時間：2023-07-17 09:50:05
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1. 當前電力行業熱工自動化技術的發展
隨著世界高科技的飛速發展和我國機組容量的快速提高，電廠熱工自動化技術不斷地從相關學科中吸取最新成果而迅速發展和完善，近幾年更是日新月異，一方面作為機組主要控制系統的DCS，已在控制結構和控制范圍上發生了巨大的變化；另一方面隨著廠級監控和管理信息系統（SIS）、現場總線技術和基于現代控制理論的控制技術的應用，給熱工自動化系統注入了新的活力。
1.1DCS的應用與發展。
火電廠熱工自動化系統的發展變化，在二十世紀給人耳目一新的是DCS的應用，而當今則是DCS的應用范圍和功能的迅速擴展。
1.1.1DCS應用范圍的迅速擴展。
20世紀末，DCS在國內燃煤機組上應用時，其監控功能覆蓋范圍還僅限DAS、MCS、FSSS和SCS四項。即使在2004年的Q/DG1-K401-2004《火力發電廠分散控制系統（DCS）技術規范書》中，DCS應用的主要功能子系統仍然還是以上四項，但實際上近幾年DCS的應用范圍迅速擴展，除了一大批高參數、大容量、不同控制結構的燃煤火電機組的各個控制子系統全面應用外，脫硫系統、脫硝系統、空冷系統、大型循環流化床（CFB）鍋爐等新工藝上都成功應用?？梢哉f只要工藝上能夠實現的系統，DCS都能實現對其進行可靠控制。
1.1.2單元機組控制系統一體化的崛起。
（1）隨著一些電廠將電氣發變組和廠用電系統的控制（ECS）功能納入DCS的SCS控制功能范圍，ETS控制功能改由DCS模件構成，DEH與DCS的軟硬件合二為一，以及一些機組的煙氣濕法脫硫控制直接進入單元機組DCS控制的成功運行，標志著控制系統一體化，在DCS技術的發展推動下而走向成熟。
（2）由于一體化減少了信號間的連接接口以及因接口及線路異常帶來的傳遞過程故障，減少了備品備件的品種和數量，降低了維護的工作量及費用，所以近幾年一體化控制系統在不同容量的新建機組中逐漸得到應用。
（3）控制系統一體化的實現，是電力行業DCS應用功能快速發展的體現。排除人為因素外，控制系統一體化將為越來越多的電廠所采用。
1.1.3DCS結構變化，應用技術得到快速發展。
（1）隨著電子技術的發展，近年來DCS系統在結構上發生變化。過去強調的是控制功能盡可能分散，由此帶來的是使用過多的控制器和接口間連接。但過多的控制器和接口間連接，不一定能提高系統運行可靠性，相反到有可能導致故障停機的概率增加。何況單元機組各個控制系統間的信號聯系千絲萬縷，互相牽連，一對控制器故障就可能導致機組停機，即使沒有直接導致停機，也會影響其它控制器因失去正確的信號而不能正常工作。因此隨著控制器功能與容量的成倍增加、更多安全措施（包括采用安全性控制器）、冗余技術的采用（有的DCS的核心部件CPU，采用2×2冗余方式）以及速度與可靠性的提高，目前DCS正在轉向適度集中，將相互聯系密切的多個控制系統和非常復雜的控制功能集中在一對控制器中，以及上述所說的單元機組采用一體化控制系統，正成為DCS應用技術發展的新方向，這不但減少了故障環節，還因內部信息交換方便和信息傳遞途徑的減少而提高了可靠性。
（2）此外，隨著近幾年DCS應用技術的發展，如采用通用化的硬件平臺，獨立的應用軟件體系，標準化的通訊協議，PLC控制器的融入，FCS功能的實現，一鍵啟動技術的成功應用等，都為DCS增添了新的活力，功能進一步提高，應用范圍更加寬廣。
1.2全廠輔控系統走向集中監控。
（1）一個火電廠有10多個輔助車間，國內過去通常都是由PLC和上位機構成各自的網絡，在各車間控制室內單獨控制，因此得配備大量的運行人員。為了提高設備控制水平和勞動生產率，達到減員增效的目的，隨著DCS技術和網絡通訊功能的提高，目前各個輔助車間的控制已趨向適度集中，整合成一個輔控網（簡稱BOP 即Balance Of Plant的縮寫）方向發展，即將相互獨立的各個輔助系統，利用計算機及網絡技術進行集成，在全廠IT系統上進行運行狀況監控，實現控制少人值班或無人值班。
（2）近幾年新建工程迅速向這個方向發展。如國華浙能寧海電廠一期工程（4×600MW）燃煤機組BOP覆蓋了水、煤、灰等共13個輔助車間子系統的監控，下設水、煤、灰三個監控點，集中監控點設在四機一控室里，打破了傳統的全廠輔助車間運行管理模式，不但比常規減員30%，還提升了全廠運行管理水平。整個輔控網的硬件和軟件的統一，減少了庫存備品備件及日常管理維護費用[1]。由于取消了多個就地控制室，使得基建費用和今后的維護費用都減少。一些老廠的輔助車間也在進行BOP改造。
1.3變頻技術的普及應用與發展。
（1）變頻器作為控制系統的一個重要功率變換部件，以提供高性能變壓變頻可控的交流電源的特點，前些年在火電廠小型電機（如給粉機、凝泵）等控制上的應用，得到了迅猛的發展。由于變頻調速不但在調速范圍和精度，動態響應速度，低速轉動力矩，工作效率，方便使用方面表現出優越性，更重要的是節能效果在經濟及社會效益上產生的顯著效應，因此繼一些中小型電機上普遍應用后，近年來交流變頻調速技術，擴展到一些高壓電機的控制上試用，如送、引風機和給水泵電機轉速的控制等。
（2）因為蘊藏著巨大的節能潛力，可以預見隨著高壓變頻器可靠性的提高、一次性投資降低和對電網的諧波干擾減少，更多機組的風機、水泵上的大電機會走向變頻調速控制，在一段時間內，變頻技術將繼續在火電廠節能工作中，扮演重要角色。
1.4局部系統應用現場總線。
（1）自動化技術的發展，帶來新型自動化儀表的涌現，現場總線系統（FCS）是其中一種，它和DCS緊密結合，是提高控制信號傳輸的準確性、實時性、快速性和機組運行的安全可靠性，解決現場設備的現代化管理，以及降低工程投資等的一項先進的和有效的組合。目前在西方發達國家，現場總線已應用到各個行業，其中電力行業最典型的是德國尼德豪森電廠2×950MW機組的控制系統，采用的就是PROFIBUS現場總線。
（2）我國政府從“九五”起，開始投資支持現場總線的開發，取得階段性成果，HART儀表、FF儀表開始生產。但電廠控制由于其高可靠性的要求，目前缺乏大型示范工程，缺乏現場總線對電廠的設計、安裝、調試、生產和管理等方面影響的研究，因此現場總線在電廠的應用仍處于探討摸索階段，近二年我國有十多個工程應用了現場總線，但都是在局部系統上，其中： 某電廠，在單元機組的開、閉式水系統中的電動門控制采用Profibus DP總線技術，電動執行機構采用原裝進口德國歐瑪公司的一體化智能型產品Puma Matic，帶有雙通道Profibus-DP冗余總線接口作為DP從站掛在總線上。為了提高安全性可靠性，總線光纖、作為總線上的第一類DP主站的AP和相應的光電轉換裝置都采用了冗余結構，這是國內首家在過程控制中采用現場總線技術的火力發電廠。
（3）某電廠的補給水處理系統和廢水系統[2]，采用了二層通訊網絡結構的現場總線控制系統，其鏈路設備和主站級網絡采用冗余配置?？刂葡到y人機終端與主控制器之間采用工業以太網通訊，以太網交換機采用ITP形式接口，四臺交換機構成光纖高速路網?，F場設備層之間采用Profibus-DP現場總線通訊。主環網采用光纜，分支現場總線通訊選用總線電纜。配置二套冗余的主控制器，分別用于鍋爐補給水系統和廢水系統，且各自有兩條由光電耦合器組成的現場總線環形光纜網構成冗余配置，所有現場儀表和氣動閥門定位器（均采用帶PA總線接口），通過DP/PA耦合器連接到現場總線上。中低壓電器設備（MCC）采用具有現場總線通信接口功能的智能電機控制器。加藥泵的電動機采用帶總線的變頻器。鍋爐補給水的陰陽離子床氣動隔膜閥的電磁控制閥，采用具有總線接口的閥島來控制，閥島與現場總線連接。這是國內在局部過程控制中全面采用現場總線技術的首個火電廠，其應用實踐表明，輔控網全面采用現場總線技術已成熟。
1.5熱工控制優化技術的應用發展。
（1）隨著過程生產領域對控制系統要求的不斷提高，傳統控制方法越來越難以滿足火電廠熱力流程對系統穩定性和性能最優化方面的要求，汽溫超標已經成為制約機組負荷變化響應能力和安全穩定運行的主要障礙之一（燃燒優化主要是鍋爐專業在進行，本文不作討論）。由此基于現代控制理論的一些現代控制系統逐步在火電廠過程控制領域中得到應用。如基于過程模型并在線動態求解優化問題的模型預測控制（簡稱MPC）法、讓自動裝置模擬人工操作的經驗和規律來實現復雜被控對象自動控制的模糊控制法、利用熟練操作員手動成功操作的經驗數據，在常規的串級PID調節系統的基礎上建立基于神經網絡技術的前饋控制作用等，在提高熱工控制系統（尤其是汽溫控制系統）品質過程中取得較好效果。
（2）如某電廠使用的西門子公司PROFI系統，充分使用了基于模型的現代控制理論，其中汽溫控制原理示意圖如圖1所示。
（3） 圖1中，用基于狀態空間算法的狀態觀測器解決汽溫這種大滯后對象的延遲造成的控制滯后，焓值變增益控制器解決蒸汽壓力的變化對溫度控制的影響，基于模型的Smith預估器對導前溫度的變化進行提前控制；通過自學習功能塊實時補償減溫水閥門特性的變化；而對再熱汽溫控制，盡量以煙道擋板作為調節手段，不采用或少采用減溫水作為控制手段，以提高機組效率；在機組協調控制模塊中，采用非最小化形式描述的離散卷積和模型，提高系統的魯棒性；根據控制品質的二次型性能指標連續對預測輸出進行優化計算，實時對模型失配、時變和干擾等引起的不確定性因素進行補償，提高系統的控制效果；PROFI投入后，AGC狀態下以2% Pe /min負荷率變化時的響應時間為57秒，壓力最大偏差0.208MPa，汽包水位變化最高和最低之差為-38.86mm，爐膛負壓變化曲線最高值和最低值差-145Pa，主蒸汽溫度偏差穩態基本控制在2℃以內，動態基本控制在5℃以內。
1.6SIS系統的應用發展。
（1）SIS系統是實現電廠管理信息系統與各種分散控制系統之間數據交換、實時信息共享的橋梁，其功能包括廠級實時數據采集與監視，廠級性能計算與分析。在電網明確調度方式有非直調方式且應用軟件成熟的前提下，可以設置負荷調度分配功能。設備故障診斷功能、壽命管理功能、系統優化功能以及其它功能（根據電廠實際情況確定是否設置）[3]。自從國家電力公司電力規劃總院在2000年提出這一概念和規劃后，至今估計有200家多電廠建立了SIS系統，可謂發展相當迅速。
（2）但是自從SIS系統投運以來，其所起的作用只是數據的采集、存儲、顯示和可打印各類生產報表，能夠真正把SIS的應用功能盡情發揮出來的很少，其面向統計/生產管理的數據分析工具，基于熱經濟性分析的運行優化，以品質經濟性為目標的控制優化，以提高可靠性為目的的設備故障診斷等功能基本多數都未能付緒實施。其原因主要有設計不夠完善，多數SIS廠家并沒有完全吃透專業性極強的后臺程序及算法，使其在生產實際中未能發揮作用，加上與現場生產脫節，因此SIS商所能做的只是利用網絡技術，邊搭建一個基本的SIS 架構邊進行摸索。此外SIS應涵蓋哪些內容沒有統一的標準也緩慢了其功能的應用。
（3）但從大的方向上看，SIS系統的建設符合技術發展的需要和中國電力市場發展的趨勢，將給發電廠特別是大型的現代化發電廠帶來良好的經濟效益。
2. 電力行業熱工自動化系統的未來發展動向及前景
隨著國家法律對環保日益嚴格的要求和計算機網絡技術的進步，未來熱工系統將圍繞 “節能增效，可持續發展”的主題，向智能化、網絡化、透明化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展，新的測量控制原理和方法不斷得以應用，將使機組的運行操作和故障處理，象操作普通計算機一樣方便。
2.1單元機組監控智能化是熱工自動化系統發展方向。
（1）單元機組DCS的普及應用，使得機組的監控面貌煥然一新，但是它的監控智能化程度在電力行業卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監視、控制軟件在國內化工、冶金行業中都有較好的應用并取得效益，可在我國電力行業直到近幾年才開始有所起步。隨著技術的進步，火電廠單元機組自動化系統的智能化將是一種趨勢，因此未來數年里，實現信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發展與應用。
（2）如：儀表智能管理軟件，將對現場智能傳感器進行在線遠程組態和參數設置、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正，精度自動進行標定，計算各類誤差， 并生成標定曲線和報告；自動跟蹤并記錄儀表運行過程中綜合的狀態變化，如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。
（3）閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態、調試、自動標定和開度階躍測試，判斷閥門閥桿是否卡澀， 閥芯是否有磨損等，通過閥門性能狀況的全面評估，為實現預測性維護提供決策。
（4）重要轉動設備的狀態智能管理軟件將對重要轉動設備的狀態如送風機，引風機，給水泵等，綜合采用基于可靠性的狀態監測多種技術，通過振動、油的分析以及電機診斷，快速分析（是否存在平衡不好，基礎松動， 沖擊負荷，軸承磨損）等現象和識別故障隱患， 在隱患尚未擴展之前發出報警，為停機檢修提供指導和幫助。
（5）智能化報警軟件將對報警信號進行匯類統計、分析和預測，對機組運行趨勢和狀態作出分析、判斷，用以指導運行人員的操作；故障預測、故障診斷以及狀態維修等專用軟件，將在提高機組運行的安全性，最大限度地挖掘機組潛力中發揮作用。單元機組監控智能化將帶來機組檢修方式的轉變，以往定期的、被動式維護將向預測性、主動式為主的維護方式過渡，檢修計劃將根據機組實際狀況安排。
2.2過程控制優化軟件將得到進一步應用。
（1）進一步提高模擬量控制系統的調節范圍和品質指標，是火電廠熱工自動化控制技術研究的一個方向。雖然目前有關自適應、狀態預測、模糊控制及人工神經網絡等技術，在電廠控制系統優化應用的報道有不少，但據筆者了解真正運行效果好的不多。隨著電力行業競爭的加劇，安全、經濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調試方便的優化控制專用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優化、性能分析軟件、）將會在電廠得到親睞、進一步發展與應用。
（2）目前機組的AGC均為單機方式（由調度直接把負荷指令發給投入AGC的機組）。由于電網負荷變化頻繁，使投入AGC的機組始終處于相應的變負荷狀態，鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大，輔機、閥門、擋板等設備動作頻繁，這種方式對機組和設備的壽命都會產生一定的負面影響。隨著發電成本的提高，發電企業需從各個角度考慮如何切實降低電廠運行成本，延長機組的使用壽命。因此配置全廠負荷分配系統（即電網調度向電廠發一個全廠負荷指令，由電廠的全廠負荷分配系統，以機組的煤耗成本特性為基礎，在機組允許的變化范圍內，經濟合理地選擇安排機組的負荷或變負荷任務，使全廠發電的煤耗成本最低，降低電廠的發電成本）將是發電企業必然的要求，相信不久的將來，單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉變。
（3）SIS系統將結合生產實際進行二次開發，促進自身應用技術走向成熟，在確保火電廠安全、環保、高效益及深化信息化技術應用中發揮作用。
2.3現場總線與DCS相互依存發展。
未來一段時間里，現場總線將與DCS、PLC相互依存發展，現場總線借助于DCS和PLC平臺發展自身的應用空間，DCS和PLC則借助于現場總線完善自身的功能。
2.3.1現場總線與DCS的關系。
現場總線作為一個完整的現場總線控制系統，目前還難以迅速應用到整個電廠中，而DCS雖然是電廠目前在線運行機組的主流控制系統，但由于其檢測和執行等現場儀表信號仍采用模擬量信號，無法滿足工程師站上對現場儀表進行診斷、維護和管理的要求，限制了控制過程視野，因此DCS通過容入通信協議國際標準化的現場總線和適合現場總線連接的智能化儀表、閥門，并將自身的輸出驅動功能分離移到現場或由現場智能驅動器代替，功能簡單且相對集中的控制系統下放到采用FCS控制和處理功能的現場智能儀表中，然后由少量的幾根同軸電纜（或光纜）和緊急停爐停機控制用電纜，通過全數字化通信與控制室連接。將有助于降低電廠造價，提高自身的可靠性，拓寬各自的功能，推動各自的發展。除新建電廠將會更多的采用現場總線的智能設備外，也會成為運行多年的機組下一步的改造計劃。
2.3.2現場總線與PLC的關系。
（1）現場總線在電廠的應用將借助于PLC，這不但因為PLC已廣泛應用于電廠輔助設備的控制，將現場總線技術和產品溶合到PLC系統中，成為PLC系統中的一部分或者成為PLC系統的延伸部分，在輔助設備的控制中將直接明顯地體現其經濟效益。還因為現場總線和PLC的制造商間關系密切，如、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生產供貨商支持開發。
（2）由于電廠現場的環境惡劣，溫度高、灰塵多、濕度變化大，因此現場總線在電廠應用，首先要解決的是自身質量。
2.4輔助車間（系統）集控將得到全面推廣。
隨著發電廠對減員增效的要求和運行人員整體素質的提高，輔助車間（系統）通過輔控網集控將會得到進一步全面推廣。但在實施過程中，目前要解決好以下問題：
（1）輔控系統I/O點數量大，各輔助車間物理位置分散，存在遠距離通信、信號衰減和網絡干擾問題，因此監控系統主干通信網宜采用多模光纜以確保通信信號的可靠性。
（2）各輔助控制系統采用不同的控制設備，控制系統的通信接口協議不同，甚至不同的物理接口，因此須解決網絡通信協議的轉換問題，選型時應事先規定好各系統間的接口連接協議。
（3）各個輔助車間的控制系統為不同的廠商供貨，由于使用的軟件不同，其操作員站的人機界面很有可能不一致。因此選型時應注意上位機軟件，設計統一的人機界面，采用統一的風格及操作方式，以便方便各系統畫面接入BOP網絡。
輔助車間集控系統能否實現設計目標，除了自身的技術以外，很大程度上取決于輔助系統本身的自動投入情況。因此高可靠性的執行機構、動作靈活可靠的限位開關、智能化的變送器將會得到應用。
2.5單元機組監控系統的物理配置趨向集中布置。
過去一個集控室的概念，通常為一臺單元機組獨用或為二臺機組合用，電子室分成若干個小型的電子設備間，分別布置在鍋爐、汽輪機房或其它主設備附近。其優點是節省了電纜。但隨著機組容量的提高、計算機技術的發展和管理水平的深化，近幾年集控室的概念擴大，出現了全廠單元機組集中于一個控制室，單元機組的電子設備間集中，現場一般的監視信號大量采用遠程I/O柜的配置方式趨勢。
2.6APS技術應用。
（1）APS是機組級順序控制系統的代名詞。在機組啟動中，僅需按下一個啟動控制鍵，整個機組就將按照設計的先后順序、規定的時間和各控制子系統的工作情況，自動啟停過程中的相關設備，協調機爐電各系統的控制，在少量人工干預甚至完全不用人工干預的情況下，自動地完成整臺機組的啟停。但由于設備自身的可控性和可用率不滿足自動化要求，加上一些工藝和技術上還存在問題，需要深入地分析研究和改進，所以目前燃煤機組實施APS系統的還不多見。
（2）由于APS系統的實質是電廠運行規程的程序化，其優勢在于可以大大減輕運行人員的工作強度，避免人為操作中的各種不穩定因素，縮短機組啟停時間。作為提高生產效率和機組整體自動化水平，增強在電力企業的市場競爭能力行之有效的方法，將會成為未來機組控制發展的方向之一，引導設計、控制系統廠商和電廠人員更多地去深入研究，設計和完善功能，并付緒實施。
2.7無線測量技術應用。
無線測量技術能監視和控制運行過程中發生的更多情況，獲得關鍵的工藝信息，整合進入DCS。除節省大量安裝成本以外，還將推動基本過程和自動化技術的改善。如供熱、供油和煤計量，酸堿、污水區域測量等，都可能通過無線測量技術實現遠程監控。
2.8提高熱工自動化系統可靠性研究將深入。
由于熱控系統硬軟件的性能與質量、控制邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保護連鎖信號的定值和延遲時間設置，以及熱控人員的檢修和維護水平方面，都還存在一些不足之處，由此使得熱控保護系統誤動作引起機組跳閘事件還時有發生。在電力生產企業面臨安全考核風險增加和市場競爭加劇的環境下，本著電力生產“安全第一，預防為主”的方針，以及效益優先原則，從提高熱工自動化系統的可靠性著手，深入開展技術研究，是熱工自動化系統近期的一項急需進行的工作。提高熱工自動化系統的可靠性技術研究工作，包括控制軟硬件的合理配置，采集信號的可靠性、干擾信號的抑制，控制邏輯的優化、控制系統故障應急預案的完善等。隨著機組控制可靠性要求的提高，重要控制子系統的硬件配置中，將會采用安全型控制器、安全型PLC系統或者它們的整合，保護采集信號將會更多的采用三選二判斷邏輯。獨立的測量裝置需要設計干擾信號抑制功能。此外基建機組一味以最低價中標的招標模式也應得到扭轉（最低價中標，迫使廠商通過減少配置來降低投標價，導致控制系統可靠性下降）。
2.9火電廠機組檢修運行維護方式將改變。
中圖分類號： TK47文獻標識碼：A 文章編號：
引言
城市燃氣（包括天然氣、液化石油氣以及人工煤氣）是一種清潔的、可高效利用的能源。發展城市燃氣，對優化能源結構，減輕城市大氣污染，實現城市可持續發展有著十分重要的作用。
一、我國城市燃氣行業近期的發展趨勢
1.1 擴大內需等經濟政策將帶來大量投資
雖然天然氣價格方案尚未正式出臺，但天然氣管道建設已經如火如茶展開。預計到2015年，我國將新建天然氣管道2.1萬公里。屆時，我國橫跨東西、縱貫南北的全國性天然氣基干管網基本形成。其中，中石油的天然氣管道總里程將達到4.2萬公里。據了解，為保障天然氣供應的平穩和安全，在天然氣消費市場附近和管道沿線將配套興建大型地下儲氣庫、LNG接收站等調峰設施，并與管道連接，形成點線互聯的天然氣供配氣管網，實現資源多元化、供應網絡化、調配自動化的多氣源、多用戶的供應格局。
天然氣管網建設的大提速，其直接動力在于天然氣消費端的“需求拉動”。十五初期，國家通過建設西氣東輸工程，推進廣東LNG試點，開發東海天然氣、加快中亞、中俄管道天然氣項目談判等重大項目實施供給推動型的天然氣戰略。事實證明，這種戰略成功啟動了大眾城市能源結構轉換需求，刺激了大型工業投資項目用氣需求高速增長，推動國內天然氣需求直線上升，潛在需求十分可觀，需求拉動已經成為我國天然氣工業發展的動力。
居民用氣是天然氣應用的主要方向之一。隨著我國城市化進程不斷加快，造成城市人口的快速增加，擴大了用氣人口的基數。而我國家庭亦正在加速小型化，家庭數量的增長將導致城市燃氣接駁業務需求量的增加和人均燃氣消費量的增加。另外，我國目前城市管道燃氣使用率僅為30%左右，較發達國家乃至東南沿海一線城市80一90%的管道燃氣使用率尚有巨大的提升空間，為城市管道燃氣提供商提供了廣闊的市場機會。
1.2 我國燃氣細分行業發展前景廣闊
(1)天然氣供求發展趨勢
我國天然氣的產量與消費量的增長速度之間存在較為明顯的互相影響。2000年和2003年曾出現年消費量增速大幅高于年產量增速的情況，從而導致次年產量增速大幅上升。自2004年后，我國天然氣的年產量與年消費量增速大致相當，可見行業的庫存一直都比較低，且能保持相對穩定。隨著一系列大型氣田的發現，我國天然氣儲量增長迅速。2006年估算探明天然氣儲量達到3萬億立方米，2007年新增6974億立方米。2007年我國生產天然氣693.1億立方米，比上年增長18.38%，我國2008年生產天然氣達到761億立方米。但是隨著我國經濟的發展，潛在缺口很大。預計2010年，供氣城市將增加到270個，天然氣消費將達到1400億立方米。屆時中國天然氣供需缺口約300億一400億立方米。我國目前除加強天然氣使用政策的規劃外，采取部分進口的策略來保障國內需求，如2007年7月中石油己與土庫曼斯坦簽署協議，每年從其引進300億立方米天然氣。因此，預測在2010年之前，我國天然氣供不應求的局面不會發生變化。
(2)管道天然氣發展趨勢
天然氣最主要的成分是甲烷，基本不含硫，無色、無臭、無毒、無腐蝕性，具有安全、熱值高、潔凈和應用廣泛等優點，目前已成為眾多發達國家城市必選的燃氣氣源。
由于天然氣的密度比空氣輕，即使不小自外泄，也會很快在空氣中揮發掉，不容易產生聚集;天然氣的爆炸下限比液化石油氣高出2倍多，在同樣濃度的情況下，天然氣達到危險程度的時間要遲，能夠及時發現處理，所以引發各類燃氣事故的概率相對較小，因此，要比其它燃氣安全得多。
(3) LNG發展趨勢
隨著一次能源消費結構的調整，中國LNG市場會有較大發展空間，但其發展規模和速度應有理性思考。當前我國經濟持續快速的發展勢頭仍在繼續，但是為保障經濟的能源動力卻極度緊缺。引進LNG對優化我國能源結構，有效解決能源供應安全、生態環境保護的雙重問題，實現經濟和社會的可持續發展發揮重要作用。結合國際LNG和國內LNG發展，國際LNG價格會有一個緩沖期出現，我國如何在加速中和放緩中扮演好其中角色，這是一個值得認真解決的問題。
(4)液化石油氣發展趨勢
天然氣、電、二甲醚等替代資源和諧共生，相互補充。多種能源消費格局的形成，是未來國內能源革命的發展趨勢。不論城鄉，居民可在國家打造“環境友好型和經濟節約型”的政策指引下，根據自身的經濟實力和靈活消費原則，選擇多元化能源產品。其中液化氣由于自身不受地理位置限制、熱值高等獨特優勢，在相當長的時間內仍然是居民燃料的重要選擇。
二、我國城市燃氣行業發展的前景
2.1 發展模式以開放性和相對集中相結合
城市燃氣行業作為我國基礎產業的一部分，不僅是單純的商業行為，更重要的是要承擔保證居民安全平穩用氣的社會責任。大型專業化燃氣公司有技術、管理和運營方面的經驗，能夠提高大中型城市用氣的保障性；各地方企業、民間投資更熟悉當地環境，經營靈活。根據國務院2010 年5 月7 日的《國務院關于鼓勵和引導民間投資健康發展的若干意見》（國發〔2010〕3號）第八條。（八）鼓勵民間資本參與石油天然氣建設。的要求，當地企業和民間投資可積極參與當地縣區級城市燃氣事業，整體形成開放性和相對集中的發展模式。
2.2 形成在政府引導、監督下有序競爭的市場環境
從天然氣行業本身的意義和國外發展經驗來看，城市燃氣行業的發展不能脫離政府的監管。政府在城市燃氣天然氣定價、市場準入、安全平穩供氣監管等方面應發揮監督、核查作用，要建立天然氣市場價格形成機制，加快建設和完善天然氣行業的法律框架。在政府制定的天然氣定價機制、市場準入及特許經營權授予條件的引導下，各燃氣企業依靠氣源供應保障能力、資本實力、管理和技術水平有序參與城市燃氣市場競爭。
2.3 逐步建立價格市場形成機制
為充分反映天然氣市場的供求關系和天然氣資源的價值，以市場定價為目標，逐步有序地推進定價機制改革。將天然氣定價（井口價）機制首先由政府定價轉向市場定價與政府監督相結合的過渡性定價機制，定價方法從成本加成過渡到市場替代原則，在市場逐步成熟時，放開價格管制，實行市場定價。城市燃氣終端用戶付給燃氣企業的費用包括井口價、管輸費用和配送費用3 部分，為保障公共利益，其中管輸費用和配送費用以。成本加成。法為基礎，由政府進行監管。
2.4 經營過程中要嚴格進行安全管理
城市燃氣行業的安全運營包括供氣安全和運行安全兩方面。供氣安全包括氣源保障、應急和調峰能力等，各燃氣企業要完善和加強應急調峰儲運設施的建設；運營安全包括儲運設施的安全運行、安全用氣的宣傳、安全檢查制度的建立等，各燃氣企業要統一認識，真正把安全工作放到首位。政府主管部門要對燃氣企業的安全管理工作進行監督和嚴格檢查。
結束語
總之，隨著現代社會的不斷高速發展，在改善生活環境以及進一步提高人們生活平的基礎上，我國城市燃氣行業在其中有著舉足輕重的作用，借助當今社會的發展很難趨勢以及國際相關支持政策，城市天然氣在后期的發展中必將有著更加廣闊的前景。
參考文獻：
隨著國家法律對環保日益嚴格的要求和計算機網絡技術的進步，未來熱工系統將圍繞 “節能增效，可持續發展”的主題，向智能化、網絡化、透明化，保護、控制、測量和數據通信一體化發展，新的測量控制原理和方法不斷得以應用，將使機組的運行操作和故障處理，象操作普通計算機一樣方便。
一、單元機組監控智能化是熱工自動化系統發展方向
單元機組DCS的普及應用，使得機組的監控面貌煥然一新，但是它的監控智能化程度在電力行業卻沒有多大提高。雖然許多智能化的監視、控制軟件在國內化工、冶金行業中都有較好的應用并取得效益，可在我國電力行業直到近幾年才開始有所起步。隨著技術的進步，火電廠單元機組自動化系統的智能化將是一種趨勢，因此未來數年里，實現信息智能化的儀表與軟件將會在火電廠得到發展與應用，如：
儀表智能管理軟件，將對現場智能傳感器進行在線遠程組態和參數設置、對因安裝位置和高靜壓造成的零位飄移進行遠程修正，精度自動進行標定，計算各類誤差， 并生成標定曲線和報告；自動跟蹤并記錄儀表運行過程中綜合的狀態變化，如掉電、高低限報警、取壓管路是否有堵或零位是否有飄移等。
閥門智能管理軟件將對智能化閥門進行在線組態、調試、自動標定和開度階躍測試，判斷閥門閥桿是否卡澀， 閥芯是否有磨損等，通過閥門性能狀況的全面評估，為實現預測性維護提供決策。
重要轉動設備的狀態智能管理軟件將對重要轉動設備的狀態如送風機，引風機，給水泵等，綜合采用基于可靠性的狀態監測多種技術，通過振動、油的分析以及電機診斷，快速分析（是否存在平衡不好，基礎松動， 沖擊負荷，軸承磨損）等現象和識別故障隱患， 在隱患尚未擴展之前發出報警，為停機檢修提供指導和幫助。
智能化報警軟件將對報警信號進行匯類統計、分析和預測，對機組運行趨勢和狀態作出分析、判斷，用以指導運行人員的操作；故障預測、故障診斷以及狀態維修等專用軟件，將在提高機組運行的安全性，最大限度地挖掘機組潛力中發揮作用。單元機組監控智能化將帶來機組檢修方式的轉變，以往定期的、被動式維護將向預測性、主動式為主的維護方式過渡，檢修計劃將根據機組實際狀況安排。
二、過程控制優化軟件將得到進一步應用
進一步提高模擬量控制系統的調節范圍和品質指標，是火電廠熱工自動化控制技術研究的一個方向。雖然目前有關自適應、狀態預測、模糊控制及人工神經網絡等技術，在電廠控制系統優化應用的報道有不少，但據筆者了解真正運行效果好的不多。隨著電力行業競爭的加劇，安全、經濟效益方面取得明顯效果、通用性強、安裝調試方便的優化控制專用軟件（尤其是燃燒和蒸汽溫度優化、性能分析軟件、）將會在電廠得到親睞、進一步發展與應用。
目前機組的AGC均為單機方式（由調度直接把負荷指令發給投入AGC的機組）。由于電網負荷變化頻繁，使投入AGC的機組始終處于相應的變負荷狀態，鍋爐的蒸汽壓力和溫度波動幅度大，輔機、閥門、擋板等設備動作頻繁，這種方式對機組和設備的壽命都會產生一定的負面影響。隨著發電成本的提高，發電企業需從各個角度考慮如何切實降低電廠運行成本，延長機組的使用壽命。因此配置全廠負荷分配系統（即電網調度向電廠發一個全廠負荷指令，由電廠的全廠負荷分配系統，以機組的煤耗成本特性為基礎，在機組允許的變化范圍內，經濟合理地選擇安排機組的負荷或變負荷任務，使全廠發電的煤耗成本最低，降低電廠的發電成本）將是發電企業必然的要求，相信不久的將來，單機AGC方式將會向全廠負荷分配方式轉變。SIS系統將結合生產實際進行二次開發，促進自身應用技術走向成熟，在確保火電廠安全、環保、高效益及深化信息化技術應用中發揮作用。
三、提高熱工自動化系統可靠性研究將深入
由于熱控系統硬軟件的性能與質量、控制邏輯的完善性和合理性、保護信號的取信方式和配置、保護連鎖信號的定值和延遲時間設置，以及熱控人員的檢修和維護水平方面，都還存在一些不足之處，由此使得熱控保護系統誤動作引起機組跳閘事件還時有發生。在電力生產企業面臨安全考核風險增加和市場競爭加劇的環境下，本著電力生產“安全第一，預防為主”的方針，以及效益優先原則，從提高熱工自動化系統的可靠性著手，深入開展技術研究，是熱工自動化系統近期的一項急需進行的工作。提高熱工自動化系統的可靠性技術研究工作，包括控制軟硬件的合理配置，采集信號的可靠性、干擾信號的抑制，控制邏輯的優化、控制系統故障應急預案的完善等。隨著機組控制可靠性要求的提高，重要控制子系統的硬件配置中，將會采用安全型控制器、安全型PLC系統或者它們的整合，保護采集信號將會更多的采用三選二判斷邏輯。獨立的測量裝置需要設計干擾信號抑制功能。此外基建機組一味以最低價中標的招標模式也應得到扭轉（最低價中標，迫使廠商通過減少配置來降低投標價，導致控制系統可靠性下降）。
四、火電廠機組檢修運行維護方式將改變
一、機電一體化技術的應用
（一）現代機械制造業的應用
傳統機械制造業與現代機械制造業相比，存在很大的差異。傳統機械制造業是以經營規模為依據，主要依靠擴大生產規模，提高產量以及優化產業結構為主體，以此提高企業市場競爭力，這種經營方式注重資源的合理利用，用最低成本獲取最大經濟效益。而現代機械制造業主要以信息為載體，采用先進的生產模式、管理系統以及制造技術來提高企業市場競爭力，其具有網絡化、虛擬化、智能化以及節能環保的特殊價值和功能?，F代制造業涉及了多種高新技術手段，充分利用電子計算機技術，使制造行業的生產技術取得了巨大的成績?，F今，制造工程領域相繼誕生諸多高新技術，如數字控制技術、系統集成技術、虛擬制造技術等。
（二）飲料行業的應用
以往的飲料生產、包裝等一系列流程都是人工操作，機電一體化技術在飲料行業的應用，使得飲料生產的機械化水平提高，而且飲料包裝的整條生產線都實現自動化控制，使得飲料行業的生產效率和質量大大提升，對促進飲料行業發展，提高國內外的市場競爭力具有極其重要的作用。
（三）鋼鐵行業的應用
隨著鋼鐵行業的發展速度加快，機電一體化技術在鋼鐵行業的應用水平不斷提高，不僅提升了鋼鐵行業的生產效率和質量，而且為實現鋼鐵行業現代化發展提供了強有力的技術保障，其在鋼鐵行業的應用主要表現在以下幾個方面。
第一，計算機集成系統的應用，該項技術的應用使鋼鐵生產作業實現了將人、生產經營、組織管理的作業流程連接在一起，實現鋼鐵生產全過程的一體化控制。第二，現場總線技術的應用，它是通過連接設置，將設備控制室內的設備儀器進行數字式、雙向以及多種通信的一體化鏈路。這種技術能夠使大量的數據信息在智能化儀器裝置與高級控制系統間實現通信鏈路的雙向傳送。第三，交流傳動技術的應用，在計算機技術和電子信息技術不斷發展的今天，交流傳動技術的發展速度加快，由于這種技術具有一定的優越性，所以交流傳動技術將逐步取代傳統的電子傳動技術。當前，各行業領域數字化水平提高，這也使得以往復雜的矢量控制技術簡單化，交流傳動技術在鋼鐵生產中的應用效果越來越成熟。
二、機電一體化技術的發展趨勢
從最初的微電子技術、信息技術、計算機技術以及通信技術逐步延伸至數字化、網絡化、綜合化以及個性化的信息技術革命，不僅為人類社會進步與發展翻開嶄新的一頁，而且使當今世界經濟、科技以及其他行業領域發生翻天覆地的變化，從一方面能夠充分了解機電一體化在信息時代背景下的作用和意義。以下就對機電一體化技術的未來發展趨勢展開分析。
第一，機電一體化系統集合了多種技術系統，主要由傳感系統、動力系統、信息處理系統以及先進的機械部件等結構組成，將這項技術引入光學技術中，結合光學技術的特點，可以進一步完善和提高機電一體化系統中各類系統性能，從而促進機電一體化技術的發展。第二，未來，機電一體化產品的控制效果和執行效果會不斷提高，這樣就能夠提高系統的柔性，為建立系統的應急模式創造條件。可以根據系統本身的性能，設計出自律分配系統，這樣就能夠使各個子系統在相對獨立的工作狀態下為整個系統提供服務。另外，自律分配系統可以對外部環境條件做出不同反應，從而改變子系統中產生的信息，這樣能夠提高系統的柔性能力，也不會因某一子系統發生故障而影響整體系統的運行。第三，智能化是未來機電一體化技術發展的重要方向和目標，在信息技術和計算機技術不斷更新和發展的重要階段，智能化在機電一體化技術中的應用將越來越成熟，機電一體化產品的智能化水平也將不斷提升。因此，未來智能化機電一體化技術必將在各行業領域得到廣泛應用，這也成為未來機電一體化技術發展的必然趨勢。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.149
0 引言
科學技術使社會的生產生活發生了日新月異的變化，機電一體化技術是現代科學技術和人類智慧的結晶，它把機械技術與現代電子技術結合在一起，它的發展和應用在提高企業產量的同時還提高了產品的技術含量，使企業更具市場競爭力，也促進了社會經濟的進步。
1 機電一體化技術的概述及發展歷程
機電一體化技術是一種綜合技術，應用范圍愈來愈廣泛，它將微電子技術、控制技術、計算機技術、機械技術、光學技術相互交叉和融合，成為眾多高新技術產業和裝備的基礎。它包括產品和技術兩個方面。機電一體化技術的發展經歷了三個階段，1960 年以前是初級階段，由于電子、機械兩方面的技術水平不夠完善，導致機電一體化技術開發出來的產品沒有廣泛的應用。1970 年至 1980 年之間屬于第二階段，機電一體化技術得到了計算機等提供的技術基礎，特別是微型計算機和大規模集成電路促使其發展快速，在很多領域得到了應用。1990 年以后，人工智能、光纖、神經網絡等技術的發展，使機電一體化技術邁向智能化階段，發展前景更加廣闊。
2 機電一體化技術的應用
機電一體化技術在各個行業得到了廣泛運用：
2.1 在汽車行業的應用
（1）汽車的打火系統使用機電一體化技術：原來的汽車打火系統接收到的打火指令信號較弱，使用時間一長，打火會很困難，影響汽車的啟動，采用機電一體化技術通過數字模式增強打火信號，提升電路傳感能力，系統自動對空氣和燃料質量之間進行對比，減少它們的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，實現發動機的快速反應。
（2）汽車的雷達系統使用了機電一體化技術：它的應用不僅使人們的生活更加方便，而且減少了危險因素。生活中，汽車在倒車、行駛、停車的時候，我們雖然也會減速對周圍的環境進行觀察，防止發生意外，但總會有視覺死角，在這種情況下，汽車的雷達系統檢測到障礙物就會自動發出警報，給駕駛員已提醒，有效的避免了事故的發生。
（3）汽車的制動系統使用了機電一體化技術：之前，汽車的制動是靠車后輪安裝的制動系統來完成的，是為了及時停車，保證安全，但是，隨著汽車行駛速度的提升，原來的制動作用已經難以滿足現代汽車的需要，因此，運用了機電一體化技術，能夠減輕汽車質量，提升車速，使得車輛在行駛狀態下遇到緊急情況也能夠實現快速平穩的制動，汽車的安全性更強，制動效果更好，防止了交通事故的發生。
2.2 在建筑材料生產中的應用
施工建設要求的不斷提升，對建筑材料的生產要求隨之更高更嚴格，而具有高性能、高質量、低能耗、多功能特性的機電一體化技術為建筑材料生產行業提供了機遇，并在建筑材料的生產中發揮著至關重要的作用，得到了廣泛的應用。對于現代建筑而言，材料的級配控制非常關鍵。如果級配出現誤差，會使建筑的壽命縮短，造成安全隱患。因此，機電一體化技術的應用就可以利用微機控制最大限度的降低級配誤差，提升建筑行業的競爭力。
2.3 在煤礦企業中的應用
在煤礦企業中，機電一體化技術主要用于地下開采作業。因為作業在地面以下，對工人的人身安全造成了很大的威脅。機電一體化技術的應用，可以讓井下作業實現自動化、機械化，既能提高工作效率，又能保障工人的安全，因此，井下機器人的智能化操作已成為煤礦行業的發展趨勢。
3 機電一體化技術的發展趨勢
3.1 智能化發展趨勢
機電一體化技術中智能化發展趨勢越來越強烈，已將人工智能、計算機科學、生理學、心理學、模糊數學等融入吸收其中，使機電一體化系統具備了簡單的思維能力，向其輸入指令，能夠按照指令完成特定的動作，提高機電產品的智能，增加機電產品的實用性。盡管機電一體化的產品不可能擁有和人類相同的智能，但它的高性能的微處理器可以使產品具有低級智能，為人們的生產生活提供方便。
3.2 網絡化發展趨勢
隨著科技的發展，網絡技術的更新換代進一步加快，在產品的生產制造、銷售等過程中更是不遺余力的開發和利用這一優勢，實現遠程控制，人們在家里就足不出戶就能享受到機電一體化技術帶來的便利。所以，機電一體化向網絡化發展是必然的，是時展的要求。
3.3 綠色化發展趨勢
綠色環保已經成為當今社會的主題，也是各行各業發展的必然趨勢。因為，工業科技的發展讓人們享受美好生活的同時也帶來了很多問題：環境污染、資源減少等等，所以機電一體化也必須實現綠色化發展，才能跟上時代的腳步。通過提升機電一體化技術，實現綠色化、環?；l展，不僅拓寬了機電一體化技術的運用范圍，還能夠減少環境污染和能源消耗。
3.4 光機電一體化發展趨勢
在未來的機電一體化技g中充分發揮光學技術的優勢，增加傳感系統的性能，不僅減少能源的浪費，而且利于機械系統快捷、精準的運作，提升機電一體化系統的信息傳導和交流能力，實現系統內部的信息交換與聯動。
3.5 人性化發展趨勢
人性化是每一個產品發展的必然趨勢，在對產品的發展過程中必須保證人性化的發展，對于機電一體化的產品不但要保證產品的性能之外，還要更好的進行造型和色彩方面的協調，讓這些產品達到廣大人民群眾的認同和喜愛，同時也更加貼近自然，更接近生人們活習慣。
4 結語
機電一體化技術將各種科學技術相互融合，已經成為諸多行業的核心技術，在實際運用當中體現出來的優勢是無法比擬的，隨著對產品要求的提高，未來機電一體化技術還將向更高的臺階發展，發展前景不可估量，將為國家帶來更大的經濟效益和社會效益。
參考文獻：
[1]高亞萍.機電一體化技術的發展及應用分析[J].電子技術與軟件工程，2015（07）.
電氣工程及其自動化專業是電氣信息領域的一門新興學科，觸角伸向各行各業，小到一個開關的設計，大到宇航飛機的研究，都有它的身影。由于和人們的日常生活以及工業生產密切相關，發展非常迅速，現在也相對比較成熟。
發展前景：“自動化”一是屬于信息產業。信息產業被人們譽為“朝陽產業”，發展快、需要人才多、待遇高，是當今科技發展的趨勢所在。因此，作為信息產業中的重要一員，自動化專業同樣有著光輝的前途。二是自動化應用范圍廣。
隨著我國經濟的不斷發展，現代化工業的不斷發展使電氣自動化技術方面的人才市場有著相當大的潛力。尤其是廣東地區，自動化生產技術不斷提高，自動化產品不斷普及，智能樓宇和智能家居的應用，智能交通的不斷發展，為電氣自動化技術專業提供了廣闊的發展前景。
電氣工程及其自動化專業就業方向
本專業學生畢業后可在工業與電氣工程有關的運動控制、工業過程控制、電氣工程、電力電子技術、檢測與自動化儀表、電子與計算機技術等領域從事工程設計、系統分析、系統運行、研制開發、經濟管理等方面的工作。
從事行業：
畢業后主要在儀器儀表、機械、建筑等行業工作，大致如下：
1、儀器儀表/工業自動化;
2、機械/設備/重工;
3、建筑/建材/工程;
4、新能源;
5、電子技術/半導體/集成電路;
6、房地產;
7、其他行業;
電子技術問世后,電子技術與機械技術的結合就開始了,出現了半導體集成電路,尤其是出現了以微處理器為代表的大規模集成電路以后,"機電一體化"技術之后有了明顯進展,引起了人們的廣泛注意。60年代末作商業注冊時最先創用的。當時及70年代，人們一直把機電一體化看作是機械與電子的結合。80年代，信息技術嶄露頭角。微處理機的性能提高，為更高級的機電一體化產品所采用，典型的機電一體化產品如數控機床、工業機器人和汽車的電子控制系統等。90年代，通信技術進入了機電一體化，機器可像機器人系統那樣遙控和虛擬現實多媒體等技術緊密聯系的計算機控制的網絡化機電一體化日益普及。有些機電一體化機械可兩用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微傳感器和執行器技術的發展，和半導體技術以光刻為基礎的方法以及和傳統機電一體化微型化方法的結合，開創了以精密工程和系統集成為特點的機電一體化新分支“微機電一體化”。雖然微加工方法尚未成熟，但將逐漸成為集成控制系統的一個組成部分。之后，機電一體化隨著自動化技術的發展而日益發展，穩步進入了21世紀。
二、機電一體化技術的發展前景
縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向,機電一體化將朝著以下幾個方向發展。
2.1智能化。智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一,也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件,有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。
2.2系統化。系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態,進行任意的剪裁和組合,同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體,使其向著生物系統化方向發展。
2.3微型化。微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術,是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3,并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點,可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作,故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域,都有廣闊的應用前景。
2.4綠色化。綠色化是時代的趨勢,其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態環境無危害或危害極小,資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。
三、我國“機電一體化”面臨的形勢及任務與其相應對策
我國用機電一體化產品取代技術含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、擾民產品的責任重，有意義。從市場需求的角度看，由于我國研制、開發機電一體化產品的歷史不長，差距較大，許多產品的品種、數量、檔次、質量都不能滿足需求，每年進口量都比較大，因此亟需發展。機電一體化技術既是振興傳統機電工業的新鮮血液和源動力，又是開啟我國機電行業產品結構、產業結構調整大門的鑰匙。
我國“機電一體化”較熱，而按目前的行業劃分方法和管理體制，“政出多門”是難哆的。因此，我國有必要明確一個“機電一體化”行業的統管機構，根據目前國家政治體制改革和經濟體制改革的精神，以及機電一體化行業特點，我們建議，盡快加強北京機電一體化協會的建設，賦予其行業管理職能。
優化發展環境指通過宣傳群眾，造成一種社會上下、企業內外都重視、支持“機電一體化”發展的氛圍，如盡快為外商到我國投資發展“機電一體化”產業提供方便；盡可能為興辦開發、生產機電一體化產品的高新技術企業開綠燈；盡力為開發、生產機電一體化產品調配好資源要素等。
機電一體化產業復蓋面非常廣，而我們的財力、人力和物力是有限的，因此我們在抓機電一體化產業發展時不能面面俱到、平鋪直敘，而應分清主次，大膽取舍，有所為，有所不為。
2機電技術發展的基本特征
20世紀60年代，機電技術誕生之后，眾多問世不久的生產制造技術慢慢應用到生產和生活的諸多領域，致使相關產業的變革得以更好地開展。雖然機電技術在我國的發展應用歷史并不長，但在世界范圍內，其對于促進機械生產的發展以及提高人類生產力有著非常重要的現實意義。于機械工程領域，計算機技術以及微電子技術已經得到廣泛應用，并被應用到機械制造工業中，乃至形成了先進的機電技術。在這種情況下，機械產業逐漸發生了顛覆性的變革，無論是技術機構，還是產品功能、構成，以及產品的生產、管理都產生了較大的變化。鑒于此，工業化生產進入了一個嶄新的階段，其從機械電氣時代逐漸過渡到以機電技術為主要模式的時代。
3機電技術應用的發展前景分析
3.1智能化的機電技術應用前景分析
近年來，隨著信息技術和計算機技術日新月異的發展，機電系統的智能化水平也得到顯著提升。在這種情況下，機電技術產品的全息性越發顯著。智能化信息處理系統對于機電系統非常重要，技術人員可以據此更好地對系統中的相關信息進行處理。對于此類智能系統，軟件技術以及芯片技術是其中最重要的部分。在機電技術中，智能化系統的有效應用能夠使層次結構的復雜性得到顯著提升，同時，系統的兼容程度也會有很大程度的提高。簡言之，對于機電技術的發展，智能化技術非常重要，其可以看作是機電技術發展的必然趨勢。
3.2光電技術的應用前景分析
光電技術的應用對于機電技術有著非常重要的價值和意義，其可以使機電技術中的傳感以及動力系統得到顯著改善。此外，光電技術還可以有效提高機電系統中的信息處理能力，且有利于機電產品的研發?？梢哉f，光電技術的應用前景十分廣泛。
3.3微型化的機電技術應用前景分析
目前階段，在生產以及制造半導體產品的過程中，蝕刻技術受到很多專業人士的推崇，通過該項技術，相關技術人員已經在實驗室研制出亞微米級的器械元件。若該項技術能夠應用在實際產品中，可以為技術人員區分機械系統的部分裝置以及控制器提供極大便利。同時，機械與電子可以更好地結合在一起，且傳感器以及機體等裝置也可被有效整合在一起。在這種情況下，設備的體積會減小，重量也會有所減輕，且可以有效組合成自律原件?？梢哉f，以上是機電技術的一種重要發展趨勢。
3.4仿生化的機電技術應用前景分析
綜合目前的行業狀況以及各項因素，不難看出，以后機電技術系統的裝置會越發依賴信息。系統的智能化以及自動化程度不斷提高已經是一個不爭的事實，與此同時，其對于信息的依賴度也會有相應提高。如果系統結構呈現出靜態狀，裝置的穩定性會較差；反之，若系統裝置呈現出動態狀，則裝置的穩定性會比較強。以上狀況與生物習性有一定相似性，這表明生物系統化會成為機電技術的相關產品的一項重要發展趨勢。目前，該項系統還有待于研究和探索，使系統的仿生效果得以真正實現還需要更多的時間。
3.5環?；臋C電技術應用前景分析
現階段，隨著工業的不斷發展，人們對生活質量以及人均收入水平都得到了顯著提高。與此同時，資源也在遞減，且很多資源具有不可再生的特質。此外，較為粗放的管理模式也為我們賴以生存的環境帶來負面影響，使環境污染問題日益嚴重。為此，國家相關部門應對環境保護引起足夠的重視，廣大群眾也要樹立環境保護的意識，在生產和生活中秉持可持續發展的理念，以此使我國的綜合實力得到顯著提升。在此基礎上，機電技術可以更好地發展，在使工業生產領域產生一定經濟效益的同時，可以最大限度的降低污染，對于環境起到一定的保護效果。為更好地實現這一點，相關人員要采取行之有效的對策，致力于科學技術的革新，并對污染物進行回收和有效處理，積極為機電技術的應用探索出可再生的新能源。
傳感檢測技術是自動化及相關研究領域的技術基礎，不管是在工程技術還是在基礎科學中都同樣具有獨特而重要的作用和地位，應明確傳感器技術在機電一體化系統中應用主要面臨的問題以及其發展方向。這對傳感器技術在機電一體化系統中的應用有一定的指導作用。
一、傳感器的分類
傳感技術的發展離不開傳感器的巨大貢獻。傳感器可以感受規定范圍內的器件和裝置。它的主要作用是檢測機電一體化系統本身，以及操作的對象和操作的環境狀態等，可以有效控制機電一體化的有效運行。傳感器根據不同的規則有不同的分類方法，首先，傳感器根據能量轉換可以分為能量控制型傳感器和能量轉換型傳感器兩種，能量轉化型傳感器則利用能量變化產生的物理效應產生信息，不需外加電源；其次，根據傳感器的被測參量可以分成三類，即物性參量、機械量參量、熱工參量；根據傳感器的使用材料分類，有按照晶體結構、物理性質等材料進行區分的。由于其所應用的材料不同，傳感器也會呈現對應性以及其獨特性的反應；最后，根據傳感器工作原理可以分為，生物傳感器、物理傳感器以及化學傳感器。應根據不同的用途，結合傳感器的特性，進行合理的選擇。
二、傳感器在機電一體化系統中的應用
（一）傳感器在機器人產業中的應用
工業機器人能夠通過各種傳感器來精確感知自身、操作對象和作業環境的狀態，所以比較準確。這個過程特別重要，是專門為機器人控制提供反饋信息的。
（二）傳感技術在汽車工業中的應用
隨著科學技術的飛速發展，汽車工業中也大量應用傳感技術。因為使用了這項技術，現代化汽車工業逐步進入一個全新的高速發展時期。用自動控制系統取代純機械式控制部件，這是汽車的機電一體化要求的具體體現。特別是在其所有重點控制系統中重點使用了曲軸位置傳感器、吸氣及冷卻水溫度傳感器、壓力傳感器、氧氣傳感器等各種傳感器。
（三）傳感檢測技術在機械加工過程中的應用
與刀具和機床的過程監視技術相比，工件的過程監視是研究和應用最早、最多的。簡單地講，工序識別是為辨識所執行的加工工序是否是工件加工要求的工序。工件識別是辨識送入機床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，另外還要求辨識工件安裝的位置是否是工藝規程的要求。還可以監視傳感待加工毛坯或工件的加工質量和表面缺陷。切削過程傳感檢測的目的主要是把切削過程的生產率、制造成本或（金屬）材料的切除率進行優化等；最后，無論是尖端的科學技術，還是龐大的自動化系統，一般都需要各種材料，以及各種特性的傳感技術和檢測技術。因此，在信息高速發達的現代社會，傳感技術已經成為信息獲取、處理問題等的重要方法。
三、傳感器技術應用中出現的問題及發展方向
我國對傳感器技術的研究任然處于比較初級和保守的階段，相比于國外的技術，我國仍有很大的欠缺和差距。我國目前很多企業都是引進外國元件進行加工合成，自主研發的產品很少，自主創新能力特別差。傳感器技術涉及物理、化學、生物和電子，以及計算機等多種相關學科，雖然傳感器行業的發展前景很美好，但是由于人才的欠缺，導致我國傳感器技術仍然發展不起來。
（一）國內外傳感技術的差距
由于國外較早的投入對傳感技術的研究，所以相比于我國，他們擁有先進的微機械加工技術與設備，先進的計算、模擬和設計方法，并且有先進的封裝技術與設備，加上可靠性技術研究等方面，導致我國在這方面有很大的落后，我們要保證傳感技術的發展，就必須加強技術研究和引進先進設備，以提高整體水平。
（二）傳感器的發展前景
目前我國的傳感器技術正在加速由傳統型向新型傳感器轉型的發展階段。傳感器正向著低耗能，高精度和可靠性，以及智能化和數字化。傳感器行業的發展，可以帶動一系列相關產業的發展，可以作為國家新的經濟增長點。
首先，可以向微型化發展，因為各種控制設備的功能越來越強大，則各個部件的體積應該越小越好，傳感器也應該越小越好，這就要求在材料方面有所創新，利用硅材料制成的，無論在進度還是靈敏度上效果都很好；其次，可以向高精度方向改進，隨著自動化生產程度的提高，對傳感器的要求在不斷提高，所以應該在精度的研究方面投入財力、物力，進行研究，爭取研制出靈敏度高、精確性好、響應的速度快，而且便于自動化生產的傳感器；還可以向微耗能和無源化的方向發展，傳感器一般都是由非電量向電量的轉化，工作時離不開電源，在野外或者遠離電網的時候，一般是利用供電電池和太陽能供電，開發微功耗的傳感器以及無源傳感器是必然的發展方向。這樣可以節省電源，又可以提高系統的使用壽命。
四、結語
傳感器在機電一體化系統中，占據著非常關鍵的低位和作用。傳感器技術直接關系著幾點一體化系統的水準。如缺少這些傳感器對系統狀態和對信息精確而可靠的自動檢測，系統的信息處理、控制決策等功能就無法談及和實現，所以我們更加要提高和加強對技術的探討以及深入的研究，以便促進我國傳感器技術的進一步發展。
參考文獻：
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[3]卞正崗.自動化技術和機電一體化發展趨勢.國內外機電一體化技術， 2006， （1）.
中圖分類號：TD63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0174-01
機電裝置作為煤礦業的重要設備之一，對煤礦資源的開采品質和煤礦企業的利益直接相關。機電自動化集控的運用為煤礦產業的發展帶來了極大的便利，而且提升煤礦開采工作的安全性，但是在實際使用過程中仍有欠缺，需要不斷地完善才能為煤礦行業帶來更高的利益。
1 機電自動化集控在煤礦業的成長歷程
現階段，機電自動化集控在我國已經得到大范圍的推廣，徹底地改變了原來高強度工作的操作模式，一方面可以降低勞動成本，減少施工人員的工作難度，提升煤礦開采過程中的安全性；另一方面機電自動化集控可以提高生產效率，這有利于煤礦企業賺取更多的經濟利益。鑒于機電自動化集控技術還不完善，一方面體現在可應用的技巧方面，大大降低資源的使用效率；另一方面體現在研發過程，由于沒有經驗和實踐的支撐，我國在研發過程中還有一定的阻礙，所以就導致機電自動化集控技術大范圍推廣卻沒有提高煤礦資源的利用水平[1]。所以它的應用效率并沒有達到理想水平，相比于發達國家，仍有很大的缺陷，所以我國還應該深化對技術的改革，研發具備自主知識產權的裝備，以煤炭開采為關鍵，致力于提高設備的通訊水平，實現自動化集控，并在實際運用中不斷完善。
2 機電自動化集控的特征
隨著對煤礦產業的深化改革，煤炭資產的使用效率得到了極大的提升。通過對國內外制造科技的引用以及對發達國家優秀技術管理經驗的學習，逐步減少煤礦企業的制造資本投入，獲取最大的經濟利潤[2]。目前我國的機電自動化集控技術的優勢就是易于使用，而且功能的可信賴程度高等。
3 機電自動化集控的使用途徑
第一，對礦井作業的監督。一般情況下，煤礦企業安全系統中自動化集控技術水平的高低作為評價一個煤礦企業機電自動化水平高低的標準，安全是煤礦行業的最基本要求，所以煤礦企業的關鍵工作是如何提升礦井工作的安全性，煤礦機電自動化技術的應用在很大程度上保證了礦井的安全。將監控設備與煤礦機電自動化集控技術進行結合，可以更好的將礦井的狀況反饋給監視人員，也可以及時檢查到礦井存在的安全隱患，避免煤礦作業過程中出現漏洞，從而有效的提升煤礦操作人員的安全性；第二，自動化設備開采煤礦資源。煤礦礦井提升機是一個煤礦企業的基本必要設備，一般都及其笨重，給操作人員的\輸與組裝增加困難，而且對操作人員有極高的要求。為實現工作的高效率進行，可以將機電自動化集控技術與該設備進行結合，使工作符合現代化和科技化。第三，用于煤炭的運送。煤炭開采以后的運送也是一項非常復雜的工作，想要提升工作效率，就一定要對運輸設備的性能進行改變。比如在帶式運輸機中安裝CST可控軟件，增強輸送的連續性，提高設備的可依賴性[3]?，F實中，煤礦工作傳送距離一般比較長，很大程度上降低了煤炭輸送的穩定性，而且也對運輸機造成危害。這就要求我們對煤炭傳送的技術進行改革，增強運送過程的穩定可靠性。第四，牽引工作，煤礦企業一般使用電牽引煤機，優勢在于有強大的牽引力，而且還可以在電牽引煤機下滑過程中發電，對電能實現最大程度上的利用。而且這種設備故障率低，易于維修和使用，為企業產生更大的經濟利益。第五，機電自動化集控技術在其他方面的應用。電壓開關柜是煤炭開采工作安全有序進行的關鍵，它的作用是為大功率設備提供電能的需要。
4 提升機電自動化集控在煤礦中的運用
第一，制定設備管理條例，煤礦企業應該有詳細，全面的設備使用，維修以及管理條例，在日常工作中對設備進行定期檢測，對設備管理人進行嚴格監督，保證設備的正常運行。第二，強化對裝備狀態的檢測。即在裝置運行過程中，對運行的狀態進行檢查，并記錄裝置的日常使用狀況。對設備的在線與離線點檢，可以降低設備在運行過程中故障出現的可能性。
煤礦行業的發展對社會有相當大的影響，隨著科技化與信息化技術在煤礦行業的普遍運用，使煤礦業也有了更快的發展。機電自動化集控技術與WIFI技術的有效結合，在很大程度上降低了礦下監控設備使用的投入資金，能提升礦井下監控設備的工作效率[4]。除此以外，無線傳感器等裝置的運用可以有效地對礦井下的操作人員進行定位，加上通訊設備的配合，追蹤監視礦下操作人員的工作過程，保障礦下操作人員的安全?？茖W技術水平日益提高，設備也在不斷地更新，未來煤礦行業的機電自動化集控水平將會更完善，這對煤礦行業經濟發展有重要意義。
參考文獻
[1]王文山.試析煤礦機電自動化的必要性和要點[J].機電工程技術，2015，（10）：120-122.
隨著科學技術日新月異的發展，不同學科的知識相互滲透交融，促進了工程領域內的技術的革新，特別是機電一體化技術的發展，確立了機械工業未來的發展方向。本文主要對機電一體化技術進行了基本的概述，同時簡述了國內外機電一體化技術的發展概況，進一步分析了機電一體化技術的發展趨勢。
一、機電一體化概要
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不斷發展，還將被賦予新的內容?；咎卣骺筛爬椋簷C電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。因此，“機電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。只是，機電一體化技術是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術，而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別。機械工程技術有純技術發展到機械電氣化，仍屬傳統機械，其主要功能依然是代替和放大的體力。但是發展到機電一體化后，其中的微電子裝置除可取代某些機械部件的原有功能外，還能賦予許多新的功能，如自動檢測、自動處理信息、自動顯示記錄、自動調節與控制自動診斷與保護等。即機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸，還是人的感官與頭腦的眼神，具有智能化的特征是機電一體化與機械電氣化在功能上的本質區別。
二、機電一體化的發展趨勢
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下:
1 智能化
智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化建設的研究日益獲得重視，機器人與數控機床的智能化就是重要應用。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智能，是不可能的，也是不必要的。但是，高性能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低級智能或人的部分智能，則是完全可能而又必要的。
2 模塊化
模塊化是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又是非常重要的事。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元，具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突，近期很難制定國際或國內這方面的標準，但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3 網絡化
20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育、日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。因此，機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
4 微型精密化
隨著納米技術的不斷深入發展，機電一體化技術也將面向微型精密化的方向發展。一般來說，機電一體化產品的微型精密化可以使機電一體化產品的應用范圍更加的廣泛，微機電一體化產品具有體積小，耗能低，應用廣泛等諸多優點，因此微機電一體化技術具有比較廣闊的發展前景。但是微機電一體化技術的發展需要精密的加工工藝以及先進的設備作為其強大的后盾。
