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导语:在机电一体自动化技术的撰写旅程中,学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径,好期刊汇集了九篇优秀范文,愿这些内容能够启发您的创作灵感,引领您探索更多的创作可能。
对于现阶段的生产、加工工作,基本上已经达到了全自动化的水准,多项设备的运转和应用,都是从实际需求来出发的,在各个层面上利用先进的机械设备来完成良性循环,从而为社会的需求提供较多的帮助。我国在现阶段的发展中,进入到了一个特殊的时期,各项事业均取得了大幅度的进步,发展空间也得到了很大的拓展。此时,想要在后续的工作中取得理想的成绩,就必须将优质操作技术有效融入,保证机械设备的功能、体系等得到深度的优化,最终获得预期效果。
一、PLC控制技术分析
在过往的工作当中,光机电一体化自动盘花机的应用,主要是通过传统的手段来完成的,在很多方面都保持了较为稳定的工作水准。这种情况的持续时间比较长,到近代以后,各类机械技术突飞猛进的发展,为很多设备的优化都提供了较多的参考。从技术的角度来分析,PLC控制技术占有很高的地位,无论是在技术体系上,还是在技术功能上,都表现出了较大的进步,很多工作的执行都没有出现漏洞及缺失。面对社会上物质需求的大幅度提升,PLC控制技术的应用需要从多个方面予以把控。
(一)功能强大
PLC控制技术在应用过程中,发现其功能异常的强大,能够在很多方面达到突出的成绩。一般而言,PLC的操作层次上,指令数量特别的多,能够达到几十条,甚至是上百条的指令。不同的指令内容存在较大的差异,由此可以开展相应逻辑问题的优化处理,确保在不同类型的数据运算上,能够获得精确的结果。在现阶段所掌握的PLC控制技术当中,普通计算机可以完成的工作,PLC控制技术同样可以进行良好的应用。除此之外,考虑到机械工作的操作过程中,需要达到良好的人机互动效果。PLC控制技术本身的功能,得到了很大程度的健全,其完全可以根据现实工作的需求,将人机界面良好的建立,将信息交换工作合理的完成,减少了过往工作的不足和缺失,从而在最终的工作价值上、工作效益上,达到一个最佳的水准。
(二)系统实现方便
从主观的角度来分析,现下的各项工作,其必须在工作效率、工作质量方面达到兼得的效果,不能出现任何的差错。而我国隶属于发展中国家的行列,机械层面上的内容,必须要保证系统的简单性、可操作性、可靠性等。PLC控制技术在应用过程中,自身的系统在实现过程中,能够取得非常方便的效果,整体工作很少出现严重的问题。例如,PLC控制技术的应用,其自身的控制逻辑,表现为程序的建立方法,利用程序更好的代替了硬件接线。如此一来,不仅在工作空间上得到了最大化的节约,同时在操作效果上也有所巩固,告别了以往的问题,整体工作效果非常值得肯定。除此之外,PLC控制技术的系统,其采用的硬件,全部是高度集成化的模块。这些模块均表现为配套的特点,完全实现了系列化、规格化的目标。我们在应用PLC控制技术的时候,硬件系统与方案的搭建,在整体上表现出方便的特点。
(三)可靠性高
就机械操作本身而言,可靠性是一个不能忽略的特性,在很多方面都将产生极大的影响。当下的各行各业,都必须在机械的帮助下,才能又好又快的完成。所以,我们在光机电一体化盘花机的应用上,即便PLC控制技术拥有了很多的特质和功能,依然要对可靠性方面的内容进行深思熟虑,不能出现任何的问题,否则将会影响到其他工作的顺利开展。
1. 在硬件设计层次上,PLC控制技术的输入电路、输出电路均得到了多个方面的优化处理,两种电路能够与内部的CPU进行电隔离处理,整体工作方法具有高度的可行性。经过大量的分析后,发现PLC控制技术的硬件设计工作,未出现严重的不足。自身的信息工作,主要是通过光耦器件来完成的,也可以通过电磁器件进行传递,选择性比较多。在PLC控制技术的内部当中,CPU板的运作,对客观情况做出了深入的考量,自身具备了良好的抗电磁干扰的屏蔽功能,为PLC程序的运行,提供了更多的帮助。
2. 软件实现层次上,PLC控制技术得到了很大的改变。一般而言,PLC的工作方式,主要是体现为扫描加中断的方法来完成。该模式在应用以后,可以保证PLC控制技术有序的来工作,将所有的混乱问题彻底的减少。经过长时间的应用后,PLC控制技术表现出的软件可靠性非常显著,整体上避免了继电控制系统常出现的“冒险竞争”问题,自身的控制结果,能够达到确定的情况,减少了很多不良因素的威胁。
二、PLC控制技术的应用
光机电一体化全自动盘花机是比较常用的设备,其在很多方面都取得了功能的进步和应用效果的提升。将PLC控制技术在设备中进行应用,不能单纯的按照主观想法来完成,还必须对客观上的指标实现进行深入的分析。就现阶段的技术而言,PLC控制技术整体上具备了较高的可靠性、可行性,未出现任何的不良问题。但对于光机电一体化全自动盘花机来讲,在其中应用PLC控制技术,相当于对技术限定了使用的环境和各项标准,如果出现了违背的情况,或者是在工作过程中表现为强制性的操作,都将对最终的结果构成威胁。
建议在PLC控制技术的应用上,从以下几个方面出发:(1)通过对传统手工制作绢花的工艺分析,结合 PLC、单片机程序控制技术、机械原理、电子技术等,实现手工加工过程的再现。(2)从电机马达参数研究方面入手,结合 PLC 控制技术,使送料长度、花瓣旋转的角度等达到最佳。(3)通过研究气动控制技术,结合机械部件实现绢花的自动装订系统。(4)在数字控制、硬件组成、新光电器件选用方面研究,以求达到绢花加工速度、质量等方面的技术突破。从电气化安全规则、人体学及安全防护、装备自身的安全防范、及采用绿色环保材料的使用上,以求达到与国际标准接轨。(5)机器结构设计。全自动盘花机主要由送料模块、成型模块、装订模块组成,如何设计机器结构,使其体积小、重量轻、易维护、易操作、可靠性高。
总结:
本文对PLC控制技术在光机电一体化全自动盘花机当中的应用展开讨论,现下的工作水平了有了很大的提升,多项工作的开展均未表现出任何的问题,创造的工作效益是非常值得肯定的。日后,需加深对PLC控制技术的研究,在各个方面减少不足,优化体系的同时,不断的推动光机电一体化全自动盘花机的进步。
参考文献
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[2]孔祥新,沈小引,刘敬科. 基于PLC FX2N-48MR的机械手控制系统设计[J]. 电子技术,2013,11:33-35.
[3]本刊编辑部,赵永霞,宋富佳,谢晓英. 国内外纺织技术及装备的最新进展(二)――ITMA ASIA+CITME 2014亮点预览[J]. 纺织导报,2014,06:65-80+82-86+88-109.
关键词:电力调度;自动化;一体化
中图分类号:U665文献标识码: A
一、电力调动自动化系统的发展及现状
随着科技的进步,我国的电力调度自动化系统也充分的利用了先进的科学技术,实现了遥测、遥信、遥调、遥控、遥视的五大功能。随着电力调度自动化系统的不断完善和发展,在电网中,采取电网存取数据的越来越多,电力调度自动化系统正向智能化发展,面对我国幅员辽阔的现状,电网的覆盖面积也相当的大,电网的规模也由此很大,所以,面对如此巨大的电力调度系统,必须采取一个有效的控制方法,才能保证电力调度自动化系统正常的运行。
二 电力调度自动化的内容
电力调度自动化系统是由调度总站、通信设备和厂站端三个部分组成的,厂站端又可以分为电厂综合自动化系统和变电站综合自动化系统。从另一方面来说,电力调度自动化系统又是最核心、最主要的调度总站系统。它的任务是保证电网安全可靠地运行,保障电力能量的质量,进而保证电网经济稳定运行。
三、电力调度自动化系统的框架
现在的电力调度自动化系统大多使用的是客户服务器分布式的体系架构。它的特点:提供系统开发运行一体化的运行环境;提供分布式系统的运行接口,扩大运行系统的范围;按照需求自动分配功能任务;多样化的功能任务;多元性和选择性的系统配置;统一透明的操作系统平台;配置的灵活性,保证电力调度自动化系统的可伸缩性;开发接口统一提供,支持二次开发和跨系统平台,缩短系统的开发进度。
四、电力调度自动化系统存在问题探究
(一)自动化平台存在着差异
我国当前的电力自动化的系统平台存在着差异,我们在进行电力调度的时候,所建立起来的调度平台主要是基于计算机的平台之上。有很多的用户为了整个电力系统的可靠性,实现其稳定以及高效,我们采用RISC的结构进行电力的调度,但是有时我们为了整个方便需要运用CISC的架构。我们在进行电力调度的自动化系统设计的时候要考虑到计算机操作系统中的问题,实现对计算机系统的扩容和升级以及更换。
(二)电网模型的多变问题探究
在电网的电力调度系统中,不断增加变电站或对变电站进行改造,在构建整个自动化的系统中,我们需要对整个电力调度系统进行建模和数据处理,这些将会造成整个调度系统的维护性容易出错,所以为了整个电力调度系统的安全问题以及经济性,我们要对电网模型的多变问题进行探究。电力调度是进行电网监视功能,实现其系统的自动化,就需要对电网的模型进行改造以及补充,我们在开始建立整个模型的时候,首先要完成单元的画图,并且在数据库中进行记录,将单元间进行连接,以及图形设备和数据库的关联。在整个电力调度系统中,对于变电站的扩容,在扩容的过程中要对整个自动化的系统进行一次性的绘图、建模等,其工作量非常大,需要进行电网的监控,所以我们在整个自动化系统的日常维护的时候,要解决安全的隐患就要实现监控。
(三)电力调度集中控制功能的高要求
对于电力系统的调整过程在要对集中控制功能提供非常高的要求,我们要在电网系统中实现电力调度的调整要满足整个数据库和电网模拟的一致性,由于当前的电力调度系统的所有功能的实现,都是在各自独立的基础之上的,在电力调度的自动化系统中,实现数据库和电力调度的一致性是不可能的。由于其电力调度的模型存在着多变性,所以我们在对电力调度的系统的控制功能的要求要不断的提高。
五、一体化技术在电力调度系统中的应用
(一)平台的一体化
电力调度的平台是建立在计算机平台上的,所以,由于计算机操作系统上存在很多的选择,所以,电力调度也存在很多的选择,并且攒在很多的差异,数据平台存在于电力调度系统的平台中,在众多的系统中,不同的系统有不同的特点,根据不同的要求我们选择不同的系统,这对于我们平台的一体化是非常不利的,为了实现平台的一体化,我们通过中间件耦合的方式来实现信息的交换,采用最多的中间件是OMG和CORBA的中间的对象,这些中间件能够很好的解决跨平台的问题,能够起到良好的通信能力,并且对信息具有很大的可扩展性,对于降低硬件和操作系统的差异性,我们要采用一个标准的数据接口来满足电力调度的系统平台的要求,从而实现电力调度自动化系统的平台一体化。
(二)电力调度图模的一体化
随着我国电网的不断改革和进步,电网在我国的规模不断加大,覆盖面积逐渐推广,这就要求我们对电网的电力调度有很好的数据控制系统和网络模型库的系统,以便更好地控制和管理电力调度,在电力调度系统中,建立一个比较常用的图库模型可以效地提高电力调度系统的工作效率。在整个电力调度系统中,通过图库模型系统的一体化功能实现模型的建立,从而为电力调度的一体化提供有效的支持,建立图库模型的一体化是电力调动自动化中实现电力调动一体化的前提条件。下图是图库模型一体化的模式图:
(三)电力调度自动化的功能的一体化
在二十一世纪经济高速发展的中国,电力调度得到了很大的发展,我们要实现电力调度的一体化和功能的发展,就必须达到对数据库和图形以及其他资源的共享,才能真正的实现电力调度自动化的功能的一体化,实现功能一体化需要一些中间件的参与,我们可以通过安装节点机等,灵活的配置在整个电网中的应用模块,而中间件是整个电力调度系统中应用模块的前提基础,从而实现功能的一体化。
(四)电力调度自动化系统中的接口一体化
对于各平台的差异,我们要实现一体化可以采用标准的数据接口,以便实现资源的共享和信息的传送,在电力调度系统中,电力系统都是通过接口进行对数据的访问和资源服务的查询的,所以为了更好地为电力系统各平台提供读访服务,通过访问的过程中,对接口服务进行筛选并记录,通过技术的层面得出偏离报告,并通过纠正和实验报告和采购的方法提供可靠的报告,并且利用保证归档技术确保在电力调度自动化系统中的信息的安全性,保证系统的稳定性和正确性。
(五)电网能量管理及调度员培训仿真一体化
随着电力系统的发展和电网商业化运营的深入开展,对电力系统的运行进行调度和控制变得越来越复杂。为提高电网安全、稳定、优质和经济运行水平,能量管理系统(EMS)和调度员培训仿真系统(DTS)作为电网调度中心中两套重要的计算机自动化系统,已经在实际的电力系统中得到了广泛的推广应用。其中,EMS系统主要用于电网监控和调度辅助决策,可以使电网调度由经验型上升至科学的分析型。而DTS则主要用于调度员培训、运行方式研究和反事故演习等。
由于历史原因,国内以往的EMS系统和DTS系统是两个科研课题,分别独立进行研制开发。用户使用时,需要掌握和维护两套系统,人机界面风格不一致,分析计算结果不尽相同,不同数据库之间通过数据接口相联,使用维护十分不便,严重影响了系统的实用性。近年来,随着EMS和DTS系统应用的普及,人们逐渐认识到两者应是一体化的,迫切需要研制出电网能量管理及调度员培训仿真一体化系统,该系统集EMS和DTS应用于一体,不但数据库和图形一体化,而且计算程序一体化,无冗余,实现了真正的一体化设计和一体化编程,用户只需维护一套系统,所有应用就可以正常进行。
结束语
为了更好地适应我国经济发展及社会进步对电力供应的需求量,我国中央政府及地方政府越来越关注电力系统的建立与完善问题,并就电力系统基础设施建设提供了更多的技术支持及资金支持,从而为电力系统输电、发电、配电等环节的优化及改革提供了可能,也为一体化技术在我国电力调度系统中的广泛应用提供了前提条件。
参考文献:
关键词:新形态;数字资源;一体化教材;电气自动化技术专业
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.132
0 引言
在信息技术高速发展的时代,以纸质材料为基础的传统出版业,正受到数字出版技术的强烈冲击。近年来,随着教育信息化水平的不断提升,教学模式与学习方式也在发生巨大的变化,单一的纸质教材已经不能适应当前的教育教学。因此,在纸质教材和数字化资源各自优势的基础上,探究两者之间的关联性和互动性,开发数字一体化的新形态教材已成为必然趋势。
1 数字资源一体化教材发展现状与趋势
1.1 国外数字化教材的快速发展趋势
国外数字化教材的应用和发展进程比国内快速很多。第一,国外熟悉互联网的年轻新生代逐渐步入各类学校,同时,国外数字化教材的整体技术得到了持续改进。第二,国外的版权保护状况较好,民众普遍具备知识产权的理念。
美国、英国等发达国家的大学出版商在21世纪纷纷进入数字化教材的发行领域。目前数字化教材主要有以下形式:一种是出版商和阅读器电子公司合作。例如,皮尔森教育集团的Addison Wesley公司已向芝加哥的go Reader公司提供了134种共13500本数学、计算机、经济等学类的大学教材。另一种是在线出版的学习模式。例如,麦格劳・希尔教育公司与Wize Up合作出版的数字化网络教材,学习者可以登录相关的Web网站阅读或下载相关图书。还有一种是在提供数字化教材的同时,配套相关的延伸服务。例如,英国培生教育出版集团不但提供在线自学评估课程,还提供了相关课件。
1.2 国内数字化教材发展现状
国内大部分出版的教材都配有各种形式的数字版教材和教辅,但一般都采用光盘形式。国内也尝试过特定文件类型的数字化教材与阅读器集成的数字化图书,但由于知识产权保护措施薄弱,很难将这种形式的数字化教材商业化。国内也在学习国外发展在线学习出版模式。例如,北京一百易科技有限责任公司与上百家教材出版社合作,将英语教材放到“100e网络英语学习平台”,制作出语音课本,让学习者进行付费在线学习。还有以在线学习为基础,延伸多媒体教材与在线教学辅助的模式。例如,北京语言大学出版社自2006年起,着手搭建对外汉语教学资源与服务平台、作者客户互动平台、信息交流平台、网上营销平台。
2 电气自动化技术专业数字一体化教材开发
电气自动化技术专业数字一体化教材开发的具体环节如下:
2.1 内容、资源一体化设计
纸质教材与数字化资源一体化的新形态教材应具备传统教材的全部特点与功能,但新形态一体化教材还要提供数字化教学资源,同时为教学案例、习题试题库、视频操作、动画演示等提供明晰的导航。因此,电气自动化技术专业新形态一体化教材在传统教材编写方案的基础上,内容应满足高等职业教育“学中做、 做中学、学做一体”的要求,表现形式应生动、活泼、新颖。同时,通过新颖的版式设计、教材边白设计,做好资源标注,还可以利用关联技术和手段,帮助学习者将纸质教材的内容与对应的数字资源联系起来。
2.2 相关资源同步建设
数字一体化教材的开发不能脱离音频、视频、文本、动画、图片等相关资源的同步建设和持续更新,同时要利用相关的技术手段对资源进行处理与加工。
2.3 科学的资源标注
教材是教学活动的载体和支撑,应符合教学规律,满足教学需求,因此,数字一体化教材开发应对相关数字资源的名称、类型等进行科学标注,以便归类和检索,还要进行有效的关联。
2.4 关联路径需通畅
纸质教材与数字化资源的关联路径一定要畅通,这关系到资源利用的效率与效果。当下主要关注与线上资源、线下资源、二维码资源的关联。
3 纸质教材与数字资源一体化教材的效果
目前,纸质教材与数字化资源一体化开发的新形态教材,特别是国家专业教学资源库、国家级精品资源共享课教材,被全国众多职业院校采用并广受好评。实践证明,通过纸质教材与数字化资源一体化的开发,可达到以下效果:
(1)提高资源利用效率,改善课堂教学效果。纸质教材与数字化资源一体化教材可以非常方便地在教学过程中调用相关教学资源,方便学习者对查找和利用网上资源,提高了学习者的学习兴趣,同时也极大地提高教学效果。
(2)弥补纸质教材不足,保证教学时效性。纸质教材的内容相对固定,再版周期一般是3-5年,在制度、准则、技术等出现变化时,纸质教材的内容不能实时反映,从而影响教学的开展,严重的还会产生误导。而数字化资源则可以及时更新,以弥补纸质教材的不足。
(3)避免纸质教材太厚,降低印制成本。通过关联相关的数字化资源,在拓展纸质教材内容的同时,通过扫描二维码等方式将部分内容从纸质教材移至在线资源,减少纸质教材印张数,以降低生产成本,得到了较好的经济效益和社会效益。
(4)避免纸质教材单一学习方式,实现随时随地学习。在互联网+时代,开发 “纸质教材+数字化资源”的新形态教材已成为必然趋势,丰富的在线课程数字化资源,利于学习者随时随地开展学习,还能通过自测、答疑等方式实现互动学习。
4 结束语
在信息技术高速发展的21世纪,传统的纸质教材已经不能满足学习者的需求,开发数字资源一体化的新形态教材已经是形式所趋,我国也正在大力发展新形态教材的开发与出版,以满足学习者的需求,跟上时展的步伐。
参考文献:
[1]武君红.高职纸质教材与数字化资源一体化研发初探――以高等教育出版社为例[J].出版发行研究,2015(10).
【关键词】工程机械;机电一体化;技术应用
机电一体化技术是一个能够将微电子和机械技术完美融合在一起的新兴技术,机械的人性化、自动化和智能化等要求能够得到实现,这也是提升机械设备工作效率和自动化水平的重要手段,满足了人们安全性、可靠性和经济性的要求。下面本文首先简单分析一下机电一体化在工程机械中的应用现状。
1机电一体化在工程机械中的应用现状
我国开始研究机电一体化技术在工程机械中的应用最早可以追溯到80年代初,我国有关专家和学者都一直在不断的研究机电一体化技术,国家和相关企业也是大力支持,于是我国的机电一体化技术在工程机械中的应用有了突飞猛进的发展。随着我国智能控制技术和计算机网络技术的不断进步,使得我国的机电一体化技术在工程机械中的应用有了新的发展途径。我国的微电脑工程机械控制技术虽然还有些不足,但其有着广阔的发展前景和强大的发展潜力。
2机电一体化技术在工程机械中的应用优势
机电一体化技术在工程机械中的应用有着很多的优势,具体概括来说主要包括以下几种优势,首先来说其能够提升工程设备的安全性能。应用机电一体化技术,对有可能造成机械故障的过度劳损部件及时发出警报或者自动调整机械的工作状态,能够有效监控机械内部工作的易疲劳部件,极大的提高了工程设备的性能,有着自动状态修复、监控和自动报警的功能。其次其能够提高产品的使用性能。其能够利用微电脑技术对工程机械实施半自动或自动控制,利用数字仪表代替传统仪器,使得工作人员在操作机械工程的时候直观方便,而且其能够代替传统的部分人工控制功能,使得生产出来的产品更加精密,提高了材料的利用效率,还有效降低了人工操作量,最后是其会使工程机械的养护和调试更加简单。这是因为其能够在不开机的状态下,就可以利用自检系统对工程机械完成调整和检修,还能够实现工程设备工作模式的切换和设计。
3机电一体化在工程机械中的技术应用
3.1机电一体化技术应用于柴油机的自动控制
工程机械的动力核心和机械功率有着很高的要求,所以通常采用柴油机。在机电一体化技术应用以前,人们的目光主要放在了降低柴油机污染物等级和提高柴油机的燃油耗率等方面去进行传统的柴油机优化。而将其应用柴油机控制之后,这有效降低了柴油机排放的废气量,有效提升了柴油机的动力性能和经济性。这样柴油机还能够以工程机械的运行状态为依据恰当的调整其工作状态,并能够实现对才有机会油门和调速器的自动控制,进而实现了才有机会的自动升温控制盒自动启动停止控制等,在满足工程机械的功率需求的基础上有效提升了柴油机的经济指标,达到降低排放指标的目的。
3.2工程机械中应用故障自动诊断、自动报警和电子监控技术
在工程机械的实际运行情况下,工程机械的液压系统、制动系统、工作装置、传动系统和发动机等运行系统不论哪个出现故障,都会导致工程机械不能够正常使用,如果不能快速判断工程机械发生故障的部位,需要大量的物力人力对其进行维修。而将故障自动诊断、自动报警和电子监控技术应用到工程机械中去之后,工程机械在运行时不论哪一个部分出现了故障或者发挥不灵敏,电子系统都会自动的发出警报提醒工作人员,粗壮之外还讷讷够准确的判断出出现毛病的部位,进而提升了工程机械的工作效率,还能够减低驾驶人员的工作紧迫感。
3.3实现工程作业的半自动化或自动化
其能够实现工程作业的半自动化或自动化,有效提高了工程机械的自动化水平,减少了因人工失误导致工程建设质量受到影响的情况发生,实现了工程建设精度的提高,提高了工作效率。比如很多国产的大型工程机械都配置了电子系统控制的自动变速箱,如推土机、挖掘机等大型工程机械,其能够提高燃油的经济性能,对发动机功率进行有效控制,并减少了人工的操作。
3.4与传感器融合
将机油压力传感器等装置转配到发电机中去,可以先行对监控工作状态的实时监控,实现可调控的工作状态。将传感器装配到沥青铺路机上去,可以实现铺路机的匀速前进,而且可以自动找平。根据目前集约化和多样性的信息采集发展方向,可以预测未来传感器必将蓬勃发展。
4机电一体化技术未来的发展趋势
4.1微型化趋势
这是指机电一体化技术在工程机械中的应用发展方向逐步向微观领域及微型设备中延伸,也成为电子机械系统。其在各个领域上都有着不同的应用,具有能耗低和体积极小的优点。其生产出来的产品一般会小于1cm3,并且逐渐向更小的纳米等级发展。目前主要有蚀刻技术和光刻技术两种。
4.2智能化趋势
智能化能够赋予赋予机电一体化产品一定的决策、思维逻辑和判断推理等能力,这是将动力学、计算机科学、心理学和人工自能等多方面的思想理论和方法,以控制管理理论为核心,融入到机电一体化技术中,描述机械设备的行为。其能够模拟一定的人工智能,追求的目标是更先进更高的控制目标。
5总结
本文首先对机电一体化在工程机械中的应用现状进行了简单分析,然后概述了机电一体化技术在工程机械中的应用优势,并且从机电一体化技术应用于柴油机的自动控制、工程机械中应用故障自动诊断、自动报警和电子监控技术、实现工程作业的半自动化或自动化、与传感器融合等四个个方面分析了机电一体化在工程机械中的技术应用,并且从微型化趋势和智能化趋势预测了机电一体化技术未来的发展趋势。虽然我国现在的工程机械机电一体化技术的整体水平相比西方国家还有很多不足,但是笔者相信随着中国科学技术的不断进步,我国必将实现这一技术质的飞跃。
参考文献
[1]周双.机电一体化技术在机械工程领域的应用研究[J].化工管理,2017(02):184.
[2]刘宁.机电一体化在工程机械上的应用与发展[J].四川水泥,2015(03):213.
关键词:机电一体化 化工项目 应用
如今,在众多生产技术中首推的是在高科技高效率的现代工业流水线自动化生产技术中机电一体化技术。机电的一体化技术又名为机械电子学( Mechatro nics) , 此项技术的发明和拓展刺激了制造业技术进一步的朝高精准、高难度、高速度三方面发展,从而提高了工业产品在更新换代的速度水平,进而同时也刺激推动了多个领域生产力效率的提高。以上归功于该项技术是结合两大应用技术于一体,即电子技术与机械技术的结合,同时还糅和了电子科技技术及高精密机械技术以及计算机技术等多门技术科学的产物。此项技术诞生后,其应用范围不断的高速拓展,致使在全球社会化大生产的今天挣显出重要的地位。由于该项技术比集中控制化系统所拥有的安全系数更高,功能性更强,因此现今大型机电系统一体化的主要趋势是使用分布式控制系统。
一、化工作业中机电一体化的主要功能
现今,化工工程为满足高效的生产速率,能源的低耗,高标准的自动化程度,工艺水平的高精确度,产品性能的高稳定度的性能要求,同时为实现产品的安全,可靠,好的工艺及经济性,化工工程生产必须实现全面应用电子控制技术来取代传统的机械设备控制技术,电子控制技术的应用为化学工程技术的进一步的发展提供了强有力的动力。当前,机电一体化技术在化工工程中主要实现如下功能。
1.降耗节能,实现工业连续化自动生产,提高劳动生产率
2.电子实时监控, 自动预警和故障推断自诊
3.生产精度的提高
比方说,在现代公路建设中,从原料供应上来说,供应商为了实现沥青及水泥混凝搅拌设备在成品料的配比比例精度上的控制,广泛运用了微机控制的电子称量系统, 目的是使计量过程实现自动化。
4.生产设备控制
如电子调速器、化工仪表和自动化控制, 电子油门控制装置、自动升温控制装置、自动停机装置等。
5.自动化或半自动化
化工过程实现自动化或半自动化控制, 可以提高生产率,减轻操作者的劳动强度, 同时减少因工作人员操作经验不足对作业精度的影响程度。
二、机电一体化在化工中的应用
1.煤矿、氮肥厂机电一体化技术的应用效果
机电一体化在煤矿开采,运输,挖掘等环节的应用和推广,大大提高了我国煤矿生产业的整体综合实力,让许多无科学秩序的生产变得秩序井然,为整个生产流程实现高效,洁净,安全,结构合理的工业生产夯实了坚固的基础。同时该项技术对煤矿的生产方式及设备规格有巨大的影响。实现机电一体化很好的矿山大型设备是矿井提升机,完全数字化,同时还有交流直流提升机。尤其是内装式提升机, 其结构是将滚筒设备和驱动动力合为一个整体, 机械结构得到了进一步简化, 是机电一体化技术应用的典型设备。除此之外还有精确可靠的全数字化提升机, 它拥有重复性故障排查寻址、成套的诊断设施和自我诊断功能, 同时还有简便快捷的通信功能;该设备还应用了总线技术, 电气设备安装得到进一步简化;装备时硬件配置简单, 零部件少,安装快捷; 同时可以便捷实现设备的软启动、运行软件控制和改变瞬间加速度的功能。另外,机电一体化在氮肥厂的自动加煤技术应用上也有良好的发展前景。主要技术特点是: ( 1) 在原有的下灰仓上增加能自动调节电子下灰配置; ( 2) 依旧采用原有造气工段的油压技术动力能量源; ( 3) 造气工段路程实现控微机不停炉下灰控制。相信我国广大氮肥生产厂家,都会应用这一自动化控制技术。造气控制技术优越性在于能解决生产过程中的一些问题,污染指数得到进一步降低,企业的经济效益和社会效益也得到进一步的提高。
2.环保绿色化趋势
现代工业的飞速发展不仅丰富了人们选择商品种类,而且惬意了人们生活方式;但是除此之外,工业化大生产也使自然资源进一步减少,尤其是不可再生的矿产资源,加之开采过程中对生态环境的破坏,某些国家的自然环境也遭遇到了前所未有的危机。随着人们环保观念的增强,人类逐渐意识到保护环境的重要性,许多环境保护组织相继成立,呼吁着保护环境,保护唯一的地球家园。于是绿色化成了当今许多人青睐的经济发展趋势,绿色可持续发展下绿色工业产品逐渐成为当今工业产品的主流趋势。绿色产品的好处在于其设计、制造、使用和销毁整个周期中符合保护环境的标准,达到保护环境同时不危害人体健康。机电一体化能实现绿色化生产,对人类环境经济具有远大的发展意义。机电一体化技术绿色化必定会给现今的化工业带来全新的动力。
三、结语
近些年来化工行业发展迅速,竞争日趋激烈,对生产技术要求也随之越来越高,尤其对生产自动化,规模化,绿色化方面的要求愈发显得重要起来,由此也推动着机电一体化向更高的科技标准前进。现如今,高科技的迅猛发展,让科技水平日新月异,如网络通信,生命科学,人工智能等多个先进领域科学技术的发展,都会使机电一体化技术向高性能化,高智能化,高人性化发展。所以,在化工行业应用上新的机电一体化技术, 能够使企业获得更好的经济,社会,环境三方面的效益,同时是实现化工企业可持续发展的重要途径。科学技术的快速发展必然也带动着不同领域的先进科技逐渐走向融合,机电一体化也会趁着这种发展趋势,融合更多的科技,将机电一体化技术带向更广阔的天地。
参考文献
关键词:机电一体化 作用 影响
一、机电一体化的概念
机电一体化技术最初定义是将机械、电子、计算机与自动控制综合运用的一项复杂技术,机械与电子融为一体,使物流、能量流和信息流融为一体。笔者认为现在机电一体化技术是一个高新技术融合的代名词,已不完全是机械与电子技术的结合。例如许多机电一体化产品,已将光纤技术、网络技术、智能技术融合进去,形成新的、性能更优越的机电一体化产品。这些技术使机电一体化产品具有智能功能,实现优化控制;使产品具有通讯功能,实现多个机电一体化设备的协调控制,以致整个企业的综合自动化。
二、煤矿机电一体化技术应用实践
1.我国煤矿机电一体化的现状
近几年来,我国煤矿机电一体化产品的研究和生产得到长足的进步。例如,国产电牵引采煤机已经占领国内市场,煤科院上海分院、太矿、鸡西煤机厂生产的电牵引采煤机,核心部分是由安装在采煤机上的计算机和传感器组成,具有多种保护、遥控功能。无锡采煤机厂将典型的机电一体化产品――开关磁阻电机用于采煤机电牵引,使电牵引采煤机的机电一体化水平得到进一步提高。又例如,国产全数字化直流提升机也已占领国内市场,这项技术不仅煤科总院、中国矿大等科研院所、大专院校所掌握,兖矿集团也自行研制成功全数字直流提升机,并有多台投入使用。此外,冶金自动化院研制成功全数字交交变频提升机,装机容量达2×3000kW,2001年11月在淮南张集矿投入运行以来,效果良好。
但国产煤矿机电一体化产品还存在许多问题,例如核心部分国产化程度不高;单机自动化水平尚可,但一般不具备通信功能,处于“自动化孤岛”状态;设备监测信息量不少,但未得到充分利用等等。因此,发展国产煤矿机电一体化产品,在技术上还应注意以下几点:①研究具有自主知识产权的核心装置,增加产品国产化的比例;②增加产品的通信功能,以适应综合自动化的需要;③进一步提高产品(尤其是大型设备)的故障诊断功能和智能化程度。
2.我国煤矿机电一体化的应用实践
(1) 矿井安全生产监测监控系统中的应用
矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚,20世纪80年代初,原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作,此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统,在部分煤矿中应用;在引进的同时,通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况,研制出KJ2,KJ4等系统并通过了国家鉴定。20世纪90年代以来,紧跟着世界监测监控系统的发展潮流,我国自行研发出了一批具有世界先进水平的监控系统,如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等,它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步的提高;具有网络连接的功能;系统软件采用了Windows操作系统,使用方便。同时,在“以风定产,先抽后采,监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款的指导下,规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此,大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断涌现,不仅为各煤矿企业提供了更多的选择机会,且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明,安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。
(2) 矿井提升机中的应用
矿井提升机是一种实现机电一体化很好的矿山大型机械设备,全数字化,交、直流提升机。特别是内装式提升机,从结构上将滚筒和驱动合为一体,简化了机械的结构,是典型的机电一体化设备,这充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠,具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能,以及简单而快速的通信功能;它采用总线方式,简化了电气安装;硬件配置更简单,也互相兼容,零备件也少;可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度等。
(3)井下带式输送机中的应用
在我国“八五”计划期间,通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施,极大地提高了带式输送机的质量和技术水平,并掌握了煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术。成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器,目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。
三、我国煤矿机电一体化技术应用的发展趋势
我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点,以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。这些设备在煤炭生产中的广泛应用,不仅减轻了操作人员的劳动强度,还极大地提高了煤矿的安全生产水平和能力,创造了巨大的经济效益和社会效益。
四、结束语
近年来,随着微电子技术、计算机技术、软件技术、传感器技术和自动化技术的飞快发展,信息流成为机电一体化的主要特色。其产品实现自动化、数字化、智能化,在性能和功能方面均实现了质的飞跃。因此,机电一体化技术是企业信息化的重要支撑技术,是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运装备的应用和推广,极大地提升了我国煤矿生产的综合实力,为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。
参考文献:
[1] 谭得健 徐希康. 我国煤矿机电一体化技术的发展与思考,中煤网.2004
关健词:机电一体化;可持续发展;培养目标;定位
作者简介:高安邦,淮安信息职业技术学院特聘教授,原哈尔滨理工大学硕士生导师、教授。
中图分类号:G712文献标识码:A文章编号:1001-7518(2008)04-0041-03
一、机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路
现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,促进了工程领域的技术革命与改造。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,已使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系都发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展新阶段。
“机电一体化”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程整体最优化的一种高新技术。它的发展,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、信息化、多功能化、全自动化、绿色化、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体力劳动,还极大地解放了人类的脑力劳动。因此,“机电一体化”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。其典型产品为: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、动力设备、交通运输设备、生产过程自动化设备、通信设备、办公设备和家用电器等等。这些都是当今世界高新技术的核心和应用成果的集中体现。机电工业要求生存、谋发展必须走“机电一体化”之路,而世界各国都将“机电一体化”前沿技术作为国家高新技术发展的重要方向。我国高新技术研究发展计划纲要,即863计划也将“机电一体化前沿技术作为国家高新技术重要发展领域。和世界上先进的发达国家相比,我国目前的“机电一体化”技术整体水平还相对落后。要开发大西北、振兴东北老工业基地、富民强国奔小康、实现中华民族的伟大复兴,就必须要刻不容缓地紧紧抓住这历史赋予的大好发展机遇,大力发展我国的“机电一体化”技术,抢占“机电一体化”前沿技术的制高点,加快提高我国的综合实力。而建立在高新技术发展基础之上的“机电一体化”新专业大学生的培养目标定位必然是、也必须是要造就出大批高素质、高技能复合型机电创新人才。尤其是当前国家要重点和优先发展的高职院的任务也不是培养普通的熟练工和劳动力,高职教育特定的培养目标,是面向生产、建设、服务和管理第一线需要的技术应用性人才,尤其是当前加快发展先进制造业和现代服务业急需的高技能人才(未来的蓝领人才)。这也是我国当前教育工作的头等大事,更是我们职业教育工作者神圣而光荣的责任和义务!
二、“机电一体化”新专业理应归口于电气自动化技术专业
机电一体化技术是在大规模集成电路和微型计算机为代表的微电子技术高度发展,向传统机械工业领域迅速渗透、机械与电子控制技术深度结合的现代工业基础上,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、信息技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术、信号变换技术以及软件编程技术等群体集成技术。机电一体化技术已不是机械与电子简单的叠加,而是在信息论、控制论和系统论的基础上把两者有机组合起来的高端应用技术。由于引进了微电子技术,现代工业生产已从机械自动化跨入了机电一体化的新阶段,使机械产品的技术结构、产品结构、产品功能和构成、生产方式和管理体制均发生了根本性的巨大变化。机电一体化技术还赋予机械产品一些新的功能,如自动检测、自动显示、自动记录、自动处理信息、自动调节控制、自动诊断、自动保护等,从而使机械设备具有智能化的特征。如果说传统机械主要是代替和放大人的体力,而机电一体化技术则能取代并延伸人的部分智力。
“机电一体化”技术实际上是自动化技术高度发展的一个阶段和必然产物,它是自动化领域中机械技术与电子技术有机地结合应运而生的一种高新技术,更是铸造创新人才的最热门技术领域。机电一体化技术得以发展的根本原因,就在于生产的高速发展和科学技术的跨越进步,其别是自动化技术与计算机科学起到了最重要的决定性作用。第二次世界大战以后,几乎是同时诞生的系统工程、控制论和信息论这三门科学既是工业自动化与机电一体化的理论基础,也是机电一体化技术的方法论。而微电子技术的迅猛发展,半导体大规模集成电路制造技术的快速进步,则为机电一体化与工业自动化技术奠定了物质基础。反过来,机械制造技术也为微电子学和自动化技术做出了重大贡献,如大规模集成电路芯片的制造就是以超精密机械加工为基础的,而这种加工设备本身又是一种计算机控制的自动化系统,即机电一体化的系统。由此可见,机电一体化技术的产生既是微电子技术与自动化技术不断发展的结果,又是信息论、控制论和系统工程付诸生产实践的结果。已形成以机械为主体,以微电子尤其是微机和自动化控制为技术核心,“机械+电气+计算机”三分天下的实际格局。
为此,国家专业技术委员会已将“机电一体化”专业列入自动化技术专业的范畴,理应归口于电气自动化技术为宜。
实际上也正应如此,目前全国凡是“机电一体化”新专业放在机械专业中来办的,没看到那所高校的“机电一体化”新专业的现行课程设置是真正按照““机械+电气+计算机””三分天下的格局安排教学的,要么还是机械和电气严格分家,各办各的;要么就是执行传统老机械专业的教学计划,电气与计算机只是机械的陪衬或者是沽名钓誉的点缀;“电控和计算机”类课程的比重远远不够;更没有跟上高新技术的快速发展。有些学校的“机电一体化”新专业更是名不符实,有的甚至就连“机电一体化”新专业的核心基础课“自动控制技术”与核心专业课“计算机控制”都不开,还谈什么“机电一体化”?
三、“机电一体化”新专业,应按照“机械+电气+计算机”三分天下的格局安排教学,加速培养国家急需紧缺的机电复合型创新人才
按照国家人事部最新统计预测,“机电一体化”专业技术人才是我国教育市场今后几年急需紧缺的最热门专业人才之一。21世纪内中国将发展成为世界现代制造业加工中心,“机电一体化”技术就是加工制造业为了适应现代生产环境及市场的动态变化,将微电子技术、计算机技术、信息技术、自动控制技术综合应用于制造加工生产全过程的高新复合技术群,是21世纪国民经济发展所急需的优势学科方向,是我国开发大西北和振兴东北老工业基地以及出口创汇等重大战略决策的重要科技支撑。21世纪中国将需要一大批掌握先进控制技术,能从事数控机床、加工中心、智能机器人、航天航空和先进武器装备制造以及其他新型机电一体化技术和产品的设计、安装、调试、操纵、编程与开发的高素质、高技能应用型机电创新人才。
“机电一体化”高新技术是一个大系统工程,其“主体”是机械,“核心”是控制和计算机。发展“机电一体化”所面临的共性关键技术主要有“精密机械技术”、“传感检测技术”、“信息处理技术”、“伺服驱动技术”、“机电接口技术”、“自动控制技术”、及“系统总体技术”,已形成“机、电、计算机”三分天下的实际格局。要开办“机电一体化”新专业,就必须针对其关键技术,按照国家对“机电”工作的重点安排开展教学。国家现阶段对“机电”工作的重点安排为两个层次: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、智能化机电产品的开发应用。三个重点:数控装置、新型工业控制系统、第二代电力电子产品系列。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、交流调速系统、智能化仪表、电力电子产品。四项配套产品和技术:集成电路、传感器、CAD与CAM、CAT。一个前沿技术:智能机器人。由此可见,没有相当数量和相应质量的“机电”专业技术人员就没有“机电一体化”事业的发展。它与传统老机械的不同在于增添了检测和自动化控制(即测控)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。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。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科技机电产品的设计、制造、使用、维护、开发和改造,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。要办好“机电一体化”新专业,就要进行真正意义上的“机、电、计算机三分天下”的教学改革。
现在的问题是没看到哪所高校的现行课程设置是真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排的,仍是传统老机械专业的教学计划。“电气和计算机”类课程的比重远远不够,更没有跟上高新技术的快速发展。要办好“机电一体化”新专业,就必须重新修订“机电一体化”新专业的教学大纲和计划,真正按照“机、电、计算机三分天下”的格局安排“机电一体化”新专业的教学;大幅度增加现代高新技术的教学内容。
四、办好“机械电子工程”新专业的几点建议
现在“机电一体化”新专业已在全国各高校蓬勃发展起来了,可是要真正办好“机电一体化”新专业,我们目前所面临的棘手问题还很多,为此,我对办好“机械电子工程”新专业提出几点建议:
(一)按时代要求确立“机电一体化”新专业大学生高素质、高技能复合创新人才的培养目标和科学定位,一方面进行高素质、高技能创新人才培养理论和方法的深入研究与探讨;另一方面整合学校优势资源,构建高素质高技能创新人才培养多样化的模式,搭建各种科技创新平台,营造创新人才培养的环境,通过各种实践教学环节,采用多渠道多方式,脚踏实地地培养出一批机电专业高素质、高技能复合创新人才参加人才市场竞争,检验高素质、高技能创新人才的培养效果。
(二)要办好“机械电子工程”新专业,就必须将“机电一体化”新专业从传统的机械老专业的禁锢束缚中彻底解脱出来,获得自主发展的新空间。按照国家对“机电一体化”工作的重点安排,重新调整专业结构和培养方向,安排学习内容,突出“机电”结合的特色和高科技新知识的内涵,发挥机械、电子、测控、计算机等多学科交叉和结合的优势,体现出与时俱进、开拓创新的办学特点。
(三)要办好“机械电子工程”新专业,就必须重新修订教学大纲和教学计划,真正按照“机、电、计算机三分天下”的实际格局进行教学规划,大幅度增加电控和计算机教学的比重,突出高新技术的含量,体现出“机电一体化”技术是以机械为主体,以电气控制和计算机为技术核心的内涵。
(四)彻底摒弃应试教育、奴化教育的传统观念;改变填鸭式死背硬记的教育方法;改变现行应试教育模式下的考试制度,加强对学生自主创新和综合素质、技能考核的力度;真正树立以学生为主体,给大学生营建主动学习、创新实践和个性发展、充分展示才华与综合素质能力的环境空间,真正从行动上能变应试教育为素质教育,而不是停留在口头和口号上。
(五)从学校的长远发展考虑,为体现高校办学与时俱进的时代特征,高校的专业课教师不能只充当教书匠、抢学时、捞工作量,多年不变地照本宣科,纸上谈兵式地只会讲授枯燥乏味的条文,不会动手搞实践;要投入足够的精力和时间从事科研创新活动,进行工程实践,学用结合、理论联系实际,才能更有效地培养出素质技能型创新人才。名师出高徒,一个本身都不能从事科研创新实践的老师,是无论如何也教不出高素质、高技能的大学生的。隶属于高新技术的“机电一体化”专业课教师更是如此,教师从事科研创新实践更是责无旁贷。
(六)高职院校的职业技能培训应该努力创造提升高新技术的含金量,绝不能再津津乐道于低技能低水平的“正反转”、“Y/Δ”和“指针式万用表的使用”了,对这种上个世纪20年代就开始使用的落后技术、初级电工都能掌握的基本技能,一个高职大学生还要花钱考证,即使拿到“特优证”,又能说明什么?应该多开展诸如“单片机”、“PLC”、“变频调速”、“现代智能网络测控”、“电机综合控制”等新技术知识的职业技能培训,才有实用价值。
(七)高职院校的专业教材编写应该是工学结合、学用一致、理论密切联系生产实际、加强创新性、实用性和实践性的知识和技能,决不是所谓的“够有”的“肤浅化”和“概论化”;未来的“蓝领”人才也需要掌握高深的技术理论知识和具备高技能。“肤浅”的和“概论性”的教材培养不出高素质高技能的“蓝领”人才!
(八)要办好“机电一体化”新专业,必须多方面多渠道的培养和引进专业人才;不拘一格选人才;并能真正做到政策、感情、事业、环境、条件等留住人才;这里不仅是要用政策吸引外来人才,更要能留住现有人才,机电专业的能人目前是太缺乏了。
关键词:机电一体化 应用 发展
近几年来,随着科学日新月异的变化,电子技术也得到了迅速发展,微处理器、微型机在各个技术领域已经得到广泛应用,对各个领域的发展起了很大的推动作用,正因电子技术的快速发展,进而带动了机电一体化技术的发展,科技的进步更是依赖于其发展,因此说机电一体化的应用对科技的进步起着至关重要的作用。
一、机电一体化概述
机电一体化指的是在机械的主功能、动力功能、控制功能和信息功能的基础上引进微电子技术, 并且将机械设备和电子设备用软件有机结合而构成的系统的总称。因此,“机电一体化技术”是机械、微电子和信息三项技术相互融合、交叉的产物,是机械技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和系统技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。
二、机电一体化技术在各个领域的应用
1、机电一体化在汽车行业的应用
20世纪90年代中期到现在,随着微电子技术的快速发展 ,在汽车工业中,采用了机电一体化技术并已发展成熟,调强了整体的机电一体化协调匹配的设计思想 ,开始广泛应用计算机网络技术和信息技术,使汽车更加自动化、智能化。随着微电子技术和传感器技术的应用,汽车的机电一体化使汽车焕然一新。当今对汽车的控制已由发动机扩大到全车,例如实现自动变速换挡、防滑制动、雷达防碰撞、自动调整车高、全自动空调、自动故障诊断及自动驾驶等。汽车机电一体化的中心内容是以微机为中心的自动控制改善汽车的性能、增加汽车的功能,实现汽车降低油耗、减少排气污染、提高汽车行驶的安全性、可靠性 、 操作方便和舒适性。为了使汽车在行驶过程中以适当的减速度降低车速直行停车,保证行驶的安全性,汽车上均装有行车制动器。起初只在后轮上装有制动器,但随着汽车质量和车速的提高,仅靠后轮制动不足以提高充分的制动力,这样才发展到在前轮上安装制动器。从而有效防止交通事故的发生。
2、机电一体化在现代机械制造业中的应用
传统机械制造业是建立在规模经济的基础上,靠企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的,它强调资源的有效利用,以低成本获得高质量和高效率,其生产盈利是靠机器取代人力,靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。先进的机械制造业是以信息为主导,采用先进生产模式、先进制造系统、先进制造技术和先进组织管理形式的全新的机械制造业,其特征是全球化、网络化、 虚拟化、智能化以及环保协调的绿色制造。现代制造业集成了现代科学技术的发展, 充分利用电子计算机技术,使制造技术提高到新的高度。近年来,制造工程领域的新技术相继诞生,如计算机数字控制、现代集成制造系统、柔性制造技术、敏捷制造、虚拟制造、并行工程等。
3、机电一体化在食品包装中的应用
在食品包装中,不仅使单机的自动化程度大大提高,而且使整条包装生产线的自动化控制水平、生产能力得到很大提高,使其竞争能力远远超过传统的机械控制的同类设备。可以大大改善食品包装生产设备产品的质量,提高其国内、国际竞争能力。
4、机电一体化在煤矿中的应用
机电一体化技术在煤矿中的典型应用就是在采煤机上使用电牵引采煤机;在提升机中使用自动化水平最高的矿井提升机(全数字化交直流提升机);在带式输送机中应用的是我国煤矿井下输送系统的主要运输设备,具有长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点。这些应用改变了过去落后的生产方式,降低了工人的劳动强度,还大幅提升了劳动生产率和劳动效率,同时也提高了劳动安全保障。在煤矿中采用机电一体化设备进行煤炭的采掘、运输、提升等,不仅可以使矿工从繁重的体力劳动中解脱出来,而且还能降低发生事故和危险的几率,防止工伤和职业病的发生,保证了矿工的生命安全,增加了经济效益和矿工的劳动收入。煤矿机电一体化技术的运用使得煤炭的产量大幅提高,煤矿企业的快速发展带动了其它相关行业的快速发展,对地方经济的快速发展起到积极的推动作用。
三、机电一体化技术的优势
现如今,机电一体化已经成为各院校的重点专业,因为此技术可提高使用的安全性和可靠性、改善使用性能。机电一体化产品均具有自动监视、 报警、诊断等功能,大大简化了操作步骤并且简单、方便、适用面广、生产能力强、工作质量高。机电一体化产品的各种自动功能适用于不同的场合和领域,应变能力强,很大程度提高了控制和检测的灵敏度和精度;具有复合功能、调整和维护方便。 机电一体化产品具有复合技术和复合功能, 它的它的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
随着机电一体化技术的发展,各种产品与装置实现了机电一体化,机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域,成为一种新兴的学科,并逐渐成为一种产业,而这些产业作为新的经济增长点将越来越受到高度重视,并从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献
关键词:建筑;施工;机电一体化
建筑施工机电一体化的发展可以分为四代:第一代是为了解决石油危机的节能年代;第二代是为了解决易于人工操纵的电子控制年代;第三代是为了进行某种固定作业的半自动化操作的年代;第四代是试图进行全自动化操纵的年代。目前先进的工业国家生产的施工机械基本上属于第三代。
一、机电一体化是施工机械的主要发展方向
施工机械主要有以下几种发展趋势:
(1)微电子技术进一步推广应用,实行机电一体化。
微电子技术是在传统的电子技术基础上发展起来的渗透性最强、影响面最广的高技术。微电子技术,词一算机技术与施工机械相结合促进了施工机械自动化、机器人化的发展。
(2)施工机械的自动化趋势日益增强,建筑机器人开始进入实用阶段。
目前已出现采用程序控制起重臂运动的液压挖掘机;系统控制混凝土布料杆的自动化混凝上输送泵;用于喷涂各种涂料的移动式多关节机械手;在施工现场进行混凝上地面磨光、建筑物立面检修,以及钢结构防火涂料喷涂等作业的建筑机器人等。
(3)提高机械的可靠性、操作人员的安全性和舒适性。
二、施工机械机电一体化的发展
施工机械的自动化程度可分为以下几类:
1监控 通过微电子技术控制机械自身或外界隋况,把机械的状态量显示在电子盘或数字盘上,必要时能发出声音或使机械停止。这种监控装置广泛应用于推土机、挖掘机、装载机上。起重机上装的力矩限制器也是起监控作用的。更为先进的有能够测量本身位置的施工机械(如盾构掘进机)以及能够测定工作对象的状态并把它作为图象信息传递的施工机械(如各种机器人)。
2遥控 在工作环境恶劣而危险时(如强烈噪声、剧振、高温、水下、地下、有滚石危险等情况司机有必要通过遥控操纵机械。
3半自动 不同的施工机械,其实行自动化的部分也不相同。有的是压力、速度、流量等控制的自动化;有的是作业装置的自动化;有的是行走机构的自动化,为使操纵技术易于掌握,往往需要对操纵技术要求高的部分实现自动化。
4全自动 即司机不用驾驶机械,只需操纵起动开关,施工机械即能根据所给定的施工要求自己判断和自行作业。但到目前为止世界上还没有完全不用人的施工机械。
三、建筑机器人是机电一体化的最高体现
机器人的应用领域将由汽车工业向电子及其他工业部门扩展,现在除工业机器人外,已研制出应用于各种特殊作业的机器人,如水下机器人、核工业机器人、空间机器人、军用机器人、建筑机器人、服务机器人以及微型机器人等。
建筑业由于自身的特点、开发应用建筑机器人要比一般工业机器入困难得多。建筑业与一般制造业比较,具有以几个特点:
(1)建筑业是按定货进行单件生产的,每个建筑的设计和施工方法都不一样,不能进行大批量生产。
倒建筑施工是露天作业,工作条件艰苦、危险且环境多变,因此很难保证机器人电子部件的可靠性和耐久性。
(3)在制造业中,作业对象是移动到机器人附近的,机器人不需要行走机构,而建筑机器人则需要行走机构。要移动到作业对象附近,尤其是建筑工地凹凸不平,到处堆满材料,还有高坡、台阶及障碍物,所以开发适合于建筑机器人的行走机构难度很大。四、机电一体化为建筑施工自动化开辟了光辉前景
施工自动化是综合应用自动化技术、机器人技术、部件化技术并利用电子计算机进行计划和管理的综合性机械化施工方法。施工现场的自动化并非简单地由单功能机器人去代替技术工人的部分作业,这样做的效果并不显著,而是要重新建立一个建筑生产体系,使之能充分考虑到机电一体化的施工机械特性,就像制造业的工厂心动化生产一样,把现场施工作为一个完整的体系,实现施工现场的工厂自动化。
国际上对施工自动化持两种意见:一种意见认为施工白动化只能应用于特殊环境下和特殊工程的施工;另一种意见则认为未来的建筑工地可以实现全面的自动化施工,并描绘了一幅美妙的图景,其实前一种意见比较实际,既需要也可能,而且在实际工程中已得到应用。而后一种意见比较浪漫,近似梦景。但是,随着时间的推移,往往一种科学幻想到科学技术飞跃发展的未来,会成为现实,当然,这需要几代人的不懈努力。