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机电一体化内涵赏析八篇

发布时间:2023-08-15 17:13:34

序言:写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁,我们为您精选了8篇的机电一体化内涵样本,期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发,请尽情阅读。

机电一体化内涵

第1篇

[关键词] 现代制造业 先进制造技术 机电一体化技术 紧密联系

制造业是现代国民经济和综合国力的重要支柱,尤其是现代制造业更是在一个国家的企业生产能力构成中占首要地位,要发展和壮大现代制造业就要大力研究、发展和掌握先进制造技术。所谓先进制造技术,其实就是一种综合技术,是在传统制造技术的基础上加上信息技术和科学的管理,再加上与之相关的科学技术交融而形成的群体技术。

一、先进制造技术简介

制造技术是使原材料成为产品所应用的一系列技术的总称。现代制造技术不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理技术的最新成果,并将其综合应用于制造业的全过程。

先进制造技术是制造技术的最新发展阶段,是由传统的制造技术发展起来的,是与现代高新技术相结合而产生的一个完整技术群。它是具有明确范畴的新技术领域,是面向工业应用的技术,是驾驭生产过程的系统过程。它不仅涉及产品的设计、制造工艺、加工和装配、而且覆盖了市场分析、销售使用、维修服务,乃至回收再生的全过程;先进制造技术还涉及企业产品与管理创新、企业生产过程综合自动化、制造单元与系统的集成、制造企业与流通领域的集成、企业间集成与协作等方面。

目前机电一体化技术在现代制造业中应用广泛,在先进制造技术中占相当重要地位。

二、机电一体化技术概要

机电一体化技术是面向应用的跨学科技术,是从系统工程出发,综合运用机械技术、微电子技术、光学技术、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有机融合、相互渗透的结果。它涉及了许多新概念、基础学科和边缘学科,是从系统的观点出发,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。

机电一体化不是机械加电气简单组合、拼凑而成的机械电气化,而是赋予了自动化、虚拟化、柔性化、智能化等特征。其主要由:机械装置;检测装置和传感器、变送器;信息处理部分;驱动器和执行器; 接口部分等5个部分组成。

三、现代制造业的基本内涵及特点

1.基本内涵

按照国际通例,工业中所有将原材料转化为可供使用的物品的行业都可成为制造业,可分为装备制造业和生产消费资料制造业。现代制造业就是用高新技术改造、升级优化传统制造业,是先进制造技术或先进管理手段与制造业相结合的产物。

现代制造业有下面几个方面是必须具备的:1、采用了新技术、新工艺、新装备,实现了制造过程的现代化。2、应用信息化的手段。对生产、管理、销售的全过程采用了信息化的管理手段和信息化的管理工具。3、采用了现代化的生产组织方式。4、现代制造强调以知识和技术投入为因素,以现代集成制造为特征,以高新技产业为先导的高附加值、高科技、产业链长的产业体系。

2.主要特征

通常来说,现代制造业主要有以下特征:

(1)充分消化吸收吸和应用世界先进制造技术与现代高新技术,更加强调以知识和技术为投入因素,企业的工艺、装备、材料高技术化,产品的科技含量和附加值较高。

(2)建立起与现代技术相适应的生产方式和企业组织形式,推广和实施先进的制造模式。发展对国民经济带动作用大,产业链和的产业集群。

(3)符合现代社会可持续发展理念,具有资源节约、无污染绿色等特征,具有与全球化相适应的资源配置方式。

(4)利用现代信息技术,改造和集成业务流程,形成以价值链为基础的分工协作模式,并呈现出制造业与服务业既分工又融合的特点。

四、机电一体化技术与现代制造业紧密联系、密不可分

随着现代制造业向精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化的快速发展,机电一体化技术和产品与现代制造业联系紧密。

1.机电一体化技术和产品

机电一体化技术和产品的广泛应用于工业生产过程的名个领域,特别在现代制造业方面应用较广。其主要有机电一体化系统和典型元、部件两大类。

机电一体化典型系统有:数控机床系统、智能化仪器仪表、印刷机械系统、发动机控制系统及虚拟加工CAD/CAM等系统。

典型的机电一体化元、部件有:电力电子器件及装置、可编程序控制器(PLC)、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化技术和产品是现代制造业所不可或缺的。

2.机电一体化产品在现代制造业的优势

(1)设备安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有主动监视、报警、主动诊断、主动保护等功效,从而使其具有较高的自动保护措施和可靠性及较低的产品故障率,明显提高了设备安全性和可靠性,使用寿命也得到相应提高。

(2)生产能力和工作质量、效率大幅提升。机电一体化产品大都具有信息主动处理和主动把持功效,能保证最佳的工作质量和产品的合格率,同时也使得生产能力大大提高。

(3)具有智能化功能,操作简便。机电一体化产品操作按钮和手柄数量明显减少,使得操作大大简化、简便。先进的机电一体化产品是一个完整的系统,可通过模糊技术与信息技术(尤其是软件及芯片技术)对外界参数的改变随机自寻最佳工作程序,实现主动最优化操作。

(4)具有复合功能及适用性。机电一体化产品突出了复合技巧和复合功效,使产品的功效程度和主动化程度大大进步,能适用于不同的场合和不同领域,满足用户需求的应变能力较强。

(5)具有参数化特性,调试和维护方便。机电一体化产品可通过改变控制和执行系统的程序来实现工作方法的转变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变更的需要。机电一体化产品的主动检验和主动监视功效可对工作过程中出现的故障主动采用措施,使工作恢复正常。

总之,现代制造业是科学技术与生产力发展的必然结果,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和产物。两者的紧密结合深刻影响着现代制造业及现代制造技术,随着科学技术的发展,各种技术相互融合、相互渗透的趋势越来越明显,将大大地推进现代制造业的发展步伐。

参考文献

[1]章浩,张西良,周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究,2006(7)

第2篇

【关键词】:机电一体化;技术;发展趋势

随着社会不断进步,机电一体化技术不断发展完善,极大的提高了社会生产力。机电一体化技术是一门具有自身体系的学科,在科技迅速发展的前提下,不断赋予一体化技术新的内涵。机电一体化系统的实体部分,主要是机械部分与电子部分,又通过信息技术把这些部分有机结合在一起,从而构成更为先进的产品,具体包括成型和设计、系统集成、执行器和传感器、智能控制、机器人、制造、运动控制、振动和噪声控制、微器件和光电子系统、汽车系统、其他应用等方面内容。因此,本文首先分析了机电一体化产品的优越性,接着论述机电一体化技术的发展方向,同时提出合理化意见和建议。

一、机电一体化技术发展现状

机电一体化发展至今已经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。但其基本特征可概括为: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、传感测控技术及电力电子技术,根据系统功能目标要求,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。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。机械工程技术由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系。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,还被赋予许多新的功能,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。也就是说,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延伸,智能化特征是C电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

二、机电一体化技术发展趋势

机电一体化在发展过程中,涉及很多行业和学科,比如计算机、光学、电子以及机械等。但是就目前的发展而言,我国的机电一体化技术与发达国家存在较大的差距。当前机电一体化技术发展方向主要体现以下几个方面:

1.智能化。智能化成为机电一体化发展的重要方向,尤其是人工智能越来越得到广泛的应用,比如机器人与数控机床的应用。同时计算机科学、模糊书序额以及生理学等学科的发展,给当前机电一体化的智能化发展提供了更多的新方法和方向。同时随着微处理器的性能越来越完善,为机电一体化产品智能化创造良好的外部条件。

2.模块化。在实际生产过程中,由于机电一体化种类很多,相应的机械、电气、动力以及动力借口也十分的复杂。因此,要研制智能调速和机电一体化的动力单元,提高视觉和图像等功能的控制单元,最大限度的提高机械装置的操作的效率。通过标准单元,可以有效提高新产品开发的效率,促进生产规模的扩大。另外,为了保证产品质量,还要不断完善相应的标准,做好机电产品的匹配。

3.网络化。网络技术的发展促进了当前生产力的变革,对促进全球经济一体化起到了重要的推动作用,为机电一体化产品提供广阔的市场。比如各种远程控制和监视技术的终端设备就是机电一体化产品。同时随着局域网技术的发展和应用,给社会发展带来了极大的便利。因此,机电一体化技术也会朝着网络化方向发展。

4.微型化。在实际生产过程中,机电一体化朝着微观方向发展。微型化就是要朝着微米和纳米的方向发展。微型的机电一体化产品,占有空间较小,耗能很低,很有很强的量活性,被广泛的应用在社会的各个方面,具有无法比拟的优势。作为机电一体化技术的新尖端分支而倍受重视,泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品,并且向微米、纳米级发展,让机电耗能更少,运动更加的灵活。微型机电一体化发展的技术关键点就是微机械技术,因此,为促进机电一体化技术的良性发展,可以采用超精密技术。

5.环保化。随着工业技术的迅速发展,给人们的生产生活带来了翻天覆地的变化,在享受丰富的物质生活同时,也面临着资源不断减少和环境污染问题,成为制约社会发展的主要因素。因此,在机电一体化产品生产过程中,要进行绿色环保设计,提高机械系统的可回收性,降低原材料消耗,降低机械系统对环境的污染,最大限度的保护环境,避免对环境和人类身体健康造成危害,提高资源的利用率,做好资源的循环利用。因此,节能、环保也是机电一体化技术发展的重要方向。

6.系统化。系统化的主要特点就是结构的开放式和模式化,要求整个系统能够进行灵活的组合和裁剪。同时不断加强通信功能。就目前而言,机电一体化发展趋势更加重视人与产品之间的关系,赋予产品更多的智能和情感。另外,还要要求产品能够模仿生物激励。

综上所述,机电一体化技术是许多科学技术发展的结晶,,是社会生产力客观要求。随着制造自动化程度的不断提高,将会出现智能制造系统控制器来模拟人类专家的智能制造活动,并会对制造中出现的问题进行分析、判断、推理、构思和决策机电一体化技术将成为机械工业的主角,在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益。因此,我国要不断总结经验教训,引进国外先进的技术,促进我国机电一体化技术又好又快的发展。

参考文献:

[1]成文斌. 机电一体化技术的现状和发展趋势研究[J]. 科技致富向导,2012,02:239.

第3篇

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[2]王莹.关于建立大学生短期支教长效机制的思考[J].商,2013(12).

[3]沈朦,邓云岫,沈金荣.大学生在城市和农村开展短期支教的研究对比[J].文史博览:理论,2011(3).

[4]胡洋,王晟昊.大学生短期支教长效机制的探索:以苏州大学“欣,彩虹行”贵州支教团为例[J].科教导刊,2012(11)(上).

第4篇

【关键词】煤矿;机电;一体化技术;应用研究

现代的煤矿生产逐步对机电一体化加以实现,这种实现实质是指将自动控制技术、信息处理、机械和计算机等技术进行复合的应用,是由传统的机械工程转变为微电子技术方向的由多种现代化技术相互融合的综合技术,因此应用实践非常的广泛。煤矿工作若想达到高产、高效的程度,机电一体化技术的应用是唯一的选择。我国现阶段对于机电一体化的应用正处于处于阶段,各项技术的应用深度还有待进一步强化,本文对该问题进行研究,有助于以后应用的相关借鉴。

1 煤矿机电一体化技术的概念

机电一体化的实质内涵是以系统工程为基础,将机械和电子等多种相关技术加以融合,从而使系统整体和产品具有最佳的性能。机电一体化作为技术群组的一个总体称呼,它是由很多表现出特定功能的电子和机械设备组成,机电一体化即为电子、机械工程的有机整体,其反映的思想也是系统设计理论与集成综合技术。实践中可以看到,机电一体化具有非常大的优势,主要表现在其自身所拥有的节能性,在低碳经济的背景下有良好的发展前景,主要表现在以下两个方面。第一,基于运行和负荷情况自主进行控制与调整,使能源的使用量与排放得到有效减少。第二,结构构成简单,有较高的实际可操作性。机电一体化是以应用模块化、标准化为基本要求,通过设计制造而成,因此非常的严谨,而且这一体系可以将信息处理、监视以及运算功能有机的结合在一起,由此可见,机电一体化技术的发展,使之逐步趋向于现代化、智能化和规范化,在当前国内煤矿生产中所扮演的角色是不可替代的。

2 我国应用机电一体化的历史

我国的机电一体化技术处于萌芽状态应该归于我国自行研究所设计出来的第一套综合机械化采煤工作面的投入使用。但当前国内机械化综合应用仍然刚刚起步,具体应用过程中仍需依赖采煤机由液压牵引转化成电牵引。自从那以后,不断出现和应用的技术便层出不穷,像支架电液微机技术、故障诊断等。21世纪,我国的煤炭机电一体化技术所进行的研究与应用在大型固定设备的煤矿安全生产监控和后备保护方面所取得的显著成果有目共睹。但是,较之于西方发达国家而言,国内的采煤技术依然非常的落实,实践中还存在着很多的问题与不足。

3 煤矿发展中的机电一体化应用分析

第一,提升机上的机电一体化技术应用。采矿实践中,电气自动化已经得到了非常广泛的应用。对于采煤机而言,以前的起步标准必须是中厚煤层,现在已经可以在浅煤层相应进行实施。目前,因对滚筒式采煤机的运用,基本可以从整体上使大功率、高产量开采的目标达到。滚筒式的采煤机在牵引方面的飞跃是区别于其他传统的采煤机的。其良好的牵引特性使它可以对较大的阻力进行克服并且及时地向电网反馈电能。与此同时,这种具有极高可靠性能的牵引方式不仅尺寸较小、操作便易,而且使用年限很长,检修工作无时常进行的必要,工作质量和效率非常的高。

第二,煤矿运输过程中的机电一体化应用。煤矿井下原煤进行输送的首要工具是带式输送机。其具有的特点主要有:效率高、大的输送量、可靠运行、较容易实现自动化、连续长距离输送等。当前,驻澳的此设备所应用的是CST可控的软启动装置,此装置是机电液一体化的综合。其软驱动装置是特意为平滑起运送大惯性载荷而研究设计的,一条皮带运输机由多台或者是一台CST驱动的。因为一些条件,比如动态分析、在线监控以及启动延迟等技术制约,造成国内带式输送机驱动点仍不能同时超过3个,这就严重影响了国内输送机单机运量、长度。除此之外,国内输送机主要存在的缺点也不少,像其灵敏度和寿命低、可靠性差以及监控设备功能少。

第三,煤矿生产过程中机电一体化技术应用。在当前国内矿井生产实践中,对机械设备提出了更高的要求,尤其是对一些大功率机械设备要求更高一些。基于此,多数情况下都会将真空开关有效的应用在高压开关柜上,从而提高其服役期限。维护量相应减少且功率因数得到提高;同时,基于胶带机的应用,可以实现煤矿生产中的集中控制,并且还可以有效加强图像化以及信息化设备监控,这对全面提高煤矿生产安全性,具有非常重要的作用。

第四,煤矿生产自动监控过程中的机电一体化技术应用。实践中,通过微电脑自动变速控制,可以实现对煤矿生产中的综掘机在线监控,以实现煤矿生产的简单化与实际可操作性,从而有效降低劳动强度。在此过程中,应当充分发挥电机的作用,以有效降低能耗,提高人员、机械设备运行的安全可靠性。在目前国内形势下,对于微电脑运用,实行综合采煤机的有效控制,非常有益,同时它还可以让机械针对那些原本危险或者无法靠近的地方进行机械作业。

4 我国机电一体化的成果及其发展前景

机电一体化的投入使用不仅可以大大降低矿工的劳动强度,增加收入,而且对于煤矿生产的安全可靠性具有非常重要的作用。基于此,从整个层面上而言,其综合效益是非常可观的。同时,其对稳定煤炭市场有序健康的发展加以促进,也对我国的现代化进行建设有利。因此,机电一体化技术的应用范围非常的广泛,而且其未来应用价值会更大。

从实践中来看,如果机电一体化按照当前的势头继续发展,则一定会成为一种绿色环保技术。在此过程中,还要对国外的一些先进技术进行有效利用,对机电设备中的通信功能予以强化。同时,还要切实对当前机电类产品进行有效改进和完善,增强其用途,以实现资源的有效利用。

5 结语

本文主要对煤矿机电一体化技术及其应用进行了分析,希望可以为以后对其研究提供一些可借鉴的经验,从而为我国煤矿事业的发展奠定研究基础。

参考文献:

[1]郝锦龙.煤炭企业中机电一体化技术的应用研究[J].科技情报开发与经济,2011(10).

第5篇

关键词:机电一体化; 优越性; 发展趋势

机电一体化是将多种技术有机融合的一种综合技术,发展至今已独立门户,成为有自身体系的新型学科,随着时代进步和技术的发展,还将被赋予新的内涵。机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其功能性结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要其具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。机电一体化产品应用范围非常广泛,可以延伸至生产中的各个领域,其相对于传统的机电产品,具有更高的可靠性与安全性,更佳的性能以及强大的复合能力与适应能力。

一、机电一体化的优越性

1.使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。

2.生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。

3.使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。

4.具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。

5.调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。机电一体化产品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。

二、机电一体化产品的构成及特点

1.机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和连接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础, 因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。

2.动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。

3.传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

4.信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求,信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息,并对其进行相应的处理、运算和决策,以对产品的运行施以按照要求的控制,实现控制功能。机电一体化产品中,信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。

5.执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件,常采用机械、电液、气动等机构。

三、机电一体化的发展趋势

1.智能化趋势。智能化是机电一体化技术发展的一个重要发展方向,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。具体而言,一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支。另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。

2. 模块化趋势。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、圈像处理、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. 网络化趋势。20 世纪 90 年代,计算机技术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、教育等日常生活都带来了巨大的变革。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。而且由于网络的普及,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。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。

4. 环保趋势。工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适; 另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,这是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。

结语:机电一体化的发展推动了我国制造技术的迅速更新换代,使冰冷冷的机器有了人性化并且更加智能,机电一体化的出现不是偶然的,是社会进步的体现,是生产力发展到一定阶段的必然要求,是科学技术的结晶。随着我国数字化的信息技术革命以及多元信息化步伐的加快,机电一体化技术必将朝着智能化、网络化、绿色化等方向迈进,创造更大的经济效益与社会效益,给我们的生活带来巨大的变革。

参考资料

第6篇

我国的煤炭工业从早期的手工劳作到现在的高科技采煤技术,期间经历了多个发展阶段,由于我国煤矿工业开采技术的进步,对于我国的其他各项事业都起到了很好的推动作用。在历史发展的今天,我们要求对煤炭工业提出更高的要求,并且煤炭工业技术也出现了多次大的转折。作为重要能源的煤炭必须大幅度地提高产量和提高劳动生产率,应用现代科技成果,努力提高综合机械化和自动化水平。作为煤炭工业重要内涵之一的机电一体化技术尤为突出。

1我国煤炭企业机电一体化技术的发展现状

煤矿机电一体化技术的应用随着国内进口采掘机械的不断引进和部分国产化,煤矿机电一体化水平不断增高,并且取得了一定的成效。随着煤矿生产不断向高水平发展,对控制水平和规模的要求也越来越高,从而又加速了机电一体化技术的发展和进步,但是我国煤炭系统中自动化水平相对发达国家而言还有一定距离。

1.1煤矿设备的一体化和程序化

目前,煤矿的机械设备部分应用了先进的机电一体化技术,但还没有形成系统化态势。国有新建大中型煤矿应用情况较好,传统的中小煤矿应用则较差。我国的煤机企业在煤矿机械生产中,需要由零散的技术手段向系统化配套方面转化。机电一体化产品在程序化应用,特别是煤炭企业的机械装备上,与国际同行业相比还有很大的差距。程序化是煤矿企业机械机电一体化发展的必然。

1.2我国煤矿的井下智能设备

井下机器人、智能化作业设备是煤矿机电一体化技术提供的完整的独立设备,是对采煤行业的一种巨大的贡献。我国大型矿山设备,特别是井下机电设备,由于设备能力、可靠性和检测智能控制水平不高,严重影响机器的工作可靠性和安全生产。为了彻底改变这一落后的局面,在采煤机械方面提出的目标是,实现采煤、掘进、运输和支护设备的机电一体化。

1.3矿井安全生产监测监控系统

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。目前,我国大多数煤矿都安装了监控系统,大大提高了井下安全,虽然国内安全监控系统基本能满足煤矿要求,但由于相应配套的传感器存在种类少、寿命短、维护工作量大等不足,导致在许多监控系统工作可靠性不高,系统利用率低。

1.4矿井运输提升设备

带式输送机不仅能满足长距离的连续输送,而且具有输送量大、运行可靠、效率高和自动化等特点,已成为我国煤矿井主要的运输装置。所以,其已成为当今机电一体化技术的研究重点。我国已自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

2我国煤炭企业机电一体化技术的发展与创新

煤炭行业的发展历经艰辛,之所以取得如此辉煌的现代化成果,与煤炭机电技术进步是密不可分的。随着煤矿现代化进程的加快和安全技术的高速发展,井下各种监测、监控系统逐渐增多,如果这些监测、监控系统处于相互独立的状态,各种系统自成体系,各自为政,信息不能互通,势必造成通信线路重复投资,重复建设,系统维护量增大,整体可靠性差,维修、维护困难,信息不能综合利用等缺陷,计算机控制技术和网络技术在煤矿的广泛应用很好地解决了这些问题。

现在,计算机控制和网络可以覆盖到煤矿井下现场、覆盖到单台设备、单个数据测量点,在地面的任一网的计算机经授权均能直接查阅有关的信息,或向井下发送有关的信息,各级管理者可以在车间、区队、矿井、企业乃至世界各地实现统一的调度、控制和管理。这些网络、控制系统都改变着传统煤炭行业技术和产业结构,给现代化矿井的优化调度、科学管理等带来革命性变化。煤矿机电技术及装备的主要发展趋向应当是:跟踪产业科技前沿,开发有自主知识产权的以煤矿开采技术及配套装备为主导的核心技术,以其高适应性、大型化、大功率化、遥控和自动化占领技术制高点;开发以微处理器和微机为基础的矿井设备工况和健康监测以及微处理器、计算机和专家系统的应用等,将逐步成为现代化煤矿机电技术发展的重要标志。

2.1加强机电一体化方面的管理

加强机电一体化方面的管理首先要抓好设备的技术管理;其次要抓好机电设备的现场管理,发挥机电、安全生产管理的双重职能;再次,搞好机电设备的管理,要敢于大胆革新,对设备进行技术改造。而具体到实际的生产工作现场,就设备而言,我们应根据生产实际,结合维修、维护中存在的问题,对设备进行合理的技术改造,使其为我所用,更好地发挥设备的效能。

2.2煤矿企业机电一体化智能控制

采掘作业是在非结构环境下进行的,这种环境不仅难以建模,而且具有很强的不确定性,矿井安全及灾害的预测与控制带有更大的不确定性,因此智能控制在煤炭领域的开发与应用有其重要的现实意义和巨大的潜力。

2.3煤矿企业机电一体化的电力电子学及电气传动自动化

近年来,我国在煤矿电气传动及其自动化方面进行了交流调速与数字化直流调速系统的应用研究工作并取得了很好的进展,与此同时,还引进了国外先进的采用现代交流调速的矿井提升机与采煤机,显然,这对提高我国煤矿电气传动及其自动化的水平,并争取尽快赶上世界先进水平将起到积极的推动作用。

2.4努力加强矿井质量标准化管理

2.4.1矿井必须制定切实可行的设备管理制度、防爆设备入井检验制度、设备包机制度、设备定期检查制度、各种安全装置定期试验制度和停电检修挂牌制度。

2.4.2认真贯彻执行设备使用与维修相结合的原则。设备谁使用、谁管理、谁维护,负责安全直接责任并实行专责制,主要设备实行包机制。做到定人、定机、凭上岗证操作,严格执行岗位责任制和设备操作规程,对多班制生产的设备,操作工人必须执行设备交接班制度,大型设备均有运行记录。

第7篇

关键词 机电一体化 接口技术 人机接口 机电接口

机电一体化系统是由机械和微电子系统两部分组成,各部分连接须具备一定条件,这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各子系统组成。本文以机电一体化控制系统(微电子系统)为例,将浅谈接口分为人机与机电接口。

一、机电接口

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系又须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着至关重要作用:①行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不定,因此必须进行电平转换。另外,在大负载时还需要进行功率放大。②抗干扰隔离。为防止干扰信号串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离。③进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间匹配。

1、模拟信号输入接口

在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号(位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等)计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口――模拟信号输入接口。

2、模拟信号输出接口

在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口――模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

3、开关信号通道接口

在机电一体化的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的开与闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。

(1)输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号,所以开关信号输入通道又称为数字输入通道(DI)。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”,但是其电平一般与计算机的数字电平不相同,与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题,它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

(2)输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器(如继电器或报警指示器)。它实质是逻辑数字的输出通道,又称为数字输出通道(DO)。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统(主要是控制微机)之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向,可分输入与输出接口两类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息;另一方面,操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令,干预系统的运行状态,以实现所要求的功能。

1、输入接口

(1)拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连,以 BCD码形式输入信息。

(2)键盘输入接口。键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:①编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);②非编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

2、输出接口

在机电一体化系统中,发光二极管显示器(LED)是典型的输出设备,由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜,因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单,是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等,在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

接口技术是使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅,各部分有机地结合在一起,从而完整统一。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的,随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要;同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲,机电一体化系统的设计,就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能,以及系统运行的稳定性和可靠性,因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。

参考文献:

第8篇

关键词:机电一体化;接口技术;微电子;系统

一、机电一体化系统接口(简称机电接口)的功能

机电接口传递和转换信息和能量,并将机电一体化各组成技术的特性融为一体。机电接口包括硬件和软件,硬件主要在子系统之间或人与机电一体化系统之间建立连接,为信息和能量的输入/输出、传递和转换提供物理通道。软件主要是提供系统信息交互、转换、调整的方法和过程,协调和综合机电一体化组成技术,使各子系统集成并融合为一个整体,实现新的功能。

二、机电接口的分类

(一)人机接口人与机电一体化系统之间的接口,通过此接口,可以监视系统的运行状态,控制其运行过程,即通过人机接口能够使系统按照人的意志进行工作。人机接口是双向的,硬件包括输入/输出设备,主要有显示屏、键盘、按钮等。

(二)动力接口动力源连接到驱动系统的接口,为驱动系统提供相应的动力。根据系统所需的动力类型不同如直流电、交流电、气动、液压等,动力接口的形式也有很大的不同。但动力接口有一个共同的特点,能够通过较大的功率。

(三)智能接口智能接口主要存在于三处,控制系统到驱动系统、驱动系统到传感器、传感器到控制系统。智能接口的应用情况相对比较复杂,但可以得出它的一些共性:智能接口传递和转换各种信息,按照不同技术的要求改变信息形式,使不同的子系统、不同的技术能够集成在一起,形成完整的系统。通常,智能接口是软件表现出的功能连接。

(四)机电接口执行机构与驱动系统和传感器之间的接口。将驱动信号转换成执行机构所需的信号,或将执行机构的机械信号转换成传感器所需的信号。

三、机电一体化控制系统——微电子系统

(一)机电接口由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别,两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲,因此机电接口起着非常重要的作用

1.行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平,而控制设备则不一定,因此必须进行电平转换;另外,在大负载时还需要进行功率放大。

2.抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入,可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离。

3.进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时,必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路,以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

(1)模拟信号输入接口。在机电一体化系统中,反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号,通常这些输出信号是模拟电压或电流信号计算机要对被控对象进行控制,必须获得反映系统运行的状态信号,而计算机只能接受数字信号,要达到获取信息的目的,就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。

(2)模拟信号输出接口。在机电一体化系统中,控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号,如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号,并通过运算产生控制信号,达到控制生产过程的目的,应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号,以便驱动相应的执行器,达到控制对象的目的。

(3)开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中,需要经常处理一类最基本的输入/输出信号,即数字量(开关量)信号包括开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中,对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态,此状态作为控制依据。

(二)人机接口

1.拨盘输入接口

拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备,若系统需要输入少量的参数,如修正系数、控制目标等,采用拨盘较为方便,这种方式具有保持性。拨盘的种类很多,作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相連,以BCD码形式输入信息。

2.键盘输入接口键盘是一组按键集合,向计算机提供被按键的代码。常用的键盘:编码键盘,自动提供被按键的编码(如ASCII码或二进制码);

编码键盘,仅仅简单地提供按键的通或断(“0”或“1”电位),而按键的扫描和识别,则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便,但结构复杂,成本高;后者电路简单,便于设计。

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