机电一体化在余热发电工程上的应用和发展王长坤

机电一体化在余热发电工程上的应用和发展王长坤

王长坤许云鹏

（吉林紫金铜业有限公司吉林省133300）

摘要：随着我国科技技术不断发展，在加上我国正处于工业发展阶段，使得工业正朝着综合集成化、网络化、智能一体化、数字化的方向不断发展。在余热发电工程中应用最广泛的设备就是余热锅炉，其可以通过废液、废气等工质中可燃质及热作为热源，通过热源生产蒸汽最后转换为电能。基于此，本文对机电一体化在余热发电工程上的应用进行分析，并对机电一体化的发展进行简要论述，以期为我国机电一体化事业的发展提供参考依据。

关键词：机电一体化；余热发电工程；应用；发展

余热发电工程即日常生产过程中产生多余的热能，通过科技技术及机电设备将其转换成电能的过程，余热发电不仅可以对环境进行保护，还可以有效节约能源，真正落实我国可持续发展战略理念；机电一体化主要是指有机结合信号变换技术、接口技术、传感器技术、信息机电一体化技术、微电子技术、电工电子技术、机械等多种科技技术，并将其应用到实际生产工作中去的综合技术手段，因此，机电一体化的设备在现代化自动生产中被广泛应用。

一、机电一体化在余热发电工程上的应用

（一）降低劳动强度

在余热发电工程中机电一体化可以实现机器半自动或自动化，这种方式可以大幅度降低劳动强度，提升生产效率[1]。

（二）保证工作精度

由于手工作业容易在生产过程中出现误差，再加上传统余热发电机械也会受到操作人员的熟练值与经验值的影响，而机电一体化可以实现电子把握机械控制系统，防止在生产过程中出现人为导致的误差。

（三）节约能源

余热发电工程即使用日常生产过程中产生多余的热能，并将其转换成电能的过程，余热发电不仅可以对环境进行保护，还可以有效节约能源，真正落实我国可持续发展战略理念[2]。

（四）监控报警作用

由于余热发电过程中需要对机械设备进行实时监控，防止其在运行中出现事故。当机械运行过程中出现任何问题或故障，监控系统可以准确判定故障部位及故障原因，不仅可以为后续机械维修工作提供便利，还可以保证机械使用寿命及效率[3]。

（五）机电一体化技术在余热发电工程上的应用

第一、微处理机。机电一体化在余热发电工程中的应用是以微处理机为核心。微处理机即将仪表、显示装置、数据通讯、工控机、微机等技术进行综合，并采用组装合并的方法，为余热发电工程实现综合一体化创新了有利的条件，最终提高系统可靠性、质量和精度[4]。

第二、智能化控制技术。由于余热发电工程具备连续化、高速化、大型化的特点，在加上传统的控制技术在余热发电生产过程中遭遇到了难以克服的苦难，因此，在余热发电工程中采用智能控制技术显得尤为重要。智能控制技术主要分为神经网络、模糊控制、专家系统等，智能技术在余热发电过程中应用在液位控制系统、温度控制系统、压力控制系统、保护系统、检测系统等。

第三、分布控制系统。分布控制系统是通过一台中央计算机指挥智能控制单元格、现场测控计算机等。分布式控制系统可以分为三级、两级或者任意级，通过计算机对余热发电生产过程进行分散控制与集中管理、操作、监视等过程[5]。

随着我国测控技术不断发展，使得分布式控制系统具备的功能越来也多，不仅可以实现生产技术统计管理功能、生产过程实时调度、在线最优化生产等功能，使其成为一种管、控、测一体化的系统，还可以实现生产过程实时控制。

分布式控制系统具备可靠性高、维护方便、系统可以扩展、操作简便、控制功能多样化等特点，还具有连锁保护功能，通过使用系统故障人工手动控制操作手段，使其系统具备更高的可靠性。由于集中性控制系统较分布式控制系统所具备的功能及安全性均较低，因此，在余热发电工程中分布式控制系统被广泛应用在大型机电一体化系统中[6]。

第四、开放式控制系统。OCS中文释意为开放式控制系统，是通过计算机技术发展所获得新的结构体系概念。从字面上解释开放式控制系统可以理解为一种统一的信息交换规程的支持与共识，并根据统一的标准设计的系统即开放式控制系统，其可以实现不同厂家产品的互换与兼容，并实现资源共享。

开放式控制系统通过工业通信网络使得各个管理计算机、控制设备实现互联，并实现决策、管理、经营与控制的集成，采用现场总线将控制室的控制设备和现场仪表进行互联，实现控制与测量一体化。

二、机电一体化的未来发展趋势

（一）综合化

未来余热发电工程的高科技和机械设备的力量，会促使工程项目环境信息、人员信息、物流信息融合在一起，最终形成全面、系统的信息网。

（二）环保化

在传统余热工程中，比如水泥、钢铁企业，这些企业每天向外大量排放废热水、废蒸汽、低温烟气等余热资源，这些资源会携带大量的低温、中温余热，传统的机械对吸收可利用回收资源的效果不高；由于现代工业一直倡导节约资源、保护环境。基于此，机电一体化具备的环保特性也是其未来发展的主要方面之一。

（三）模块化

由于机电一体化生产厂家及研发厂家众多，导致其型号不一，设备众多，且没有相同的技术。因此，在机电一体化未来发展过程中，需结合各个产品的专长及特点，之后将其重新组合成更优质的设备。另外，国际化机电发展一定会制订相应的行业规范，形成统一的型号或标准，促使每个生产厂家及研发厂家互通有无，从而大规模生产机电一体化产品，最终实现模块化发生。

（四）微型化

现代微米技术及纳米技术已经成为机电发展市场中最新的领导潮流，更灵活、更精致、更小已经成为机电一体化未来发展的新目标，同时微型化发展目标还可以促进机机器人化及自动人化地发展，为余热发电工程节省人力、物力，提高企业效益。

（五）网络化

随着4G逐渐在人们生活、生产中逐渐普及，再加上5G的研发都预示机电技术的核心已经演变为网络技术，其已经影响了各个行业生产方式。网络化将生活及生产紧密的联系在一起，在余热发电过程中可以通过无线或者有线进行长距离的控制或者传输，为发电带来便捷。

（六）系统化

机电一体化未来最重要的发展方向之一就是系统化，系统化主要是指机电采用模式化与开放式的总线结构。机电一体化的系统化不仅具备综合管理和多子系统协调控制，还具备灵活组态，可进行剪裁并任意组合，同时机电一体化的系统化可以大幅度增加通信功能，特别是人格化功能，由此可见，未来机电一体化的发展会更加注重人与产品之间的关系。

机电一体化人格化可以理解为两个含义：首先，模仿生物机理，研发多种具备生物机理的机电产品；其次，由于机电使用的对象是人，因此，对机电产品赋予人性、情感、智能能功能显得尤为重要，特别是机器人，其最高的发展境界就是人机一体化。

（七）智能化

机电一体化未来发展最重要的方向就是智能化。智能化主要是指综合运用力学、地理学、生物学、心理学、模糊学、计算学、运筹学、人工智能学等学科，使其可以最大程度的模拟人类智能。

结束语：

综上所述，机电一体化不在是电子与机械的组合体，而是多种学科及技术相互结合的整体。随着我国传感技术、软件开发技术、计算机技术、微电子技术等不断发展，为机电一体化的综合化、环保化、模块化、微型化、网络化、系统化、智能化提供了有利的支持；余热发电工程中应用机电一体化，不仅可以有效提升发电量，最大限度的吸收余热，还可以提高余热发电企业提升生产效益，从而实现余热发电工程的经济效益及社会效益。

参考文献：

[1]陈开朗.机电一体化技术在现代工程机械中的发展应用探讨[J].科技创新与应用,2015(25):165-165.

[2]陈伟洪.机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用分析[J].装备制造技术,2014(1):77-78,89.

[3]黄强.简析机电一体化技术在工程机械中的应用及其发展[J].低碳地产,2016,2(19):369.

[4]岳中芬.机电一体化技术在现代工程机械中的发展运用分析[J].大科技,2017(9):217-218.