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機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇一
摘要:機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成的系統。
針對機電一體化系統在工業應用環境運行時,系統受到的干擾問題,進行了一定的分析,并提出了一些具體的解決辦法。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇二
[摘要]隨著科學技術的飛速發展,不同學科的交叉融合越來越顯著。機電一體化技術是一門融合了機械技術、電子技術、計算機技術、信息技術及其他技術的獨立的交叉學科,它在生產實踐中的應用,不僅提高了機械工業的生產效率,還使機械工業的生產方式、管理體系等發生了重大變革。通過對機電一體化技術的優勢進行闡述,根據當前化工企業機電一體化技術的應用情況進行分析,指出了化工機電一體化技術的未來發展趨勢,希望能為化工機電一體化技術的發展帶來新的啟示。
(一)增強設備安全性,保障安全生產。
應用機電一體化技術,不僅能夠使機械的運行過程被全程監控,還會在設備運行出現異常時及時自動報警,既節省了檢修和維護保養時間,也提高了設備運行的安全性。
(二)提高生產效率,保證產品質量。
機電一體化產品運用數字化程序進行控制,大規模的減少了操作按鈕的數量,使操作過程更加簡單方便,減少了人工操作環節,降低了人員主觀因素的影響,提高了生產效率的同時降低了產品的不合格率。
(三)便于產品調整,養護維修方便。
在生產過程中,針對不同用戶的產品需求,可以通過改變控制程序來改變工作方式,不需要變更其他生產條件,使操作既簡單化又多元化。還可以通過自動預警系統,及時發現機械操作過程中的故障及問題,及時修復,降低了機械的檢修支出,節約了成本。
20世紀60年代初,化工機電一體化技術作為一門新興事物開始被應用于工業生產過程中。隨著計算機科學、自動控制技術等的大力發展,不同學科技術間的融合更加緊密,推動著化工機電一體化技術不斷的`創新,一些發達國家開發出了科技含量更高的化工機電一體化技術產品,使化工機電一體化產品逐步走上了歷史的舞臺,為未來的技術發展奠定了基礎。到了90年代,微傳感器、執行器等技術的迅速發展,人工智能、神經網絡等技術的出現,在各國學者的努力研究下,使得化工機電一體化技術逐漸形成了完整的科學體系。
(一)模塊化。
化工機電一體化產品的構成比較復雜,單元間通過不同接口進行對應,將接口集中起來實現區域模塊化管理,實現多項功能的集合,不僅能夠提高產品的可裝配性,還能夠滿足不同的生產需求,同時也降低了維修成本。
(二)智能化。
人工智能作為當今科技發展的熱門課題,也必將成為未來科技發展的主要方向,運用智能化技術取代人類從事更加危險復雜的工作,不僅能夠使人們遠離危險的工作環境,還能確保產品的質量和性能。智能化就是模擬人類智能,將判斷和推理能力根植于化工機電一體化系統,通過人類對化工機電一體化設備的控制,達到對化工生產的控制目標。
(三)綠色化。
隨著人們對環境問題的認識不斷深入,綠色環保已經成為工業發展中必須要重視的問題,也將成為未來技術發展的目標之一。化工工業對人類社會的發展有著深遠的影響,綠色環保觀念已經深入人心,化工企業想要不斷發展壯大,就必須加強對綠色環保化機電一體化產品的研究,以環境污染為代價的化工機電一體化產品必然會被社會所淘汰。
(四)網絡化。
近年來,網絡技術的發展為機電一體化技術帶來了新的機遇,一是計算機網絡技術與機電一體化技術可以相互推動,共同發展。二是網絡技術的應用可以實現化工機電一體化產品的遠程控制目標,真正突破時空限制。
(五)微型化。
隨著人們對納米技術的不斷深入研究,微型化必將成為機電一體化技術的發展趨勢。微型化機電一體化產品不僅能解決傳統產品體積大、功耗高的缺點,也會拓展其應用和普及范圍。隨著科學技術的不斷發展,諸學科的不斷創新,化工機電一體化技術的發展也會越來越快,其產品在化工企業生產中的優勢也會越來越顯著,發展前景十分光明。
參考文獻:
[2]楊衛平.關于機電一體化技術的應用及其發展趨勢的探討[j].電子技術與軟件工程,20xx(12):124.
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇三
機電一體化是多門科學多年的發展的成果,它是機電行業發展的必然產物,隨著社會智能化發展的越來越快,機電一體化的技術應用也越來越廣闊,下來讓我們看看機電一體化應用的領域。
1、機床數控領域。
機電一體化在數控機床領域的發展已經有40年的歷史,在技術領域有了進一步的.提高,無論是在結構上功能上還是在操作上都發展的比較完善。類型具有總線式、模塊化、緊湊型的結構,在開放性設計中,這種設計硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性的,可以大大提高用戶的使用效益和智能化的。在機電一體化的系統研究中分出多級的網絡,這樣能使復雜加工系統的作業能力的運行。可以數控機床可以裝置單板、單片機以及控制中心等高新集成技術。
2、計算機集成制造系統的領域。
計算機系統的組合不是分散的子系統的組合,它是由全局的實踐總結出最優的系統的組合,它需要各個部門加強溝通,圍繞制造展開工作。當產品的集成度越高,就能夠使各個生產要素間的配置更加合理和完善。
3、工業機器人。
工業機器人首先出現的是不夠靈活的半機器人,它根據示范的動作進行重復的運動,在工作中,不會考慮工作環境和作業對象的變化。而現代的機器人,里面裝有不同的傳感元件,機器人可以作業環境和對象做出簡單的信息判斷,并能做出簡單的分析。這是機電一體化發展的新成果,也是其發展的前景所在。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇四
隨著教育事業的不斷發展,我國的教育模式逐漸由原來的純理論式教學轉化為當今的理論與實踐一體化的教學模式,但是在機電一體化設備組裝與調試教學中,目前存在的問題仍然較為突出,其中就包括了課程設計的內容與企業工作崗位不匹配等問題,為了提高學生的就業率以及為企業培養出有用的人才,學校應該對機電一體化設備組裝與調試教學內容以及教學方法進行改進。因此,本文提出了一些改進的方法以供參考。
一、在課程體系構造方面的創新。
為了使教學質量得到提高,將遵照一定的流程來進行課程體系的重新構造。
1.對工作崗位的研究與分析。進入企業中,通過長時間的學習與觀察,確定從事電力相關行業企業的畢業生,對事故進行總結與采取措施方面,以及從事電器安裝和檢修的過程中,怎樣實行二次系統的安全檢查。
2.設立較為有代表性的工作任務。典型工作任務的確定離不開團隊合作的力量,因此,應該將教研組的所有成員組織到一起,對所有的工作任務進行詳細的分析,并在共同探討的作用下,分析出具有的典型工作任務。
二、對課程的設計。
為了使機電一體化設備組裝與調試課程得到較好的開發,我們深入到企業當中,同企業中掌握了技術精髓的高級技術人員進行了探討,一起對工廠中崗位的需求作了研究與分析,最終明確了有需求的崗位中對于職工工作能力的各方面要求,熟悉了該崗位中需要掌握的工作操作流程。在進行設計的時候,學校應該誠懇的邀請技術經驗豐富并且口才較好的企業技術人員到學校與教師一起商討設定課程的內容以及標準,使課程的安排能夠切實符合學生將來工作中的應用要求,能夠最終做到學有所用。并且,教師還應該多為學生設置一些訓練課程,加強相關理論方面的具體操作。使學生在今后的工作中更加得心應手,也成為企業迫切需要的人才,從而實現自身的價值。其次,去到企業當中,接觸在一線工作的畢業生,然后與之交流心得,傾聽他們在實際機電設備方面的工作中,對于設備的前期調試,中期運行以及后期維護中面臨的主要問題,并且請他們談談在學校學習中具體學習的內容與工作中的關聯性,學習中哪些部分給后期的工作帶來了切實的幫助,而哪些方面在學校學習中還沒有涉及到或涉及較少,并將參加工作的學生的心得體會進行總結,然后在后期的教研活動中加以改正與彌補,針對那些切實幫助到學生的學習內容應加以宣揚與繼續。最后,直接與對口行業的核心技術人員或者工程師交流,向他們詢問從事機電設備的前期調試工作或者中期的運行工作以及后期的'維護工作中應該注意的問題以及自身的感想,請他們為機電一體化設備組裝與調試課程提出寶貴的意見,教師結合核心技術人員或者工程師的感想再對課程作出調整,重新審視崗位人員需要具備的職業能力以及管理能力,設置相關的學習情境,確定培養學生職業能力和素養的教學主線,實現應用性理論知識講授、實際操作訓練以及在具體崗位中的工作實習三個方面一體化的教學。
三、教學模式上的創新。
在新教學模式下,教學設備比以往更加人性化,也更加科學,學生的學習興趣也有了較大提升,同時教師的角色發生轉變。教師的角色以以前的主導地位變為附屬地位,而學生被提升為主體地位,教師主要工作是引導學生去學習。新教學模式有以下幾個特點:。
1.靈活性。設備由多個機構組成,每個機構的功能都是非常獨特的,單個機構可以根據需要可以將機構組合起來完成工作任務,也可以將組裝方式進行調整。實現了教學中“工作任務”設置的局限性被打破。
2.趣味性。與以往單一的plc編程相比較,使用機電一體化設備以后直觀性更強,也就是說編程達到的效果能夠一目了然,學生在一個功能完成之后會提升自身的成就感。因此,求知欲也會更強。學習的樂趣性更強,達到了在學中玩,或者在玩中學的目的,迎合了中職學生的心理。
3.實踐性。實習設備設計理念主要是從實際生產中得來的,所以設備的工藝流程會是實際自動化生產線的仿真版,學生所學到的理論知識能夠在真正的運用中達到鞏固的效果,學生的實際操作能力以及面對困難時解決問題的能力也會進一步得到提高,對于學生將來在社會上投入工作之后的適應性有較大的幫助。
4.合作性。由于個人的力量無法保證工作的高效完成,因此,要想提高工作的效率,就必須要加強人與人之間的相互協作,在安裝與調試時需要小組內兩個人的互相合作,這不斷的磨合中能夠培養學生的合作意識與合作能力,為將來在企業工作打好基礎。學生的實際訓練是非常重要的,在實際操作中可以培養學生的動手能力,并且,學生的思維往往是廣闊無限的,教師應該鼓勵學生積極發揮創造性思維,千萬不能遏制學生獨立性思維的發揮,學生通過自身的努力完成各項實際操作中將產生一定的成就感,也能增強學生學習與今后實際工作的信心,因此,教師應該多鼓勵學生獨立完成創設的學習目標。
四、結束語。
機電一體化設備組裝與調試教學是一門實踐性較強的課程教學,因此,對于學生動手能力的培養是非常重要的,學校應該加強與企業之間的密切聯系,及時掌握相關企業崗位上的需求,并研究設計出相關的課程,使學生掌握更多有實際意義的知識,為將來投入社會工作打下堅實的基礎。
作者:吳少華單位:信宜市職業技術學校。
參考文獻:。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇五
摘要::分析了人才培養質量評價體系在高職教育中應用的必要性,闡述了傳統評價模式的弊端,進而引入企業的先進理念,構建了基于工作過程的高職機電一體化技術專業人才培養質量評價體系。
關鍵詞::高職院校;人才培養質量;職業崗位能力評價。
一、人才培養質量評價體系在高職教育中應用的必要性。
高等職業院校,承擔著服務社會經濟發展,為企業輸送高素質技術技能人才的重要任務,因此,如何滿足企業的人才需求成為了高職院校的核心任務。工學結合是實現專業與職業崗位對接的有效途徑,即培養職業崗位所需的人才。現階段,大部分院校都能夠將企業的真實工作任務引入人才培養過程中,但如何對于所培養的人才從企業的角度進行客觀公正的評價是各個高職院校需要解決的共同問題。只有企業的評價才能夠真正的評判人才培養的質量,也只有企業的評價才對人才培養具有指導意義,因此,引進企業管理理念建立合理客觀公正的人才評價體系,對于現代高職的'教育質量提升具有積極的意義。
二、傳統人才培養質量評價的弊端。
高職院校傳統的人才培養質量評價主要從學生綜合素質、學生學業水平兩方面進行評價。
(一)考核模式單調、方法單一。
考核主要以期末考試成績、平時成績按比例構成。其主要表現為:理論考試多,素質能力考查少;終結性考核多,過程性、診斷性考核少;無法準確考核出學生真實的知識結構、能力和素質。
(二)考核內容片面呆板,缺乏科學性。
考核內容多以理論知識為主,只注重對基礎知識、基本理論和基本原理的檢測,忽視了對學生發現問題、提出問題、分析問題、解決問題能力的考核。
(三)試題庫建設滯后欠完備,考核質量難以控制。
試題缺乏科學規范的質量標準,難以形成保證教學質量和符合學業考核要求的試題庫,起不到優化教學內容、改進教學方法、提高教學質量和激發學生學習積極性的作用。
(四)考核評價機制失衡,定位不當。
考核評價機制陳舊落后,一般通過平時成績、期中成績、期末成績測評學生學業。忽視技術能力評價,缺乏診斷性評價,只重終結性評價的單一評價機制,限制了教學質量的提高和學生創新精神的培養。
三、基于工作過程的人才培養模式中人才培養質量評價體系。
(一)基于工作過程的人才培養模式。
通過深入的企業調研發現,機電行業從業人員主要從事的崗位是機電設備操作、機電產品安裝調試、機電系統運行維護維修、生產工藝人員等。按照高職人才培養的特點,結合各類崗位的職業能力要求,按照能力遞進和崗位升遷的規律,對人才培養過程進行合理的序化,基于工作過程(崗位)進行設計。具體為:第一學期主要培養機電設備操作、維護人員;第二學期主要培養機電設備安裝調試人員;第三學期培養機電設備改造、維修人員;第四學期培養機電生產工藝人員。第五、第六學期學生進入企業頂崗實習。
(二)基于工作過程的高職機電一體化技術專業人才培養質量評價體系。
根據企業需求,結合機電一體化專業人才培養實際情況,將機電一體化技術專業人才培養質量評價標準設計成為三部分組成,分別是學生綜合素質測評、階段學業成績、職業崗位能力測評。1.學生綜合素質測評標準主要從學生的政治表現、思想品德、組織紀律、社會實踐、集體活動、日常表現、獎懲情況等方面對學生進行評價。2.階段學業水平評價該項成績為階段所學課程的平均成績*40%。每門課程的成績由專業任課教師負責評定。其中包含學生課堂表現(課程項目完成情況)、作業完成情況、課堂考勤、課程考試等幾部分構成。3.職業崗位能力評價通過與企業各個崗位的工作人員交流、座談,項目組遴選了四個具有代表性的綜合性工作任務作為職業能力評價的載體,第一階段是車刀刃磨機的零部件更換,第二階段是x/y軸簡單搬運裝置的安裝與設備調試,第三階段是普通車床的plc控制改造,第四階段是柔性生產線物料分揀單元的設計。每個培養階段,學生自主完成階段測評任務,引進企業生產技術評價標準,從安全生產、職業素養、技能水平等方面對學生在完成任務過程中的表現進行評價,從而反映出學生職業能力培養的水平。
四、基于工作過程的人才培養模式中人才培養質量評價體系的優點。
(一)全員參與。
在運行過程中,參與學生培養的每位成員都參與其中(包括企業技術人員),從不同的角度對學生進行全面客觀的評價。
(二)多方位評價。
在人才培養過程中的每個階段,對學生綜合素質、職業素養、職業能力、知識水平、學習能力等多方面進行綜合性評價,評價更加全面。
(三)量化的評價標準。
結合企業人才需求情況,按照高職教育的先進理念,構建了量化的學生綜合素質測評標準、學生階段學業成績評價標準、職業崗位能力評價標準。評價結果更加客觀,結果更便于進行分析。
五、結束語。
企業和社會的需求應該是高職專業才培養關注的核心,是否滿足企業和社會的需求應該作為人才培養質量的最終評判標準。建立一套符合企業和社會需求的人才培養質量評價標準,對于人才培養質量的提升具有深刻的意義。
參考文獻:。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇六
引言:機電一體化系統投入工業應用環境運行時,系統總會受到電網、空間與周圍環境干擾。
若系統抵御不住干擾的沖擊,各電氣功能模塊將不能進行正常的工作,微機系統往往會因干擾產生程序“跑飛”,傳感器模塊將會輸出偽信號,功率驅動模塊將會輸出畸變的驅動信號,使執行機構動作失常,最終導致系統產生故障,甚至癱瘓。
一、干擾源。
從干擾竄入系統的渠道來看,系統所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等。
1、供電干擾大功率設備會造成電網的嚴重污染,使得電網電壓大幅度地漲落、浪涌,大功率開關的通斷,電動機的啟停等原因,電網上常常出現很高的尖峰脈沖干擾。
據統計,電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網竄入的噪聲引起cpu誤動作及數據丟失占各種干擾的90%以上。
2、過程通道干擾過程通道干擾主要來源于長線傳輸。
當系統中有電氣設備漏電,接地系統不完善,或者傳感器測量部件絕緣不好等;及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起,尤其是將信號線與交流電源線處于同一根管道時,產生的共模或差模電壓都會影響系統,使系統無法工作。
3、場干擾系統周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場,如太陽及天體輻射;廣播、電話、通信發射臺的電磁波;周圍中頻設備發出的電磁輻射等。
這些場干擾會通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作,使其中的電平發生變化或產生脈沖干擾信號。
二、抗供電干擾的措施。
1、配電系統的抗干擾抑制供電干擾首先從配電系統上采取措施,其次可采用分立式供電方案,就是將組成系統各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩壓電路構成的直流電源供電,這樣就減少了集中供電的危險性,而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合,提高了供電的可靠性,也有利于電源散熱。
另外,交流電的引入線應采用粗導線,直流輸出線應采用雙絞線,扭絞的螺距要小,并盡可能縮短配線長度。
2利用電源監視電路在配電系統中實施抗干擾措施是必不可少的,但這些仍難抵御微秒級的干擾脈沖及瞬態掉電,特別是后者屬于惡性干擾,可能產生嚴重的事故。
因此應采取進一步的保護性措施,即使用電源監視電路。
電源監視電路需具有監視電源電壓瞬時短路、瞬間降壓和微秒級干擾及掉電的功能;及時輸出供cpu接受的復位信號及中斷信號等功能。
三、過程通道抗干擾措施。
抑制過程通道上的干擾,主要措施有光電隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配、電流傳輸以及合理布線等。
1、光電隔離。
利用光電耦合器的電流傳輸特性,在長線傳輸時可以將模塊間兩個光電耦合器件用連線“浮置”起來,這種方法不僅有效地消除了各電氣功能模塊間的電流流經公共線時所產生的噪聲電壓互相竄擾,而且有效地解決了長線驅動和阻抗匹配問題。
2、雙絞線傳輸在長線傳輸中,雙絞線是較常用的一種傳輸線,與同軸電纜相比,雖然頻帶較窄,但阻抗高,降低了共模干擾。
由于雙絞線構成的各個環路,改變了線間電磁感應的方向,使其相互抵消,因而對電磁場的干擾有一定的抑制效果。
3、阻抗匹配長線傳輸時,若收發兩端的阻抗不匹配,則會產生信號反射,使信號失真,其危害程度與傳輸的頻率及傳輸線長度有關。
4、電流傳輸長線傳輸時,用電流傳輸代替電壓傳輸,可獲得較好的抗干擾能力。
5、合理布線強電饋線必須單獨走線,強信號線與弱信號線應盡量避免平行走向。
四、場干擾的抑制。
防止場干擾的主要方法是良好的屏蔽和正確的接地。
須注意以下問題:。
1、消除靜電干擾最簡單的方法是把感應體接地,接地時要防止形成接地環路。
2、為了防止電磁場干擾,可采用帶屏蔽層的信號線,并將屏蔽層單端接地。
3、不要把導線的屏蔽層當作信號線或公用線來使用。
4、在布線方面,不要在電源電路和檢測、控制電路之間使用公用線,也不要在模擬電路和數字脈沖電路之間使用公用線,以免互相串擾。
五、軟件抗干擾技術。
各種形式的干擾最終會反映在系統的微機模塊中,導致數據采集誤差、控制狀態失靈、存儲數據竄改以及程序運行失常等后果,雖然在系統硬件上采取了上述多種抗干擾措施,但仍然不能保證微機系統正常工作。
因為軟件抗干擾是屬于微機系統的自身防御行為,實施軟件抗干擾的必要條件是:。
1、在干擾的作用下,微機硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會受到任何損毀,或易損壞的單元設置有監測狀態可查詢。
2、系統的程序及固化常數不會因干擾的侵入而變化。
3、ram區中的重要數據在干擾侵入后可重新建立,并且系統重新運行時不會出現不允許的數據。
抑制數據采樣的干擾可采用:數字濾波,寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法,也可采用重復檢查法,偏差判斷法來檢查判斷是否有干擾信號。
作者單位:國投新集能源股份有限公司。
參考文獻:。
[1]魏俊民,周硯江.機電一體化系統設計.北京:中國紡織出版社.
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇七
摘要討論了機電一體化技術對于改變整個機械制造業面貌所起的重要作用,并說明其在鋼鐵工業中的應用以及發展趨勢。
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1數字化。
微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2智能化。
即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在cnc數控機床上增加人機對話功能,設置智能i/o接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
1.3模塊化。
由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4網絡化。
由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
1.5人性化。
機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6微型化。
微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。微機電系統(microelectronicmechanicalsystems,簡稱mems)是指可批量制作的,集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學berkeley分校研制出第一個微電機以來,國內外在mems工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種mems器件和系統,如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器),各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等)。
1.7集成化。
集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,并使各部分協調而又安全地運轉,然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強。
1.8帶源化。
是指機電一體化產品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能,因而對于運動的.機電一體化產品,自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
1.9綠色化。
科學技術的發展給人們的生活帶來巨大變化,在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以,人們呼喚保護環境,回歸自然,實現可持續發展,綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求,機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境,產品壽命結束時,產品可分解和再生利用。
在鋼鐵企業中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,采用組裝合并方式,為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面:
2.1智能化控制技術(ic)。
由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點,傳統的控制技術遇到了難以克服的困難,因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等,智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面,如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼---連鑄---軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2分布式控制系統(dcs)。
分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展,分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制,而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統。dcs具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。dcs是監視集中控制分散,故障影響面小,而且系統具有連鎖保護功能,采用了系統故障人工手動控制操作措施,使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比,其功能更強,具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3開放式控制系統(ocs)。
開放控制系統(opencontrolsystem)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持,按此標準設計的系統,可以實現不同廠家產品的兼容和互換,且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯,實現控制與經營、管理、決策的集成,通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化。
2.4(cims)。
鋼鐵企業的cims是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體,用以實現從原料進廠,生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化,但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理,難以適應現代鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產,質優價廉,及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存,加速資金周轉,實現生產、經營、管理整體優化,關鍵就是加強管理,獲取必須的經濟效益,提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現cims化。
2.5現場總線技術(fbt)。
現場總線技術(fiedbustechnology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4~20ma,dc直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致dcs的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表,如智能變送器、智能執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化plc(programmablelogiccontroller)和現場就地控制站等的發展。
2.6交流傳動技術。
傳動技術在鋼鐵工業中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發展,交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性,電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動,數字技術的發展,使復雜的矢量控制技術實用化得以實現,交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎,應用不斷擴大。
參考文獻。
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機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇八
機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合,其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展,其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1數字化微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎,如不斷發展的數控機床和機器人;而計算機網絡的迅速崛起,為數字化設計與制造鋪平了道路,如虛擬設計、計算機集成制造等。
數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。
數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2智能化即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。
例如在cnc數控機床上增加人機對話功能,設置智能i/o接口和智能工藝數據庫,會給使用、操作和維護帶來極大的方便。
隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
1.3模塊化由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多,研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。
如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元;具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。
這樣,在產品開發設計時,可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4網絡化由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。
而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品,現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能,利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統,使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處,因此,機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
1.5人性化機電一體化產品的最終使用對象是人,如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要,機電一體化產品除了完善的性能外,還要求在色彩、造型等方面與環境相協調,使用這些產品,對人來說還是一種藝術享受,如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6微型化微型化是精細加工技術發展的必然,也是提高效率的需要。
微機電系統(microelectronicmechanicalsystems,簡稱mems)是指可批量制作的,集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路,直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。
自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針,1988年美國加州大學berkeley分校研制出第一個微電機以來,國內外在mems工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展,開發出各種mems器件和系統,如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器),各種微構件(微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等)。
1.7集成化集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合,又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。
為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率,應使系統具有更廣泛的柔性。
首先可將系統分解為若干層次,使系統功能分散,并使各部分協調而又安全地運轉,然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來,使其性能最優、功能最強。
1.8帶源化是指機電一體化產品自身帶有能源,如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。
由于在許多場合無法使用電能,因而對于運動的機電一體化產品,自帶動力源具有獨特的好處。
帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
在鋼鐵企業中,機電一體化系統是以微處理機為核心,把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來,采用組裝合并方式,為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件,增強系統控制精度、質量和可靠性。
2.1智能化控制技術(ic)由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點,傳統的控制技術遇到了難以克服的困難,因此非常有必要采用智能控制技術。
智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等,智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面,如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2分布式控制系統(dcs)分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。
分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。
利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。
隨著測控技術的發展,分布式控制系統的功能越來越多。
不僅可以實現生產過程控制,而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能,成為一種測、控、管一體化的綜合系統。
dcs具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。
dcs是監視集中控制分散,故障影響面小,而且系統具有連鎖保護功能,采用了系統故障人工手動控制操作措施,使系統可靠性高。
分布式控制系統與集中型控制系統相比,其功能更強,具有更高的安全性,是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3開放式控制系統(ocs)開放控制系統(opencontrolsystem)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。
“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持,按此標準設計的系統,可以實現不同廠家產品的兼容和互換,且資源共享。
開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯,實現控制與經營、管理、決策的集成,通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯,實現測量與控制一體化。
2.4計算機集成制造系統(cims)鋼鐵企業的cims是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體,用以實現從原料進廠,生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。
目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化,但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理,難以適應現代鋼鐵生產的要求。
未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產,質優價廉,及時交貨。
為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存,加速資金周轉,實現生產、經營、管理整體優化,關鍵就是加強管理,獲取必須的經濟效益,提高了企業的競爭力。
美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現cims化。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇九
“機電一體化”(mechatronics)這個名詞起源于日本。日本《機械設計》雜志1984年增刊文章中指出:“機電一體化就是利用微電子技術,最大限度地發揮機械能力的一種技術”。日本機械振興協會經濟研究所1981年3月的解釋是:“機電一體化乃是機械的主要功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置相關軟件有機結合而構成系統的總稱”。概括地講:機電一體化是機械工程學與電子學在機械產品設計開發中的有機結合,是微電子技術和信息處理技術最大限度地融入機械本體的結果。由于微電子技術的迅速發展和應用,產生了第三次技術革命,出現了一系列具有各種優異功能的技術和產品,使機電設備的面貌一新。國內外大量實踐證明:發展機電一體化,是開發新產品、改造老設備行之有效的技術措施。
機電一體化技術就是機械、計算機、信息處理和自動控制技術綜合運用的復合技術。機電一體化技術順應了當今科學技術發展的規律,顯示了強大的`生命力。由于煤炭生產是將數百、數千萬噸煤炭從地層深處采掘、運送到地面,因此需采用大量的機電設備才能實現這一目標,而采用機電一體化產品則是實現高產高效的最好選擇。機電一體化將機械與電子技術融為一體,使物流、能流、信息流融為一體。近年來,隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術、傳感器技術和自動化技術的飛快發展,信息流成為機電一體化的主要特色。其產品實現自動化、數字化、智能化,在性能和功能方面均實現了質的飛躍。例如,英國、日本、美國和我國煤機廠生產的電牽引采煤機,都裝備了以計算機為核心的控制和工況檢測與故障診斷系統。它是由安裝在采煤機上的計算機,配合多種傳感器,對采煤機的運行工況及參數進行采集、處理、顯示、存貯和運輸,提供操作指導或控制采煤機作出相應的處理,并對電機、軸承等部件進行故障自動診斷。這不僅大大提高了采煤機的開機率,而且可以保證設備在最佳狀態下工作。液壓支架則向電液控制方向發展,將計算機技術與液壓控制有機結合,實現定壓雙向鄰架或成組自動移架,避免對頂板和支架產生沖擊載荷。我國神華集團大柳塔礦采用從德國和美國引進的電液控制的支架,移架速度為6-8s/架,最快的移架速度達3s/架。電液控制裝置還可檢測支架的工作狀態。此外,引進的工作面供電設備采用了微機控制技術,實現故障查尋、閉鎖、先導保護和控制功能,也是一種典型的機電一體化產品。
煤礦運輸設備的機電一體化進程也十分迅速。由于帶式輸送機已成為我國煤流運輸的主要設備,因此,近幾年來帶式輸送機的機電一體化成為重點研究對象,并取得可喜的成績。引進的電液控制軟啟動(cst技術),在機電一體化技術的應用方面達到很高水平。它利用計算機與液壓技術相結合,不僅具有良好的啟動、停車、調速和功率平衡等功能,而且能檢測設備各部分的工況,對不正常狀態進行保護,顯示故障類型,該設備在大柳塔礦應用效果良好。
我國研制成功的鋼絲繩帶式輸送機全數字控制系統,具有完善的保護和自診功能,已有十余套在全國高產高效礦井中應用,良好的性能受到用戶的歡迎。帶式輸送機配合傳感器形成完整的帶式輸送機自動化裝置,其中kj42-1型帶式輸送機控制裝置還具有顯示和通信功能,在兗州興隆莊礦實現了地面遠程集中控制井下膠帶機運輸。該系統投入使用后,減少了33名崗位工,帶式輸送機運力從1000t/h提高到1200t/h,取得了良好的經濟效益和社會效益。礦井提升機是實現機電一體化較好的礦山大型設備,全數字化,交、直流提升機。尤其是內裝式提升機,從結構上將滾筒和驅動合為一個整體,機械結夠大大簡化,是典型的機電一體化設備,充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠,具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能,以及簡單而快速的通信功能;采用總線方式,大大簡化電氣安裝;硬件配置簡單,互相兼容,零備件少;可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。“九五”期間,國產全數字化直流提升機已成為煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機,其核心部分ascs是由雙cpu構成的計算機系統。
此外,我國還應用simadynd和s7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。該系統11月在焦作古漢山礦投入運行,情況良好。由于采用了計算機技術,提升機的安全保護系統更為完善。其特點是:采用兩臺計算機裝置,每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。它們同步工作,互相檢測,互為備用,對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式,對兩者進行比較、校正,實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測,實現故障記憶,因此提升機安全性能大大提高。
此外,機器人也是一種典型的機電一體化產品。世界各國都十分重視煤礦機器人的研究,例如美國、英國研究的無人工作面,其設備操控均實現機器人化;日本研究的帶式輸送機巡檢機器人,我國研究的噴漿機器人和機器人化自動鉆機等等,都是先進的研究成果。由于煤礦工作環境惡劣、自然條件復雜,上述煤礦機器人達到實用階段,還需要做許多工作。盡管如此,煤礦機器人仍然是煤礦機電一體化技術今后研究的重點之一。
機電一體化產品是綜合各項高新技術于一體的復雜產品,而其主要支撐技術:微電子、計算機、自動控制、人工智能、傳感產品可靠性等等,都是當今迅速發展的學科。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇十
摘要:機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成的系統。
針對機電一體化系統在工業應用環境運行時,系統受到的干擾問題,進行了一定的分析,并提出了一些具體的解決辦法。
引言:機電一體化系統投入工業應用環境運行時,系統總會受到電網、空間與周圍環境干擾。
若系統抵御不住干擾的沖擊,各電氣功能模塊將不能進行正常的工作,微機系統往往會因干擾產生程序“跑飛”,傳感器模塊將會輸出偽信號,功率驅動模塊將會輸出畸變的驅動信號,使執行機構動作失常,最終導致系統產生故障,甚至癱瘓。
一、干擾源。
從干擾竄入系統的渠道來看,系統所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等。
1、供電干擾大功率設備會造成電網的嚴重污染,使得電網電壓大幅度地漲落、浪涌,大功率開關的通斷,電動機的啟停等原因,電網上常常出現很高的尖峰脈沖干擾。
據統計,電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網竄入的噪聲引起cpu誤動作及數據丟失占各種干擾的90%以上。
2、過程通道干擾過程通道干擾主要來源于長線傳輸。
當系統中有電氣設備漏電,接地系統不完善,或者傳感器測量部件絕緣不好等;及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起,尤其是將信號線與交流電源線處于同一根管道時,產生的共模或差模電壓都會影響系統,使系統無法工作。
3、場干擾系統周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場,如太陽及天體輻射;廣播、電話、通信發射臺的電磁波;周圍中頻設備發出的電磁輻射等。
這些場干擾會通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作,使其中的電平發生變化或產生脈沖干擾信號。
二、抗供電干擾的措施。
1、配電系統的抗干擾抑制供電干擾首先從配電系統上采取措施,其次可采用分立式供電方案,就是將組成系統各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩壓電路構成的直流電源供電,這樣就減少了集中供電的危險性,而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合,提高了供電的可靠性,也有利于電源散熱。
另外,交流電的引入線應采用粗導線,直流輸出線應采用雙絞線,扭絞的螺距要小,并盡可能縮短配線長度。
2利用電源監視電路在配電系統中實施抗干擾措施是必不可少的,但這些仍難抵御微秒級的干擾脈沖及瞬態掉電,特別是后者屬于惡性干擾,可能產生嚴重的事故。
因此應采取進一步的保護性措施,即使用電源監視電路。
電源監視電路需具有監視電源電壓瞬時短路、瞬間降壓和微秒級干擾及掉電的功能;及時輸出供cpu接受的復位信號及中斷信號等功能。
三、過程通道抗干擾措施。
抑制過程通道上的干擾,主要措施有光電隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配、電流傳輸以及合理布線等。
1、光電隔離。
利用光電耦合器的電流傳輸特性,在長線傳輸時可以將模塊間兩個光電耦合器件用連線“浮置”起來,這種方法不僅有效地消除了各電氣功能模塊間的電流流經公共線時所產生的噪聲電壓互相竄擾,而且有效地解決了長線驅動和阻抗匹配問題。
2、雙絞線傳輸在長線傳輸中,雙絞線是較常用的一種傳輸線,與同軸電纜相比,雖然頻帶較窄,但阻抗高,降低了共模干擾。
由于雙絞線構成的各個環路,改變了線間電磁感應的方向,使其相互抵消,因而對電磁場的干擾有一定的抑制效果。
3、阻抗匹配長線傳輸時,若收發兩端的阻抗不匹配,則會產生信號反射,使信號失真,其危害程度與傳輸的頻率及傳輸線長度有關。
4、電流傳輸長線傳輸時,用電流傳輸代替電壓傳輸,可獲得較好的抗干擾能力。
5、合理布線強電饋線必須單獨走線,強信號線與弱信號線應盡量避免平行走向。
四、場干擾的抑制。
防止場干擾的主要方法是良好的屏蔽和正確的接地。
須注意以下問題:。
1、消除靜電干擾最簡單的方法是把感應體接地,接地時要防止形成接地環路。
2、為了防止電磁場干擾,可采用帶屏蔽層的信號線,并將屏蔽層單端接地。
3、不要把導線的屏蔽層當作信號線或公用線來使用。
4、在布線方面,不要在電源電路和檢測、控制電路之間使用公用線,也不要在模擬電路和數字脈沖電路之間使用公用線,以免互相串擾。
五、軟件抗干擾技術。
各種形式的干擾最終會反映在系統的微機模塊中,導致數據采集誤差、控制狀態失靈、存儲數據竄改以及程序運行失常等后果,雖然在系統硬件上采取了上述多種抗干擾措施,但仍然不能保證微機系統正常工作。
因為軟件抗干擾是屬于微機系統的自身防御行為,實施軟件抗干擾的必要條件是:。
1、在干擾的作用下,微機硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會受到任何損毀,或易損壞的單元設置有監測狀態可查詢。
2、系統的程序及固化常數不會因干擾的侵入而變化。
3、ram區中的重要數據在干擾侵入后可重新建立,并且系統重新運行時不會出現不允許的數據。
抑制數據采樣的干擾可采用:數字濾波,寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法,也可采用重復檢查法,偏差判斷法來檢查判斷是否有干擾信號。
作者單位:國投新集能源股份有限公司。
參考文獻:。
[1]魏俊民,周硯江。機電一體化系統設計。北京:中國紡織出版社。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇十一
現代科學技術的發展進一步完善了機電一體化技術,隨著其在煤礦生產中的應用,在提高煤礦生產安全系數的基礎上,減少了煤礦人力、物力、財力的投入,提高了煤礦的經濟效益。
文章首先簡要分析了我國煤礦機電一體化技術的發展現狀,并探討了煤礦機電一體化的一些關鍵技術,闡述了煤礦機電一體化在未來的發展方向及趨勢,并提出了相關對策。
引言。
機電一體化技術是在機械的主功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術,同時,將機械裝置和電子設備以及軟件有機結合起來。
機電一體化是將機械和微電子技術緊密集合,并融計算機技術、信息技術為一體的新興綜合技術。
煤礦機電一體化技術是礦山綜合自動化的基礎,為煤礦企業信息化提供了重要的科技支撐。
為了提升我國煤礦生產的綜合實力,全面提高煤礦企業效率,達到煤礦生產的安全、高效、綠色的目的,必須加大煤礦機電一體化技術在煤礦采、掘、運當中的應用和推廣。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇十二
從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起,我國的機電一體化技術開始萌芽。
到上世紀80年代后期,我國綜合機械化采煤取得了空前的發展,大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程,采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。
到了上個世紀90年代中期,在原有的研究成果上,又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究,并研發了大功率電牽引采煤機。
而進入21世紀后,我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破,在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。
化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱,在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。
煤炭生產過程主要包括“掘進、采煤、裝、運輸、提升”等幾大系統。
掘進作為煤礦開采的基礎工作影響著后期煤炭開采及運輸的效率,對于高效礦井有必要將機電一體化技術引入到掘進機械中,實現煤礦巷道的高效率掘進。
目前掘進機的電氣部分普遍采用了由礦用隔爆兼本質安全性開關箱、操作箱、壓扣控制按鈕、照明燈、三相異步電動機等組成的掘進機電氣系統,與液壓系統配合操作可實現整機的各種生產作業。
2.2在礦井運輸提升產品中的應用。
煤炭的輸送方式有礦車式、皮帶式。
帶式輸送機相對于礦車運輸具有長距離連續運輸、輸送量大、運行可靠、效率高和易于實現自動化等優點,已經在我國煤礦井下運輸中大量使用。
目前煤礦主要推廣使用的cst可控軟啟動裝置,是專門為煤礦長距離皮帶運輸機設計的集機、電、液為一體化的啟動裝置,不僅解決了帶式輸送機的大運量、長距離的驅動難題,而且兼具平滑啟動運送大慣性載荷的特點。
礦井提升是將煤炭運送至地面的過程,提升效率及其安全性與煤礦效益密切相關。
為了使煤炭效益最大化,礦井采用的專用提升機整合了煤礦電機一體化和自動化技術,其中全數字化交直流提升機在結構上進行了簡化,將滾筒和驅動合為一體,同時具有硬件配置簡單、互相兼容的.特點,在各個技術環節均體現了機電一體化技術的應用。
我國的電牽引采煤機在消化吸收國外引進采煤機技術的基礎上,進行了相關的科技創新,擁有了許多具有自主只是產權的產品,取得了長足的進步。
在我國煤礦綜合機械化采煤工作面,國產采煤機已經占據了主導地位,完全采用國產裝備的高產高效工作面不斷涌現。
機電一體化技術與采煤機的相關技能相結合能使采煤機的牽引、控制性能得到提升,同時能達到更好地發揮采煤機控制阻力的目的。
具體表現在一下幾點:第一,在結合機電一體化技術的基礎上,在采煤機運行下滑的過程中,采煤機的制動性能能得到更好的發揮,在煤層是大傾角的情況下,這一優勢更為明顯;第二,在機電一體化技術的控制體系下,通過對各類參數進行優化與調整,能實現對采場的綜合控制,實行有效的實時監測,提高采煤機采煤過程中的安全性.
第三,機電一體化技術的應用能提高采煤機作業可靠性,能有效地減少故障的發生,尤其是提高采煤機在煤層賦存條件惡劣條件下的采煤效率;第四,通過對工作面刮板輸送機裝配監控裝置,能夠實現對采煤機整體的監控監測,完全實現自動化控制,大大提高了采煤作業的安全性、可靠性,大幅地提高了采煤效率,給企業的經濟效益帶來了實質性的提高。
2.4在礦井安全生產監測中的應用。
通過礦井的生產監測系統,如在線監控、自動報警及故障自診等,可完成對煤礦機械的電動機、傳動系統、工作裝置、制動系統和液壓系統等的在線運行狀態的監控任務,能及時準確地找出故障部位并自動報警。
我國監測監控技術應用較晚,20世紀80年代初,我國引進了一批安全監控系統,如:dan6400等在部分煤礦中應用,并在引進的同時自行研制出kj2、kj4等系統并通過了鑒定。
同時在“以風定產,先抽后采,監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下,規定了我國大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。
煤礦監測監控系統的應用大大改善了礦井的工作環境和安全狀況,比如,提高了機器的工作效率簡化了設備的維護檢查工作,降低了使用維修費用,延長了設備的使用年限等。
實踐證明,安全監測系統為煤礦安全生產和管理起到了重要作用。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇十三
設備操作間是體現設備管理是否合理的最直接的方式,設備管理制度能否有效落實在設備的操作間上可以很直觀地看出,所以設備操作時設備管理是相對重要的環節。設備出現的故障是多種多樣的,造成故障的原因也是不同的,在以往的'設備維修時都是把設備拆卸之后對設備進行維修,這樣不僅耗費了大量的時間,還對設備造成了一定的傷害,同時還會使企業的經濟效益損失嚴重。故障診斷技術是一種迎合設備管理的新技術,對現代企業的設備管理有著重要意義,其在設備的故障處理方面的應用是非常廣泛的。南水北調中線干線工程建設管理局河南分局主要采用的是牽引式電焊機林肯sae-400和全自動電焊機m300,這些自動化的設備主要都是由集成電路板來控制的,在設備管理中對設備的故障處理時,可利用電焊機來判斷故障發生的原因。一般引起電流過小的原因是次級電源線太長太細、次級電源線盤成圈狀或次級電源線接觸不良等,所以當發現焊接電流過小時就可以從這幾個方面來處理故障;在焊接電流過大時,其原因是起感抗作用的絕緣發現了損壞現象或者是磁回路產生渦流等,這時就可以找到故障發生的原因進而更及時地維修設備;當焊接電流大小不定時,也就是電流出現忽大忽小的現象時,可以從動鐵心焊接時的位置不穩定這方面著手;根據電流的不同情況來判斷故障發生的原因,進而使排查故障的時間減少,能夠更及時地排除故障,減少因設備停機造成的生產效率降低,影響企業的經濟效益。也可以通過觀察焊接時的異常現象來判斷設備故障點,在了解故障發生的原因之后,就可以有目的的去查找故障點,使維修工作更及時的進行。另外,也可以從觀察排氣道、聽設備運轉聲音、有無滴漏油狀況、機油顏色、防凍液定期冰點測定等等來進行事前保養、從而達到延長設備使用壽命的目的。
4結束語。
在機電設備管理中應用故障診斷技術能夠減少設備維修時的時間,而且在維修過程中不用拆卸設備,這為機電設備的維修工作省去了拆卸工序,節省了維修時間,減少了設備發生故障對企業造成的經濟損失。故障診斷技術和狀態監測的結合能夠使機電設備的管理更方便,管理效果更明顯,進而促進企業的生產和發展,提高企業的生產效率和經濟效益。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇十四
摘要:機電一體化又稱機械電子學,日本企業界在1970年左右最早提出“機電一體化技術”這一概念,即結合應用機械技術和電子技術于一體。
隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術發展迅速,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,目前,機電一體化的系統構成已經越發的完善,應用也越發的廣泛。
1.機械技術。
機械技術是機電一體化的基礎,機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應,在機電一體化系統制造過程中,經典的機械理論與工藝應借助于計算機輔助技術,同時采用人工智能與專家系統等,形成新一代的機械制造技術。
2.計算機與信息技術。
其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、技術均屬于計算機信息處理技術。
3.系統技術,即以整體的概念組織應用各種相關技術,從全局角度和系統目標出發,將總體分解成相互關聯的若干功能單元,接口技術是系統技術中一個重要方面,它是實現系統各部分有機連接的保證。
4.自動控制技術。
機電一體化技術及其應用研究論文大全(15篇)篇十五
機電一體化在煤礦各個生產環節的應用,不僅改善了設備的使用性能,延長了其使用壽命,更是在很大程度上提高了工人的勞動效率,降低了勞動強度,減少了同一時間段的作業人數,這對于高產高效礦井的實現具有重大意義。
3.2提高了礦山開采的經濟效益。
機電一體化的出現及完善為煤礦帶來了新一輪的改革,一方面取代了以前較為陳舊的設備,大大提高了煤炭開采的效率;其次,機電一體化技術在煤礦中的廣泛應用,在很大程度上減少了人力、物力、財力的投入,使煤礦的總體經濟效益得到大幅度提升,最后,機電一體化技術在煤礦上的逐漸應用推動了煤炭相關產業的進步,進一步的提高了礦山開采的經濟效益。
3.3保證了煤礦開采較為安全的工作環境。
隨著機電一體化技術在煤礦中的廣泛應用,極大地改善了井下的安全狀況,監測監控技術的應用能及時準確地將各個設備、巷道硐室的動態信息完整地呈現出來,如有設備故障或災害事故能做出及時的報警,從而能為相關工作人員提供充足的時間做出準備工作,減少災害的發生或降低事故的波及范圍,為煤礦開采提供一個較為安全的環境。
參考文獻:
[3]姚桂玲.機電一體化技術在煤礦生產中的應用研究[j].煤炭技術,(8).
[4]張念超.我國煤礦機電一體化技術的發展現狀淺析[j].商業文化,2008(3).