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關(guān)鍵詞:一體化污水處理生物接觸氧化 MBR 工藝特點(diǎn)比較
中圖分類(lèi)號(hào):U664.9+2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
1、前言
我國(guó)是一個(gè)水資源匱乏的國(guó)家,但是近年來(lái)關(guān)于水資源被污染的事件不斷,我們賴(lài)以生存的水環(huán)境不斷的遭到破壞,為了有效的保護(hù)水環(huán)境,解決水資源短缺的問(wèn)題,中水回用是有效途徑之一。中水指各種排水經(jīng)處理后,達(dá)到規(guī)定的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn),可在生活、市政環(huán)境等范圍內(nèi)雜用的非飲用水。中水可節(jié)約水資源,減少環(huán)境污染,具有良好的綜合效益。
對(duì)于小型生活居住區(qū)或邊遠(yuǎn)地區(qū),周邊無(wú)城市污水管網(wǎng)可直接接入,設(shè)置一體化污水處理裝置處理生活污水以此作為回用水源,是十分必要的。
2、工作機(jī)理及形式
一體化污水處理中接觸氧化和MBR是兩種常用的處理工藝。
生物接觸氧化工藝用于中水處理在國(guó)內(nèi)有30年的歷史了,大部分能通過(guò)當(dāng)時(shí)的驗(yàn)收,并且運(yùn)行良好。2000年前后,國(guó)內(nèi)有了MBR應(yīng)用實(shí)際工程的先例。
2.1 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法(biological contact oxidation process)是從生物膜法派生出來(lái)的一種廢水生物處理法,即在生物接觸氧化池內(nèi)裝填一定數(shù)量的填料,利用棲附在填料上的生物膜和充分供應(yīng)的氧氣,通過(guò)生物氧化作用,將廢水中的有機(jī)物氧化分解,達(dá)到凈化目的。
生物接觸氧化法中填料的應(yīng)用歷史很古老,早在20世紀(jì)初期就取得了實(shí)踐效果。當(dāng)時(shí)使用的填料是砂礫、枝條、木棒、木片、軟木片等。形狀不規(guī)則,尺寸和孔隙率不均勻,比重不適宜等,使得接觸氧化法在好長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)未被廣泛應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代初開(kāi)發(fā)研究蜂窩填料,才使生物接觸氧化法得到了推廣使用。因此,可以看出填料同生物接觸氧化法的生命力密切相關(guān)。
接觸氧化工藝中采用較多的硬性(圖1)、軟性、半軟性(圖2)、組合型(圖3)、懸浮型(圖4)及固定化微生物型填料(圖5)。
圖1硬性(蜂窩)填料 圖2半軟性填料
圖3組合式填料
圖4懸浮填料
圖5固定化微生物型填料
2.2 MBR法
MBR又稱(chēng)膜生物反應(yīng)器(Membrane Bio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結(jié)合的新型水處理技術(shù)。它利用膜分離設(shè)備將生化池中的活性污泥和大分子有機(jī)物截留,省掉二沉池。因此,活性污泥濃度可以大大提高,水力停留時(shí)間和污泥停留時(shí)間可以分別控制,而難降解的物質(zhì)在反應(yīng)中不斷被降解。
膜生物反應(yīng)器主要由膜分離組件及生物反應(yīng)器兩部分組成。MBR工藝中膜一般為微濾膜(MF)和超濾膜(UF),大都采用0.1-0.4μm膜孔徑。為了便于工業(yè)化生產(chǎn)和安裝,提高膜的工作效率,在單位體積內(nèi)實(shí)現(xiàn)最大的膜面積,通常將膜以某種形式組裝在一個(gè)基本單元設(shè)備內(nèi),這類(lèi)裝置稱(chēng)為膜組件。工業(yè)上常用的膜組件形式有五種:板框式、螺旋式、圓管式、中控纖維式和毛細(xì)管式。
根據(jù)生物反應(yīng)器和膜組件結(jié)合的方式不同,膜生物反應(yīng)器可分為分置式(圖1)和一體式(圖2)。
分置式是指膜組件與生物反應(yīng)器分開(kāi)設(shè)置,壓力驅(qū)動(dòng)靠加壓泵。分置式的特點(diǎn)是運(yùn)行穩(wěn)定可靠,操作管理容易,易于膜的清洗、更換。但一般條件下為減少污染物在膜表面的沉積,由循環(huán)泵提供的水流流速都很高,動(dòng)力消耗較高。
一體式是將膜組件置于生物反應(yīng)器中,通過(guò)真空泵抽吸,得到過(guò)濾液。一體式的最大特點(diǎn)是運(yùn)行費(fèi)用低,但在運(yùn)行穩(wěn)定性、操作管理方面和膜的清洗更換上不如分置式。
3、工藝設(shè)計(jì)
以某小型生活區(qū)為例,定員10人,用水定額按250L/人·天計(jì),供水水量2.5m3/d,站內(nèi)排放污水主要是值班人員盥洗生活用水,污水量:按生活水量的95%計(jì):生活污水2.375m3/d。
3.1接觸氧化法
工藝流程見(jiàn)圖:
設(shè)計(jì)參數(shù):
污水處理量為Q=0.5m3/h;
出水指標(biāo)BOD:20mg/L;COD:60mg/L;SS:20mg/L;PH:6~9。
流程描述:生活污水首先進(jìn)入化糞池,經(jīng)化糞池預(yù)處理后的污水進(jìn)入站內(nèi)設(shè)置的1.0m3/h一體化地埋式污水處理裝置內(nèi),污水經(jīng)初沉、生物接觸氧化、消毒處理(投加氯片消毒)等,其出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002的一級(jí)B水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求, 達(dá)標(biāo)污水排入污水調(diào)節(jié)池,定期拉運(yùn)或回用。
污水裝置區(qū)16.0m×8.0 m的區(qū)域,包括格柵池、調(diào)節(jié)池、風(fēng)機(jī)房、污水處理裝置等單體。
3.2 MBR(一體式)法
工藝流程見(jiàn)圖:
設(shè)計(jì)參數(shù):
污水處理量為Q=0.5m3/h;
出水指標(biāo)BOD:10mg/L;COD:50mg/l;SS:10mg/L;PH:6~9。
流程描述:生活污水首先進(jìn)入化糞池,經(jīng)化糞池預(yù)處理后的污水進(jìn)入站內(nèi)設(shè)置的0.5m3/h一體化地埋式污水處理裝置內(nèi),污水經(jīng)初沉、MBR池、消毒處理(投加氯片消毒)等,其出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002的一級(jí)A水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求, 達(dá)標(biāo)污水站內(nèi)綠化。
污水裝置區(qū)10.0m×6.0 m的區(qū)域,包括格柵池、調(diào)節(jié)池、風(fēng)機(jī)房、污水處理裝置等單體。
4、總結(jié)
接觸氧化與MBR工藝特點(diǎn)比較:
4.1 接觸氧化法:
(1) 兼有活性污泥法和生物膜法的優(yōu)點(diǎn),且有處理效果好,耐沖擊能力強(qiáng);
(2) 設(shè)置了生物填料,不會(huì)產(chǎn)生污泥膨脹;
(3) 控制簡(jiǎn)單,對(duì)操作人員要求很低;
(4) 能耗低,相比MBR來(lái)說(shuō)運(yùn)行費(fèi)用低。
(5) 填料壽命一般為5-10年,根據(jù)水質(zhì)情況需要進(jìn)行更換
(6) 工藝為傳統(tǒng)工藝,占地稍大。
4.2 MBR法:
(1) 出水水質(zhì)好,優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定,處理負(fù)荷高,剩余污泥產(chǎn)量少
(2)可去除氨氮及難降解有機(jī)物
(3) 不需要設(shè)置沉淀池及過(guò)濾系統(tǒng),出水可直接回用。
(4)操作較簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制
(5) 膜組件造價(jià)高,維護(hù)費(fèi)用高,國(guó)產(chǎn)膜壽命2-3年,進(jìn)口膜4-5年。
(6)占地面積小,不受設(shè)置場(chǎng)合限制
接觸氧化工藝具有很多優(yōu)點(diǎn),在我國(guó)的污水再生回用方面得到了廣泛的應(yīng)用,為國(guó)內(nèi)水資源保護(hù)和節(jié)水做了很大的貢獻(xiàn)。直到現(xiàn)在,接觸氧化工藝依然憑借自身微生物生命力強(qiáng)的特點(diǎn)在很多難降解的工業(yè)廢水處理中大顯身手。MBR工藝依靠著極好的出水水質(zhì)在一些要求較高的水處理領(lǐng)域用的越來(lái)越多??偟膩?lái)說(shuō)各有優(yōu)點(diǎn),在水量小,變化系數(shù)大的時(shí)候,MBR的可靠性更好,在水質(zhì)要求高的情況下,MBR也更加合適。
參考文獻(xiàn)
[1] 接觸氧化和MBR法用于建筑中水處理的幾點(diǎn)比較,郭清斌,給水排水動(dòng)態(tài),2008.2
[2] 淺談MBR中水回用工藝,楊瑩,廣州建筑,2013.1
[3] 生物接觸氧化處理工藝中填料處理效果的比較,汪艷霞等,山西建筑,2004.12
[4] 生物接觸氧化/超濾膜工藝處理小區(qū)生活污水,王鄧紅等,中國(guó)給水排水,2012.10
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);發(fā)展趨勢(shì);產(chǎn)品功能;協(xié)調(diào)和綜合
現(xiàn)代技術(shù)革命總是伴隨著學(xué)科間的交叉和大綜合,通過(guò)這種交叉和綜合總是能夠推動(dòng)工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展,當(dāng)前微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合就推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)的技術(shù)變革,這就使得機(jī)械的加工、結(jié)構(gòu)、功能等方面都會(huì)產(chǎn)生較大的變化,機(jī)械加工有電氣化已經(jīng)進(jìn)入了機(jī)電一體化時(shí)代,工業(yè)生產(chǎn)到了極大的提高。
從當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的反戰(zhàn)大趨勢(shì)來(lái)看,機(jī)電一體化是個(gè)必然趨勢(shì),也是科技革命的必然產(chǎn)物,機(jī)電一體化的發(fā)展必將影響傳統(tǒng)機(jī)械、電氣工業(yè)化工生產(chǎn),逐步引領(lǐng)工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)向智能化、自動(dòng)化、高效能的方向發(fā)展。
1 機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)
機(jī)電一體化的結(jié)構(gòu)功能主要包括:整體功能、動(dòng)力功能、信息處理、控制功能等方面,尤其是控制功能結(jié)合現(xiàn)代電子技術(shù)的設(shè)計(jì),通過(guò)相應(yīng)軟件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的控制,構(gòu)成了一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)。機(jī)電一體化從交叉學(xué)科而來(lái),目前已經(jīng)是自成一體,具備了具有自身專(zhuān)業(yè)特色的新的學(xué)科,其總的特征是:綜合運(yùn)用自控技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感、技術(shù)、接口技術(shù)和電力電子技術(shù)的合理配置,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的系統(tǒng)工程,在功能上能夠?qū)崿F(xiàn)高效能、多功能、高可靠性的目標(biāo),其核心技術(shù)包括軟件和硬件,硬件的要求是比較高的,涵蓋高性能的機(jī)械本體,傳感器和驅(qū)動(dòng)信息單元。軟件部分主要是起到保證準(zhǔn)確性和可靠性的控制程序。
機(jī)電一體化技術(shù)和相應(yīng)的產(chǎn)品已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域涵蓋范圍廣泛,目前我們所能接觸到的所有工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都已經(jīng)覆蓋了機(jī)電一體化的技術(shù),其生產(chǎn)產(chǎn)品根據(jù)專(zhuān)業(yè)類(lèi)別分為“數(shù)控機(jī)械類(lèi)、電子設(shè)備類(lèi) 、機(jī)電結(jié)合類(lèi)、電液伺服類(lèi)、信息控制類(lèi)”。
2 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展
在制造業(yè)技術(shù)高速發(fā)展的今天,應(yīng)用機(jī)電一體化的產(chǎn)品也是層出不窮,在2013年我國(guó)新增機(jī)器人3.7萬(wàn)臺(tái),成為全世界2013年機(jī)器人數(shù)量增加最多的國(guó)家,據(jù)統(tǒng)計(jì)在2014年新增機(jī)器人數(shù)量已達(dá)到5.6萬(wàn)臺(tái),從這個(gè)方面也可以看出智能化、自動(dòng)化結(jié)合微電子技術(shù)的行業(yè)發(fā)展是機(jī)電一體化的發(fā)展大方向,通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展將帶動(dòng)各個(gè)行業(yè)共同的發(fā)展。
2.1 發(fā)展歷程
“機(jī)電一體化”很多人簡(jiǎn)單的理解為機(jī)械與電子的結(jié)合。在早期我們國(guó)內(nèi)剛剛接觸到機(jī)電一體化時(shí)僅是將機(jī)械和電子學(xué)的簡(jiǎn)單融合,稱(chēng)作機(jī)械電子學(xué),近些年由于其不可抵擋的發(fā)展勢(shì)頭,機(jī)電一體化的的稱(chēng)謂更加適合。機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)微處理技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展,微型芯片技術(shù)的進(jìn)步必將帶動(dòng)相應(yīng)的數(shù)控、機(jī)器人、電子控制等機(jī)電一體化前沿技術(shù)的革新,當(dāng)然在不同的行業(yè)由于行業(yè)特殊性,也勢(shì)必存在相對(duì)低級(jí)的機(jī)電一體化,在當(dāng)前應(yīng)該是高級(jí)和低級(jí)并存,以效率優(yōu)先為標(biāo)準(zhǔn)。隨著整個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和改變,我們?cè)絹?lái)越提倡綠色經(jīng)濟(jì),綠色工業(yè),機(jī)電一體化也應(yīng)向環(huán)保、節(jié)約的方向發(fā)展。另外在硬件方面,以電腦控制為主的機(jī)電結(jié)構(gòu)集成化技術(shù)日趨成熟,而與之緊密結(jié)合的控制技術(shù)、驅(qū)動(dòng)部分、機(jī)械結(jié)構(gòu)部分都將提高集成化程度,高度集成化降低了使用和操作的難度,另外整體的機(jī)械效率也得到了較大提高。
2.2 技術(shù)應(yīng)用
在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中充分利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代制造技術(shù),制造工程領(lǐng)域的新技術(shù)相繼誕生,如數(shù)控技術(shù)、柔性制造技術(shù)、現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業(yè),利用機(jī)電一體化實(shí)現(xiàn)飲料自動(dòng)灌裝,使單機(jī)的自動(dòng)化程度有了較大的改善和提高,整個(gè)飲料生產(chǎn)及其包裝生產(chǎn)線的自控技術(shù)和生產(chǎn)能力得到了極大的改善,使其競(jìng)爭(zhēng)能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)的機(jī)械控制的同類(lèi)設(shè)備。在金屬加工企業(yè)中利用CIMS技術(shù)將人與生產(chǎn)經(jīng)營(yíng),生產(chǎn)管理和過(guò)程控制有機(jī)組合,連成一體,實(shí)現(xiàn)從原料采集到進(jìn)廠技工,再到生產(chǎn)、加工、銷(xiāo)售發(fā)貨等等整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程都有機(jī)電一體化的技術(shù)體現(xiàn)。
3 機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)
今后隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)將向智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、自源化、人性化、綠色化的方向發(fā)展。智能化即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能,為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程控制操作、診斷和修復(fù)。目前我國(guó)擁有機(jī)床接近320萬(wàn)臺(tái),是當(dāng)今世界上機(jī)床數(shù)量最多的國(guó)家,但是處于技術(shù)領(lǐng)先的數(shù)控機(jī)床不到一成,而在這些機(jī)床中大部分也都是一些普通數(shù)控機(jī)床。機(jī)床中的電氣傳動(dòng)部件,近些年也在逐漸向交流傳動(dòng)轉(zhuǎn)變,電氣傳動(dòng)技術(shù)被交流傳動(dòng)所取代是必然趨勢(shì),數(shù)字技術(shù)的發(fā)展將復(fù)雜的矢量控制技術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí),而且交流調(diào)速系統(tǒng)的性能已經(jīng)大大超過(guò)了直流調(diào)速水平。
機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多,因此模塊化是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí),利用標(biāo)準(zhǔn)化模塊開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。模塊化是需要生產(chǎn)廠家統(tǒng)一認(rèn)識(shí),應(yīng)該從行業(yè)發(fā)展角度出發(fā),加速實(shí)現(xiàn)模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程。另外網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展也會(huì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響,家庭網(wǎng)絡(luò)化可以將家用電器連接成集成家用電器系統(tǒng),機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化、接近生活化方向發(fā)展。
4 結(jié)束語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 機(jī)電一體化和各種專(zhuān)業(yè)技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,以機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合為主體的機(jī)電一體化技術(shù)是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì),機(jī)電一體化技術(shù)的廣闊發(fā)展前景也將越來(lái)越光明。
參考文獻(xiàn):
[1]姚全.21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2012(29).
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[3]張葆青,閆石,陳爽.機(jī)電一體化技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].機(jī)床與液壓,2011(24).
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;架構(gòu)研究;組成結(jié)構(gòu)
1.前言
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)家科研實(shí)力的提升,人們已廣泛地接受了發(fā)展中的機(jī)電一體化這一新興。機(jī)電一體化技術(shù)是將不同領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)例如電子信息工程、機(jī)械工程、計(jì)算機(jī)應(yīng)用工程等學(xué)科交叉結(jié)合,對(duì)這些學(xué)科取長(zhǎng)補(bǔ)短以期實(shí)現(xiàn)整個(gè)工作平臺(tái)的最優(yōu)化操作控制。
2.機(jī)電一體化功能介紹
機(jī)電一體化的主要功能就是將機(jī)械制造技術(shù)與不同領(lǐng)域的技術(shù)交叉互動(dòng)實(shí)現(xiàn)最終應(yīng)用,這些技術(shù)包括了電子技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)的新興技術(shù)。機(jī)電一體化系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際情況,在確定了具有建設(shè)性方案的前提下,將機(jī)械技術(shù)和信息處理技術(shù)緊密協(xié)同和集成,以實(shí)現(xiàn)機(jī)械變換,用以滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化的需求。具體來(lái)說(shuō),機(jī)電一體化功能包括了變換功能、目的功能和狀態(tài)變遷3部分。
變換功能主要通過(guò)人與機(jī)器分工協(xié)作相互配合,有目的地將輸入狀態(tài)中的過(guò)程對(duì)象變換為所期望產(chǎn)品的輸出狀態(tài)。這樣的變換功能系統(tǒng)可以看做是一個(gè)黑匣子,其中輸入已知,輸出也已知,黑匣子里的過(guò)程是未知的。在這一過(guò)程中,轉(zhuǎn)換對(duì)象的若干性質(zhì)和特征會(huì)由功能中的單一步驟的改變而改變。只有用其他技術(shù)操作才能獲得所需要實(shí)現(xiàn)的輸出狀態(tài)。
目的功能是由機(jī)電一體化系統(tǒng)的眾多物理效應(yīng)組成的,實(shí)施者、系統(tǒng)部件共同組成了該物理效應(yīng),這樣的物理效應(yīng)是機(jī)電一體化功能變換實(shí)現(xiàn)所需的基本能力。對(duì)于設(shè)計(jì)者的思維習(xí)慣以及設(shè)計(jì)者對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的理解來(lái)說(shuō),目的功能可以有效地表示設(shè)計(jì)意圖,更加貼近設(shè)計(jì)設(shè)。
在一體化連續(xù)類(lèi)型的功能變換過(guò)程中,變換過(guò)程的輸出具有連續(xù)性的特點(diǎn),輸出狀態(tài)由且僅由輸入狀態(tài)決定,這種由物質(zhì)、能量和信息的連續(xù)流組成的系統(tǒng)稱(chēng)為狀態(tài)變遷功能。這也是機(jī)電一體化系統(tǒng)的一種功能結(jié)構(gòu)。
以上3部分機(jī)電一體化系統(tǒng)的功能組成很好的詮釋了機(jī)電一體化的復(fù)雜結(jié)構(gòu)以及它所具有的特殊的性質(zhì),這樣的性質(zhì)很好的服務(wù)于新型機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展。
3.機(jī)電一體化架構(gòu)分析
3.1. 基本架構(gòu)分析
首先介紹機(jī)電一體化架構(gòu)中的基本構(gòu)成要素,這些技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展應(yīng)用的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
3.1.1.系統(tǒng)技術(shù)。系統(tǒng)技術(shù)首先是以全局角度考慮了機(jī)電一體化系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo),將各種相關(guān)的技術(shù)組織結(jié)合在一起,然后將結(jié)合后的一體化系統(tǒng)分解成若干相互功能上相關(guān)聯(lián)的單元。
3.1.2.自動(dòng)控制技術(shù)。自動(dòng)控制技術(shù)運(yùn)用于諸如定位的高精度控制設(shè)備、速度精確設(shè)置的速度控制設(shè)備、強(qiáng)大自適應(yīng)性的控制設(shè)備、自我優(yōu)化技術(shù)的自診斷校正、補(bǔ)償?shù)仍O(shè)備。這一技術(shù)的應(yīng)用可見(jiàn)及其范圍廣泛。在一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),甚至設(shè)計(jì)后的仿真調(diào)試階段都需要自動(dòng)控制技術(shù)的指導(dǎo)。
3.1.3.機(jī)械技術(shù)。機(jī)械技術(shù)是機(jī)電一體化的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),這一技術(shù)的使用重點(diǎn)就是如何與機(jī)電一體化技術(shù)配合運(yùn)用,利用所述其他新型技術(shù)的輔助作用,最終實(shí)現(xiàn)在重量上、體積上、精度上的優(yōu)化即可以滿(mǎn)足重量的減小、體積的縮小、精度的提高、性能的改善等要求。在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,應(yīng)在采用人工智能專(zhuān)家系統(tǒng)的同時(shí)有效結(jié)合先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù),以期形成新一代的機(jī)械制造技術(shù)。
3.1.4.計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)。計(jì)算機(jī)信息技術(shù)是新發(fā)展的技術(shù)體系,它是計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)的有效結(jié)合,包括了信息實(shí)時(shí)交換、在線存取、人工智能判斷與決策、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。
3.2. 核心架構(gòu)分析
其次介紹機(jī)電一體化架構(gòu)中的核心構(gòu)成要素。這些技術(shù)是機(jī)電一體化發(fā)展應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
3.2.1.驅(qū)動(dòng)技術(shù)。之前作為驅(qū)動(dòng)元件的電機(jī)在設(shè)計(jì)使用中已被廣泛采用,但是隨著科技的發(fā)展,內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元(控制專(zhuān)用組件-傳感器-電機(jī))正在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)中逐漸占據(jù)重要的地位。
3.2.2.接口技術(shù)。信息數(shù)據(jù)傳遞格式的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化是機(jī)電設(shè)備與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信交換的基礎(chǔ),為了便于信息的傳遞和維修應(yīng)使用同一規(guī)格的接口技術(shù)。目前,先進(jìn)的接口技術(shù)是高速串行接口,由于其開(kāi)發(fā)成本低、還可以解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光耦器的大容量化等問(wèn)題,故在機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)中占據(jù)重要的作用。
3.2.3.軟件技術(shù)。一體化系統(tǒng)的使用離不開(kāi)軟件的開(kāi)發(fā)與硬件的設(shè)計(jì)。為了提高系統(tǒng)的生產(chǎn)效率,應(yīng)逐步推行統(tǒng)一的軟件技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),即標(biāo)準(zhǔn)化的程序設(shè)計(jì)、模塊化的程序開(kāi)發(fā)、固化的程序應(yīng)用等。
3.2.4.信息處理技術(shù)。為了使機(jī)電一體化系統(tǒng)得到進(jìn)一步的發(fā)展,必須運(yùn)用先進(jìn)的信息處理技術(shù)以提高設(shè)備的可靠性,包括了模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和離線理數(shù)據(jù)的可靠性,進(jìn)而提高整體系統(tǒng)的處理速度。
4.總結(jié)
機(jī)電一體化的應(yīng)用使得機(jī)械生產(chǎn)業(yè)發(fā)生了史無(wú)前例的革新,是對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械加工設(shè)計(jì)方法的重大改進(jìn)。新型機(jī)電一體化系統(tǒng)的運(yùn)用,將會(huì)推動(dòng)機(jī)械產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度以及提高產(chǎn)品的使用效率。隨著科技水平的提高,各種相關(guān)的技術(shù)交叉配合已成為發(fā)展趨勢(shì),與此同時(shí)機(jī)電一體化技術(shù)也會(huì)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)得到更加廣闊的發(fā)展前景。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;發(fā)展趨勢(shì);應(yīng)用分析;
1 機(jī)電一體化概述
日本企業(yè)界在1970年左右最早提出“機(jī)電一體化技術(shù)”這一概念,它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結(jié)合在一起構(gòu)成的一個(gè)新詞,取名為“Mechatronics”,意思是機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的有機(jī)結(jié)合,機(jī)電一體化技術(shù)即結(jié)合應(yīng)用機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)于一體。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,機(jī)電一體化技術(shù)獲得前所未有的發(fā)展,成為一門(mén)綜合計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、伺服傳動(dòng)技術(shù)和機(jī)械技術(shù)等交叉的系統(tǒng)技術(shù),目前正向光機(jī)電一體化技術(shù)方向發(fā)展,應(yīng)用范圍愈來(lái)愈廣泛。
2 機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀
機(jī)電一體化的發(fā)展總共經(jīng)歷了3個(gè)階段。上世紀(jì)60年代以前是機(jī)電一體化發(fā)展第一階段(初級(jí)階段)。這個(gè)時(shí)期,人們主要利用電子技術(shù)的初步成果來(lái)完善機(jī)械產(chǎn)品的性能。第二個(gè)階段是上世紀(jì)70-80年代(快速發(fā)展階段)。這一時(shí)期計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)都得到了快速發(fā)展,為后來(lái)的機(jī)電一體化發(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。而大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路與微型計(jì)算機(jī)的迅猛發(fā)展,則為機(jī)電一體化的發(fā)展提供了充分的物質(zhì)基礎(chǔ)。第三階段則是上世紀(jì)90年代后期至今,這一階段機(jī)電一體化技術(shù)開(kāi)始向智能化方向邁進(jìn),進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。此時(shí)光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)電一體化,微細(xì)加工技術(shù)也在機(jī)電一體化中嶄露頭腳,出現(xiàn)了光機(jī)電一體化和微機(jī)電一體化等新分支;另一方面對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的建模設(shè)計(jì)、分析和集成方法,機(jī)電一體化的學(xué)科體系和發(fā)展趨勢(shì)都進(jìn)行了深入研究。我國(guó)則是從上世紀(jì)80年代初才開(kāi)始在這方面研究和應(yīng)用。
3 機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
(一)機(jī)床數(shù)控領(lǐng)域
機(jī)電一體化在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)有40年的歷史,在技術(shù)領(lǐng)域有了進(jìn)一步的提高,無(wú)論是在結(jié)構(gòu)上功能上還是在操作上都發(fā)展的比較完善。類(lèi)型具有總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),在開(kāi)放性設(shè)計(jì)中,這種設(shè)計(jì)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(hù)的使用效益和智能化的。在機(jī)電一體化的系統(tǒng)研究中分出多級(jí)的網(wǎng)絡(luò),這樣能使復(fù)雜加工系統(tǒng)的作業(yè)能力的運(yùn)行。
(二)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的領(lǐng)域及工業(yè)機(jī)器人
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組合不是分散的子系統(tǒng)的組合,它是由全局的實(shí)踐總結(jié)出最優(yōu)的系統(tǒng)的組合,它需要各個(gè)部門(mén)加強(qiáng)溝通,圍繞制造展開(kāi)工作。當(dāng)產(chǎn)品的集成度越高,就能夠使各個(gè)生產(chǎn)要素間的配置更加合理和完善。工業(yè)機(jī)器人首先出現(xiàn)的是不夠靈活的半機(jī)器人,它根據(jù)示范的動(dòng)作進(jìn)行重復(fù)的運(yùn)動(dòng),在工作中,不會(huì)考慮工作環(huán)境和作業(yè)對(duì)象的變化。而現(xiàn)代的機(jī)器人,里面裝有不同的傳感元件,機(jī)器人可以作業(yè)環(huán)境和對(duì)象做出簡(jiǎn)單的信息判斷,并能做出簡(jiǎn)單的分析。這是機(jī)電一體化發(fā)展的新成果,也是其發(fā)展的前景所在。
4 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向分析
機(jī)電一體化是機(jī)械工業(yè)發(fā)展的進(jìn)步的表現(xiàn),近年來(lái),機(jī)電一體化在國(guó)內(nèi)外都有了全新的發(fā)展,并且廣泛的被人們用于各個(gè)行業(yè),它的發(fā)展和進(jìn)步依賴(lài)并促進(jìn)相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。進(jìn)入21世紀(jì)機(jī)電一體化技術(shù)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。
(一)機(jī)電一體化發(fā)展的智能化、數(shù)字化趨勢(shì)
首先機(jī)電一體化發(fā)展的智能化趨勢(shì)。機(jī)電一體化的發(fā)展打破了傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化或者半自動(dòng)化的局面,實(shí)現(xiàn)了智能化,這也是今后機(jī)電一體化的重要發(fā)展方向。嵌入式智能控制的算法運(yùn)用,使機(jī)電一體化的產(chǎn)品發(fā)展為智能化,是模擬人腦的人工智能的產(chǎn)品,它可以根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)置來(lái)做出判斷以及決策,可以取代人們的部分腦力勞動(dòng)。其次機(jī)電一體化發(fā)展的數(shù)字化趨勢(shì)。奠定機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)是微控制器及其發(fā)展(如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人);而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起則為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路(如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等);數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
(二)機(jī)電一體化發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀(jì)90年代異軍突起,其興起和飛速發(fā)展給科學(xué)技術(shù)、工業(yè)生產(chǎn)、政治、軍事、教育以及人們的日常生活都帶來(lái)了巨大的變革。各種網(wǎng)絡(luò)將全球經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)連成一片、企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)也將全球化。機(jī)電一體化新產(chǎn)品一旦研制出來(lái),只要其功能獨(dú)到,質(zhì)量可靠,很快就會(huì)暢銷(xiāo)全球。由于網(wǎng)絡(luò)的普及,基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾,而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品?,F(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)是家用電器網(wǎng)絡(luò)化已成大勢(shì),利用家庭網(wǎng)絡(luò)將各種家用電器連接成計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家電系統(tǒng)(CIAS),使人們?cè)诩依锓窒砀鞣N高技術(shù)帶來(lái)的便利與快樂(lè)。因此,機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑朝著網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
(三)機(jī)電一體化發(fā)展的微型化、模塊化趨勢(shì)
首先機(jī)電一體化將向微型化方向發(fā)展。機(jī)電一體化產(chǎn)品生產(chǎn)的廠家很多,但是如果統(tǒng)一開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械、電氣、動(dòng)力等方面的機(jī)電一體化產(chǎn)品并不是一件容易的事情,制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),才能使各部件、單元匹配成功。機(jī)電一體化的生產(chǎn)商也可以根據(jù)自己產(chǎn)品的需要或者國(guó)外最新的產(chǎn)品的模型來(lái)進(jìn)行創(chuàng)新,更新?lián)Q代自己的產(chǎn)品,并不斷地?cái)U(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模,使機(jī)電一體化的發(fā)展走向正規(guī)化和統(tǒng)一化。其次機(jī)電一體化將向微型化方向發(fā)展。在20世紀(jì)80年代末機(jī)電一體化向微型機(jī)器和微觀領(lǐng)域發(fā)展。國(guó)外稱(chēng)其為微電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS),泛指幾何尺寸不超過(guò)1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并向微米、納米級(jí)發(fā)展。微機(jī)電一體化產(chǎn)品體積小、耗能少、運(yùn)動(dòng)靈活,在生物t療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優(yōu)勢(shì)。微機(jī)電一體化發(fā)展的瓶頸在于微機(jī)械技術(shù),微機(jī)電一體化產(chǎn)品的加工采用精細(xì)加工技術(shù),即超精密技術(shù),它包括光刻技術(shù)和蝕刻技術(shù)兩類(lèi)。
(四)機(jī)電一體化發(fā)展的綠色化、系統(tǒng)化趨勢(shì)
首先機(jī)電一體化發(fā)展的綠色化趨勢(shì)。所謂機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境,報(bào)廢后能回收利用。工業(yè)經(jīng)濟(jì)給人們生活帶來(lái)了巨大變化。在人民物質(zhì)豐富、生活舒適的同時(shí)資源卻在減少,生態(tài)環(huán)境在不斷惡化。于是,人們呼吁保護(hù)環(huán)境資源,回歸自然。綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲下應(yīng)運(yùn)而生,綠色化是時(shí)代的趨勢(shì)。綠色產(chǎn)品在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀的生命過(guò)程中,符合特定的環(huán)境保護(hù)和人類(lèi)健康的要求,對(duì)生態(tài)環(huán)境無(wú)害或危害極少,資源利用率極高。設(shè)計(jì)綠色的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有遠(yuǎn)大的發(fā)展前途。其次機(jī)電一體化發(fā)展的系統(tǒng)化趨勢(shì)。系統(tǒng)具有隨時(shí)分解組合的功能,這種功能實(shí)現(xiàn)了多子系統(tǒng)互相調(diào)和以及整合的需要,機(jī)電一體化的系統(tǒng)功能,不但運(yùn)用在通信系統(tǒng)以外,還運(yùn)用在遠(yuǎn)程通訊以及互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),局域網(wǎng)也慢慢的采用。機(jī)電一體化在系統(tǒng)方面未來(lái)的發(fā)展,是會(huì)越來(lái)越考慮人的因素,模擬人的智能的,甚至可以模擬生物的結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)展。
關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢(shì)
中圖分類(lèi)號(hào): TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
現(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)正以迅猛之勢(shì)進(jìn)行發(fā)展,極大的推動(dòng)了不同領(lǐng)域之間的交叉滲透與融合,機(jī)電一體化就是不同領(lǐng)域之間交融的產(chǎn)物。機(jī)電一體化產(chǎn)品是在原有的機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,融合了微電子技術(shù)與計(jì)算機(jī)的技術(shù)所生產(chǎn)出的新產(chǎn)品。機(jī)電一體化的產(chǎn)品應(yīng)用在工業(yè)上,大大提高了工作效率以及工作的質(zhì)量,已經(jīng)在工業(yè)中得到了普遍的使用。
一、關(guān)于機(jī)電一體化技術(shù)的特點(diǎn)
1、性能得到提高
機(jī)電一體化的生產(chǎn)設(shè)備在原有的基礎(chǔ)上加以改進(jìn),使得它在生產(chǎn)安全以及可靠性的方面都有了很大的提高。機(jī)電一體化的產(chǎn)品一般都具有報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)視、自動(dòng)保護(hù)、自動(dòng)診斷等功能。在工作期間如果遇到了一些突發(fā)的狀況,比如過(guò)載、過(guò)流、短路等一些問(wèn)題,機(jī)電一體化的產(chǎn)品能夠自動(dòng)采取保護(hù)的措施,盡可能的避免或者是減少設(shè)備和人身的事故,對(duì)于設(shè)備使用的安全性有了顯著的提高。
2、效率得到提高
機(jī)電一體化的產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理的功能和自動(dòng)控制的功能。新產(chǎn)品的檢測(cè)和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機(jī)電一體化的產(chǎn)品通過(guò)自動(dòng)控制的系統(tǒng)對(duì)機(jī)械進(jìn)行控制,使機(jī)械規(guī)范的進(jìn)行工作,可以精確的完成來(lái)自控系統(tǒng)設(shè)定的動(dòng)作,從而得到最佳的操作,使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產(chǎn)的效率,也大大的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
3使用性能得到提高
機(jī)電一體化的設(shè)備基本上都是采用了程序控制和數(shù)字顯示的方式,操作臺(tái)上的操作按鈕以及操作手柄都已經(jīng)在逐漸的減少,這樣做可以使操作人員進(jìn)行操作的時(shí)候簡(jiǎn)單、方便。機(jī)電一體化的產(chǎn)品是以程序?yàn)楦荆娮涌刂葡到y(tǒng)根據(jù)已設(shè)定好的程序進(jìn)行指揮實(shí)現(xiàn)操作,系統(tǒng)支持重復(fù)操作。
4、功能得到提高
機(jī)電一體化的設(shè)備具有復(fù)合功能并且得到了廣泛的應(yīng)用,適用面也比較廣泛。原有的機(jī)械只具有單一的功能、單一的技術(shù),機(jī)電一體化的設(shè)備技術(shù)不再是單純的只是單一技術(shù),單一功能了,具有了復(fù)合的技術(shù)與功能,使得產(chǎn)品的自動(dòng)化和功能水平上都有了很大的提高。
5、維護(hù)得到提高
機(jī)電一體化產(chǎn)品維護(hù)和調(diào)整都變的方便了很多,產(chǎn)品在進(jìn)行安裝和調(diào)試的時(shí)候,是可以通過(guò)改變程序的控制來(lái)達(dá)到改變工作方式的目的。因此,更加的適應(yīng)不同對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)的參數(shù)發(fā)生變化時(shí)的需求。機(jī)電一體化的的產(chǎn)品具有自動(dòng)監(jiān)視的功能和自動(dòng)化檢驗(yàn)的功能,可以在工作的過(guò)程中針對(duì)所出現(xiàn)的問(wèn)題自動(dòng)采取措施,使其恢復(fù)正常的工作狀態(tài)。
二、機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)
機(jī)電一體化的產(chǎn)品是通過(guò)自身內(nèi)部各個(gè)組成部分功能的綜合與協(xié)調(diào)來(lái)實(shí)現(xiàn)它自身的功能。從機(jī)電一體化產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)方面來(lái)看,該產(chǎn)品具有智能化、自動(dòng)化以及多功能等特點(diǎn),但是想要實(shí)現(xiàn)這種多功能基本需要該類(lèi)產(chǎn)品中擁有五種內(nèi)部的功能,就是主功能、檢測(cè)功能、動(dòng)力功能、控制功能以及執(zhí)行的功能,而機(jī)電一體化產(chǎn)品或者系統(tǒng)都是由這些功能的組成部分和技術(shù)構(gòu)成的。
1、 機(jī)電一體化產(chǎn)品的機(jī)械系統(tǒng)
機(jī)械系統(tǒng)主要包括機(jī)身、機(jī)械傳動(dòng)、框架以及連接等部分。機(jī)械系統(tǒng)部分是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品功能最基礎(chǔ)的部分,因此對(duì)于機(jī)械的結(jié)構(gòu)要求也就更高了,需要在材料、結(jié)構(gòu)、幾何尺寸以及工藝加工等方面來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的多功能、高效率、節(jié)能、可靠以及小型輕量等要求。
2、 機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)力系統(tǒng)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的動(dòng)力功能和能量都是由動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)完成的。動(dòng)力的系統(tǒng)主要包括電、氣、液等一類(lèi)的動(dòng)力源,一般的都是以電力為主的,比如電源、驅(qū)動(dòng)電路、電動(dòng)機(jī)等。
3、 機(jī)電一體化產(chǎn)品的傳感與檢測(cè)的系統(tǒng)
機(jī)電一體化產(chǎn)品在運(yùn)行中所需要的自身和外在環(huán)境的各種各樣的參數(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使其成為能夠測(cè)定的物理量,這個(gè)過(guò)程都是由傳感器完成的。而檢測(cè)的系統(tǒng)就是對(duì)這些物理量進(jìn)行精確的測(cè)定,從而為機(jī)電一體化產(chǎn)品提供運(yùn)行控制所需要的各個(gè)種類(lèi)的信息。
4、機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)以及信息處理
為了滿(mǎn)足機(jī)電一體化產(chǎn)品的功能和要求,信息處理以及控制系統(tǒng)接收到了檢測(cè)和傳感系統(tǒng)發(fā)送的信息,然后對(duì)這些信息進(jìn)行一些處理、運(yùn)算和一些決策,對(duì)正在運(yùn)行按照要求進(jìn)行控制,達(dá)到控制的功能。在產(chǎn)品中,信息處理以及控制系統(tǒng)只要是用計(jì)算機(jī)的軟件、計(jì)算機(jī)的硬件以及各種接口組成的。
5、 機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)
機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)想要完成要求的動(dòng)作,控制信息占據(jù)這重要的地位,只有在控制信息的作用下才能完成產(chǎn)品的主功能。 機(jī)電一體化產(chǎn)品的執(zhí)行機(jī)構(gòu)基本都是運(yùn)動(dòng)部件,經(jīng)常性的采用電液、機(jī)械、氣動(dòng)等機(jī)構(gòu)。
三、機(jī)電一體化未來(lái)的發(fā)展方向
1 機(jī)電一體化的智能化
機(jī)電一體化技術(shù)中一個(gè)重要的發(fā)展方向就是智能化。智能系統(tǒng)廣泛應(yīng)用得到了機(jī)電一體化的研究建設(shè)的重視,最重要的應(yīng)用體現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床與機(jī)器人的智能化,以控制理論為基礎(chǔ),融合了人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)、運(yùn)籌學(xué)、心理學(xué)、模糊學(xué)、混沌動(dòng)力學(xué)等新的思想與方法,對(duì)人類(lèi)智能進(jìn)行模擬,致使新一代的產(chǎn)品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力,得已達(dá)到更高的控制目標(biāo),更好的為工業(yè)加強(qiáng)效率。
2機(jī)電一體化的模塊化
由于現(xiàn)在生產(chǎn)機(jī)電一體化產(chǎn)品的廠家與種類(lèi)比較多,所以十分有必要研制和開(kāi)發(fā)有著標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械接口、電力接口、電氣接口、環(huán)境接口模塊。同時(shí)還需要制定各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn),這樣可以方便各個(gè)部件,單元的匹配和接口。模塊化將會(huì)為機(jī)電一體化企業(yè)鋪墊一條暢通的大道。
3機(jī)電一體化的網(wǎng)絡(luò)化
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在20世紀(jì)90年代是計(jì)算機(jī)等最為突出的成就。機(jī)電一體化的新產(chǎn)品一旦問(wèn)世,只要是擁有獨(dú)特的功能,并且可靠性比較高,質(zhì)量能夠保證,相信很快就會(huì)風(fēng)靡全球?,F(xiàn)在的網(wǎng)絡(luò)以及得到了普及,以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的各種遠(yuǎn)程操控和監(jiān)控技術(shù)正在興盛的時(shí)期,而遠(yuǎn)程的終端本身就是一種機(jī)電一體化的產(chǎn)品,因此機(jī)電一體化肯定也會(huì)向著網(wǎng)絡(luò)的方向發(fā)展。
4機(jī)電一體化的微型化
微型化興起于20世紀(jì)80年代末,是指機(jī)電一體化向微型化的方面發(fā)展,國(guó)外稱(chēng)之為微電子,它的特點(diǎn)是體積小,耗能少,運(yùn)動(dòng)靈活。
5機(jī)電一體化的系統(tǒng)化
系統(tǒng)化的特征之一就是將系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步采用開(kāi)放式與模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以進(jìn)行靈活的組態(tài),裁剪和組合,同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制以及進(jìn)行綜合管理。第二個(gè)特征就是它的通信功能得到了加強(qiáng)。
總結(jié):
經(jīng)過(guò)本文的分析,可以看出,機(jī)電一體化并不是一個(gè)孤立的個(gè)體,是一個(gè)由很多科學(xué)與領(lǐng)域交叉融合后的產(chǎn)物,隨著時(shí)代的發(fā)展以及生產(chǎn)力的需求,機(jī)電一體化的發(fā)展是必然的,因此機(jī)電一體化的技術(shù)將會(huì)有著廣闊的發(fā)展前景。
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關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;內(nèi)涵;汽車(chē)工業(yè);應(yīng)用
一、機(jī)電一體化的內(nèi)涵
機(jī)電一體化綜合集成了電子工程和機(jī)械工程技術(shù),實(shí)現(xiàn)了面向任務(wù)的機(jī)電一體化功能,它可以有效地協(xié)助技術(shù)設(shè)計(jì)人員對(duì)某項(xiàng)生產(chǎn)管理項(xiàng)目進(jìn)行特定的技術(shù)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)。機(jī)電一體化的方法論包括信息控制理論和工程系統(tǒng)理論,而一體化是機(jī)電一體化的核心思想。
二、機(jī)電一體化的特點(diǎn)
1.安全性高
機(jī)電一體化系統(tǒng)可以提供包括警報(bào)、監(jiān)控、診斷、保護(hù)在內(nèi)的一體化自動(dòng)服務(wù),在工作過(guò)程中當(dāng)發(fā)生相關(guān)故障時(shí)可以自動(dòng)采取保護(hù)辦法,諸如當(dāng)工作電壓過(guò)高或過(guò)低時(shí),會(huì)自動(dòng)停止工作或發(fā)出警報(bào)提醒操作人員采取措施,最大程度上保障相關(guān)設(shè)備和操作人員的安全,保障財(cái)產(chǎn)設(shè)備等不受損害。
2.生產(chǎn)能力強(qiáng)
機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)的信息處理與控制一般都是自動(dòng)化的,具有較高靈敏的檢測(cè)控制能力,在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的作用下可以更為精確地確保機(jī)械設(shè)備裝置完成所設(shè)計(jì)的動(dòng)作,從而更好地保證產(chǎn)品的質(zhì)量。更為重要的是,機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)自動(dòng)化的控制和操作,極大地提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率,降低了單位產(chǎn)品的成本。
3.適用范圍廣
機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)強(qiáng)大的技術(shù)綜合能力使之已經(jīng)超越了單一產(chǎn)品功能的范疇,再加上其自身較高的自動(dòng)化水平,可以滿(mǎn)足客戶(hù)更為復(fù)雜的需求,提供個(gè)性化解決方案。機(jī)電一體化產(chǎn)品較高的智能化、自我保護(hù)性、自動(dòng)監(jiān)控性、可擴(kuò)展性使之可以應(yīng)用于不同的環(huán)境和場(chǎng)合。
三、汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域機(jī)電一體化的應(yīng)用
1.自動(dòng)變速器系統(tǒng)
汽車(chē)自動(dòng)變速器的主要作用是降低汽車(chē)行駛過(guò)程中的功率損耗,提升汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的有效功率,通過(guò)增加變速檔數(shù)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的舒適安全行駛。汽車(chē)行駛過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)需要借助傳感系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量的數(shù)據(jù)信息通過(guò)電子監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行處理,并且具有換擋信息程序、開(kāi)關(guān)程序以及開(kāi)關(guān)關(guān)閉程序,根據(jù)汽車(chē)最優(yōu)行駛的條件要求來(lái)選擇相應(yīng)的電子監(jiān)控裝置。如汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,相關(guān)的警示燈關(guān)閉,說(shuō)明系統(tǒng)功能正常;如果警示燈未關(guān)閉,那么這時(shí)的自動(dòng)變速器就處于非電控狀態(tài),但其仍然可以正常工作,只是相關(guān)的優(yōu)化性能不再生效。
2.制動(dòng)系統(tǒng)
起初的汽車(chē)一般在后輪安裝制動(dòng)設(shè)備,隨著汽車(chē)行駛速度的不斷提升,單純?cè)诤筝啺惭b制動(dòng)設(shè)備已經(jīng)無(wú)法有效提供充足的制動(dòng)動(dòng)力,促使了汽車(chē)前輪也需要安裝相應(yīng)的制動(dòng)設(shè)備。當(dāng)汽車(chē)制動(dòng)設(shè)備工作時(shí),汽車(chē)的動(dòng)態(tài)軸負(fù)荷就會(huì)轉(zhuǎn)移、前輪的載重量就會(huì)增加、后輪載重量降低,但后輪發(fā)生抱死時(shí)更容易使汽車(chē)失去方向控制能力,于是汽車(chē)防抱死制動(dòng)設(shè)備就產(chǎn)生了。汽車(chē)防抱死制動(dòng)設(shè)備的主要功能就是可以感知制動(dòng)發(fā)生時(shí)每個(gè)車(chē)輪的瞬間運(yùn)動(dòng)方向,并且根據(jù)相關(guān)情況調(diào)節(jié)制動(dòng)設(shè)備的動(dòng)力鉅大小,防止抱死現(xiàn)象的發(fā)生。ABS防抱死系統(tǒng)就是比較著名的電子監(jiān)控技術(shù),提升了汽車(chē)行駛的安全性。
3.計(jì)算機(jī)控制發(fā)電機(jī)系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)微處理器或者集成電路用以控制發(fā)電機(jī)單元,利用傳感器負(fù)責(zé)接收電壓信號(hào),并獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)據(jù),傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元中。信號(hào)模擬器通過(guò)數(shù)字模型輸出數(shù)字信號(hào),以這些信息為基礎(chǔ)發(fā)電機(jī)控制單元對(duì)點(diǎn)火時(shí)間、燃料空氣比例、循環(huán)排氣效率進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,并將計(jì)算結(jié)果作為控制點(diǎn)火設(shè)備和燃料閥開(kāi)關(guān)大小的參數(shù),從而控制燃料與空氣的適當(dāng)比例。在燃料空氣比增加時(shí),會(huì)使得點(diǎn)火困難;當(dāng)燃料空氣比降低時(shí)由于氧氣缺乏,造成燃料燃燒不充分,排放的氣體中一氧化碳的含量會(huì)增加。
4.激光測(cè)距雷達(dá)系統(tǒng)
在汽車(chē)前面部位安裝測(cè)距激光雷達(dá),當(dāng)激光光束遇到障礙物后就會(huì)散射,當(dāng)散射信號(hào)被捕捉到,測(cè)出車(chē)輛與障礙物之間的距離,使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)障礙物方位信息進(jìn)行持續(xù)的動(dòng)態(tài)測(cè)量和跟蹤,就能夠準(zhǔn)確判斷障礙物是否在運(yùn)動(dòng),并計(jì)算出其運(yùn)動(dòng)速度和車(chē)間距離,根據(jù)運(yùn)行軌跡判斷其是否能夠與車(chē)輛發(fā)生碰撞,從而提醒車(chē)輛駕駛員調(diào)整車(chē)輛運(yùn)行速度、方向。當(dāng)出現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí),系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警報(bào)信息。
四、總結(jié)
機(jī)電一體化融合了眾多技術(shù)、跨越了多個(gè)領(lǐng)域,它是一種集成產(chǎn)品,特別是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)帶來(lái)了真正的飛躍和突破,成為工業(yè)生成自動(dòng)化控制中的一項(xiàng)重要技術(shù)。它有效地提升了汽車(chē)產(chǎn)品的質(zhì)量和駕乘舒適度,隨著機(jī)電一體化解決方案智能化和汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展,兩者的融合深度將會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)。
參考文獻(xiàn):
[關(guān)鍵詞]PLC控制;機(jī)電一體化設(shè)備;安裝與調(diào)試
中圖分類(lèi)號(hào):TU346 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)14-0144-01
前言:智能化是現(xiàn)階段和未來(lái)生產(chǎn)設(shè)備發(fā)展的重要趨勢(shì),機(jī)電一體化設(shè)備作為目前被廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)設(shè)備,其智能化發(fā)展趨勢(shì)十分明顯,PLC控制可以在一定程度上提高機(jī)電一體化設(shè)備的智能水平,并實(shí)現(xiàn)初步的智能化。
1 機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行PLC控制的必要性
1.1 提升機(jī)電一體化設(shè)備的工作能力
PLC設(shè)備的出現(xiàn),是信息技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)生產(chǎn)的需要雙重作用下的結(jié)果,其在機(jī)電一體化設(shè)備中應(yīng)用,可以明顯提升后者的智能化水平,并通過(guò)對(duì)設(shè)備的智能化控制,提升工作能力。
機(jī)電一體化設(shè)備的應(yīng)用十分廣泛,其動(dòng)力往往是電能,在工作中也可能附帶其他附屬設(shè)備。傳統(tǒng)的設(shè)備在使用時(shí),依賴(lài)于工人的經(jīng)驗(yàn),這種主觀因素對(duì)于設(shè)備的工作效果有很大的影響。通過(guò)PLC控制,計(jì)算機(jī)程序取代了人為影響,只要設(shè)定合適的程序,設(shè)備就可以有效的工作。
1.2 未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)
時(shí)代的進(jìn)步是大勢(shì)所趨,在設(shè)備方面,包括機(jī)電一體化設(shè)備,其發(fā)展的趨勢(shì)之一是由人工轉(zhuǎn)向智能化,由于智能化控制擁有合理利用資源、減少人工消耗、提升工作能力等突出優(yōu)勢(shì),可以預(yù)見(jiàn)的是,未來(lái)的機(jī)電一體化設(shè)備會(huì)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上向更智能的方向發(fā)展[1]。
PLC控制具有一定的智能性,將相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電一體化設(shè)備,有利于機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)一步向智能化的方向發(fā)展。
2 基于PLC控制的機(jī)電一體化設(shè)備的安裝與調(diào)試
2.1 安裝方案的確定
安裝方案的確定,應(yīng)結(jié)合設(shè)備的具體情況,其主要內(nèi)容是選取合適的PLC設(shè)備。
一般來(lái)說(shuō),不同的機(jī)電一體化設(shè)備需要的PLC設(shè)備也不同,而具體工作方式、工作內(nèi)容的不同也會(huì)影響到PLC設(shè)備的選擇。在進(jìn)行PLC設(shè)備挑選工作時(shí),應(yīng)遵循適用性第一、經(jīng)濟(jì)性第二的原則。即選取的設(shè)備首先要充分適用,PLC設(shè)備是多種多樣的,其智能化水平也有不同,應(yīng)根據(jù)機(jī)電一體化設(shè)備需求選定,經(jīng)濟(jì)性原則是指所選PLC設(shè)備的性?xún)r(jià)比應(yīng)該較高,以保證機(jī)電一體化設(shè)備正常工作為準(zhǔn),選擇價(jià)格較為合適的PLC設(shè)備。
2.2 對(duì)PLC控制程序的設(shè)定和安裝調(diào)試
選定PLC設(shè)備后,對(duì)其相關(guān)程序進(jìn)行設(shè)定時(shí),要充分結(jié)合機(jī)電一體化設(shè)備以及附屬設(shè)備的工作能力,確保由中央處理器發(fā)出的指令可以得到接受和執(zhí)行。通常來(lái)說(shuō),PLC控制程序包括原料供應(yīng)、生產(chǎn)加工、完成檢查、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等必要內(nèi)容,對(duì)于一些特殊的機(jī)電一體化設(shè)備,可以設(shè)定更多的相應(yīng)模塊。
設(shè)定完成后,由專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行安裝工作,之后通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬或者實(shí)際操作的方式,測(cè)試PLC設(shè)備能否正常工作,如果設(shè)備工作有異常,則應(yīng)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行檢查和排除[2]。
2.3 變頻器參數(shù)設(shè)定和安裝調(diào)試
通常來(lái)說(shuō),變頻器參數(shù)設(shè)定的工作上限值要稍稍低于設(shè)備理論上的最大工作能力值,下限值要稍稍高于設(shè)備理論上的最小工作能力值,這是為了保護(hù)設(shè)備不會(huì)出現(xiàn)極限工作的情況,同時(shí),變頻器參數(shù)設(shè)定應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際生工作情況,如果設(shè)備在70%負(fù)荷下就可以完成工作,可以通變頻器設(shè)定工作上限值為對(duì)應(yīng)數(shù)值,從而避免資源浪費(fèi)。
變頻器的安裝可以和PLC設(shè)備同時(shí)進(jìn)行,也有部分變頻器和PLC設(shè)備是一體化的,調(diào)試方法也可以采取計(jì)算機(jī)模擬和實(shí)際操作相結(jié)合的方式,進(jìn)行多次試驗(yàn),確保變頻器設(shè)定數(shù)值的可靠性。
2.4 線路系統(tǒng)安裝調(diào)試
線路系統(tǒng)包括電源線、輸出線、輸入線、導(dǎo)線等,調(diào)試需要針對(duì)所有線路進(jìn)行,需要注意的是,調(diào)試進(jìn)行時(shí),如無(wú)必要應(yīng)切斷電源,避免觸電事故。
線路系統(tǒng)安裝完成后,調(diào)試的內(nèi)容包括輸出線和輸入線是否是分隔的、電源線、導(dǎo)線的安全性是否滿(mǎn)足需求、設(shè)備是否同時(shí)連接了直流電和交流電等。一般來(lái)說(shuō),為了避免相互干擾,輸入線和輸出線是分隔開(kāi)來(lái)的,電源線要保證絕緣、同時(shí)要具有較強(qiáng)的電流通過(guò)能力,導(dǎo)線的絕緣性十分重要,也要注意導(dǎo)線不能過(guò)于密集和纏繞,另外,設(shè)備一般不應(yīng)同時(shí)連接交流電和直接電。
2.5 氣路系統(tǒng)安裝調(diào)試
通常來(lái)說(shuō),并非所有機(jī)電一體化設(shè)備都具有氣路系統(tǒng),部分有氣路系統(tǒng)的設(shè)備,其安裝和調(diào)試主要包括氣動(dòng)機(jī)械手和傳輸帶等。
氣動(dòng)機(jī)械手安裝位置與圖紙標(biāo)注位置偏差不得超^1mm,高度偏差也應(yīng)控制在1mm以?xún)?nèi),旋轉(zhuǎn)可以通過(guò)螺絲實(shí)現(xiàn)。傳輸帶的安裝要注意皮帶的松緊度、傳輸流暢性以及水平度[3]。
2.6 安裝完成后總體調(diào)試
通常來(lái)說(shuō),機(jī)電一體化設(shè)備PLC控制安裝完成后,主要模塊包括輸入單元、輸出單元、可編程控制器、中央處理單元等,其基本模型如圖1所示。
在完成機(jī)電一體化設(shè)備PLC控制的各項(xiàng)安裝后,應(yīng)進(jìn)行必要的總體調(diào)試,包括指令的執(zhí)行、參數(shù)的設(shè)定、電路和氣路系統(tǒng)的工作能力以及整體的安全性等,如調(diào)試結(jié)果無(wú)誤,則安裝完成。
總結(jié):機(jī)電一體化設(shè)備的發(fā)展,是社會(huì)發(fā)展的客觀需求,隨著其應(yīng)用范圍越發(fā)擴(kuò)大,針對(duì)性的完善措施也不斷被提出,通過(guò)PLC控制,機(jī)電一體化設(shè)備更加智能化,對(duì)其安裝和調(diào)試進(jìn)行探討,有利于機(jī)電一體化設(shè)備的PLC改造和進(jìn)一步應(yīng)用。
參考文獻(xiàn)
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1.1機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦運(yùn)輸?shù)膽?yīng)用
目前我國(guó)煤礦井下生產(chǎn)主要是依靠皮帶化處理運(yùn)輸方式,使用帶式運(yùn)輸機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤礦井下運(yùn)輸操作,這種運(yùn)輸方式在煤礦運(yùn)輸中的應(yīng)用具有一定的可觀性,然在煤礦運(yùn)輸中還存在一定的問(wèn)題,比如說(shuō)運(yùn)輸跑偏、斷帶及打滑等現(xiàn)象都是利用帶式運(yùn)輸方式所產(chǎn)生的問(wèn)題。神東作為現(xiàn)代化礦井,采用了天津華寧生產(chǎn)的皮帶綜合保護(hù)裝置。該裝置安裝簡(jiǎn)單,使用方便。連采、綜掘后配套膠帶運(yùn)輸機(jī)必須安裝防滑、堆煤、跑偏、拉線急停、連鎖裝置、煙霧報(bào)警及超溫自動(dòng)灑水裝置。綜采順槽、集中運(yùn)輸、主運(yùn)輸必須安裝防滑、堆煤、跑偏、張力、防撕裂、拉線急停、連鎖、煙霧報(bào)警及超溫自動(dòng)灑水裝置,主要運(yùn)輸巷上運(yùn)膠帶運(yùn)輸機(jī)還必須裝設(shè)逆止、制動(dòng)裝置;下運(yùn)膠帶運(yùn)輸機(jī)必須安設(shè)制動(dòng)裝置。有效地解決了帶式運(yùn)輸方式所產(chǎn)生的問(wèn)題。由此可見(jiàn)機(jī)電一體化技術(shù)強(qiáng)大的功能性,它不僅能夠提升煤礦設(shè)備的工作效率,同時(shí)還能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦生產(chǎn)的安全操作。此外,機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦運(yùn)輸中的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了煤礦設(shè)備的簡(jiǎn)單操作,且設(shè)備動(dòng)作趨于統(tǒng)一化,有效提升了煤炭開(kāi)采的能力,在一定程度上能夠提高煤礦企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)炔僮髦械慕?jīng)濟(jì)效益。
1.2機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用效果也不容小窺,可以說(shuō)煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用的具體實(shí)現(xiàn)。目前我國(guó)煤礦生產(chǎn)中常用的安全監(jiān)控系統(tǒng)是KJ90型煤礦安全綜合監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、可靠性高、實(shí)用性強(qiáng),是一套集礦井安全監(jiān)控、生產(chǎn)工況監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)信息管理及多種監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)為一體的全網(wǎng)絡(luò)化礦井安全生產(chǎn)綜合監(jiān)控系統(tǒng)。另外在機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用中應(yīng)充分考慮煤礦生產(chǎn)操作實(shí)際狀況,從而合理應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)與煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,為煤礦生產(chǎn)操作提供強(qiáng)有力的安全保障,提升我國(guó)煤礦監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)的整體性能。
2、機(jī)電一體化技術(shù)管理中的現(xiàn)存問(wèn)題分析
2.1沒(méi)有充分發(fā)揮機(jī)電管理部門(mén)的職能
為了確保機(jī)電一體化技術(shù)的正確應(yīng)用,充分發(fā)揮其在煤礦生產(chǎn)各個(gè)環(huán)節(jié)的作用力,很多煤礦企業(yè)在其內(nèi)部設(shè)置了機(jī)電管理部門(mén),但是就目前機(jī)電一體化技術(shù)管理現(xiàn)狀而言,相關(guān)工作人員在技術(shù)管理過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)揮出機(jī)電管理部門(mén)的職能及功能性。大多數(shù)煤礦企業(yè)及其內(nèi)部的管理與生產(chǎn)人員都把工作重心放在了煤礦生產(chǎn)上,并沒(méi)有對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)管理予以過(guò)多的重視,從而導(dǎo)致機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用薄弱,管理網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)中斷等狀況。
2.2機(jī)電管理隊(duì)伍整體素質(zhì)有待加強(qiáng)
機(jī)電一體化技術(shù)可以說(shuō)是煤礦生產(chǎn)操作中的創(chuàng)新體現(xiàn),煤礦企業(yè)雖然在煤礦生產(chǎn)操作中應(yīng)用了機(jī)電一體化技術(shù),對(duì)煤礦生產(chǎn)技術(shù)做了合理化調(diào)整,然而對(duì)煤礦機(jī)電管理人員的素質(zhì)卻沒(méi)有引起足夠的重視。煤礦機(jī)電管理人員的綜合素質(zhì)會(huì)直接影響機(jī)電管理的實(shí)施效果,一些素質(zhì)不高的機(jī)電管理人員在機(jī)電管理工作中表現(xiàn)出極大的隨意性,管理力度不強(qiáng),從而導(dǎo)致機(jī)電管理目標(biāo)無(wú)法得以實(shí)現(xiàn)。
3強(qiáng)化機(jī)電一體化技術(shù)管理的有效措施
3.1充分發(fā)揮機(jī)電管理部門(mén)職能,采取統(tǒng)一化管理方式
要體現(xiàn)機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦生產(chǎn)操作中的作用力,不僅要在煤礦生產(chǎn)中合理應(yīng)用該技術(shù),還需要建立機(jī)電管理部門(mén),對(duì)煤礦生產(chǎn)操作實(shí)行統(tǒng)一化管理,對(duì)煤礦生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格把控,只有這樣才能從根本上確保煤礦生產(chǎn)質(zhì)量及安全性。在機(jī)電管理過(guò)程中,一般情況下機(jī)電管理部門(mén)需要對(duì)四個(gè)方面進(jìn)行管理控制,第一應(yīng)結(jié)合煤礦生產(chǎn)接續(xù)安排合理編制煤礦機(jī)電設(shè)備運(yùn)行計(jì)劃;第二要求煤礦生產(chǎn)單位設(shè)備所用的易損配件進(jìn)行合理提報(bào)計(jì)劃,機(jī)電職能部門(mén)及時(shí)跟蹤;第三對(duì)于煤礦機(jī)電生產(chǎn)中發(fā)生的事故進(jìn)行追查,查找導(dǎo)致事故發(fā)生的原因,預(yù)防事故的發(fā)生;第四對(duì)于煤礦機(jī)電作業(yè)中的違章操作進(jìn)行有效制止。
3.2強(qiáng)化機(jī)電管理人員綜合素質(zhì),關(guān)注機(jī)電管理實(shí)施力度
【關(guān) 鍵 詞】 機(jī)電一體化;項(xiàng)目教學(xué)法;原則;對(duì)策
所謂項(xiàng)目教學(xué)法,指的是在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生親自處理一個(gè)項(xiàng)目的全過(guò)程,共同學(xué)習(xí)和實(shí)施的教學(xué)活動(dòng)。方案設(shè)計(jì)、信息收集、項(xiàng)目實(shí)施和最終評(píng)價(jià),都交由學(xué)生全權(quán)負(fù)責(zé)。教師通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法可以把所需傳授的技能或者知識(shí)以項(xiàng)目的形式布置給學(xué)生,基于小組合作和教師的指導(dǎo)來(lái)順利完成項(xiàng)目。通過(guò)項(xiàng)目教學(xué)法的開(kāi)展,可以讓學(xué)生全面了解機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)所有環(huán)節(jié)和過(guò)程的具體要求。
顯然,項(xiàng)目教學(xué)法作為重要的實(shí)踐和創(chuàng)造活動(dòng),主要價(jià)值在于學(xué)生在處理項(xiàng)目的同時(shí),獲得學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,增強(qiáng)他們的學(xué)習(xí)積極性,在潛移默化的教學(xué)活動(dòng)中掌握相關(guān)知識(shí)技能,培養(yǎng)他們運(yùn)用知識(shí)發(fā)現(xiàn)、分析和解決問(wèn)題的能力。
一、項(xiàng)目教學(xué)法的運(yùn)用條件
結(jié)合我國(guó)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn),運(yùn)用項(xiàng)目教學(xué)法的主要條件如下:首先,項(xiàng)目所設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容與應(yīng)用價(jià)值必須具有高度關(guān)聯(lián)性,也就是要緊密聯(lián)系學(xué)生將來(lái)的工作需求;其次,在項(xiàng)目教學(xué)法的過(guò)程中,學(xué)生能夠自主安排和自主組織,因此教師一定要尊重學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和選擇;最后,在完成項(xiàng)目之后,一定要對(duì)項(xiàng)目成果進(jìn)行展示,并選擇多樣化的方式來(lái)評(píng)價(jià)成果??偠灾?,利用項(xiàng)目教學(xué)法可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)工作同教學(xué)內(nèi)容的緊密聯(lián)系,調(diào)動(dòng)教師教學(xué)的創(chuàng)造性,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性、自主性和參與性。
二、項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)電一體化教學(xué)中的應(yīng)用原則
較之傳統(tǒng)教學(xué)方法而言,項(xiàng)目教學(xué)法在機(jī)電一體化教學(xué)過(guò)程中有著較大的特殊性和差異性。在傳統(tǒng)教學(xué)過(guò)程中,以課堂、課本和教師為中心,而在項(xiàng)目教學(xué)中,是以實(shí)踐、項(xiàng)目和學(xué)生作為教學(xué)中心。因此,在機(jī)電一體化教學(xué)中引入項(xiàng)目教學(xué)法必須遵循的原則主要如下:
1. 科學(xué)性原則。機(jī)電一體化教學(xué)在應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法時(shí)的教學(xué)目標(biāo),一定要對(duì)學(xué)生潛能進(jìn)行充分挖掘。另外,還要把師生教學(xué)和學(xué)習(xí)的實(shí)踐和精力控制在適度范圍之內(nèi),避免師生承受過(guò)重的教學(xué)負(fù)擔(dān)和學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)?;趯W(xué)生基礎(chǔ)、師資力量和教學(xué)實(shí)際條件來(lái)提升專(zhuān)業(yè)教學(xué)效果,培養(yǎng)學(xué)生的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。
2. 系統(tǒng)化原則。高校和教師一定要尊重所有學(xué)生的個(gè)性發(fā)展和發(fā)展需求,重視學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的過(guò)程中,一定要使學(xué)生具備創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神,因此,機(jī)電一體化教學(xué)在引入項(xiàng)目教學(xué)的過(guò)程中,務(wù)必將創(chuàng)新精神同知識(shí)技能的傳授有機(jī)結(jié)合到一起,在傳授知識(shí)和技能的同時(shí),進(jìn)行創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新精神的教育。
3. 實(shí)踐性原則。對(duì)于以往所采取的傳統(tǒng)教學(xué)模式而言,只是單純片面地利用教材來(lái)開(kāi)展知識(shí)傳授。而項(xiàng)目教學(xué)法則高度強(qiáng)調(diào)教學(xué)的實(shí)踐性,在項(xiàng)目教學(xué)法中,要求學(xué)生積極開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng),并不斷學(xué)習(xí)、總結(jié)和體驗(yàn),因此,引入項(xiàng)目教學(xué)法的機(jī)電一體化教學(xué)必須高度關(guān)注和重視實(shí)踐性原則。教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi),教師一定要充分掌握學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)和實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn),重點(diǎn)幫助學(xué)生積累經(jīng)驗(yàn)。
4. 自主性原則。引入項(xiàng)目教學(xué)法的機(jī)電一體化教學(xué)主要基于學(xué)生的體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)培養(yǎng)和增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力,因此在項(xiàng)目教學(xué)法的應(yīng)用實(shí)踐中,要鼓勵(lì)學(xué)生積極養(yǎng)成包括自主選擇和自主探究在內(nèi)的自主性,并基于學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)需要和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)來(lái)作為機(jī)電一體化教學(xué)的核心內(nèi)容,最終為他們營(yíng)造能夠自由發(fā)揮個(gè)性的學(xué)習(xí)空間。
5. 層次性原則?,F(xiàn)階段,由于機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)的實(shí)際情況和特點(diǎn)決定,傳統(tǒng)的教學(xué)模式還不能被項(xiàng)目教學(xué)法所完全取代。因?yàn)楦咝U(kuò)招等因素的影響,職業(yè)院校學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)相對(duì)較為薄弱,還需要利用傳統(tǒng)教學(xué)方法來(lái)培養(yǎng)和鞏固學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。
三、機(jī)電一體化中項(xiàng)目教學(xué)法的相關(guān)措施
1. 改革和優(yōu)化當(dāng)前的考核機(jī)制。機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)學(xué)生的知識(shí)掌握程度及教學(xué)質(zhì)量需要通過(guò)考核來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。項(xiàng)目教學(xué)法能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的傳授以及學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng),因此,對(duì)于項(xiàng)目教學(xué)法的考核,不僅應(yīng)當(dāng)考核理論知識(shí)水平,還應(yīng)當(dāng)考核學(xué)生的技能和能力,以便真實(shí)、客觀和全面地反映教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。對(duì)于考核方式而言,應(yīng)當(dāng)采取項(xiàng)目操作、筆試和口試相結(jié)合的考核方式,采取教師作為評(píng)價(jià)主體、學(xué)生互評(píng)和學(xué)生自評(píng)的方式來(lái)評(píng)價(jià)項(xiàng)目效果。
2. 推進(jìn)實(shí)訓(xùn)基地的構(gòu)建和完善。項(xiàng)目教學(xué)法尤其關(guān)注實(shí)訓(xùn)基地的構(gòu)建和完善。以德國(guó)為例,其職業(yè)院校的學(xué)生很長(zhǎng)一段時(shí)間是在企業(yè)中進(jìn)行學(xué)習(xí)和鍛煉。我國(guó)機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)應(yīng)當(dāng)充分學(xué)習(xí)和借鑒德國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn),關(guān)注實(shí)訓(xùn)基地的構(gòu)建,保持同企業(yè)之間的溝通聯(lián)系,以便增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力,使學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)際操作能力能夠滿(mǎn)足企業(yè)的需求,增強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)環(huán)境的能力。
在機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)教學(xué)中引入項(xiàng)目教學(xué)法是為滿(mǎn)足當(dāng)前教學(xué)改革要求的必然趨勢(shì)。由于機(jī)電一體化專(zhuān)業(yè)對(duì)于學(xué)生的素質(zhì)和能力有著較高的要求,因此,廣大高校應(yīng)當(dāng)根據(jù)自身實(shí)際,積極應(yīng)用項(xiàng)目教學(xué)法,以培養(yǎng)出社會(huì)和企業(yè)真正需要的高素質(zhì)人才。
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