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1、机电一体化专业毕业（完整版）资料(可以直接使用，可编辑 优秀版资料，欢迎下载）毕业设计说明书课题名称:PLC、变频器和触摸屏实现 工业洗衣机控制学生姓名 XXXX 专 业 机电一体化 班 级 机电1102班 时 间 指导教师 XXXX 电子工程学院目录摘要.3关键词.3一 前言.4 （一）工业控制洗衣机.4 （二）PLC简介.4 （三）变频器简介.4 （四）触摸屏简介.5二 系统硬件设计.6 （一）控制要求.6 （二）硬件选择.6 （三）变频器参数.7 （四）I/O地址分配表.8 （五）硬件接线图.9 （六）触摸屏画面和实现功能.10三 系统软件设计.11 （一) PLC控制程序状态转移图.1
2、1 （二） PLC控制程序梯形图.12 （三）综合调试.15 （四）结束语.16致谢.17参考文献.18摘要近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制技术的不断更新。本篇论文描述了采用可编程控制器（三菱FX2N系列PLC）作为核心控制部件，并利用计算机对工业洗衣机进行模拟监控的控制系统总体控制，设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，实现洗涤、漂洗、脱水过程。根据工业洗衣机控制系统总体控制要求和特点，为使洗衣机操作的整个流程更直接明白化，本论文就利用通过PLC控制全自动洗衣机进行了调查，实现了全自动洗衣机的正常运行和强制性停止功能。
3、关键词：三菱FX2N系列PLC 变频器 触摸屏 工业洗衣机 一 前言（一）工业洗衣机洗衣机是人们日常生活中常见的一种家电，已经成为人们生活中不可缺少的家用电器。它在工业中的应用也十分广泛，本课题在于对工业洗衣机的研究。工业洗衣机适用于洗涤棉、毛、花扦、丝绸等衣物品，所以工业洗衣机大量用于宾馆、饭店、医院、学校、工厂等领域，满足大容量的洗涤要求。但是传统的基于继电器的控制已经不能满足人们对洗衣机的自动化的程度的要求了。洗衣机需要更好的满足人们的需求，必须借助于自动化的技术的发展。而随着PLC技术的发展，用PLC作为控制器就能很好的满足全自动洗衣机对自动化的要求，并且控制方式灵活多样，控制模式可以
4、根据不同场合的应用而有所不同。自动化的飞速发展使得洗衣机由初始的半自动洗衣机发展到现在的全自动洗衣机，现在又正向智能洗衣机方向发展。（二）PLC简介 PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。 PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：1.电源 2.CPU 3.储存器 4.
5、输入输出接口电路 5.功能模块 6.通信模块（三）变频器简介变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，另外，变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等。随着工业自动化程度的不断提高，变频器也得到了非常广泛的应用。 变频器通常分为4部分：整流单元、高容
6、量电容、逆变器和控制器。整流单元：将工作频率固定的交流电转换为直流电。高容量电容：存储转换后的电能。逆变器：由大功率开关晶体管阵列组成电子开关，将直流电转化成不同频率、宽度、幅度的方波。控制器：按设定的程序工作，控制输出方波的幅度与脉宽，使叠加为近似正弦波的交流电，驱动交流电动机（四）触摸屏简介 所谓触摸屏，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习，人人都会使用，是触摸屏最大的魔力，这一点无论是键盘还是鼠标，都无法与其相比。人人都会使用，也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是发展触摸屏，发展KIOSK，发展KIOSK网络，
7、努力形成中国触摸产业的原因。从技术原理角度来讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统，首先它必须保证是透明的，因此它必须通过材料科技来解决透明问题，像数字化仪、写字板、电梯开关，它们都不是触摸屏；其次它是绝对坐标，手指摸哪就是哪，不需要第二个动作，不像鼠标，是相对定位的一套系统，我们可以注意到，触摸屏软件都不需要光标，有光标反倒影响用户的注意力，因为光标是给相对定位的设备用的，相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道身在何处，往哪个方向去，每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不至于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要；再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置，各类触摸屏技
8、术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。 二 硬件系统设计（一）控制要求1. PLC一上电,系统进人初始状态,准备起动。2. 按起动按钮则开始进水,当水位到达高水位时,停止进水,并开始正转洗涤。正转洗涤l5s,暂停3s,反转洗涤l5s,暂停3s,为一次小循环。若小循环次数不满3次,则继续正转洗涤l5s,开始下一个小循环;若小循环次数达到3次,则开始排水。3当水位下降到低水位时,开始脱水并继续排水,脱水时间为10s, 10s时间到,即完成一次大循环。若大循环未满3次,则返回进水,开始下一次大循环;若大循环次数达到3次,则进行洗完报警。报警10s后结束全部过程,自动停机。4洗衣机“正转洗涤
9、l5s”和“反转洗涤l5s”过程,要求使用变频器驱动电动机,且实现3段速运行,即先以30Hz速度运行5s,接着转为45Hz速度运行5s,最后5s以25Hz速度运行。5脱水时的变频器输出频率为50Hz,设定其加速、减速时间均为2s。6通过触摸屏设定起动按键、停止按键,显示正反转运行时间、循环次数等参数。（二） 硬件选择1.PLC的选择随着PLC的功能日益强大，全自动洗衣机在工业的运用也日益广泛。一般PLC具有开关量逻辑运算、定时、计数、数据处理等基本功能，有些PLC还可以扩展各种特殊功能模块，如通信模块、位置控制模块等，选型时可以考虑以下几点：功能与任务相适应，PLC的处理速度应满足实时控制的要
10、求、PLC结构合理、机型统一、在线编程和离线编程的选择。全自动洗衣机所要求的控制功能简单，小型PLC就能满足要求了。PLC一般都比较昂贵我们可以选择体积比较小，价格相对来说比较便宜但功能比较俱全的三菱FX2N-32MR完全能满足控制要求。2. 变频器的选择本系统采用三菱通用的FR-D700变频器。操作简单，控制方便。3. 触摸屏的选择触摸屏选择GOT1000人机界面 对应GOT1000系列的画面设计软件为GT Designer2 Version2软件。三菱GOT1000系列触摸屏使用优点一：实现免编程操作1、无缝连接MELSEC过程控制系统 无须编程即可有效创建过程控制画面，实现了过程控制系统
11、的快速启动2、MES接口功能 轻松快捷地实现了作业现场和信息系统之间的“免编程连接”，并可在用户端方便地添加和修改系统3、兼容IQ平台 无须编程即可将GOT与工程环境、控制器及网络建立链接二：有效缩短停机时间1、备份/恢复功能 可自动备份程序和数据，实现高效的维护作用2、文档显示/运动图像功能 设备发生故障时，可使用GOT在作业现场查看设备手册，并使用运动图像 功能高效恢复3、监视功能 梯形图监视器、SFC监视器等。 （三)变频器参数根据控制要求，设计变频器的基本参数.操作模式选择参数和多段速度设定等参数，具体参数如下： 1 pu操作模式，pr.79=1，变频器参数情02上限频率pr.1=50
12、Hz;3下限频率pr.2=0Hz;4加速时间pr.7=2s;5减速时间pr.8=2s;6电子过电流保护pr.9=0.35A;7操作模式选择组合模式pr.79=3;8多段速度设定（1速）pr4=30Hz;9多段速的设定（2速）pr5=45Hz;10多段速度设定（3速）pr6=25Hz;注：1、多段速与洗涤程序的对应及其频率设置可以根据实际功能要求修改相关匹配设置。2、设定的4个具体加减速时间也可以根据实际功能匹配要求进行相关设置修改 （四）I/O地址分配表 I/O点编号备注X0启动按钮X1停止按钮X2排水按钮X3下水位按钮（加水后闭合）X4 上水位按钮（加满水后闭合）Y0进水电磁阀Y1正传电机Y
13、2反转电机Y3电源指示灯Y4正传指示灯Y5反转指示灯Y6进水阀指示灯Y7出水电磁阀Y10出水阀指示灯Y11报警Y12脱水Y13脱水指示灯（五）硬件接线图 图中“正转”KM0、“反转”KM1、“脱水”KM3为控制电机电源的三个继电器，他们的线圈分别为PLC输出端“Y1”、“Y2”、“Y12”相连，受控于PLC的输出信号并且相互之间用了互锁防止同时接通正转和反转烧毁电机。其中正转和反转是通过变频器控制后输出到电机中，因此可以通过改变变频器的参数就能改变对电机速度的控制，而脱水是直接与电源的两极相连，频率最大且不变。所以在工作过程中就不同于洗涤。（六） 触摸屏画面和实现功能 触摸屏画面实现功能：整个
14、控制系统就只有一个画面，上面有着电源、启动、和停止按钮，画面将动态的显示电源、正转、进水、反转、出水、脱水状态灯，还有就是分别显示正转和反转的时间，洗衣机的工作状态小循环和大循环的次数这些参数。 三 系统软件的设计 （一）PLC控制程序状态转移图 （二） PLC控制程序梯形图 （三）综合调试 在系统样机的组装和软件设计完成以后,就进入系统的调试阶段。应用系统的调试步骤和方法是相同的,但具体细节与采用的开发系统（即仿真器）及选用的单片机型号有关。调试的过程就是软硬件的查错过程,分为硬件调试和软件调试。 (1）硬件调试 单片机应用系统的软硬件调试是分不开的,通常是先排除明显的硬件故障后再和软件结合
15、起来进行调试。常见的硬件故障有逻辑错误、元器件失效、可靠性差和电源故障等。在进行硬件调试时先进行静态调试,用万用表等工具在样机加电前根据原理图和装配图仔细检查线路,核对元器件的型号、规格和安装是否正确。然后加电检查各点电位是否正常。接下来再借助仿真器进行联机调试,分别测试扩展的RAM、I/O口、I/O设备、程序存储器以及晶振和复位电路,改正其中的错误。（2）软件调试 软件调试就是检查系统软件中的错误。常见的软件错误有程序失控、中错误（不响应中断或循环响应中断）、输入/输出错误和处理结果错误等类型。要把各个程序模块分别进行调试,调试通过后再组合到一起进行综合调试,达到预定的功能技术指标后即可将软
16、件固化。系统的调试过程要结合具体的仿真器进行。 （3）系统调试 按下总电源开关，电源指示灯Y3亮，继电器M0被接通，使得Y0进水电磁阀打开，洗衣机进水。等到水位到达上限位开关X5被断开，洗衣机停止进水，此时触发M1使得Y1得电开始正传，T0开始计时。等到T0计满15s后电机停止转动，T1开始计时。等到T1计满3s后，T1停止计时触发M3使得Y2得电电机开始反转。等到T2计满15s后，T2停止计时,电机停止转动，使得M4被触发，计时器T3开始计时，计满3s后停止计时。触发M5使得小循环统计C0被加1，再次回到正转开始的程序开端M5使得电机开始正转，就这样循环下去。等到C0被计满后，M6接通循环结
17、束。同时M7接通，计数器C0复位，Y7接通出水电磁阀打开开始排水。此时触发M8，T4开始计时，Y12得电洗衣机脱水。当T4计满后停止脱水，触发T4回到电机刚开始正转程序开端使得电机开始正转。计时器C1被加1，就这样循环（此时是大循环），,C1计满3次，Y11得电开始报警，T5开始计时。当T5计满10s时，T5停止计时，Y11失电停止报警。M10接通关断整个总电源。(四） 结束语经过一个多月的努力我的毕业设计终于完成了,但是现在回想起来做毕业设计的整个过程，颇有心得，其中有苦也有甜，艰辛同时又充满乐趣,不过乐趣尽在其中！通过本次毕业设计，没有接受任务以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总
18、结，但是通过这次做毕业设计发现毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。 致谢 转眼间，三年的大学生活即将结束，站在毕业的门槛上，回首往昔，奋斗和辛劳成为丝丝的记忆，甜美与欢笑也都尘埃落定。武汉软件工程职业学院以其优良的学习风气、严谨的科研氛围教我求学， 以其博大包容的情怀胸襟、浪漫充实的校园生活育我成人。 值此毕业论文完成之际， 我谨向所有关心、 爱护、 帮助我的人们表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿。三年来，老师们渊博的专业知识，严谨的治学
19、态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。老师们不仅授我以文，而且教我做人， 虽历时三载，却赋予我终生受益无穷之道。 回顾起此次毕业设计，至今我仍感慨颇多，可以说是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时巩固了以前所学的知识，也学到了很多在书本上没有学过的知识，通过这次毕业设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的。 本设计是在老师们的悉心关怀和精心指导下完成的，在繁忙的教学工作的同时，老师们牺牲自己的休息时间给予了耐心和指导，帮助我解决设计中遇到的各种问题，指导我圆满的完成毕业设计。 由于我的水平和经验的不足，不可避免的，我的这次毕业设计会存在一
20、些缺漏和不完善的地方，还有待老师们的批评指正！在此，衷心感谢老师们，老师们！谢谢您们！参考文献1 魏志精.可编程控制器应用基础【M】电子工业出版社,20032 周恩涛.可编程控制器原理及其在液压系统中的应用【M】机械工业出版社3 潘月琴.全自动洗衣机的维修【M】北京科学技术出版社,20044 廖常初.PLC基础及应用北京：机械工业出版社,20036 潘海燕.波轮式全自动洗衣机的单片控制J.电子世界，2003（3）7 吴存宏.浅谈PLC在全自动洗衣机中运用J.设计与开发,19998 王玉梅.全自动洗衣机的模糊控制系统J.潍坊学院学报,20009 余剑生.基于模糊控制的智能洗衣机的程序控制系统J.
21、广东技术师范学院学报,2005武汉工程职业技术学院毕业论文毕 业 论 文 设 计 课题名称：机电一体化发展前景专 业 系 机 电 一 体 化 班 级 11级机电专业 学生姓名 张卜文 指导老师 李婷婷 完成日期 2021年3月25日 目录摘要.1关键词.1正文.1一、机电一体化概要.11、机电一体化技术发展.1(1) 数字化.1(2) 智能化.1(3) 模块化.1(4) 网络化.2(5) 人性化.2(6) 微型化.2(7) 集成化.2(8) 带源化.2(9) 绿色化.22、机电一体化产品.2二、机电一体化的现状和发展趋势 .2三、机电一体化的未来发展.4四、我国发展“机电一体化”面临的形势和任
22、务.51、我国“机电一体化”工作面临的形势.52、 我国“机电一体化”工作的任务.6五、发展机电一体化的对策.61、加强统筹安排，协调发展计划.62、强化行业管理，发挥“协会”作用.63、优化发展环境、增大支持力度.64、突出发展重点，兼顾“两个层次”.6结束语.7参考文献.8摘要在机械工程领域，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所形成的机电一体化，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变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶。关键词：机电 一体化 发展 系统前言一、 机电一体化概要机电一体化是指在机构得主功能、
23、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，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。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科，随着科学技术的不但发展，还将被赋予新的内容。但其基本特征可概括为：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，在多功能、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。由此而产生的功能系统，则成为一个机电一体化系统或机
24、电一体化产品。因此，“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。1、机电一体化技术发展机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。(1) 数字化微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。(2) 智能
25、化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。(3) 模块化由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。(4) 网络化由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。而
26、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成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。给人们带来无穷的知识和方便。(5) 人性化机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。(6) 微型化微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微
27、机电系统(Micro Electronic Mechanical Systems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。(7) 集成化集成化既包含各种
28、技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。(8) 带源化是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。(9) 绿色化科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、
29、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。2、机电一体化产品机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CADCAM系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。机电一体化的现状和发展趋势 机电一体化发展至今已经成为一门自成一体的新型学科, 随着科学技术的不
30、断发展, 必将被赋一予新的内容。但其基本特征可概括为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、自动控制技术、汁算机技术、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, 在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值, 并使整个系统最终达到最优化的系统工程技术。由此而产生的功能系统, 就成为一个机电一体化系统或机电一体化产品。因此, “ 机电一体化” 涵盖“ 技术” 和“ 产品” 两个方面。只是, 机电一体化技术是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术, 而不是
31、机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。机械 工程技术由纯技术发展到机械电气化, 仍属传统机械, 其主要功能依然是代替和放大的体现。但一一机电一体化的发展状况机电一体化的发展大体可以分为个阶段。世纪年代以前为第一阶段, 这一阶段称为初级阶段, 在这一时期, 人们不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能, 特别是在第二次世界大战期间, 战争极大地刺激了机械产品与电子技术的结合, 这些机电相结合的军用技术, 战后转为民用, 对战后经济的恢复起到了积极的作用。从当时研制和开发的总体上看还处于自发状态。由于当时电子技
32、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广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广使用。世纪一年代为第二阶段, 可称为蓬勃发展阶段, 这一时期, 计算机技术、控制技术、通信技术的发展, 为机电一体化的发展奠定了坚实的技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展,为机电一体化的发展提供了充分的物质基础。世纪年代后期, 开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段, 机电一体化进人深人发展时期。一方面, 光学、通信技术等进人了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头脚, 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机电一体化系统的建模设计、分析和集成方
33、法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时, 由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步, 为机电一体化技术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建立完整的基础和逐渐形成完整的科学体系。使人们有更好的发展，给人类带来生活的方便。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、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方向如下智能化智能化是世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化建设的研究日益获得重视, 机器人与数控机床的智能化就是重要应用。这里所说
34、的“ 智能化” 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、逻辑思维、自主决策等能力, 以求得到更高的控制目标。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多, 研制和开发具有标准机械接口、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、识别和测距等功能的控制单元, 以及各种能完成典型操作的机械装置。这样, 可利用标准单元迅速开发出新产品, 同时也可
35、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, 从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定, 无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业, 规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。网络化世纪年代, 计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育、日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片, 企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来, 只要其功能独到, 质量可靠, 很快就会畅销全
36、球。由于网络的普及, 基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾, 而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。因此, 机电一体化产品无疑朝着网络化方向发展。微型化微型化兴起于世纪年代末, 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, 泛指几何尺寸不超过的机电一体化产品, 并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、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。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, 它包括光刻技术和蚀刻技术两类。绿色化工业的发达给人们生活带来了巨大变化。一方面, 物质丰
37、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, 回归自然。绿色产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, 报废后能回收利用。人们大量倡导绿化工业能够给人们带来的美好的生活，良好的生活品质。系统化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, 进行任意剪裁和组合, 同时寻
38、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, 一般除外, 还有、人格化。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。 机电一体化的未来发展 1、 全息系统化全息系统化也即智能化，是对机器的行为描述，即在控制理论的基础上，吸收计算机科学、模糊数学、运筹学、混沌动力学、人工智能、心理学和生理学等新的学科方法、新的设计思想，从而模拟人类的思维能力，使它如同人一样具有思维、意识等能力，以便达到更高水平的控制目标。随着机电一体化技术的发展，机电一体化产品智能特征也越来越明显，智能化水平也是日趋上升，新世纪机电一体化技术中的智能化的快速发展，人工智能在机电一体化的研究中也日益得到重视，其中机器人与数控机床的智能结合就是一项重要应用。当然，要使机电一体化产品具有与人完全相同的智能永远是不可能的，也没有这个必要，但是，高性能、高速的微处理器使机电一体化产品具有低级智能或者人的部分智能，则是完全可能而又必要的。2、微型机电化在实验室中，目前，通过半导