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导语:在机电一体化技术的重要性的撰写旅程中,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。
关键词:机电一体化;市政工程;机电产品
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.02.085
0 引言
就目前来说,科学技术的发展速度已经能够满足不同学科的交义运用。机电一体化技术的发展就充分体现了这一发展状态,尤其是在市政施工中的应用过程中。由于市政施工具有施工环境复杂以及建设项目多的特点,使得机电一体化的多元化作用得到了充分的发挥。文章对机电一体化技术未来发展方向进行了阐述,分析过程指出,机电一体化技术应朝着微型化、智能化、模块化、数字化、网络化以及人性化的开发方向发展。
1 机电一体化技术概述
就目前来说,机电一体化的运用范围十分广泛。其又被称为机械电子学,主要是以微电子技术、信息技术的形式服务于机械工程领域。主要应用的机械工程领域是系统的自动化和智能化两方面,这就意味着其是基于计算机技术、自动化技术以及传感器技术结合而成的综合性技术。在市政工程的施工中,机械一体化的运行好坏直接决定了实际的施工质量。从传统的方面讲,过去的市政工程机械运行都是纯机械式的,这就意味着其运行比较笨重,操作也不够便捷。随着社会的进步,科技的发展,当将机电一体化技术应用到市政工程的建设过程中后。市政工程建设的机械化发展方向也朝着智能化、远程控制化以及节奏紧凑化的方向迈进。这种发展状态,不仅保证了工程的建设质量,还在一定程度上减少了机电一体化操作人员的劳动量。由此可以看出,机电一体化技术在市政工程建设过程中的应用,极大的推动了施工建设的效率[1]。此外,随着机电一体化技术的不断更新换代,其燃油的消耗情况也得到了有效控制。
2 机电一体化技术在市政施工中的应用
2.1 提高施工智能化
智能化控制是市政施工进行机电一体化的发展目标。具体应用过程即利用电子信息技术和机械控制技术,实现机械运行的智能化的管理。施工智能化是指,工程施工过程针对不同的情况下,可能出现的问题进行预先设计。当工程施工对系统当前的运行情况进行评估,并研究出简单的运行模式变化规律,这就实现了机电一体化技术提高工程施工智能化的基本需求。然而,现阶段,机电一体化技术应用了模糊数学、模拟智能、计算机技术以及传感技术等,这些技术使得工程施工应用机电一体化的发展方向朝着智能化迈进。
2.2 形成作业模块化
市政工程施工机电一体化技术的应用,其发展的前景是广阔的,具体包括:控制和操作模式的简化。换句话说就是智能模块化控制的实现。这种模块化的操作和实施就是利用某些固定的程序化模块与特定机械设备组合相配合,以此进行特定工况下的作业,如: 铺设沥青的工序采用联合沥青摊铺设备,在模块化控制的情况下,可根据不同的工程需求对摊铺设备进行模式设定,即在某个工段采用固定的速度、作业形式等。这样在该路段就可进行无干扰的作业,同时在自动检测系统的辅助下,可以将施工过程完全交给机械来完成[2]。
2.3 实现节能减排
机电一体化技术可以降低工程施工机械的能源消耗,而且在未来的机电一体化技术发展中将会得到进一步的提高。此外,将工程施工的机械运行实现高度智能化,可以为将机械的运行带来多功能化发展。这样一来,就可以利用较少数量的智能化施工机械完成大量的工程量,这无疑是对资源的最大节约。与此同时,高效的工程施工作业也在很大程度上减少了对生态环境的破坏。具体体现在减少机械设备的存放场地以及减少施工人员生活对周围环境的影响。
3 机电一体化在未来的发展方向
由于机电一体化技术的独特性,使其应用于工程施工时有着发展的综合性。机电一体化作为综合性发展的科学技术,它还能够以不同发展的方向向前发展。具体来说,当机电一体化技术向着微型化、智能化以及模块化方向发展时,就会使得被应用的工程项目呈现集成化建设。这是使工程项目的建设成果实现整体的模块化,这一平台的建成可以将机电一体化技术发挥出多项功能。在机电一体化技术的具体应用过程中,需要制造专用工具从而服务于工程项目的具体建设。而实现了模块化的机电一体化技术,在应用于具体建设时就可以通过更换不同的模块来进行操作。这样一来,就可以在很大程度上扩大机电一体化产品的应用范围。
此外,随着信息时代的到来,人们对于快捷化、人性化服务的需求越来越高。这就要求机电一体化技术的发展,还应朝着网络化、数字化以及人性化的方向发展迈进。机电一体化技术的数字化可以实现对机电产品的远程控制,这就意味着其机电产品的运行是以人的意志为转移的,从而在一定程度上使应用的工程项目更具人性化建设[3]。 对于机电一体化的网络化发展,其可以实现了多个机电产品的联合工作。这就可以使机电产品能够完成一系列的复杂任务,在一定程度上降低了工作人员的劳动强度和设备的运行风险。
机电一体化技术朝着上述几个方向发展,是未来对其进行科学技术研究的主要内容。因为这些方向可以使其应用的范围和使用的领域更加多元化。尤其是机电产品一机多用的功能,在很大程度上减少了设备的重复使用。而且,还使能源得到了更有效的利用,所以,这是实现机电一体化产品绿色发展的重要发展方向。
4 结束语
总而言之,机电一体化技术在各个领域的应用,都在一定程度上推进了其行业的发展速度。尤其是对于市政工程的施工过程来说,由于其建设的重要性,机电产品的应用则为其带来了快速发展的契机。所以,我们务必要顺应时代科学技述的发展潮流,提高对机电一体化技术的认识。并将其投入到现代化的建设当中,使其发挥出综合性的作用。
参考文献:
[关键词]农业机械化专业 授课方法 机电一体化 教学改革
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2013)21-0132-02
我国正处于传统农业向现代农业的快速转变阶段,其标志就是以技术及装备为表现形式,通过现代工业技术装备及农业机械化、电气化和信息化等先进技术的应用,最大限度地提高生产效率,节约生产成本,增加农产品产出,降低能源消耗和环境污染。我国现代农业装备技术还处于起步阶段,迫切需要培养掌握现代农业装备技术的新型农机人才,我国高度重视现代农业的技术与农艺的更新,推动农机装备人才的培养与创新,缩短与国外同行业之间的技术差距,从而实现我国现代农业的快速发展与超越。
机电一体化技术是一门新型的交叉学科,是目前许多高等院校工科学生必修的专业基础课,但在我国开设此课程还不足十年的时间,特别是在农业机械化专业的开设更是一个新生事物。《机电一体化》是山东农业大学机械与电子工程学院机电一体化类和农业机械化及其自动化类学生的主干课程之一,是今后设计与研究工作的重要技术基础。由于机电一体化设计课程涉及的知识面和内容覆盖广,机械层面、数据层面和控制参数层面的内容交错、关系复杂,需将理论知识与实践知识紧密结合。对大多数学生而言课程内容繁多,系统性差,难以融会贯通,同时也存在教师难教、内容难整合的情况。笔者在讲授机电一体化课程时,通过对课堂教学内容进行改革、教学相长地引导和加强实践环节训练等方面进行探索和总结,取得了较为显著的效果。
一、机电一体化课程特色与农机专业教学相关问题
(一)理论教学内容筛选非常重要
机电一体化(英文名称为Mechatronics)是在机械技术、自动控制技术、微电子技术、计算机技术、传感与测试技术、接口与总线技术、伺服驱动技术、系统总体技术等学科群体的基础上集成创新的综合叉学科。机电一体化技术的突出特点在于通过各种技术的有机融合,实现产品内部各组成部分的有机匹配和外部整体效能最佳的一种新型集成创新技术。由于机电一体化课程内容非常丰富、涉及面大,在一个学期中学习其全部内容是不现实的。另外,机电一体化和相关技术发展迅速,特别是新型MEMS传感器、新型总线技术、新型电液气的伺服驱动等技术的出现,这就使得在课程内容的组织和取舍上必须加以科学地优选,以特别处理好基本原理、基本模块与学科前沿最新技术的相互促进、共同发展的关系,确定学生应在学习期间掌握哪些基本原理、基本技术就既能使学生掌握基本思想方法和具体技术,又能了解学科发展动态,便于学生课下无障碍自学,这对学生创造力的培养是非常关键的。因此理论教学内容的筛选是非常重要和必要的。
(二)理论教学与实践内容的侧重点融合
机电一体化课程的实践性和应用性强,两者紧密结合缺一不可。仅仅掌握机电一体化设计的基础理论知识远远不够。对于刚刚接触到机电一体化技术的农机和机电专业的学生来讲,理论知识同步实践或者用一些具体实例来讲解才会显而易懂,更易理解。作为本科阶段的机电一体化课程,像是有关的控制理论的数学推导问题并不需要彻底理解,但他们应学会把所学的内容迅速地应用到某些实际问题的解决中。这样,学生既有感性认识,又能上升到理性认知,最后灵活地学以致用。而实践方面的教学必须与课程实验和课程设计配套,因此机电一体化课程的实践环节也非常重要。
(三)教学实践与农机专业培养目标紧密结合
目前一般工科专业的《机电一体化》的课程教学中,主要讲解的是设计、通讯、测量和控制原理、方法以及一些以数控机床、机器人等一些简单应用,目前现代农业机械发展与应用,特别是涉及与自动控制、计算机控制等技术融合的新型农机的机电一体化技术尚未融入农业机械化专业的课程学习中。尽管教师反复强调课程的重要性,学生也对其重要性有认同,但因教学内容、案例与农机专业培养目标联系不够紧密,再加上本课程知识点繁琐、层次多、涉及面广,学生容易产生应付考试的态度,忽视对实践环节,特别是从机电一体化产品开发的角度对课程内容的理解,从而无法对课程产生热情,难以对教学内容产生学习的兴趣,严重影响了教学效果。
二、课程授课与实践环节的探讨
针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,以及上述在机电一体化课程教学与实践过程中应注意的问题,笔者在讲课过程中对课程内容组织、授课方式方法进行了积极探索,实现了学习兴奋点、专业培养目标和实训课程任务“三结合”,全面培养机电一体化人才素质。
(一)结合学生兴奋点,注重培养学习兴趣
尽管机电一体化课程部分理论抽象、内容分散、缺乏系统性、难于理解,但兴趣是最好的老师,一旦学生产生了学习兴趣和实践欲望,才会主动去自学、求知和实践,并由此在心理上产生愉悦体验。日常生活中学生会对一些新鲜的事物非常感兴趣,例如两轮自平衡小车、Iphone手机遥控的四轴飞行器、转魔方机器人等等,如借助于这些学生感兴趣的例子,通过剖析他们的结构和控制原理,破除神秘感,可以激发他们对机电一体化课程学习的兴趣,并将机电一体化课程繁琐的知识点、抽象的内容具体体现出来,因此,激发和培养学生的学习兴趣是学好本课程的前提和捷径。另外,教师向学生展示一些科研成果,既让学生对机电一体化技术有最直观的了解和认识,又让学生了解了现代农业装备技术领域的科研前沿,结合专业方向,使学生带着浓厚的兴趣开始本课程的学习。实践证明,通过大量案例式的授课,学生的学习兴趣、科研兴趣以及学习效果得到了极大提高。
(二)结合专业培养目标,激发学生科研兴趣
随着农机装备技术的快速发展,将GPS技术、传感器技术、通讯技术、机电液一体化技术、计算机控制等技术集成到传统的农业机械中,可实现农机装备的精确定位和行走速度检测、作物产量监测、物料的变量精确投入、精准灌溉测控等,从而实现农业生产全程机械化、自动化、信息化和智能化。传统农机化专业已经实现了从农业机械化向农业机械化及其自动化专业的转换,也是充分体现了专业培养目标的迁移和调整。而机电一体化课程在这种调整中,也自然树立了重中之重的地位。因此各高校也从对该课程师资配备和教学设备投入方面非常重视。
因此,针对现代农机的发展趋势,激发学生的专业兴趣,培养学生研究能力,也就成了机电一体化等课程的任务之一。笔者结合自己在精准农业装备、现代农机装备研制中的科研案例,给学生剖析了精准变量施肥机、高精度谷物测产系统、精准变量喷药机等装备设计、样机加工和测试试验的关键点,极大地开阔了学生在本专业领域的视野,引起了学生对现代农机装备的科研兴趣。
(三)结合课程实训和课外制作,树立系统研发观念
在机电一体化教学中,机器人作为一种典型的机电软综合技术平台,非常适合作为高等工程创新实践教育的载体和对象。而农业机械化专业的学生同样对农业机器人技术非常感兴趣。近年来,机器人技术的模块化、网络化成为机器人研究和开发领域的热点。通过模块化,机器人技术的应用难度大大降低;凭借网络化,机器人技术的应用范围将大大扩充。随着机器人技术的逐渐普及和所用器件、模块的成本逐渐降低,学生已经可以自己制作属于自己的农业机器人。因此抓好机电一体化课程的实训环节,变抽象为直观,将理论和实践紧密结合起来,做到学以致用,可以实现对学生成就感的激励。为此,机电一体化教学组结合学院和学校开展了创新科技比赛,让学生进行机电装备方面的创新设计与制作;通过为学生提供一定的实训平台,准备常见的机电装备设计制作所需的传感器、执行器和控制器,由学生按照自己创作意图实现新型设备的开发。这些实践活动取得了一系列校级、省级和国家级的机电创新大赛奖项的好成绩。从学生的实践和理论课程的成绩看,理论教学和实践紧密结合取得了良好效果,加深了对基础理论知识的掌握,既提高了学生的动手能力,又激发了他们的创造性。
三、结束语
《机电一体化》是培养现代农业机械及装备技术人才的专业基础课,随着现代科技技术的发展,其地位在课程体系中愈来愈突出。笔者针对现代农业机械化的发展方向和农业机电一体化课程特色,从理论教学内容及实践教学内容筛选、学习兴趣引导及知识系统应用等方面展开探讨,并结合教学实际应用,取得了良好的效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 杨帮华等.机电一体化设计基础实用教程[M].北京:清华大学出版社,2009.
[2] 孔令荣.高频电子线路教学改革研究[J].中国电力教育,2012(30).
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;电机;控制与保护
中图分类号:F407文献标识码: A
一、前言
近年来,由于机电一体化技术的不断壮大,机电一体化中的电机控制与保护措施得到了人们的广泛关注。虽然我国在此方面取得了一定的成绩,但依然存在一些问题和不足,在科学技术突飞猛进的新时期,加强电机控制与保护措施的研究,对我国机电一体化的发展有着重要意义。
二、机电一体化概况
机电一体化是指在机构的信息处理功能、控制功能、动力功能、主功能等引进电子技术,将机械装置与电子技术结合起来所构成的系统的总称。机电一体化从上个世纪六七十年代开始,现在已经发展成为一门自成一体的新型学科,随着科学技术的不断发展,必将被赋予新的内容。机电一体化最基本的特征就是从系统的观点出发,综合运用计算机技术、自动控制技术、微电子技术、电力电子技术、信息变换技术、传感测控技术、接口技术、机械技术、信息技术以及软件编程技术等群体技术,以合理配置与布局各功能单元、优化组织结构为目标,依据系统功能目标,在高可靠性、高质量、多功能、低能耗的意义上实现特定的价值,并使整个机电系统最终达到最优化的系统工程技术。在机电一体化系统中,除了前面提到的各种技术,还有一个很重要的方面就是机电一体化产品。后文中将会介绍的DSP就是机电一体化中的一种装置,他依托机电一体化融合的各种技术,对机电一体化中的电机产品起到了保护的控制的作用。因此,机电一体化涵盖“技术”和“产品”两个方面。这里值得一提的是,机电一体化技术不是指微电子技术、机械技术以及其它新技术的简单组合,而是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术。就是因为有这种综合技术作保障,才能使机电装置对整个电机系统起到很好的保护和控制。
三、机电一体化中电动机构的组成及工作原理
1、电机执行机构的组成
目前较常用的主要是交流电动机,它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两种,前一种比较多的用在工业上,后一种通常用在民用电器上。从电机的结构上看,主要分为控制部分和执行驱动部分,控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成;执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。
2、电机的工作原理
电机执行机构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测,得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号,然后由A/D转换后送入单片机。单片机通过控制PWM波发生器的作用,最后实现电机的运行控制。逆变模块工作时所需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。对于电动机运行原理的分析,这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。电动机转动的基木工作原理是三相对称绕组中通人三相对称电流产生圆形旋转磁场,转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流,转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用,从而形成电磁转距,驱使电动机转子转动。
四、机电一体化中的电机控制与保护
电机控制与保护针对的是机电相关设施的维护和保养。它是机电事业强大的后盾和不能忽略的组成部分,它的开发使用是时展的需要也是各国政府大力提倡和推进的一项措施。它的节省能耗的优点使其在各个领域都能发挥作用,并成为经济发展必须考虑必须重视的重要环节,对它的倡导和规划符合国情和民生需要,也是我国事业国际化的一项推进因素。
1、电机控制保护装置存在的缺陷
现阶段在电机控制保护装置中,各种非期待的状况都有待处理。比如井下电机控制保护设备中,鼠笼式异步电机的故障率就比较高,占整个电机设备总故障率的一半以上,所以对于井下电机控制而言,可靠的控制保护装置是保证矿井安全生产的重要因素之一。
2、机电一体化应用中电机控制与保护的措施
在机电一体化应用中,电机设备的执行机构主要由两部分组成,分别是:执行驱动部和控制部分。其中执行驱动部是由位置传感器、三相伺服电机等组成;控制部分是由单片机、IPM逆变器、输入通道、PWM发生器等组成。
1)对阀门与速度的控制
在电机控制保护装置的实际应用中,对阀门和速度的控制是不可缺少的。在我国主要采用的是双环控制方案,其中内环是速度环,外环是位置环。速度环的目的是为实现对于电机实际转速的调节与控制而进行的一系列操作,这个目的是通过使用速度调节器,将PWM波发生器的载波频率进行调节而达到的。外环的作用是向内环提供相应的速度设定值,这一过程是根据外环的当前位置速度设定,并使用速度给定发生器来实现的。在机电控制保护装置的阀门与速度控制中,由于大流量阀门执行机构在运行中存在匀速、加速或减速等阶段,而且实际位置与给定位置存在不确定性,从而导致阀门与速度控制存在困难,这就需要在对其调节中,要根据阀门与给定阀门的比较,对速度进行调节。
2)对电流电压的准确检测
在对机电一体化中电机控制与保护装置的应用中,对于电流、电压的检测也是不可忽视的,因为对二者的正确检测有益于电机力矩、断相保护、逆变模块等故障的诊断。但是使用一般的电流、电压互感器是很难达到此要求的,为了快速诊断故障排除问题,要采用霍尔型电流互感器和IPM输出电压采用分压电路的方式对IPM输出三相电流和电压进行检测,从而达到电机控制与保护的要求。
3、电机保护控制的装置未来前景以及发展趋势
1)电机的控制、保护装置于现在来说,亟待寻找一个新的突破。随着电机保护这一控制理论的研究以及新技术的不断发展,利用故障建模和仿真计算,适当的引入相位量、突破量、阻抗量、谐波分量、序分量等多方面的电机故障类的敏感检测量来进行具体数据的分析,并且做出相应的判断以及分析,把这样的工作量都提前做好,能够一定程度的保护和提高电机等装置的灵敏度和精度,还能够对以后在理论研究方面提供一定的依据,对于以后突破性的进展提供一个直接的依据。
2)新技术的开发与应用对于电机的控制与保护装置来说,也是一个重要的侧重点。例如:实行监测性保护、控制装置上的具体应用。利用这些技术产品与理论,对于电机的具体运行来实时监测,根据其不同的装置进行信息的输出与判断,把那些反射而回的相关数据进行系统的分类,利用科学的对比和分析来确定故障的严重程度以及类型,最后再根据提示信息进行相关措施的补救。通过这样的方式,不只能够实现电机的控制与保护功能贯彻于现实之中,对于故障之前更可以发出一定的预警,达到提前发现故障,真正达到防患于未然的目的。
3)电机的保护与控制装置同时兼具了非常主要的前景发展空间,积极的配套出厂一些电机保护、控制的装置,根据国家生产的相关标准,不断的进行质量与等级的提高,发展适合于我们国家特有的、关于机电一体化之中电机的控制与保护的装置,能够一定程度上促进我国电力事业的稳定发展。对于那些发达国家而言,电机的控制、保护装置跟随电机来配套生产,是一种司空见惯的现象,并且也一直被应用着,在我国却是逐一生产,这样对于生产者来说是一种成本的浪费。针对这样的情况以及现实发展需求,应该坚持对外优秀经验的引进,促进我国机电一体化对于电机控制与保护的相关发展。
五、机电一体化中的电机控制与保护措施的建议
随着机电行业对现代化计算机与网络技术的广泛应用,再加上电力电子技术的高速发展,使我国机电一体化技术的应用取得了良好的效果。但是在机电控制与保护中尚存在很多问题需要解决,为了促进我国机电一体化事业的发展,减少电机控制与保护故障的发生,要将其中的故障加以重视,并逐步研究补救措施加以解决。
六、结束语
通过对机电一体化中的电机控制与保护措施的问题分析,进一步明确了电机控制与保护措施在机电一体化中的重要性。因此在机电一体化的后续发展中,要加强电机控制与保护措施的探讨,确保机电一体化技术的稳定发展。
参考文献
[1]刘文毅 浅析电力工程施工管理流程的问题与建议 当代经理人(中旬刊) 2009年
[2]罗军 机电一体化中的电机控制与保护 硅谷 2012年
【关键词】机电一体化;设备管理;发展现状;改善措施
0.引言
随着科学技术的迅速发展,各种先进新技术运用于新型机电设备,机电设备的一体化、自动化不断提高,机电设备的管理日益变得重要。只有不断地提高对一体化机电设备的管理,积极加强机电设备的维修管理体制,保障设备的主要技术参数处于正常的运转状态,以便最大限度地发挥机电设备的能力,这样才能够实现企业的高效率、高效益和规模化生产目标。
1.机电设备一体化技术发展
机电设备一体化是指在设备的主要功能、信息处理功能、动力功能及控制功能上,大力引进电子技术,将机械设备装置和电子化软件及技术相结合而构成的系统总称。它主要涵盖了“产品”和“技术”两方面,但它并不是机械设备技术和微电子技术的简单组合,而是从系统性角度出发,综合地运用机械技术、自动控制技术、微电子技术、信息变换技术及编程技术等,根据系统的主要功能和优化目标,合理地配置、布局各个功能单元,以期实现整个机电设备多功能、高质量、低能耗的功能价值,并达到系统最优化目标的系统工程技术。
机电设备一体化技术自问世以来,主要经历了初级发展、蓬勃发展和智能化发展三个阶段。20 世纪60 年代的时候,人们开始在机械设备的运用过程中,利用计算机技术来改进或完善机械设备的使用状态和效果,机电设备一体化进入初级发展阶段;70-80年代间,机电设备一体化进入蓬勃发展阶段,这时候随着计算机技术、通信技术等的快速发展,机电一体化的发展有了很好的技术支持,而微型计算机的兴起也为机电一体化提供了物质基础。90年代后,机电一体化技术开始向智能化阶段迈进,一方面随着光学技术的深入,开始出现光机电一体化分支,另一方面机电一体化的科学体系也变得更加系统和科学。
机电一体化是集机械、电子、信息、光学等多学科的交叉融合,其未来发展方向主要有以下几个:
1.1智能化
智能化是新世纪里机电一体化发展的主要方向,在机电理论基础上又会纳入人工智能、运筹学、模糊数学、心理学等新思想,模拟人类的智能化,以求达到更高的控制目标。
1.2网络化
随着计算机技术的网络化发展,以及企业竞争的全球化,对机电一体化提出了更高的要求,网络化也是其发展的必然趋势。
1.3微型化
机电一体化有着向微观领域发展的趋势,随着微电子技术的发展,机电设备的小型化、低成本和高性价比已经成为未来的主要发展方向。
1.4绿色化
随着科学发展观和可持续发展观念的深入,机电一体化也呈现出绿色化发展的趋势,即使用无污染、可回收利用等。绿色机电一体化产品具有很好的发展前景。
2.关于机电一体化设备管理的思考
虽然机电一体化设备目前已经有了较大的发展和提高,但是仍然存在不足的地方,需要不断改进。
2.1现场的基础管理工作不到位
机电一体化设备的日常检修工作做的不到位,设备一体化的点检制、完好率等基础管理工作存在欠缺;在设备出现故障时,只能进行简单的临时处理,而不能进行整体检修;而对闲置的机电设备也不能够及时回收,造成资源的浪费。
2.2管理者的思想观念不够先进
机电一体化设备基础管理工作中的诸多问题,恰恰反映了管理者对机电设备管理的重要性认识不够,这正是影响机电设备管理系统性的重要原因。随着机电一体化的深入发展,机电设备的管理需要深入更多、更广阔的知识范围,同样需要管理人员了解多方面的知识储备,然而目前很多的管理人员忽视了这方面,对于设备故障也没有深入的研究和探讨,只停留在表面。
2.3机电一体化设备的安全管理存在隐患
目前机电一体化设备的安全管理还不到位,很多企业的机电设备陈旧、安全装置不齐全,甚至影响正常的运转;此外,设备安全管理部门也没有发挥好它们的作用和职能,使得设备安全性存在问题。
2.4机电一体化设备管理的标准不统一
机电一体化设备管理标准的统一是做好管理工作的前提之一。我们发现很多机电设备管理的标准不统一,使得管理人员的文书也存在问题,造成设备管理水平的参差不齐。
针对上述的问题,本文提出以下几点改进意见。
2.4.1做好机电一体化设备的基础管理工作
机电一体化设备管理工作的目标是确保企业生产经营的顺利进行。机电设备管理需从设备的寿命周期进行,必须要积极实现机电一体化设备的综合管理,从机电设备一开始的选型,到中间的使用以及维护等全过程,都要尽量实现信息化管理的基础工作;同时,建议机电设备企业做好相关机电设备维修保养的档案记录制度,实现设备维修保养工作的制度化,并实施相应的奖惩制度,以促进机电设备的基础管理。
2.4.2统一机电一体化设备的管理标准
统一好机电一体化设备管理的标准是机电设备管理的重要保障。要想做好这一点,就需要企业对各类设备分类编号并建立卡片,完善好各设备的技术资料、性能指标等记录,然后将同类设备归类,建立成档案,录入企业的数据库管理系统。在设备使用之前,管理人员必须要熟悉设备的管理和故障维修特点,将包机到人或包机长负责的制度落实好,并做好机电设备的交接记录和运行记录。
2.4.3强化机电一体化设备的动态状态监测及故障诊断
机电也挺好设备夫人管理有动态管理和静态管理两种,以动态管理最为重要。机电设备处于不断运行的状态中,其每时每刻的状态都是不同的,只有很好的掌握设备动态信息,才能有效地减少设备事故率。目前很多企业都实施了定期检查等制度,但是这些检查并不能实现设备故障的预知,而且企业成本较高,因此必须要利用先进的诊断技术对机电设备进行动态管理,帮助相关人员及时掌握设备的现场状态,发现设备故障所在,提高机电设备运行的安全性。
2.4.4加强企业机电一体化设备的“绿色化”维护管理,实施科学的维修管理方式
众所周知,人类社会目前面临的三大主要问题是环境、资源和人口。科技是一把双刃剑,在科学技术大力解放生产力的同时,也使得生态环境遭到了破坏。因此,我国实施了“可持续发展”的策略,并提出“清洁生产”的理念,而机电一体化设备的“绿色维修”也应运而生。“绿色维修”是一种同时考虑生态环境和资源利用效率的现代化综合维修模式,它除了要达到保持产品规定状态的目标外,还要满足可持续发展的要求。而对于机电设备来说,就要根据国内外先进的机电一体化设备的维修管理理念、方法、工作环境等来进行设备管理决策,改变现行的管理方式,推行绿色维修管理等,以期在维修过程中及以后,都最大限度地恢复设备原始的规定状态,同时使得维修废弃物以及有害排放物的最小化,最大化的降低环境的负面影响。
3.总结
当前,各企业正向大型化、自动化、高速化发展,对于机电一体化设备的管理水平提出了更高的要求。因此,企业在运作中要注重设备管理的实施,不断地完善设备管理机制,以使得机电一体化更好地发展,为企业效益做贡献。
【参考文献】
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1.1机电一体化技术在煤矿运输的应用
目前我国煤矿井下生产主要是依靠皮带化处理运输方式,使用带式运输机来实现整个煤矿井下运输操作,这种运输方式在煤矿运输中的应用具有一定的可观性,然在煤矿运输中还存在一定的问题,比如说运输跑偏、断带及打滑等现象都是利用带式运输方式所产生的问题。神东作为现代化矿井,采用了天津华宁生产的皮带综合保护装置。该装置安装简单,使用方便。连采、综掘后配套胶带运输机必须安装防滑、堆煤、跑偏、拉线急停、连锁装置、烟雾报警及超温自动洒水装置。综采顺槽、集中运输、主运输必须安装防滑、堆煤、跑偏、张力、防撕裂、拉线急停、连锁、烟雾报警及超温自动洒水装置,主要运输巷上运胶带运输机还必须装设逆止、制动装置;下运胶带运输机必须安设制动装置。有效地解决了带式运输方式所产生的问题。由此可见机电一体化技术强大的功能性,它不仅能够提升煤矿设备的工作效率,同时还能够实现煤矿生产的安全操作。此外,机电一体化技术在煤矿运输中的应用,实现了煤矿设备的简单操作,且设备动作趋于统一化,有效提升了煤炭开采的能力,在一定程度上能够提高煤矿企业在生产运输等操作中的经济效益。
1.2机电一体化技术在煤矿安全监控系统中的应用
机电一体化技术在煤矿安全监控系统中的应用效果也不容小窥,可以说煤矿安全监控系统是机电一体化技术应用的具体实现。目前我国煤矿生产中常用的安全监控系统是KJ90型煤矿安全综合监控系统,该系统技术先进、功能强大、可靠性高、实用性强,是一套集矿井安全监控、生产工况监控、网络信息管理及多种监测子系统为一体的全网络化矿井安全生产综合监控系统。另外在机电一体化技术应用中应充分考虑煤矿生产操作实际状况,从而合理应用机电一体化技术与煤矿安全监控系统,实现煤矿生产的实时监控,为煤矿生产操作提供强有力的安全保障,提升我国煤矿监测监控系统的整体性能。
2、机电一体化技术管理中的现存问题分析
2.1没有充分发挥机电管理部门的职能
为了确保机电一体化技术的正确应用,充分发挥其在煤矿生产各个环节的作用力,很多煤矿企业在其内部设置了机电管理部门,但是就目前机电一体化技术管理现状而言,相关工作人员在技术管理过程中并没有发挥出机电管理部门的职能及功能性。大多数煤矿企业及其内部的管理与生产人员都把工作重心放在了煤矿生产上,并没有对机电一体化技术管理予以过多的重视,从而导致机电一体化技术应用薄弱,管理网络出现中断等状况。
2.2机电管理队伍整体素质有待加强
机电一体化技术可以说是煤矿生产操作中的创新体现,煤矿企业虽然在煤矿生产操作中应用了机电一体化技术,对煤矿生产技术做了合理化调整,然而对煤矿机电管理人员的素质却没有引起足够的重视。煤矿机电管理人员的综合素质会直接影响机电管理的实施效果,一些素质不高的机电管理人员在机电管理工作中表现出极大的随意性,管理力度不强,从而导致机电管理目标无法得以实现。
3强化机电一体化技术管理的有效措施
3.1充分发挥机电管理部门职能,采取统一化管理方式
要体现机电一体化技术在煤矿生产操作中的作用力,不仅要在煤矿生产中合理应用该技术,还需要建立机电管理部门,对煤矿生产操作实行统一化管理,对煤矿生产中的各个环节进行严格把控,只有这样才能从根本上确保煤矿生产质量及安全性。在机电管理过程中,一般情况下机电管理部门需要对四个方面进行管理控制,第一应结合煤矿生产接续安排合理编制煤矿机电设备运行计划;第二要求煤矿生产单位设备所用的易损配件进行合理提报计划,机电职能部门及时跟踪;第三对于煤矿机电生产中发生的事故进行追查,查找导致事故发生的原因,预防事故的发生;第四对于煤矿机电作业中的违章操作进行有效制止。
3.2强化机电管理人员综合素质,关注机电管理实施力度
在我国的工业生产中,引入了很多机电一体化设备,从而使得工业生产的效率大大增加。但是,这些机电一体化设备较为复杂,对其进行实际操作过程中还存在很多困难。因此,本文简要论述对机电一体化设备进行安全管理与维护的重要性,进而提出了安全管理和维护的具体对策。
关键词:
机电一体化;机电设备;安全管理;设备维护
目前,我国工业生产的环节较为复杂,仅仅利用人力无法满足工业生产的需求。因此,在很多企业的工业生产过程中,引入了机电一体化设备,从而进一步解放生产力,提高生产效率。但是这些设备的操作比较复杂,所以其安全管理和维护具有非常重要的作用。
一、机电一体化设备安全管理与维护的重要性
(一)是维护企业员工生命财产安全的重要保障。机电一体化设备是非常复杂的,在其运转的过程中,如果没有进行相应的安全管理和维护,有可能造成设备运行时的故障,从而对员工的生命财产安全构成威胁,主要体现在以下几个方面:第一,如果没有对机电一体化设备进行安全管理和维护,使得设备在运行时出现故障,可能会导致设备无法更好地进行工业生产,这样使得企业的生产工作无法顺利地开展,从而对企业造成重大的损失;第二,如果对机电一体化设备的安全管理不够,那么轻则造成设备故障,对企业的利益造成一定的损失;重则可能会对企业员工的生命财产安全构成威胁,从而酿成重大的安全事故。
(二)是开展安全培训工作的重要条件。在企业中运用机电一体化设备进行生产,需要对企业的员工进行相关的安全培训,才能够使得员工在进行生产或者对设备操作的过程中,严格遵循一定的规章制度,确保机电一体化设备的良好运转。所以说,对机电一体化设备进行安全管理与维护,是开展员工安全培训的条件,主要体现在以下几个方面:第一,在对员工进行安全培训的过程中,需要具有丰富安全管理和维护经验的员工进行讲解,如果员工的讲解仅仅停留在理论层面,可能会使得培训效果大打折扣,因此很多培训人员会讲解机电一体化设备的安全管理和维护的具体操作,从而能够使得培训效果更加突出;第二,通过培训人员对机电一体化设备的安全管理和维护工作的讲解,能够使得员工在未来的工作中,具有更加明确的目标,解决相关的安全管理和维护中出现的问题,进一步提高自身的警觉性,避免出现类似的问题,能够更好地利用安全管理和维护工作中的经验,进一步处理设备运行中产生的各种问题。
(三)是提高设备安全管理和维护员工素质的前提。对于负责机电一体化设备安全维护和管理的员工来讲,仅仅具备一定的理论知识是远远不够的,而且还需要真正通过实践,才能够更好地对机电一体化设备进行安全管理和维护。因此,可以说对机电一体化设备进行安全管理和维护工作,是提高员工实际操作能力的重要条件,在进行设备安全管理和维护过程中,操作人员能够遇到很多书本上没有的知识,对这些故障进行分析和排除,能够积累丰富的安全管理和维护经验,确保设备能够在安全和正常的状态下进行工作。
二、当前机电一体化设备安全管理与维护面临的问题
(一)管理理念落后。机电一体化设备凭借其各方面优势作用的发挥,多被运用于煤矿开采等需要大型机械来维护工作运转的企业当中。但由于这部分企业多以实业为主,相比较管理文化水平的提升,其更为注重生产效率与经济效益的提升,这就导致了其机械运行管理理念的落后。一些企业在运用机电一体化设备的过程中,认为对机械进行定期检修是一种增加企业生产成本、浪费资金的表现,因此在使用的过程中从不注重对机械设备的定期检修与养护工作,只是在机械运转出现问题过后才找修理工进行简单的处理,不对问题根源进行探究。殊不知,机械与人一样都需要休息和体检,日夜兼程的疲劳工作,对机械会造成很大的损伤,机械故障频发的根本原因就在于机电设备维护工作不到位。这些都与企业管理者管理理念落后、不到位有很大的关系。
(二)操作人员素质水平有待提升。无论在任何行业中的应用,机电一体化设备的运行都离不开人为因素的影响。机电一体化设备是科技迅猛发展的产物,具有很强的科技性,这就对操作人员包括操作技能、职业责任感等各方面的综合素质水平提出了很高的要求。但就目前机电一体化设备在实际应用中的情况来看,操作人员素质水平普遍偏低。具体表现为,一些设备操作人员缺乏对机械进行维护的责任心,对于机械设备运转过程当中出现的一些问题不能够做到及时发现、及时处理,在问题发生后,又缺乏勇于担当的勇气,从而出现责任推诿现象的发生。另外,企业为节省成本任用业余人员来对机电一体化设备进行操作也是造成机械设备事故频发的一个主要原因。与专业机电操作人员不同,这些业余的操作人员无论在操作技巧、方式还是操作知识等方面都没有受到过专业的训练,并且缺乏足够的机电一体化设备操作经验,这导致这些人员在实际工作过程中不仅不能保障机械设备的正常工作运转,其不科学的操作还会引起机械设备的过度消耗,从而降低了设备的使用寿命,面对机械设备运转过程中所发生的突发事件更是显得手足无措,这些都在一定程度上增加了机电一体化设备安全管理与维护的工作量与工作难度。
三、开展机电一体化设备安全管理和维护工作的策略
(一)构建完善的机电一体化设备安全管理和维护体系。对于机电一体化设备的安全管理和维护是一项复杂工程,仅仅依靠设备操作人员的力量是远远不够的,因此必须要构建完善的机电一体化设备安全管理和维护体系,从而能够让更多的员工参与进来,为此可以做到以下几点:第一,提高企业对于机电一体化设备安全维护和管理的重视,例如:企业需要为建立完善的机电一体化设备安全管理和维护体系提供一定的支持,例如:在资金方面的支持、技术和人才等方面的支持等等,从而能够更好地促进体系的构建和完善;第二,需要建立完善的规章制度,促进安全管理和维护体系的构建,使得体系中的员工能够严格按照相关的规章制度开展工作,更好地约束自身行为。
(二)不断提高设备操作人员的素质。为了更好地进行机电一体化设备的安全管理与维护,需要不断地提高设备操作人员的素质。第一,在机电一体化设备安全管理和维护体系中,增加对员工行为的考核体系,使得员工能够清楚地认识到自身的职责,在对设备进行操作和维护过程中,能够严格按照相关的规章制度进行,从而进一步提高设备安全管理和维护的工作质量;第二,对设备操作人员进行相应的培训,使得他们能够熟悉设备的操作以及安全管理和维护的知识,从而能够更好地将这些知识运用到设备的实际操作过程中,确保对设备安全管理和维护工作的顺利开展;第三,要对企业中的其他员工进行培训,使得他们能够了解设备基本的运转状态,当发现设备运转出现异常时,能够及时通知相关的安全管理和维护人员,尽快地对设备进行维护和管理工作,确保企业生产工作的顺利开展。
(三)不断提高机电一体化设备的安全技术。随着机电一体化设备的不断发展,相关的操作和安全管理技术也在不断地发展,从而能够为企业中设备的安全管理和维护提供方便。因此,机电一体化设备的安全管理和维护需要将一些安全技术引入到设备的操作过程中。第一,企业的管理人员应该充分认识到,提供设备安全管理技术的重要性,从而能够允许员工在进行设备的实际操作过程中,可以运用更加先进的安全技术,对设备进行更好的安全管理和维护,进一步提高设备的安全性和可靠性;第二,企业中的机电一体化设备操作人员,需要不断对相关的安全技术进行学习,才能够更好地将这些安全技术运用到实际生产的过程中,进一步促进机电一体化设备安全管理和维护工作的开展。
四、结语
目前,我国很多企业的工业生产呈现出较为激烈的竞争状态,因此很多企业通过采购机电一体化设备来提高自身的生产效率,能够在竞争中获得优势。但是,机电一体化设备的操作、安全管理和维护是非常复杂的,只有不断改进和完善机电一体化设备安全管理与维护工作,就能更好地对设备进行管理和维护,进一步促进工业生产的顺利实施与发展。
参考文献:
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在矿井提升机中的重要应用
大家都知道,矿井的提升机主要工作的地点就是在矿井下以及地面上,机电一体化技术在矿井提升机中的应用,可以很好地发挥其一体化的功能,使运行实现全数字化。内装式的提升机在矿井提升机中具有非常重要的地位,这种类型的提升机使滚筒和驱动在结构的角度上进行有机结合,用这种方法使机械的结构得到简化,使机电一体化能够更好地被实现。在功能上,全数字化的提升机可以使通讯达到非常快的速度,使诊断的功能也达到全自动化。提升机全数字化的功能为了可以使电器的安装得到进一步的简化,使硬件设备地安装简便化,软件启动和控制得到进一步实现,矿井提升机的工作效率得到了进一步提高。
在矿井下的带式输送机中的应用
我们把带式的输送机又称之为胶带输送机,它的工作原理就是通过摩擦驱动来实现运输材料的连续性。它的形成就是由上面紧套的闭合输送带与两个端点的滚筒相结合而形成的。因为机电一体化技术的大量应用,带式输送机在技术水平上有了一定地提高,并且在一定的程度上使矿井下的高带速、大运量、大功率和长距离曲线的带式输送机等许多的关键技术在研究以及新产品研发的速度上都起到了相当大的促进作用。目前,通过我国的科学技术的不断发展,科学家的不断努力与钻研,多种类型的带式输送机被研究出来了。但是出现的问题就是这些带式输送机的单位长度以及运输量都受到了很大的限制,需要特别指出的一点就是我国研发的带式输送机与西方发达国家的相比,在灵敏度以及使用的寿命上的研究是比较弱的,这就需要我国的科学技术人员更加坚持不懈地努力,才能够赶上并超过发达国家的技术水平。所以我国的技术科技研究人员应该通过不断地研究来使技术更加完善。
煤矿企业中的机电一体化技术发展趋势
1机电一体化技术发展日趋网络化
上世纪九十年代,计算机技术得到迅速发展,其中一项重要的成就就是网络技术的发展。人们日常的生产生活以及工业生产、教育、军事、科学技术等等都因为网络技术迅速地兴起以及迅猛地发展而受到了很大的影响。全球范围内的经济和生产也由于网络化的技术而逐渐的融为一体,致使企业之间竞争的力度进一步加强了。煤矿的远程控制、监视技术也由于机电一体化技术网络性的发展在生产中得到很好地应用,为使煤矿行业能够得到长足的发展,还要适当地引入竞争机制。
2机电一体化技术发展日趋智能化
机电一体化技术今后一个重点的发展方向就是智能化。最近几年来,人们越来越重视机电一体化技术应用与研究的智能化。智能化的机电一体化技术应用于煤矿生产中,能够使人们的正常思维的一部分很好地输入到电脑的操作系统中。利用这种系统来模拟人类思维的智能性。让系统也能够拥有与人类相同的推理能力、逻辑思维能力、自主选择能力以及判断能力等等。这样的话,就可以使工人一些脑力和体力的活动通过机电一体化的智能性来代替,使工人们的劳动强度得以减轻,工作的效率也会相应得到提高。但是,需要我们清楚的一点就是,机电一体化的产品智能性永远不会跟人类所拥有的完全相同,当然这一点也不是必须的,我们只是要求机电一体化拥有人的部分比较低级的智能,能够为我们的工作所利用到就可以了。
3机电一体化技术发展日趋绿色化
科学技术以及社会经济在当今的世界都在迅猛发展着,这也大大提高了煤矿的生产效率,进行煤矿生产的企业也从中得到了很高的经济效益,使人们的生活变得更加舒适安逸,物质资料也得到了极大的丰富。任何事物都有其不利的一面,在这方面也是同样的,人们在享受的同时也付出了比较惨重的代价,由于过度地开采使得煤矿资源迅速的减少,生态环境也遭到了严重地破坏。人们也逐渐认识到保护资源与环境的重要性。所以说绿色这个概念就随之产生了,对于资源开采的绿色化也是这个时展的大势所趋。作为煤炭开采行业来说,怎样才能做到企业健康、可持续地发展呢?怎么才能实现煤矿的绿色开采,保证对于生态环境不会造成危害或者把危害降到最低呢?机电一体化技术就可以很好的解决这一问题,可以最大可能地降低对环境污染的程度,报废的机械还可以再回收利用。
结语
关键词:高职;机电一体化;课程体系
机电一体化技术是建立在机械技术、电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、传感器与测试技术、电力电子技术、伺服驱动技术、系统总体技术等现代高新技术群体基础之上的一种高新技术。而高职教育的培养目标是培养与我国社会主义现代化建设要求相适应的,掌握本专业必备的基础理论和专门知识,具有从事本专业实际工作的全面素质和综合职业能力,在生产、建设、管理、服务第一线工作的高级技术应用性人才。以学术为中心的学科课程理论来构建高职机电一体化专业的课程体系不符合高职教育的培养目标;“以机为主,机电结合”、“以电为主,机电结合”或“机械课程和电子课程的堆砌”的课程体系,也不能满足社会对高职机电一体化专业培养规格的要求。为此,探索高职教育教学规律,创新高职机电一体化专业的课程体系,创新机电一体化专业的实践教学模式,对提高办学质量,提升学生职业技术能力具有重要意义。
一、 机电一体化专业课程体系存在的不足
通过对重庆部分学校高职机电一体化专业课程体系考察,发现现行高职机电一体化专业课程体系存在以下不足:
(1)一些反映当今新技术的课程没有纳入高职机电一体化专业课程体系,不够突出使用与课程相关的应用软件的能力培养,特别是有些公共基础课和专业基础课,如数学软件和CAE软件等,课程结构还需要进一步完善,使培养出来的学生知识结构更加完整。
(2)课程交叉内容多,特别是专业课,例如《数控加工工艺》与《制造技术基础》、《数控机床》和《数控技术》、《数控机床维修》和《电气控制与电机拖动》有大量内容重复,课程体系不够精练,从而使学生的学习效率不高。
(3)高职机电一体化课程体系,有强调操作而排斥知识的重要性的倾向,学生的学习潜能没能充分发挥,基本功不够扎实,技术实践能力较差。现行课程体系力求在培养操作工,而不利于培养高级机电一体化应用性人才。
(4)实践教学环节脱离工厂真实环境,一些实践性强的实验、实训设备由于缺乏技能型教师和真实的工厂生产环境,没有充分发挥其培养学生技术实践能力的作用。
二、高职机电一体化专业课程体系构建的基本思路
高职机电一体化专业课程体系构建的基本原则是:以课程理论为指导,借鉴国内外职业教育课程模式,突出“新、精、实用、高效”的特点,以能力为中心,创建一个知识结构完整,具有应用性、实用性和岗位针对性的课程体系。所谓课程体系的新就是指要反映职业教育的新理念、反映机电一体化专业新技术;课程体系的精指课程设置简捷而无冗余;实用指课程设置能满足职业岗位的要求;高效指要求学生学习本专业效率要高。其思路如下:
第一, 高职机电一体化专业课程体系应注重基础,强化基础课程的应用。随着科学技
术的发展,给产业工人和技术人员的工作性质带来了很大的变化,主要表现为:知识型工作大量增大,工作的完成更多的依赖个体的知识、判断力、问题的解决能力,以及对工作的积极态度,而不是机械、重复的动作技能;固定工作减少,部分时间制工作增加,工作流动加快,更换职业成了非常普通的事情;技术革新造成许多工作合并,使得工作范围拓宽,在现代工作生活中,同一岗位上的个体相对以前来说要做更多的工作;技术更新速度加快,导致工作类型和工作内容更新速度加快;现代的工作更多地是一种团队组织的工作,要依靠群体合作来完成,而不是靠个体来完成。工作性质的这些变化要求高职机电一体化专业课程体系的知识结构要新、要完整,有利于再学习能力、转岗能力培养和满足学生可持续发展的需要,为此对现行课程作以下调整: “注重基础,强化应用”,英语和数学由两学期增加到三学期,增加专业英语、复变函数和积分变换、现代设计方法和现代控制理论课程,强调数学软件(如MATLAB)的应用; AutoCAD与机械制图融合,通过AutoCAD为工具进行机械制图的教学,这样就不用把AutoCAD单独设置为一门课程;工程力学和机械设计基础课程应增加软件的应用内容(如ANSYS和ADAMS的应用)。
第二, 高职机电一体化专业课程体系应突出学生技术实践能力培养。在构建高职机电
一体化课程体系时,存在把能力本位理解为操作本位和把强调实践能力的培养理解为反复操作训练的误区。学生见习的多,实习的少,重复的操作训练多,综合的技术实践少。什么是“技术”?技术是一个历史的范畴。技术最初被看作是劳动者的技巧、技能和操作方法,即人类在生产经验基础上获得的主观能力,这种看法反映了手工工具时代技术的形象。近代科学兴起后,技术主要表现为,依据自然规律,运用一定的手段、方法,特别是以机器的使用为中介,对物料、能量、信息进行转换或加工,以满足人类需要的实践活动。在当代,人们通常把技术定义为:“人类为了满足社会需要,利用自然规律,在改造和控制自然的实践中所创造的劳动手段、工艺方法和技术体系的总和” 。技术实践指的是人们的技术活动,技术实践能力不仅包括操作能力,还包括技术设计的能力等,关于机电一体化技术不仅包括设备的操作与维修,还应包括设备的机械设计、控制设计以及设备制造技术。所以高职机电一体化专业不能仅仅强调操作技能的培养,应该突出技术实践能力的培养,以充分发挥学生的学习潜能和满足社会对应用性人才的需要。
第三,改进实验、实训的投资方式,充分发挥其培养学生技术实践能力的作用。实践教学环节企业化,以学校企业双赢的方式,将学校实践性很强的实验实训投资与企业的技术改造相结合,将有些实验室、实训基地建立在企业。如果是这样的话,一则为学生创建一个真实的实践环境,二则促进地方经济的发展,三则盘活学校的实验投资,四则巩固了“校企结合”的共同利益基础。
第三, 以“基础+项目”的模式够建高职机电一体化专业课程体系。“三段式课程模式”
通常把职业教育课程划分为公共基础课、专业基础课和专业课三类,其中公共基础课指语文、数学、外语等通用课程;专业基础课主要是一些由抽象程度较高的专业原理性知识所构成的课程;专业课是由一些较为具体、适用的单项技术的理论知识构成的课程。现行高职机电一体化专业课程体系的结构由公共基础课、专业基础课、专业课和操作训练四部分组成,本质上是弱化了基础,强化了操作的“三段式课程模式”。该课程体系结构除了削弱了基础外,课程交叉内容多,专业课程内容空泛、针对性不强。鉴此,我们通过强化基础,取消专业课,提出了高职机电一体化专业 “基础+项目”的 课程模式。基础课旨在培养学生的基本职业素养和基本的专业技术基础,项目(训练)旨在培养学生的职业技能和岗位工作能力。基础课以课堂教学加实验的形式授课,项目(训练)是以工作任务为引领,根据岗位的要求开发训练项目,由学生根据择业意向和兴趣选择他(她)所需的项目,从而保证按学生和社会的需要设计教学。项目的选择以能力为主线,项目的主要来源是职业岗位,一个项目的内容应该涵盖一个工作岗位所需的基本技术、基本技能要求,如旨在培养数控车工的数控车削加工项目应在数控车床结构认知、数控车床的维修、车削工艺、车削刀具、夹具、量具和数控编程与操作等方面都得到训练。再如机床设计项目要涵盖机床制造厂设计岗位的基本技能和技术内容。项目以工作为本位(指在工作现场进行学习)的形式实施,由技师、工程师、专业老师担任指导教师。
三、高职机电一体化专业课程体系的内容
(1)基础(学时:共4学期):基础英语,专业英语, 高等数学(上、下),线性代数,复变函数及积分变换,法律基础,小平理论,计算机基础,机械制图,工程力学,公差配合,工程材料及热处理,液压传动,机械设计基础,机械制造基础,现代设计方法,电工基础,电子技术基础,电力电子技术,汇编语言,微机原理与接口技术,传感器与检测技术,电气控制与PLC技术,数控原理与系统,现代控制理论。
(2)项目(学时:共2学期):数控车削加工,机床设计,数控机床的电气控制设计,刀具设计,机电一体化产品设计,模具设计等。
培养出基础扎实、技术过硬的应用性人才,是社会对高等职业教育的客观要求,为了构建“新、精、实用、高效”,以技术实践能力为中心,知识结构完整,具有应用性、实用性和岗位针对性的高职机电一体化专业课程体系,“基础+项目”的 课程模式是一个较好的解决方案。
作者单位:重庆三峡学院应用技术学院
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