夹次数；攻克高水平电主轴、直线电机、高速滚珠丝杠等功能部件制造技术，提高产品性能和技术水平；推丝杠等功能部件制造技术，提高产品性能和技术水平；推丝杠等功能部件制造技术，提高产品性能和技术水平；推丝

129、杠等功能部件制造技术，提高产品性能和技术水平；推广机械加工中的无冷却、无润滑、无气味等技术，减少机广机械加工中的无冷却、无润滑、无气味等技术，减少机广机械加工中的无冷却、无润滑、无气味等技术，减少机广机械加工中的无冷却、无润滑、无气味等技术，减少机床使用中对环境的污染；发展具有中国特色的新一代床使用中对环境的污染；发展具有中国特色的新一代床使用中对环境的污染；发展具有中国特色的新一代床使用中对环境的污染；发展具有中国特色的新一代PCPCPCPC数数数数控系统。控系统。控系统。控系统。浅谈机电一体化技术的新发展（3 3）智能工业机器人的新发展）智能工业机器人的新发展随着信息技术的惊人发展，智能机

130、器人随着信息技术的惊人发展，智能机器人( (可分实体可分实体机器人与虚拟机器人机器人与虚拟机器人) )这一信息技术的前沿领域也得这一信息技术的前沿领域也得到了飞速的发展。智能机器人集成了数学、物理、化到了飞速的发展。智能机器人集成了数学、物理、化学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、学、生物、机械、电子、材料、能源、计算机硬件、软件、人工智能、多媒体技术、通讯技术和网络技术软件、人工智能、多媒体技术、通讯技术和网络技术等众多领域的科学与技术知识，没有哪一种技术平台等众多领域的科学与技术知识，没有哪一种技术平台能比智能机器人更综合。智能机器人是现代科学技术能比智能机器人更综合。智能机器人

131、是现代科学技术前沿之一，集成了许多领域的先进技术，代表着一个前沿之一，集成了许多领域的先进技术，代表着一个国家的技术水平。智能机器人发展的终极目标是类人国家的技术水平。智能机器人发展的终极目标是类人机器人，需要人类几十年的努力。智能机器人能自主机器人，需要人类几十年的努力。智能机器人能自主吸收众多技术领域的新发展，从而在本质上保证了智吸收众多技术领域的新发展，从而在本质上保证了智能机器人作为技术平台能持续走在时代前列。具有良能机器人作为技术平台能持续走在时代前列。具有良好的技术自我更新性。好的技术自我更新性。浅谈机电一体化技术的新发展n n在在在在“863”“863”“863”“863”计划实

132、施的初期，我国先后研制出了水下机器人、排险机计划实施的初期，我国先后研制出了水下机器人、排险机计划实施的初期，我国先后研制出了水下机器人、排险机计划实施的初期，我国先后研制出了水下机器人、排险机器人、机器人压路机、微操作机器人、双足步行机器人、灵巧手等器人、机器人压路机、微操作机器人、双足步行机器人、灵巧手等器人、机器人压路机、微操作机器人、双足步行机器人、灵巧手等器人、机器人压路机、微操作机器人、双足步行机器人、灵巧手等多种用途的特种机器人，大大缩短了我国机器人水平与国外发达国多种用途的特种机器人，大大缩短了我国机器人水平与国外发达国多种用途的特种机器人，大大缩短了我国机器人水平与国外发达国

133、多种用途的特种机器人，大大缩短了我国机器人水平与国外发达国家之间的差距，有力地推动了我国机器人技术的发展，加强了机器家之间的差距，有力地推动了我国机器人技术的发展，加强了机器家之间的差距，有力地推动了我国机器人技术的发展，加强了机器家之间的差距，有力地推动了我国机器人技术的发展，加强了机器人与社会、经济的联系。人与社会、经济的联系。人与社会、经济的联系。人与社会、经济的联系。n n智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器，是机构学、自动智能机器人是具有感知、思维和行动功能的机器

134、，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真控制、计算机、人工智能、光电技术、传感技术、通讯技术、仿真技术等多种学科和技术的综合成果。智能机器人做为新一代生产和技术等多种学科和技术的综合成果。智能机器人做为新一代生产和技术等多种学科和技术的综合成果。智能机器人做为新一代生产和技术等多种学科和技术的综合成果。智能机器人做为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置，服务工具，在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置，服务

135、工具，在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置，服务工具，在制造领域和非制造领域占有更广泛、更重要的位置，这对人类开辟新的产业，提高生产与生活水平具有十分现实的意义。这对人类开辟新的产业，提高生产与生活水平具有十分现实的意义。这对人类开辟新的产业，提高生产与生活水平具有十分现实的意义。这对人类开辟新的产业，提高生产与生活水平具有十分现实的意义。例如，我国在争取公海海域优先开采权的过程中，由国家例如，我国在争取公海海域优先开采权的过程中，由国家例如，我国在争取公海海域优先开采权的过程中，由国家例如，我国在争取公海海域优先开采权的过程中，由国家“863”“863”“863”“863”计计计计

136、划研制的划研制的划研制的划研制的6000600060006000米水下无缆自治机器人系统先后两次出海，获得了海米水下无缆自治机器人系统先后两次出海，获得了海米水下无缆自治机器人系统先后两次出海，获得了海米水下无缆自治机器人系统先后两次出海，获得了海底锰结核分布的珍贵资料，使我国成为世界上少数几个具有深海探底锰结核分布的珍贵资料，使我国成为世界上少数几个具有深海探底锰结核分布的珍贵资料，使我国成为世界上少数几个具有深海探底锰结核分布的珍贵资料，使我国成为世界上少数几个具有深海探测能力的国家之一。测能力的国家之一。测能力的国家之一。测能力的国家之一。n n机器人是具有创新性的、战略性的、对国民经济

137、和国家安全有巨大机器人是具有创新性的、战略性的、对国民经济和国家安全有巨大机器人是具有创新性的、战略性的、对国民经济和国家安全有巨大机器人是具有创新性的、战略性的、对国民经济和国家安全有巨大影响的高技术，是影响的高技术，是影响的高技术，是影响的高技术，是21212121世纪经济技术的制高点之一。近年来，我国大世纪经济技术的制高点之一。近年来，我国大世纪经济技术的制高点之一。近年来，我国大世纪经济技术的制高点之一。近年来，我国大规模的基础设施建设为混凝土喷射机器人、凿岩机器人、机器人压规模的基础设施建设为混凝土喷射机器人、凿岩机器人、机器人压规模的基础设施建设为混凝土喷射机器人、凿岩机器人、机器

138、人压规模的基础设施建设为混凝土喷射机器人、凿岩机器人、机器人压路机、机器人推土机等机器人化工程机械提供了用武之地；新一代路机、机器人推土机等机器人化工程机械提供了用武之地；新一代路机、机器人推土机等机器人化工程机械提供了用武之地；新一代路机、机器人推土机等机器人化工程机械提供了用武之地；新一代机器人化工程机械如装载机、搅拌机、摊铺机、盾构机器人等正在机器人化工程机械如装载机、搅拌机、摊铺机、盾构机器人等正在机器人化工程机械如装载机、搅拌机、摊铺机、盾构机器人等正在机器人化工程机械如装载机、搅拌机、摊铺机、盾构机器人等正在研究和完善中；研究和完善中；研究和完善中；研究和完善中；21212121世

139、纪是人类走向海洋，向海洋要资源的世纪，我世纪是人类走向海洋，向海洋要资源的世纪，我世纪是人类走向海洋，向海洋要资源的世纪，我世纪是人类走向海洋，向海洋要资源的世纪，我国的系列水下机器人将承担起海洋探测的重任，为我国开发海洋作国的系列水下机器人将承担起海洋探测的重任，为我国开发海洋作国的系列水下机器人将承担起海洋探测的重任，为我国开发海洋作国的系列水下机器人将承担起海洋探测的重任，为我国开发海洋作出贡献；各种军用和特种机器人也得到了快速发展。出贡献；各种军用和特种机器人也得到了快速发展。出贡献；各种军用和特种机器人也得到了快速发展。出贡献；各种军用和特种机器人也得到了快速发展。浅谈机电一体化技术

140、的新发展（4）现场总线技术的新发展）现场总线技术的新发展现场总线技术自现场总线技术自现场总线技术自现场总线技术自20202020世纪世纪世纪世纪70707070年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，年代诞生至今，由于它在减少系统线缆，简化系统安装、维护和管理，简化系统安装、维护和管理，简化系统安装、维护和管理，简化系统安装、维护和管理， 降低系统的投资和运行成本，增强系降低系统的投资和运行成本，增强系降低系统的投资和运行成本，增强系降低系统的投资和运行成本，增强系统性能等方面的优越性，得到了大范围的推广，导致了自动控制领域统

141、性能等方面的优越性，得到了大范围的推广，导致了自动控制领域统性能等方面的优越性，得到了大范围的推广，导致了自动控制领域统性能等方面的优越性，得到了大范围的推广，导致了自动控制领域的一场革命。现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性的的一场革命。现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性的的一场革命。现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性的的一场革命。现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性的优点，必然成为未来自动化技术发展的主流，对传统的优点，必然成为未来自动化技术发展的主流，对传统的优点，必然成为未来自动化技术发展的主流，对传统的优点，必然成为未来自动化技术发展的主流

142、，对传统的PLCPLCPLCPLC、DCSDCSDCSDCS系统系统系统系统形成了巨大的冲击。形成了巨大的冲击。形成了巨大的冲击。形成了巨大的冲击。FCSFCSFCSFCS已不再是一种预测、一种设想，而是实实在已不再是一种预测、一种设想，而是实实在已不再是一种预测、一种设想，而是实实在已不再是一种预测、一种设想，而是实实在在的作为先进控制系统产品出现在市场上。在的作为先进控制系统产品出现在市场上。在的作为先进控制系统产品出现在市场上。在的作为先进控制系统产品出现在市场上。 现场总线在控制领域崭现场总线在控制领域崭现场总线在控制领域崭现场总线在控制领域崭露头角不过是最近几年，然而其来势凶涌，且有

143、愈演愈烈之趋势。那露头角不过是最近几年，然而其来势凶涌，且有愈演愈烈之趋势。那露头角不过是最近几年，然而其来势凶涌，且有愈演愈烈之趋势。那露头角不过是最近几年，然而其来势凶涌，且有愈演愈烈之趋势。那么，究竟什么是现场总线？什么是现场总线控制系统？现场总线控制么，究竟什么是现场总线？什么是现场总线控制系统？现场总线控制么，究竟什么是现场总线？什么是现场总线控制系统？现场总线控制么，究竟什么是现场总线？什么是现场总线控制系统？现场总线控制系统较之目前在工控界仍占主导地位的集散控制系统（系统较之目前在工控界仍占主导地位的集散控制系统（系统较之目前在工控界仍占主导地位的集散控制系统（系统较之目前在工控

144、界仍占主导地位的集散控制系统（DCSDCSDCSDCS）有何特）有何特）有何特）有何特点和优点？在现场总线标准尚未统一之前，能采用吗？若欲采用，点和优点？在现场总线标准尚未统一之前，能采用吗？若欲采用，点和优点？在现场总线标准尚未统一之前，能采用吗？若欲采用，点和优点？在现场总线标准尚未统一之前，能采用吗？若欲采用，40404040多种现场总线，应选用哪一种？多种现场总线，应选用哪一种？多种现场总线，应选用哪一种？多种现场总线，应选用哪一种？ 在现场总线诞生的初期，其主要功能是将当时的可编程逻辑控制在现场总线诞生的初期，其主要功能是将当时的可编程逻辑控制在现场总线诞生的初期，其主要功能是将当时

145、的可编程逻辑控制在现场总线诞生的初期，其主要功能是将当时的可编程逻辑控制器以一种较简洁的方式连接起来。计算机通信技术的引入大大增强了器以一种较简洁的方式连接起来。计算机通信技术的引入大大增强了器以一种较简洁的方式连接起来。计算机通信技术的引入大大增强了器以一种较简洁的方式连接起来。计算机通信技术的引入大大增强了现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。在分散型控制现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。在分散型控制现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。在分散型控制现场总线的功能，成为现场总线技术发展的主要趋势。在分散型控制系统，较早地在站间通信中采用了局域网；随着电子技

146、术的发展，许系统，较早地在站间通信中采用了局域网；随着电子技术的发展，许系统，较早地在站间通信中采用了局域网；随着电子技术的发展，许系统，较早地在站间通信中采用了局域网；随着电子技术的发展，许多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场；在过多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场；在过多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场；在过多站的功能已经可以在现场实现，因此通信也逐渐延伸到现场；在过程控制领域中，上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网；程控制领域中，上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网；程控制领域中，上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网；

147、程控制领域中，上层的通信也逐步统一到以太网和快速以太网；TCPTCPTCPTCPIPIPIPIP协议也进入过程控制领域。因为现场总线与一般计算机通信在功协议也进入过程控制领域。因为现场总线与一般计算机通信在功协议也进入过程控制领域。因为现场总线与一般计算机通信在功协议也进入过程控制领域。因为现场总线与一般计算机通信在功能、要求和结构上有所不同能、要求和结构上有所不同能、要求和结构上有所不同能、要求和结构上有所不同 ，计算机通信技术并不能取代现场总线。，计算机通信技术并不能取代现场总线。，计算机通信技术并不能取代现场总线。，计算机通信技术并不能取代现场总线。 浅谈机电一体化技术的新发展n n现场

148、总线（现场总线（现场总线（现场总线（FieldbusFieldbus）是）是）是）是2020世纪世纪世纪世纪9090年代初国际上发展形成的，年代初国际上发展形成的，年代初国际上发展形成的，年代初国际上发展形成的，用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智用于过程自动化、制造自动化、楼宇自动化等领域的现场智能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟能设备互连通讯网络。它作为工厂数字通信网络的基础，沟能设备互连通讯网络。它作

149、为工厂数字通信网络的基础，沟通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次通了生产过程现场及控制设备之间及其与更高控制管理层次之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、之间的联系。它不仅是一个基层网络，而且还是一种开放式、新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计

150、算机、数新型全分布控制系统。这项以智能传感、控制、计算机、数字通讯等技术为主要内容的综合技术一经提出，就倍受世界字通讯等技术为主要内容的综合技术一经提出，就倍受世界字通讯等技术为主要内容的综合技术一经提出，就倍受世界字通讯等技术为主要内容的综合技术一经提出，就倍受世界范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化范围的关注，成为自动化技术发展的热点，并将导致自动化系统结构与设备的深刻变革。国际上许多有实力、有影响的系统结构与设备的深刻变革。国际上许多有实力、有影响的系统结构与设备的深刻

151、变革。国际上许多有实力、有影响的系统结构与设备的深刻变革。国际上许多有实力、有影响的大公司集团都先后投入重金在不同程度上进行了现场总线技大公司集团都先后投入重金在不同程度上进行了现场总线技大公司集团都先后投入重金在不同程度上进行了现场总线技大公司集团都先后投入重金在不同程度上进行了现场总线技术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的术与产品的开发。现场总线设备的工作环境处于过程设备的最底层，作为工厂设备级基础通信网络，要求具有协议简单、最底层，作为工厂设备级基础通信网络，要求具有协

152、议简单、最底层，作为工厂设备级基础通信网络，要求具有协议简单、最底层，作为工厂设备级基础通信网络，要求具有协议简单、容错能力强、安全性好、成本低；具有一定的时间确定性和容错能力强、安全性好、成本低；具有一定的时间确定性和容错能力强、安全性好、成本低；具有一定的时间确定性和容错能力强、安全性好、成本低；具有一定的时间确定性和较高的实时性要求；还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、较高的实时性要求；还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、较高的实时性要求；还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、较高的实时性要求；还具有网络负载稳定，多数为短帧传送、信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络信息交换

153、频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络信息交换频繁等特点。由于上述特点，现场总线系统从网络结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。结构到通讯技术，都具有不同上层高速数据通信网的特色。 浅谈机电一体化技术的新发展 人们通常把现场总线系统的发展分为五代，即把人们通常把现场总线系统的发展分为五代，即把人们通常把现场总线系统的发展分为五代，即把人们通常把现场总线系统的发展分为五代，即把5050年代前年代前年代前年代前的气动信号控制

154、系统的气动信号控制系统的气动信号控制系统的气动信号控制系统PCSPCS称作第一代；把称作第一代；把称作第一代；把称作第一代；把4 420mA20mA等电动等电动等电动等电动模拟信号控制系统称为第二代；把数字计算机集中式控制模拟信号控制系统称为第二代；把数字计算机集中式控制模拟信号控制系统称为第二代；把数字计算机集中式控制模拟信号控制系统称为第二代；把数字计算机集中式控制系统称为第三代；而把系统称为第三代；而把系统称为第三代；而把系统称为第三代；而把7070年代中期以来的集散式分布控制年代中期以来的集散式分布控制年代中期以来的集散式分布控制年代中期以来的集散式分布控制系统系统系统系统DCSDCS

155、称为第四代；把现场总线控制系统称为第四代；把现场总线控制系统称为第四代；把现场总线控制系统称为第四代；把现场总线控制系统FCSFCS称为第五称为第五称为第五称为第五代。代。代。代。FCSFCS作为新一代控制系统，一方面，突破了作为新一代控制系统，一方面，突破了作为新一代控制系统，一方面，突破了作为新一代控制系统，一方面，突破了DCSDCS系统系统系统系统采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的采用通信专用网络的局限，采用了基于公开化、标准化的解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方

156、面把解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把解决方案，克服了封闭系统所造成的缺陷；另一方面把DCSDCS的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全的集中与分散相结合的集散系统结构，变成了新型全分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放分布式结构，把控制功能彻底下放到现场。可以说，开放性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。性、分散

157、性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。性、分散性与数字通讯是现场总线系统最显著的特征。 现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，现场总线技术在历经了群雄并起，分散割据的初始阶段后，尽管已有一定范围的磋商合并，但至今尚未形成完整统一尽管已有一定范围的磋商合并，但至今尚未形成完整统一尽管已有一定范围的磋商合并，但至今尚未形成完整统一尽管已有一定范围的磋商合并，但至今尚未形成完整统一的国际标准。其中具备较强实力和影响的有的国际标准。其中

158、具备较强实力和影响的有的国际标准。其中具备较强实力和影响的有的国际标准。其中具备较强实力和影响的有: : LonWorksLonWorks（LonLon） 、FoudationFieldbusFoudationFieldbus（FFFF）、）、）、）、 CAN CAN、 ProfibusProfibus、HARTHART、DuplineDupline等。它们具有各自的特色，在等。它们具有各自的特色，在等。它们具有各自的特色，在等。它们具有各自的特色，在不同应用领域形成了自己的优势不同应用领域形成了自己的优势不同应用领域形成了自己的优势不同应用领域形成了自己的优势 。浅谈机电一体化技术的新发展

159、现场总线的技术特点现场总线的技术特点现场总线的技术特点现场总线的技术特点 1 1）系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设）系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设）系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设）系统的开放性。开放系统是指通信协议公开，各不同厂家的设备之间可进行互连并实现信息交换；现场总线开发者就是要致力于建备之间可进行互连并实现信息交换；现场总线开发者就是要致力于建备之间可进行互连并实现信息交换；现场总线开发者就是要致力于建备之间可进行互连并实现信息交换；现场总线开发者就是要致力于建立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准

160、的一立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一立统一的工厂底层网络的开放系统。这里的开放是指对相关标准的一致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任致、公开性，强调对标准的共识与遵从。一个开放系统，它可以与任何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现

161、场总何遵守相同标准的其它设备或系统相连。一个具有总线功能的现场总线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。线网络系统必须是开放的，开放系统把系统集成的权利交给了用户。用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的用户可按自己的需要和对象把来自不同供应商的产品组成大小随意的系统。系统。系统。系统。 2 2）互可操作性与互用性，这

162、里的互可操作性，是指实现互连设备）互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备）互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备）互可操作性与互用性，这里的互可操作性，是指实现互连设备间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通间、系统间的信息传送与沟通，可实行点对点，一点对多点的数字通信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类

163、似的设备可进行互换而信。而互用性则意味着不同生产厂家的性能类似的设备可进行互换而实现互用。实现互用。实现互用。实现互用。 3 3）现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、）现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、）现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、）现场设备的智能化与功能自治性。它将传感测量、补偿计算、工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可工程量处理与控制等功能分散到现场设备中完成，仅靠现场设备即可完成自动

164、控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。完成自动控制的基本功能，并可随时诊断设备的运行状态。 4 4）系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制）系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制）系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制）系统结构的高度分散性。由于现场设备本身已可完成自动控制的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控

165、制系统的体系的基本功能，使得现场总线已构成一种新的全分布式控制系统的体系结构。从根本上改变了现有结构。从根本上改变了现有结构。从根本上改变了现有结构。从根本上改变了现有DCSDCS集中与分散相结合的集散控制系统体集中与分散相结合的集散控制系统体集中与分散相结合的集散控制系统体集中与分散相结合的集散控制系统体系，简化了系统结构，提高了可靠性。系，简化了系统结构，提高了可靠性。系，简化了系统结构，提高了可靠性。系，简化了系统结构，提高了可靠性。 5 5）对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为工厂网络底）对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为工厂网络底）对现场环境的适应性。工作在现场设备

166、前端，作为工厂网络底）对现场环境的适应性。工作在现场设备前端，作为工厂网络底层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、层的现场总线，是专为在现场环境工作而设计的，它可支持双绞线、同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，同轴电缆、光缆、射频、红外线、电力线等，具有较强的抗干扰能力，能采用两线制实现送电与通信，并可满足

167、本质安全防爆要求等。能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。能采用两线制实现送电与通信，并可满足本质安全防爆要求等。浅谈机电一体化技术的新发展（2）Lon总线的优缺点总线的优缺点LonWorks是一具有强劲实力和影响的现是一具有强劲实力和影响的现场总线技术，它是由美国场总线技术，它是由美国Ecelon（埃施朗）公（埃施朗）公司推出并与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于司推出并与摩托罗拉、东芝公司共同倡导，于90年代正式公布而形成的。它采用了年代正式公布而形成的。它采用了ISO/OSI模型的全部七层通讯协议，面向对象的设计方模型

168、的全部七层通讯协议，面向对象的设计方法；通过网络变量把网络通信设计简化为参数法；通过网络变量把网络通信设计简化为参数设置；其通信速率从设置；其通信速率从300bps至至15Mbps不等；不等；直接通信距离可达到直接通信距离可达到2700m(78kbps，双绞线，双绞线)；支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外；支持双绞线、同轴电缆、光纤、射频、红外线、电源线等多种通信介质；并开发相应的本线、电源线等多种通信介质；并开发相应的本安防爆产品；被誉为通用控制网络。安防爆产品；被誉为通用控制网络。 浅谈机电一体化技术的新发展n nLonWorks技术所采用的技术所采用的LonTalk协议被封装在协议被

169、封装在称之为称之为Neuron的芯片中并得以实现。集成芯片中的芯片中并得以实现。集成芯片中有有3个个8位位CPU：一个用于完成开放互连模型中第：一个用于完成开放互连模型中第 1 2层的功能，称为媒体访问控制层的功能，称为媒体访问控制CPU，实现介质，实现介质访问的控制与处理访问的控制与处理 ；第二个用于完成第；第二个用于完成第36层的层的功能，称为网络功能，称为网络CPU，进行网络变量处理的寻址、，进行网络变量处理的寻址、处理、背景诊断、函数路径选择、软件计量、网络处理、背景诊断、函数路径选择、软件计量、网络管理，并负责网络通信控制、收发数据包等；第三管理，并负责网络通信控制、收发数据包等；第

170、三个是应用个是应用CPU，执行操作系统服务与用户代码。芯，执行操作系统服务与用户代码。芯片中还具有存储信息缓冲区，以实现片中还具有存储信息缓冲区，以实现CPU之间的信之间的信息传递，并作为网络缓冲区和应用缓冲区。如息传递，并作为网络缓冲区和应用缓冲区。如Motorola公司生产的神经元集成芯片公司生产的神经元集成芯片MC143120E2就包含了就包含了2KRAM和和2KEEPROM。 浅谈机电一体化技术的新发展n nLonWorksLonWorks技术的不断推广应用促成了神经元芯片的低技术的不断推广应用促成了神经元芯片的低技术的不断推广应用促成了神经元芯片的低技术的不断推广应用促成了神经元芯片

171、的低成本，而芯片的低成本又反过来推动了成本，而芯片的低成本又反过来推动了成本，而芯片的低成本又反过来推动了成本，而芯片的低成本又反过来推动了LonWorksLonWorks技术技术技术技术的推广应用，形成了良好循环。的推广应用，形成了良好循环。的推广应用，形成了良好循环。的推广应用，形成了良好循环。LonWorksLonWorks公司的技术公司的技术公司的技术公司的技术策略是鼓励各策略是鼓励各策略是鼓励各策略是鼓励各OEMOEM开发商运用开发商运用开发商运用开发商运用LonWorksLonWorks技术和神经元技术和神经元技术和神经元技术和神经元芯片，开发自己的应用产品，目前已有芯片，开发自己

172、的应用产品，目前已有芯片，开发自己的应用产品，目前已有芯片，开发自己的应用产品，目前已有26002600多家公司在多家公司在多家公司在多家公司在不同程度上卷入了不同程度上卷入了不同程度上卷入了不同程度上卷入了LonWorksLonWorks技术；技术；技术；技术；10001000多家公司已经多家公司已经多家公司已经多家公司已经推出了推出了推出了推出了LonWorksLonWorks产品，并进一步组织起产品，并进一步组织起产品，并进一步组织起产品，并进一步组织起LonWarkLonWark互操互操互操互操作协会，开发推广作协会，开发推广作协会，开发推广作协会，开发推广LonWorksLonWor

173、ks技术与产品。它被广泛应技术与产品。它被广泛应技术与产品。它被广泛应技术与产品。它被广泛应用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、用在楼宇自动化、家庭自动化、保安系统、办公设备、运输设备、工业过程控制等行业。为了支持运输设备、工业过程控制等行业。为了支持运输设备、工业过程控制等行业。为了支持运输设备、工业过程控制等行业。为了支持LonWorksLonWorks与其他协议和网络之间的互连与互操作，该公司已开发与其他协议和网络之间的互连与互操作，该公司已开发与其他协议和网络之间的互连与互操作，

174、该公司已开发与其他协议和网络之间的互连与互操作，该公司已开发出各种网关，以便将出各种网关，以便将出各种网关，以便将出各种网关，以便将LonWorksLonWorks与以太网和与以太网和与以太网和与以太网和FFFF、ModbusModbus、DeviceNetDeviceNet、ProfibusProfibus、SerplexSerplex等总线互连为等总线互连为等总线互连为等总线互连为系统，从世界任何角落远程对现场设备进行配置、监视、系统，从世界任何角落远程对现场设备进行配置、监视、系统，从世界任何角落远程对现场设备进行配置、监视、系统，从世界任何角落远程对现场设备进行配置、监视、控制和管理。

175、控制和管理。控制和管理。控制和管理。 浅谈机电一体化技术的新发展另外，在开发智能通信接口、智能传感器方面，另外，在开发智能通信接口、智能传感器方面，LonWorks神经元芯片也具有独特的优势。神经元芯片也具有独特的优势。LonWorks技术已经被美国暖通工程师协会技术已经被美国暖通工程师协会ASRE定定为建筑自动化协议为建筑自动化协议BACnet的一个标准；美国消费电的一个标准；美国消费电子制造商协会也以子制造商协会也以LonWorks技术为基础制定了技术为基础制定了EIA-709标准；标准；。 这样，这样，LonWorks已经建立了一套从协议开发、已经建立了一套从协议开发、芯片设计、芯片制造

176、、控制模块开发制造、芯片设计、芯片制造、控制模块开发制造、OEM控控制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列制产品、最终控制产品、分销、系统集成等一系列完整的开发、制造、推广、应用体系结构，吸引了完整的开发、制造、推广、应用体系结构，吸引了数万家企业参与到这项工作中来，这对于一种技术数万家企业参与到这项工作中来，这对于一种技术的推广、应用有很大的促进作用。的推广、应用有很大的促进作用。浅谈机电一体化技术的新发展（3 3）节省维护开销。由于总线控制设备具有自诊断与）节省维护开销。由于总线控制设备具有自诊断与）节省维护开销。由于总线控制设备具有自诊断与）节省维护开销。由于总线控制设备具有自诊断

177、与故障处理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息故障处理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息故障处理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息故障处理的能力，并通过数字通信将相关的诊断维护信息送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信送往控制室，用户可以查询所有设备的运行，诊断维护信息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停工息，以便早期分析故障原因并快速排除。缩短了维护停

178、工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工时间，同时由于系统结构简化，连线简单而减少了维护工作量。作量。作量。作量。 （4 4）用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由）用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由）用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由）用户具有高度的系统集成主动权。用户可以自由选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避免因选择了某选择不同厂商所提供的设备来集成系统。避

179、免因选择了某一品牌的产品被一品牌的产品被一品牌的产品被一品牌的产品被“ “框死框死框死框死” ”了设备的选择范围，不会为系统了设备的选择范围，不会为系统了设备的选择范围，不会为系统了设备的选择范围，不会为系统集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程集成中不兼容的协议、接口而一筹莫展，使系统集成过程中的主动权完全掌握在用户手中。中的主动权完全掌握在用户手中。中的主动权完全掌握在用户手中。中的主动权完全掌握在用户手中。 （5 5）提高了系统的准确性与可靠性。由于现场总线设）提高了系统的准确

180、性与可靠性。由于现场总线设）提高了系统的准确性与可靠性。由于现场总线设）提高了系统的准确性与可靠性。由于现场总线设备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高备的智能化、数字化，与模拟信号相比，它从根本上提高了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系了测量与控制的准确度，减少了传送误差。同时，由于系统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强统的结构简化，设备与连线减少，现场仪

181、表内部功能加强统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强统的结构简化，设备与连线减少，现场仪表内部功能加强: :减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，减少了信号的往返传输，提高了系统的工作可靠性。此外，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，由于它的设备标准化和功能模块化，因而还具有设计简单，易于重构等优点。易于重构等优点。易于重构等优点。易于重构等优点。

182、 浅谈机电一体化技术的新发展LonLon总线作为一种现场总线，特别是其系统结构的简化，总线作为一种现场总线，特别是其系统结构的简化，总线作为一种现场总线，特别是其系统结构的简化，总线作为一种现场总线，特别是其系统结构的简化，使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修使控制系统的设计、安装、投运到正常生产运行及其检修维护，都体现出现场总线的优越性：维护，都体现出现场总线的优越性：维护，都体现出现场总线的优越性：维护，都体现出现场总线的优越性： （1 1）节省硬件数量与投资。由于）节省硬件数

183、量与投资。由于）节省硬件数量与投资。由于）节省硬件数量与投资。由于n n总线系统中分散在总线系统中分散在总线系统中分散在总线系统中分散在设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和设备前端的智能设备能直接执行多种传感、控制、报警和计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控计算功能，因而可减少变送器的数量，不再需要单独的控制器、计算单元等，也不再需要制器、计算单元等，也不再需要制器、计

184、算单元等，也不再需要制器、计算单元等，也不再需要DCSDCS系统的信号调理、转系统的信号调理、转系统的信号调理、转系统的信号调理、转换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控换、隔离技术等功能单元及其复杂接线，还可以用工控PCPC机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设机作为操作站，从而节省了一大笔硬件投资，由于控制设备的减少，还可减少控制室的占地面积。备的减少，还可减少控制室的占地面

185、积。备的减少，还可减少控制室的占地面积。备的减少，还可减少控制室的占地面积。 （2 2）节省安装费用。总线系统的接线十分简单，由）节省安装费用。总线系统的接线十分简单，由）节省安装费用。总线系统的接线十分简单，由）节省安装费用。总线系统的接线十分简单，由于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电于一对双绞线或一条电缆上通常可挂接多个设备，因而电缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与

186、接头缆、端子、槽盒、桥架的用量大大减少，连线设计与接头校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，校对的工作量也大大减少。当需要增加现场控制设备时，无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省无需增设新的电缆，可就近连接在原有的电缆上，既节省了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型

187、试验了投资，也减少了设计、安装的工作量。据有关典型试验工程的测算资料，可节约安装费用达工程的测算资料，可节约安装费用达工程的测算资料，可节约安装费用达工程的测算资料，可节约安装费用达60%60%以上。以上。以上。以上。 浅谈机电一体化技术的新发展 与其他现场总线相比，与其他现场总线相比，与其他现场总线相比，与其他现场总线相比，LonWorksLonWorks总线技术还具有下列明显总线技术还具有下列明显总线技术还具有下列明显总线技术还具有下列明显优势优势优势优势: :（1 1）使控制网络结构简单、布线容易、更改方便，并可灵）使控制网络结构简单、布线容易、更改方便，并可灵）使控制网络结构简单、布线

188、容易、更改方便，并可灵）使控制网络结构简单、布线容易、更改方便，并可灵活地采用自由拓扑结构，选择双绞线、电力线或其他通信活地采用自由拓扑结构，选择双绞线、电力线或其他通信活地采用自由拓扑结构，选择双绞线、电力线或其他通信活地采用自由拓扑结构，选择双绞线、电力线或其他通信媒体混合使用，在许多场合可以避免重新布线。媒体混合使用，在许多场合可以避免重新布线。媒体混合使用，在许多场合可以避免重新布线。媒体混合使用，在许多场合可以避免重新布线。（2 2）容易对各种监控系统，如：设备和设施监控系统、环）容易对各种监控系统，如：设备和设施监控系统、环）容易对各种监控系统，如：设备和设施监控系统、环）容易对各

189、种监控系统，如：设备和设施监控系统、环境监控系统、安防系统、火灾报警系统等，按照应用要求境监控系统、安防系统、火灾报警系统等，按照应用要求境监控系统、安防系统、火灾报警系统等，按照应用要求境监控系统、安防系统、火灾报警系统等，按照应用要求进行互联，实现系统总集成，使各系统之间按要求实现联进行互联，实现系统总集成，使各系统之间按要求实现联进行互联，实现系统总集成，使各系统之间按要求实现联进行互联，实现系统总集成，使各系统之间按要求实现联动和信息共享。动和信息共享。动和信息共享。动和信息共享。（3 3）容易与管理微机局域网络实现联网和信息共享。）容易与管理微机局域网络实现联网和信息共享。）容易与管

190、理微机局域网络实现联网和信息共享。）容易与管理微机局域网络实现联网和信息共享。（4 4）可通过）可通过）可通过）可通过InternetInternet在全世界的任何角落实现设备的远程配在全世界的任何角落实现设备的远程配在全世界的任何角落实现设备的远程配在全世界的任何角落实现设备的远程配置、监控和管理，有助于全局的集中管控，包括设备的远置、监控和管理，有助于全局的集中管控，包括设备的远置、监控和管理，有助于全局的集中管控，包括设备的远置、监控和管理，有助于全局的集中管控，包括设备的远程监测、远程控制和远程诊断。程监测、远程控制和远程诊断。程监测、远程控制和远程诊断。程监测、远程控制和远程诊断。（

191、5 5）LonWorksLonWorks的互操作性保证总体规划和分步实施能顺利的互操作性保证总体规划和分步实施能顺利的互操作性保证总体规划和分步实施能顺利的互操作性保证总体规划和分步实施能顺利实现。系统设计和实施的各个阶段采用统一的平台，统一实现。系统设计和实施的各个阶段采用统一的平台，统一实现。系统设计和实施的各个阶段采用统一的平台，统一实现。系统设计和实施的各个阶段采用统一的平台，统一的协议，统一的工具，而分步实施过程中的各个系统设备的协议，统一的工具，而分步实施过程中的各个系统设备的协议，统一的工具，而分步实施过程中的各个系统设备的协议，统一的工具，而分步实施过程中的各个系统设备可以根据

192、市场情况及性能价格比灵活选择。可以根据市场情况及性能价格比灵活选择。可以根据市场情况及性能价格比灵活选择。可以根据市场情况及性能价格比灵活选择。 浅谈机电一体化技术的新发展（6 6）遥信、遥测、遥控、遥调、设备监控与设施监控可）遥信、遥测、遥控、遥调、设备监控与设施监控可）遥信、遥测、遥控、遥调、设备监控与设施监控可）遥信、遥测、遥控、遥调、设备监控与设施监控可以采用同一控制网络平台，有利于系统的实施、管理和以采用同一控制网络平台，有利于系统的实施、管理和以采用同一控制网络平台，有利于系统的实施、管理和以采用同一控制网络平台，有利于系统的实施、管理和维护。维护。维护。维护。（7 7）LonWo

193、rksLonWorks的通信协议（即的通信协议（即的通信协议（即的通信协议（即LonTalkLonTalk协议）已成为许协议）已成为许协议）已成为许协议）已成为许多国家和国际标准化组织采纳的控制网络通信协议的标多国家和国际标准化组织采纳的控制网络通信协议的标多国家和国际标准化组织采纳的控制网络通信协议的标多国家和国际标准化组织采纳的控制网络通信协议的标准。也是我国建设部和信息产业部正在制订的建筑及准。也是我国建设部和信息产业部正在制订的建筑及准。也是我国建设部和信息产业部正在制订的建筑及准。也是我国建设部和信息产业部正在制订的建筑及住宅社区控制网络通信协议国家标准首选的参照标准。住宅社区控制网

194、络通信协议国家标准首选的参照标准。住宅社区控制网络通信协议国家标准首选的参照标准。住宅社区控制网络通信协议国家标准首选的参照标准。其开放性和互操作性保证了系统的标准化、可持续发展其开放性和互操作性保证了系统的标准化、可持续发展其开放性和互操作性保证了系统的标准化、可持续发展其开放性和互操作性保证了系统的标准化、可持续发展和建设，以保证投资者的长期利益。和建设，以保证投资者的长期利益。和建设，以保证投资者的长期利益。和建设，以保证投资者的长期利益。（8 8）LonWorksLonWorks功能强大的网络管理服务体系，使网络配功能强大的网络管理服务体系，使网络配功能强大的网络管理服务体系，使网络配

195、功能强大的网络管理服务体系，使网络配置、管理、监控、维护非常方便，适用于各种不同类型置、管理、监控、维护非常方便，适用于各种不同类型置、管理、监控、维护非常方便，适用于各种不同类型置、管理、监控、维护非常方便，适用于各种不同类型的应用，和不同规模的控制网络。的应用，和不同规模的控制网络。的应用，和不同规模的控制网络。的应用，和不同规模的控制网络。（9 9） LonWorks LonWorks完备的开发工具适合各种不同的开发要完备的开发工具适合各种不同的开发要完备的开发工具适合各种不同的开发要完备的开发工具适合各种不同的开发要求，使开发者很容易掌握和使用，以最快的速度开发出求，使开发者很容易掌握

196、和使用，以最快的速度开发出求，使开发者很容易掌握和使用，以最快的速度开发出求，使开发者很容易掌握和使用，以最快的速度开发出产品。产品。产品。产品。（1010） LonWorks LonWorks备有成套的培训教材和课程设置体系，备有成套的培训教材和课程设置体系，备有成套的培训教材和课程设置体系，备有成套的培训教材和课程设置体系，内容涉及各种技术层面，可对教师和学生进行有针对性内容涉及各种技术层面，可对教师和学生进行有针对性内容涉及各种技术层面，可对教师和学生进行有针对性内容涉及各种技术层面，可对教师和学生进行有针对性的、系统的培训。的、系统的培训。的、系统的培训。的、系统的培训。 浅谈机电一体

197、化技术的新发展然而遗憾的是目前各然而遗憾的是目前各Lon厂家生产的神经元芯厂家生产的神经元芯片输入时钟的最大频率只有片输入时钟的最大频率只有10MHz，这对于一，这对于一般的应用足够了，但是对于某些高速或者要求般的应用足够了，但是对于某些高速或者要求网络响应速度较快的情况，会有些力不从心，网络响应速度较快的情况，会有些力不从心，所以在使用的时候，为了以后扩展系统方便，所以在使用的时候，为了以后扩展系统方便，一般都将神经元芯片和其他微处理器联合使用；一般都将神经元芯片和其他微处理器联合使用；Echelon公司推出的公司推出的Lon技术是一套完整地解决技术是一套完整地解决方案，从硬件到软件，还包括

198、各种开发工具，方案，从硬件到软件，还包括各种开发工具，但是其昂贵的价格却令好多用户望而生畏。其但是其昂贵的价格却令好多用户望而生畏。其中一个重要的原因就是好多产品现在还是中一个重要的原因就是好多产品现在还是Echelon公司一家垄断，而与其竞争的对手还公司一家垄断，而与其竞争的对手还不够强大，这也是一门新技术兴起的一个必须不够强大，这也是一门新技术兴起的一个必须经历的阶段。经历的阶段。浅谈机电一体化技术的新发展3“LonWorks”“LonWorks”现场总线的核心技术和网络自由拓扑结构现场总线的核心技术和网络自由拓扑结构现场总线的核心技术和网络自由拓扑结构现场总线的核心技术和网络自由拓扑结构

199、 LON网络系统是由智能节点组成，每个智能节点可网络系统是由智能节点组成，每个智能节点可具有多种型式的具有多种型式的IO功能，节点之间可通过不同的功能，节点之间可通过不同的传输媒介进行通信，并遵守传输媒介进行通信，并遵守ISOOSI的的7层协议。层协议。LonWorks技术是诸多现场总线中唯一涵盖技术是诸多现场总线中唯一涵盖Sensor Bus、Device Bus和和Field Bus三种应用层次的总线技三种应用层次的总线技术；是目前各种现场总线中技术最完整、应用领域术；是目前各种现场总线中技术最完整、应用领域最广的一种技术。最广的一种技术。LonWorks作为一个完整的控制作为一个完整的控

200、制网络平台，包括网络的设计、开发、安装和调试、网络平台，包括网络的设计、开发、安装和调试、监控等一整套工具，以及从神经元芯片、智能收发监控等一整套工具，以及从神经元芯片、智能收发器、网络接口、路由器、中继器、器、网络接口、路由器、中继器、IP网络连接设备、网络连接设备、网络操作系统一整套完整的端到端解决方案，其核网络操作系统一整套完整的端到端解决方案，其核心技术是神经元通信控制微处理器芯片和心技术是神经元通信控制微处理器芯片和LonTalk通信协议。通信协议。浅谈机电一体化技术的新发展（1）神经元通信控制微处理器芯片（）神经元通信控制微处理器芯片（Neuron Chip）：它是）：它是LonW

201、orks技术的核心器件，技术的核心器件，是一种集通信、控制、调度和是一种集通信、控制、调度和IO支持为一支持为一体的高级体的高级VLSI器件。它内含器件。它内含3个个8位的流水位的流水线线CPU。在片内存储单元中固化了。在片内存储单元中固化了7层通信层通信协议中的协议中的6层内容，只有第层内容，只有第7层需用户编写。层需用户编写。它有它有11个可编程的个可编程的IO引脚，可组成引脚，可组成34种工种工作模式（作模式（I/O对象），并有对象），并有5个通信引脚可组个通信引脚可组成成3种通信模式，最高时钟频率为种通信模式，最高时钟频率为40MHz，有有2个个16位定时器计数器，一个位定时器计数器，

202、一个48位编码位编码的内部标识符的内部标识符Neuron ID，一个用于远程标，一个用于远程标识和诊断的识和诊断的Service引脚。引脚。浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展（2）LonTalk通信协议：通信协议：LonTalk是是LonWorks技术的通信协议的标准，与其他现场总线技技术的通信协议的标准，与其他现场总线技术不同的是，它提供了对应于术不同的是，它提供了对应于ISOOSI开放开放系统互连七层参考模型所有各层的服务。系统互连七层参考模型所有各层的服务。 LonTalk协议采用一种基于载波侦听多路协议采用一种基于载波侦听多路访问介质访问控制（访问介质访问控制（CSM

203、AMAC）并且）并且针对控制应用进行了优化的新型通信模式，针对控制应用进行了优化的新型通信模式，称为带预测的称为带预测的PPersistent CSMA算法。算法。LonTalk协议支持多种传输介质，如双绞线、协议支持多种传输介质，如双绞线、电力线、超声波、光纤、无线射频，红外线电力线、超声波、光纤、无线射频，红外线和信源线（和信源线（link power）以及）以及IP等。等。 浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展1.物理层面物理层面;物理性收发功能物理性收发功能;与特别介质接口计划与特别介质接口计划调制（调制（TP、 PL、RF、同轴电缆、紫外线）、同轴电缆、紫外线）;2.

204、数据连接层面数据连接层面;介质访问（介质访问（Access）;Farming、数据编码、检查数据编码、检查CRC错误介质访问、回避冲突与错误介质访问、回避冲突与检查、优先顺序；检查、优先顺序；3.网络层面；传输短消息；单元传输网络层面；传输短消息；单元传输-多点传输、多点传输、寻址、数据包路由选择；寻址、数据包路由选择；4.传输层面；保障可靠的通信；服务类型、数据包传输层面；保障可靠的通信；服务类型、数据包序列、重复检查；序列、重复检查；5.通话层面；提供控制功能；要求应答通话层面；提供控制功能；要求应答6.图象层面；对数据形态及结构的一致；网络变量、图象层面；对数据形态及结构的一致；网络变量

205、、应用短消息；应用短消息；7.应用层面；提供应用服务；标准对象与类型、构应用层面；提供应用服务；标准对象与类型、构成属性、传输文件、网络服务成属性、传输文件、网络服务浅谈机电一体化技术的新发展每一种介质称为一种信道，每一种信道都有专每一种介质称为一种信道，每一种信道都有专用的收发器（用的收发器（transceiver）作为智能节点和通信介）作为智能节点和通信介质之间的接口器件。不同信道之间使用路由器质之间的接口器件。不同信道之间使用路由器（router）进行连接。各种传输介质具有不同的传）进行连接。各种传输介质具有不同的传输速率，最高为输速率，最高为1.25Mbps（IP信道可支持信道可支持1

206、0-100Mbps）。传输报文每帧的最高有效字节为）。传输报文每帧的最高有效字节为228个，普通双绞线信道最远的传输距离为个，普通双绞线信道最远的传输距离为27公里。公里。LonTalk协议支持各种规模的网络，每个域最多可协议支持各种规模的网络，每个域最多可连接连接3.2万个节点，可有万个节点，可有3.2万个域。万个域。LonTalk协议协议支持全分布式的对等层点到点（支持全分布式的对等层点到点（Peer to Peer）的）的通信，节点可以组成总线型、环型、树型等多种拓通信，节点可以组成总线型、环型、树型等多种拓扑网络结构，特别值得一提的是还可以组成自由拓扑网络结构，特别值得一提的是还可以组

207、成自由拓扑结构，它是各种常规拓扑结构的组合。其拓扑结扑结构，它是各种常规拓扑结构的组合。其拓扑结构图如图构图如图1所示。所示。 浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展 4.Lon总线技术的开发应用总线技术的开发应用 Lon总线技术的应用开发使用总线技术的应用开发使用NodeBuilder开开发工具。它是开发发工具。它是开发LonWorks节点的工作平台；节点的工作平台；是硬件和软件开发工具的集合；支持使用一是硬件和软件开发工具的集合；支持使用一种称为种称为Neuron C的语言进行编程；这是一种的语言进行编程；这是一种面向对象的开发和设计方法；可用来编程和面向对象的开发和设计方法

208、；可用来编程和调试单个节点。与调试单个节点。与NodeBuilder开发工具一起开发工具一起提供的提供的LonMaker网络集成工具，可用来将单网络集成工具，可用来将单个节点集成到个节点集成到LonWorks网络中，通过网络变网络中，通过网络变量进行节点之间的逻辑安装，并提供网络设量进行节点之间的逻辑安装，并提供网络设计、网络配置、网络启动、网络测试、网络计、网络配置、网络启动、网络测试、网络管理和网络维护等一体化工具。管理和网络维护等一体化工具。浅谈机电一体化技术的新发展 为了使用户方便地进行应用开发，为了使用户方便地进行应用开发，Echelon公司提公司提供了多种模块化系列的硬件和软件产品

209、，其中包括：供了多种模块化系列的硬件和软件产品，其中包括： （1 1） 收发器：完成对发送和接收的信息进行编码和解码，收发器：完成对发送和接收的信息进行编码和解码，收发器：完成对发送和接收的信息进行编码和解码，收发器：完成对发送和接收的信息进行编码和解码，不同的通信介质采用不同型号的收发器。不同的通信介质采用不同型号的收发器。不同的通信介质采用不同型号的收发器。不同的通信介质采用不同型号的收发器。EchelonEchelon公司最公司最公司最公司最新的第三代双绞线和电力线智能收发器，将神经元芯片核新的第三代双绞线和电力线智能收发器，将神经元芯片核新的第三代双绞线和电力线智能收发器，将神经元芯片

210、核新的第三代双绞线和电力线智能收发器，将神经元芯片核心和收发器心和收发器心和收发器心和收发器DSPDSP电路集成在一个芯片中，大大提高了产品电路集成在一个芯片中，大大提高了产品电路集成在一个芯片中，大大提高了产品电路集成在一个芯片中，大大提高了产品的性能和开发应用的方便性。的性能和开发应用的方便性。的性能和开发应用的方便性。的性能和开发应用的方便性。 （2 2） 路由器：是连接不同信道的网络基础结构设备。用路由器：是连接不同信道的网络基础结构设备。用路由器：是连接不同信道的网络基础结构设备。用路由器：是连接不同信道的网络基础结构设备。用于提供网络路由，连接不同通信媒介、扩展网络节点数和于提供网

211、络路由，连接不同通信媒介、扩展网络节点数和于提供网络路由，连接不同通信媒介、扩展网络节点数和于提供网络路由，连接不同通信媒介、扩展网络节点数和通信距离等功能。不同信道之间使用的路由器具有不同的通信距离等功能。不同信道之间使用的路由器具有不同的通信距离等功能。不同信道之间使用的路由器具有不同的通信距离等功能。不同信道之间使用的路由器具有不同的型号。型号。型号。型号。 （3 3）LonTalkLonTalk网络接口适配器：网络接口适配器：网络接口适配器：网络接口适配器： 允许用户使用各种不同接允许用户使用各种不同接允许用户使用各种不同接允许用户使用各种不同接口方式，包括口方式，包括口方式，包括口方

212、式，包括PCIPCI总线插槽、总线插槽、总线插槽、总线插槽、PCPC卡接口、卡接口、卡接口、卡接口、EIA/RSEIA/RS232232串串串串行口等，把行口等，把行口等，把行口等，把PCPC连接到连接到连接到连接到LonWorksLonWorks网络上去。网络上去。网络上去。网络上去。浅谈机电一体化技术的新发展（4）控制模块：是一块包含）控制模块：是一块包含Neuron 3150神经元芯神经元芯片、收发器（或智能收发器）、片、收发器（或智能收发器）、Flash存储器和晶存储器和晶振的微缩电路卡。采用多层电路板和表面焊接的振的微缩电路卡。采用多层电路板和表面焊接的先进工艺，它是先进工艺，它是L

213、onWorks技术中智能节点的核心。技术中智能节点的核心。不同的通信介质和不同的网络拓扑结构应采用不不同的通信介质和不同的网络拓扑结构应采用不同型号的控制模块。同型号的控制模块。 （5）i.LON系列系列IP网络连接产品，包括网络连接产品，包括i.LON10以以太网适配器，太网适配器，i.LON100/ i.LON1000互联网服务器、互联网服务器、i.LON600 IP路由器，提供不同通信媒体的路由器，提供不同通信媒体的LonWorks控制网络与控制网络与IP网的无缝连接，使网的无缝连接，使LonWorks局部控制网络扩展为广域网络，为地理局部控制网络扩展为广域网络，为地理分布的大范围、多地

214、点的远程集中监控管理提供分布的大范围、多地点的远程集中监控管理提供了广阔的应用前景。了广阔的应用前景。浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展1.智能节点开发智能节点开发:(1)智能节点的智能节点的组成：神经芯片、收发器、存储组成：神经芯片、收发器、存储器、外围电路器、外围电路(以下分别介绍以下分别介绍:浅谈机电一体化技术的新发展(2)智能节点的智能节点的种类：种类：基于芯片的节点：节点内部的神经芯片用于数基于芯片的节点：节点内部的神经芯片用于数据处理。据处理。基于主机的节点基于主机的节点;神经芯片用于通信，而数据处神经芯片用于通

215、信，而数据处理由主机完成。理由主机完成。浅谈机电一体化技术的新发展智能节点的软件设计智能节点的软件设计 LonworksLonworks网络系统软件设计方法网络系统软件设计方法网络系统软件设计方法网络系统软件设计方法有三种：前两种是有三种：前两种是有三种：前两种是有三种：前两种是NodeBuilderNodeBuilder或或或或LonBuilderLonBuilder，它们使用，它们使用，它们使用，它们使用一种专门的编程语言一种专门的编程语言一种专门的编程语言一种专门的编程语言Neuron C;Neuron C;另一种是基于图形方式的另一种是基于图形方式的另一种是基于图形方式的另一种是基于图

216、形方式的软件开发工具软件开发工具软件开发工具软件开发工具 利用利用LonBuilder或或NodeBuilder进行软件设计进行软件设计Neuron C语言语言 主机在完成参量的采集、处理和存储主机在完成参量的采集、处理和存储主机在完成参量的采集、处理和存储主机在完成参量的采集、处理和存储后通过并行通信方式将测量结果发送给后通过并行通信方式将测量结果发送给后通过并行通信方式将测量结果发送给后通过并行通信方式将测量结果发送给NeuronNeuron芯片，由芯片，由芯片，由芯片，由NeuronNeuron芯片将测得的数据发送到芯片将测得的数据发送到芯片将测得的数据发送到芯片将测得的数据发送到Lon

217、WorksLonWorks网络上。因网络上。因网络上。因网络上。因此通信模块包括了此通信模块包括了此通信模块包括了此通信模块包括了89C5289C52与与与与NeuronNeuron芯片的通信和芯片的通信和芯片的通信和芯片的通信和NeuronNeuron芯片的网络通信两各部分。芯片的网络通信两各部分。芯片的网络通信两各部分。芯片的网络通信两各部分。NeuronNeuron芯片以并行从芯片以并行从芯片以并行从芯片以并行从B B方式方式方式方式与主机通信，在该方式下与主机通信，在该方式下与主机通信，在该方式下与主机通信，在该方式下NeuronNeuron芯片的芯片的芯片的芯片的IO0IO0IO7I

218、O7为双向为双向为双向为双向数据总线（其中数据总线（其中数据总线（其中数据总线（其中IO0IO0为数据的低位和握手信号共用位）、为数据的低位和握手信号共用位）、为数据的低位和握手信号共用位）、为数据的低位和握手信号共用位）、IO8IO8作为片选信号作为片选信号作为片选信号作为片选信号CS CS 、IO9IO9为读写控制信号为读写控制信号为读写控制信号为读写控制信号R/WR/W、IO10IO10作为选择输入作为选择输入作为选择输入作为选择输入A0,A0,主机与主机与主机与主机与NeuronNeuron芯片的通信程序流程图如芯片的通信程序流程图如芯片的通信程序流程图如芯片的通信程序流程图如图所示。

219、图所示。图所示。图所示。S_COUNTS_COUNT为发送位数计数器，每次发送的字节为发送位数计数器，每次发送的字节为发送位数计数器，每次发送的字节为发送位数计数器，每次发送的字节数为数为数为数为2626。每次传送时需先读取。每次传送时需先读取。每次传送时需先读取。每次传送时需先读取HSHS信号线，如信号线，如信号线，如信号线，如HSHS0 0 则表则表则表则表明明明明NeuronNeuron芯片已经准备好接收数据了，此时才可以发送芯片已经准备好接收数据了，此时才可以发送芯片已经准备好接收数据了，此时才可以发送芯片已经准备好接收数据了，此时才可以发送数据给数据给数据给数据给NeuronNeur

220、on芯片。芯片。芯片。芯片。NeuronNeuron芯片的网络通信芯片的网络通信芯片的网络通信芯片的网络通信浅谈机电一体化技术的新发展 通过网络变量来实现。网络变量是一种隐式消息的传送通过网络变量来实现。网络变量是一种隐式消息的传送通过网络变量来实现。网络变量是一种隐式消息的传送通过网络变量来实现。网络变量是一种隐式消息的传送方式，一个输出网络变量的更新可以引起所有与之相连方式，一个输出网络变量的更新可以引起所有与之相连方式，一个输出网络变量的更新可以引起所有与之相连方式，一个输出网络变量的更新可以引起所有与之相连的输入网络变量的更新，而不需要应用程序使用任何的的输入网络变量的更新，而不需要应

221、用程序使用任何的的输入网络变量的更新，而不需要应用程序使用任何的的输入网络变量的更新，而不需要应用程序使用任何的指令来接收或发送更新后的网络变量。因此本装置指令来接收或发送更新后的网络变量。因此本装置指令来接收或发送更新后的网络变量。因此本装置指令来接收或发送更新后的网络变量。因此本装置NeuronNeuron芯片的应用程序可以通过分别定义包含各电参量芯片的应用程序可以通过分别定义包含各电参量芯片的应用程序可以通过分别定义包含各电参量芯片的应用程序可以通过分别定义包含各电参量当前测量值的网络变量实现测量数据的网路共享当前测量值的网络变量实现测量数据的网路共享当前测量值的网络变量实现测量数据的网

222、路共享当前测量值的网络变量实现测量数据的网路共享. .网络网络网络网络变量定义的格式如下：变量定义的格式如下：变量定义的格式如下：变量定义的格式如下： network input | output netvar-modifier class type network input | output netvar-modifier class type connection-info identifierconnection-info identifier =initial-value =initial-valuen n程序中的网络变量应为输出型的网络变量，为便于数据程序中的网络变量应为输出型的网

223、络变量，为便于数据程序中的网络变量应为输出型的网络变量，为便于数据程序中的网络变量应为输出型的网络变量，为便于数据格式的通用性，类型（格式的通用性，类型（格式的通用性，类型（格式的通用性，类型（typetype）定义为标准网络变量）定义为标准网络变量）定义为标准网络变量）定义为标准网络变量SNVT_count_incSNVT_count_inc，该类型网络变量的数据类型为有符，该类型网络变量的数据类型为有符，该类型网络变量的数据类型为有符，该类型网络变量的数据类型为有符号长整形数，长度为号长整形数，长度为号长整形数，长度为号长整形数，长度为2 2个字节。个字节。个字节。个字节。浅谈机电一体化技

224、术的新发展NeuronNeuron芯片与芯片与芯片与芯片与80C196KC80C196KC之间采用并行（之间采用并行（之间采用并行（之间采用并行（ParallelParallel）通信）通信）通信）通信方式，工作方式为方式，工作方式为方式，工作方式为方式，工作方式为Slave BSlave B方式，对方式，对方式，对方式，对Parallel I/OParallel I/O对象进行对象进行对象进行对象进行显式配置的显式配置的显式配置的显式配置的Neuron CNeuron C语句和说明为：语句和说明为：语句和说明为：语句和说明为：IO_0 parallel slave | slave_b| ma

225、ster io_object_nameIO_0 parallel slave | slave_b| master io_object_nameParallel I/OParallel I/O对象虽然使用全部对象虽然使用全部对象虽然使用全部对象虽然使用全部1111个管脚，但只需说明管脚个管脚，但只需说明管脚个管脚，但只需说明管脚个管脚，但只需说明管脚IO_0IO_0即可，即可，即可，即可，slave| slave_b | master slave| slave_b | master 用于说明用于说明用于说明用于说明NeuronNeuron芯片芯片芯片芯片的工作模式。的工作模式。的工作模式。的工作

226、模式。io_object_nameio_object_name为用户给为用户给为用户给为用户给I/OI/O对象指定的名对象指定的名对象指定的名对象指定的名字。本程序对字。本程序对字。本程序对字。本程序对Parallel I/OParallel I/O对象的说明为：对象的说明为：对象的说明为：对象的说明为：IO_0 parallel slave_b ele_parIO_0 parallel slave_b ele_par为使用为使用为使用为使用NeuronNeuron芯片的芯片的芯片的芯片的Parallel I/O Parallel I/O 对象，对象，对象，对象，io_inio_in（）和（）

227、和（）和（）和io_outio_out（）函数需要一个指向（）函数需要一个指向（）函数需要一个指向（）函数需要一个指向parallel_io_interfaceparallel_io_interface结构的指针：结构的指针：结构的指针：结构的指针：struct parallel_io_interfacestruct parallel_io_interface unsigned lengthunsigned length； / /数据字段的长度数据字段的长度数据字段的长度数据字段的长度unsigned dataMaxlengthunsigned dataMaxlength； / /数据字段数据

228、字段数据字段数据字段piofcpiofc；浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展创建节点浅谈机电一体化技术的新发展浅谈机电一体化技术的新发展n抓住机遇，把我院办成创新型国家示范性高职院，本着“人无我有、人有我强”的原则，我们就关于我院电气工程系创建“LonWorks现代智能网络测控系统”实验室的技术方案提出具体申请建议，提请各位领导进行审查，并能立刻组织调研，早做决策，尽快实施。浅谈机电一体化技术的新发展n n本方案的硬件目标是创建一个特色鲜明突出、设备齐全本方案的硬件目标是创建一个特色鲜明突出、设备齐

229、全本方案的硬件目标是创建一个特色鲜明突出、设备齐全本方案的硬件目标是创建一个特色鲜明突出、设备齐全完善、高档次高品位的完善、高档次高品位的完善、高档次高品位的完善、高档次高品位的“LonWorks“LonWorks现代智能网络测控系现代智能网络测控系现代智能网络测控系现代智能网络测控系统实验室统实验室统实验室统实验室” ”，为我院楼宇智能化、计算机测控、机电一，为我院楼宇智能化、计算机测控、机电一，为我院楼宇智能化、计算机测控、机电一，为我院楼宇智能化、计算机测控、机电一体化等专业的相关课程，如体化等专业的相关课程，如体化等专业的相关课程，如体化等专业的相关课程，如“ “楼宇设备安装与调试楼宇

230、设备安装与调试楼宇设备安装与调试楼宇设备安装与调试” ”、“ “综合布线与网络工程综合布线与网络工程综合布线与网络工程综合布线与网络工程” ”、“ “楼宇智能化技术楼宇智能化技术楼宇智能化技术楼宇智能化技术” ”、“ “现现现现场总线技术场总线技术场总线技术场总线技术” ”、“ “传感器与自动检测传感器与自动检测传感器与自动检测传感器与自动检测” ”、“ “计算机控制计算机控制计算机控制计算机控制技术技术技术技术” ”、“ “计算机网络计算机网络计算机网络计算机网络” ”、“ “自动检测与转换技术自动检测与转换技术自动检测与转换技术自动检测与转换技术” ”、“ “机电一体化技术机电一体化技术机

231、电一体化技术机电一体化技术” ”等提供实验和实训基地；为高职高等提供实验和实训基地；为高职高等提供实验和实训基地；为高职高等提供实验和实训基地；为高职高专学生的课程设计、毕业设计及创新实验设计提供技术专学生的课程设计、毕业设计及创新实验设计提供技术专学生的课程设计、毕业设计及创新实验设计提供技术专学生的课程设计、毕业设计及创新实验设计提供技术平台和实践基地；也可为我院高年级学生，特别是有个平台和实践基地；也可为我院高年级学生，特别是有个平台和实践基地；也可为我院高年级学生，特别是有个平台和实践基地；也可为我院高年级学生，特别是有个性发展的学生，中青年教师，在职工程硕士研究生等有性发展的学生，中

232、青年教师，在职工程硕士研究生等有性发展的学生，中青年教师，在职工程硕士研究生等有性发展的学生，中青年教师，在职工程硕士研究生等有发展潜力的人员提供高挡次高品位的科技平台和研发基发展潜力的人员提供高挡次高品位的科技平台和研发基发展潜力的人员提供高挡次高品位的科技平台和研发基发展潜力的人员提供高挡次高品位的科技平台和研发基地；同时也可将该实验室作为我院的地；同时也可将该实验室作为我院的地；同时也可将该实验室作为我院的地；同时也可将该实验室作为我院的LonWorksLonWorks技术培训技术培训技术培训技术培训基地，为我国的四化建设加速培养急需紧缺的高素质高基地，为我国的四化建设加速培养急需紧缺的

233、高素质高基地，为我国的四化建设加速培养急需紧缺的高素质高基地，为我国的四化建设加速培养急需紧缺的高素质高技能智能网络测控人才。技能智能网络测控人才。技能智能网络测控人才。技能智能网络测控人才。 浅谈机电一体化技术的新发展5实验室建设内容实验室建设内容（1）培养学生对现场总线及控制网络的基本理论、）培养学生对现场总线及控制网络的基本理论、网络组态、智能设备开发等方面技术的基础知识网络组态、智能设备开发等方面技术的基础知识和技能。主要以智能设备硬件软件、监控界面和和技能。主要以智能设备硬件软件、监控界面和网络管理服务软件为主要开发目标。主要功能：网络管理服务软件为主要开发目标。主要功能：1）开发双

234、绞线、电力线媒介的）开发双绞线、电力线媒介的LonWorks智能控制智能控制节点；节点；2）组态配置）组态配置LonWorks控制网络；控制网络； 3）开发基于）开发基于Windows的的LNS网络管理服务和监控网络管理服务和监控界面应用程序；界面应用程序； 4）开展有关课程内容的教学、实验：）开展有关课程内容的教学、实验：浅谈机电一体化技术的新发展中国智能化产业发展迅速，相关行业面临着越中国智能化产业发展迅速，相关行业面临着越来越严重的人才急需紧缺情况。为此，教育部来越严重的人才急需紧缺情况。为此，教育部和建设部专门下发了建筑智能化专业领域紧和建设部专门下发了建筑智能化专业领域紧缺人才培养培

235、训指导方案，埃施朗缺人才培养培训指导方案，埃施朗（Echelon）公司针对我国市场需求，专门出了）公司针对我国市场需求，专门出了LonWorks 教育培训计划（教育培训计划（LonWorks EIP）。其目的是帮助我国相关的教育机构建立）。其目的是帮助我国相关的教育机构建立基于基于LonWorks控制网络的教育培训平台，为学控制网络的教育培训平台，为学生提供一个理论和实践相结合的学习环境，为生提供一个理论和实践相结合的学习环境，为社会培养更多的具有实践动手能力和开发技能社会培养更多的具有实践动手能力和开发技能的智能化领域人才，推动国内相关行业的技术的智能化领域人才，推动国内相关行业的技术水平的

236、提高，提高国内企业的国际竞争力。水平的提高，提高国内企业的国际竞争力。 浅谈机电一体化技术的新发展n nEIP是一个成熟的、结构化的、培养学生实是一个成熟的、结构化的、培养学生实际操作能力的教育培训计划。从最底层的际操作能力的教育培训计划。从最底层的智能节点设计，到将不同的智能设备集成智能节点设计，到将不同的智能设备集成到同一互可操作的网络下，到构建设备控到同一互可操作的网络下，到构建设备控制网络，再到开发人机界面，最后到通过制网络，再到开发人机界面，最后到通过IP网络实现远程控制，全方位对学生进行网络实现远程控制，全方位对学生进行教育。教育。n n整个整个EIP教育需要教育需要160个学时的

237、时间，但可个学时的时间，但可以视课程的着重点对时间进行适当调整。以视课程的着重点对时间进行适当调整。需要强调的是，整个需要强调的是，整个EIP教学过程都是在一教学过程都是在一个实验环境中进行的，这样可以最大限度个实验环境中进行的，这样可以最大限度培养学生实际动手能力。培养学生实际动手能力。浅谈机电一体化技术的新发展n n学习完成后，学生可以掌握最新的智能设备组网学习完成后，学生可以掌握最新的智能设备组网原理，并可以实际动手构建控制网络系统。考试原理，并可以实际动手构建控制网络系统。考试合格的学生还可以获得由合格的学生还可以获得由Echelon公司颁发的国公司颁发的国际认可证书。际认可证书。浅谈

238、机电一体化技术的新发展（3）EIP教育培训计划课程及配置设备介绍教育培训计划课程及配置设备介绍EIP教育为教育为30个学生提供同步学习的教研环个学生提供同步学习的教研环境，教育学生掌握控制网络最基本的理论境，教育学生掌握控制网络最基本的理论基础，培养学生的实际动手操作能力，主基础，培养学生的实际动手操作能力，主要课程包括：要课程包括：1）学习怎样设计）学习怎样设计LonWorks设备和网络设备和网络2）学习怎样使用）学习怎样使用LonMaker工具组建网络工具组建网络3）学习怎样设计基于）学习怎样设计基于LNS的软件和人机界面的软件和人机界面以及开发特殊的应用程序以及开发特殊的应用程序4）学习

239、怎样开发完整的互联网和）学习怎样开发完整的互联网和IP的解决方的解决方案案浅谈机电一体化技术的新发展为了使用户方便地进行应用开发，为了使用户方便地进行应用开发，EchelonEchelon公司提供了多种模块化系列的硬件和公司提供了多种模块化系列的硬件和软件产品，其中包括：软件产品，其中包括： （1 1） 收发器：完成对发送和接收的信息进行编码和解码，不同的通信介质采用收发器：完成对发送和接收的信息进行编码和解码，不同的通信介质采用不同型号的收发器。不同型号的收发器。EchelonEchelon公司最新的第三代双绞线和电力线智能收发器，公司最新的第三代双绞线和电力线智能收发器，将神经元芯片核心和

240、收发器将神经元芯片核心和收发器DSPDSP电路集成在一个芯片中，大大提高了产品的性电路集成在一个芯片中，大大提高了产品的性能和开发应用的方便性。能和开发应用的方便性。 （2 2） 路由器：是连接不同信道的网络基础结构设备。用于提供网络路由，连接路由器：是连接不同信道的网络基础结构设备。用于提供网络路由，连接不同通信媒介、扩展网络节点数和通信距离等功能。不同信道之间使用的路不同通信媒介、扩展网络节点数和通信距离等功能。不同信道之间使用的路由器具有不同的型号。由器具有不同的型号。 （3 3）LonTalkLonTalk网络接口适配器：网络接口适配器： 允许用户使用各种不同接口方式，包括允许用户使用

241、各种不同接口方式，包括PCIPCI总线总线插槽、插槽、PCPC卡接口、卡接口、EIA/RSEIA/RS232232串行口等，把串行口等，把PCPC连接到连接到LonWorksLonWorks网络上去。网络上去。 （4 4）控制模块：是一块包含）控制模块：是一块包含Neuron3150Neuron3150神经元芯片、收发器（或智能收发器）、神经元芯片、收发器（或智能收发器）、FlashFlash存储器和晶振的微缩电路卡。采用多层电路板和表面焊接的先进工艺，存储器和晶振的微缩电路卡。采用多层电路板和表面焊接的先进工艺，它是它是LonWorksLonWorks技术中智能节点的核心。不同的通信介质和不

242、同的网络拓扑结技术中智能节点的核心。不同的通信介质和不同的网络拓扑结构应采用不同型号的控制模块。构应采用不同型号的控制模块。n n（5 5）i.LONi.LON系列系列IPIP网络连接产品，包括网络连接产品，包括i.LON10i.LON10以太网适配器，以太网适配器，i.LON100/i.LON100/i.LON1000i.LON1000互联网服务器、互联网服务器、i.LON600IPi.LON600IP路由器，提供不同通信媒体的路由器，提供不同通信媒体的LonWorksLonWorks控制网络与控制网络与IPIP网的无网的无n n缝连接，使缝连接，使LonWorksLonWorks局部控制网

243、络扩展为广域网络，为地理分布的大范围、局部控制网络扩展为广域网络，为地理分布的大范围、多地点的远程集中监控管理提供了广阔的应用前景。多地点的远程集中监控管理提供了广阔的应用前景。浅谈机电一体化技术的新发展对计算机通信的主要要求是快；对现场总线不仅要求传输速对计算机通信的主要要求是快；对现场总线不仅要求传输速对计算机通信的主要要求是快；对现场总线不仅要求传输速对计算机通信的主要要求是快；对现场总线不仅要求传输速度快，在过程控制领域还要求响应快，即实时性要求；改善度快，在过程控制领域还要求响应快，即实时性要求；改善度快，在过程控制领域还要求响应快，即实时性要求；改善度快，在过程控制领域还要求响应快

244、，即实时性要求；改善现场总线的实时性，减少响应时间的不确定性是现场总线的现场总线的实时性，减少响应时间的不确定性是现场总线的现场总线的实时性，减少响应时间的不确定性是现场总线的现场总线的实时性，减少响应时间的不确定性是现场总线的重要发展趋势。重要发展趋势。重要发展趋势。重要发展趋势。 计算机通信系统的结构是网络状的，从一点到另外一点的计算机通信系统的结构是网络状的，从一点到另外一点的计算机通信系统的结构是网络状的，从一点到另外一点的计算机通信系统的结构是网络状的，从一点到另外一点的通信路径可以是不固定的。大部分现场总线的结构是线状的，通信路径可以是不固定的。大部分现场总线的结构是线状的，通信路

245、径可以是不固定的。大部分现场总线的结构是线状的，通信路径可以是不固定的。大部分现场总线的结构是线状的，虽然现场总线的拓扑结构可以是总线型、星型、环行、回路虽然现场总线的拓扑结构可以是总线型、星型、环行、回路虽然现场总线的拓扑结构可以是总线型、星型、环行、回路虽然现场总线的拓扑结构可以是总线型、星型、环行、回路型等；但在大多数现场总线中，从一点到另外一点的通信路型等；但在大多数现场总线中，从一点到另外一点的通信路型等；但在大多数现场总线中，从一点到另外一点的通信路型等；但在大多数现场总线中，从一点到另外一点的通信路径是比较固定的。线状结构的优点是：径是比较固定的。线状结构的优点是：径是比较固定的

246、。线状结构的优点是：径是比较固定的。线状结构的优点是：解决网络供电比较解决网络供电比较解决网络供电比较解决网络供电比较容易；容易；容易；容易；解决本安防爆比较容易；解决本安防爆比较容易；解决本安防爆比较容易；解决本安防爆比较容易；使通信协议中可以舍去使通信协议中可以舍去使通信协议中可以舍去使通信协议中可以舍去与路径有关的几层，有利于改善实时性。目前克服本安防爆与路径有关的几层，有利于改善实时性。目前克服本安防爆与路径有关的几层，有利于改善实时性。目前克服本安防爆与路径有关的几层，有利于改善实时性。目前克服本安防爆对现场总线的限制是现场总线在应用理论上的发展趋势。对现场总线的限制是现场总线在应用

247、理论上的发展趋势。对现场总线的限制是现场总线在应用理论上的发展趋势。对现场总线的限制是现场总线在应用理论上的发展趋势。 对于网状结构，断了一、二条支路，信息还能够通过其它对于网状结构，断了一、二条支路，信息还能够通过其它对于网状结构，断了一、二条支路，信息还能够通过其它对于网状结构，断了一、二条支路，信息还能够通过其它路径传递；系统的性能会下降，但不会瘫痪；线状结构的主路径传递；系统的性能会下降，但不会瘫痪；线状结构的主路径传递；系统的性能会下降，但不会瘫痪；线状结构的主路径传递；系统的性能会下降，但不会瘫痪；线状结构的主要缺点是当一条总线支路的电缆断了，这条支路就瘫痪了。要缺点是当一条总线支

248、路的电缆断了，这条支路就瘫痪了。要缺点是当一条总线支路的电缆断了，这条支路就瘫痪了。要缺点是当一条总线支路的电缆断了，这条支路就瘫痪了。这个问题是现场总线至今未被用在最关键场合的主要原因之这个问题是现场总线至今未被用在最关键场合的主要原因之这个问题是现场总线至今未被用在最关键场合的主要原因之这个问题是现场总线至今未被用在最关键场合的主要原因之一，也是现场总线制造商们近期要研究解决的问题之一。一，也是现场总线制造商们近期要研究解决的问题之一。一，也是现场总线制造商们近期要研究解决的问题之一。一，也是现场总线制造商们近期要研究解决的问题之一。 浅谈机电一体化技术的新发展国内现场总线的发展趋势是：国

249、内现场总线的发展趋势是：国内现场总线的发展趋势是：国内现场总线的发展趋势是：多种现场总线在国内展开激烈竞争，竞争多种现场总线在国内展开激烈竞争，竞争多种现场总线在国内展开激烈竞争，竞争多种现场总线在国内展开激烈竞争，竞争的重点是应用工程；的重点是应用工程；的重点是应用工程；的重点是应用工程；国内自己开发的现场总线产品开始投入市场；国内自己开发的现场总线产品开始投入市场；国内自己开发的现场总线产品开始投入市场；国内自己开发的现场总线产品开始投入市场；国内各国内各国内各国内各行业的现场总线应用工程迅速发展。目前国内要使用现场总线，客观地说还不行业的现场总线应用工程迅速发展。目前国内要使用现场总线，

250、客观地说还不行业的现场总线应用工程迅速发展。目前国内要使用现场总线，客观地说还不行业的现场总线应用工程迅速发展。目前国内要使用现场总线，客观地说还不得不用外国的产品。但是关于得不用外国的产品。但是关于得不用外国的产品。但是关于得不用外国的产品。但是关于“哪种现场总线更好哪种现场总线更好哪种现场总线更好哪种现场总线更好”的无休止争论使用户无法的无休止争论使用户无法的无休止争论使用户无法的无休止争论使用户无法判断到底应该用哪一种现场总线。因此现在这种争论已经开始阻碍现场总线在判断到底应该用哪一种现场总线。因此现在这种争论已经开始阻碍现场总线在判断到底应该用哪一种现场总线。因此现在这种争论已经开始阻

251、碍现场总线在判断到底应该用哪一种现场总线。因此现在这种争论已经开始阻碍现场总线在我国的发展。我国的发展。我国的发展。我国的发展。 每种现场总线有自己的适用范围，在它自己的适用范围内，它每种现场总线有自己的适用范围，在它自己的适用范围内，它每种现场总线有自己的适用范围，在它自己的适用范围内，它每种现场总线有自己的适用范围，在它自己的适用范围内，它是最好的，出了这个范围它就可能不是最好的。同时，现场总线是最好的，出了这个范围它就可能不是最好的。同时，现场总线是最好的，出了这个范围它就可能不是最好的。同时，现场总线是最好的，出了这个范围它就可能不是最好的。同时，现场总线是一种正在发展中的技术，迄今尚

252、未有一种现场总线可称是完美是一种正在发展中的技术，迄今尚未有一种现场总线可称是完美是一种正在发展中的技术，迄今尚未有一种现场总线可称是完美是一种正在发展中的技术，迄今尚未有一种现场总线可称是完美的。每一种现场总线都处在不断地完善过程中。究竟选用哪种现的。每一种现场总线都处在不断地完善过程中。究竟选用哪种现的。每一种现场总线都处在不断地完善过程中。究竟选用哪种现的。每一种现场总线都处在不断地完善过程中。究竟选用哪种现场总线？短期应根据行业特点、使用范围和对它的熟悉程度选用；场总线？短期应根据行业特点、使用范围和对它的熟悉程度选用；场总线？短期应根据行业特点、使用范围和对它的熟悉程度选用；场总线？

253、短期应根据行业特点、使用范围和对它的熟悉程度选用；长期应根据应现场总线的内涵开发具有自主创新和自主知识产权长期应根据应现场总线的内涵开发具有自主创新和自主知识产权长期应根据应现场总线的内涵开发具有自主创新和自主知识产权长期应根据应现场总线的内涵开发具有自主创新和自主知识产权的产品。的产品。的产品。的产品。 以工业以工业以工业以工业PCPCPCPC机及机及机及机及Windows/NTWindows/NTWindows/NTWindows/NT为平台，加上为平台，加上为平台，加上为平台，加上FCSFCSFCSFCS系统软件做控制器；通过现场总系统软件做控制器；通过现场总系统软件做控制器；通过现场总

254、系统软件做控制器；通过现场总线连接各种现场设备，这便是基于现场总线的先进控制系统的基本组成。线连接各种现场设备，这便是基于现场总线的先进控制系统的基本组成。线连接各种现场设备，这便是基于现场总线的先进控制系统的基本组成。线连接各种现场设备，这便是基于现场总线的先进控制系统的基本组成。 LonWorks LonWorks LonWorks LonWorks（LON Local Operating SystemLON Local Operating SystemLON Local Operating SystemLON Local Operating System局部操作系统）由美国局部操作系统）

255、由美国局部操作系统）由美国局部操作系统）由美国EchelonEchelonEchelonEchelon公公公公司司司司1991199119911991年推出，主要应用于楼宇自动化、工业年推出，主要应用于楼宇自动化、工业年推出，主要应用于楼宇自动化、工业年推出，主要应用于楼宇自动化、工业 自动化和电力行业等。自动化和电力行业等。自动化和电力行业等。自动化和电力行业等。LonTalkLonTalkLonTalkLonTalk的全部的全部的全部的全部7 7 7 7层协议，介质访问方式为层协议，介质访问方式为层协议，介质访问方式为层协议，介质访问方式为P-P CSMAP-P CSMAP-P CSMAP

256、-P CSMA（预测（预测（预测（预测P-P-P-P-坚持载波监听多路复用），坚持载波监听多路复用），坚持载波监听多路复用），坚持载波监听多路复用），采用网络逻辑地采用网络逻辑地采用网络逻辑地采用网络逻辑地 址寻址方式，优先权机制保证了通讯的实时性，安全机制采用址寻址方式，优先权机制保证了通讯的实时性，安全机制采用址寻址方式，优先权机制保证了通讯的实时性，安全机制采用址寻址方式，优先权机制保证了通讯的实时性，安全机制采用证实方式，因此能构建大型网络控制系统。证实方式，因此能构建大型网络控制系统。证实方式，因此能构建大型网络控制系统。证实方式，因此能构建大型网络控制系统。EchelonEchel

257、onEchelonEchelon公司推出的公司推出的公司推出的公司推出的NeuronNeuronNeuronNeuron神经元芯神经元芯神经元芯神经元芯片实质为网络型微控制器，该芯片强大的网络通讯处理功能配以面向对象的网片实质为网络型微控制器，该芯片强大的网络通讯处理功能配以面向对象的网片实质为网络型微控制器，该芯片强大的网络通讯处理功能配以面向对象的网片实质为网络型微控制器，该芯片强大的网络通讯处理功能配以面向对象的网络通讯方式，大大降低了开发人络通讯方式，大大降低了开发人络通讯方式，大大降低了开发人络通讯方式，大大降低了开发人 员在构造应用网络通讯方面所需花费的时间和员在构造应用网络通讯方

258、面所需花费的时间和员在构造应用网络通讯方面所需花费的时间和员在构造应用网络通讯方面所需花费的时间和费用，而可将精力集中在所擅长的应用层进行控制策略的编制，因此业内许多费用，而可将精力集中在所擅长的应用层进行控制策略的编制，因此业内许多费用，而可将精力集中在所擅长的应用层进行控制策略的编制，因此业内许多费用，而可将精力集中在所擅长的应用层进行控制策略的编制，因此业内许多专家认为专家认为专家认为专家认为LonWorksLonWorksLonWorksLonWorks总线是一种很有希望的现场总线。基于总线是一种很有希望的现场总线。基于总线是一种很有希望的现场总线。基于总线是一种很有希望的现场总线。基

259、于LonWorksLonWorksLonWorksLonWorks的总线产品的总线产品的总线产品的总线产品有美国有美国有美国有美国ActionActionActionAction公司的公司的公司的公司的Flexnet&FlexlinkFlexnet&FlexlinkFlexnet&FlexlinkFlexnet&Flexlink等。等。等。等。 浅谈机电一体化技术的新发展1414我国机电一体化各典型行业的新发展我国机电一体化各典型行业的新发展（1 1）我国纺机机电一体化技术的新发展）我国纺机机电一体化技术的新发展 近来年，我国各主要纺机生产企业坚持以近来年，我国各主要纺机生产企业坚持以市场为导

260、向、以效益为中心，坚持技术创市场为导向、以效益为中心，坚持技术创新，努力提高纺机机电一体化水平，提高新，努力提高纺机机电一体化水平，提高整机水平，为适应小批量、多品种、快响整机水平，为适应小批量、多品种、快响应的市场需求及增强产品的市场竞争力，应的市场需求及增强产品的市场竞争力，先后推出一批适应市场需求的高水平的纺先后推出一批适应市场需求的高水平的纺机新产品，它代表了我国纺机的整体水平，机新产品，它代表了我国纺机的整体水平，同时也反映了我国纺机机电一体化技术的同时也反映了我国纺机机电一体化技术的新发展。新发展。浅谈机电一体化技术的新发展 ）普及了交流变频调速技术）普及了交流变频调速技术）普及了

261、交流变频调速技术）普及了交流变频调速技术 近年来各企业推出的近年来各企业推出的近年来各企业推出的近年来各企业推出的纺机新产品几乎毫无例外地推广应用交流异步电机变频调纺机新产品几乎毫无例外地推广应用交流异步电机变频调纺机新产品几乎毫无例外地推广应用交流异步电机变频调纺机新产品几乎毫无例外地推广应用交流异步电机变频调速技术，某些特殊要求的还应用了交流伺服电机控制技术。速技术，某些特殊要求的还应用了交流伺服电机控制技术。速技术，某些特殊要求的还应用了交流伺服电机控制技术。速技术，某些特殊要求的还应用了交流伺服电机控制技术。用于纺织机械设备的变频调速控制系统的调速方案主要有用于纺织机械设备的变频调速控

262、制系统的调速方案主要有用于纺织机械设备的变频调速控制系统的调速方案主要有用于纺织机械设备的变频调速控制系统的调速方案主要有种：种：种：种： 通用变频器开环控制异步电机变频调速。此方案电通用变频器开环控制异步电机变频调速。此方案电通用变频器开环控制异步电机变频调速。此方案电通用变频器开环控制异步电机变频调速。此方案电路结构简单，工作可靠性好，适用于对调速精度要求不是路结构简单，工作可靠性好，适用于对调速精度要求不是路结构简单，工作可靠性好，适用于对调速精度要求不是路结构简单，工作可靠性好，适用于对调速精度要求不是很高（）、调速范围不大（很高（）、调速范围不大（很高（）、调速范围不大（很高（）、调

263、速范围不大（以内）的以内）的以内）的以内）的各种纺机设备，如针织机械和部分染整机械等。各种纺机设备，如针织机械和部分染整机械等。各种纺机设备，如针织机械和部分染整机械等。各种纺机设备，如针织机械和部分染整机械等。 无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。此方案电路结构也较简单，工作可靠性好，适用于要求调此方案电路结构也较简单，工作可靠性好，适用于要求调此方案电路结构也较简单，工作可靠性好，适用于要求调此方案电路结构也较简单，工作可靠性好，适用于要求调速

264、精度为速精度为速精度为速精度为. . . . . . .、调速范围在、调速范围在、调速范围在、调速范围在以内的以内的以内的以内的大部分纺机设备。大部分纺机设备。大部分纺机设备。大部分纺机设备。 带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。此方案电路结构较复杂、造价较高，但调速性能好，可从此方案电路结构较复杂、造价较高，但调速性能好，可从此方案电路结构较复杂、造价较高，但调速性能好，可从此方案电路结构较复杂、造价较高，但调速性能好，可从零转速起进行恒转矩速度

265、控制，调速范围可达零转速起进行恒转矩速度控制，调速范围可达零转速起进行恒转矩速度控制，调速范围可达零转速起进行恒转矩速度控制，调速范围可达以上，同时，具有良好的动特性（响应速度快、精度高），以上，同时，具有良好的动特性（响应速度快、精度高），以上，同时，具有良好的动特性（响应速度快、精度高），以上，同时，具有良好的动特性（响应速度快、精度高），适用于对调速性能要求高的纺机设备。如整经、浆纱、热适用于对调速性能要求高的纺机设备。如整经、浆纱、热适用于对调速性能要求高的纺机设备。如整经、浆纱、热适用于对调速性能要求高的纺机设备。如整经、浆纱、热定形和化纤机械等。定形和化纤机械等。定形和化纤机械等。

266、定形和化纤机械等。浅谈机电一体化技术的新发展传动电机一般有两种：一种是普通传动电机一般有两种：一种是普通系列交流异步电机，适用于第一种调速系列交流异步电机，适用于第一种调速方案配套；另一种是交流变频专用异步方案配套；另一种是交流变频专用异步电机，适用于第二、第三种调速方案配电机，适用于第二、第三种调速方案配套使用。套使用。目前选用的变频器或伺服电机控制器目前选用的变频器或伺服电机控制器以上是日本或德国等欧洲产品。应以上是日本或德国等欧洲产品。应该看到近几年国内开发、生产的变频器该看到近几年国内开发、生产的变频器已陆续推向市场。国产变频器价格低、已陆续推向市场。国产变频器价格低、性能较好，只要在

267、工作稳定性和可靠性性能较好，只要在工作稳定性和可靠性方面把好关，其发展潜力将是巨大的。方面把好关，其发展潜力将是巨大的。浅谈机电一体化技术的新发展) )推广了智能化控制技术推广了智能化控制技术各种纺织机械设备普遍采用了可编程控制器或各种纺织机械设备普遍采用了可编程控制器或各种纺织机械设备普遍采用了可编程控制器或各种纺织机械设备普遍采用了可编程控制器或工控机等具有智能控制功能的控制器。这样可方工控机等具有智能控制功能的控制器。这样可方工控机等具有智能控制功能的控制器。这样可方工控机等具有智能控制功能的控制器。这样可方便地实现：便地实现：便地实现：便地实现： 各电机速度的准确控制、同步协调运转或位

268、置的准各电机速度的准确控制、同步协调运转或位置的准各电机速度的准确控制、同步协调运转或位置的准各电机速度的准确控制、同步协调运转或位置的准确跟踪，如浆纱机、分条整经机、涤纶后处理机等；确跟踪，如浆纱机、分条整经机、涤纶后处理机等；确跟踪，如浆纱机、分条整经机、涤纶后处理机等；确跟踪，如浆纱机、分条整经机、涤纶后处理机等； 按设定或生产要求的工艺曲线控制各机件的运动，按设定或生产要求的工艺曲线控制各机件的运动，按设定或生产要求的工艺曲线控制各机件的运动，按设定或生产要求的工艺曲线控制各机件的运动，如粗纱机等；如粗纱机等；如粗纱机等；如粗纱机等； 按设定或生产要求的操作程序完成加工全过程的控按设定

269、或生产要求的操作程序完成加工全过程的控按设定或生产要求的操作程序完成加工全过程的控按设定或生产要求的操作程序完成加工全过程的控制，如清梳联合机、卷轧染机等。制，如清梳联合机、卷轧染机等。制，如清梳联合机、卷轧染机等。制，如清梳联合机、卷轧染机等。 网络通讯。当今的可编程控制器不仅能实现网络通讯。当今的可编程控制器不仅能实现网络通讯。当今的可编程控制器不仅能实现网络通讯。当今的可编程控制器不仅能实现一般的逻辑控制，还具备包括模拟量在内的数值处理和一般的逻辑控制，还具备包括模拟量在内的数值处理和一般的逻辑控制，还具备包括模拟量在内的数值处理和一般的逻辑控制，还具备包括模拟量在内的数值处理和网络通信

270、等功能。使其通过网络构成分布式系统，完成网络通信等功能。使其通过网络构成分布式系统，完成网络通信等功能。使其通过网络构成分布式系统，完成网络通信等功能。使其通过网络构成分布式系统，完成各种复杂的控利要求，例如通过标推的各种复杂的控利要求，例如通过标推的各种复杂的控利要求，例如通过标推的各种复杂的控利要求，例如通过标推的串行通讯网络和自定义或自主选择的通信协议构成串行通讯网络和自定义或自主选择的通信协议构成串行通讯网络和自定义或自主选择的通信协议构成串行通讯网络和自定义或自主选择的通信协议构成和工控机的分布式网络，它具有较好的灵活性和性和工控机的分布式网络，它具有较好的灵活性和性和工控机的分布式

271、网络，它具有较好的灵活性和性和工控机的分布式网络，它具有较好的灵活性和性能价格比，因而得到广泛应用。能价格比，因而得到广泛应用。能价格比，因而得到广泛应用。能价格比，因而得到广泛应用。浅谈机电一体化技术的新发展）现场总线）现场总线（）（）技技术开始用于纺机自动化术开始用于纺机自动化n n 现场总线技术已成为世界自动化技术的热点，近年来在现场总线技术已成为世界自动化技术的热点，近年来在现场总线技术已成为世界自动化技术的热点，近年来在现场总线技术已成为世界自动化技术的热点，近年来在我国纺机自动化中已受到关注并开始推广应用。现场总线我国纺机自动化中已受到关注并开始推广应用。现场总线我国纺机自动化中已

272、受到关注并开始推广应用。现场总线我国纺机自动化中已受到关注并开始推广应用。现场总线是主要用于连接现场仪表和自动化控制系统之间的一种开是主要用于连接现场仪表和自动化控制系统之间的一种开是主要用于连接现场仪表和自动化控制系统之间的一种开是主要用于连接现场仪表和自动化控制系统之间的一种开放式、全数字化、双向、多站的通信系统。现场总线在应放式、全数字化、双向、多站的通信系统。现场总线在应放式、全数字化、双向、多站的通信系统。现场总线在应放式、全数字化、双向、多站的通信系统。现场总线在应用层所使用的协议有多种多样，但目前已趋于统一。用层所使用的协议有多种多样，但目前已趋于统一。用层所使用的协议有多种多样

273、，但目前已趋于统一。用层所使用的协议有多种多样，但目前已趋于统一。是现场总线中广泛是现场总线中广泛是现场总线中广泛是现场总线中广泛应用的一种协议、主要用于现场级的主从通信，实现现场应用的一种协议、主要用于现场级的主从通信，实现现场应用的一种协议、主要用于现场级的主从通信，实现现场应用的一种协议、主要用于现场级的主从通信，实现现场级控制系统与分布式及其他现场级设备之间的通信级控制系统与分布式及其他现场级设备之间的通信级控制系统与分布式及其他现场级设备之间的通信级控制系统与分布式及其他现场级设备之间的通信（它有极好的抗电磁干扰性能）。例如，或（它有极好的抗电磁干扰性能）。例如，或（它有极好的抗电磁

274、干扰性能）。例如，或（它有极好的抗电磁干扰性能）。例如，或和远程、传动装置、人机界面等之间的通信，和远程、传动装置、人机界面等之间的通信，和远程、传动装置、人机界面等之间的通信，和远程、传动装置、人机界面等之间的通信，应用广泛、尤其在欧洲用得很普遍。另外，应用广泛、尤其在欧洲用得很普遍。另外，应用广泛、尤其在欧洲用得很普遍。另外，应用广泛、尤其在欧洲用得很普遍。另外，（设备网）是一种低价位的总线。它（设备网）是一种低价位的总线。它（设备网）是一种低价位的总线。它（设备网）是一种低价位的总线。它可连接自动化生产系统中广泛的工业设备，也是一种开放可连接自动化生产系统中广泛的工业设备，也是一种开放可

275、连接自动化生产系统中广泛的工业设备，也是一种开放可连接自动化生产系统中广泛的工业设备，也是一种开放式的现场总线的协议，现在北美和日本广泛应用。近年来式的现场总线的协议，现在北美和日本广泛应用。近年来式的现场总线的协议，现在北美和日本广泛应用。近年来式的现场总线的协议，现在北美和日本广泛应用。近年来我国纺机自动化中也已逐步应用了现场我国纺机自动化中也已逐步应用了现场我国纺机自动化中也已逐步应用了现场我国纺机自动化中也已逐步应用了现场总线，相信不久可望在纺机设备上推广应用这种先进的现总线，相信不久可望在纺机设备上推广应用这种先进的现总线，相信不久可望在纺机设备上推广应用这种先进的现总线，相信不久可

276、望在纺机设备上推广应用这种先进的现场工业控制技术。场工业控制技术。场工业控制技术。场工业控制技术。浅谈机电一体化技术的新发展）数显设备应用普遍）数显设备应用普遍各种纺机设备普遍应用了数显，如各种纺机设备普遍应用了数显，如各种数显仪表、人机界面和触摸屏等。各种数显仪表、人机界面和触摸屏等。前者一般是显示单一参数或少数几个前者一般是显示单一参数或少数几个参数。而后者，一般则显示多参数或参数。而后者，一般则显示多参数或图形并带有智能功能，实现人机对话，图形并带有智能功能，实现人机对话，可以曲线或图表形式显示工艺参数的可以曲线或图表形式显示工艺参数的历史值和当今值或状态显示。人机界历史值和当今值或状态

277、显示。人机界面可设文本操作面板、图形操作员面面可设文本操作面板、图形操作员面板和触摸屏等，可与套使用，板和触摸屏等，可与套使用，有的还支持现场总线协议。有的还支持现场总线协议。浅谈机电一体化技术的新发展（2 2）包装机械的机电一体化发展趋势）包装机械的机电一体化发展趋势n n包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。随着时代的发展和技术的进步，包装机械在段是使用包装机械。随着时代的发展和技术的进步，包装机械在段是

278、使用包装机械。随着时代的发展和技术的进步，包装机械在段是使用包装机械。随着时代的发展和技术的进步，包装机械在流通领域中正起着越来越大的作用。传统的包装机械多采用机械流通领域中正起着越来越大的作用。传统的包装机械多采用机械流通领域中正起着越来越大的作用。传统的包装机械多采用机械流通领域中正起着越来越大的作用。传统的包装机械多采用机械式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了电子控制、光电控制、式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了电子控制、光电控制、式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了电子控制、光电控制、式控制，如凸轮分配轴式，后来又出现了电子控制、光电控制、气动控制等控制形式。但是随着生产力的日益提高

279、，包装参数的气动控制等控制形式。但是随着生产力的日益提高，包装参数的气动控制等控制形式。但是随着生产力的日益提高，包装参数的气动控制等控制形式。但是随着生产力的日益提高，包装参数的随机多变，这些控制系统已越来越难以满足新形势的发展。这时，随机多变，这些控制系统已越来越难以满足新形势的发展。这时，随机多变，这些控制系统已越来越难以满足新形势的发展。这时，随机多变，这些控制系统已越来越难以满足新形势的发展。这时，包装机械的机电一体化技术应运而生，它彻底改变了包装机械的包装机械的机电一体化技术应运而生，它彻底改变了包装机械的包装机械的机电一体化技术应运而生，它彻底改变了包装机械的包装机械的机电一体化

280、技术应运而生，它彻底改变了包装机械的面貌，使其以全新的姿态出现在世人面前。面貌，使其以全新的姿态出现在世人面前。面貌，使其以全新的姿态出现在世人面前。面貌，使其以全新的姿态出现在世人面前。n n 机电一体化从根本上改变了包装机械的面貌。在这种包装机机电一体化从根本上改变了包装机械的面貌。在这种包装机机电一体化从根本上改变了包装机械的面貌。在这种包装机机电一体化从根本上改变了包装机械的面貌。在这种包装机械中，微机作为它的大脑，取代了常规的控制系统。机械结构是械中，微机作为它的大脑，取代了常规的控制系统。机械结构是械中，微机作为它的大脑，取代了常规的控制系统。机械结构是械中，微机作为它的大脑，取代

281、了常规的控制系统。机械结构是其主体和躯干，各种仪器、仪表、传感器是其感官，它们感受各其主体和躯干，各种仪器、仪表、传感器是其感官，它们感受各其主体和躯干，各种仪器、仪表、传感器是其感官，它们感受各其主体和躯干，各种仪器、仪表、传感器是其感官，它们感受各种包装参数的变化，并反馈到大脑（微机）中，各种执行机构则种包装参数的变化，并反馈到大脑（微机）中，各种执行机构则种包装参数的变化，并反馈到大脑（微机）中，各种执行机构则种包装参数的变化，并反馈到大脑（微机）中，各种执行机构则是它的手足，用以完成包装操作所必需的动作。一个完整的机电是它的手足，用以完成包装操作所必需的动作。一个完整的机电是它的手足，

282、用以完成包装操作所必需的动作。一个完整的机电是它的手足，用以完成包装操作所必需的动作。一个完整的机电一体化系统，一般包括微机、传感器、动力源、传动系统、执行一体化系统，一般包括微机、传感器、动力源、传动系统、执行一体化系统，一般包括微机、传感器、动力源、传动系统、执行一体化系统，一般包括微机、传感器、动力源、传动系统、执行机构等部分。它摒弃了常规包装机械中的繁琐和不合理部分，而机构等部分。它摒弃了常规包装机械中的繁琐和不合理部分，而机构等部分。它摒弃了常规包装机械中的繁琐和不合理部分，而机构等部分。它摒弃了常规包装机械中的繁琐和不合理部分，而将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为

283、一体，将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体，将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体，将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体，给包装机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根给包装机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根给包装机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根给包装机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根本上改变了包装机械的面貌。本上改变了包装机械的面貌。本上改变了包装机械的面貌。本上改变了包装机械的面貌。 浅谈机电一体化技术的新发展 （1 1）使机械结构大为简化使机械结构大为简化控制系统是机器的

284、发令器官，控制系统是机器的发令器官，传统的包装机械控制系统多采用继电器、接触器控制电路，传统的包装机械控制系统多采用继电器、接触器控制电路，其复杂程度随着执行机构的增多，以及调整部位的增加而加其复杂程度随着执行机构的增多，以及调整部位的增加而加大，使得机器也越来越复杂，给制造、调整、使用和维修均大，使得机器也越来越复杂，给制造、调整、使用和维修均带来不便。而机电一体化，可用微机、传感技术、新型传动带来不便。而机电一体化，可用微机、传感技术、新型传动技术取代笨重的电气控制柜和驱动装置，使零部件数量剧减，技术取代笨重的电气控制柜和驱动装置，使零部件数量剧减，结构大为简化，体积也随之缩小。结构大为简

285、化，体积也随之缩小。（2 2）产品质量提高）产品质量提高微机内有一个巨大的存储系统，可预微机内有一个巨大的存储系统，可预先将影响包装机工作的各参数及有关数据存入微机，它能自先将影响包装机工作的各参数及有关数据存入微机，它能自动跟踪生产过程。当一个参数或几个参数发生变化，这种变动跟踪生产过程。当一个参数或几个参数发生变化，这种变化在瞬间反馈至微机，微机对这些变化参数进行识别、判断化在瞬间反馈至微机，微机对这些变化参数进行识别、判断并及时进行相应修正，使包装机随时保持最佳工作状态。而并及时进行相应修正，使包装机随时保持最佳工作状态。而传统包装机在工艺参数变化时，其调整多凭经验，这就难以传统包装机在

286、工艺参数变化时，其调整多凭经验，这就难以找到最佳参数；若是几个工艺参数同时改变，更是无所适从。找到最佳参数；若是几个工艺参数同时改变，更是无所适从。如最常见的塑料袋封口机，其封口质量与包装材料、热封温如最常见的塑料袋封口机，其封口质量与包装材料、热封温度和运行速度等有关。如材料（材质、厚度）发生变化，那度和运行速度等有关。如材料（材质、厚度）发生变化，那温度和速度也要随之改变，但变化多少却难把握。如采用微温度和速度也要随之改变，但变化多少却难把握。如采用微机控制，将各种包装材料的封口温度和速度的最佳参数匹配机控制，将各种包装材料的封口温度和速度的最佳参数匹配输入微机存储器，再配上必要的传感器，

287、组成自动跟踪系统，输入微机存储器，再配上必要的传感器，组成自动跟踪系统，这样，不管哪个工艺参数改变，都能保证最佳的封口质量。这样，不管哪个工艺参数改变，都能保证最佳的封口质量。 浅谈机电一体化技术的新发展参数变化越多，调整部分越多，机电一体化的优越性也越大，参数变化越多，调整部分越多，机电一体化的优越性也越大，参数变化越多，调整部分越多，机电一体化的优越性也越大，参数变化越多，调整部分越多，机电一体化的优越性也越大，这是一般控制方式无法相比的。这是一般控制方式无法相比的。这是一般控制方式无法相比的。这是一般控制方式无法相比的。 机电一体化除可保持原来包装机机电一体化除可保持原来包装机机电一体化

288、除可保持原来包装机机电一体化除可保持原来包装机的功能外，还可赋予其他许多功能。如液体饮料软包装机，它在气的功能外，还可赋予其他许多功能。如液体饮料软包装机，它在气的功能外，还可赋予其他许多功能。如液体饮料软包装机，它在气的功能外，还可赋予其他许多功能。如液体饮料软包装机，它在气动、电气和机械的共同配合下，可具有制盒、灭菌、灌装、封口等动、电气和机械的共同配合下，可具有制盒、灭菌、灌装、封口等动、电气和机械的共同配合下，可具有制盒、灭菌、灌装、封口等动、电气和机械的共同配合下，可具有制盒、灭菌、灌装、封口等功能，但若将微机引入控制系统，则还可存储如生产速率、产品数功能，但若将微机引入控制系统，则

289、还可存储如生产速率、产品数功能，但若将微机引入控制系统，则还可存储如生产速率、产品数功能，但若将微机引入控制系统，则还可存储如生产速率、产品数量、故障现象、故障原因等数据，同时能对这些数据根据实际情况量、故障现象、故障原因等数据，同时能对这些数据根据实际情况量、故障现象、故障原因等数据，同时能对这些数据根据实际情况量、故障现象、故障原因等数据，同时能对这些数据根据实际情况进行相应处理，并把结果打印出来，或在屏幕上显示，大大方便了进行相应处理，并把结果打印出来，或在屏幕上显示，大大方便了进行相应处理，并把结果打印出来，或在屏幕上显示，大大方便了进行相应处理，并把结果打印出来，或在屏幕上显示，大大

290、方便了操作。机电一体化还将赋予包装机以自动监控、动态检测、报警等操作。机电一体化还将赋予包装机以自动监控、动态检测、报警等操作。机电一体化还将赋予包装机以自动监控、动态检测、报警等操作。机电一体化还将赋予包装机以自动监控、动态检测、报警等功能，还具有安全连锁控制、过载和失控保护等功能，使包装机的功能，还具有安全连锁控制、过载和失控保护等功能，使包装机的功能，还具有安全连锁控制、过载和失控保护等功能，使包装机的功能，还具有安全连锁控制、过载和失控保护等功能，使包装机的可靠性大为提高。可靠性大为提高。可靠性大为提高。可靠性大为提高。 （3 3 3 3）操作简便，效益提高）操作简便，效益提高）操作简

291、便，效益提高）操作简便，效益提高 采用机电一体化技术设计的包装采用机电一体化技术设计的包装采用机电一体化技术设计的包装采用机电一体化技术设计的包装机，具有数字显示和多种信息的高度集中显示，大大减少了操作按机，具有数字显示和多种信息的高度集中显示，大大减少了操作按机，具有数字显示和多种信息的高度集中显示，大大减少了操作按机，具有数字显示和多种信息的高度集中显示，大大减少了操作按钮和手柄，并有程序控制等功能。使操作程序大为减少，操作人员钮和手柄，并有程序控制等功能。使操作程序大为减少，操作人员钮和手柄，并有程序控制等功能。使操作程序大为减少，操作人员钮和手柄，并有程序控制等功能。使操作程序大为减少

292、，操作人员也易于培训。常规包装机多采用异步电动机驱动，实际上多处于轻也易于培训。常规包装机多采用异步电动机驱动，实际上多处于轻也易于培训。常规包装机多采用异步电动机驱动，实际上多处于轻也易于培训。常规包装机多采用异步电动机驱动，实际上多处于轻负载工作状态，能源浪费大。机电一体化技术，用变频电动机代替负载工作状态，能源浪费大。机电一体化技术，用变频电动机代替负载工作状态，能源浪费大。机电一体化技术，用变频电动机代替负载工作状态，能源浪费大。机电一体化技术，用变频电动机代替了异步电动机，由微机自动寻找最佳工作点，随机调整变频电动机了异步电动机，由微机自动寻找最佳工作点，随机调整变频电动机了异步电动

293、机，由微机自动寻找最佳工作点，随机调整变频电动机了异步电动机，由微机自动寻找最佳工作点，随机调整变频电动机的输出功率，一般可节约的输出功率，一般可节约的输出功率，一般可节约的输出功率，一般可节约40%40%40%40%的能源。此外，它的可靠性提高了，的能源。此外，它的可靠性提高了，的能源。此外，它的可靠性提高了，的能源。此外，它的可靠性提高了，产品质量得到保证，效益也提高了。产品质量得到保证，效益也提高了。产品质量得到保证，效益也提高了。产品质量得到保证，效益也提高了。 机电一体化是包装机械的发展方向，它应用的时间虽不长，机电一体化是包装机械的发展方向，它应用的时间虽不长，机电一体化是包装机械的发展方向，它应用的时间虽不长，机电一体化是包装机械的发展方向，它应用的时间虽不长，却已显示出巨大的优越性，随着机电一体化在包装机械上的普及和却已显示出巨大的优越性，随着机电一体化在包装机械上的普及和却已显示出巨大的优越性，随着机电一体化在包装机械上的普及和却已显示出巨大的优越性，随着机电一体化在包装机械上的普及和推广，必将对我国包装行业的发展起到积极的作用。推广，必将对我国包装行业的发展起到积极的作用。推广，必将对我国包装行业的发展起到积极的作用。推广，必将对我国包装行业的发展起到积极的作用。 浅谈机电一体化技术的新发展谢谢大家！谢谢大家！浅谈机电一体化技术的新发展