时间：2023-09-19 16:20:33
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[关键词] 机电一体化 发展 应用
中图分类号：C35文献标识码： A
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。
一、机电一体化技术未来的发展
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，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
3、光机电一体化 光机电一体化是机电产品发展的重要趋势，因为机电一体化系统是由机械系统、能源系统、传感系统和信息处理系统等部件构成的，因此，在机电一体化技术中引进光学技术，充分利用光学技术的先天优点，有效地改进机电一体化系统的能源系统、传感系统和信息处理系统。
4、产品网络全球化 计算机网络技术的兴起和飞速发展带动了科学技术的巨大发展，同时给日常生活都带来了全新的面貌，全球生产、经济被各种网络连成一片，企业间的竞争也将出现网络全球化，一旦研制出机电一体化新产品，只要其质量有保证，功能可靠，必然会畅销全球。因为有了网络的普及，那么只要是关于网络的各种远程监视和控制技术也就方兴未艾，然而远程控制的终端设备就是机电一体化产品，因此，机电一体化产品也必然会朝着网络全球化发展。
5、产品绿色化 随着工业的发达，人们的生活也发生了巨大的变化：①物质需求丰富，生活舒适；②可用资源减少，生态环境受到严重破坏。因为这些现象的出现，人们开始呼吁保护环境资源，回归自然，那么此时，绿色产品的概念也就应运而生，这是一个时代的绿色化趋势，在这里，机电一体化产品的绿色化主要是指：使用时不破坏生态环境，报废后还能回收利用。因此，机电一体化绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的过程中，应完全符合生存环境和人类健康的要求，对生态环境尽可能的无害或危害极少，资源利用率要极高。由于这种客观的存在性，设计绿色的机电一体化产品所需要的技术成本很高，但其具有远大的发展空间。
二、机电一体化技术的主要应用领域
1、数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：
（1）总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。
（2）开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
（3）WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
（4）大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。
（5）能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
（6）系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
（7）以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
2、计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
3、干扰源
从干扰窜入系统的渠道来看,系统所受到的干扰源分为供电干扰、过程通道干扰、场干扰等。
（1）供电干扰大功率设备会造成电网的严重污染,使得电网电压大幅度地涨落、浪涌,大功率开关的通断,电动机的启停等原因,电网上常常出现很高的尖峰脉冲干扰。据统计,电源的投入、瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引起CPU误动作及数据丢失占各种干扰的90%以上。
（2）完善,或者传感器测量部件绝缘不好等;及各通道的传输线如果处于同根电缆或捆扎在一起,尤其是将信号线与交流电源线处于同一根管道时,产生的共模或差模电压都会影响系统,使系统无法工作。3、场干扰系统周围的空间总存在着磁场、电磁场、静电场,如太阳及天体辐射;广播、电话、通信发射台的电磁波;周围中频设备发出的电磁辐射等。这些场干扰会通过电源或传输线影响各功能模块的正常工作,使其中的电平发生变化或产生脉冲干扰信号。
4、工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
结语
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，有利实现整体优化，提高产品质量和生产效率，缩短开发新产品的生产准备周期，加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革，同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参 考 文 献
[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京.科学出版社.2004.
关键词：机电一体化;技术应用;发展
中图分类号： F407 文献标识码： A
一、机电一体化技术的应用
1、数控机床
我国机床拥有量高居全球之首，2010年产值达1260亿元人民币，超过意大利排名世界第三。数控机床代表了一个国家机床生产的水平。目前，我国生产的数控机床约占国内市场份额的31%，其余从境外进口。时下我国中高端数控机床市场的绝大部分被境外产品占领，其中高端数控机床国内产品的市场占有率仅4%左右。经过多年发展，我国机床生产虽然取得了很大成绩，但就技术水平和整体实力而言，在世界上仅处于第二梯队的中前位置，美欧日排在第一梯队。数控机床具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
2、自动机与自动生产线
在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备，是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000-80000瓶小的啤酒自动生产线；18000-120000瓶/h的易拉罐灌装生产线；各种高速香烟生产线；各种印刷包装生产线；邮政信函自动分捡处理生产线；易拉罐自动生产线；FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等，这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器，变频调速器，人机界面控制装置与光电控制系统等。
3、机器人
机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲，一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。机器人已在工业领域得到了广泛的应用，而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑，21世纪机器人技术必将得到更大的发展，成为各国必争的知识经济至高点。在计算机技术和人工智能科学发展的基础上，产生了具有感知、思维和行动功能的智能机器人，是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息，自主地完成较为复杂的操作任务，比一般的工业机器人具有更大的灵活登、机动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具，在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置，如核工业、水下、空间、农业、工程机械(地上和地下)、建筑、医用、救灾、排验、军事、服务、娱乐等方面，可代替人完成各种工作。同时，智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备，完全可以进人网络世界，发挥更多、更大的作用，这对人类开辟新的产业，提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。
4、汽车电子化产品
汽车上比较常用的一般有5种仪表和3种相应的传惑器，即电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表等指示仪表和机油压力传感器、水温传感器和油量传感器。目前，电子化仪表已经取代机械式仪表。这是由于机械式仪表一旦出现故障将很难处理，而电子化仪表则不同。采用电子化仪表不仅可以改进驾驶员的目视性，还有助于汽车仪表的多样化。
5、在微型机电化中的应用
目前，通过半导体蚀刻技术，已经制造出亚微米级的机械元件，如果这一成果应用于实际产品时，那么就没有必要再区分什么是控制器、什么是机械部分了，这时就完全的实现机械和电子的“融合”，这样CPU、机体、传感器、执行机构就可以集成在一起，而且体积小，同时组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的一个重要的前进方向，更是机电一体化向微观领域和微型机器的发展趋势，在国外，人们称其为微电子机械系统，也指外观尺寸不超过1cm3的机电一体化产品，一并向微米级、纳米级发展，正因为微机电一体化产品耗能少、体积小、运动灵活，在军事、生物医疗、信息等方面占有很高的地位和很大的优势。
二、机电一体化我国的发展形势
1、智能化
在21世纪,机电一体化主要是朝着智能化的方向发展,这就需要机电设备具有一定程度的智能性能,它可以拥有一定的逻辑思维、判断识别以及自主决策的综合能力。例如：在数控机床设备上装设电子设备,从而实现人机对话的功能,添加智能机械产品生产工艺数据库与智能I/O接口,这将给机床在生产制造机械零件的加工、打磨与设备的维护等方面带来很大的便捷。近几年,伴随着人工智能技术的快速发展,出现一系列较实用的理论,如灰色理论、模糊控制、小波理论、神经网络等,这些理论将会对机电一体化技术迅速发展与广泛应用打下坚实的基础。
2、模块化
虽然国内对机电一体化的生产制定了相关的标准,但由于生产机电一体化的厂家较多,这就造成机电一体化的类型较多,因此研发具有统一的数据接口、机械接口、电气接口已经成为未来机电一体化标准模块化发展的主要方向。由于采用机电一体化标准模块化可以较快的研发出具有一定先进技术的产品,可以很大程度上扩大产品的生产规模,给机电一体化的发展创造美好的未来。例如：可以研发具有变频调速、集减速的动力驱动单元;具有逻辑、判断、决策等功能的电机一体控制单元等。这样在机电一体化新产品的研发过程中,可以根据这些机电一体化标准模块化单元较短时间内研发出新产品。
3、网络化
在20世纪90年代,我国计算机的发展较迅速,其中网络技术的发展比较突出。在网络技术的广泛应用下,一些产品基于网络技术发展下,逐渐研发出各种监视技术和远程控制设备。研究发现,远程控制设备的终端就是机电一体化产品,家用电器网络化基于局域网技术与现场总线逐渐成为现实,家用电器在家庭网络的连接下形成以计算机为控制中心的集成家用电器系统,这样就可以确保人们可以在自己的家里,就可以尽情的享受这些高技术带来的益处,因此,在未来的机电一体化产品需要朝着网络化方向发展。
4、微型化
微型化,主要指机电一体化产品应该向微观领域、微型化逐渐迈进的趋势。据相关数据显示,微型化是未来五十年精细加工技术不可缺少的关键技术,更是生产效率的决定因素。在近十几年的发展中,逐渐出现了各种微型机电一体化产品,如压力传感器、微触觉传感器、微膜、微探针等。
5、绿色化
在当今时期,由于经济发展已经到达一定的高度,而环境出现了严重的破损,严重影响国家的持续发展,因此,绿色化已经成为现如今的热门话题,也是机电一体化产品未来发展的新方向。在绿色产品的研发、生产、制造和销售过程中,要严格按照可持续发展的基本要求,减少对环境的危害。
6、人性化
任何产品均是为人们的生活、生产提供服务的,机电一体化产品也不例外,因此未来的机电一体化产品应该朝着人性化的方向发展,为人类的使用提供更加便捷、舒适的服务。同时,机电一体化除了完善的性能外,还需要在产品的外形、色彩等方面与外界环境保持一致。
结束语
机电一体化的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。应当指出，机电一体化是机械理论与计算机和网络等信息理论的结合，是机械设计理论的发展，而不是取代。当然，与机电一体化相关的技术还有很多，并且随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的广阔发展前景也将越来越光明。
参考文献
[1]梁俊彦，李玉翔，林树忠.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯，2007.
[2]张杨林.机电一体化技术进展及发展趋势[J].机械制造，2005.
（一）"机电一体化"的发展历程
1.数控机床的问世，写下了"机电一体化"历史的第一页；
2.微电子技术为"机电一体化"带来勃勃生机；
3.可编程序控制器、电力电子等的发展为"机电一体化"提供了坚强基础；
4.激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使"机电一体化"跃上新台阶.
（二）"机电一体化"发展趋势
1. 光机电一体化。一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此，引进光学技术，实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.
2. 自律分配系统化――柔性化。
未来的机电一体化产品，控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力（柔性），又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.全息系统化――智能化。
今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术（尤其是软件及芯片技术）的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4.“生物一软件”化―仿生物系统化。
今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统（大脑）停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统（大脑）工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物――软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件（肌体）――软件（大脑）一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
5.微型机电化――微型化。
目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
关键词：机电一体化；技术；应用
中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2012） 18-0116-01
随着社会不断发展，科学技术广泛运用到各个领域，机电一体化这个名词不仅仅是理论，更被人们熟练运用到企业发展上。按照系统科学的观点，机电一体化又可称为机电一体化系统，它是集机械元件和电子元件为一体的复合系统。随着机电一体化的迅速发展，它主要结合了光学、电子学、计算机技术、机械技术等领域知识，使整个机电一体化系统变得柔性化、智能化。更加合理、高效，它大幅度地推动了整个工业的生产。对社会的不断进步具有深远的意义。
一、机电一体化技术主要运用领域
（一）在数控机床中的应用。传统数控机床及数控技术结构比较简单，性能低，操作复杂笨拙，控制精度较差。然而经过40多年的发展，机电一体化的投入，除了解决了上述传统数控技术的弊端更增添了其他的。先进的数控技术以信息为主导，其开发性设计即硬件体系结构和功能模块具有标准性、兼容性、层次性，最大限度提高了其可操作性，大大提高了经济效益。现代的数控技术充分结合现代科学技术，能实现多过程、多通道控制即一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
（二）在计算机集成制造系统（CIMS）中的应用。机电一体化以其发展快适用范围广的特点深受各行各业的欢迎。机电一体化技术打破原有部门之间的界限，使各分散系统最优的结合，充分做好“物流”和“信息流”之间的关系，将生产线各个环节有机的结合，大大提高各种生产要素之间的连接作用，从而生产能力得到了很大的提高，使得各种生产要素充分发挥提高企业经济效益。
（三）在现代机械制造中的应用。传统的机械制造主要依赖于企业规模、生产批量、产品结构和重复性来获得竞争优势的，它着重考虑的是资源的有效利用，用低成本换取高效率，以机器代替人力，靠复杂的专业加工取代人的技能来获取的。然而，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。
二、机电一体化技术的发展趋势
（一）智能化。机电一体化与传统机械的主要区别在于技术是否智能化，即使机电一体化产品具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。如传统的数控机床像个被动执行者，它只能按照事前规定好的程序去严格执行操作，而现代的只能数控机床，它被结合了人的思想与感知，它可以主动地对自己的环境和加工条件进行感知及分析，从而采取相应的措施。利用这种智能化产品，从而能够大大减少人的脑力劳动。为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
（二）系统化。机电一体化可以看成为系统结构，它主要采用开放式和模式化的总线结构。这种系统结构的组态比较灵活，在任何情况下都可以剪裁和组合，从而达到各个子系统之间的协调控制和统一管理。其次，通过机电一体化的系统化结构信息的传递功能极强，它可以使远程网络更稳定。然而，随着科技的不断发展，相信机电一体化产品还会更加完善，人类会赋予它更人性的发展，从而想着生物系统化飞跃。
（三）模块化。机电一体化的正向着模块化发展。众所周知机电一体化产品种类和生产厂家繁多，故研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而十分重要的工作。若能制作出一系列的标准件，则对后续的产品开发大大缩短了时间。由于产品的标准化和系列化，使得生产规模大大提高，非常有利于企业的发展。
（四）网络化。网络技术的兴起和飞速发展对全球都是一次巨大的变革，它带给人类一次巨大的飞跃，然而对机电一体化也具有重要的作用。网络在人类的生活中越来越普及，基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾。因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
（五）人性化。各类产品的生产都是为了方便于人类，故机电一体化向人性化是个必然的趋势。机电一体化产品要求除了能够达到人类最基本的使用需求外还需要考虑它的外观结构包括形状及颜色等从而使产品更接近生活，让人们在使用过程中更自然，更便捷。
（六）微型化。机电一体化的新目标是向着微型化转化。机电一体化的微型化又称为微型机电一体化系统，国外对其几何尺寸定义为一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。微型机电一体化系统主要特点为具有体积小、耗能小、运动灵活等，由于微型化的特点，其可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故非常受生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域的欢迎。
（七）绿色化。人类生活的巨大改变离不开工业的发展，然而在我们个人感觉到物质丰富、生活舒适的同时资源却在大批量减少、生态环境变得极具恶化，所以急需大量开发绿色产品。机电一体化产品的绿色化最根本目标为尽最大限度地减少对生态环境的破坏。故这就要求产品从设计、制造、使用和销毁的整个生命周期中，达到符合环境保护和人类健康的要求，并使得资源的利用率提高。其产品的特点为低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。
三、结束语
随着机电一体化技术的发展，大量的产品与装置都在向着机电一体化发展，在优化整体的同时，提高了产品质量和生产效率，大大缩短开发新产品的生产准备周期，有利于加速科技成果向商品转化，有利推动传统产业发生深刻变革；同时，随着新产品的研发及高精密等设备的发展，要求新一代机电一体化技术、产品及系统朝着高性能、智能化、系统化以及轻量化、微型化方向发展，从而为国家带来更大的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1]袁中凡.机电一体化技术[M].北京：电子工业出版社，2006.
指导老师：戴胜坤
设计要求：1、安装资料及要求。包括：平面图；用电负荷情况；供电电源情况；气象及水文资料等。
2、选子：位置、型号的选择
3、土建施工
4、设备安装
课题二、小电流接地系统的故障选线的研究
指导老师：戴胜坤 地故障时，故障特点不是非常明显，故障选线就显得很有必要，所以，要求学生
比较详细的了解国内外小电流接地系统故障选线的研究现状和研究方法，对现有
的选线方法进行总结并加以改进，找到适合的故障选线的方法；3、 利用ATP的仿真软件对小电流接地系统进行仿真；4、撰写毕业论文。
课题三、64点温度监测与控制系统的设计
指导老师：游佳
设计内容：64点温度监测与控制系统针对室温环境下的温度监控，如大型机组的轴温，大型变压器油温，化学反应过程，环境测试等。控制核心采用微处理器或单片机，监测64点温度，温度范围0～100℃，采用半导体温度传感器AD590，按矩阵方式切换输入信号。输出8路开关控制信号和2路PWM模拟信号（具备PID控制能力）。同时要求利用微处理器或单片机的已有通讯接口或其它工业控制网络实现数据上传和控制。
设计要求：1.总体方案设计，需要提出至少两种切实可行的方案，并加以比较，选择一种最优方案；
2.根据总体方案设计硬件电路，需要有理论依据，有分析计算过程，选择的主要元件要有原理和说明，所有元件必须有型号和参数；
3.软件设计，使用汇编语言或C语言编成。主要软件必须能在设计制作的硬件电路上正确运行 ，且能够显示被测试对象的温度；
4.制作硬件电路，调试硬件和软件，完成温度检测与测试点切换，实现温度上传并在屏幕上显示或存盘；
5.撰写毕业论文，严格按照毕业论文标准，论文引用其它文章和相关技术资料不得多于40%。
课题四、 用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统的设计
指导老师：潘纹
一、设计任务与要求：
用单片机8051设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统，要求如下：
1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。考虑到学生设计时的难度，只考虑一条道路相对的两个方向，每个方向有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，每隔30秒红绿灯交替变化。在每次由绿灯亮变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时要求黄灯闪烁5秒，给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。
2）能实现正常的计时显示功能。用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。
3）能实现控制器总清零功能。 按下某个键后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。 二、根据设计任务与要求：画出设计总电路图，写出设计程序。
课题五、单片机步进电机控制器的设计
指导教师：游佳
设计要求:1.用MCS-51单片机,通过软件编程,设计一个步进电机控制器。要求能对步进电机实现正、反转及速度控制，同时能对步进电机进行位置控制，即能控制步进电机从一个位置精确地运行到另一个位置。
课题六、传感器在机电一体化系统中的应用及发展的研究
指导老师：周小薇
论文要求：1.了解传感器在机电一体化系统中的作用及地位
2.机电一体化系统中常用传感器的类型、特点、结构及用途等
3.如何为机电一体化系统选择传感器（举例说明）
4.机电一体化系统中常用传感器的发展
相关知识：本课题要求学生综合《传感器技术》《机电一体化技术》《控制电机》等相关知识进行编写。
课题七、水轮机制动系统的设计
指导老师：周小薇
设计要求：
掌握一定的电气控制技术的基础知识，可以利用PLC进行编程，并且对气压传动和液压传动有一定的了解。还要求能够运用基本的绘图软件进行绘图。
设计内容：
本设计共有三个部分：电气控制部分、流体控制部分、PLC编程部分。
（一）电气控制部分设计任务： 2.24点制动闸动作后向PLC发出制动成功或复位信号
3.压力站气路压力数显示向PLC发出4～20mA的模拟信号
4.根据PLC传送来的4～20mA的模拟信号，显示相应的转速。
（二）流体控制部分设计任务：
采用节流阀控制流量，水份分离器净化空气，两个三通换向阀分别控制汽缸的上、下腔；气液混用三通球阀进行气、油的转换控制，多块压力表可直接读数等。
（三）PLC编程部分设计任务：
根据给出的梯形图进行编程。
课题八、毕业设计题目：恒压供水系统设计
指导教师：黄卫庭
构成：PLC系统、变频器、检测保护电路、转速测量等环节
要求：1、采用PWM变频调速
2、有具体结构图及外形图
3、选用元器件合适
4、有控制电路图、主电路原理图、PLC程序框图和清单
[注意：选题要结合实际供水工作。要求写明本设计所涉及的分析方法或技术手段（如定性、定量分析的方法）；要求有学生独立的见解，设计内容要详细写明具体步骤]。
课题九、两种液体混合的设计
指导老师：叶俊 一、控制要求
1．初始状
此时各阀门关闭，容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF
M＝OFF
二、起动操作
按下起动按钮，开始下列操作： (2)液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF，M＝ON，开始搅拌；
(3)混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液体；
(4)当液体下降到名 SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭YV3，YV3=OFF，完成一个操作周期；
(5)只要没按停止按钮，则自动进入下一操作周期。·
三、停止操作
按一下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。
四、要求：用欧姆龙型PLC技术设计
课题十、机械手控制的设计
指导老师：叶俊
一、机械手工作过程，且每次循环动作均从原位开始。
二、控制要求
1．在传输带A端部，安装了光电开关PS，用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。
2.机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运转。当光电开关检测到物品后，传送带A停。
3．传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转）上。
4.机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。
5．按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。
6.机械手的上升／下降和左移／右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。
7.抓紧／放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。
8.机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。
9.抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制（设为2s）。
要求：用欧姆龙型PLC技术设计
课题十一、建立机械全自动洗衣机的工作电路模型
指导老师：方玮
结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、 不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。
主要内容：进水控制电路，电动机控制电路，排水系统电路等。
要求：结合洗衣机的工作过程，给出以上电路模型号并说明原理，论文不少于5000字
课题十二、工厂变配电所的设计
指导老师：居剑文
一、设计的要求
根据设计课题的技术指标和给定条件，能够独立而正确地进行方案认证和设计计算，要求概念清楚，方案合理，方法正确，步骤完整。
要求会查阅有关参考资料和手册等
要求学会选择有关元件和参数
要求学会编制有关电气系统图和编制元件明细表
要求学会编写设计说明书
二、设计说明书的内容
负荷计算及无功功率补偿计算。
变配电所所址和型式的选择。
变电所主变压器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此内容）。
变电所主结线方案的设计
短路电流的计算
变配电所一次设备的选择
变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定
变电所防雷保护与接地装置的设计
编写设计说明书及主要设备材料清单
10、绘制变电所主结线图、平面图和必要的剖线图、二次回路图及其它的施工图样。
课题十三、电缆－架空混合线路的继电保护问题的研究
指导老师：方玮 研究现状，了解目前电缆－架空混合线路的保护的配置的方法，优缺点，并根据
电缆的特点，架空线路的特点，提出适合于混合线路的保护的方案；
3、 提出适合于电缆－架空混合线路的继电保护的方案； 4、撰写毕业论文。
课题十四、铰链四杆机构的运动特性分析
指导老师：潘纹
设计任务与要求
1）对铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基
本类型的运动特性进行分析。
2）每种类型各举一个日常生活中常见的实例，画出其基本图表。对每种
类型要求用falsh或者authorware等做一个能动的形象逼真的例子。如吊起重物的起重机、运动的火车的机轮、椭圆仪、翻箱机、机械手爪等。
课题十五、数控铣床及加工中心产品加工工艺设计
指导老师：倪祥明 课题十六、机械手直线运动液压系统的制作
指导教师：黄国祥
目的：实现机械手水平、垂直两个方向的机械运动
任务：1、系统方案的设计与计算；液压泵、液压阀等技术参数的选择；液压辅助部件的选择与购买。
2、液压缸的加工制作。
3、液压系统的安装与调试。
4、电路系统的安装。
5、技术资料整理与电子文档的制作。
要求： 1、分组布置任务，每组可以是1人以上。
2、电子文档要求打印，字数不少于5000字。
3、现场展览制作产品，参加答辩。
课题十七、“中国结”造型设计
指导教师：张蓉
1.毕业设计的基本任务
着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建中国结造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。
2.毕业设计的基本要求
通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：
灵活运用所学Pro/e软件创建“中国结”,打印出造型设计步骤和造型图；
对造型出来的“中国结”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；
写出500字左右的论文小结
培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；
通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。
3.“中国结”造型参考图：
（造形和尺寸自定义）
课题十八、“福娃”造型设计
指导教师：罗进生
1.毕业设计的基本任务
着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建“福娃”造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。
2.毕业设计的基本要求
通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：
灵活运用所学Pro/e软件创建“福娃”,打印出造型设计步骤和造型图；
对造型出来的“福娃”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；
写出500字左右的论文小结；
培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；
通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。
3.“福娃”造型参考图：
课题十九、大功率高频直流开关电源的设计
指导老师： 倪涛
通过该题目的设计,加强电力电子的学习和理解，系统学习开关电源的设计方法，综合运所学过的知识,培养独立工作，解决实际问题的能力，为走向工作岗位打一定的基础
内容：
按技术参数设计一台直流开关电源
主要技术参数：
输入电压：三相交流380V 输入频率：50HZ
输 出：恒流50安 输出电流变动范围：0---50安连续可调
输出电压：0—60伏
要求：
1.按要求分阶段写文字材料；
2. 3.论文要按要求格式打印；
4.独立完成
设计步骤：
1.阅读国内外有关 2.选定开关电源集成控制器，学习其工作原理、应用方法；
3.主电路方案选择，要有技术经济比较；
4.主电路设计；
5.元器件的设计、计算、选择；
6.控制电路、保护电路的设计；
7.打印论文
课题二十、三层楼电梯PLC控制系统设计与调试
指导老师：倪涛
设计内容： 1、不允许同时有两层楼要求停电梯；
2、当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。
要求：
分阶段写文字材料；
2、 3、论文要按要求格式打印；
4、独立完成
步骤：
1、设计I/O配线表。
2、设计出电梯控制的梯形图。
3、写出指令表。
4、用编程器输入指令。
调试运行。
课题二十一、车辆出入库管理PLC系统设计
指导老师：杨芳
内容：编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序,控制要求如下:
1、入库车辆前进时,计数器加1,后退则减1.
2、出库车辆前进时计数器减1,后退则加1.
3、要求有显示屏指示车库内车辆的实际数目.
要求：
1.根据题意设计显示电路，并按图连接。
2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。
3.编制梯形图及指令语句表。
4.完成系统调试，实现控制要求。
课题二十二、水塔水位控制PLC系统设计
指导老师：杨芳
内容：1、保持水池的水位在S3——S4之间，当水位低于S3，则打开阀门进水，水位到达S4时，则关闭阀门。 水塔水位控制面板
要求：1.根据题意设计显示电路，并按图连接。
2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。
3.编制梯形图及指令语句表。
4.完成系统调试，实现控制要求。
课题二十三、用PRO/E软件进行玩具造型设计
指导教师：罗进生
要求：利用软件进行实体造型，写出具体造型步骤。步骤清晰合理，造型思路明确。可以自己设计玩具形状，分析所设计玩具市场前景。
参考图样：
课题二十四、基于PROE软件的机械制图三维模型库开发及应用
指导老师：李广坤
关键词：PLC；矿井提升；机电一体化
中图分类号：TE9
文献标识码：A
文章编号：1672-3198(2009)09-0304-02
当前，随着计算机、电力电子技术及自动控制理论等的发展，机电一体化正在大踏步走进煤矿，其中矿井提升是机电一体化在煤炭行业最完美的结合之一。它是通过PLC这种先进的控制器转化并充分实现在提升过程中提升要完成的启动加速、等速、减速、及爬行等阶段，其拖动力及速度将随之变化，每个阶段控制方式也不完全相同。
PLC即可编程逻辑控制器，它具有逻辑控制、模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制。如今PLC都配有A／D、D／A转换及算术运算功能，有的还有PID功能，这些功能使PLC在模拟量闭环控制。运动控制、速度控制等方面具有了硬件基础；许多PLC具有输出和接收高速脉冲的功能，配合相应的传感器及伺服设备，PLC可实现数字量的智能控制；PLC配合可编程序终端设备，可实时显示采集到的现场数据及分析结果，为系统分析、研究工作提供依据，利用PLC自检信号可以实现系统监控；PLC具有较强有力通信功能，可以与计算机或其他智能装置进行通信机联网，从而能方便地实现集散控制。PLC的应用通常可分为顺序控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理、通信联网。它具有抗干扰能力强，可靠性高；控制系统结构简单、通用性强、应用灵活；编程方便、易于使用；功能完善、扩展能力强；PLC控制系统设计、安装、调试方便、维修方便、维修工作量小；结构紧凑、体积小、重量轻、易于实现机电一体化。
基于PLC技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图所示，要由以下5部分组成：高压主电路(包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源)、主控PLC电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。
工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推离紧闸位置。主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)极端位置，主控PLC通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接人全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列a／b相脉冲，分别接到主控PLC的高速计数器HSC0的a／b相脉冲输入端，由主控PLC根据a／b脉冲的相位关系，自动确定HSC0的加、减计数方式。根据HSC0的计数值，就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a相脉冲，主控PLC进行加计数。根据HSC1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。
下面是PLC控制软件主程序流程图如图所示。
(1)初始化子程序用于对高速计数器HSC0和HSC1进行以下操作：写控制字、定义工作模式、清零、写设定值、设置定时中断、连接中断、启动计数。
(2)制动油泵、油泵、动力制动电源、五通阀电磁铁、四通阀电磁铁和安全阀电磁铁等的控制属于交流提升机安全运行所需辅助设备的控制。
(3)制动油过压信号、制动油过热信号和油过压信号的显示控制用于交流提升机工作状态的显示控制。
(4)调绳闭锁回路是在调绳过程中起安全保护作用。双卷简提升机换水平调绳时，调绳转换开关1hk－3断开，使调绳连锁环节串入安全回路。正常运行时，1hk－3接通，调绳连锁不起作用。
(5)提升信号回路用于对交流提升电动机启动或减速作好准备。
(6)位置测量子程序用于测量提升机在矿井中的位置。
(7)行程显示子程序根据旋转编码器的脉冲个数来显示当前的行程位置。
(8)减速信号回路和减速信号铃用于减速控制并且发出铃声提示信号。
(9)自动换向工作回路和手动正反转工作回路分别用于自动和手动方式下对交流提升电动机进行正反转控制。
(10)安全回路用于防止和避免交流提升机发生意外事故。
(11)定时器控制回路和转子电阻通断控制用于交流提升电动机启动或减速时的转子电阻切换控制。
(12)动力制动回路用于动力制动电源的投入与切除控制。
(13)脚踏制动联锁和工作闸继电器用于交流提升电动机制动控制。
下面简述PLC在提升机运行过程中的重要环节(梯形图略)；
(1)安全回路通过连锁功能保证了提升机安全、可靠运行，当出现不正常工作状态时PLC输出断电信号，安全回路运行指示灯熄灭，安全闽电磁铁不得电，提升机进行安全制动。其中安全回路由主令控制器手柄零位连锁触电、工作闸制动手柄连锁触点、测速回路断线监视继电器KV的动合触点、过速保护继电器动合触点、常速保护继电器动合触点、高压油过压辅助动合触点、制动油过压输出动断触点、过卷开关松绳保护开关、闸瓦磨损保护开关、调绳开关调绳闭锁贿赂触电等触电、元件完成安全保护。
(2)控制回路工作过程。
开车前的准备条件：将制动手柄至全抱闸位置(通电)，主令控制器处于中间位置(接通)，个转换开关板至所需位置；主回路和辅助回路送电；启动油泵；如果安全回路正常，安全回路指示灯亮，解除安全制动。
提升机启动加速：当井口发来开车信号，将制动手柄至于松闸位置，电机启动并完成8级启动运行。
(3)等速阶段。
(4)正力减速阶段。
(5)低速爬行阶段。
(6)停车：当达到停车点时，换向开关被撞开，使工作闸继电器断电，自动实现工作制动，同时使提升机控制只能选择反向运转，实现自动换向，防止过卷。
关键词 机电一体化；水电站；应用
中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）05-0009-01
F如今，由于计算机作为一种新型的技术工程，逐渐进入到人们日常工作及生活的各个部分，并被广泛的推广和应用。机电一体化同样受到计算机技术的影响，最终有人提出将计算机技术与机械技术融为一体，成为一种全新的技术范畴，并在社会各界得到了前所未有的发展，并且具有被研究开发可应用的范围越来越广。将机电一体化技术应用于对水电站的控制，便可以随时随地的对水电站的各项工作以及数据进行监督控制。在我国众多的能源中，水电资源被认为是一种具有清洁能力的可再生资源，一些西方先进的发达国家将机电一体化技术应用于水电站之中，我国在很长一段时间对自动化控制的应用处于落后并且发展相对缓慢。运用机电一体化技术的技术人员可以对站点的运作状态进行及时地跟踪和判断，不仅可以对所监控的数值变化进行控制，甚至成为水电站实现水电站无人值班的前提条件。
1 机电一体化技术在水电站各项工作中的应用
机电一体化技术在水电站中主要用于，对实时数据和数值变化的测控以及调速工作。对水文水系统的监测、机组运行状况的监测以及对空气系统的自动化控制是整个水电站所需要检测控制的主要部分。
1.1 在水文水系统中的应用
在水电站的水文水系统的监测控制中主要是对水文进行系统性的监测，其次，对技术供排水以及消防用水等部分进行全面的监控。
1）水文监测。主要是通过利用被安置在水电站的投入式液位计来对水电站的水位进行测量，并将所测量出的数值有液位计中的传送装置反馈于水电站的总控制中心。同时通过对压差变送器的应用，将水电站上游的水位以及下游水位的水位差及时反馈传送给水电站的控制中心处。
2）技术排水测控。将机电一体化技术应用于技术排水上，主要用于借组运行的供排水系统以及全厂的排水系统之中。在机组运行的供排水系统中，通过对安装布置在用于供水的管道上的电接点压力进行实时的监督测控，以及对流经管道的流量同样进行监督测控，将所监测的压力表以及流量的数据通过变送器及时反馈给控制中心，在控制中心进行值班工作的技术人员，便可以根据前方所返回来的测控数据，来检测机组的排水系统的运行工作是否处于正常状态，如果发现与实际的数值有偏差，可以随时控制正常运行。机电一体化在全厂渗漏排水测控中主要是用于对集水井中液位的变化进行实时的监测控制以及对水泵的启动和停止工作进行监控。在集水井中一般情况下会采用多接点浮球水位测量仪来对集水井中液位的变化进行监测，当液位位置的高低产生变化时，在不同位置例如液位较高时会将信号以一种高位置特定信号传送与监测水泵启动以及停止的系统；当集水井中的液位较低时，浮球通过测量仪对控制水泵的系统发出另外一种不同的信号。根据不同的信号水泵的控制系统可以自动控制是否启动或者是否停止水泵的运行，与此同时，通过在全厂渗水排水系统中的变送器可以直接将数据传送反馈于水电站的控制中心，控制中心的值班工作人员根据所传回来的数据可以避免水泵系统出现故障时，对水泵系统进行人为的控制工作，尽量减少由于监测不到位造成巨大的损失。
3）消防用水的监测。主要是用于主体变压器的消防工作以及机组定子的消防工作。
1.2 在机组运行系统中的应用
对机组运行系统的主要监测对象是机组中轴承的温度、油温的冷却以及机组的转侧都能够部分的工作实施状态进行监控。在机组系统的运行中对各项监测对象进行实施的监测，一旦达到最高限定温度时，警报器会响起来以此来提醒值班人员对其进行控制，如若当温度达到直接导致停机的温度时，那么警报器将会直接发出停机的指令。同时对就当机组的转速达到不能控制的速度时，安装在机组上的检测器会直接停机的指令。
1.3 在空气系统中的应用
水电站中的空气系统的主要任务是给机组的制动、密封以及检修提供压缩空气。机组正常运行中压缩空气需要一个稳定的压力来保证正常的生产用气。在电厂的储气罐上都固定配有压缩机等自动化控制系统，当压力值发生变化时，自动化控制系统会根据实时压力值与提前整定压缩机的压缩至发生变化时，自动控制系统将会根据情况决定开启或者停止压缩机。
2 机电一体化技术在水电站中的作用
机电一体化技术在水电站中的应用不仅实现了真正意义上的“无人值班”，同时对整个水电中的各个系统工程进行彻底的优化，不断提高各个机组的运行效率，避免了对水利资源的严重浪费，使其可以提供更好更安全的发电工作。同时在水电站工作运行中注意对机组的运行数量进行控制，针对不同的发电情况，所用到的机组数量也不尽相同，合理运用机组，使机组高效率的运行，不仅可以提高水电站的整体经济效益，同时对水电站健康良好的发展起到极为重要的作用。另一方面，随着机电一体化技术在水电站中的应用，水电站渐渐地实现自动化控制，对我国在水电站长期工作的技术人员起到巨大的帮助作用，由于水电站的建设一般处于相对偏远的地区，且环境大多比较艰苦，机电一体化可以全面解放人力劳动的投入，减轻工作人员的工作内容以及工作的强度。不但可以改善工作于水电站工作人员的生活环境，对发电管理工作逐步改善，而且还提高了劳动生产力，在一定程度上降低了水电站在运行过程中的运行成本。
3 结论
总而言之，在水电站中融入机电一体化技术这种新型的计算机技术、新型的机械设备及全新的技术，不仅大大提高了站点机组系统安全运行的可靠度，同时对水电站的经济效率的运行也得到较大改善。将开发研究出的新型技术以及新型的机械设备应用于水电站的系统监测控制中，并在水力发电中取得前所未有的发展，这在技术层面上具有重要的现实意义。与此同时，水电站将机电一体化技术、水电站的生产效益以及经济效益直接挂钩，在国家对整体能源的结构进行调整的过程中，不断加大对于水力资源开发以及水力资源的利用程度。现如今，机电一体化技术在水电站中的应用范围越来越广，不单单是局限于一种作用之下，在各个领域被广泛应用，未来对多个电厂更加集中化的控制也将逐步成为现实。
参考文献
一、机电一体化技术概述
上个世纪六十年代，机电一体化正式出现，在计算机、电子及信息等技术与机械工程深度融合，由此产生了机电一体化。随着二者之间融合不断深化，在原有技术基础之上，综合机械技术，将自动控制、传感测试等综合技术优势融合到一起，使得各项技术相互作用，在很大程度上提升了技术水平。在技术发展过程中，将智力、动力及结构等要素作为基础，对各个组成要素的信息处理、接口耦合等进行分析和研究，能够实现对机械系统系统、规则化运作。
二、化工机电一体化发展现状
机电一体化作为一项新兴事物，尚处于发展阶段，其发展主要经历了如下几个阶段：20世纪60年代初，人们运用电子技术完善机械设备、产品性能，日本东川电机公司首次提出“机电一体化”概念，但当时技术发展水平并不高，还存在很多局限性，故机械与电子技术之间的融合深度不够，且通过各个学科渗透出来的产品，在实践应用中并没有得到良好的推广和普及，发展缓慢。进入70、80年代，此时化工机电一体化进入全新的发展阶段，之所以这样，是计算机、自动控制等技术也获得了发展，在此推动下，各项技术之间互补关系愈发深化，创新出很多技术含量更高的技术。不仅如此，机电一体化概念被人们所熟知，该项技术凭借自身高效、便利等优势受到了广泛关注。此时，国际市场上出现很多高技术含量机电一体化技术产品，为技术未来推广奠定了坚实的基础。到了90年代，信息通信技术渗透至机械系统当中，推动机电一体化技术朝着智能化、自动化方向转变。该时期，机电一体化技术获得了长足发展，此时机械设备在很多方面能够代替人们开展工作，且人们可以实现对机械设备远程控制。技术快速发展，微传感器、执行器等技术快速发展，在很大程度上提高了技术精密化水平，此时各项技术发展繁盛，人工智能技术、神经网络技术等出现，且在诸多学者研究下，使得该项技术逐渐发展成为一门完整的科学体系。而在国内，机电一体化技术起步较晚，直至80年代我国才开始引入该项技术，但近年来，越来越多专门性研究机构的建立，我国在该方面取得了不错的成果，但相比较国外发达国家，还存在一定距离，有待进一步完善和发展。
三、化工机电一体化发展趋势
机电一体化技术具有综合性特点，集机械、电子及光学等多项学科，该项技术能够获得长足发展，更多的是依赖于相关技术的发展。随着各项技术不断发展，化工机电一体化技术将会朝着如下趋势发展：（一）高智能趋势。高智能作为技术发展的重要趋势，人工智能化将成为学者研究的主要方向，实现高智能化，能够使得该项技术取代人类完成复杂、危险更高的工作，缓解人们工作压力，且能够确保产品质量、性能过关。从根本上来看，高智能是对机械设备行为的描述，将控制理论作为基础，融合人工智能、运筹学等多项学科知识，对人类智能进行模拟处理，赋予机电一体化系统予以判断和推理，提高技术水平，使得人类能够更加便利、自由地把握机电一体化设备，实现对化工生产的高效控制目标。（二）区域模块趋势。针对机电一体化产品来说，其构成较为复杂，各单元对应不同的接口。为此将接口集中到一起，实现区域模块化管理非常必要。如对于智能减速等动力单元来说，可以实现集图形图像识别、视觉效果等功能为一体的控制单元。模块化能够对控制、动力等单元进行标准化衡量，协调各个环节之间的关系，最大限度上提高技术有效性。最为关键的是能够将多项功能集合到区域模块上，不仅能够更加便利地运用产品，且能够增强产品可装配性，能够适应不同生产需求，降低后续维修成本。实现区域模块化将成为机电一体化产品未来发展的重要方向之一，但对于区域模块化目标的实现，还需要加强技术研究，积极引入先进技术，不断提高集约性。（三）环保绿色趋势。化工工业发展对人类社会发展产生了深远影响。人们在享受丰富物质生活的的同时，还要面对资源浪费、环境污染等负面影响。随着人们绿色环保意识深入人心，人们在选购产品时更加关注产品是否绿色、环保。因此环保绿色将成为技术发展的亮点，在实践中，无论是设计、制造，还是使用和销毁都要严格按照环保标准，尽可能避免对环境产生危害。新时期下，人们愈发注重环保重要性，以往环境污染严重的产品势必会被市场所淘汰，只有注重和加强绿色环保化工机电一体化产品生产，才能够更好地适应市场发展趋势，从而拥有更为广阔的发展前景。（四）网络趋势。近年来，随着技术高速发展，机电一体化系统在化工生产中得到了广泛推广，二者相互促进和推动，向前发展。计算机网络技术的发展，对为机电一体化技术带来了前所未有的发展机遇，借助该项技术能够突破时空限制，实现远程自动化控制目标。不仅如此，针对网络技术的应用，能够对国际上先进机电一体化产品予以深入研究，且将新产品推向市场，以此来证明我国在该方面的实力。如今，人们运用网络技术，针对技术能够实现零距离交流，第一时间获取先进研究成果，提高研究成果转化率，为人们提供更多便利。（五）微型精密趋势目前，机电一体化产品规模、体积较大，使得生产、维护工作量较大。随着纳米技术持续深入，微型精密化将成为机电一体化技术未来发展趋势。通常情况下，产品微型精密化程度越高，那么其应用和普及范围也将随之拓展。加上产品体积下、功耗小等优势，能够为技术应用带来更加广阔的发展空间。但该项技术发展需要极其精密的加工工艺，为其发展提供强大的技术支持。随着未来社会发展，技术人员还要深入研究该项技术，积极引入现代化技术，不断提高技术水平，使其能够更好地发挥实用价值。
关键字：机电一体化核心技术应用范围发展趋势
中图分类号： TU85文献标识码：A
机电一体化技术是将机械技术、信息技术、电工电子技术以及其他技术等进行有机结合，并综合的运用在实际工作中去的一项跨学科综合技术，在经济飞速发展的今天，机电一体化技术被广泛的应用。
一 机电一体化的核心技术
机电一体化是各项技术的综合，其核心技术主要机械技术、系统技术以及自动控制技术等，下面本文就简单的介绍机电一体化中的核心技术。
（一）机械技术
可以说，机械技术是机电一体化技术的基础，该技术的重点是怎样和机电一体化技术相协调，并利用其新技术来更新自身的发展观念，实现机械技术在结构上和性能上的转变，既能够满足体积和重量减少的要求，也能够实现提高精度改善性能的目标。
（二）系统技术
机电一体化中的系统技术就是以整体的概念组织和应用相关的技术，并从全局的角度出发，将总体分解成相互联系的各个系统单元。在该技术应用中，接口技术是一个关键的因素，是实现系统技术中各个部分相互连接的重要保证，因此说对于接口技术需要重点把握。
（三）自动控制技术
自动控制技术就是在自动控制的理论下根据经验和实际情况进行系统设计，设计后的系统仿真，该技术包括了速度控制系统、高精度定位控制系统以及自适应控制系统等，能够实现自动的信息记录和检索。
（四）计算机技术
计算机技术在机电一体化技术中占据着重要的地位，计算机技术和信息技术相融合，能够实现信息的高精度交换和存取，运算速度快且精确度高，同时计算机技术还包括了人工智能技术以及神经网络技术等，这些技术的应用对于机电一体化技术的发展都起到了重要的作用，所以说计算机技术是机电一体化核心技术中的关键因素。
（五）传感检测技术
传感检测技术是机电一体化技术系统中的感受器官，能够实现自动控制和自动调节，传感检测技术的功能越强大，整个系统的自动化程序就越高，因此说要采取措施提升传感检测技术的功能强度，促进机电一体化技术的发展。
二 机电一体化技术的主要应用范围
（一）数控机床
数控机床及相应的技术经过发展已经在结构和功能上获得了明显的提升，机电一体化技术的应用更能够实现操作和控制上的高精确度。如在开放性设计中，实现硬件结构和功能模块的层次性和兼容性，并符合接口的标准，这样能够提高使用效益；再如机电一体化技术能够为数控机床操作提供面向车间的编程技术，并能够实现二维和三维加工的动态仿真。除此之外，应用机电一体化技术还能够实现软件的模块化设计，这样既能够丰富数控功能，也能够实现对数控机床操作的多渠道控制。
（二）钢铁工业中的应用
机电一体化技术在钢铁工业中的应用主要在于交流传动技术的应用，随着电力技术的发展，该技术获得了飞速的发展，数字技术的发展带动了交流传动取代直流传动。现在无论是较大容量的电机或者是较小容量的电机，都能够使用同步的电机或者是异步电机实现可逆平滑调速。这一进步要得益于机电一体化技术的发展。
（三）制造业中的应用
在制造业中，机电一体化技术中的柔性制造系统能够带动制造业的快速发展，该系统是计算机化的制造系统，是由计算机、数控机床以及自动化仓库等组成的，在机电一体化技术的带动下，能够实现随机的且实时的进行制造生产，并且其生产能力能够满足制造业的需求，尤其是适用于多品种的小批量生产中更能够发挥功效。
三 机电一体化技术的发展趋势
上文中从机电一体化的核心技术及其广泛的应用两个方面进行了论述，随着科技的进步，机电一体化技术也朝着更为广阔的空间发展，下面本文就从以下几个方面论述几天一体化技术今后的发展趋势。
（一）数字智能化
计算机网络技术的发展为机电一体化的数字智能化设计奠定了坚实的基础，例如虚拟设计、集成制造等都将在今后的发展中成为可能。数字智能化要求机电一体化技术产品需要具备高可靠性、可维护性以及便捷操作性的特点，同时，高性能以及高速的处理使得机电一体化的产品具有一定程度的人工智能也是可能的，由此可见，数字智能化是机电一体技术今后发展不可避免的一大趋势。
（二）微型化
微型化是指机电一体化技术想着微型机器以及微观领域的方向发展，微型化起源于上世纪八十年代，随着技术的不断进步已经获得了较快的发展，微机电一体化的产品具有体积小的特点，这样能够大大的降低生产的能耗，节约生产成本，同时由于体积小运动灵活，能够广泛的在军事及医疗方面应用，具有其他技术不能够比拟的优势。由此可见，机电一体化技术向着微型化的方向在不断发展，有可能实现超精密技术的突破。
（三）模块化
机电一体化技术下的产品种类繁多，生产厂家众多，要研制出具有标准接口、动力接口等的机电一体化产品十分困难，但是有十分必要，因此说模块化是机电一体化技术发展中十分艰巨的任务，但是也是不可避免的一种趋势。例如研制出具有智能调速的机电一体化动力单元，具有图像处理和测距等功能的控制模块，这样能够更加清晰的进行操控，也能够在这些模块的基础上研发新型的产品，能够为机电一体化产品的生产厂商提供广阔的发展前景。
（四）集成化
机电一体化技术的集成化发展，这其中既包括了其核心技术的相互融合和渗透，也包含了各种产品的优化和组合，集成化能够实现机电一体化产品在生产中的同时加工、装配以及检测等多道工序，提高加工效率。为此可以将机电一体化系统中的各种功能进行分解，使各环节在实现协调运转的基础上再通过各项技术措施和硬件基础将各个功能层次实现联合，达到集成化发展的状态，这样能够使其性能和功能实现最大化。今后机电一体化的产品向着多品种和小批量自动高效生产的方向发展，为了保证生产顺利，集成化是一个具有潜力的发展趋势，能够将机电一体化技术的功能充分的发挥。
（五）绿色化
科学技术在带来便利的同时也会造成一定程度的污染，给生态环境造成破坏，所以可持续发展已经成为当前各行各业发展的大趋势，所以机电一体化技术的发展也要朝着绿色化的方向发展，实现产品生产的低能耗、低污染，产品使用之后还能够循环利用，高技术的绿色化发展不仅是今后发展的趋势，也是技术发展不能够忽视的一个关键因素。
结束语：机电一体化是一项综合性很强的技术，它融合了机械技术、信息技术等多个学科的知识，随着技术的不断进步各种技术的有点相互融合实现了机电一体化技术的不断发展。本文就以此为出发点，从机电一体化技术的核心技术、在实际中的应用以及该技术今后的发展方向三个方面进行了论述。技术的进步带动了机电一体化技术的发展，希望其在今后的发展中能够有更广阔的前景。
参考文献：
[1] 阮瑞雪 浅谈机电一体化技术及其发展趋势 科技信息，2011年第17期
[2] 关善武 浅谈机电一体化技术的现状和发展趋势 新课程（中），2009年第S1期
[3] 张克明 浅谈机电一体化技术发展状况与趋势 中国科技博览，2012年第19期
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