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1. 当前电力行业热工自动化技术的发展
随着世界高科技的飞速发展和我国机组容量的快速提高，电厂热工自动化技术不断地从相关学科中吸取最新成果而迅速发展和完善，近几年更是日新月异，一方面作为机组主要控制系统的DCS，已在控制结构和控制范围上发生了巨大的变化；另一方面随着厂级监控和管理信息系统（SIS）、现场总线技术和基于现代控制理论的控制技术的应用，给热工自动化系统注入了新的活力。
1.1DCS的应用与发展。
火电厂热工自动化系统的发展变化，在二十世纪给人耳目一新的是DCS的应用，而当今则是DCS的应用范围和功能的迅速扩展。
1.1.1DCS应用范围的迅速扩展。
20世纪末，DCS在国内燃煤机组上应用时，其监控功能覆盖范围还仅限DAS、MCS、FSSS和SCS四项。即使在2004年的Q/DG1-K401-2004《火力发电厂分散控制系统（DCS）技术规范书》中，DCS应用的主要功能子系统仍然还是以上四项，但实际上近几年DCS的应用范围迅速扩展，除了一大批高参数、大容量、不同控制结构的燃煤火电机组的各个控制子系统全面应用外，脱硫系统、脱硝系统、空冷系统、大型循环流化床（CFB）锅炉等新工艺上都成功应用。可以说只要工艺上能够实现的系统，DCS都能实现对其进行可靠控制。
1.1.2单元机组控制系统一体化的崛起。
（1）随着一些电厂将电气发变组和厂用电系统的控制（ECS）功能纳入DCS的SCS控制功能范围，ETS控制功能改由DCS模件构成，DEH与DCS的软硬件合二为一，以及一些机组的烟气湿法脱硫控制直接进入单元机组DCS控制的成功运行，标志着控制系统一体化，在DCS技术的发展推动下而走向成熟。
（2）由于一体化减少了信号间的连接接口以及因接口及线路异常带来的传递过程故障，减少了备品备件的品种和数量，降低了维护的工作量及费用，所以近几年一体化控制系统在不同容量的新建机组中逐渐得到应用。
（3）控制系统一体化的实现，是电力行业DCS应用功能快速发展的体现。排除人为因素外，控制系统一体化将为越来越多的电厂所采用。
1.1.3DCS结构变化，应用技术得到快速发展。
（1）随着电子技术的发展，近年来DCS系统在结构上发生变化。过去强调的是控制功能尽可能分散，由此带来的是使用过多的控制器和接口间连接。但过多的控制器和接口间连接，不一定能提高系统运行可靠性，相反到有可能导致故障停机的概率增加。何况单元机组各个控制系统间的信号联系千丝万缕，互相牵连，一对控制器故障就可能导致机组停机，即使没有直接导致停机，也会影响其它控制器因失去正确的信号而不能正常工作。因此随着控制器功能与容量的成倍增加、更多安全措施（包括采用安全性控制器）、冗余技术的采用（有的DCS的核心部件CPU，采用2×2冗余方式）以及速度与可靠性的提高，目前DCS正在转向适度集中，将相互联系密切的多个控制系统和非常复杂的控制功能集中在一对控制器中，以及上述所说的单元机组采用一体化控制系统，正成为DCS应用技术发展的新方向，这不但减少了故障环节，还因内部信息交换方便和信息传递途径的减少而提高了可靠性。
（2）此外，随着近几年DCS应用技术的发展，如采用通用化的硬件平台，独立的应用软件体系，标准化的通讯协议，PLC控制器的融入，FCS功能的实现，一键启动技术的成功应用等，都为DCS增添了新的活力，功能进一步提高，应用范围更加宽广。
1.2全厂辅控系统走向集中监控。
（1）一个火电厂有10多个辅助车间，国内过去通常都是由PLC和上位机构成各自的网络，在各车间控制室内单独控制，因此得配备大量的运行人员。为了提高设备控制水平和劳动生产率，达到减员增效的目的，随着DCS技术和网络通讯功能的提高，目前各个辅助车间的控制已趋向适度集中，整合成一个辅控网（简称BOP 即Balance Of Plant的缩写）方向发展，即将相互独立的各个辅助系统，利用计算机及网络技术进行集成，在全厂IT系统上进行运行状况监控，实现控制少人值班或无人值班。
（2）近几年新建工程迅速向这个方向发展。如国华浙能宁海电厂一期工程（4×600MW）燃煤机组BOP覆盖了水、煤、灰等共13个辅助车间子系统的监控，下设水、煤、灰三个监控点，集中监控点设在四机一控室里，打破了传统的全厂辅助车间运行管理模式，不但比常规减员30%，还提升了全厂运行管理水平。整个辅控网的硬件和软件的统一，减少了库存备品备件及日常管理维护费用[1]。由于取消了多个就地控制室，使得基建费用和今后的维护费用都减少。一些老厂的辅助车间也在进行BOP改造。
1.3变频技术的普及应用与发展。
（1）变频器作为控制系统的一个重要功率变换部件，以提供高性能变压变频可控的交流电源的特点，前些年在火电厂小型电机（如给粉机、凝泵）等控制上的应用，得到了迅猛的发展。由于变频调速不但在调速范围和精度，动态响应速度，低速转动力矩，工作效率，方便使用方面表现出优越性，更重要的是节能效果在经济及社会效益上产生的显著效应，因此继一些中小型电机上普遍应用后，近年来交流变频调速技术，扩展到一些高压电机的控制上试用，如送、引风机和给水泵电机转速的控制等。
（2）因为蕴藏着巨大的节能潜力，可以预见随着高压变频器可靠性的提高、一次性投资降低和对电网的谐波干扰减少，更多机组的风机、水泵上的大电机会走向变频调速控制，在一段时间内，变频技术将继续在火电厂节能工作中，扮演重要角色。
1.4局部系统应用现场总线。
（1）自动化技术的发展，带来新型自动化仪表的涌现，现场总线系统（FCS）是其中一种，它和DCS紧密结合，是提高控制信号传输的准确性、实时性、快速性和机组运行的安全可靠性，解决现场设备的现代化管理，以及降低工程投资等的一项先进的和有效的组合。目前在西方发达国家，现场总线已应用到各个行业，其中电力行业最典型的是德国尼德豪森电厂2×950MW机组的控制系统，采用的就是PROFIBUS现场总线。
（2）我国政府从“九五”起，开始投资支持现场总线的开发，取得阶段性成果，HART仪表、FF仪表开始生产。但电厂控制由于其高可靠性的要求，目前缺乏大型示范工程，缺乏现场总线对电厂的设计、安装、调试、生产和管理等方面影响的研究，因此现场总线在电厂的应用仍处于探讨摸索阶段，近二年我国有十多个工程应用了现场总线，但都是在局部系统上，其中： 某电厂，在单元机组的开、闭式水系统中的电动门控制采用Profibus DP总线技术，电动执行机构采用原装进口德国欧玛公司的一体化智能型产品Puma Matic，带有双通道Profibus-DP冗余总线接口作为DP从站挂在总线上。为了提高安全性可靠性，总线光纤、作为总线上的第一类DP主站的AP和相应的光电转换装置都采用了冗余结构，这是国内首家在过程控制中采用现场总线技术的火力发电厂。
（3）某电厂的补给水处理系统和废水系统[2]，采用了二层通讯网络结构的现场总线控制系统，其链路设备和主站级网络采用冗余配置。控制系统人机终端与主控制器之间采用工业以太网通讯，以太网交换机采用ITP形式接口，四台交换机构成光纤高速路网。现场设备层之间采用Profibus-DP现场总线通讯。主环网采用光缆，分支现场总线通讯选用总线电缆。配置二套冗余的主控制器，分别用于锅炉补给水系统和废水系统，且各自有两条由光电耦合器组成的现场总线环形光缆网构成冗余配置，所有现场仪表和气动阀门定位器（均采用带PA总线接口），通过DP/PA耦合器连接到现场总线上。中低压电器设备（MCC）采用具有现场总线通信接口功能的智能电机控制器。加药泵的电动机采用带总线的变频器。锅炉补给水的阴阳离子床气动隔膜阀的电磁控制阀，采用具有总线接口的阀岛来控制，阀岛与现场总线连接。这是国内在局部过程控制中全面采用现场总线技术的首个火电厂，其应用实践表明，辅控网全面采用现场总线技术已成熟。
1.5热工控制优化技术的应用发展。
（1）随着过程生产领域对控制系统要求的不断提高，传统控制方法越来越难以满足火电厂热力流程对系统稳定性和性能最优化方面的要求，汽温超标已经成为制约机组负荷变化响应能力和安全稳定运行的主要障碍之一（燃烧优化主要是锅炉专业在进行，本文不作讨论）。由此基于现代控制理论的一些现代控制系统逐步在火电厂过程控制领域中得到应用。如基于过程模型并在线动态求解优化问题的模型预测控制（简称MPC）法、让自动装置模拟人工操作的经验和规律来实现复杂被控对象自动控制的模糊控制法、利用熟练操作员手动成功操作的经验数据，在常规的串级PID调节系统的基础上建立基于神经网络技术的前馈控制作用等，在提高热工控制系统（尤其是汽温控制系统）品质过程中取得较好效果。
（2）如某电厂使用的西门子公司PROFI系统，充分使用了基于模型的现代控制理论，其中汽温控制原理示意图如图1所示。
（3） 图1中，用基于状态空间算法的状态观测器解决汽温这种大滞后对象的延迟造成的控制滞后，焓值变增益控制器解决蒸汽压力的变化对温度控制的影响，基于模型的Smith预估器对导前温度的变化进行提前控制；通过自学习功能块实时补偿减温水阀门特性的变化；而对再热汽温控制，尽量以烟道挡板作为调节手段，不采用或少采用减温水作为控制手段，以提高机组效率；在机组协调控制模块中，采用非最小化形式描述的离散卷积和模型，提高系统的鲁棒性；根据控制品质的二次型性能指标连续对预测输出进行优化计算，实时对模型失配、时变和干扰等引起的不确定性因素进行补偿，提高系统的控制效果；PROFI投入后，AGC状态下以2% Pe /min负荷率变化时的响应时间为57秒，压力最大偏差0.208MPa，汽包水位变化最高和最低之差为-38.86mm，炉膛负压变化曲线最高值和最低值差-145Pa，主蒸汽温度偏差稳态基本控制在2℃以内，动态基本控制在5℃以内。
1.6SIS系统的应用发展。
（1）SIS系统是实现电厂管理信息系统与各种分散控制系统之间数据交换、实时信息共享的桥梁，其功能包括厂级实时数据采集与监视，厂级性能计算与分析。在电网明确调度方式有非直调方式且应用软件成熟的前提下，可以设置负荷调度分配功能。设备故障诊断功能、寿命管理功能、系统优化功能以及其它功能（根据电厂实际情况确定是否设置）[3]。自从国家电力公司电力规划总院在2000年提出这一概念和规划后，至今估计有200家多电厂建立了SIS系统，可谓发展相当迅速。
（2）但是自从SIS系统投运以来，其所起的作用只是数据的采集、存储、显示和可打印各类生产报表，能够真正把SIS的应用功能尽情发挥出来的很少，其面向统计/生产管理的数据分析工具，基于热经济性分析的运行优化，以品质经济性为目标的控制优化，以提高可靠性为目的的设备故障诊断等功能基本多数都未能付绪实施。其原因主要有设计不够完善，多数SIS厂家并没有完全吃透专业性极强的后台程序及算法，使其在生产实际中未能发挥作用，加上与现场生产脱节，因此SIS商所能做的只是利用网络技术，边搭建一个基本的SIS 架构边进行摸索。此外SIS应涵盖哪些内容没有统一的标准也缓慢了其功能的应用。
（3）但从大的方向上看，SIS系统的建设符合技术发展的需要和中国电力市场发展的趋势，将给发电厂特别是大型的现代化发电厂带来良好的经济效益。
2. 电力行业热工自动化系统的未来发展动向及前景
随着国家法律对环保日益严格的要求和计算机网络技术的进步，未来热工系统将围绕 “节能增效，可持续发展”的主题，向智能化、网络化、透明化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展，新的测量控制原理和方法不断得以应用，将使机组的运行操作和故障处理，象操作普通计算机一样方便。
2.1单元机组监控智能化是热工自动化系统发展方向。
（1）单元机组DCS的普及应用，使得机组的监控面貌焕然一新，但是它的监控智能化程度在电力行业却没有多大提高。虽然许多智能化的监视、控制软件在国内化工、冶金行业中都有较好的应用并取得效益，可在我国电力行业直到近几年才开始有所起步。随着技术的进步，火电厂单元机组自动化系统的智能化将是一种趋势，因此未来数年里，实现信息智能化的仪表与软件将会在火电厂得到发展与应用。
（2）如：仪表智能管理软件，将对现场智能传感器进行在线远程组态和参数设置、对因安装位置和高静压造成的零位飘移进行远程修正，精度自动进行标定，计算各类误差， 并生成标定曲线和报告；自动跟踪并记录仪表运行过程中综合的状态变化，如掉电、高低限报警、取压管路是否有堵或零位是否有飘移等。
（3）阀门智能管理软件将对智能化阀门进行在线组态、调试、自动标定和开度阶跃测试，判断阀门阀杆是否卡涩， 阀芯是否有磨损等，通过阀门性能状况的全面评估，为实现预测性维护提供决策。
（4）重要转动设备的状态智能管理软件将对重要转动设备的状态如送风机，引风机，给水泵等，综合采用基于可靠性的状态监测多种技术，通过振动、油的分析以及电机诊断，快速分析（是否存在平衡不好，基础松动， 冲击负荷，轴承磨损）等现象和识别故障隐患， 在隐患尚未扩展之前发出报警，为停机检修提供指导和帮助。
（5）智能化报警软件将对报警信号进行汇类统计、分析和预测，对机组运行趋势和状态作出分析、判断，用以指导运行人员的操作；故障预测、故障诊断以及状态维修等专用软件，将在提高机组运行的安全性，最大限度地挖掘机组潜力中发挥作用。单元机组监控智能化将带来机组检修方式的转变，以往定期的、被动式维护将向预测性、主动式为主的维护方式过渡，检修计划将根据机组实际状况安排。
2.2过程控制优化软件将得到进一步应用。
（1）进一步提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标，是火电厂热工自动化控制技术研究的一个方向。虽然目前有关自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等技术，在电厂控制系统优化应用的报道有不少，但据笔者了解真正运行效果好的不多。随着电力行业竞争的加剧，安全、经济效益方面取得明显效果、通用性强、安装调试方便的优化控制专用软件（尤其是燃烧和蒸汽温度优化、性能分析软件、）将会在电厂得到亲睐、进一步发展与应用。
（2）目前机组的AGC均为单机方式（由调度直接把负荷指令发给投入AGC的机组）。由于电网负荷变化频繁，使投入AGC的机组始终处于相应的变负荷状态，锅炉的蒸汽压力和温度波动幅度大，辅机、阀门、挡板等设备动作频繁，这种方式对机组和设备的寿命都会产生一定的负面影响。随着发电成本的提高，发电企业需从各个角度考虑如何切实降低电厂运行成本，延长机组的使用寿命。因此配置全厂负荷分配系统（即电网调度向电厂发一个全厂负荷指令，由电厂的全厂负荷分配系统，以机组的煤耗成本特性为基础，在机组允许的变化范围内，经济合理地选择安排机组的负荷或变负荷任务，使全厂发电的煤耗成本最低，降低电厂的发电成本）将是发电企业必然的要求，相信不久的将来，单机AGC方式将会向全厂负荷分配方式转变。
（3）SIS系统将结合生产实际进行二次开发，促进自身应用技术走向成熟，在确保火电厂安全、环保、高效益及深化信息化技术应用中发挥作用。
2.3现场总线与DCS相互依存发展。
未来一段时间里，现场总线将与DCS、PLC相互依存发展，现场总线借助于DCS和PLC平台发展自身的应用空间，DCS和PLC则借助于现场总线完善自身的功能。
2.3.1现场总线与DCS的关系。
现场总线作为一个完整的现场总线控制系统，目前还难以迅速应用到整个电厂中，而DCS虽然是电厂目前在线运行机组的主流控制系统，但由于其检测和执行等现场仪表信号仍采用模拟量信号，无法满足工程师站上对现场仪表进行诊断、维护和管理的要求，限制了控制过程视野，因此DCS通过容入通信协议国际标准化的现场总线和适合现场总线连接的智能化仪表、阀门，并将自身的输出驱动功能分离移到现场或由现场智能驱动器代替，功能简单且相对集中的控制系统下放到采用FCS控制和处理功能的现场智能仪表中，然后由少量的几根同轴电缆（或光缆）和紧急停炉停机控制用电缆，通过全数字化通信与控制室连接。将有助于降低电厂造价，提高自身的可靠性，拓宽各自的功能，推动各自的发展。除新建电厂将会更多的采用现场总线的智能设备外，也会成为运行多年的机组下一步的改造计划。
2.3.2现场总线与PLC的关系。
（1）现场总线在电厂的应用将借助于PLC，这不但因为PLC已广泛应用于电厂辅助设备的控制，将现场总线技术和产品溶合到PLC系统中，成为PLC系统中的一部分或者成为PLC系统的延伸部分，在辅助设备的控制中将直接明显地体现其经济效益。还因为现场总线和PLC的制造商间关系密切，如、ProfiBus等本身就是由PLC的主要生产供货商支持开发。
（2）由于电厂现场的环境恶劣，温度高、灰尘多、湿度变化大，因此现场总线在电厂应用，首先要解决的是自身质量。
2.4辅助车间（系统）集控将得到全面推广。
随着发电厂对减员增效的要求和运行人员整体素质的提高，辅助车间（系统）通过辅控网集控将会得到进一步全面推广。但在实施过程中，目前要解决好以下问题：
（1）辅控系统I/O点数量大，各辅助车间物理位置分散，存在远距离通信、信号衰减和网络干扰问题，因此监控系统主干通信网宜采用多模光缆以确保通信信号的可靠性。
（2）各辅助控制系统采用不同的控制设备，控制系统的通信接口协议不同，甚至不同的物理接口，因此须解决网络通信协议的转换问题，选型时应事先规定好各系统间的接口连接协议。
（3）各个辅助车间的控制系统为不同的厂商供货，由于使用的软件不同，其操作员站的人机界面很有可能不一致。因此选型时应注意上位机软件，设计统一的人机界面，采用统一的风格及操作方式，以便方便各系统画面接入BOP网络。
辅助车间集控系统能否实现设计目标，除了自身的技术以外，很大程度上取决于辅助系统本身的自动投入情况。因此高可靠性的执行机构、动作灵活可靠的限位开关、智能化的变送器将会得到应用。
2.5单元机组监控系统的物理配置趋向集中布置。
过去一个集控室的概念，通常为一台单元机组独用或为二台机组合用，电子室分成若干个小型的电子设备间，分别布置在锅炉、汽轮机房或其它主设备附近。其优点是节省了电缆。但随着机组容量的提高、计算机技术的发展和管理水平的深化，近几年集控室的概念扩大，出现了全厂单元机组集中于一个控制室，单元机组的电子设备间集中，现场一般的监视信号大量采用远程I/O柜的配置方式趋势。
2.6APS技术应用。
（1）APS是机组级顺序控制系统的代名词。在机组启动中，仅需按下一个启动控制键，整个机组就将按照设计的先后顺序、规定的时间和各控制子系统的工作情况，自动启停过程中的相关设备，协调机炉电各系统的控制，在少量人工干预甚至完全不用人工干预的情况下，自动地完成整台机组的启停。但由于设备自身的可控性和可用率不满足自动化要求，加上一些工艺和技术上还存在问题，需要深入地分析研究和改进，所以目前燃煤机组实施APS系统的还不多见。
（2）由于APS系统的实质是电厂运行规程的程序化，其优势在于可以大大减轻运行人员的工作强度，避免人为操作中的各种不稳定因素，缩短机组启停时间。作为提高生产效率和机组整体自动化水平，增强在电力企业的市场竞争能力行之有效的方法，将会成为未来机组控制发展的方向之一，引导设计、控制系统厂商和电厂人员更多地去深入研究，设计和完善功能，并付绪实施。
2.7无线测量技术应用。
无线测量技术能监视和控制运行过程中发生的更多情况，获得关键的工艺信息，整合进入DCS。除节省大量安装成本以外，还将推动基本过程和自动化技术的改善。如供热、供油和煤计量，酸碱、污水区域测量等，都可能通过无线测量技术实现远程监控。
2.8提高热工自动化系统可靠性研究将深入。
由于热控系统硬软件的性能与质量、控制逻辑的完善性和合理性、保护信号的取信方式和配置、保护连锁信号的定值和延迟时间设置，以及热控人员的检修和维护水平方面，都还存在一些不足之处，由此使得热控保护系统误动作引起机组跳闸事件还时有发生。在电力生产企业面临安全考核风险增加和市场竞争加剧的环境下，本着电力生产“安全第一，预防为主”的方针，以及效益优先原则，从提高热工自动化系统的可靠性着手，深入开展技术研究，是热工自动化系统近期的一项急需进行的工作。提高热工自动化系统的可靠性技术研究工作，包括控制软硬件的合理配置，采集信号的可靠性、干扰信号的抑制，控制逻辑的优化、控制系统故障应急预案的完善等。随着机组控制可靠性要求的提高，重要控制子系统的硬件配置中，将会采用安全型控制器、安全型PLC系统或者它们的整合，保护采集信号将会更多的采用三选二判断逻辑。独立的测量装置需要设计干扰信号抑制功能。此外基建机组一味以最低价中标的招标模式也应得到扭转（最低价中标，迫使厂商通过减少配置来降低投标价，导致控制系统可靠性下降）。
2.9火电厂机组检修运行维护方式将改变。
中图分类号： TK47文献标识码：A 文章编号：
引言
城市燃气（包括天然气、液化石油气以及人工煤气）是一种清洁的、可高效利用的能源。发展城市燃气，对优化能源结构，减轻城市大气污染，实现城市可持续发展有着十分重要的作用。
一、我国城市燃气行业近期的发展趋势
1.1 扩大内需等经济政策将带来大量投资
虽然天然气价格方案尚未正式出台，但天然气管道建设已经如火如茶展开。预计到2015年，我国将新建天然气管道2.1万公里。届时，我国横跨东西、纵贯南北的全国性天然气基干管网基本形成。其中，中石油的天然气管道总里程将达到4.2万公里。据了解，为保障天然气供应的平稳和安全，在天然气消费市场附近和管道沿线将配套兴建大型地下储气库、LNG接收站等调峰设施，并与管道连接，形成点线互联的天然气供配气管网，实现资源多元化、供应网络化、调配自动化的多气源、多用户的供应格局。
天然气管网建设的大提速，其直接动力在于天然气消费端的“需求拉动”。十五初期，国家通过建设西气东输工程，推进广东LNG试点，开发东海天然气、加快中亚、中俄管道天然气项目谈判等重大项目实施供给推动型的天然气战略。事实证明，这种战略成功启动了大众城市能源结构转换需求，刺激了大型工业投资项目用气需求高速增长，推动国内天然气需求直线上升，潜在需求十分可观，需求拉动已经成为我国天然气工业发展的动力。
居民用气是天然气应用的主要方向之一。随着我国城市化进程不断加快，造成城市人口的快速增加，扩大了用气人口的基数。而我国家庭亦正在加速小型化，家庭数量的增长将导致城市燃气接驳业务需求量的增加和人均燃气消费量的增加。另外，我国目前城市管道燃气使用率仅为30%左右，较发达国家乃至东南沿海一线城市80一90%的管道燃气使用率尚有巨大的提升空间，为城市管道燃气提供商提供了广阔的市场机会。
1.2 我国燃气细分行业发展前景广阔
(1)天然气供求发展趋势
我国天然气的产量与消费量的增长速度之间存在较为明显的互相影响。2000年和2003年曾出现年消费量增速大幅高于年产量增速的情况，从而导致次年产量增速大幅上升。自2004年后，我国天然气的年产量与年消费量增速大致相当，可见行业的库存一直都比较低，且能保持相对稳定。随着一系列大型气田的发现，我国天然气储量增长迅速。2006年估算探明天然气储量达到3万亿立方米，2007年新增6974亿立方米。2007年我国生产天然气693.1亿立方米，比上年增长18.38%，我国2008年生产天然气达到761亿立方米。但是随着我国经济的发展，潜在缺口很大。预计2010年，供气城市将增加到270个，天然气消费将达到1400亿立方米。届时中国天然气供需缺口约300亿一400亿立方米。我国目前除加强天然气使用政策的规划外，采取部分进口的策略来保障国内需求，如2007年7月中石油己与土库曼斯坦签署协议，每年从其引进300亿立方米天然气。因此，预测在2010年之前，我国天然气供不应求的局面不会发生变化。
(2)管道天然气发展趋势
天然气最主要的成分是甲烷，基本不含硫，无色、无臭、无毒、无腐蚀性，具有安全、热值高、洁净和应用广泛等优点，目前已成为众多发达国家城市必选的燃气气源。
由于天然气的密度比空气轻，即使不小自外泄，也会很快在空气中挥发掉，不容易产生聚集;天然气的爆炸下限比液化石油气高出2倍多，在同样浓度的情况下，天然气达到危险程度的时间要迟，能够及时发现处理，所以引发各类燃气事故的概率相对较小，因此，要比其它燃气安全得多。
(3) LNG发展趋势
随着一次能源消费结构的调整，中国LNG市场会有较大发展空间，但其发展规模和速度应有理性思考。当前我国经济持续快速的发展势头仍在继续，但是为保障经济的能源动力却极度紧缺。引进LNG对优化我国能源结构，有效解决能源供应安全、生态环境保护的双重问题，实现经济和社会的可持续发展发挥重要作用。结合国际LNG和国内LNG发展，国际LNG价格会有一个缓冲期出现，我国如何在加速中和放缓中扮演好其中角色，这是一个值得认真解决的问题。
(4)液化石油气发展趋势
天然气、电、二甲醚等替代资源和谐共生，相互补充。多种能源消费格局的形成，是未来国内能源革命的发展趋势。不论城乡，居民可在国家打造“环境友好型和经济节约型”的政策指引下，根据自身的经济实力和灵活消费原则，选择多元化能源产品。其中液化气由于自身不受地理位置限制、热值高等独特优势，在相当长的时间内仍然是居民燃料的重要选择。
二、我国城市燃气行业发展的前景
2.1 发展模式以开放性和相对集中相结合
城市燃气行业作为我国基础产业的一部分，不仅是单纯的商业行为，更重要的是要承担保证居民安全平稳用气的社会责任。大型专业化燃气公司有技术、管理和运营方面的经验，能够提高大中型城市用气的保障性；各地方企业、民间投资更熟悉当地环境，经营灵活。根据国务院2010 年5 月7 日的《国务院关于鼓励和引导民间投资健康发展的若干意见》（国发〔2010〕3号）第八条。（八）鼓励民间资本参与石油天然气建设。的要求，当地企业和民间投资可积极参与当地县区级城市燃气事业，整体形成开放性和相对集中的发展模式。
2.2 形成在政府引导、监督下有序竞争的市场环境
从天然气行业本身的意义和国外发展经验来看，城市燃气行业的发展不能脱离政府的监管。政府在城市燃气天然气定价、市场准入、安全平稳供气监管等方面应发挥监督、核查作用，要建立天然气市场价格形成机制，加快建设和完善天然气行业的法律框架。在政府制定的天然气定价机制、市场准入及特许经营权授予条件的引导下，各燃气企业依靠气源供应保障能力、资本实力、管理和技术水平有序参与城市燃气市场竞争。
2.3 逐步建立价格市场形成机制
为充分反映天然气市场的供求关系和天然气资源的价值，以市场定价为目标，逐步有序地推进定价机制改革。将天然气定价（井口价）机制首先由政府定价转向市场定价与政府监督相结合的过渡性定价机制，定价方法从成本加成过渡到市场替代原则，在市场逐步成熟时，放开价格管制，实行市场定价。城市燃气终端用户付给燃气企业的费用包括井口价、管输费用和配送费用3 部分，为保障公共利益，其中管输费用和配送费用以。成本加成。法为基础，由政府进行监管。
2.4 经营过程中要严格进行安全管理
城市燃气行业的安全运营包括供气安全和运行安全两方面。供气安全包括气源保障、应急和调峰能力等，各燃气企业要完善和加强应急调峰储运设施的建设；运营安全包括储运设施的安全运行、安全用气的宣传、安全检查制度的建立等，各燃气企业要统一认识，真正把安全工作放到首位。政府主管部门要对燃气企业的安全管理工作进行监督和严格检查。
结束语
总之，随着现代社会的不断高速发展，在改善生活环境以及进一步提高人们生活平的基础上，我国城市燃气行业在其中有着举足轻重的作用，借助当今社会的发展很难趋势以及国际相关支持政策，城市天然气在后期的发展中必将有着更加广阔的前景。
参考文献：
随着国家法律对环保日益严格的要求和计算机网络技术的进步，未来热工系统将围绕 “节能增效，可持续发展”的主题，向智能化、网络化、透明化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展，新的测量控制原理和方法不断得以应用，将使机组的运行操作和故障处理，象操作普通计算机一样方便。
一、单元机组监控智能化是热工自动化系统发展方向
单元机组DCS的普及应用，使得机组的监控面貌焕然一新，但是它的监控智能化程度在电力行业却没有多大提高。虽然许多智能化的监视、控制软件在国内化工、冶金行业中都有较好的应用并取得效益，可在我国电力行业直到近几年才开始有所起步。随着技术的进步，火电厂单元机组自动化系统的智能化将是一种趋势，因此未来数年里，实现信息智能化的仪表与软件将会在火电厂得到发展与应用，如：
仪表智能管理软件，将对现场智能传感器进行在线远程组态和参数设置、对因安装位置和高静压造成的零位飘移进行远程修正，精度自动进行标定，计算各类误差， 并生成标定曲线和报告；自动跟踪并记录仪表运行过程中综合的状态变化，如掉电、高低限报警、取压管路是否有堵或零位是否有飘移等。
阀门智能管理软件将对智能化阀门进行在线组态、调试、自动标定和开度阶跃测试，判断阀门阀杆是否卡涩， 阀芯是否有磨损等，通过阀门性能状况的全面评估，为实现预测性维护提供决策。
重要转动设备的状态智能管理软件将对重要转动设备的状态如送风机，引风机，给水泵等，综合采用基于可靠性的状态监测多种技术，通过振动、油的分析以及电机诊断，快速分析（是否存在平衡不好，基础松动， 冲击负荷，轴承磨损）等现象和识别故障隐患， 在隐患尚未扩展之前发出报警，为停机检修提供指导和帮助。
智能化报警软件将对报警信号进行汇类统计、分析和预测，对机组运行趋势和状态作出分析、判断，用以指导运行人员的操作；故障预测、故障诊断以及状态维修等专用软件，将在提高机组运行的安全性，最大限度地挖掘机组潜力中发挥作用。单元机组监控智能化将带来机组检修方式的转变，以往定期的、被动式维护将向预测性、主动式为主的维护方式过渡，检修计划将根据机组实际状况安排。
二、过程控制优化软件将得到进一步应用
进一步提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标，是火电厂热工自动化控制技术研究的一个方向。虽然目前有关自适应、状态预测、模糊控制及人工神经网络等技术，在电厂控制系统优化应用的报道有不少，但据笔者了解真正运行效果好的不多。随着电力行业竞争的加剧，安全、经济效益方面取得明显效果、通用性强、安装调试方便的优化控制专用软件（尤其是燃烧和蒸汽温度优化、性能分析软件、）将会在电厂得到亲睐、进一步发展与应用。
目前机组的AGC均为单机方式（由调度直接把负荷指令发给投入AGC的机组）。由于电网负荷变化频繁，使投入AGC的机组始终处于相应的变负荷状态，锅炉的蒸汽压力和温度波动幅度大，辅机、阀门、挡板等设备动作频繁，这种方式对机组和设备的寿命都会产生一定的负面影响。随着发电成本的提高，发电企业需从各个角度考虑如何切实降低电厂运行成本，延长机组的使用寿命。因此配置全厂负荷分配系统（即电网调度向电厂发一个全厂负荷指令，由电厂的全厂负荷分配系统，以机组的煤耗成本特性为基础，在机组允许的变化范围内，经济合理地选择安排机组的负荷或变负荷任务，使全厂发电的煤耗成本最低，降低电厂的发电成本）将是发电企业必然的要求，相信不久的将来，单机AGC方式将会向全厂负荷分配方式转变。SIS系统将结合生产实际进行二次开发，促进自身应用技术走向成熟，在确保火电厂安全、环保、高效益及深化信息化技术应用中发挥作用。
三、提高热工自动化系统可靠性研究将深入
由于热控系统硬软件的性能与质量、控制逻辑的完善性和合理性、保护信号的取信方式和配置、保护连锁信号的定值和延迟时间设置，以及热控人员的检修和维护水平方面，都还存在一些不足之处，由此使得热控保护系统误动作引起机组跳闸事件还时有发生。在电力生产企业面临安全考核风险增加和市场竞争加剧的环境下，本着电力生产“安全第一，预防为主”的方针，以及效益优先原则，从提高热工自动化系统的可靠性着手，深入开展技术研究，是热工自动化系统近期的一项急需进行的工作。提高热工自动化系统的可靠性技术研究工作，包括控制软硬件的合理配置，采集信号的可靠性、干扰信号的抑制，控制逻辑的优化、控制系统故障应急预案的完善等。随着机组控制可靠性要求的提高，重要控制子系统的硬件配置中，将会采用安全型控制器、安全型PLC系统或者它们的整合，保护采集信号将会更多的采用三选二判断逻辑。独立的测量装置需要设计干扰信号抑制功能。此外基建机组一味以最低价中标的招标模式也应得到扭转（最低价中标，迫使厂商通过减少配置来降低投标价，导致控制系统可靠性下降）。
四、火电厂机组检修运行维护方式将改变
一、机电一体化技术的应用
（一）现代机械制造业的应用
传统机械制造业与现代机械制造业相比，存在很大的差异。传统机械制造业是以经营规模为依据，主要依靠扩大生产规模，提高产量以及优化产业结构为主体，以此提高企业市场竞争力，这种经营方式注重资源的合理利用，用最低成本获取最大经济效益。而现代机械制造业主要以信息为载体，采用先进的生产模式、管理系统以及制造技术来提高企业市场竞争力，其具有网络化、虚拟化、智能化以及节能环保的特殊价值和功能。现代制造业涉及了多种高新技术手段，充分利用电子计算机技术，使制造行业的生产技术取得了巨大的成绩。现今，制造工程领域相继诞生诸多高新技术，如数字控制技术、系统集成技术、虚拟制造技术等。
（二）饮料行业的应用
以往的饮料生产、包装等一系列流程都是人工操作，机电一体化技术在饮料行业的应用，使得饮料生产的机械化水平提高，而且饮料包装的整条生产线都实现自动化控制，使得饮料行业的生产效率和质量大大提升，对促进饮料行业发展，提高国内外的市场竞争力具有极其重要的作用。
（三）钢铁行业的应用
随着钢铁行业的发展速度加快，机电一体化技术在钢铁行业的应用水平不断提高，不仅提升了钢铁行业的生产效率和质量，而且为实现钢铁行业现代化发展提供了强有力的技术保障，其在钢铁行业的应用主要表现在以下几个方面。
第一，计算机集成系统的应用，该项技术的应用使钢铁生产作业实现了将人、生产经营、组织管理的作业流程连接在一起，实现钢铁生产全过程的一体化控制。第二，现场总线技术的应用，它是通过连接设置，将设备控制室内的设备仪器进行数字式、双向以及多种通信的一体化链路。这种技术能够使大量的数据信息在智能化仪器装置与高级控制系统间实现通信链路的双向传送。第三，交流传动技术的应用，在计算机技术和电子信息技术不断发展的今天，交流传动技术的发展速度加快，由于这种技术具有一定的优越性，所以交流传动技术将逐步取代传统的电子传动技术。当前，各行业领域数字化水平提高，这也使得以往复杂的矢量控制技术简单化，交流传动技术在钢铁生产中的应用效果越来越成熟。
二、机电一体化技术的发展趋势
从最初的微电子技术、信息技术、计算机技术以及通信技术逐步延伸至数字化、网络化、综合化以及个性化的信息技术革命，不仅为人类社会进步与发展翻开崭新的一页，而且使当今世界经济、科技以及其他行业领域发生翻天覆地的变化，从一方面能够充分了解机电一体化在信息时代背景下的作用和意义。以下就对机电一体化技术的未来发展趋势展开分析。
第一，机电一体化系统集合了多种技术系统，主要由传感系统、动力系统、信息处理系统以及先进的机械部件等结构组成，将这项技术引入光学技术中，结合光学技术的特点，可以进一步完善和提高机电一体化系统中各类系统性能，从而促进机电一体化技术的发展。第二，未来，机电一体化产品的控制效果和执行效果会不断提高，这样就能够提高系统的柔性，为建立系统的应急模式创造条件。可以根据系统本身的性能，设计出自律分配系统，这样就能够使各个子系统在相对独立的工作状态下为整个系统提供服务。另外，自律分配系统可以对外部环境条件做出不同反应，从而改变子系统中产生的信息，这样能够提高系统的柔性能力，也不会因某一子系统发生故障而影响整体系统的运行。第三，智能化是未来机电一体化技术发展的重要方向和目标，在信息技术和计算机技术不断更新和发展的重要阶段，智能化在机电一体化技术中的应用将越来越成熟，机电一体化产品的智能化水平也将不断提升。因此，未来智能化机电一体化技术必将在各行业领域得到广泛应用，这也成为未来机电一体化技术发展的必然趋势。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.149
0 引言
科学技术使社会的生产生活发生了日新月异的变化，机电一体化技术是现代科学技术和人类智慧的结晶，它把机械技术与现代电子技术结合在一起，它的发展和应用在提高企业产量的同时还提高了产品的技术含量，使企业更具市场竞争力，也促进了社会经济的进步。
1 机电一体化技术的概述及发展历程
机电一体化技术是一种综合技术，应用范围愈来愈广泛，它将微电子技术、控制技术、计算机技术、机械技术、光学技术相互交叉和融合，成为众多高新技术产业和装备的基础。它包括产品和技术两个方面。机电一体化技术的发展经历了三个阶段，1960 年以前是初级阶段，由于电子、机械两方面的技术水平不够完善，导致机电一体化技术开发出来的产品没有广泛的应用。1970 年至 1980 年之间属于第二阶段，机电一体化技术得到了计算机等提供的技术基础，特别是微型计算机和大规模集成电路促使其发展快速，在很多领域得到了应用。1990 年以后，人工智能、光纤、神经网络等技术的发展，使机电一体化技术迈向智能化阶段，发展前景更加广阔。
2 机电一体化技术的应用
机电一体化技术在各个行业得到了广泛运用：
2.1 在汽车行业的应用
（1）汽车的打火系统使用机电一体化技术：原来的汽车打火系统接收到的打火指令信号较弱，使用时间一长，打火会很困难，影响汽车的启动，采用机电一体化技术通过数字模式增强打火信号，提升电路传感能力，系统自动对空气和燃料质量之间进行对比，减少它们的比例，使燃料的含量提升，打火容易很多，实现发动机的快速反应。
（2）汽车的雷达系统使用了机电一体化技术：它的应用不仅使人们的生活更加方便，而且减少了危险因素。生活中，汽车在倒车、行驶、停车的时候，我们虽然也会减速对周围的环境进行观察，防止发生意外，但总会有视觉死角，在这种情况下，汽车的雷达系统检测到障碍物就会自动发出警报，给驾驶员已提醒，有效的避免了事故的发生。
（3）汽车的制动系统使用了机电一体化技术：之前，汽车的制动是靠车后轮安装的制动系统来完成的，是为了及时停车，保证安全，但是，随着汽车行驶速度的提升，原来的制动作用已经难以满足现代汽车的需要，因此，运用了机电一体化技术，能够减轻汽车质量，提升车速，使得车辆在行驶状态下遇到紧急情况也能够实现快速平稳的制动，汽车的安全性更强，制动效果更好，防止了交通事故的发生。
2.2 在建筑材料生产中的应用
施工建设要求的不断提升，对建筑材料的生产要求随之更高更严格，而具有高性能、高质量、低能耗、多功能特性的机电一体化技术为建筑材料生产行业提供了机遇，并在建筑材料的生产中发挥着至关重要的作用，得到了广泛的应用。对于现代建筑而言，材料的级配控制非常关键。如果级配出现误差，会使建筑的寿命缩短，造成安全隐患。因此，机电一体化技术的应用就可以利用微机控制最大限度的降低级配误差，提升建筑行业的竞争力。
2.3 在煤矿企业中的应用
在煤矿企业中，机电一体化技术主要用于地下开采作业。因为作业在地面以下，对工人的人身安全造成了很大的威胁。机电一体化技术的应用，可以让井下作业实现自动化、机械化，既能提高工作效率，又能保障工人的安全，因此，井下机器人的智能化操作已成为煤矿行业的发展趋势。
3 机电一体化技术的发展趋势
3.1 智能化发展趋势
机电一体化技术中智能化发展趋势越来越强烈，已将人工智能、计算机科学、生理学、心理学、模糊数学等融入吸收其中，使机电一体化系统具备了简单的思维能力，向其输入指令，能够按照指令完成特定的动作，提高机电产品的智能，增加机电产品的实用性。尽管机电一体化的产品不可能拥有和人类相同的智能，但它的高性能的微处理器可以使产品具有低级智能，为人们的生产生活提供方便。
3.2 网络化发展趋势
随着科技的发展，网络技术的更新换代进一步加快，在产品的生产制造、销售等过程中更是不遗余力的开发和利用这一优势，实现远程控制，人们在家里就足不出户就能享受到机电一体化技术带来的便利。所以，机电一体化向网络化发展是必然的，是时展的要求。
3.3 绿色化发展趋势
绿色环保已经成为当今社会的主题，也是各行各业发展的必然趋势。因为，工业科技的发展让人们享受美好生活的同时也带来了很多问题：环境污染、资源减少等等，所以机电一体化也必须实现绿色化发展，才能跟上时代的脚步。通过提升机电一体化技术，实现绿色化、环保化发展，不仅拓宽了机电一体化技术的运用范围，还能够减少环境污染和能源消耗。
3.4 光机电一体化发展趋势
在未来的机电一体化技g中充分发挥光学技术的优势，增加传感系统的性能，不仅减少能源的浪费，而且利于机械系统快捷、精准的运作，提升机电一体化系统的信息传导和交流能力，实现系统内部的信息交换与联动。
3.5 人性化发展趋势
人性化是每一个产品发展的必然趋势，在对产品的发展过程中必须保证人性化的发展，对于机电一体化的产品不但要保证产品的性能之外，还要更好的进行造型和色彩方面的协调，让这些产品达到广大人民群众的认同和喜爱，同时也更加贴近自然，更接近生人们活习惯。
4 结语
机电一体化技术将各种科学技术相互融合，已经成为诸多行业的核心技术，在实际运用当中体现出来的优势是无法比拟的，随着对产品要求的提高，未来机电一体化技术还将向更高的台阶发展，发展前景不可估量，将为国家带来更大的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]高亚萍.机电一体化技术的发展及应用分析[J].电子技术与软件工程，2015（07）.
电气工程及其自动化专业是电气信息领域的一门新兴学科，触角伸向各行各业，小到一个开关的设计，大到宇航飞机的研究，都有它的身影。由于和人们的日常生活以及工业生产密切相关，发展非常迅速，现在也相对比较成熟。
发展前景：“自动化”一是属于信息产业。信息产业被人们誉为“朝阳产业”，发展快、需要人才多、待遇高，是当今科技发展的趋势所在。因此，作为信息产业中的重要一员，自动化专业同样有着光辉的前途。二是自动化应用范围广。
随着我国经济的不断发展，现代化工业的不断发展使电气自动化技术方面的人才市场有着相当大的潜力。尤其是广东地区，自动化生产技术不断提高，自动化产品不断普及，智能楼宇和智能家居的应用，智能交通的不断发展，为电气自动化技术专业提供了广阔的发展前景。
电气工程及其自动化专业就业方向
本专业学生毕业后可在工业与电气工程有关的运动控制、工业过程控制、电气工程、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术等领域从事工程设计、系统分析、系统运行、研制开发、经济管理等方面的工作。
从事行业：
毕业后主要在仪器仪表、机械、建筑等行业工作，大致如下：
1、仪器仪表/工业自动化;
2、机械/设备/重工;
3、建筑/建材/工程;
4、新能源;
5、电子技术/半导体/集成电路;
6、房地产;
7、其他行业;
电子技术问世后,电子技术与机械技术的结合就开始了,出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意。60年代末作商业注册时最先创用的。当时及70年代，人们一直把机电一体化看作是机械与电子的结合。80年代，信息技术崭露头角。微处理机的性能提高，为更高级的机电一体化产品所采用，典型的机电一体化产品如数控机床、工业机器人和汽车的电子控制系统等。90年代，通信技术进入了机电一体化，机器可像机器人系统那样遥控和虚拟现实多媒体等技术紧密联系的计算机控制的网络化机电一体化日益普及。有些机电一体化机械可两用，有的在性能上更是多用途的，尤其是微传感器和执行器技术的发展，和半导体技术以光刻为基础的方法以及和传统机电一体化微型化方法的结合，开创了以精密工程和系统集成为特点的机电一体化新分支“微机电一体化”。虽然微加工方法尚未成熟，但将逐渐成为集成控制系统的一个组成部分。之后，机电一体化随着自动化技术的发展而日益发展，稳步进入了21世纪。
二、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向,机电一体化将朝着以下几个方向发展。
2.1智能化。智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一,也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年,处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件,有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。
2.2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,进行任意的剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体,使其向着生物系统化方向发展。
2.3微型化。微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术,是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3,并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点,可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作,故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域,都有广阔的应用前景。
2.4绿色化。绿色化是时代的趋势,其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中,对生态环境无危害或危害极小,资源利用率极高。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,报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
三、我国“机电一体化”面临的形势及任务与其相应对策
我国用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启我国机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。
我国“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，我国有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。
优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到我国投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。
2机电技术发展的基本特征
20世纪60年代，机电技术诞生之后，众多问世不久的生产制造技术慢慢应用到生产和生活的诸多领域，致使相关产业的变革得以更好地开展。虽然机电技术在我国的发展应用历史并不长，但在世界范围内，其对于促进机械生产的发展以及提高人类生产力有着非常重要的现实意义。于机械工程领域，计算机技术以及微电子技术已经得到广泛应用，并被应用到机械制造工业中，乃至形成了先进的机电技术。在这种情况下，机械产业逐渐发生了颠覆性的变革，无论是技术机构，还是产品功能、构成，以及产品的生产、管理都产生了较大的变化。鉴于此，工业化生产进入了一个崭新的阶段，其从机械电气时代逐渐过渡到以机电技术为主要模式的时代。
3机电技术应用的发展前景分析
3.1智能化的机电技术应用前景分析
近年来，随着信息技术和计算机技术日新月异的发展，机电系统的智能化水平也得到显著提升。在这种情况下，机电技术产品的全息性越发显著。智能化信息处理系统对于机电系统非常重要，技术人员可以据此更好地对系统中的相关信息进行处理。对于此类智能系统，软件技术以及芯片技术是其中最重要的部分。在机电技术中，智能化系统的有效应用能够使层次结构的复杂性得到显著提升，同时，系统的兼容程度也会有很大程度的提高。简言之，对于机电技术的发展，智能化技术非常重要，其可以看作是机电技术发展的必然趋势。
3.2光电技术的应用前景分析
光电技术的应用对于机电技术有着非常重要的价值和意义，其可以使机电技术中的传感以及动力系统得到显著改善。此外，光电技术还可以有效提高机电系统中的信息处理能力，且有利于机电产品的研发。可以说，光电技术的应用前景十分广泛。
3.3微型化的机电技术应用前景分析
目前阶段，在生产以及制造半导体产品的过程中，蚀刻技术受到很多专业人士的推崇，通过该项技术，相关技术人员已经在实验室研制出亚微米级的器械元件。若该项技术能够应用在实际产品中，可以为技术人员区分机械系统的部分装置以及控制器提供极大便利。同时，机械与电子可以更好地结合在一起，且传感器以及机体等装置也可被有效整合在一起。在这种情况下，设备的体积会减小，重量也会有所减轻，且可以有效组合成自律原件。可以说，以上是机电技术的一种重要发展趋势。
3.4仿生化的机电技术应用前景分析
综合目前的行业状况以及各项因素，不难看出，以后机电技术系统的装置会越发依赖信息。系统的智能化以及自动化程度不断提高已经是一个不争的事实，与此同时，其对于信息的依赖度也会有相应提高。如果系统结构呈现出静态状，装置的稳定性会较差；反之，若系统装置呈现出动态状，则装置的稳定性会比较强。以上状况与生物习性有一定相似性，这表明生物系统化会成为机电技术的相关产品的一项重要发展趋势。目前，该项系统还有待于研究和探索，使系统的仿生效果得以真正实现还需要更多的时间。
3.5环保化的机电技术应用前景分析
现阶段，随着工业的不断发展，人们对生活质量以及人均收入水平都得到了显著提高。与此同时，资源也在递减，且很多资源具有不可再生的特质。此外，较为粗放的管理模式也为我们赖以生存的环境带来负面影响，使环境污染问题日益严重。为此，国家相关部门应对环境保护引起足够的重视，广大群众也要树立环境保护的意识，在生产和生活中秉持可持续发展的理念，以此使我国的综合实力得到显著提升。在此基础上，机电技术可以更好地发展，在使工业生产领域产生一定经济效益的同时，可以最大限度的降低污染，对于环境起到一定的保护效果。为更好地实现这一点，相关人员要采取行之有效的对策，致力于科学技术的革新，并对污染物进行回收和有效处理，积极为机电技术的应用探索出可再生的新能源。
传感检测技术是自动化及相关研究领域的技术基础，不管是在工程技术还是在基础科学中都同样具有独特而重要的作用和地位，应明确传感器技术在机电一体化系统中应用主要面临的问题以及其发展方向。这对传感器技术在机电一体化系统中的应用有一定的指导作用。
一、传感器的分类
传感技术的发展离不开传感器的巨大贡献。传感器可以感受规定范围内的器件和装置。它的主要作用是检测机电一体化系统本身，以及操作的对象和操作的环境状态等，可以有效控制机电一体化的有效运行。传感器根据不同的规则有不同的分类方法，首先，传感器根据能量转换可以分为能量控制型传感器和能量转换型传感器两种，能量转化型传感器则利用能量变化产生的物理效应产生信息，不需外加电源；其次，根据传感器的被测参量可以分成三类，即物性参量、机械量参量、热工参量；根据传感器的使用材料分类，有按照晶体结构、物理性质等材料进行区分的。由于其所应用的材料不同，传感器也会呈现对应性以及其独特性的反应；最后，根据传感器工作原理可以分为，生物传感器、物理传感器以及化学传感器。应根据不同的用途，结合传感器的特性，进行合理的选择。
二、传感器在机电一体化系统中的应用
（一）传感器在机器人产业中的应用
工业机器人能够通过各种传感器来精确感知自身、操作对象和作业环境的状态，所以比较准确。这个过程特别重要，是专门为机器人控制提供反馈信息的。
（二）传感技术在汽车工业中的应用
随着科学技术的飞速发展，汽车工业中也大量应用传感技术。因为使用了这项技术，现代化汽车工业逐步进入一个全新的高速发展时期。用自动控制系统取代纯机械式控制部件，这是汽车的机电一体化要求的具体体现。特别是在其所有重点控制系统中重点使用了曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、氧气传感器等各种传感器。
（三）传感检测技术在机械加工过程中的应用
与刀具和机床的过程监视技术相比，工件的过程监视是研究和应用最早、最多的。简单地讲，工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工件加工要求的工序。工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，另外还要求辨识工件安装的位置是否是工艺规程的要求。还可以监视传感待加工毛坯或工件的加工质量和表面缺陷。切削过程传感检测的目的主要是把切削过程的生产率、制造成本或（金属）材料的切除率进行优化等；最后，无论是尖端的科学技术，还是庞大的自动化系统，一般都需要各种材料，以及各种特性的传感技术和检测技术。因此，在信息高速发达的现代社会，传感技术已经成为信息获取、处理问题等的重要方法。
三、传感器技术应用中出现的问题及发展方向
我国对传感器技术的研究任然处于比较初级和保守的阶段，相比于国外的技术，我国仍有很大的欠缺和差距。我国目前很多企业都是引进外国元件进行加工合成，自主研发的产品很少，自主创新能力特别差。传感器技术涉及物理、化学、生物和电子，以及计算机等多种相关学科，虽然传感器行业的发展前景很美好，但是由于人才的欠缺，导致我国传感器技术仍然发展不起来。
（一）国内外传感技术的差距
由于国外较早的投入对传感技术的研究，所以相比于我国，他们拥有先进的微机械加工技术与设备，先进的计算、模拟和设计方法，并且有先进的封装技术与设备，加上可靠性技术研究等方面，导致我国在这方面有很大的落后，我们要保证传感技术的发展，就必须加强技术研究和引进先进设备，以提高整体水平。
（二）传感器的发展前景
目前我国的传感器技术正在加速由传统型向新型传感器转型的发展阶段。传感器正向着低耗能，高精度和可靠性，以及智能化和数字化。传感器行业的发展，可以带动一系列相关产业的发展，可以作为国家新的经济增长点。
首先，可以向微型化发展，因为各种控制设备的功能越来越强大，则各个部件的体积应该越小越好，传感器也应该越小越好，这就要求在材料方面有所创新，利用硅材料制成的，无论在进度还是灵敏度上效果都很好；其次，可以向高精度方向改进，随着自动化生产程度的提高，对传感器的要求在不断提高，所以应该在精度的研究方面投入财力、物力，进行研究，争取研制出灵敏度高、精确性好、响应的速度快，而且便于自动化生产的传感器；还可以向微耗能和无源化的方向发展，传感器一般都是由非电量向电量的转化，工作时离不开电源，在野外或者远离电网的时候，一般是利用供电电池和太阳能供电，开发微功耗的传感器以及无源传感器是必然的发展方向。这样可以节省电源，又可以提高系统的使用寿命。
四、结语
传感器在机电一体化系统中，占据着非常关键的低位和作用。传感器技术直接关系着几点一体化系统的水准。如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现，所以我们更加要提高和加强对技术的探讨以及深入的研究，以便促进我国传感器技术的进一步发展。
参考文献：
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[3]卞正岗.自动化技术和机电一体化发展趋势.国内外机电一体化技术， 2006， （1）.
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）11-0174-01
机电装置作为煤矿业的重要设备之一，对煤矿资源的开采品质和煤矿企业的利益直接相关。机电自动化集控的运用为煤矿产业的发展带来了极大的便利，而且提升煤矿开采工作的安全性，但是在实际使用过程中仍有欠缺，需要不断地完善才能为煤矿行业带来更高的利益。
1 机电自动化集控在煤矿业的成长历程
现阶段，机电自动化集控在我国已经得到大范围的推广，彻底地改变了原来高强度工作的操作模式，一方面可以降低劳动成本，减少施工人员的工作难度，提升煤矿开采过程中的安全性；另一方面机电自动化集控可以提高生产效率，这有利于煤矿企业赚取更多的经济利益。鉴于机电自动化集控技术还不完善，一方面体现在可应用的技巧方面，大大降低资源的使用效率；另一方面体现在研发过程，由于没有经验和实践的支撑，我国在研发过程中还有一定的阻碍，所以就导致机电自动化集控技术大范围推广却没有提高煤矿资源的利用水平[1]。所以它的应用效率并没有达到理想水平，相比于发达国家，仍有很大的缺陷，所以我国还应该深化对技术的改革，研发具备自主知识产权的装备，以煤炭开采为关键，致力于提高设备的通讯水平，实现自动化集控，并在实际运用中不断完善。
2 机电自动化集控的特征
随着对煤矿产业的深化改革，煤炭资产的使用效率得到了极大的提升。通过对国内外制造科技的引用以及对发达国家优秀技术管理经验的学习，逐步减少煤矿企业的制造资本投入，获取最大的经济利润[2]。目前我国的机电自动化集控技术的优势就是易于使用，而且功能的可信赖程度高等。
3 机电自动化集控的使用途径
第一，对矿井作业的监督。一般情况下，煤矿企业安全系统中自动化集控技术水平的高低作为评价一个煤矿企业机电自动化水平高低的标准，安全是煤矿行业的最基本要求，所以煤矿企业的关键工作是如何提升矿井工作的安全性，煤矿机电自动化技术的应用在很大程度上保证了矿井的安全。将监控设备与煤矿机电自动化集控技术进行结合，可以更好的将矿井的状况反馈给监视人员，也可以及时检查到矿井存在的安全隐患，避免煤矿作业过程中出现漏洞，从而有效的提升煤矿操作人员的安全性；第二，自动化设备开采煤矿资源。煤矿矿井提升机是一个煤矿企业的基本必要设备，一般都及其笨重，给操作人员的\输与组装增加困难，而且对操作人员有极高的要求。为实现工作的高效率进行，可以将机电自动化集控技术与该设备进行结合，使工作符合现代化和科技化。第三，用于煤炭的运送。煤炭开采以后的运送也是一项非常复杂的工作，想要提升工作效率，就一定要对运输设备的性能进行改变。比如在带式运输机中安装CST可控软件，增强输送的连续性，提高设备的可依赖性[3]。现实中，煤矿工作传送距离一般比较长，很大程度上降低了煤炭输送的稳定性，而且也对运输机造成危害。这就要求我们对煤炭传送的技术进行改革，增强运送过程的稳定可靠性。第四，牵引工作，煤矿企业一般使用电牵引煤机，优势在于有强大的牵引力，而且还可以在电牵引煤机下滑过程中发电，对电能实现最大程度上的利用。而且这种设备故障率低，易于维修和使用，为企业产生更大的经济利益。第五，机电自动化集控技术在其他方面的应用。电压开关柜是煤炭开采工作安全有序进行的关键，它的作用是为大功率设备提供电能的需要。
4 提升机电自动化集控在煤矿中的运用
第一，制定设备管理条例，煤矿企业应该有详细，全面的设备使用，维修以及管理条例，在日常工作中对设备进行定期检测，对设备管理人进行严格监督，保证设备的正常运行。第二，强化对装备状态的检测。即在装置运行过程中，对运行的状态进行检查，并记录装置的日常使用状况。对设备的在线与离线点检，可以降低设备在运行过程中故障出现的可能性。
煤矿行业的发展对社会有相当大的影响，随着科技化与信息化技术在煤矿行业的普遍运用，使煤矿业也有了更快的发展。机电自动化集控技术与WIFI技术的有效结合，在很大程度上降低了矿下监控设备使用的投入资金，能提升矿井下监控设备的工作效率[4]。除此以外，无线传感器等装置的运用可以有效地对矿井下的操作人员进行定位，加上通讯设备的配合，追踪监视矿下操作人员的工作过程，保障矿下操作人员的安全。科学技术水平日益提高，设备也在不断地更新，未来煤矿行业的机电自动化集控水平将会更完善，这对煤矿行业经济发展有重要意义。
参考文献
[1]王文山.试析煤矿机电自动化的必要性和要点[J].机电工程技术，2015，（10）：120-122.
随着科学技术日新月异的发展，不同学科的知识相互渗透交融，促进了工程领域内的技术的革新，特别是机电一体化技术的发展，确立了机械工业未来的发展方向。本文主要对机电一体化技术进行了基本的概述，同时简述了国内外机电一体化技术的发展概况，进一步分析了机电一体化技术的发展趋势。
一、机电一体化概要
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，随着科学技术的不断发展，还将被赋予新的内容。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。机械工程技术有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力。但是发展到机电一体化后，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予许多新的功能，如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸，还是人的感官与头脑的眼神，具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。
二、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:
1 智能化
智能化是21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。诚然，使机电一体化产品具有与人完全相同的智能，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。
2 模块化
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。
3 网络化
20世纪90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。
4 微型精密化
随着纳米技术的不断深入发展，机电一体化技术也将面向微型精密化的方向发展。一般来说，机电一体化产品的微型精密化可以使机电一体化产品的应用范围更加的广泛，微机电一体化产品具有体积小，耗能低，应用广泛等诸多优点，因此微机电一体化技术具有比较广阔的发展前景。但是微机电一体化技术的发展需要精密的加工工艺以及先进的设备作为其强大的后盾。
