首頁 > 優(yōu)秀范文 > 機(jī)電一體化重點(diǎn)
時(shí)間：2023-12-18 15:27:56
序論：速發(fā)表網(wǎng)結(jié)合其深厚的文秘經(jīng)驗(yàn)，特別為您篩選了11篇機(jī)電一體化重點(diǎn)范文。如果您需要更多原創(chuàng)資料，歡迎隨時(shí)與我們的客服老師聯(lián)系，希望您能從中汲取靈感和知識！
前言
科技是社會第一生產(chǎn)力這句話意味著，科技是衡量國家生產(chǎn)能力與機(jī)械技術(shù)水平的第一標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)電技術(shù)是科學(xué)技術(shù)的一種，在新電工技術(shù)的扶持與幫助下，完成了產(chǎn)業(yè)水平的提升。如今電工新技術(shù)在我們生活當(dāng)中，應(yīng)用范圍越來越廣，受益效果越來越顯著。因而為了使機(jī)電一體化得到再一次進(jìn)步，本文將通過對現(xiàn)階段機(jī)電一體化新電工技術(shù)在我國的應(yīng)用進(jìn)行分析，從而為機(jī)電一體化提供更好的生產(chǎn)環(huán)境，提升工作效率。突出機(jī)電一體化新電工技術(shù)的應(yīng)用和創(chuàng)新。
1.電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用概括
電工新技術(shù)是指，在傳統(tǒng)電工技術(shù)基礎(chǔ)之上，借助于現(xiàn)代電磁技術(shù)等專業(yè)技術(shù)做創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)電工技術(shù)的改良和大規(guī)模推廣。機(jī)電一體化所涉及到的技術(shù)種類較多，尤其是物理學(xué)以及生態(tài)學(xué)在機(jī)電一體化中所扮演的角色更是重要。電工新技術(shù)作為其中的平衡點(diǎn)，可以有效協(xié)調(diào)不同學(xué)科知識在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)各學(xué)科領(lǐng)域能夠完成融合性發(fā)展。具體來看，新興技術(shù)包括以下三種：聚變技術(shù)、磁流體應(yīng)用技術(shù)以及放點(diǎn)應(yīng)用技術(shù)[1]。實(shí)際上，自上個(gè)世紀(jì)后半段開始，電工新技術(shù)之所以得到發(fā)展，是社會各界對于理論與技術(shù)等方面對此予以了高度的支持。此外，傳統(tǒng)電工技術(shù)直到今日仍舊活躍于社會各行各業(yè)，適應(yīng)著社會的發(fā)展。通過結(jié)合納米技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)工程等方面，完成了現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)步。
2.未來新電工技術(shù)的發(fā)展走向
2.1超導(dǎo)電工材料的應(yīng)用及普及
自上個(gè)世紀(jì)六十年代起，超導(dǎo)材料便成功的走進(jìn)了電工領(lǐng)域的視野。隨后，人們有發(fā)現(xiàn)了新型超導(dǎo)體，這種超導(dǎo)體相對傳統(tǒng)超導(dǎo)材料來說，具有更高的臨界溫度，這為超導(dǎo)電工的發(fā)展，提供了更加有利的支持。此后，隨著半導(dǎo)體材料的發(fā)現(xiàn)，電工科學(xué)家又逐漸制造出了如光電元件、電力元件等電子元器件設(shè)備，這為電工技術(shù)發(fā)展，提供了不竭的技術(shù)知識和能源動(dòng)力。
2.2微型電子技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
在電工領(lǐng)域當(dāng)中，電磁場數(shù)值是近些年的研究熱點(diǎn)。計(jì)算機(jī)的開發(fā)與應(yīng)用，解決了過去大部分靠人力無法解決的工程精密設(shè)計(jì)，及實(shí)驗(yàn)難題。其中CAD制圖工具更是直接推動(dòng)了電工制造業(yè)的發(fā)展。數(shù)控技術(shù)與電機(jī)控制的進(jìn)步，提升了電力系統(tǒng)的能力和發(fā)展水平，加快了企業(yè)的有效進(jìn)步效率。作為電工領(lǐng)域的重點(diǎn)，電子技術(shù)在拓寬電能應(yīng)用的同時(shí)，為電力產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造了高額的經(jīng)濟(jì)利潤。可以說，新電工技術(shù)的發(fā)展，有微電子技術(shù)應(yīng)用的一半功勞。
3.新電工技術(shù)在機(jī)電一體化領(lǐng)域當(dāng)中的實(shí)踐應(yīng)用
3.1自動(dòng)控制
自動(dòng)控制這項(xiàng)技術(shù)被人們稱之為自20世紀(jì)以來，科學(xué)界最大的發(fā)明進(jìn)步。這項(xiàng)技術(shù)被人們廣泛地應(yīng)用于生活、社會、生產(chǎn)的不同領(lǐng)域。如，軍事科技、工業(yè)生產(chǎn)、機(jī)械設(shè)備制造、航天科學(xué)等。自動(dòng)控制所突出的最大特點(diǎn)便是，發(fā)展速度極快且應(yīng)用范圍非常廣泛。從理論角度來說，自動(dòng)控制這項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了控制理論應(yīng)用，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)無人控制系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用。因而這項(xiàng)技術(shù)對于精密度具有極高的要求。針對這項(xiàng)技術(shù)的控制方式劃分，能夠?qū)⑵浞譃閮纱蠓N類。分別為閉環(huán)與開環(huán)。通過對機(jī)電設(shè)備多次測量，自動(dòng)控制這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)υO(shè)備的偏差值做出非常準(zhǔn)確的判斷，并以此為依據(jù)，采取有效的措施去糾正問題，完成控制。將偏差控制在可控范圍內(nèi)，降低生產(chǎn)損失。這項(xiàng)技術(shù)如今時(shí)常被人們用作積分控制與比例控制系統(tǒng)。具有穩(wěn)定、精準(zhǔn)、快捷等特點(diǎn)。隨著社會的進(jìn)步與發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品也必須實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的進(jìn)步，才能夠更加符合社會生產(chǎn)需要。其中需要重點(diǎn)關(guān)注的便是全閉環(huán)伺服系統(tǒng)。這一系統(tǒng)能夠確保自動(dòng)控制的精準(zhǔn)度滿足穩(wěn)定的生產(chǎn)要求，且實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)度提升，完成自動(dòng)化的系統(tǒng)調(diào)節(jié)。是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化進(jìn)步的重要途徑。
3.2觸碰屏技術(shù)與可編程控制器
觸碰屏技術(shù)與可編程控制器從上個(gè)世紀(jì)六十年代誕生至今，受到機(jī)械生產(chǎn)領(lǐng)域的廣泛歡迎。在這項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域當(dāng)中，通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)控制技術(shù)時(shí)期主要成分。可編程控制器正如字面意思一樣，具備控制、技術(shù)以及計(jì)時(shí)的功能。PC控制端的技術(shù)進(jìn)步和電子技術(shù)發(fā)展，使得這項(xiàng)技術(shù)得到了性能上的大幅提升。隨著近些年各項(xiàng)技術(shù)的完美結(jié)合，如今的可編程控制器已經(jīng)成為現(xiàn)代通信領(lǐng)域的重要設(shè)備。相較于傳統(tǒng)控制設(shè)備來說，通過將計(jì)算機(jī)的機(jī)電控制硬件，改為計(jì)算機(jī)軟件更符合操作人員的實(shí)際使用需求，滿足了現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)。能夠?qū)崿F(xiàn)多線操作的使用需求，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制、任意修改的基本技術(shù)要求。
3.3運(yùn)動(dòng)控制卡
運(yùn)動(dòng)控制卡借助于電腦控制端，完成對系統(tǒng)設(shè)備的控制作用。其工作原理為，借助于對設(shè)備發(fā)出不同的脈沖頻率，改變電機(jī)原有的進(jìn)程和速度。并利用不同的脈沖數(shù)量，完成電機(jī)位置控制需求。主要應(yīng)用于伺服電機(jī)和控制步進(jìn)電機(jī)，其脈沖發(fā)出模式分別是脈沖/方向，脈沖/脈沖這兩種[2]。此外，運(yùn)動(dòng)控制卡還具備計(jì)算機(jī)調(diào)控功能。如借助于調(diào)整設(shè)備的運(yùn)動(dòng)速度，完成對系統(tǒng)設(shè)備的正常運(yùn)作管理。此外運(yùn)動(dòng)控制卡由于主要運(yùn)用于機(jī)床數(shù)控管理，因而在應(yīng)用過程中，必須提前計(jì)算出其具體的運(yùn)行及輪廓范圍。利用插補(bǔ)方式，完成產(chǎn)品的有效銜接。相信隨著技術(shù)的進(jìn)步，運(yùn)動(dòng)控制卡必然也能夠得到不斷地改進(jìn)和創(chuàng)新，從而促進(jìn)機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域的再次進(jìn)步。
3.4步進(jìn)電機(jī)技術(shù)應(yīng)用
步進(jìn)電機(jī)的本質(zhì)是，數(shù)字控制電機(jī)，這是一種直接靠PCC控制的電機(jī)類型。不過需要注意的是，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向與步數(shù)協(xié)調(diào)是其控制的重點(diǎn)。對X、Y、Z的運(yùn)動(dòng)部分必須要采取科學(xué)的方式，完成系統(tǒng)化控制。對電機(jī)相線的邏輯關(guān)系要寫出，把進(jìn)給傳送鏈長度有效的縮短為零，并結(jié)合機(jī)電運(yùn)轉(zhuǎn)情況對脈沖頻率進(jìn)行有效調(diào)整[3]。這樣，才可以完成對加工零件工序的控制。
4.結(jié)語
社會發(fā)展的基礎(chǔ)便是國家科技水平的進(jìn)步。從近代史的發(fā)展來看，我國機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用，對我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的質(zhì)量提升都發(fā)揮了巨大作用。而在此過程中，電工新技術(shù)扮演了助力與推動(dòng)的角色，發(fā)揮了工業(yè)技術(shù)的巨大優(yōu)勢。筆者認(rèn)為，在電工新技術(shù)的影響下，我國未來的機(jī)電一體化技術(shù)必然會朝著更加智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展。在減少能源排耗的同時(shí)，提升生產(chǎn)效率，為人們的幸福度提升做出巨大貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
[1]林慶電工新技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用探微[J].江西建材,2017,(18):195.
眾所周知，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代先進(jìn)生產(chǎn)加工技術(shù)的不斷完善，相關(guān)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要性不言而喻，因?yàn)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)在自動(dòng)控制系統(tǒng)工作中起著至關(guān)重要的作用。但是當(dāng)前我國國產(chǎn)大流量電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)無論是在相關(guān)控制手段上還是在機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上都出現(xiàn)明顯落后和偏多的情況，同時(shí)電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中其結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜且其可靠性能也相對較低。本文針對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)展的相關(guān)缺陷和不足，對如何采用機(jī)電一體化技術(shù)將閥門和控制器進(jìn)行有機(jī)融合進(jìn)行深度探究。
一、機(jī)電一體化發(fā)展歷程與現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展趨勢
從始初的數(shù)控機(jī)床逐漸演變?yōu)槲㈦娮蛹夹g(shù)機(jī)電一體化并在基礎(chǔ)上沿用了可編程控制器，同時(shí)電力電子的出現(xiàn)也會機(jī)電一體化的發(fā)展奠定了重要基礎(chǔ)。還需要強(qiáng)調(diào)的是，現(xiàn)代機(jī)電一體化技術(shù)主要是由激光技術(shù)和信息技術(shù)以及相應(yīng)的模糊技術(shù)共同構(gòu)成，其無論是在運(yùn)轉(zhuǎn)效率上還是在工作質(zhì)量上都有著較大進(jìn)步。
微控制器在生產(chǎn)數(shù)字化機(jī)電產(chǎn)品中起著重要作用，數(shù)控機(jī)床施工和機(jī)器人施工都是數(shù)字化機(jī)電一體生產(chǎn)中的重要表現(xiàn)形式，與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)以及集成制造技術(shù)都是數(shù)字化機(jī)電一體應(yīng)用中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)。其優(yōu)點(diǎn)一般具有軟件可靠性、軟件可維護(hù)性和軟件自行診斷性以及軟件高可靠性等。新型數(shù)字化技術(shù)的出現(xiàn)在一定程度上使遠(yuǎn)程操作遠(yuǎn)程診斷和遠(yuǎn)程修復(fù)成為可能。
智能化就是要求在進(jìn)行機(jī)電產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中其產(chǎn)品又有一定的智能特性，并使相關(guān)產(chǎn)品能夠獨(dú)立進(jìn)行邏輯思考和自主決策。CNC中的人機(jī)對話功能就是機(jī)電產(chǎn)品智能化的的一種重要表現(xiàn)形式，其會在設(shè)置智能工藝數(shù)據(jù)庫的同時(shí)使產(chǎn)品使用和產(chǎn)品操作以及產(chǎn)品維護(hù)帶來較大便利。需要強(qiáng)調(diào)的是，模糊控制技術(shù)、灰色理論技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和小波理論技術(shù)以及混沌分岔技術(shù)都是機(jī)電一體化產(chǎn)品智能化的幾種體現(xiàn)，并在此基礎(chǔ)上為機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展奠定了有力基礎(chǔ)。
因?yàn)樯a(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的商家和種類相對較多，那么在進(jìn)行研制機(jī)械接口和研制動(dòng)力接口以及開發(fā)環(huán)境接口的過程中就會產(chǎn)生一定的困難，具有集減速變頻調(diào)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元以及需要進(jìn)行視覺信息處理和圖像信息識別等工作就是其中廠商研制開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品中的典型實(shí)例。
二、硬件控制與相關(guān)工作原理分析
（一）機(jī)電一體化智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要分為智能控制部分以及智能執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分兩種，而我們通常所說的控制部分主要包括單片機(jī)、IPM逆變器、輸入輸出通道和整流模塊以及報(bào)警電路等，而智能執(zhí)行驅(qū)動(dòng)部分主要是由三相伺報(bào)電機(jī)結(jié)構(gòu)以及位置傳感器結(jié)構(gòu)二者共同構(gòu)成。
（二）被檢測逆變模塊中的電壓位置信號以及三相輸出電流會被相關(guān)程序轉(zhuǎn)換，并在此過程中傳送相應(yīng)單片機(jī)上。而單片機(jī)則是用過8255控制PWM波發(fā)生器的，通過其中的光電耦合被逆變模塊IPM所應(yīng)用，這樣就在一定程度上實(shí)現(xiàn)了閥位控制工作以及電機(jī)變頻調(diào)速工作等。需要注意的是，在逆變模塊進(jìn)行正常工作的過程中，380V電源調(diào)整模式會將其所需直流電壓信號進(jìn)行全橋整流。
（三）雙環(huán)控制技術(shù)是進(jìn)行機(jī)電一體化電機(jī)控制工作中的主要技術(shù)，其內(nèi)環(huán)和外環(huán)分別為速度環(huán)和位置環(huán)。我們需要了解的是，速度環(huán)的主要工作任務(wù)是將基礎(chǔ)速度與設(shè)定速度進(jìn)行相互比較，之后通過對PWM波發(fā)生器的載波頻率的變換實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化電機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，此時(shí)的速度調(diào)節(jié)器是以模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制算法為主要計(jì)算手段的。而外環(huán)中的相應(yīng)速度設(shè)定則主要是根據(jù)其當(dāng)前所處位置來完成并在此基礎(chǔ)上形成內(nèi)環(huán)設(shè)定值的。因?yàn)榱髁块y減速和流量閥勻速以及流量閥加速是其機(jī)構(gòu)運(yùn)行中的三個(gè)主要運(yùn)行階段，此時(shí)每個(gè)階段中的運(yùn)行時(shí)間和運(yùn)行加速度以及特定位置特定運(yùn)行的頻率也有所不同，速度給定發(fā)生器的主要工作原理就是當(dāng)實(shí)際閥位與相關(guān)給定閥位不等時(shí)，其會以恒定加速度為主要加速手段，此時(shí)的減速點(diǎn)會根據(jù)相關(guān)閥位值和閥位給定值以及當(dāng)前速度這三者的大小來進(jìn)行計(jì)算并得出具體數(shù)值。
（四）閥門柔性開關(guān)以及閥位極限位置判定是我們在執(zhí)行機(jī)構(gòu)是所要考慮的兩項(xiàng)主要技術(shù)因素，閥門柔性開關(guān)的主要功能是當(dāng)閥門開關(guān)的過程中保證閥門不受損傷，正確的做法是，我們應(yīng)該運(yùn)用微處理器對變頻器輸出電壓和變頻器輸出電流進(jìn)行相對精準(zhǔn)的計(jì)算，并在計(jì)算的過程中得出輸出力矩，在得出力矩信息后自動(dòng)調(diào)節(jié)速度以防止閥門撞擊。閥門全開位置以及閥門全關(guān)位置就是閥門的極限位置，傳統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中閥位監(jiān)測在監(jiān)測的過程中容易出現(xiàn)閥門松動(dòng)，我們應(yīng)該運(yùn)用單片機(jī)將兩次監(jiān)測信號進(jìn)行具體對比，并在確認(rèn)已達(dá)到正確閥門極限位置的同時(shí)切斷異步供電電源。
三、結(jié)束語
綜上所訴，機(jī)電一體化中的電機(jī)控制是當(dāng)下我們要亟待解決的問題，正確的做法是要根據(jù)機(jī)電一體化技術(shù)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀作為分析基礎(chǔ)，之后進(jìn)行對新型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)合理方案進(jìn)行較為科學(xué)的制定。本文針對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)展的相關(guān)缺陷和不足，對如何采用機(jī)電一體化技術(shù)將閥門和控制器進(jìn)行有機(jī)融合進(jìn)行深度探究，希望為我國機(jī)電行業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。
參考文獻(xiàn)：
中圖分類號：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）13-0395-01
1 機(jī)電一體化發(fā)展方向
1.1 機(jī)電一體化數(shù)字發(fā)展方向
在化工企業(yè)中，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，在化工企業(yè)的生產(chǎn)制造過程中有著不可或缺的作用。在機(jī)電一體化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中，會根據(jù)不同的用途而分離出不同的發(fā)展方向。其中，機(jī)電一體化數(shù)字方向，這是當(dāng)前非?？春玫囊粋€(gè)方向。機(jī)電一體化數(shù)字發(fā)展方向主要是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，發(fā)展的一種機(jī)電一體化制造技術(shù)，這種技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際使用的過程中，主要通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來進(jìn)行相應(yīng)的操作。隨著現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也應(yīng)用到了各個(gè)領(lǐng)域，在機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用中，我們非常明顯地看到其所在的優(yōu)勢。在進(jìn)行實(shí)際操作的過程中，可以在很大程度上簡化機(jī)電一體化技術(shù)的操作，例如：數(shù)控機(jī)床的操作，之前的操作比較繁瑣，但是在數(shù)字化操作的基礎(chǔ)上，就可以使操作變得簡單化、智能化，并且還能夠提高其計(jì)算的準(zhǔn)確性。
1.2 機(jī)電一體化智能化發(fā)展方向
隨著現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在機(jī)電一體化技術(shù)中也得到了非常充分而有效的應(yīng)用。前面我們對機(jī)電一體化數(shù)字發(fā)展方向進(jìn)行了一定的分析，而機(jī)電一體化智能化發(fā)展方向也是目前所要關(guān)注的重點(diǎn)，智能化發(fā)展方向也是當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)方向，也是相關(guān)研究的主要方向。在當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，可以通過相關(guān)的程序，來對機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的基本操作進(jìn)行智能化控制，例如：在進(jìn)行煤氣輸送管線壓力控制的時(shí)候，可以利用閥門的開度與管線壓力的連鎖實(shí)現(xiàn)煤氣輸送壓力的穩(wěn)定控制，從而達(dá)到安全生產(chǎn)的目的陜西東鑫垣化工有限責(zé)任公司蘭炭造氣分廠利用外送煤氣管線壓力變送器與放散電動(dòng)閥門的連鎖，實(shí)現(xiàn)了外送煤氣壓力的穩(wěn)定控制，在實(shí)際生產(chǎn)中保證了系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定和安全生產(chǎn)。另外，現(xiàn)在的智能化控制還將多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行了有效的結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)高度的智能化。例如將整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的各關(guān)聯(lián)要素通過DCS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集成、智能控制，最大限度的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，某些崗位實(shí)現(xiàn)了無人自動(dòng)化智能操作，這在煤制油領(lǐng)域已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，取得了良好的效果。然而由于目前一些技術(shù)性欠缺的問題，這種高度智能化的控制技術(shù)，還沒有得到非常廣泛的應(yīng)用，但是智能化發(fā)展方向卻是機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的主要方向。
1.3 機(jī)電一體化的模塊化發(fā)展方向
在當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代下，機(jī)電一體化技術(shù)得到了更進(jìn)一步地發(fā)展，其中模塊化發(fā)展的方向已經(jīng)成為了機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展你的必經(jīng)之路。從一個(gè)客觀的角度對其進(jìn)行分析，我們可以看到，機(jī)電一體化本身的發(fā)展前景十分廣闊，而現(xiàn)在的市場資源也非常豐富，因而機(jī)電一體化技術(shù)在進(jìn)行發(fā)展的過程中，可以將現(xiàn)有的資源進(jìn)行充分應(yīng)用，也可以說，機(jī)電一體化技術(shù)在進(jìn)行實(shí)際發(fā)展的過程中，已經(jīng)得到了十分充足的資源配置。而從市場需求的角度來進(jìn)行分析，目前市場上化工企業(yè)的數(shù)量和種類都非常多，市場的競爭也非常激烈。而企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)發(fā)展的過程中，最為注重的一點(diǎn)就是最終實(shí)現(xiàn)的效益。采用模塊化的設(shè)計(jì)理念，可以對某些相似的系統(tǒng)采用相似的設(shè)計(jì)理念，例如壓力與溫度變化的連鎖模塊，壓力與閥門開度的連鎖模塊，各種報(bào)警的連鎖模塊都可以應(yīng)用在不同的生產(chǎn)系統(tǒng)中，只需要進(jìn)行小范圍的修改，再將這些模塊集成在一起，即可達(dá)到以前所需要的復(fù)雜功能，既節(jié)約了成本，又達(dá)到了預(yù)期的功能，
2 機(jī)電一體化技術(shù)在化工企業(yè)中的應(yīng)用
2.1 機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展應(yīng)用
F在機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持，而為了能夠更進(jìn)一步地實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的操作控制，可以將之與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行充分結(jié)合，并實(shí)現(xiàn)更加方便而準(zhǔn)確的操作。由此可見，機(jī)電一體化技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展已經(jīng)成為了其必然的發(fā)展方向。從當(dāng)前的社會發(fā)展來看，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在人們的生活中，乃至于各個(gè)生產(chǎn)發(fā)展的企業(yè)中，都得到了非常充分地應(yīng)用，也可以說，網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ钜徊糠?，例如：大型化工企業(yè)使用的DCS系統(tǒng)，整合了上下游系統(tǒng)所有相關(guān)參數(shù)，通過通信系統(tǒng)將各個(gè)子單元連接在一起，方便進(jìn)行工藝參數(shù)及產(chǎn)品質(zhì)量的控制，對上游發(fā)生的變化下游積極反應(yīng)，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，給安全生產(chǎn)帶來了極大的便利。
2.2 機(jī)電一體化的綠色發(fā)展應(yīng)用
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會的不斷進(jìn)步，人們對生活的要求也越來越高，當(dāng)前的社會生產(chǎn)更提倡綠色發(fā)展。由此可見，機(jī)電一體化綠色發(fā)展方向也將是社會發(fā)展的必然需求。但是現(xiàn)在大多數(shù)工業(yè)企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)的過程中，都會對環(huán)境造成嚴(yán)重地破壞，這些問題都會對人們的生活造成一定程度的影響，還會阻礙社會發(fā)展的腳步，所以說，實(shí)現(xiàn)發(fā)展的綠色化是不可或缺的。從生產(chǎn)發(fā)展的角度來進(jìn)行相應(yīng)的分析，機(jī)電一體化綠色發(fā)展主要有以下兩個(gè)層面的含義，接下來，我們就來對其進(jìn)行一定的分析：（1）生產(chǎn)的綠色化。這一含義主要是通過從生產(chǎn)的角度出發(fā)，在進(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中，對原材料、生產(chǎn)工藝、制造技術(shù)等進(jìn)行嚴(yán)格地控制，從生產(chǎn)制造的過程中，來實(shí)現(xiàn)綠色工藝的生產(chǎn)制造；（2）制造的綠色化。從機(jī)電一體化技術(shù)本身應(yīng)用的特性來看，其中所使用到的機(jī)器數(shù)量比較多，并且應(yīng)用的范圍比較廣，而在進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行的過程中，會對環(huán)境造成一定的印象，因此，在進(jìn)行設(shè)備的選擇時(shí)，應(yīng)盡可能地結(jié)合綠色生產(chǎn)的需求來進(jìn)行選擇，以降低對環(huán)境的污染。
3 機(jī)電一體化在化工中的應(yīng)用舉例
隨著人們生活水平的不斷提高，消費(fèi)觀念發(fā)生了深刻的變化，不僅要求化工產(chǎn)品要在質(zhì)量上有保證，同時(shí)還要保證其使用的安全性。作為化工企業(yè)尤其是和人們息息相關(guān)的化工產(chǎn)品必須要在生產(chǎn)過程中融入現(xiàn)代科技以達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能都符合國家規(guī)定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和使用安全標(biāo)準(zhǔn)。筆者對煤制油的生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行了簡單的介紹，探討了機(jī)電一體化技術(shù)在煤氣天然氣生產(chǎn)工藝流程中的應(yīng)用。煤制油整個(gè)生產(chǎn)工藝流程如下：原料煤在煤炭化裝置中被加熱干餾，產(chǎn)生的荒煤氣被送至凈化裝置進(jìn)行凈化洗油，煤焦油送至延遲焦化工段進(jìn)行分餾，凈化后的荒煤氣送至制氫工段采用變壓吸附原理進(jìn)行脫氧制氫， 制出的純氫氣送至加氫工段與分餾后的中間油進(jìn)行加氫反應(yīng)，產(chǎn)出石腦油及2#輕質(zhì)油，同時(shí)產(chǎn)出液氨，粗酚等副產(chǎn)品；煤氣水中有害雜質(zhì)通過酚氨回收裝置處理、廢水經(jīng)物化處理、生化處理、深度處理及部分膜處理后，廢水得以回收利用；其中工藝生產(chǎn)裝置包括炭化爐、煤氣凈化裝置，變壓吸附塔，加氫反應(yīng)塔，焦炭塔等組成；輔助生產(chǎn)裝置由氨精制裝置、動(dòng)力、公用工程系統(tǒng)等裝置組成。工藝中的各種裝置都有微機(jī)控制，各個(gè)工藝環(huán)節(jié)都由系統(tǒng)控制中心實(shí)施人機(jī)界面操作，界面上將顯示各個(gè)工藝流程的運(yùn)行狀況，同時(shí)基于機(jī)電一體化系統(tǒng)中具有自動(dòng)檢測和自動(dòng)報(bào)警裝置，能及時(shí)地對生產(chǎn)工藝中的出錯(cuò)及時(shí)顯示出來，有效地減少了生產(chǎn)過程中因工藝中的某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障影響生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)工藝的安全、可靠性運(yùn)行。
4 結(jié)語
關(guān)鍵詞: 機(jī)電一體化;接口技術(shù);人機(jī)接口;機(jī)電接口
Key words: electromechanical integration;connection technology;man-machine connection;mechanical and electrical connection
中圖分類號:TH16文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1006-4311(2010)14-0044-01
0引言
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等各種技術(shù)融合為一體的綜合系統(tǒng),其構(gòu)成要素與子系統(tǒng)之間的接口部分就顯得極為重要。在機(jī)械系統(tǒng)和電子系統(tǒng)各種技術(shù)的復(fù)合過程中,接口技術(shù)很重要,機(jī)電接口技術(shù)是解決如何把機(jī)電及相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)有機(jī)地融為一體,從而設(shè)計(jì)出最優(yōu)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的研究領(lǐng)域,其性能的好壞對整個(gè)系統(tǒng)的綜合性能起著決定性作用。
1機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在早期的機(jī)電一體化系統(tǒng)中,機(jī)械部分的設(shè)計(jì)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的中心。電能僅用于驅(qū)動(dòng),為系統(tǒng)提供動(dòng)力。利用直流電動(dòng)機(jī)的變速功能雖然可以簡化機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),但因?yàn)闊o法控制運(yùn)動(dòng)部件的行程,因而程序自動(dòng)化仍然是系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)。驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不再是機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈的起點(diǎn),而成為聯(lián)結(jié)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力以及控制的接口。機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)已從“純”機(jī)械的設(shè)計(jì)延伸到控制領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)、數(shù)字電路、傳感器以及自動(dòng)控制理論已成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)師不可或缺的知識基礎(chǔ)。信息技術(shù)和軟件設(shè)計(jì)已經(jīng)成為表達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想和協(xié)調(diào)自動(dòng)化工作的重要工具。機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)不斷發(fā)展和完善的過程。產(chǎn)品精度和生產(chǎn)效率對機(jī)電一體化系統(tǒng)提出了不斷改進(jìn)伺服驅(qū)動(dòng)性能和發(fā)展控制算法的要求,而性能優(yōu)良的伺服驅(qū)動(dòng)既拓展了機(jī)械系統(tǒng)的功能、簡化了傳統(tǒng)的機(jī)構(gòu),又要求機(jī)械系統(tǒng)具有合理的慣量和更好的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。傳感器的在線監(jiān)測確保了系統(tǒng)安全可靠的運(yùn)行,反饋的信息通過閉環(huán)確保了先進(jìn)控制理論的實(shí)現(xiàn)和產(chǎn)品的質(zhì)量要求。機(jī)、電、信息的密切交叉已經(jīng)使機(jī)電一體化系統(tǒng)中各部分的互相聯(lián)結(jié)和影響成為設(shè)計(jì)必須綜合考慮的重要內(nèi)容。機(jī)電接口技術(shù)作為機(jī)電一體化設(shè)計(jì)的核心已經(jīng)受到專家和學(xué)者越來越多的關(guān)注。
2機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械、電子和信息等功能各異的技術(shù)融為一體的綜合系統(tǒng),其子系統(tǒng)之間的接口極為重要,從某種意義上說,機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)就是接口的設(shè)計(jì)。但現(xiàn)在對于機(jī)電接口技術(shù)的研究較少,通過對機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行總結(jié)和歸納,我們提出了機(jī)電接口技術(shù)的概念,形成了如下幾點(diǎn)認(rèn)識。
2.1 機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵機(jī)電接口技術(shù)是一門新興的技術(shù),它研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中各組成部分(子系統(tǒng))和各組成技術(shù)之間的接口問題。研究這門技術(shù)是為了更有效地進(jìn)行系統(tǒng)中信息能量的交互,融合各種技術(shù),實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)。
2.2 機(jī)電一體化系統(tǒng)接口(簡稱機(jī)電接口)的功能機(jī)電接口傳遞和轉(zhuǎn)換信息和能量,并將機(jī)電一體化各組成技術(shù)的特性融為一體。機(jī)電接口包括硬件和軟件,硬件主要在子系統(tǒng)之間或人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間建立連接,為信息和能量的輸入/輸出、傳遞和轉(zhuǎn)換提供物理通道。軟件主要是提供系統(tǒng)信息交互、轉(zhuǎn)換、調(diào)整的方法和過程,協(xié)調(diào)和綜合機(jī)電一體化組成技術(shù),使各子系統(tǒng)集成并融合為一個(gè)整體,實(shí)現(xiàn)新的功能。
2.3 機(jī)電接口的分類①人―機(jī)接口。人與機(jī)電一體化系統(tǒng)之間的接口,通過此接口,可以監(jiān)視系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),控制其運(yùn)行過程,即通過人―機(jī)接口能夠使系統(tǒng)按照人的意志進(jìn)行工作。人-機(jī)接口是雙向的,硬件包括輸入/輸出設(shè)備,主要有顯示屏、鍵盤、按鈕等。②動(dòng)力接口。動(dòng)力源連接到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的接口,為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供相應(yīng)的動(dòng)力。根據(jù)系統(tǒng)所需的動(dòng)力類型不同如直流電、交流電、氣動(dòng)、液壓等,動(dòng)力接口的形式也有很大的不同。但動(dòng)力接口有一個(gè)共同的特點(diǎn),能夠通過較大的功率。③智能接口。智能接口主要存在于三處,控制系統(tǒng)到驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)到傳感器、傳感器到控制系統(tǒng)。智能接口的應(yīng)用情況相對比較復(fù)雜,但可以得出它的一些共性:智能接口傳遞和轉(zhuǎn)換各種信息,按照不同技術(shù)的要求改變信息形式,使不同的子系統(tǒng)、不同的技術(shù)能夠集成在一起,形成完整的系統(tǒng)。通常,智能接口是軟件表現(xiàn)出的功能連接。④機(jī)―電接口。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳感器之間的接口。將驅(qū)動(dòng)信號轉(zhuǎn)換成執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的信號,或?qū)?zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械信號轉(zhuǎn)換成傳感器所需的信號。
3機(jī)電接口技術(shù)對機(jī)電一體化發(fā)展的影響
社會需求推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。當(dāng)傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)無法滿足日益增加的社會需求時(shí),機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)、信息技術(shù)等結(jié)合形成的機(jī)電一體化技術(shù)就成了機(jī)械技術(shù)發(fā)展的必然。相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部的接口也就變得越來越復(fù)雜。機(jī)電一體化技術(shù)的各組成技術(shù)的研究已經(jīng)進(jìn)行得非常深入且日趨成熟,同時(shí),人們也意識到單純發(fā)展和研究各組成技術(shù)并不能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化。而機(jī)電接口技術(shù)正為它們提供了一種有效的方法來進(jìn)行系統(tǒng)研究,并將系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和融合理論應(yīng)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)當(dāng)中。目前,機(jī)電一體化正在向著智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展,智能化必然要求系統(tǒng)各部分的結(jié)合要更加緊密,信息傳遞和反饋更加迅速準(zhǔn)確。從機(jī)電一體化發(fā)展方向?qū)C(jī)電接口技術(shù)的要求來看,機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展已經(jīng)成為必然,同時(shí),機(jī)電接口技術(shù)的研究與發(fā)展也必然對機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展起促進(jìn)作用。
4結(jié)論
機(jī)電一體化系統(tǒng)是機(jī)械系統(tǒng)不斷融合各種新技術(shù)、新知識發(fā)展起來的。因此,從機(jī)械技術(shù)發(fā)展起來的機(jī)電一體化技術(shù)的復(fù)雜性和多學(xué)科性就決定了此技術(shù)的研究重點(diǎn)是各種技術(shù)在機(jī)械技術(shù)上的融合與創(chuàng)新。機(jī)電接口技術(shù)是研究機(jī)電一體化系統(tǒng)中的接口問題,使系統(tǒng)中信息和能量的傳遞和轉(zhuǎn)換更加順暢,使系統(tǒng)各部分有機(jī)的結(jié)合在一起,形成完整的系統(tǒng)。機(jī)電接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,隨著機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展而變得越來越重要。同時(shí)機(jī)電接口技術(shù)的研究也必然促進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)理論的發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
計(jì)算機(jī)尤其是微型計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)80年代被廣泛的應(yīng)用在機(jī)械生產(chǎn)控制中，將機(jī)電有效的結(jié)合在一起，逐漸發(fā)展為一種一體化技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，對機(jī)械行業(yè)產(chǎn)生了十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益，提升了生產(chǎn)效率，同時(shí)增強(qiáng)了產(chǎn)品的質(zhì)量功能，有效減少了材料能源的耗損。提高了企業(yè)在行業(yè)中的整體競爭能力。
一、機(jī)電一體化技術(shù)的基本內(nèi)容
機(jī)電一體化技術(shù)的重要出發(fā)點(diǎn)是工程系統(tǒng)，結(jié)合電子機(jī)械等相關(guān)技術(shù)，充分實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)或者產(chǎn)品的技術(shù)綜合。機(jī)電一體化技術(shù)是指將技術(shù)相關(guān)原理在機(jī)電一體化系統(tǒng)中充分的應(yīng)用與發(fā)展。機(jī)電一體化技術(shù)也可以被看作是技術(shù)群的綜合名稱。機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)通過具有若干個(gè)特殊功能的電子機(jī)械要素共同組成的有機(jī)體，能夠充分符合人的最佳使用要求，同時(shí)也是機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)的有機(jī)置換和結(jié)合，進(jìn)一步對新的產(chǎn)品賦予全新的性能，擁有優(yōu)良的人機(jī)合作關(guān)系。機(jī)電一體化系統(tǒng)工程集成綜合了機(jī)械與電子工程，也就是提供機(jī)電一體化系統(tǒng)的規(guī)格與功能，技術(shù)工作人員應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)對整個(gè)體系過程實(shí)施必要的制造與設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化的重要思想是設(shè)計(jì)系統(tǒng)原理與集成綜合技術(shù)。工程系統(tǒng)、信息控制理論屬于機(jī)電一體化的技術(shù)方法論。在某種意義上分析，機(jī)電一體化思想可以稱之為一體化的思想。
二、機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)
(一)機(jī)電一體化技術(shù)具有極高的安全性
機(jī)電一體化的相關(guān)產(chǎn)品具有的功能包括自動(dòng)化監(jiān)控、警報(bào)、自動(dòng)化診斷、自動(dòng)化保護(hù)等性能。在工作整體過程中，當(dāng)電力出現(xiàn)過載、過流等一系列故障時(shí)，能夠采用自動(dòng)化的保護(hù)方法，盡量防止與減少人員與機(jī)械設(shè)備發(fā)生事故，明顯提升了使用設(shè)備的安全性能。
(二)機(jī)電一體化技術(shù)具有較高的生產(chǎn)能力
機(jī)電一體化的產(chǎn)品大部分都具有自動(dòng)信息處理與控制的能力，其檢測控制的靈敏性、精敏度以及應(yīng)用范圍都產(chǎn)生了極大程度提升，利用自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠更加準(zhǔn)確的保障機(jī)械機(jī)構(gòu)的執(zhí)行情況按照設(shè)計(jì)的具體要求完成既定的操作，保證工作獲得最好的質(zhì)量和產(chǎn)品的合格效率。與此同時(shí)，因?yàn)闄C(jī)電一體化的產(chǎn)品已經(jīng)充分實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制，有效提升了生產(chǎn)的能力。
(三)機(jī)電一體化技術(shù)提升了使用功能
機(jī)電一體化技術(shù)通常利用控制程序與數(shù)字化完成現(xiàn)實(shí)，操作手柄與按鈕數(shù)量的逐漸減少，促使操作過程逐漸簡單化并且十分便捷。機(jī)電一體化技術(shù)操作程序按照預(yù)先設(shè)定的過程逐漸通過電子操作系統(tǒng)完成實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可以對全部操作反復(fù)實(shí)現(xiàn)。機(jī)電一體化高級產(chǎn)品能夠利用被控制對象具備的數(shù)學(xué)相關(guān)模型以及外界變化的參數(shù)自動(dòng)隨機(jī)尋找最理想的工作方式，充分實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化自動(dòng)操作。
(四)廣泛的適用范圍
機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)超出了相關(guān)產(chǎn)品的單項(xiàng)技術(shù)功能的控制，擁有復(fù)合功能技術(shù)，極大程度上提升了產(chǎn)品自身的自動(dòng)化功能與水平。機(jī)電一體化產(chǎn)品通常具備一定的自動(dòng)補(bǔ)償功能、自動(dòng)監(jiān)控功能、自動(dòng)保護(hù)功能以及智能化等，能夠在不同領(lǐng)域場合的應(yīng)用，符合客戶提出的更強(qiáng)的應(yīng)變需求。
三、汽車機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展
機(jī)電一體化技術(shù)在汽車行業(yè)的應(yīng)用初級階段。這個(gè)階段主要發(fā)生的時(shí)間是在上世紀(jì)60年代到70年代，這段發(fā)展時(shí)間重點(diǎn)是利用電子機(jī)電技術(shù)對部分汽車機(jī)械功能實(shí)施有效的改善，機(jī)電一體化技術(shù)此階段在汽車上最典型的應(yīng)用就是電子控制噴射燃油。上世紀(jì)70年代到90年代是汽車機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用發(fā)展時(shí)期。在這個(gè)階段中發(fā)生的制造設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是利用機(jī)電一體化進(jìn)行集成大規(guī)模電路應(yīng)用，集成大規(guī)模電路的有效運(yùn)用能夠及時(shí)解決自動(dòng)控制機(jī)械設(shè)備的各類問題，對于提升汽車運(yùn)行過程中的可靠功能發(fā)揮了關(guān)鍵作用。上世紀(jì)90年代至今是汽車機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的成熟發(fā)展階段。在這個(gè)階段中制造設(shè)計(jì)的汽車，伴隨著逐漸發(fā)展興起的微點(diǎn)機(jī)電一體化技術(shù)，推動(dòng)了汽車機(jī)電一體化技術(shù)的日漸成熟，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)應(yīng)當(dāng)尤其重視整體機(jī)電一體化技術(shù)的設(shè)計(jì)，再結(jié)合網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)與技術(shù)信息在制造生產(chǎn)汽車行業(yè)中的大范圍運(yùn)用，使得汽車更加的智能自動(dòng)化。
四、機(jī)電一體化技術(shù)在汽車上的應(yīng)用
汽車的電子化開始于電源系統(tǒng)。從前的發(fā)電機(jī)都屬于直流類型發(fā)電機(jī)，之后被硅二級管與交流發(fā)電機(jī)共同結(jié)合所替代，能夠有效提升充電效率的可靠性能。從此以后，調(diào)整之后的電壓也從電路固體調(diào)節(jié)器替代了電壓機(jī)械式調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步在點(diǎn)火發(fā)電機(jī)上的配電設(shè)備上也從凸輪機(jī)械式開關(guān)轉(zhuǎn)變?yōu)榫w管功率。
(一)微機(jī)控制發(fā)電機(jī)體系
控制發(fā)電機(jī)單元的中心是利用微處理器或是專門設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)集成大規(guī)模電路。通過各個(gè)傳感器接收電壓模擬信號以及從輸出軸發(fā)動(dòng)機(jī)獲得的脈沖信息全部傳輸至控制發(fā)動(dòng)機(jī)單元。信號模擬利用數(shù)字模擬直接轉(zhuǎn)變?yōu)樾盘枖?shù)字。將這些信息作為重要基礎(chǔ)，在控制發(fā)動(dòng)機(jī)單元中對燃料空氣比例、點(diǎn)火具體時(shí)間、循環(huán)排氣效率實(shí)施最好的計(jì)算，將最終的計(jì)算結(jié)果當(dāng)做噴射閥燃料控制與點(diǎn)火設(shè)備的驅(qū)動(dòng)信息進(jìn)行輸出，用來對空氣與燃料質(zhì)量之間的比例實(shí)施控制。當(dāng)燃料空氣比例增加時(shí)，燃料十分稀薄，點(diǎn)火非常困難。相反，當(dāng)燃料空氣比例減少時(shí)，因?yàn)槿狈Τ渥愕难鯕?，在氣體排放過程中缺乏充足的燃燒的一氧化碳增加的含量。所以，將燃料控制比例很好的在最佳情況下實(shí)施控制，對于各種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)保持正常負(fù)荷是非常關(guān)鍵的。
(二)汽車激光測距雷達(dá)系統(tǒng)
汽車防按控制系統(tǒng)與激光單片機(jī)的有效組合，能夠在行駛正常速度下或者是倒車減速時(shí)對前后方距離范圍內(nèi)檢測是否存在障礙物體，并且在關(guān)鍵時(shí)間組織報(bào)警，進(jìn)一步有效阻止發(fā)生的交通事故。這個(gè)系統(tǒng)重點(diǎn)通過計(jì)算機(jī)對車間距離的處理器、雷達(dá)測距、前后汽車狀況等進(jìn)行控制。
在汽車格柵前部安裝測距激光雷達(dá)。通過光學(xué)天線發(fā)射的光束遭遇了前方的障礙物之后，出現(xiàn)了散射的后方信號，同時(shí)被光學(xué)天線進(jìn)行了接收，并且調(diào)節(jié)出方位距離信息。利用中央處理設(shè)備分析持續(xù)輸出的方位距離信息，能夠準(zhǔn)確判斷出物體是否在前面運(yùn)動(dòng)，計(jì)算出相應(yīng)的汽車間距和速度，并且判斷它能否與本車進(jìn)行必要的接觸，進(jìn)一步?jīng)Q定汽車行駛的安全速度。當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)，系統(tǒng)與警報(bào)裝置接觸，發(fā)送警報(bào)信號。
(三)自動(dòng)變速器的電子監(jiān)控
自動(dòng)化變速器的重要作用是為了其損耗功率的降低，提升傳遞動(dòng)力系統(tǒng)的有效功率，增加了變速裝置的檔數(shù)，有利于汽車最佳行駛的速度比例，充分實(shí)現(xiàn)了汽車的安全、舒適功能。發(fā)動(dòng)機(jī)具體工作情況需要利用傳感器實(shí)施檢測，接收的數(shù)據(jù)信息將被電子監(jiān)控裝置輸入且處理，并且安裝換擋具體信息，開關(guān)的程序以及開關(guān)自動(dòng)跳合有關(guān)信息，通過選擇的電子監(jiān)控設(shè)備符合最佳行駛條件的信息檔次，成功被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娨涸?zhí)行的變量液壓對換擋實(shí)施控制。使用自動(dòng)變起器對電路實(shí)施監(jiān)測可以有效的對電子監(jiān)控設(shè)施進(jìn)行自檢監(jiān)測，也就是在行駛之前監(jiān)測所有的電路。假如汽車發(fā)動(dòng)之后，報(bào)警燈處于熄滅情況，表明其具備了正常的功能。相反，假如系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，自動(dòng)化變速器表現(xiàn)為非電控狀態(tài)，這時(shí)，電子監(jiān)控雖然已經(jīng)失去了優(yōu)化性能，可是變速器能夠持續(xù)工作。
(四)制動(dòng)系統(tǒng)
《機(jī)電一體化》課程是一門以機(jī)械設(shè)計(jì)與制造為基礎(chǔ)，融入計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)的交叉學(xué)科。課程主要內(nèi)容是運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)理論與方法，解決現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中的復(fù)雜技術(shù)問題，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品智能化設(shè)計(jì)與制造；并以培養(yǎng)具備機(jī)械設(shè)計(jì)、制造及自動(dòng)化基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，能在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械工程及自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)、經(jīng)營和管理且具創(chuàng)新精神的應(yīng)用型高級專業(yè)技術(shù)人才為主要目標(biāo)。
課程內(nèi)容和理念雖緊跟市場步伐并極具前沿，但傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式無法與之相匹配。以理論知識傳授為主的課堂教學(xué)方法培養(yǎng)出來的學(xué)生，談起理論知識或許頭頭是道，但真正操作起來，往往面面相覷、毫無思路甚至錯(cuò)誤連連、廢品成推，造成用人單位對中職生的專業(yè)能力產(chǎn)生質(zhì)疑。因此，要培養(yǎng)出企業(yè)需要的動(dòng)手能力強(qiáng)且具有一定操作經(jīng)驗(yàn)的應(yīng)用型專業(yè)技術(shù)人才，就必須改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)方法，在《機(jī)電一體化》課程教學(xué)過程中，把教、學(xué)、做融為一體，從根本上解決課程理論與實(shí)際操作相脫節(jié)的問題，培養(yǎng)出市場和企業(yè)需要的人才。
一、“教學(xué)做一體化”教學(xué)模式的內(nèi)涵
“教、學(xué)、做”理論很早在中國就有了明確的闡述。在《陶行知教育名篇》這本書中，陶先生認(rèn)為“先生須一面教一面學(xué)”、“教學(xué)做合一”、“先生的責(zé)任不在教，而在教學(xué)，而在教學(xué)生學(xué)”、“教的法子必須根據(jù)學(xué)的法子”。一體化即“Integration”，強(qiáng)調(diào)事物之間的相互聯(lián)系，相互聯(lián)系后會產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，由此產(chǎn)生新的功能。
“教、學(xué)、做”一體化的教學(xué)理念是事情需要怎樣做就怎樣學(xué)，怎樣學(xué)就怎樣教，知行統(tǒng)一?！敖?、學(xué)、做”一體化的教學(xué)模式就是將教學(xué)場所直接設(shè)在工作現(xiàn)場或?qū)嵱?xùn)室，師生雙方通過邊教、邊學(xué)、邊做掌握知識，進(jìn)而通過再學(xué)、再做、再教提高操作技能，最后完成預(yù)定任務(wù)的教學(xué)方法。教學(xué)過程中，學(xué)生是演員，教師是導(dǎo)演，理論和實(shí)踐交替進(jìn)行，由易到難，逐漸深入，突出對學(xué)生動(dòng)手能力和專業(yè)技能的培養(yǎng)，充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分體現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，以培養(yǎng)學(xué)生技能為目標(biāo)”的教學(xué)理念。師生雙方共同參與教學(xué)全過程，在教中學(xué)、學(xué)中做、做中學(xué)，融教、學(xué)、做為一體。
《機(jī)電一體化》是一門操作性強(qiáng)和實(shí)用性高的課程，加之中職學(xué)生活潑、好動(dòng)的特點(diǎn)，在課堂教學(xué)過程中實(shí)施“教、學(xué)、做一體化”教學(xué)模式，無疑會達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。
二、在《機(jī)電一體化》中如何實(shí)施“教學(xué)做一體化”
1.深入鉆研教材，實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的一體化。
“教學(xué)做”一體化的教學(xué)模式將理論教學(xué)和實(shí)際工作有機(jī)結(jié)合起來，把課程內(nèi)容分成若干個(gè)項(xiàng)目，用任務(wù)驅(qū)動(dòng)方法實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，這就要求教師打破原有教材的系統(tǒng)性，按照真實(shí)工作情景重組教學(xué)內(nèi)容。因此，中職學(xué)校教師應(yīng)深入企業(yè)調(diào)研，全面研究企業(yè)與專業(yè)相關(guān)的工作崗位，并結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，深入鉆研教材，確立教學(xué)任務(wù)，以實(shí)踐操作為主線，以能力培養(yǎng)為核心進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合能力和綜合素質(zhì)的提高。
2.整合教學(xué)方法，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法的一體化。
根據(jù)一體化教學(xué)的特點(diǎn)，有針對性地靈活選擇教學(xué)方法，使教學(xué)效果最佳化。教師應(yīng)該打破傳統(tǒng)教學(xué)慣例，努力讓傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動(dòng)從教與學(xué)的單行道改變?yōu)榻?、學(xué)、做互動(dòng)的多行道，變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)參與學(xué)習(xí)。所以，教師在選擇教學(xué)方法時(shí)，必須基于學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，綜合應(yīng)用任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、情境教學(xué)法、角色扮演法、案例教學(xué)法、項(xiàng)目教學(xué)法等創(chuàng)設(shè)工作情境，或把教學(xué)場地安排在工作現(xiàn)場，讓學(xué)生身臨其境，實(shí)現(xiàn)從學(xué)生到“工人”身份的轉(zhuǎn)換，不僅使學(xué)生真實(shí)地感受到作為一名員工應(yīng)具備的基本素質(zhì)，而且能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性。
3.設(shè)計(jì)教學(xué)過程，實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐的一體化。
在一體化教學(xué)中，整個(gè)教學(xué)設(shè)計(jì)和組織都以實(shí)踐操作為主線，突出技能訓(xùn)練，圍繞實(shí)踐操作進(jìn)行理論知識的教學(xué)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)的一體化。在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，教師可以考慮從教和學(xué)兩方面、兩條主線入手。一條線是教師講授，重點(diǎn)是加工工藝和加工方法，循序漸進(jìn)地開展教學(xué)活動(dòng)。另一條線由學(xué)生以組、團(tuán)隊(duì)的形式尋找和確定實(shí)際項(xiàng)目，根據(jù)教師的指導(dǎo)，在做中理解理論知識、掌握技能，在操作中驗(yàn)證理論。同時(shí)，用理論指導(dǎo)操作，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，在操作過程中，教師巡回指導(dǎo)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，共性問題集中講解、個(gè)別問題個(gè)別指導(dǎo)，促進(jìn)理論教學(xué)過程與實(shí)踐教學(xué)過程的融合。
三、“教學(xué)做一體化”在《機(jī)電一體化》中的實(shí)施效果
在教學(xué)中運(yùn)用“教學(xué)做一體化”，對學(xué)生和老師都帶來了積極的影響。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面。
1.提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
實(shí)施“教學(xué)做一體化”后，學(xué)生在聽中學(xué)、學(xué)中做、做中學(xué)，在做的過程中會遇到或多或少的問題，在求知欲和興趣的驅(qū)使下，會不斷思考和探索，則學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性大大提高。
2.提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。
“教學(xué)做一體化”以實(shí)際項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，老師在指導(dǎo)學(xué)生做項(xiàng)目的過程中，可以精準(zhǔn)地把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，有效解決學(xué)生學(xué)習(xí)的盲點(diǎn)和難點(diǎn)，進(jìn)而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，通過實(shí)際項(xiàng)目的演練，學(xué)生已經(jīng)深入掌握了操作流程和要領(lǐng)，再做項(xiàng)目時(shí)就不會茫然，更不會無從下手，變得更加自信，學(xué)習(xí)效率大大提高。
3.提高了教師的教學(xué)能力。
“教學(xué)做一體化”提高了教師的業(yè)務(wù)能力和教學(xué)水平，教師在與學(xué)生的互動(dòng)過程中，更加了解學(xué)生的需求；通過指導(dǎo)實(shí)際項(xiàng)目的運(yùn)作，教師對機(jī)電一體化這門課程有更深層次的理解，從而提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)能力。
參考文獻(xiàn)：
[1]馬樹超.做學(xué)合一與職業(yè)學(xué)校變革[J].教育與職業(yè)，2009（5）.
關(guān)鍵詞：
機(jī)電一體化；系統(tǒng)；傳感器；檢測技術(shù)；應(yīng)用
傳感器的應(yīng)用能夠清楚的展現(xiàn)對象的狀態(tài)和相關(guān)特征，并且給予待測對象一些關(guān)鍵的信息。傳感技術(shù)能夠起到放大電信號的作用，并且可以對標(biāo)度進(jìn)行加工處理，將一些物理量變成對其相對應(yīng)的電信號的一種技術(shù)。在機(jī)電一體化過程中，為了能夠有效的獲取相關(guān)信息，人們通過引進(jìn)傳感器和傳感檢測技術(shù)的方式實(shí)現(xiàn)信息的獲取目的。
1傳感器類型及傳感器技術(shù)分析
1.1傳感器的類型分析
傳感器是一種能夠感受規(guī)定的被測量信息并且將這種信息通過獨(dú)特的方式轉(zhuǎn)換為了輸入信號的電器裝置。這種裝置在機(jī)電一體化中的應(yīng)用主要是為了檢測機(jī)電一體化系統(tǒng)與作業(yè)環(huán)境的基本狀態(tài)，進(jìn)而為機(jī)電一體化系統(tǒng)的有效運(yùn)作提供相關(guān)的信息。在整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，測量模塊是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的核心部分，組成測量模塊的除了變換電路之外就是傳感器最為重要。傳感器的輸入數(shù)能夠確定機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊的整體性能，由此可知，傳感器是整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)之首。它的作用就等同于系統(tǒng)的感受器官，如果缺少傳感器，系統(tǒng)信息處理和控制決策的功能將難以實(shí)現(xiàn)。傳感器具有多種類別，按照其測量對象的性質(zhì)不同可以將傳感器分為兩種，其中一種是內(nèi)部信息傳感器，這種傳感器主要用來檢測機(jī)電一體化內(nèi)部的狀態(tài)，包括系統(tǒng)內(nèi)部位置的變化、速度的變化、溫度的變化以及異常變化等；另外一種是外部信息傳感器，這種傳感器主要是用來檢測外部環(huán)境的狀態(tài)，外部信息傳感器當(dāng)中有接觸式的觸覺傳感器以及非接觸式的視覺傳感器、超聲測距儀以及激光測距儀。
1.2傳感器技術(shù)分析
在基地那一體化過程中，監(jiān)測技術(shù)的基礎(chǔ)內(nèi)件就是傳感器，所以說，傳感技術(shù)對于機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。監(jiān)測技術(shù)的主要功能就是對操作的對象進(jìn)行監(jiān)測，并且對系統(tǒng)運(yùn)行的環(huán)境以及系統(tǒng)本身的狀況進(jìn)行監(jiān)測，為確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，監(jiān)測技術(shù)能夠?yàn)橄到y(tǒng)提供一些關(guān)鍵的信息。傳感技術(shù)的發(fā)展關(guān)系到機(jī)電一體化系統(tǒng)的整體發(fā)展，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品逐漸產(chǎn)生，電子信息呈現(xiàn)爆炸式的狀態(tài)，信息傳播的速度也不斷提升，傳統(tǒng)的信息傳播方式的傳播速度已經(jīng)趕不上時(shí)展的腳步，需要對傳感技術(shù)和檢測技術(shù)不斷更新，才能夠滿足時(shí)代對信息傳播發(fā)展的要求。
2傳感器與檢測技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用
傳感器在機(jī)電一體化中主要是廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化產(chǎn)品當(dāng)中，例如，工業(yè)機(jī)器人以及汽車自動(dòng)化控制系統(tǒng)中對傳感器都有應(yīng)用，以下就這兩個(gè)方面的應(yīng)用進(jìn)行介紹。
2.1傳感器與檢測技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人中的應(yīng)用
工業(yè)機(jī)器人在工作過程中之所以能夠準(zhǔn)確無誤，是因?yàn)闄C(jī)器人身上安裝的傳感器能夠感受其自身的狀態(tài)，同時(shí)還能夠感受操作對象以及工作環(huán)境的狀態(tài)，通過內(nèi)部傳感器能夠獲取其自身的位置、位移、速度等信息，通過外部傳感器能夠完成操作對象以及外部環(huán)境的感知，內(nèi)外部傳感裝置同時(shí)為機(jī)器人提供反饋信息，協(xié)助它順利完成各項(xiàng)工作。此外，機(jī)器人的每一個(gè)關(guān)節(jié)上都有安裝微動(dòng)開關(guān)、光電開關(guān)等各種形式的傳感器，這些傳感器能夠幫助機(jī)器人進(jìn)行零位和極限位置的檢測，零位檢測能夠保證機(jī)器人的重復(fù)定位精度和軌跡精度，極限位置檢測能夠保護(hù)機(jī)器人的安全動(dòng)作。不僅如此，機(jī)器人的關(guān)節(jié)上還有安裝位移傳感器，對于機(jī)器人的位置移動(dòng)和位置控制起到很大的作用。機(jī)器人的手腕位置以及抓手位置有安裝觸覺傳感器，通過觸覺可以讓機(jī)器人準(zhǔn)確的確定對象的位置，通過手抓傳感器就可以使機(jī)器人抓住對象物體。
2.2傳感器與檢測技術(shù)在汽車機(jī)電一體化中的應(yīng)用
隨著傳感技術(shù)以及一些新型技術(shù)的發(fā)展，將現(xiàn)代汽車工業(yè)推進(jìn)了一個(gè)嶄新的時(shí)代。汽車機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)由自動(dòng)化控制系統(tǒng)取代了原有的機(jī)械式控制部件，不僅僅是汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用了自動(dòng)化控制技術(shù)，汽車身體的其他很多部位也應(yīng)用了檢測和控制技術(shù)。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的傳感器是整個(gè)汽車傳感器的核心部分，應(yīng)用了多種類別的傳感器裝置，通過這些傳感器的檢測，能夠向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，方便ECU對發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)進(jìn)行精確的控制，對于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能的提升有很大的幫助。汽車的重點(diǎn)控制部位使用了曲軸位置傳感器、壓力傳感器以及溫度傳感器等。這些技術(shù)的應(yīng)用不僅能夠改善汽車的性能，實(shí)現(xiàn)人性化服務(wù)的功能，同時(shí)還能夠增強(qiáng)汽車行駛的安全性。例如，現(xiàn)代的汽車都有導(dǎo)航系統(tǒng)，通過汽車導(dǎo)航的開啟就能夠讓駕駛員清楚的知道前方的建筑物以及車輛的狀態(tài)，該系統(tǒng)中不僅僅應(yīng)用了GPRS定位技術(shù)，同時(shí)還應(yīng)用了傳感器及檢測技術(shù)，通過傳感器能夠感知到一定距離以外的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，然后給予駕駛?cè)藛T準(zhǔn)確的提示，幫助他們了解車輛行使的軌跡和阻礙物，從而為車輛行使安全提供了更好的保障。
3結(jié)束語
隨著工業(yè)自動(dòng)化程度越來越高，對自動(dòng)檢測系統(tǒng)的要求也不斷提升，因此，需要加強(qiáng)對傳感器檢測的分析，研究出一種能夠用于連續(xù)檢測和瞬時(shí)檢測的傳感器，促使自動(dòng)檢測系統(tǒng)向著智能化的方向發(fā)展。除了在工業(yè)系統(tǒng)運(yùn)行中不斷開發(fā)新型傳感器之外，要需要對已經(jīng)使用的傳感器的性能以及使用范圍不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)傳感器的小型化和集成化發(fā)展，從而提高機(jī)電一體化的工作效率，促進(jìn)機(jī)電一體化更加順利的進(jìn)行運(yùn)行和操作。為了使機(jī)電一體化系統(tǒng)能夠獲取準(zhǔn)確的信息，還需要引進(jìn)傳感器監(jiān)測技術(shù)，利用其獨(dú)特的功能實(shí)現(xiàn)信息獲取和傳播的目的。
參考文獻(xiàn)：
[1]劉崢.關(guān)于機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感器與檢測技術(shù)探究[J].信息系統(tǒng)工程,2013(02):71-72.
[2]解觀景.傳感器與檢測技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].中國機(jī)械,2014(09):23-24.
中圖分類號：TH-39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1671－7597（2012）0110129－01
0 前言
機(jī)電一體化技術(shù)就是機(jī)械、計(jì)算機(jī)、信息處理和自動(dòng)控制技術(shù)綜合運(yùn)用的復(fù)合技術(shù)，是微電子技術(shù)向傳統(tǒng)機(jī)械工程滲透而形成的融合機(jī)械工程、電氣工程、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)等為一體的新興綜合技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)順應(yīng)了當(dāng)今科學(xué)技術(shù)發(fā)展的規(guī)律，示了強(qiáng)大的生命力。由于煤炭生產(chǎn)是將數(shù)百、數(shù)千萬噸煤炭從地層深處采掘、運(yùn)送到地面，因此需采用大量的機(jī)電設(shè)備才能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，而機(jī)電一體化煤礦產(chǎn)品則是實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效的最好選擇。機(jī)電一體化將機(jī)械與電子技術(shù)融為一體，使物流、能流、信息流融為一體。
1 機(jī)電一體化在煤礦中的應(yīng)用
在煤炭行業(yè)中，如西方國家發(fā)展了連續(xù)采煤機(jī)，采用一種介于房柱式和長壁式體系之間的一種短壁式的開采模式進(jìn)行開采，該方法的特點(diǎn)是液壓支架是不能自行的。隨后發(fā)展了一種可移動(dòng)的支架（1979年），它是在錨桿鉆機(jī)基礎(chǔ)上改裝而成。隨后將長壁式回采工作面支撐掩護(hù)式支架架型移植到行走支架上，又發(fā)展了履帶式的行走支架，目前國際上應(yīng)用的履帶行走支架均屬此類產(chǎn)品。我國的煤炭行業(yè)隨著長期的大規(guī)模的粗放開采，原始的開采方式已不再適合國家對能源的需求。特別是大量的礦井邊角煤、殘留煤、“三下”煤及大量被掠奪式開采破壞的煤炭資源的回收越來越緊迫。急需發(fā)展適合該類資源回收的采掘設(shè)備。
1.1 礦井安全生產(chǎn)監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。礦井安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)是最能體現(xiàn)煤礦機(jī)電一體化的技術(shù)之一。我國監(jiān)測監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用較晚，20世紀(jì)80年代初，先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進(jìn)了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)（如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200），在部分煤礦中應(yīng)用；在引進(jìn)的同時(shí)，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實(shí)際情況，研制出KJ2，KJ4等系統(tǒng)并通過了鑒定。
20世紀(jì)90年代以來，我國自行研制開發(fā)出了一批具有世界先進(jìn)水平的監(jiān)控系統(tǒng)，如煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90系統(tǒng)、煤炭科學(xué)研究總院常州自動(dòng)化研究所的KJ95系統(tǒng)等，它們的主要特點(diǎn)是：測控分站的智能化水平高；具有網(wǎng)絡(luò)連接功能；系統(tǒng)軟件采用了Windows操縱系統(tǒng)。同時(shí)，在“以風(fēng)定產(chǎn)，先抽后采，監(jiān)測監(jiān)控”12字方針和煤礦安全規(guī)程有關(guān)條款指導(dǎo)下，劃定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯凸起礦井必需裝備礦井監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)。自此，大大小小的系統(tǒng)生產(chǎn)廠家如雨后春筍般的不斷掘起，為各煤礦提供了更多的選擇機(jī)會，且促進(jìn)了各廠家在市場競爭前提下不斷優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)意識。經(jīng)過多年的實(shí)踐表明，安全監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)為煤礦安全生產(chǎn)和治理發(fā)揮了十分重要的作用。對國產(chǎn)煤礦監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)及配套傳感器等設(shè)備的現(xiàn)場應(yīng)用效果進(jìn)行綜合評價(jià)，煤炭科學(xué)研究總院重慶分院的KJ90、天地科技股份公司常州自動(dòng)化分公司的KJ95、煤炭科學(xué)研究總院撫順分院的KJF2000和北京瑞賽公司的KJ4，KJ2000等系統(tǒng)代表了我國煤礦監(jiān)測 監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)水平。
1.2 礦井提升機(jī)中的應(yīng)用。礦井提升機(jī)是一種實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化較好的礦山大型設(shè)備，全數(shù)字化，交、直流提升機(jī)。特別是內(nèi)裝式提升機(jī)，從結(jié)構(gòu)上將滾筒和驅(qū)動(dòng)合為一個(gè)整體，大大簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，是典型的機(jī)電一體化設(shè)備，充分體現(xiàn)了機(jī)械-電力電子-計(jì)算機(jī)-自動(dòng)控制的綜合體。全數(shù)字提升機(jī)高度可靠，具有可重復(fù)性故障尋址、完整的診斷舉措措施和自診斷功能，以及簡樸而快速的通訊功能；它采用總線方式，大大簡化電氣安裝；硬件配置簡樸，互相兼容，零備件少；可以利便地實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng)、軟件控制和改變瞬間加速度。國產(chǎn)全數(shù)字化直流提升機(jī)已成為各煤礦提升機(jī)的首選機(jī)型。我國研制成功的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的全數(shù)字化直流提升機(jī)的核心部件ASCS是由雙CPU構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。除此之外，我國還用SIMADYND和S7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機(jī)。提升機(jī)因?yàn)椴捎昧擞?jì)算機(jī)技術(shù)，其安全保護(hù)系統(tǒng)更為完善。該系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：采用兩臺計(jì)算機(jī)裝置，每臺都有自己獨(dú)立的檢測、傳感裝置和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。這兩臺計(jì)算機(jī)同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實(shí)現(xiàn)直接檢測和間接檢測容器位置相結(jié)合的方式，兩者進(jìn)行比較、校正，實(shí)現(xiàn)行程自動(dòng)控制。計(jì)算機(jī)對安全回路、制動(dòng)回路、電源和驅(qū)動(dòng)回路進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，實(shí)現(xiàn)故障記憶，極大地提高了提升機(jī)的安全性能。
1.3 井下帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用。大型綜采設(shè)備的使用，極大地帶了帶式輸送機(jī)的技術(shù)水平的發(fā)展，大功率、長間隔帶式輸送機(jī)的樞紐技術(shù)研究和新產(chǎn)品的研發(fā)也取得了很大的提高。如大傾角長間隔帶式輸送機(jī)成套設(shè)備、高產(chǎn)高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機(jī)等，并對帶式輸送機(jī)的樞紐技術(shù)及其主要元部件進(jìn)行了理論研究和產(chǎn)品開發(fā)，成功的研制了多種軟起動(dòng)和制動(dòng)裝置以及以PLC為核心的可編程電控裝置、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用調(diào)速型液力耦合器和行星齒輪減速器，我國已自行生產(chǎn)制造了多種類型的帶式輸送機(jī)。
2 煤礦機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展趨
我國自造的煤礦機(jī)電一體化設(shè)備都具有智能化、程序化、信息化的特點(diǎn)，以及設(shè)備體積小、操作、維護(hù)方便、保護(hù)齊全、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。這些設(shè)備在煤炭生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，不僅減輕了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大地提高了煤礦的生產(chǎn)水平和能力，創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。但是，我國的煤礦機(jī)電一體化技術(shù)與發(fā)達(dá)國家相比，還有一定的差距，因此還有很多的工作需要繼續(xù)研究，未來應(yīng)該開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)的以煤礦開采技術(shù)及配套裝備為主導(dǎo)的核心技術(shù)，研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心裝置；增加產(chǎn)品的通信功能，以適應(yīng)綜合自動(dòng)化的需要；開發(fā)以微處理器和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井設(shè)備工況和健康監(jiān)測以及微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用等；煤礦機(jī)器人仍然是煤礦機(jī)電一體化技術(shù)今后研究的重點(diǎn)之一。
3 結(jié)束語
近年來，隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、軟件技術(shù)、傳感器技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的飛快發(fā)展，信息流成為機(jī)電一體化的主要特色。其產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化，在性能和功能方面均實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.04.161
0 引言
在工I生產(chǎn)運(yùn)營體系當(dāng)中，機(jī)電一體化系統(tǒng)往往不能夠很好的運(yùn)行，電網(wǎng)、環(huán)境等因素經(jīng)常會阻礙到系統(tǒng)。在這種情況下，機(jī)電一體化系統(tǒng)需要有一定抗干擾的能力，否則將會影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，電氣模塊可能失效，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中程序的運(yùn)行可能出現(xiàn)大量的錯(cuò)誤，傳感器模塊接收、發(fā)射信號可能受到影響，各個(gè)部分都可能受到一定程度上的影響，最終導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)無法運(yùn)行。
1 機(jī)電一體化使用中的干擾源及其影響
從干擾信道到系統(tǒng)的角度來看，干擾系統(tǒng)分為供電干擾，過程信道干擾，場干擾。
第一，供電干擾指的是在電源供電的過程中，大功率設(shè)備受到干擾，從而導(dǎo)致電網(wǎng)受到相應(yīng)的影響，電壓出現(xiàn)頻繁大幅度的波動(dòng)，由于開關(guān)、電機(jī)的開啟與關(guān)閉，會產(chǎn)生尖峰脈沖干擾，對于系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響。有相關(guān)的數(shù)據(jù)表明，由于供電干擾所造成的數(shù)據(jù)、CPU損壞占總干擾損失的90%。
第二，過程通道干擾過程信道干擾主要來自長期傳輸。當(dāng)系統(tǒng)有電氣設(shè)備漏電，接地系統(tǒng)不完善，或傳感器測量部件絕緣不良；和通道傳輸線如果處于同一根電纜或綁在一起，特別是信號線和交流電源線在同一根管子，產(chǎn)生的共?；虿钅ｋ妷簳绊懴到y(tǒng)，系統(tǒng)不能工作。
第三，場干擾指的是由于磁場、電場的影響導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作，常見的電場、磁場發(fā)射源包括了太陽、天體、電話、無線電、通信設(shè)備、中頻設(shè)備等等。受到場干擾后的系統(tǒng)可能出現(xiàn)功能模塊無法正常運(yùn)行，出現(xiàn)電平的改變以及脈沖干擾信號。
2 如何通過機(jī)電一體化在維修技術(shù)中的使用
2.1 機(jī)電一體化在維修技術(shù)中的維修方法
由于機(jī)電一體化設(shè)備與其他的設(shè)備在各方面都有所差異，所以說在進(jìn)行維修的過程中不能拘泥于傳統(tǒng)的維修方式，要根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。進(jìn)行這種設(shè)備維修的時(shí)候，需要在進(jìn)行設(shè)備拆卸之前，對于該設(shè)備進(jìn)行一個(gè)充分的了解，對于各個(gè)組成部分以及如何工作進(jìn)行掌握，進(jìn)而在進(jìn)行維修之前能夠?qū)τ跈C(jī)械的現(xiàn)狀能夠有一個(gè)大致的了解，進(jìn)而通過分析估測問題出現(xiàn)的原因、部位，進(jìn)而可以使用相對應(yīng)的維修方式進(jìn)行維修，使得維修的效率達(dá)到最高。在進(jìn)行機(jī)械維修的過程中，通常會使用故障樹分析法、自診斷法、環(huán)境因素監(jiān)測診斷法等維修方式。其中故障分析法指的是在邏輯的基礎(chǔ)上，進(jìn)行機(jī)器故障的分析，進(jìn)而了解到各組成部分在機(jī)械中起到的作用，通過高效的邏輯分析來找出機(jī)械中出現(xiàn)問題的原因、部位，進(jìn)而能夠達(dá)到高效維修的目的。
自診斷法指的是通過機(jī)械自身所擁有的故障檢測系統(tǒng)來找到問題所在之處，進(jìn)而進(jìn)行相應(yīng)的維修處理，這一個(gè)方法的故障檢測主體是機(jī)器自身，能夠大大降低維修成本，減少維修人員的工作量，在維修過程中將會優(yōu)先使用該方式，如果出現(xiàn)該方式無法處理的問題的時(shí)候，才選擇使用其他方式進(jìn)行維修。環(huán)境因素檢測法指的是通過機(jī)器周圍的環(huán)境條件進(jìn)行故障的檢測，運(yùn)用這種方式進(jìn)行維修，能夠快速的找到機(jī)器各組成部分的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而能夠更快地掌握故障所在之處，從根本上進(jìn)行故障的維修處理。
2.2 機(jī)電一體化在維修技術(shù)過程通道抗干擾措施
抑制過程通道上的干擾，主要措施是光電隔離，雙絞線傳輸，阻抗匹配，電流傳輸和合理布線等。
（1）光隔離。利用光耦合器的電流傳輸特性，在長線傳輸模塊中可以在兩個(gè)光電器件之間用連線“浮置”起來，這種方法不僅有效地消除了電流流經(jīng)公共線路之間相互干擾產(chǎn)生的噪聲電壓，也有效地解決了長期驅(qū)動(dòng)和阻抗匹配的問題。（2）雙絞線傳輸。雙絞線傳輸在傳輸?shù)倪^程中一般應(yīng)用于傳輸線路，而如果要使用同軸電纜，其帶寬的優(yōu)勢使得阻抗高，從而使得共模干擾大大減少。因?yàn)槭褂秒p絞線進(jìn)行傳輸會形成環(huán)路，這樣使得各線路之間所產(chǎn)生的電磁相互抵消，進(jìn)而減少了電磁干擾。（3）阻抗匹配長期傳輸，如果收發(fā)器兩端的阻抗不匹配會產(chǎn)生信號反射，使信號失真，損壞程度和傳輸線路的傳輸頻率和長度有關(guān)。（4）電流傳輸長期傳輸，用電流傳輸代替電壓傳輸，可以獲得更好的抗干擾能力。（5）合理布線強(qiáng)饋線必須單獨(dú)走線，強(qiáng)信號線和弱信號線應(yīng)避免平行。
2.3 機(jī)電一體化在維修技術(shù)使用中場干擾的抑制
抑制場干擾常用的方式是進(jìn)行有效的屏蔽以及接地處理。在進(jìn)行抑制場干擾的實(shí)踐過程中，需要重點(diǎn)注意幾個(gè)方面：1.針對出現(xiàn)的靜電干擾，可以將感應(yīng)體進(jìn)行接地處理，進(jìn)而消除了接地回路產(chǎn)生的可能性；2.針對出現(xiàn)的電磁干擾，可以在進(jìn)行有效的屏蔽的同時(shí)，將屏蔽設(shè)備的一端進(jìn)行接地處理；3.在進(jìn)行屏蔽處理的過程中，需要將屏蔽線與信號線、公共線嚴(yán)格區(qū)分，不能代替使用；4.在進(jìn)行接線處理的過程中，嚴(yán)禁在各電路之間使用公共線路，防止線路串?dāng)_的情況出現(xiàn)。
3 結(jié)束語
通過對于各種干擾對于系統(tǒng)產(chǎn)生影響的分析，可以看出，對于系統(tǒng)的干擾將會嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的正常運(yùn)行，從而使得數(shù)據(jù)的采集出現(xiàn)偏差，對于系統(tǒng)的控制失效，程序運(yùn)行受阻，數(shù)據(jù)發(fā)生變化等等。在進(jìn)行系統(tǒng)抗干擾的過程中，僅僅完善硬件抗干擾系統(tǒng)是不夠的，需要同時(shí)完善軟件抗干擾體系，才能夠有效的達(dá)到抗干擾的目的。而計(jì)算機(jī)會自主進(jìn)行抗干擾措施，即抗干擾處理需要在一定的條件下才能進(jìn)行：1.在出現(xiàn)系統(tǒng)干擾的情況下，計(jì)算機(jī)本身的硬件以及功能模塊不會受到根本上的影響，而對于出現(xiàn)損壞的部分進(jìn)行一定程度上的監(jiān)控管理；2.在出現(xiàn)系統(tǒng)干擾的情況下，計(jì)算機(jī)中的程序以及固化常數(shù)不會發(fā)生變化；3.再出現(xiàn)系統(tǒng)干擾的情況下，RAM能夠快速的重新建立，同時(shí)在運(yùn)行過程中不會有數(shù)據(jù)出現(xiàn)。數(shù)字濾波、寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等方法都能夠有效地處理數(shù)據(jù)采樣干擾，并且干擾信號的存在情況可以通過重復(fù)測試的方式進(jìn)行檢測。
參考文獻(xiàn)：
[1]栗志青.機(jī)電一體化的發(fā)展和應(yīng)用[J].河南建材，2016（04）.
[2]劉永剛.機(jī)電一體化教學(xué)問題及改革措施[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（20）.
[3]張勇堅(jiān).機(jī)電一體化在煤礦開采中的應(yīng)用[J].煤礦機(jī)械，2014（11）.
[4]宋秋紅.高職機(jī)電一體化應(yīng)用型人才一體化培養(yǎng)的思考[J].山東工業(yè)技術(shù)，2014（19）.
中圖分類號： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：
1機(jī)電一體化的發(fā)展
機(jī)電一體化在20世紀(jì)70年代是初始研究探索的時(shí)期，此階段研究者通過嘗試各種科學(xué)試驗(yàn)來提高機(jī)電器械的運(yùn)作效率和質(zhì)量。尤其在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，戰(zhàn)爭促進(jìn)了電子技術(shù)與機(jī)械的相互滲透融合，當(dāng)時(shí)目的是為了戰(zhàn)爭服務(wù)，而戰(zhàn)爭結(jié)束后技術(shù)優(yōu)勢和特點(diǎn)逐漸轉(zhuǎn)為為民眾服務(wù)。加快了使用地區(qū)人民生產(chǎn)生活回歸正常軌道。但由于尚處于技術(shù)發(fā)展的初級階段，性能和質(zhì)量并不是特別完善，而適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展的外在環(huán)境條件尚不充分，因此其進(jìn)一步發(fā)展受到局限。后來網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和控制、傳播技術(shù)的推廣帶來微型計(jì)算機(jī)和集成電路等技術(shù)的使用等成為了電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)相融合的前提性條件甚至決定性條件，對促進(jìn)機(jī)電一體化事業(yè)功不可沒。90年代以后，機(jī)電一體化的發(fā)展出現(xiàn)新的進(jìn)程，有一下兩點(diǎn)：第一，學(xué)術(shù)界同仁始進(jìn)一步關(guān)注機(jī)電一體化進(jìn)程的研究，由此擴(kuò)展出新的相關(guān)學(xué)科和研究重點(diǎn)，如出現(xiàn)了光機(jī)電一體化以及微機(jī)電一體化等等;第二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、光纖技術(shù)等新的研究對象興起后為機(jī)電一體化技術(shù)的推廣傳播提供了技術(shù)等方面的支持。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
目前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域即數(shù)控機(jī)床和自動(dòng)機(jī)與自動(dòng)生產(chǎn)線這兩方面。數(shù)控機(jī)床及相應(yīng)的數(shù)控技術(shù)經(jīng)過 40 年的發(fā)展，在功能、操作、結(jié)構(gòu)和控制精度上都有迅速提高，具體表現(xiàn)有：機(jī)電一體化采用開放性設(shè)計(jì)，即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊為符合接口標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)具有兼容性、層次性，能最大限度地提高用戶的收益；機(jī)電一體化能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制，即同一臺機(jī)床能同時(shí)控制或獨(dú)立加工多種機(jī)床的和多臺機(jī)床的能力；機(jī)電一體化的應(yīng)用最終可以將物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制、刀具破損檢測都集成到系統(tǒng)中去；以單板、單片機(jī)作為控制機(jī)，加上專用芯片及模板組成結(jié)構(gòu)緊湊的數(shù)控裝置；系統(tǒng)的多級網(wǎng)絡(luò)功能，加強(qiáng)了系統(tǒng)組合及構(gòu)成復(fù)雜加工系統(tǒng)的能力。當(dāng)前機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的又一具體體現(xiàn)主要為在國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)和生活中廣泛使用的各種自動(dòng)化設(shè)備、自動(dòng)機(jī)械及自動(dòng)生產(chǎn)線等。如：郵政信函自動(dòng)分撿處理生產(chǎn)線；各種印刷包裝、高速香煙、易拉罐生產(chǎn)線等；這些自動(dòng)機(jī)或生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用了傳感技術(shù)與現(xiàn)代電子技術(shù)。近十年來，我國技術(shù)水平迅猛增長，已超過了發(fā)達(dá)國家的水平。
3 機(jī)電一體化中的電機(jī)控制與保護(hù)
電機(jī)控制與保護(hù)針對的是機(jī)電相關(guān)設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng)。它是機(jī)電事業(yè)強(qiáng)大的后盾和不能忽略的組成部分，它的開發(fā)使用是時(shí)展的需要也是各國政府大力提倡和推進(jìn)的一項(xiàng)措施。它的節(jié)省能耗的優(yōu)點(diǎn)使其在各個(gè)領(lǐng)域都能發(fā)揮作用，并成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展必須考慮必須重視的重要環(huán)節(jié)，對它的倡導(dǎo)和規(guī)劃符合國情和民生需要，也是我國事業(yè)國際化的一項(xiàng)推進(jìn)因素。
3.1 電機(jī)控制保護(hù)裝置存在的缺陷
其實(shí)現(xiàn)階段在電機(jī)控制保護(hù)裝置中，各種非期待的狀況都有待處理。比如井下電機(jī)控制保護(hù)設(shè)備中，鼠籠式異步電機(jī)的故障率就比較高，占整個(gè)電機(jī)設(shè)備總故障率的一半以上，所以對于井下電機(jī)控制而言，可靠的控制保護(hù)裝置是保證礦井安全生產(chǎn)的重要因素之一。通常電機(jī)保護(hù)裝置的原理不外電磁原理或者電熱原理，比如通過熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)，或者用熱繼電器進(jìn)行過載保護(hù)等，都是這應(yīng)用這些原理的典型技術(shù)。隨著機(jī)械自動(dòng)化程度漸漸顯現(xiàn)出來，電機(jī)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)使用率高，人工的負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)嫁于機(jī)械設(shè)備，而由于啟動(dòng)時(shí)間，電壓，設(shè)備開機(jī)狀態(tài)等影響下機(jī)器的損壞率，壽命變短等問題逐漸凸顯出來。電機(jī)設(shè)備研究人員希望通過長期的調(diào)查和試驗(yàn)找到保護(hù)電機(jī)保護(hù)技術(shù)前景何在，得到以下結(jié)論：第一，設(shè)計(jì)之初便要考慮日后的維護(hù)保護(hù)工作，提前做好計(jì)劃安排，從頭到尾進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃。第二，拓展設(shè)備養(yǎng)護(hù)問題胡思路，創(chuàng)新保護(hù)裝置，使其發(fā)展規(guī)模發(fā)展思路更加多樣。第三，轉(zhuǎn)變管理觀察方式方法，在設(shè)備運(yùn)行過程中根據(jù)實(shí)際情況一切以更好更快為目標(biāo)，及時(shí)將出現(xiàn)的問題處理完，在此，數(shù)字化的監(jiān)管模式因?yàn)槠涓咚俸腿媸悄壳鞍l(fā)展的主要方向。
3.2電機(jī)保護(hù)控制裝置發(fā)展趨勢及前景
電機(jī)控制保護(hù)現(xiàn)狀是缺乏思路創(chuàng)新和科技創(chuàng)新，近幾年針對這些問題提出一些新的理論方法，期望推進(jìn)該事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。通過仿真計(jì)算和故障建模，并引入突破量、相位量、諧波份量、阻抗量、序份量等多種對電機(jī)故障敏感的檢測量進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并作相應(yīng)判斷和分析，把這些工作量提前做好的話，不但可以大大提高保護(hù)控制裝置的精度和靈感度，還可以為以后的理論研究提供依據(jù)，為今后的突破進(jìn)展提供依據(jù)。新技術(shù)的應(yīng)用與開發(fā)（例如在線監(jiān)測保護(hù)控制裝置的應(yīng)用等）也是電機(jī)控制保護(hù)裝置的一個(gè)重要方面。利用新的技術(shù)產(chǎn)品（例如高頻電磁波、位移、振動(dòng)、紅線、機(jī)械、電、熱、光、聲等）和理論對電機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，然后根據(jù)各種裝置輸出的信息通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行判斷，把反射的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，通過科學(xué)的分析和比對確定故障類型和嚴(yán)重程度，最后再采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施等，這樣不僅能實(shí)現(xiàn)以上各種電機(jī)保護(hù)控制功能，更重要的是能在故障之前發(fā)出預(yù)警，達(dá)到提前防止故障發(fā)生，防患于未然。電機(jī)控制與保護(hù)裝置還有一項(xiàng)很重要的發(fā)展前景就是積極配套出廠電機(jī)保護(hù)控制裝置，根據(jù)國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)水平發(fā)現(xiàn)自己的不足和缺陷，并根據(jù)我國現(xiàn)實(shí)狀況具體設(shè)計(jì)規(guī)劃，力求適應(yīng)中國國情。國外一些國家在電機(jī)產(chǎn)出后營銷階段會相應(yīng)贈(zèng)送或追加配套輔助設(shè)施，這種做法對于短期可能會產(chǎn)生效益低下等印象，但長遠(yuǎn)說來使購買者得到真正實(shí)惠，保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)效率和質(zhì)量，提高機(jī)械使用壽命，降低資源浪費(fèi)，我國在這方面明顯做得不夠，致使整個(gè)行業(yè)發(fā)展過慢。所以說我國在這一方面應(yīng)該像國外積極學(xué)習(xí)，發(fā)展配套運(yùn)行機(jī)制，使得購買效率和使用效率都提高，避免了使用者配置不當(dāng)引起機(jī)器損毀，耐用率低下而花費(fèi)高昂，一方面使出產(chǎn)者的口碑提高和產(chǎn)品進(jìn)一步推廣全國乃至世界打下基礎(chǔ)。所以說電機(jī)與其保護(hù)設(shè)備的配套不但能夠促進(jìn)彼此的使用效果，拓寬了電機(jī)事業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展的道路，對整個(gè)機(jī)電事業(yè)的科學(xué)化、人文化、世界化都是一個(gè)不小的促進(jìn)。
參考文獻(xiàn)
[1]王濤.論機(jī)電一體化與我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展[J].中國經(jīng)貿(mào)導(dǎo)刊，2010(15).
中圖分類號：TH39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.031
機(jī)電一體化涉及到機(jī)械制造、自動(dòng)控制等多種技術(shù)，而傳感器技術(shù)是其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制的重要一環(huán)，它的技術(shù)高低對系統(tǒng)的功能起著影響和決定作用。
1傳感器技術(shù)的意義
機(jī)電一體化系統(tǒng)中最核心的部件就是傳感器，同樣的傳感器技術(shù)也是系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。傳感器能夠獲取被測物體的相關(guān)信息，并對系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，為系統(tǒng)的決策和控制效率的提升提供技術(shù)保障。機(jī)電一體化系統(tǒng)中測量部分是由電路和傳感器等部分組成，主要是對待測對象的信息采集和收納，再給系統(tǒng)的控制提供參數(shù)等數(shù)據(jù)的決策參考，保證系統(tǒng)的有效控制。傳感器在測量部分中能夠提高收集參數(shù)的準(zhǔn)確率和數(shù)據(jù)獲取的速度，有利于測量模塊更高效準(zhǔn)確地為系統(tǒng)提供科學(xué)準(zhǔn)確運(yùn)行的信息，也能夠使系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化檢測。
2傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用
傳感器技術(shù)所涉及的范圍非常廣泛，主要是利用物理特性將非電量轉(zhuǎn)換為電量，能夠使機(jī)電一體化系統(tǒng)達(dá)到更高的自動(dòng)化水平和準(zhǔn)確度[1]。
2.1汽車行業(yè)的傳感器技術(shù)運(yùn)用
在汽車生產(chǎn)中使用傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)汽車自動(dòng)化控制的關(guān)鍵，尤其是近些年車用電子裝置的增加，如娛樂裝置、防抱死系統(tǒng)等，都需要傳感器技術(shù)。汽車機(jī)電一體化系統(tǒng)是用電子自動(dòng)化控制代替機(jī)械式控制，這就要求汽車的整體都要覆蓋檢測控制裝置，如底盤控制用傳感器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制傳感器等。
汽車傳感器要求具有適應(yīng)性強(qiáng)、抗干擾和穩(wěn)定可靠性強(qiáng)的特點(diǎn)，隨著新型傳感器技術(shù)的應(yīng)用，汽車的性能也得到了提高，如可以減少汽車的耗油量、降低尾氣排放量，并為使用者提供更人性化的安全穩(wěn)定服務(wù)。以汽車發(fā)動(dòng)機(jī)部分為例，這一部分的傳感器是眾多傳感器的中心，其包括溫度、氣體含量和爆震傳感器等種類，可以有效的提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)用性能。但汽車運(yùn)行中會出現(xiàn)振動(dòng)和電磁波，在選擇傳感器時(shí)要注意抗干擾和抗震的性能。
2.2機(jī)械加工過程中的傳感器技術(shù)運(yùn)用
機(jī)械加工過程中，步驟繁多需要檢測的部分也很多，大致可以分為三個(gè)階段。一是加工前，要對加工設(shè)備和配件進(jìn)行自動(dòng)化檢測，自行判斷和調(diào)整夾持方向，確定變形情況和夾緊力的大小，保證機(jī)械加工過程的正常運(yùn)行。二是加工過程中，首先要確保產(chǎn)品的精確程度和合格率，對工程中的切削速度、力度、溫度、壓力等參數(shù)嚴(yán)格檢測，達(dá)到最佳的加工條件。如其中的切削傳感器技術(shù)，在切削過程中，傳感器主要對切削力度的變化、過程中的振幅、聲發(fā)射以及電擊功率進(jìn)行檢測。為了檢測切削狀態(tài)下的穩(wěn)定性和加工精度的問題，多采用應(yīng)變式和壓電式三向切削力傳感器進(jìn)行測量。三是在加工完畢后，對工件進(jìn)行檢測，以保證產(chǎn)品的合格。檢測時(shí)會對工件的尺寸、光滑度、形狀和圓度等位置公差測量；齒輪等樣式的工件，除了以上的檢測外，還要增加齒距、導(dǎo)程等的測量。在測量合格后，將檢測參數(shù)作為下一道工序的選用條件。
2.3數(shù)控機(jī)床中的傳感器技術(shù)運(yùn)用
數(shù)控機(jī)床就是利用數(shù)字信號對機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和加工過程進(jìn)行控制，就是將刀具等工具的移動(dòng)加工信息用數(shù)字代碼表示。在數(shù)控機(jī)床上使用的傳感器，主要有光電編碼器、溫度傳感器、電壓傳感器、紅外傳感器等多種傳感器，主要用來測量線位移、角位移、速度、壓力等方面。在數(shù)控機(jī)床實(shí)際運(yùn)行中，常會發(fā)生傳動(dòng)軸振抖的現(xiàn)象，為了解決這種現(xiàn)象，就可以使用光電傳感器、超聲傳感器或紅外傳感器對傳動(dòng)軸振抖的現(xiàn)象及時(shí)檢測。而且可以利用壓力傳感器對數(shù)控機(jī)床的夾緊力進(jìn)行檢測，當(dāng)夾緊力大于設(shè)定值時(shí)會導(dǎo)致工件過緊，這時(shí)檢測系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)和刀具停止運(yùn)行。此外，壓力傳感器還能夠?qū)Φ毒叩那邢髁M(jìn)行檢測[2]。
傳感器在數(shù)控機(jī)床的液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)中也被廣泛應(yīng)用，用來檢測油路和氣路中的壓強(qiáng)，當(dāng)氣壓值低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，觸點(diǎn)會將故障位置信息傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)。
傳感器技術(shù)還應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人中，安裝的傳感器主要是視覺傳感器和觸覺傳感器兩種。視覺傳感器可以識別工業(yè)傳送帶上的機(jī)械零件是否完整，可以完成危險(xiǎn)材料的裝運(yùn)和自動(dòng)導(dǎo)航。而觸覺傳感器則是對零件的孔洞、曲面等因素進(jìn)行檢查。隨著機(jī)械自動(dòng)化水平的不斷提高，對傳感器技術(shù)的要求也不斷的增加，這就要求發(fā)展連續(xù)、瞬時(shí)檢測的傳感器。
機(jī)電一體化系統(tǒng)是未來工業(yè)的發(fā)展方向，而傳感器技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的運(yùn)用，能夠有效的提高系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，提高工作效率。其主要運(yùn)用于機(jī)械加工、汽車行業(yè)、數(shù)控機(jī)床等機(jī)電一體化行業(yè)，為生活和工程生產(chǎn)提供便利。
作者：呂忠毅
