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机电一体化目前状况赏析八篇

发布时间:2023-08-21 17:13:16

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篇的机电一体化目前状况样本,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。

机电一体化目前状况

第1篇

随着人工智能技术的发展和在机电一体化技术中的应用,高智能已经成为了机电一体化发展的主要方向,相关的技术和研究人员也在不断的研究,现如今高智能的机器人和数控设备已经可以代替人类完成一些危险性较高、精密度要求高、工序比较复杂的工作,节省了劳动力,也更加方便的得到了所需要的产品和服务,目前很多的研究人员逐步的将运筹学、模糊数学、心理学等多种智能化的学科逐渐引进到机电一体化技术中,这样能够有效的促进机电一体化系统判断推理能力和自主决策能力,这样能够方便人们对机电一体化设备进行控制。

2区域模块化

区域模块化也是机电一体化发展的重要趋势之一,针对使机电一体化产品的各个单元实现区域模块化管理是一项比较复杂、涉及面广的工程,例如,在进行智能减速、智能变速等相关功能研制的过程中,要充分的实现集图形、图像识别、视觉效果等其他附属的功能的控制单元等模块化,这样可以更加标准、准确的衡量相应的控制单元以及动力单元,进一步的提高各个单元的性能,也可以使机电一体化产品相应的功能之间的联系更加紧密,使一个区域模块更加有效的运行,只有这样才能方便人们对机电一体化产品的应用,提高机电一体化产品的利用程度、可装配性、可维修性等,经过研究和推理,可以得出机电一体化模块是未来机电一体化产品的主要方向,随着未来技术发展的不断深入,机电一体化产品实现模块化的步伐也在不断的加深。

3环保绿色化

机电一体化技术的发展给人们的生产和生活中带来了巨大的变化,丰富了人们的的物质生活,同时也给人们的生活环境带来了负面影响,资源的过度开发利用,加重了生态环境的负担,近些年来,越来越多的国家和组织逐渐重视到环境保护的重要性,人们环保意识的增强,要求机电一体化产品在设计、制造、使用和销毁的过程中要减少对环境的污染,因此机电产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点,人们环境保护意识的提高,造成了一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值,设计和生产绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景,也成为未来竞争的关键所在。

4网络化

计算机网络技术近些年来的发展势头更加迅猛,这也促进了机电一体化系统的进一步的发展,计算机网络技术的兴起及发展,给人们的生产、生活带来了巨大的变革,机电一体化技术的发展也受到了计算机技术的影响,机电一体化设备通过对计算机网络技术的应用可以有效的实现远程自动化控制。计算机网络技术的应用和改革开放的不断深入,使国际上先进的机电一体化产品不断涌入我国,这也为我国进行深入的研究提供了便利条件,促进了国内机电一体化技术的发展,机电技术发展和计算机技术的发展相辅相成,因此计算机技术的不断进步也有利于存进计算机网络技术的发展,目前,利用计算机网络技术可以实促进了机电一体化技术产品更加快捷的推向市场,和生产商之间的技术交流,计算机网络技术势必会推动机电一体化技术的发展,也会继续为人们提供更多、更优质的服务。

5微型精密化

机电一体化技术向微型精密化的方向发展的主要是纳米技术的不断深入发展,机电一体化的微型精密化产品体积小、携带方便、耗能低等,这些优点使得机电一体化产品的微型精密化技术不断进步,应用范围也逐渐扩大,因此,机电一体化微型精密化技术具有比较广阔的发展前景和强大动力,但是想要实现机电一体化微型精密化需要精密的加工工艺以及先进的设备作为强大的后盾,因此需要相关的研究人员不断努力,不断提高我国先进的技术发展。

6总结

第2篇

关键字:地铁;门禁系统;电控锁;磁力锁;机电一体化锁

一、情况概述

近年来,在我国大城市中掀起一股兴建地铁的热潮,与此同时,地铁门禁系统也得以快速发展并不断完善。地铁门禁系统已由从一个独立系统或安防系统的一个子系统,融入到综合监控集成平台大系统中,实现真正的系统集成管理。在实现方式上,也从简单的硬线连接,到计算机层面的软件接口,发展到硬件设备层面的集成。

门禁系统是地铁安防系统的重要组成部分,目前行业中普遍采用的电控锁有磁力锁和机电一体化锁两种。

磁力锁(如图1所示),其工作原理是电磁主锁体通电产生电磁吸力吸和衔铁,实现上锁和开锁动作,通常采用明装方式安装在木门、金属门或有框玻璃门上,通过专用支架也都可以安装无框玻璃门上。

图1 磁力锁

机电一体化锁(如图2所示),其工作原理是由电控锁体中的螺线管通电产生的电磁力驱动其活动杆运动,带动机械限位装置,形成上锁和开锁状态。无论何种情况下,门内把手永远常开,门外把手需通过刷开才能打开;机械钥匙通过机械锁芯随时可以直接缩回锁舌开门,实现应急开启功能。

图2 机电一体化锁

二、机电一体化锁的优缺点分析

1、优点

1)易于疏散

国家标准GB50016-2006《建筑设计防火规范》第7.4.12条第4款明确规定“人员密集场所平时需要控制人员随意出入的疏散用门,或设有门禁系统的居住建筑外门,应保证火灾时不需使用钥匙或任何工具即能从内部易于打开”,美国NFPA101《生命安全规范》中更是明确提出了“一个动作”出门的逃生要求。机电一体化锁的内把手无论在何种情况下都保持常开状态,满足疏散要求,而磁力锁在火情较小没有被FAS系统检测到时或者FAS系统出现故障导致门禁没有全部打开的情况下,需按开门按钮才能使门禁保持短时间(一般为15s)的开门状态,存在一定安全隐患。

2)防火性能优良

国标GB50016-2006《建筑设计防火规范》第7.5.2条及其条文说明规定“防火门应具有自闭功能”, “为尽量避免火灾时烟气或火势通过门洞窜入人员的疏散通道内,应使防火门在平时处于关闭状态或在火灾时以及人员疏散后能自行关闭。”规范中的“关闭状态”和“自行关闭”,应理解为有效关闭,即不仅门扇要处于闭合状态,门锁也要处于上锁状态。

如果采用磁力锁,根据一号线的维护经验,由于出门按钮不灵敏或部分人员的不良习惯,经常发生在门禁没开启的情况下误推门的情况,时间长后会导致门扇变形(如下图3所示),影响车站防火分隔效果,而机电一体化锁则能很好地避免此类问题。

图3 门扇发生变形

3)故障率低

一号线门禁系统的电控锁采用磁力锁1118把,机电一体化锁32把,截至2013年6月,磁力锁共发生脱落故障78起、松动故障112起、功能失效故障90起,共计发生故障280起;而机电一体化锁发生故障0起。

4)安全隐患低

如果按照磁力锁,地铁内所用防火门一般比较厚重,开关门时对磁力锁造成的冲击力较大,很容易导致磁力锁出现松脱或脱落现象,而磁力锁安装位置较高、重量较沉(8kg左右),维护难度较大,且存在砸伤行人的安全隐患,而机电一体化锁则能很好地避免此类问题。

2、缺点

1)价格较高

机电一体化锁工艺较复杂,制造标准较高,目前市场上以进口品牌为主,国内尚无成熟产品,因此价格较高。以一号线门禁系统为例,磁力锁的价格为1950元/套(国内知名品牌),机电一体化锁为5900元/套(进口品牌),价格差异明显。

2)对门框要求较高

由于暗藏锁体尺寸较大,机电一体化锁只能应用在实体木门或金属门上,以及有框玻璃门上,但框宽必须在120mm以上,部分无框玻璃门无法使用。

三、同行业调研情况

针对此情况,我专业对南京地铁、天津地铁、上海地铁、重庆地铁进行了调研。

南京地铁和重庆地铁在新建线路的综合监控室、车控室内安装了机电一体化锁作为试点,如果效果明显则在后续线路中推广使用;上海地铁在二号线、九号线全部使用机电一体化锁,目前使用状况良好,故障率远低于使用磁力锁的线路;天津地铁出于造价的考虑没有使用机电一体化锁。

四、综合概述

目前,一号线门禁系统设备里,部分采用机电一体化锁的点位使用情况良好,基本未发生故障,设备安全性好,建议后续线路在门禁系统设计时,尽量采用机电一体化锁。■

参考文献

[1]柯资颖.嵌入式门禁系统软件的设计与实现[D].西安电子科技大学,2008.

第3篇

关键词:煤矿机电一体化技术;应用;发展

中图分类号:TH-39 文献标识码:A

1 机电一体化对煤矿企业的意义

煤矿采煤技术的发展经历了手工、炮采、机械化等几个阶段,生产能力相应的得到不断提高,矿井年产量从几万吨发展到几百万吨。当前一些先进的煤矿企业、矿井甚至一个采煤工作面的生产能力就能达到500-1500万t/a,例如神东煤炭集团上湾矿生产能力达到了1470万吨。生产能力的提高,与之相适应的配套机械设备应运而生。煤矿机电一体化产物是把各项高新技术融于一体的高科技产物,其首要技术搜罗:微电子、计较机、自动节制、人工智能、传感产物等等,这些都是科技高速成长的热点技术。在煤矿企业中,开始操作机电一体化技术对煤炭系统进行刷新旧设备和开发新产物,并取得了巨大的成功,这让人们清楚地意识到,机电一体化技术和产物的成长是实现高效、平安、机械化生产的必要条件。

2 机电一体化技术在煤矿的应用

2.1 矿井安全生产监控系统中的应用

机电一体化技术煤矿生产中的应用机电一体化技术包括基础的机械技术、以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术动技术。而在矿井的生产过程中,监控系统尤为重要,矿井中的监控系统情况与银行不同,数据保存并没有那么一丝不苟的要求,甚至规程要求数据因死机丢失在五分钟之内是被允许的,唯独不同的是不可以连续停机。日常生活中银行因死机暂停营业经常发生,人们并不担心网络故障会把你的个人存款数据搞丢了,只要耐心等上一个上午银行服务器故障总会排除。安全监控系统不能说停就停,否则矿工的生命安全则失去了保障。机电一体化技术应用后,机内数据库通过局域网连成同步模式,主备机的心跳监控由自行研制的专用通信接口担任,软硬件相结合,自身数据库与主机同步,还能分担诸如数据检索、网络上传、图形显示、图表打印等任务,经过几年的现场应用,机电一体化技术在矿井中的监控系统中得到了很好的效果。

2.2 煤矿机电一体化技术运输机中的应用

随着我国经济的快速发展,生产生活用煤的增加,对煤矿的生产提出了更高的要求,以我国煤矿企业目前的提升和运输系统来讲,与国外还有很大的差距,以目前的水平来说很难适应发展的需求,所以需要不断的借鉴外国的经验,加大研究力度,把机电一体化很好的应用到煤矿的提升和运输系统上。内装式提升机是目前比较领先的技术,它采用电机和滚筒一体化的设计,结构简单,操作方便,系统更加准确,能够实现完全自动化控制。我国大部分煤矿已经实现了皮带式运输和生产,大规模的强力运输机非常普遍,这种带式传输机具有远距离连续输送、大输送量、运行安全可靠、效率高和容易实现自动化的特点。在计算机控制系统的随时监控下,能够实现自我诊断和自我保护的功能。虽然在实现自动化方面还有所欠缺,但是在应用过程中已经得到了长足的发展和进步。

2.3 煤矿机电一体化技术在采煤机中的应用

我国大多煤矿采用了综合机械化采煤系统,有力地推动了煤矿自动化的进程,早先采煤系统是液压牵引,现在已经过渡到电牵引,机电一体化牵引技术比液压装置有着明显的优点:首先是具有良好的牵引特性,能够提供采煤机有效的牵引力,克服其阻力,还可以在下滑时提供制动功能;其次是由于装有防止下滑的制动装置,使之能够用于大倾角煤层作业;第三是运行更加可靠,能够支持长时间恶劣环境的作业,这是因为该机器的整体磨损很小,维修少,故障少的原因。第四是该机器的动态性好,能够通过控制系统及时调整各种参数。第五是机电一体化采煤系统结构简单,体积小,而且使用效率很高。同时电牵引采煤机已经转为全部由计算机控制,使支架自动化得以实现,另外,对工作面刮板运输机配置了微机监控装置,实现了系统的完全自动化控制。通过机电一体化技术采煤机中的应用,实现了采煤机整体设备的动作协调,大大提高了安全性、可靠性和工作效率,操作更加简单方便,带来了巨大的经济效益和社会效益。

2.4 机电一体化技术在带式输送机中的应用

带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点,已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此,成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CST可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷,如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CST驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术,我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多,一般为3点驱动,这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且,输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低,和发达国家相比存在显著的差距。

2.5 机电一体化技术在支护设备中的应用

液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备,目前正向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。

乳化液泵站是为液压支护设备提供高压液体的装置.要求其具有高压、大流量的供液能力.并能根据工作面液压支护设备的用液量自动调节供液量。我国生产的智能型乳化液泵站系统由智能型乳化液泵站自动配液系统和智能型乳化液泵站供液系统两部分组成。具有自动检测油箱油位高度,自动配液,高、低液位自动控制,在线检测乳化液浓度,自动校正乳化液浓度(可选定1.5度~5度),当浓度达不到设定值时声、光报警,定时自动反冲洗,能够监控实际用液量,具有远距离传输功能,采用液晶显示器,具有实时显示乳化液浓度、液位、油位、流量计量、自动配液状态功能。

2.6 机电一体化技术在掘进机中的应用

掘进机是目前大多数煤矿广泛使用的掘进机械,其电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱(以下简称开关箱)、矿用本质安全型操作箱(以下简称操作箱)、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的掘进机电气系统。与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。

2.7 其他煤矿机电一体化装置

液压支架则向电液控制方向发展,将计算机技术与液压控制有机结合,实现定压双向邻架或成组自动移架,避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架,移架速度为6~8s/架,最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。

镇江中煤的二款分站,KJ101N-F1和KJ101N-F2型分站均采用一体化设计,它们分别采用不同的材料和技术,使其兼有:监控分站、断电仪、本安电源箱、后备电池、风电瓦斯闭锁仪等五项功能,体积纤巧重量轻盈浑然一体,全部仪器重量均在20公斤左右,提在手中如同携带一只公文箱;一体化结构减少了设备之间的电缆连线,可靠性远远好于分体式结构;使用现场不需要占用很大的空间,减少了设备之间的连接电缆,无论安装和维护都变得轻松和方便。

3 煤矿机电一体化技术应用的建议

近年来,在我国经常能听到或看到煤矿塌方、透水等安全事故的发生,这安全事故的背后,说明煤矿在管理和技术上都存在很严重的问题,对于广大煤矿来讲,如何预防安全事故的发生,成为煤矿企业面临的主要问题,机电一体化产品的出现,有力的提高了煤矿的整体自动化水平,所以现在的煤矿企业应加大机电一体化产品的应用。目前,在我国煤矿机电一体化的技术在推广和使用方面有了长足的进步,在相关煤矿企业得到了很好的发展,但由于我国开始应用此技术的时间不长,还缺乏相关的验,与发达国家还有很大的一段差距。所以在机电一体化技术的研究和借鉴上一定要加大力度,努力使之达到发达国家水平,减少煤矿安全事故的发生,保障国家和人民的生命财产安全。

计算机技术作为机电一体化的核心科技,要大力发展现场的总线任务,加大研究力度,提高机电一体化的中央控制系统的运算能力的贮存能力。努力研发软硬件系统,使之适应不同的场地环境需求,使该机器系统能够实现功能强、性能好、精度高、体积小、重量轻、效率高、使用方便等特点。同时,该技术产品还应该具有通信功能,要具有高可靠性和通信模块。可以考虑和工业以太网技术相结合,实现工业以太网对于煤矿机电一体化技术的控制,适当结合现场总线技术,实现良好的通信控制。要提高未来产品和技术的智能化水平,要通过建立一个高效的、动态的控制系统来及时修正系统参数,判断系统周围的变化,对机电设备和自身运行环境都能够有着准确的判断,并且能够实现自我修复和调整,通过对工作状态的判断,对所采集参数的分析,和对系统的诊断,准确地找出故障所在,并且能够对今后工作中的故障进行准确的预测。未来要对传感器技术进行深入的研发,煤矿井下环境极端恶劣,井下高温度、高湿度、高粉尘、低含氧、低照度,传统的传感器使用电位器调校,在井下调整起来相当的不方便,一是要开设电位器调整孔,仪器外壳无法实现良好密封,井下湿气与粉尘使产品寿命大减;二是用起子反反复复地调整电位器,极易造成机件损坏,具现场工人反映:许多产品不是使用坏的而是被调整坏的;三是徒手旋转调整精度差费时费力,带下井的气样是有限的,如果“零点”、“精度”、“报警”“、断电”全部用电位器来整定的话,有时带到井下一袋子气(橡胶气囊携带标准气样)全部用完还没调好一台传感器。所以要实现矿用传感器的数字化、集成化、智能化和多维化,红外遥调技术应用到矿用传感器上是对煤矿安全仪器是一场划时代的变革。实现了红外遥控调校技术研发,使新仪器整机未设任何调整孔,仪器的调零、精度、报警值、断电值设定;输出信号制式设定;参数显示及模拟量输出微调全部由红外遥控器操作。可以有效地避免调整时的机械损伤,提高整机密封性,延长仪器使用寿命。红外遥控调校技术在矿用传感器推广应用充分体现了机电一体化技术实现煤矿作业的自动化。

4 煤矿机电一体化技术的发展趋势

由于采掘环境的变化和采掘方法的优化,随着煤矿机电一体化技术的广泛应用,煤矿机电状况有了多方面的改变和进步,其趋势正朝着安全、可靠、先进、经济的方向发展。

4.1 从供电等级与布局上看

供电等级在逐渐提高。地面特高供电由35kV改为60kV。3kV供电综采工作面正在实行,10kV供电的机电设备已经开始使用。供电环节多,控制设备多,缆线长度及分布网络也在发生相应的变化。移动式供电设备普遍使用。

4.2 从单个设备电功率看

广泛采用大功率、高效率、重型成套机电设备,采煤机总功率在2000kW左右,工作面刮板输送机装机功率已达2250kW。某煤矿在使用机电一体化技术后,功率为1000kW、730kW等采煤机已经在使用,与过去使用的功率较大的575采煤机功率几乎翻了一倍。配套设备功率也在增加。

4.3 从吨煤用电比例上看

虽然没有具体的数据,但是,吨煤用电比例会越来越高。特别是运输环节的耗电占有的比例也呈上升趋势。

4.4 从设备控制手段上看

线控制、远距离控制和集中控制将成为主流控制手段。单片机与PLC的应用,标志着软件控制将逐步取代硬件控制。可视化界面使得操作变得更加便捷、透明和准确。量化控制将取代模糊控制。智能控制正在完善和升级。网络监控和远程控制正在兴起。

4.5 从安全保护内容上看

目前使用的智能型综合保护装置,具有过载、短路、断相,过压、欠压、三相平衡,漏电以及漏电闭锁、风电与瓦斯电闭锁等多项保护功能。有的真空隔爆开关还有真空断路器漏气报警功能。除此之外,电气设备还有机械电气互锁保护,高低压连锁保护等。

4.6 从设备性能、质量上看

机电一体化推广与使用,使得设备的质量不断提高,性能也有长足的改进甚至升级。许多使用者切身体会到,只要设置、调试得当,不违章操作,基本不会出现烧毁电动机、严重影响运转的故障。有的电工说,自从智能型电控设备正常投入运转后,现场的工作量明显减少;主要就是接班后例行检查、维护,清理环境卫生和吊挂缆线等。

结语

随着煤矿生产不断向深部水平发展,对控制水平和规模的要求越来越高,加速了机电一体化技术的发展和进步。进入21世纪,我国煤矿机电一体化技术的研究和应用均有重大突破,因为煤矿是高危行业,提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度,最大减少用人,是实现矿井长治久安的关键所在,因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。

参考文献

[1]李稚敦.浅论生产现场“机电一体化”[J].科技情报开发与经济,2007,(02).

[2]宫传强,董双辉.浅谈机电一体化技术[J].科技资讯,2009,(11).

[3]王萌.机电一体化的回顾和发展趋势展望[J].科技资讯,2008,(04).

[4]袁丽平.机电一体化的应用与发展趋势[J].科学大众,2009,(03).

[5]王礼智.机电一体化技术的应用与发展前景[J].青年科学,2009,(05).

[6]赵文珍,全,等.机电一体化实用手册[M].北京:科学出版社,2005.

第4篇

作者结合职业教育思想和机电一体化技术专业学生的技能培养情况,对社会市场以及企业进行了人才需求情况的调研。通过对调研结果的分析得到了目前机电一体化技术专业学生人才需求及对企业学生职业能力的要求情况,为后续专业培养提供有力证据。

关键词

职业教育;机电一体化;人才需求

机电一体化技术知识面宽,应用广泛,学生毕业后能够从事的工作领域广,为了及时了解区域经济的发展,掌握机电一体化技术专业人才的岗位群、工作任务和企业需求情况,把握本专业的发展方向,确定人才培养目标,找准人才培养的定位,合理制定人才培养方案和课程内容,真正体现就业导向、能力本位的办学方针,特对扬州及周边地区的人才需求进行调研分析。

1专业设置的区域与行业背景

目前扬州正提高先进制造业的竞争力、发展以汽车、食品机械、智能交通、化工机械、传动关键零部件等专业和成套设备为重点的装备型制造业。制造业的不断发展推动了机电一体化技术的前进步伐并且使得机电一体化产品在市场上不断更新,因此与机电一体化相关的教育业和服务业也在不断改革和发展。机械、汽车、化工、船舶、新能源新光源等五大千亿产业产值增幅全年均保持11%以上。上海大众就是一个典型事例:新增10万辆车、尤妮佳二期、江淮10万辆皮卡等一批重大项目开工、投产。清华扬州智能装备科技园、东大科技园、扬大科技园开园运行,促进机电行业深度发展。

2015年,扬州全年实现地区生产总值3625亿元,增长11%。公共财政预算收入295.19亿元,增长13.9%,增幅列全省第二;其中税收收入242.22亿元,增长13.9%。城镇常住居民人均可支配收入30380元,增长10%;农村常住居民人均可支配收入15255元,增长11%。产业层次提高效果非常之明显,高新技术产业产值占规模以上工业产值的比重达到40%以上;产业结构明显调整优化,而且建立健全有区域特色的机电类的自主创新体系,增加科技、人力、知识等重要环节的投入,成立以服务中小企业为宗旨、市场为导向、应用技术研发为重点的扬州产业技术研究院。“科教合作新”计划深入推进,签订校企产学研合作协议496项,新引进高校院所或知名企业研发中心、创新中心54家。

机电一体化技术水平的提高,对推动“长三角”及扬州地区经济繁荣,对五大千亿产业做大做强,对向高端发展、向研发设计和销售服务两端延伸、提高产业核心竞争力等方面具有十分重要的意义,机电一体化技术人才的质量和数量更是扬州区域经济建设、行业企业发展的重要保证。行业和区域的经济发展为机电一体化技术专业建设和发展提供了良好的契机。

2人才需求分析

通过对上海大众仪征分公司、南京汽车集团有限公司、扬农集团、牧羊集团、江苏金方圆数控机床有限公司等扬州及周边城市的30家企业的调研,发现随着石油化工、汽车、现代装备制造业三大主导产业规模的不断扩大,企业设备先进,自动化程度不断提高,新型机电设备、自动化生产流水线占据企业设备的绝大部分,传统机电设备只占很小的比例;进口设备比例大,国产设备比例小;高端技能型的机电一体化技术专门人才的需求在不断扩大。机械技术与电气技术已经变的密不可分,从而机电行业对人才的市场需求量也发生了很大的变化,许多企业一方面为了提高生产的高效性从而精简缺乏专业技能的员工,然而在另一方面又非常需要大量的专业的技术型员工。总体上看来,从事机电行业的人员数量非但没有明显的上升,反而在一定的时间段内呈现出了下降的趋势。与之相对应的情况就变成了,机电行业对从业人员的技能要求更高了,从以前单纯的“懂机”或“懂电”,向既“懂机”又“懂电”的方向发展。因此,与工业发展速度不相适应的高素质的技能型人才在市场上极为短缺,主要表现为以下几方面:

(1)机电一体化技术在制造行业生产及管理中的应用现状。随着企业技术和设备的不断引进、嫁接以及改造的完成,机电一体化技术十分广泛地应用在现代生产过程中,成为现代设备制造和生产过程控制中不可缺少的部分。机电一体化技术在制造业的应用从简单的数控机床、柔性制造系统(FMS)、机械加工中心以及机械手发展到现在的智能机器人、无人生产车间和将设计、制造、销售、管理集于一体的计算机集成制造系统(CIMS)。机电一体化的产品涉及工业生产、科学研究、人民生活、医疗卫生等各个领域,如集成电路自动生产线、激光切割设备、印刷设备、家用电器、汽车电子化、微型机械、飞机、雷达、医学仪器、环境监测等。

(2)企业对机电专业人才需求状况。对扬州及周边地区的一些企业的用人情况作了调研,从收集的数据分析来看,受调研的企业只是全市机电类企业的一小部分,但有的企业在规模、技术力量、产品类型和质量、人才构成等一些基本状况具有一定的代表性。从数据的分析中可以发现,数控机床操作仍占较多的份额,而一些机加工的市场需求仍在加大,尤其是对熟练机加工人员需求很迫切。自动化生产线的维护人员的需求也逐渐出现了上升倾向。另外,对懂得机电知识并且能从事机电产品营销的人员也有大量的需求。生产线的操作工的需求却在下降,大大小于前两年。企业对产品质量更高的追求,使得越来越多的企业更专注于员工的质量,很多机电企业用人时,不仅全面考察其专业教育的背景,而且更关注人的社交能力和非智力素质,善于与别人交流,明确正确的价值观,树立敬业精神,培养吃苦精神,有纪律性,有责任心,并且拥有良好的工作态度。

(3)高职层次机电人才需求量。在传统行业中,高新技术行业已经逐渐占据了主导地位,传统产业的革命渐渐开始,然而机电一体化技术确是在传统产业革命中产生的一种新的科学新兴领域。目前应用机电一体化技术的产品具有强大先进的功能,在精度、速度、动力的优势下,并提高了自动化程度,具有柔性化、智能化、信息化等特点,同时向先进的控制管理过渡,如自适应控制、自组织、资管理等模式,最终向智能化发展。当今,数控编程及操作人员有着大量的市场前景,所以近几年来,高职院校的机电专业毕业生在市场上更是供不应求,就业前景可谓是一片光明。在未来的几年甚至十几年内,国内企业对机电一体化人员的需求量是有增无减。目前省内高等技术工人严重紧缺,而且中年人较多,制造业工人中具备高等技术资格的人员不多。这都是我们的优势所在。

调查显示,针对目前在职的机电技术人才的现状,大部分单位对此的满意度很低,主要体现在两个方面:一方面是部分专业人才具有较高的学历层次,理论知识扎实,但是动手能力和工作实际能力较弱,在工作后通常需要职业培训;另一个方面是有经验的老技术人员的发展滞后于现代技术的革新,在新技术面前无所适从。绝大部分的企业表示对技能型机电人才的渴望。同时,在江苏省机电一体化维修行业的从业人员,具有高级技术水平的技术人员的所占比重很低,因此厂家不得花重金邀请国内外机电专业人员来服务,但是还不能满足现代化工业生产的需求本地区人才市场的这种巨大需求,为机电一体化技术专业的设置提供了重要依据,为专业的发展注入强大动力,为毕业生的就业提供了广阔的空间。

3对人才培养方案的建议

(1)对人才培养目标的建议。调查结果显示,企业看重的不仅是学生对本专业知识技能的掌握程度,更加看重的是工作、学习态度还有团队精神和沟通能力,因此对于机电专业人才培养的建议是:课程的理论知识不要太深,但应具有一定的高度和宽度,加强培养学生的动手能力。

(2)对课程设置的建议。在整个教学课程体系中,以专业技能为主要教学目标,每个目标彻底改变原有的教育教学体系。以教学目标为中心,配备多个技能模块。专业课程种类与课时的合理搭配。就本专业而言,由于学生主要从事的是机电设备的安装、维护与维修等方面,所以在技能训练的课程应有一定的高度和宽度,而在必备技能方面需要达到应有的职业资格等级工的基本要求。

(3)对专业实验实训设施配置的建议。为了达到专业理论知识和实践教学在时间、场所、教师上的统一,充分利用已建国家级电气自动化实训基地和电气工程实训中心,最高限度地建设与生产实际条件相吻合的实习环境,对机电专业特别加强液压与气动、电气设备维修、PLC、机电一体化设备调试、钳工工场、机械拆装实训室等校内实习基地建设,并在校外加强机电类实习基地建设。

4结论

在未来发展和发扬有特色的机电专业是重中之重,这就需要我们要做好十分充分的社会调查,并结合现代化科技的发展对专业人才的需求,找到适合学生的专业发展的定位目标,全方面提高学生的专业能力和职业能力。

参考文献

[1]郑峰.机电一体化技术专业人才需求调查与分析[J].科技信息,2011(21).

[2]王敏.高职机电一体化专业人才培养模式的研究[J].价值工程,2013.32(11):251-252.

[3]张刚,张晓东.机电一体化专业人才培养的探讨[J].淮南职业技术学院学报,2015.15(3):67-69.

[4]吕栋腾.高职机电专业岗位能力分析研究[J].机械职业教育,2013(3):54-55.

第5篇

关键词:中职;机电一体化;教学

中图分类号:G71

根据我国中职机电一体化专业对学生培养的目标与要求,我们知道此专业对学生的培养目标是:培养出能够胜任从事机电一体化设备操作使用的人才,包括对机电一体化设备安装、调试、使用、维修、维护和管理等,培养层次分为能够基本胜任工作的初中级技术应用专门人才和高技能、高素质、高应用型高级职业技术人才两类。对于高级职业技术人才的要求是:要求其不但能够操作、维护、管理,而且还必须能够进行设计。如何快速提升这一专业的学生技能与素质,将他们培养成专业素质高、专业技能强的科技型人才,是中职机电一体化专业教师必须面对的课题,本文就此展开探析,首先对现行机电一体化专业教学中存在的问题进行分析,接着就如何更有效地开展机电一体化教学进行分析探讨。

一、中职机电一体化教学现状分析

1、专业课程设置不合理性

针对当前机电一体化专业课程体系的分析,笔者发现课程体系对专业的侧重点与聚焦点主要集中在电与机两个方面,而且两者分界比较明显。专业目标要求他们是融为一体的,然而,当前的专业课程设置存在一些过分偏重于机械方面的课程安排,从而偏轻了对电类课程的设置,这与当前“机、电、计算机”三维一体的专业格局极不相称,从而导致教学与实际脱节,无法很好地配合机电一体化专业设备操作演练教学。为适应社会形势与专业发展趋势,笔者认为,有必要对机电一体化教学课程内容进行适度的改革调整,加强电气控制课程、计算机运用课程等方面的教学,从而将“机、电、计算机”三者提升到同等重要的高度来进行教学。

2、专业课程内容缺乏完整性和标准化

在机电一体化专业的课程教学过程中,几乎所有操作都是通过手工实践来进行的,只有极少部分通过自动化编程软件加以实现,专业课程内容缺乏完整性和标准化,从而必须导致对专业相关的知识掌握不全,不能对相关或相近专业知识做到融会贯通,导致学生对课程内容感到生涩,难以引起他们对课程学习的兴趣,甚至让他们觉得课程内容枯燥无味。对此,从教学效果来看,对提高教学效果极为不利,从对学生综合素质和长远发展来看,很难让学生蕴含更多的潜能去适应日益信息化的现代企业工作环境。针对这种状况,笔者建议,对目前的专业课程必须进行加以修改完善,使之更能与机电一体化专业教学目标相一致起来。

3、理论原理教学与实践操作教学相剥离

理论原理教学与实践操作教学本应融为一体、紧密相联、密不可分的,“机电一体化”专业特点对理论原理教学与实践操作教学的要求更高,对理论原理的教学必须引用实践操作加以形象化和具体化,对于实践操作教学必须通过理论原来进行指导、验证和保障。例如:现代国内外的工业企业几乎都装备了先进的数据信息传感设备、数据自动处理分析设备、自动化控制系统等,这些设备和系统技术含量都比较高,对操作和管理其的人员素质要求比较高,不但要求他们必须具有机电一体化专业技术和简单的操作能力,而且还必须有较高的理论分析能力。然而当前的实际教学,与企业实际情况相差很大,理论原理教学与实践操作教学相剥离现象严重,从而导致学生毕业后很难快速适应工作岗位需要。

二、机电一体化教学探析

1、激发学生学习兴趣,引领学生自主学习

我国春秋末期著名的思想家、教育家、儒家学派创始人孔子曾经说过:“知之者不如好之者,好之者不如乐之者。”可见学习兴趣对教学的重要性,它可以激发学生自主地去研究、分析、挖掘事物的来龙去脉,进而激发人们对事物更深层次的探索,在教学中有了学习兴趣,不但可以提高教学质量和效率,而且还可以激励学生对难题进行攻坚探索,增强他们更好地学好教学内容的自信心。那么,如何更好地激发学生的学习兴趣呢?笔者认识,最好的办法就是让教学回归于生活实践或工作实际,例如:关于教学“三相异步电机变频调速”的过程中,就可以将我们日常生活中最常见的“变频空调”引入到课堂,通过其原理和特点来分析普通的与变频的空调之间的差异,进而指出变频调速存在哪些优点,从而增长学生的生活物理知识,增进学生学习的积极性和兴趣性,进而增强他们学习动力,激励他们自主学习。

2、注重实践操作教学课程的场景和任务创设

笔者具体的教学实践经验表明,机电一体化专业理论课程与具体专业实践课程关系相当密切,源于机电一体化专业本身就是理论与实践并重的专业,因此在具体教学中,当进行设计课程模式时,应采取实践与理论同步进行教学策略。例如,可以将《金属材料与热处理》、《机械制图》等理论知识的学习与实践结合起来。而在实践性课程教学中,必须特别注重实践操作教学课程的场景和任务创设,将实践延伸为实训,并尽可能让学生在实训车间进行,将“实习课”与“理论课”有机地结合起来,不再进行严格的区分。另外,对于教学课程的考核,也可以改变传统的笔试定高低的做法,改为笔试成绩、操作成绩、平时作业成绩三者合一的方式进行综合评分。

3、引入现代化教学手段提高教学质量

如今已经进入了信息化时代,我们的教学手段也应紧跟时代步伐。实践证明,通过引入多媒体等信息化手段,可以使教学更加形象、直观、生动,更有利于学生对专业知识和技能的理解和掌握。此外通过构建专业教室、实训和实验基地,将一些先进的设备或模拟器材引入其中,可以让学生在实践操作中进一步提高理论水平和实践操控能力。有利于学生加快掌握机电一体化操作技能,有利于学生毕业后快速适应新的工作岗位。

参考文献:

第6篇

关键词:机电一体化;智能控制;应用;展望

中图分类号:TH-39文献标识码: A

前言:随着社会的不断发展进步,在工业生产中,人们对机电一体化技术的控制能力和效果提出了更高的要求,为了实现对机械设备的有效控制,人们运用了智能控制。在微电子技术及超大规模的集成电路不断发展的条件下,目前我国的机电一体化技术越来越成熟,这为机电一体化的长远发展提供了良好的外部环境,呈现出更加强大的生命力和发展前景。所以,智能控制在机电一体化方面的研究是当前人们热衷的一大课题。

1、智能控制与机电一体化的关系论述

自 21 世纪的到来,智能化控制技术得到了有效的发展,并且广泛的应用到社会经济发展的过程当中。而将智能控制应用得到机电一体化技术当中,不仅为机电一体化提供了一个广阔的发展空间,还有效的促进了工业化的生产,为人类社会工业产业化的发展打下了扎实的基础。目前,我们除了将智能控制技术应用到机电一体化当中,还将许多先进的科学理论融入其中,从而形成了许多新思想、新理论,为机电一体化技术的发展提供了良好的发展前景。

2 、智能控制在机电一体化系统中的应用优势

作为机械工业与微电子工业未来发展的主要方向,机电一体化必将会在以后的机械设备生产中占据主要技术地位,而智能控制系统技术也将会得到更进一步的发展。智能控制系统相较于传统的自动化控制系统来讲,在机电一体化系统中是具有更大的应用优越性的。这主要体现在智能控制系统更加人性化和智能化,增强机电一体化的适应能力。

2.1 完善机电一体化系统的性能,由于智能控制系统主要是在外部环境和控制器的作用下实现控制作业的。因此其控制指令的形成是直接根按照外部环境的变化趋势来确定调控方案,这就省去了中间模型分析的环节,使机电一体化系统的性能更加快捷高效,工作精度更高,设备性能得到很大完善。

2.2 提高机电一体化的工作效率,采用智能控制技术能够实现机械设备依据操作人员所发出的命令编码自动进入工作状态,继而按照流程顺序完成系统运行,这样就仅仅只需要人力完成第一步指令输入即可,极大的提高了系统的运行效率,避免了因人为因素而引起的失误影响到工作效率。

2.3 增大机电一体化系统的安全可靠性,在机电一体化系统中,智能控制系统可以实现有效的智能控制,从而合理地调控设备中的结构或运行程序,这样就能够在很大程度上确保机电一体化系统的安全可靠。

3、 智能控制在机电一体化系统中的实际应用

3.1 机械制造中的智能控制

以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法,在机电一体化系统的制造过程中形成了新行的机械制造工艺,并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题,利用神经网络和模糊数学的方法,建立制造过程的动态模型,并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作,对残缺不全的信息进行及时有效处理。

把智能控制技术应用于工程机械领域能够提高工程机械各种故障的自我诊断能力,提高了工作效率和工程质量,解决了传统控制力一直无法很好适应多变复杂对象的难题。特别是在一些特殊的情况工况中可以实现无施工人员的智能化、高质量的施工。向智能机械制造技术的方向发展是当前最先进的机械制造技术,其发展的基本原理是模拟人类制造机械的活动,利用先进的计算机技术及其它信息技术工具取代一部分人的脑力劳动。而对于一些残缺不全的信息而言,它利用模糊集合和模糊关系的特性,对于残缺不全的信息进行在线的模式识别。在高新科技和信息时代的引领下的背景下,人力操作为主的机电相关机械制造已经不能够适应时代的节奏,未来其主要发展方向就是将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合。目前,工程机械的智能化主要体现:工程机械单机集成化操作与智能控制技术;工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术;基于网络的机群集成控制与智能化管理技术,特别是智能型救灾工程机械已成为当前研制热点。

3.2 电力电子学研究领域中的智能控制

将智能控制技术引入电力系统,在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面,都相当有成效。对电器设备的设计优化,可用先进的遗传算法进行优化计算,能大幅度缩短计算时间,有效节约成本,并提高电机电器的设计质量和效率。

3.3交流伺服系统中的智能控制

伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用,但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素,而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器,能很好地适应系统参数的时变情况,其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难,提高了机电一体化系统的稳定性。

3.4 数控领域中的智能控制

数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求,尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面,如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等,必须能进行自适应控制、自组织控制等,智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题,取得良好的成效。

随着科学技术与信息技术的发展,智能控制和数控相关领域逐渐。由于研究的对象和系统越来越复杂,我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求,大量学者、工程技术人员开始尝试应用智能控制理论,在机械加工、模具制造等领域运用数控技术。运用智

能控制新兴技术可以让数控技术实现智能编程、监控、建立智能数据库等重要目标。当今数控技术的发展方向主要是开放式数控系统的构建。建立统一系统平台,增强数控系统的柔性,借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题,调解变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾都是构建开放式数控系统的一些主要目的。

结语:

由上述分析我们可以看出,智能控制系统在机电一体化的发展过程中具有重要的核心地位。尽管智能控制技术是近年来方才被研发应用的新技术,但其发展速度却是非常快的,目前智能控制系统已经被广泛应用在多个领域,并发挥出良好的功能作用。我们相信,在未来科技技术的推动下,智能控制系统的功能必将更加强大,从而促使机电一体化的快速发展。为此我们仍然至少需要做到以下两点:(1加大研发力度,提高智能控制系统的理论研究水平。理论是技术发展的动力和依据,只有深入研究智能控制系统的理论,才能促使其更加快速、稳定的发展。(2不断扩大智能控制系统的应用范围,进一步增强其应用功能。从当前的智能控制系统发展现状来看,尽管其已经被应用在多个领域,但仍然具有很大的发展空问。主要能够再进一步的提高智能控制系统的性能,就可以促使其更好的为机电一体化的快速发展服务。

参考文献

[1]杨鹤年.机电一体化系统中的智能控制技术[[J].煤炭技术,2011(7) .

[2]晏建新.智能控制在机电一体化系统中的应用[[J].中国科技博览,2011 (30).

第7篇

摘 要:机电一体化学技术又被称为机械电子学技术,是一门综合的、跨学科的综合性高技术,同时它是一门独立的交叉学科,由现代信息技术、现代电子计算机技术以及现代微电子技术和现代自动控制机械技术等各类技术相互融合而成的。因此,对于现代机电一体化技术在工程机械上的应用和普及,可以极大地提高工程机械的各种性能,会使得电子控制技术和液压、机械技术有机地结合,提高工程机械的燃油经济性、动力性、安全性以及可靠性、操作舒适性。正是基于此,主要对机电一体化技术在工程机械中的应用与发展进行了探讨。

关键词:机电一体化;工程机械;应用前景

1 引言

一般来说,现代机电一体化是当今目前自动化技术发展的相对较高级的阶段。它同时也以计算机产业为基础和主要特征的自动化技术,同时也是生产实践对自动化技术进一步发展的需要。因此,根据整个行业的未来发展来看,整个工程机械的机电智能化和一体化将是今后的主要发展方向。

2 机电一体化在现代工程机械上的应用模式

2.1 机电一体化技术应用于机床的创新

在机电一体化应用中,Z80-CPU各种应用软件较多,在我国机床数控方面应用比较普遍,因为它的系统开发较容易。我国的数控机床一般均采用经济型的光电隔离电路及Z80-CPU微机、微机I/O接口电路以及功率放大电路等。而且这类Z80-CPU及其配套的芯片普遍、廉价并且相对于其他的技术来说相对可靠、维修方便、通用性强。Z80系列有独特的I/O指令,而且I/O接口译码硬件也较简单,其微机执行时间也较短、重要的是其指令格式也相对较短,这样非常有利于缩短扫描现场机床工作状况的周期。

由于大部分的数控机床要求工作刀具或工作台必须精确按照沿坐标轴的运动,因此在这类机电一体化应用中,就必须要考虑采用具有插补功能的连续控制方式。滚珠丝杠摩擦损失小,副传动效率高,在整个操作中无爬行现象,运动平稳,给予适当预紧,采用氟塑贴面导轨,它具有耐磨性好,摩擦系数小,可消除低速运动的爬行现象,同时它的抗撕伤能力强、以及成本低等优点。反向时可以定位精度高、消除空间死区以及刚度好。可消除螺母和丝杠的螺纹间隙,因此一般数控机床的执行机构传动方式采用滚珠丝杠副传动。

2.2 现代机电一体化在其他行业中的应用

首先我们来看在化纤行业的工程机械中的应用,如精密卷绕控制系统中,其控制系统是由金属导纱器电机、高强度摩擦辊以及变频器组成,同时还附加测速控制器与传感器组成。这样的工程机械中,其卷绕筒子一般采用积极式传动,卷绕交叉角是变化的,并且在筒子与导丝器的往复频率之间是一固定比值。

此外国外生产的工程机械,如装载机、推土机以及铲运机等由于采用了相对电子控制的自动变速器,这充分提高了整个工程机械的油耗,增加了经济性,而且简化了操作。

3 现代机电一体化在工程机械应用中的发展趋势

3.1 高性能化的应用发展

这里面主要包含:高速的应用化模式、高精度的应用模式以及高效率的应用模式、高可靠性的应用。新一代CNC系统采用多CPU结构以多总线连接,就是以此“四高”为满足生产而诞生的。这种系统采用精简指令集机,可同时实时多任务操作系统并行处理,从而来保证该机电一体化的产品具有相对高性能。

3.2 微型化的应用发展

微型机电一体化系统是机电一体化的一个新发展方向,同时也是电子技术与机械技术在纳米尺度上相融合的产物,国外称微电子机械系统。微型机电一体化产品,泛指几何尺寸向微米、纳米级发展,其体积一般不超过1cm3的机电一体化产品,在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优越性,并且其耗能小、体积小、运动灵活,是近年和将来十大关键技术之一。

3.3 机电一体化智能化的应用发展

一般来说,现代机电一体化的发展和进步都主要体现在控制理论的基础上,也就是当前机电一体化技术与传统机械自动化技术的主要区别之一就是智能化技术,而且这种在实际中的区别表现就是表现在其产品的智能上。它是吸收计算机科学、人工智能、生理学等一系列智能的新方法、新思想,模拟人类智能,这样的技术目前任然在探索和应用中,相信将来是有非常广阔的应用前景。

参考文献

[1]孙永利.机电一体化在工程机械中的应用[J].农机使用与维修,2009,(1).

[2]浩清勇.简述机电一体化在工程机械中的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(2).

[3]冷俊.机电一体化在工程机械中的应用[J].科技资讯,2011,(7).

[4]李洪忠,梁振清.机电液一体化技术在工程机械上的应用研究[J].山东农机,2009,(7).

[5]罗辑,杜柳青,袁冬梅,曾宇丹.机电一体化技术在机械工程上的应用及发展趋势[J].机床与液压,2008,(1).

第8篇

【关键词】机电一体化技术,应用,研究

第一章 绪论

1.1概述

进入80年代以来,关于机电一体化技术的研究和应用已成为全球性的课题,可以说,从军事到经济、从生产到生活、从简单的日用消费品生产到复杂的社会生产和管理系统.机电一体化技术几乎达到无所不在、无孔不入的地步。然而,“什么是机电一体化?”,‘呼机电一体化技术都包括那些特征?”,“机电一体化技术在各应用领域中的发展状况如何?”等问题却很难令人回答,这一方面是因为机电一体化技术的研究不断向深度持续发展,所采用的技术手段越来越先进,无法通过定义来界定其发展潜力;另一方面是因为机电一体化技术的应用领域不断向户度持续发展,也无法通过定义来界定其应用范围。

第二章机电一体化技术发展

机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合,其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展,其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。

2.1数字化。微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展的数控机床和机器人;而计算机网络的迅速崛起,为数字化设计与制造铺平了道路,如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。

2.2智能化。即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展,为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。

2.3模块化。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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元;具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样,在产品开发设计时,可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。

2.4网络化。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使家用电器网络化成为可能,利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统,使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处,因此,机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。

2.5?人性化。机电一体化产品的最终使用对象是人,如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要,机电一体化产品除了完善的性能外,还要求在色彩、造型等方面与环境相协调,使用这些产品,对人来说还是一种艺术享受,如家用机器人的最高境界就是人机一体化。

第三章 机电一体化技术在钢铁企业中应用

在钢铁企业中,机电一体化系统是以微处理机为核心,把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来,采用组装合并方式,为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件,增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面:

3.1智能化控制技术(IC)。由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点,传统的控制技术遇到了难以克服的困难,因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等,智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面,如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢―――连铸―――轧钢综合调度系统、冷连轧等。

3.2分布式控制系统(DCS)。分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展,分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制,而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能,成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散,故障影响面小,而且系统具有连锁保护功能,采用了系统故障人工手动控制操作措施,使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比,其功能更强,具有更高的安全性,是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

3.3开放式控制系统(OCS)。开放控制系统(Open Control System)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持,按此标准设计的系统,可以实现不同厂家产品的兼容和互换,且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联,实现控制与经营、管理、决策的集成,通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联,实现测量与控制一体化。