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【關(guān)鍵詞】機(jī)電接口技術(shù);機(jī)電一體化發(fā)展;電子機(jī)械技術(shù)
0 前言
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,在科學(xué)技術(shù)方面,我國(guó)取得了較為突出的成就,很多學(xué)科之間都實(shí)現(xiàn)了有效地滲透與融合。當(dāng)科學(xué)之間實(shí)現(xiàn)了滲透與融合之后,新的研究方向就會(huì)產(chǎn)生,比如機(jī)電一體化技術(shù)就是融眾多學(xué)科為一體的學(xué)科。伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、檢測(cè)傳感技術(shù)、系統(tǒng)整體技術(shù)等都是機(jī)電一體化技術(shù)中融合的技術(shù)內(nèi)容。因此,在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的時(shí)候,要對(duì)多種學(xué)科技術(shù)中各相關(guān)學(xué)科的特性展開研究,其特性參量之間的各種物理關(guān)系都要理清楚,各學(xué)科特性參量間的關(guān)系、要求以及耦合條件都要正確地處理好,并正確分析與研究各學(xué)科特性之間的耦合關(guān)系及內(nèi)在聯(lián)系,這樣可以有效地解決好在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品系統(tǒng)工程中出現(xiàn)的具體問題。在這種狀況下,機(jī)電接口技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生,運(yùn)用這一項(xiàng)技術(shù),可以很好地將機(jī)電及其相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)融為一體過程中出現(xiàn)的具體問題進(jìn)行有效地解決,并將最好的機(jī)電化產(chǎn)品的研究領(lǐng)域設(shè)計(jì)出來。
1 機(jī)電接口技術(shù)的內(nèi)涵
所謂機(jī)電接口指的是機(jī)電一體化產(chǎn)品中控制微機(jī)與機(jī)械裝置之間的接口,其產(chǎn)生的基礎(chǔ)為機(jī)電一體化發(fā)展[1]。機(jī)電接口根據(jù)信息傳遞的方向可以分為控制量輸出接口與信息采集接口(傳感器接口)。在機(jī)電一體化產(chǎn)品中有很多常用的傳感器,在輸出信號(hào)的時(shí)候,大多采用的都是模擬量的形式,比如使用熱電偶對(duì)溫度進(jìn)行檢測(cè)、使用測(cè)速發(fā)電機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速進(jìn)行檢測(cè)、使用差動(dòng)變壓器對(duì)位置進(jìn)行檢測(cè)等,但是控制量輸出接口卻是一個(gè)特殊的形式,其采用的是數(shù)字系統(tǒng)。
所謂機(jī)電接口技術(shù)指的是對(duì)機(jī)電系統(tǒng)(集電子、機(jī)械、信息等各種功能技術(shù)為一體的綜合系統(tǒng))中各項(xiàng)組成技術(shù)與各項(xiàng)組成部分(子系統(tǒng))的連接問題進(jìn)行研究,以此對(duì)系統(tǒng)中信息能量的融合與交互進(jìn)行有效地解決,達(dá)到機(jī)電系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的[2]。
機(jī)電接口有硬件與軟件兩大類,機(jī)電系統(tǒng)或者子系統(tǒng)之間與環(huán)境或者操作者之間建立一種有效地連接,并給予相應(yīng)的物理通道輸出或者輸入、轉(zhuǎn)換、傳遞一定的能量與信息為機(jī)電接口的硬件主要表現(xiàn)形式;為系統(tǒng)信息之間的轉(zhuǎn)換、交互與調(diào)整提供相應(yīng)的方法,并對(duì)機(jī)電一體化組成技術(shù)進(jìn)行綜合與協(xié)調(diào),從而促成各子系統(tǒng)融合成為一個(gè)統(tǒng)一的整體,達(dá)到實(shí)現(xiàn)其新功能的目的為機(jī)電接口軟件的主要表現(xiàn)形式[3]。
現(xiàn)階段,機(jī)電接口主要可以分為四大類,分別為智能接口、人-機(jī)接口、機(jī)-電接口與動(dòng)力接口[4]。智能系統(tǒng)在應(yīng)用方面較為復(fù)雜,不同的技術(shù),其信息形式也要求發(fā)生相應(yīng)的改變,這樣智能接口在進(jìn)行各種信息傳遞與轉(zhuǎn)換的時(shí)候,不同的技術(shù)與不同的子系統(tǒng)才能有機(jī)的結(jié)合在一起,成為一個(gè)完整、全新的系統(tǒng);人-機(jī)接口是在操作者與機(jī)電系統(tǒng)之間存在的一個(gè)接口,運(yùn)用人-機(jī)接口,系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)便可以顯示在操作者的眼前,有利于操作者對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,使系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中更加人性化;機(jī)-電接口可以有效地連接起驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)以及傳感器,將驅(qū)動(dòng)信號(hào)成功轉(zhuǎn)換成為符合執(zhí)行機(jī)構(gòu)要求的信號(hào),也可以將執(zhí)行機(jī)構(gòu)中運(yùn)行的機(jī)械信號(hào)成功轉(zhuǎn)換成為符合傳感器要求的要求;動(dòng)力接口是有效地將動(dòng)力源與機(jī)電系統(tǒng)連接起來的接口,給予一定的動(dòng)力給機(jī)電系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)單元[5]。在機(jī)電系統(tǒng)中,動(dòng)力有很多不同的類型,比如交流電、直流電、液壓與氣動(dòng)等,系統(tǒng)中運(yùn)用的動(dòng)力類型不同,與之相適應(yīng)的動(dòng)力接口形式也應(yīng)該是不同的,不過可以通過比較大的功率是所有動(dòng)力接口共同擁有的一大特點(diǎn)。
2 機(jī)電一體化發(fā)展現(xiàn)狀
所謂機(jī)電一體化指的是將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起并運(yùn)用的一種綜合技術(shù),在綜合應(yīng)用的過程中需要運(yùn)用到機(jī)械、自動(dòng)監(jiān)控、接口、傳感測(cè)試、信息、電力電子以及電力等多項(xiàng)技術(shù)。伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐漸得到普及,并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域與行業(yè)中,在各領(lǐng)域與各行業(yè)中,機(jī)電一體化的運(yùn)用也逐漸增多[6]。比如機(jī)床、量具、低壓電器、機(jī)器人、量?jī)x、電動(dòng)傳動(dòng)裝置、軍事裝備、電站控制系統(tǒng)、焊接設(shè)備、急用電器等都對(duì)機(jī)電化一體技術(shù)進(jìn)行了較為廣泛的應(yīng)用,在這種狀況下,機(jī)電一體化也正朝著網(wǎng)絡(luò)化、微型化、智能化、模塊化、綠色化、系統(tǒng)化等方向發(fā)展。
3 機(jī)電接口技術(shù)對(duì)機(jī)電一體化發(fā)展的影響
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人們的生活水平得到了提高,人們對(duì)科學(xué)技術(shù)的要求也越來越高,傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)已經(jīng)無法滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的技術(shù)需求。在這種狀況下集電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)及信息技術(shù)為一體的機(jī)電一體化便應(yīng)運(yùn)而生了,機(jī)電一體化技術(shù)的誕生符合時(shí)展的需求。剛產(chǎn)生機(jī)電一體化技術(shù)的時(shí)候,只不過是將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的結(jié)合,而且連接它們的接口也是非常簡(jiǎn)單的。但是隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,機(jī)電一體化技術(shù)也得到了不斷地發(fā)展?,F(xiàn)階段,機(jī)電一體化產(chǎn)品已經(jīng)不再簡(jiǎn)單,而是發(fā)展成為了融多項(xiàng)技術(shù)為一身的復(fù)雜系統(tǒng),與之相適應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部接口也發(fā)展得愈來愈復(fù)雜。
當(dāng)前,對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)的各項(xiàng)組成技術(shù)研究已經(jīng)發(fā)展得較為深入與成熟,而且研究人員也注意到對(duì)各項(xiàng)組成技術(shù)進(jìn)行單一的研究與發(fā)展并不能有效的對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)的最優(yōu)化進(jìn)行保障。然而機(jī)電一體化系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性,單純地研究機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論或者單純地研究機(jī)電一體化融合與集成理論,都無法實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)展開具體的研究。在這種情況下,對(duì)機(jī)電接口技術(shù)進(jìn)行研究可以為研究機(jī)電一體化系統(tǒng)提供有利的方式,并在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中對(duì)集成與融合理論、系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論進(jìn)行靈活的運(yùn)用。
現(xiàn)階段,機(jī)電一體化正朝著網(wǎng)絡(luò)化、微型化、智能化、模塊化、綠色化、系統(tǒng)化等方向發(fā)展,這一發(fā)展方向也必然對(duì)模塊化以及接口提出更高的要求。在保持接口一致性的同時(shí)還要對(duì)系統(tǒng)技術(shù)融合、能量與信息的傳遞進(jìn)行保障。
4 結(jié)語
綜上所述,所謂機(jī)電接口技術(shù)指的是對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中各項(xiàng)組成技術(shù)與各項(xiàng)組成部分的連接問題進(jìn)行研究,以此對(duì)系統(tǒng)中信息能量的融合與交互進(jìn)行有效地解決,達(dá)到機(jī)電系統(tǒng)最優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。所謂機(jī)電一體化指的是將電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)有機(jī)地結(jié)合在一起并運(yùn)用的一種綜合技術(shù),在綜合應(yīng)用的過程中需要運(yùn)用到機(jī)械、自動(dòng)監(jiān)控、接口、傳感測(cè)試、信息、電力電子以及電力等多項(xiàng)技術(shù)。研究和發(fā)展機(jī)電接口技術(shù),可以有效地加速機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程,有利于推動(dòng)機(jī)電一體化發(fā)展。
【參考文獻(xiàn)】
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關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化技術(shù);企業(yè);計(jì)算機(jī);微電子
1.前言
近幾年來,隨著我國(guó)社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,先進(jìn)的計(jì)算機(jī)及微電子技術(shù)在農(nóng)業(yè)和工業(yè)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用,其在促進(jìn)農(nóng)業(yè)和工業(yè)發(fā)展的同時(shí),也使機(jī)電一體化技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展,本文主要就機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用作以下分析,以使機(jī)電一體化技術(shù)在各領(lǐng)域都能得到更好的應(yīng)用與發(fā)展。
2.機(jī)電一體化技術(shù)概述
機(jī)電一體化是一個(gè)正處于發(fā)展階段的新興的邊緣學(xué)科,從某個(gè)角度而言,其能在一定程度上代表機(jī)械工業(yè)技術(shù)革命的發(fā)展方向。機(jī)電一體化技術(shù)是一門跨學(xué)科的綜合叉技術(shù),且主要由計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、微電子技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等多個(gè)學(xué)科及技術(shù)共同組成,機(jī)電一體化主要是在機(jī)械的主功能、控制功能、動(dòng)力功能以及信息功能的基礎(chǔ)上引進(jìn)微電子技術(shù),然后通過相關(guān)軟件與技術(shù)把電子和機(jī)械裝置進(jìn)行結(jié)合的系統(tǒng),系統(tǒng)中所涉及的技術(shù)主要有計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、試和傳感器技術(shù)控制技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、接口技術(shù)以及信息處理技術(shù)等[1]。
3.機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用分析
3.1.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。此系統(tǒng)是一種全局動(dòng)態(tài)的最優(yōu)綜合,其打破了原有部門之間的界線,把制造作為基干,以對(duì)信息流和物流進(jìn)行有效控制,從而可實(shí)現(xiàn)“經(jīng)營(yíng)決策—產(chǎn)品開發(fā)—生產(chǎn)準(zhǔn)備—生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)—生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理”的有效結(jié)合這樣可使企業(yè)的集成度得到一定提高,從而可使企業(yè)各種生產(chǎn)要素之間得到更好的配合與優(yōu)化,進(jìn)而可使各種生產(chǎn)要素的潛力得到更好發(fā)揮。
3.2.數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床與技術(shù)經(jīng)過不斷發(fā)展,其機(jī)構(gòu)、操作、功能以及控制精度都得到了比較明顯的提高,主要表現(xiàn)在:①開放性設(shè)計(jì),即把系統(tǒng)中的功能模塊和硬件體系結(jié)構(gòu)都具有一定的兼容性與層次性,能使用戶的使用效益得到有效提高;②模塊化、總線式、緊湊型的結(jié)構(gòu),即體系由多圭總線、多CPU共同組成;③智能化和WOP技術(shù)。系統(tǒng)可把編程技術(shù)應(yīng)用在車間中,從而可實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真,并引入模糊控制與在線診斷等多種智能機(jī)制;④一臺(tái)機(jī)床可同時(shí)可對(duì)多個(gè)通道和過程進(jìn)行控制,并可把物料搬運(yùn)、機(jī)械手、刀具破損檢測(cè)等控制都集成到系統(tǒng)中;⑤系統(tǒng)中具有多級(jí)網(wǎng)絡(luò)功能,可使系統(tǒng)組合的工作能力得到有效提高,此外,軟件的模塊化設(shè)計(jì)和大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用,可使機(jī)床的數(shù)控功能得到一定豐富,從而可使GNC系統(tǒng)的控制功能得到一定加強(qiáng)[2]。
3.3.智能化控制技術(shù)。其主要由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)、模糊控制等組成,可用于企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、設(shè)備和產(chǎn)品的診斷等多個(gè)方面。
3.4.分布式控制系統(tǒng)。其主要通過一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)對(duì)多個(gè)臺(tái)面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過程進(jìn)行操作、管理、監(jiān)測(cè)及分散控制,此外,其還能對(duì)生產(chǎn)的實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)度與在線優(yōu)化,且安全性和功能均優(yōu)于集中型的控制系統(tǒng)。
3.5.開放式控制系統(tǒng)。此系統(tǒng)可使不同的廠家的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)互換、兼容以及資源共享,并可把經(jīng)營(yíng)、決策、管理、控制集為一體,此外,在現(xiàn)場(chǎng)總線的作用下,還可把測(cè)量和控制實(shí)現(xiàn)一體化。
3.6.柔性制造系統(tǒng)(FMS)。此系統(tǒng)主要由數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、自動(dòng)化倉庫、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車、計(jì)算機(jī)等組成,其可根據(jù)裝配部門的相關(guān)要求,實(shí)時(shí)、隨機(jī)、按量地生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的所有工件,目前多應(yīng)用于設(shè)計(jì)更改頻繁、中小批量的離散零件的批量生產(chǎn)。
4.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
4.1.模塊化。機(jī)電一體化的生產(chǎn)廠家和產(chǎn)品種類都較多,使用模塊化的標(biāo)準(zhǔn)單元不不僅可對(duì)新產(chǎn)品進(jìn)行快速開發(fā)者,而且還能使生產(chǎn)規(guī)模得到一定擴(kuò)大,這樣就需制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),以使各單元、部件能夠和接口相匹配,從而可促進(jìn)企業(yè)產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)[3]。
4.2.網(wǎng)絡(luò)化。遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備屬于機(jī)電一體化產(chǎn)品,其通過家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)作為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng),從而可使人們?cè)诩依锞湍芟硎芨鞣N高技術(shù)所帶來的服務(wù)與好處,這樣就會(huì)進(jìn)一步促進(jìn)機(jī)電一體化產(chǎn)品向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
4.3.數(shù)字化。數(shù)控機(jī)床等機(jī)電產(chǎn)品是數(shù)字化主要是在微控制器及其發(fā)展的基礎(chǔ)上得以實(shí)現(xiàn)的,而虛擬設(shè)計(jì)等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展則進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)字化的設(shè)計(jì)和制造,數(shù)字化具有自診斷功能、易操作性、高可靠性等優(yōu)勢(shì),在遠(yuǎn)程診斷、修復(fù)、操作中有著非常重要的作用。
4.4.智能化。根據(jù)數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人的智能化可知,機(jī)電化技術(shù)在21世紀(jì)發(fā)展的主要方向就是智能化,微處理器的高速與高性能的開發(fā),可使機(jī)電一體化產(chǎn)品具備人的某些智能,從而可使機(jī)電一體化技術(shù)得到更好的發(fā)展。
5.結(jié)語
機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用對(duì)社會(huì)的發(fā)展而言,有著非常重要的意義,本文主要就機(jī)電一體化技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)作了相關(guān)方向,以使機(jī)電一體化技術(shù)在各領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用,并在一定程度上促進(jìn)機(jī)電一體化的進(jìn)一步發(fā)展。
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)
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,在各個(gè)領(lǐng)域都不同程度的實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化,現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)機(jī)械技術(shù)的主要方向就是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化,機(jī)電一體化設(shè)備是機(jī)電一體化的主體。
所謂的機(jī)電一體化技術(shù),就是能夠融合機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、電工、電子技術(shù)、接口技術(shù)、傳感器技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)等多個(gè)方面的內(nèi)容,有效應(yīng)用在實(shí)際工程中的復(fù)合性綜合技術(shù)。這種綜合技術(shù)則是在上述多方面的融合,而不僅僅是簡(jiǎn)單的機(jī)械技術(shù)與電工、電子技術(shù)的疊加和拼湊。相比于之前的機(jī)械電氣化來說,這是不同的概念,主要涉及到技術(shù)和產(chǎn)品兩個(gè)內(nèi)容??梢钥闯?,對(duì)于機(jī)電一體化產(chǎn)品來說,能有效體現(xiàn)出人的肢體和手的進(jìn)一步延伸要求,也能體現(xiàn)出對(duì)于人的思維和頭腦進(jìn)一步發(fā)展,智能化則是其最為突出的特點(diǎn)。機(jī)電一體化設(shè)備則可以涵蓋了現(xiàn)代的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。
一、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域探討
1、在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用分析
數(shù)控機(jī)床以及相關(guān)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展超過30多年的時(shí)間,在涉及到數(shù)控機(jī)床的各個(gè)方面都有著大幅度的提高,表現(xiàn)在具體的操作、功能、控制精度等方面,也經(jīng)過發(fā)展具有了多種的結(jié)構(gòu)形式,包括模塊化、總線式以及緊湊型的結(jié)構(gòu),一般來說,都是采用了多總線、多CPU的體系結(jié)構(gòu);為了有效保證用戶的使用效益,能夠保證硬件體系結(jié)構(gòu)功能模塊的開放性設(shè)計(jì),能有效滿足相關(guān)的接口標(biāo)準(zhǔn),具有較強(qiáng)的兼容性和層次性。
2、在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用分析
對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械制造業(yè)來說,往往在競(jìng)爭(zhēng)中更多體現(xiàn)出一定在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量以及企業(yè)規(guī)模方面的內(nèi)容,主要涉及到如何有效地對(duì)于資源利用方面的應(yīng)用,通過機(jī)器代替人力的方式,依靠復(fù)雜的專業(yè)加工來取代人的技能操作,通過低成本的生產(chǎn),來實(shí)現(xiàn)企業(yè)的盈利要求。在進(jìn)行先進(jìn)的機(jī)械制造業(yè)中,則是體現(xiàn)出信息的主導(dǎo)作用,能夠更好地融合相應(yīng)的先進(jìn)的制造技術(shù)、制造系統(tǒng)、生產(chǎn)模式以及組織管理形式等,這種全新的機(jī)械制造業(yè)往往具備較強(qiáng)的智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化和全球化的特點(diǎn),同時(shí),還能體現(xiàn)出具有可持續(xù)發(fā)展的綠色制造的特點(diǎn)。
3、在微型機(jī)電化中的應(yīng)用分析
當(dāng)前,亞微米級(jí)的機(jī)械元件通過先進(jìn)的半導(dǎo)體蝕刻已經(jīng)成為可能,在實(shí)際產(chǎn)品中應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)的情況下,就沒有必要進(jìn)行相關(guān)的機(jī)械部分和控制部分的區(qū)分,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的融合處理,能夠把傳感器、CPU、執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行有效的融合,能夠具備體積小的特點(diǎn)。所以,可以看出,機(jī)電一體化發(fā)展過程中,這種微型機(jī)械學(xué)的發(fā)展則是一個(gè)重要的方向,微型智能化控制也是發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì),有時(shí)候,也稱這種技術(shù)為微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù),主要涉及到小于1cm3的機(jī)電一體化產(chǎn)品,并且當(dāng)前正在向著納米級(jí)的產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展
在未來的應(yīng)用過程中,有效提升并改造機(jī)電一體化技術(shù),能夠更好體現(xiàn)出這門綜合性、交叉性學(xué)科的優(yōu)勢(shì),能夠在更多的領(lǐng)域中得到更好的應(yīng)用,保證有效進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)品的自主設(shè)計(jì)的開發(fā),保證產(chǎn)品具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力,能具備相關(guān)的快速化、自動(dòng)化以及智能化的特點(diǎn),使得我國(guó)的機(jī)電一體化水平大幅度提升,具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。經(jīng)過分析,機(jī)電一體化主要在以下幾個(gè)方向具有廣闊的發(fā)展情況,先分析如下。
1、系統(tǒng)化
對(duì)于機(jī)電一體化的發(fā)展來說,系統(tǒng)化就是表現(xiàn)為通過更為開放的模式化的總線結(jié)構(gòu),能夠保證系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)更加完備,能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的組態(tài),并且進(jìn)行任意形狀的組合和剪裁處理,在這樣的操作中,能夠有效保證協(xié)調(diào)控制多個(gè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)綜合性的有效管理。另外,還能讓通信功能大大加強(qiáng),包括RS232 等常用通信方式,除此以外,還能有效實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的通信連網(wǎng)的遠(yuǎn)程要求。從未來的機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)中可以看到,人和產(chǎn)品的關(guān)系則是更加的注重,在今后的設(shè)計(jì)中,如何有效地把人的情感和智能融入機(jī)電一體化產(chǎn)品中則是最為重要的方面。
2、智能化
在當(dāng)前,隨著計(jì)算機(jī)芯片技術(shù)的突飛猛進(jìn),處理器性能大幅度提高,計(jì)算速度越來越高,再加上發(fā)展很快的傳感器系統(tǒng)的集成化、以及嵌入式控制技術(shù)的進(jìn)步,這些都為機(jī)電一體化產(chǎn)品的智能化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在未來,具有智能型的機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠有效模擬人腦的智能處理,具有一定的邏輯思維能力,能夠進(jìn)行一定的判斷推理,能有效代替制造業(yè)中的大部分人力勞動(dòng)。
3、模塊化
在機(jī)電產(chǎn)品一體化的過程中,模塊化也是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì),具有非常重要的作用??紤]到從事進(jìn)行機(jī)電一體化開發(fā)廠家眾多,這樣就存在不同標(biāo)準(zhǔn)的接口,具體來說,涉及到相關(guān)的信息接口、動(dòng)力結(jié)構(gòu)、電氣接口、以及機(jī)械接口等,這則是一項(xiàng)較為復(fù)雜和重要的工作,為了能夠有效保證各個(gè)單位部件能夠有效工作,應(yīng)該制定相關(guān)的一系列的接口標(biāo)準(zhǔn),通過模塊化方法,相關(guān)企業(yè)可有效對(duì)于新產(chǎn)品的開發(fā)和推廣應(yīng)用。
4、微型化
微型機(jī)電一體化技術(shù)中主要涉及到軟件技術(shù)、微電子技術(shù)以及微機(jī)械技術(shù)等方面,則是當(dāng)前較為新型的機(jī)電一體化發(fā)展方向。一般來說,微電子機(jī)械系統(tǒng)都是具備不超過1cm3的結(jié)構(gòu)尺寸,并且朝著納米級(jí)進(jìn)行研發(fā)。這樣就能有充分利用其具有運(yùn)動(dòng)靈活、體積小、能耗小的特點(diǎn),具有很強(qiáng)的精細(xì)操作的本領(lǐng),能夠有效保證在工農(nóng)業(yè)、軍事國(guó)防、航天航空以及生物醫(yī)學(xué)方面的應(yīng)用,能夠完成以往機(jī)械產(chǎn)品所不能完成的任務(wù)。
5、網(wǎng)絡(luò)化
在機(jī)電一體化發(fā)展過程中,能夠充分體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展特點(diǎn),也使得其產(chǎn)品的網(wǎng)絡(luò)越來越強(qiáng)。對(duì)于多種類型的機(jī)電一體化產(chǎn)品來說,其具有不同網(wǎng)絡(luò)連接方式,也能較好適用于基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)?;谶h(yuǎn)程監(jiān)控的終端設(shè)備則是有效的一種機(jī)電一體化產(chǎn)品。
三、機(jī)電一體化設(shè)備的調(diào)試與故障檢測(cè)
1.機(jī)電一體化設(shè)備不但要注重科學(xué)的安裝和合理的調(diào)試,而且在平時(shí)要進(jìn)行故障檢測(cè),防止因?yàn)橐粋€(gè)小的故障導(dǎo)致大的故障,造成安全事故或施工延期的現(xiàn)象出現(xiàn)。在進(jìn)行設(shè)備故障檢測(cè)之前,要分析設(shè)備運(yùn)行的情況及設(shè)備的主要性能等,而且要利用原始數(shù)據(jù)信號(hào),使其與設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)一致,根據(jù)設(shè)備的種類,在眾多檢測(cè)信號(hào)中選用能對(duì)設(shè)備運(yùn)行情況進(jìn)行真實(shí)反映的信號(hào),檢測(cè)其是否有故障產(chǎn)生的征兆,如果檢測(cè)有故障的征兆,就要提取出來,并對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行分析、識(shí)別及判定,也就是故障的診斷階段。
2.根據(jù)其診斷結(jié)果對(duì)其再次故障檢測(cè),查明故障發(fā)生的確切位置及發(fā)生原因,并制定出解決的方案,將故障及時(shí)排除。檢測(cè)機(jī)電一體化設(shè)備故障的方法有很多,比如溫度檢測(cè)方法、故障樹分析方法及白診斷方法等。根據(jù)設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)是否顯示警告信息,將其故障分為兩類,即無指示故障機(jī)檢測(cè)指示故障。當(dāng)設(shè)備有警告指示時(shí),其故障檢測(cè)就可以根據(jù)其指示內(nèi)容進(jìn)行,根據(jù)故障情況指南進(jìn)行故障排查;當(dāng)設(shè)備沒有警告指示時(shí),既要使用相應(yīng)的檢測(cè)技術(shù)及檢測(cè)人員的經(jīng)驗(yàn)分析故障產(chǎn)生的位置及原因。
結(jié)語
綜上所述,機(jī)電一體化是施工機(jī)械未來的發(fā)展方向,也是施工自動(dòng)化得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要基礎(chǔ)。因此,在建筑機(jī)電一體化工程中,進(jìn)一步加強(qiáng)組織管理、質(zhì)量管理,依據(jù)工程實(shí)際情況制定針對(duì)性施工方案,不僅可以確保施工的順利進(jìn)行,在一定程度上還能促進(jìn)工程施工質(zhì)量的提高,獲得更多的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
參考文獻(xiàn):
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【關(guān)鍵詞】:煤礦;機(jī)電一體化;技術(shù)應(yīng)用;系統(tǒng)構(gòu)建
一、機(jī)電一體化技術(shù)在現(xiàn)代化煤礦中的應(yīng)用
1.機(jī)電一體化技術(shù)在帶式輸送機(jī)中的應(yīng)用。帶式輸送機(jī)現(xiàn)在已經(jīng)成為我國(guó)煤礦井下原煤輸送系統(tǒng)的主要運(yùn)輸設(shè)備,這和帶式輸送機(jī)自身連續(xù)輸送距離長(zhǎng),數(shù)量來比較大,運(yùn)行安全、可靠,效率比較高,可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等特點(diǎn)密切相關(guān)。近些年,一直是我國(guó)的重點(diǎn)研究對(duì)象?,F(xiàn)在,大部分的煤礦都采用的是機(jī)、電、液一體化的CST可控軟啟動(dòng)裝置。帶式輸送機(jī)的動(dòng)態(tài)分析、在線監(jiān)控技術(shù)以及啟動(dòng)延遲技術(shù)一直是我們未解決的問題,所以中國(guó)帶式輸送機(jī)的中間驅(qū)動(dòng)點(diǎn)一定不能太多,但是這對(duì)輸送機(jī)的單機(jī)長(zhǎng)度以及運(yùn)量都是一種限制?,F(xiàn)在我國(guó)的輸送機(jī)普遍存在著監(jiān)控設(shè)備功能少、可靠性比較差、靈敏度和壽命相對(duì)來說比較低,如果和發(fā)達(dá)國(guó)家相比較還是有一定的差距。
2.機(jī)電一體化技術(shù)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。監(jiān)控系統(tǒng)在礦井的生產(chǎn)過程中占據(jù)著非常重要的位置,我國(guó)的礦井監(jiān)控系統(tǒng)要求是非常嚴(yán)格的,整個(gè)安全監(jiān)控系統(tǒng)一旦運(yùn)行起來是不能說停就停的,因?yàn)橐坏┍O(jiān)控系統(tǒng)停止地下的具體工作情況,地面上的工作人員就會(huì)處于盲目的狀態(tài),并且雙方的工作人員是失聯(lián)的狀態(tài),長(zhǎng)時(shí)間下去曠工的生命安全必然受重大影響。機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用后,機(jī)內(nèi)數(shù)據(jù)庫通過局域網(wǎng)連成同步模式,主備機(jī)的心跳監(jiān)控由自行研制的專用通信接口擔(dān)任,軟硬件相結(jié)合,自身數(shù)據(jù)庫與主機(jī)同步,還能分擔(dān)諸如數(shù)據(jù)檢索、網(wǎng)絡(luò)上傳、圖形顯示、圖表打印等任務(wù)。截止到現(xiàn)在,機(jī)電一體化技術(shù)在礦井的監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用效果非常明顯,對(duì)安全生產(chǎn)起到了非常重要的作用。
3.煤礦機(jī)電一體化在掘進(jìn)機(jī)中的應(yīng)用?,F(xiàn)在礦用隔爆兼本質(zhì)安全型開關(guān)箱、礦用本質(zhì)安全型操作箱、礦用隔爆型電鈴、礦用隔爆型壓扣控制按鈕、隔爆照明燈、掘進(jìn)機(jī)用隔爆型三相異步電動(dòng)機(jī)等組成的掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)在掘進(jìn)機(jī)電氣部分的使用已經(jīng)非常普遍,并且掘進(jìn)機(jī)電氣系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)配合操作完全可以完成整機(jī)的各種生產(chǎn)作業(yè)。
4.機(jī)電一體化技術(shù)在提升和運(yùn)輸系統(tǒng)的應(yīng)用。內(nèi)裝式提升機(jī)是機(jī)電一體化技術(shù)在煤礦提升和運(yùn)輸系統(tǒng)上應(yīng)用的成功典例,截止到現(xiàn)在,內(nèi)裝式提升機(jī)的技術(shù)比較先進(jìn),運(yùn)用的是電機(jī)和滾筒一體化的設(shè)備,具有簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),操作起來簡(jiǎn)便的特點(diǎn),整體系統(tǒng)比較準(zhǔn)確,能夠最終完成完全自動(dòng)化控制的目標(biāo)。現(xiàn)在中國(guó)大部分煤礦都已經(jīng)成功地實(shí)現(xiàn)了皮帶式運(yùn)輸、皮帶式生產(chǎn),可以說大規(guī)模的強(qiáng)力運(yùn)輸機(jī)在我國(guó)的煤礦企業(yè)中已經(jīng)非常的普遍,這主要還是離不開帶式傳輸機(jī)自身遠(yuǎn)距離連續(xù)輸送、大輸送量、運(yùn)行安全可靠、效率高和容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)。同時(shí)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的隨時(shí)監(jiān)控下,皮帶式傳輸機(jī)能夠進(jìn)行自我診斷和自我保護(hù),在很大程度上減輕了工作人員的工作量。
二、煤礦機(jī)電一體化系統(tǒng)的構(gòu)建策略
1.技術(shù)管理的注重和加強(qiáng)。在技術(shù)管理中技術(shù)人員是核心,因此,我們想要從根本上注重和加強(qiáng)技術(shù)管理還得從技術(shù)人員的培養(yǎng)入手。第一,企業(yè)要根據(jù)自身的實(shí)際情況,給全體員工營(yíng)造尊重知識(shí)、珍惜人才的良好工作氛圍,給技術(shù)人員進(jìn)行業(yè)務(wù)的鉆研、知識(shí)的學(xué)習(xí)帶來動(dòng)力。同時(shí)要建立逐級(jí)分解技術(shù)管理任務(wù),實(shí)行必要的技術(shù)人員責(zé)任制,如果有必要,可以將職責(zé)、職權(quán)和專業(yè)班組職責(zé)掛鉤,將技術(shù)人員的作用l揮到最大。第二,擴(kuò)大自查工作的范圍并加大自查力度。為了加強(qiáng)對(duì)提升運(yùn)輸系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的管理,我們需要根據(jù)實(shí)際情況制定一個(gè)切實(shí)有效的措施去完善我們的自查工作。第三,提高機(jī)電技術(shù)管理的工作質(zhì)量,嚴(yán)格技術(shù)的審批制度。要對(duì)設(shè)備的技術(shù)性進(jìn)行測(cè)定報(bào)告,并存檔備用。
2.注重設(shè)備的投資,確保信息網(wǎng)絡(luò)化。從某個(gè)層面講,先進(jìn)的科技裝備能夠較大程度的促進(jìn)煤礦的可靠性生產(chǎn)。在煤礦企業(yè)中我們提升管理水平和生產(chǎn)效率的目的既是盡可能地減少事故的發(fā)生又是為了更好地促進(jìn)企業(yè)的良好發(fā)展。一方面我們要根據(jù)自己企業(yè)的實(shí)際情況,加大機(jī)械設(shè)備的投資力度,加快其更新?lián)Q代的步伐,并積極地推廣使用新的技術(shù)和工藝,為設(shè)備安全水平的提高奠定良好的基礎(chǔ)。
同時(shí),要努力實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控信息將被網(wǎng)絡(luò)共享,系統(tǒng)應(yīng)用軟件按統(tǒng)一的格式向外提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在具體的工作中我們要將預(yù)防性和靈活檢修的理念貫穿始終,在檢修時(shí)要從準(zhǔn)備、安排、現(xiàn)場(chǎng)管理、安排實(shí)施都做到統(tǒng)一,這能夠最大限度地提高機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行效率。
加大高水平人才隊(duì)伍的培養(yǎng)。人才,是一個(gè)企業(yè)能得以長(zhǎng)足發(fā)展的前提和基礎(chǔ)條件之一,工作的具體管理者、技術(shù)人員和操作人員等各類職工最終的落實(shí)者都是人,人才的素質(zhì)是技術(shù)管理工作的決定性因素之一。在具體的工作中相關(guān)的管理者要對(duì)國(guó)家的法規(guī)和行業(yè)規(guī)定認(rèn)真執(zhí)行,從管理的角度,盡自己全部的力量去為生產(chǎn)服務(wù)。我們的技術(shù)人員在工作之余要不斷地學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)新的技術(shù)工藝,提升自我價(jià)值,努力成為技術(shù)改進(jìn)的踐行者。而對(duì)于操作人員來說,必須做到對(duì)《煤礦安全規(guī)程》的遵守,無論是在具體對(duì)機(jī)車運(yùn)輸、提升還是檢測(cè)的過程都要做到對(duì)各系統(tǒng)裝備使用規(guī)程的熟悉和規(guī)程操作的嚴(yán)格遵照,對(duì)各項(xiàng)保險(xiǎn)裝置的靈敏性、可靠性以及安全性要做到及時(shí)掌握,需要注意的是我們必須避免在使用設(shè)備的過程中不注重保護(hù)裝置的使用。
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關(guān)鍵詞:機(jī)電一體化;應(yīng)用領(lǐng)域
中圖分類號(hào):TD61 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009-9166(2010)017(C)-0189-01
引言:在機(jī)械工程領(lǐng)域,由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化,使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化,使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。
一、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此,為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展,必須從以下幾方面著手:
(一)機(jī)械本體技術(shù)。機(jī)械本體必須從改善性能、減輕質(zhì)量和提高精度等幾方面考慮?,F(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主,為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn),還應(yīng)考慮利用非金屬復(fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量,才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化,進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性,減少能量消耗,提高效率。
(二)傳感技術(shù)。傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面,提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。為了避免電干擾,目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢(shì)。對(duì)外部信息傳感器來說,目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
(三)信息處理技術(shù)。機(jī)電一體化與微電子學(xué)的顯著進(jìn)步、信息處理設(shè)備(特別是微型計(jì)算機(jī))的普及應(yīng)用緊密相連。為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化,必須提高信息處理設(shè)備的可靠性,包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性,進(jìn)而提高處理速度,并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問題。
(四)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用,但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問題。目前,正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專用組件―傳感器―電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
(五)接口技術(shù)。為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信,必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修,而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。目前,技術(shù)人員正致力于開發(fā)低成本、高速串行的接口,來解決信號(hào)電纜非接觸化、光導(dǎo)纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標(biāo)準(zhǔn)化等問題。
二、機(jī)電一體化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
(一)數(shù)控機(jī)床。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,在結(jié)構(gòu)、功能、操作和控制精度上都有迅速提高,具體表現(xiàn)在:1、總線式、模塊化、緊湊型的結(jié)構(gòu),即采用多CPU、多主總線的體系結(jié)構(gòu)。2、開放性設(shè)計(jì),即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益。3、WOP技術(shù)和智能化。系統(tǒng)能提供面向車間的編程技術(shù)和實(shí)現(xiàn)二、三維加工過程的動(dòng)態(tài)仿真,并引入在線診斷、模糊控制等智能機(jī)制。4、大容量存儲(chǔ)器的應(yīng)用和軟件的模塊化設(shè)計(jì),不僅豐富了數(shù)控功能,同時(shí)也加強(qiáng)了CNC系統(tǒng)的控制功能。5、能實(shí)現(xiàn)多過程、多通道控制,即具有一臺(tái)機(jī)床同時(shí)完成多個(gè)獨(dú)立加工任務(wù)或控制多臺(tái)和多種機(jī)床的能力,并將刀具破損檢測(cè)、物料搬運(yùn)、機(jī)械手等控制都集成到系統(tǒng)中去。6、系統(tǒng)的多級(jí)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。7、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。
(二)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)。CIMS的實(shí)現(xiàn)不是現(xiàn)有各分散系統(tǒng)的簡(jiǎn)單組合,而是全局動(dòng)態(tài)最優(yōu)綜合。它打破原有部門之間的界線,以制造為基干來控制“物流”和“信息流”,實(shí)現(xiàn)從經(jīng)營(yíng)決策、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)到生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理的有機(jī)結(jié)合。企業(yè)集成度的提高可以使各種生產(chǎn)要素之間的配置得到更好的優(yōu)化,各種生產(chǎn)要素的潛力可以得到更大的發(fā)揮。
(三)柔性制造系統(tǒng)(FMS)。柔性制造系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)化的制造系統(tǒng),主要由計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)床、機(jī)器人、料盤、自動(dòng)搬運(yùn)小車和自動(dòng)化倉庫等組成。它可以隨機(jī)地、實(shí)時(shí)地、按量地按照裝配部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設(shè)計(jì)更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。
三、機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景
縱觀國(guó)內(nèi)外機(jī)電一體化的發(fā)展現(xiàn)狀和高新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)向,機(jī)電一體化將朝著以下幾個(gè)方向發(fā)展:
(一)智能化。智能化是機(jī)電一體化與傳統(tǒng)機(jī)械自動(dòng)化的主要區(qū)別之一,也是21世紀(jì)機(jī)電一體化的發(fā)展方向。近幾年,處理器速度的提高和微機(jī)的高性能化、傳感器系統(tǒng)的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創(chuàng)造了條件,有力地推動(dòng)著機(jī)電一體化產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展。智能機(jī)電一體化產(chǎn)品可以模擬人類智能,具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力,從而取代制造工程中人的部分腦力勞動(dòng)。
(二)系統(tǒng)化。系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)可以靈活組態(tài),進(jìn)行任意的剪裁和組合,同時(shí)尋求實(shí)現(xiàn)多子系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制和綜合管理。表現(xiàn)特征之二是通信功能大大加強(qiáng),一般除RS232等常用通信方式外,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程及多系統(tǒng)通信聯(lián)網(wǎng)需要的局部網(wǎng)絡(luò)正逐漸被采用。未來的機(jī)電一體化更加注重產(chǎn)品與人的關(guān)系,如何賦予機(jī)電一體化產(chǎn)品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機(jī)電一體化產(chǎn)品還可根據(jù)一些生物體優(yōu)良的構(gòu)造研究某種新型機(jī)體,使其向著生物系統(tǒng)化方向發(fā)展。
隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展和在機(jī)電一體化技術(shù)中的應(yīng)用,高智能已經(jīng)成為了機(jī)電一體化發(fā)展的主要方向,相關(guān)的技術(shù)和研究人員也在不斷的研究,現(xiàn)如今高智能的機(jī)器人和數(shù)控設(shè)備已經(jīng)可以代替人類完成一些危險(xiǎn)性較高、精密度要求高、工序比較復(fù)雜的工作,節(jié)省了勞動(dòng)力,也更加方便的得到了所需要的產(chǎn)品和服務(wù),目前很多的研究人員逐步的將運(yùn)籌學(xué)、模糊數(shù)學(xué)、心理學(xué)等多種智能化的學(xué)科逐漸引進(jìn)到機(jī)電一體化技術(shù)中,這樣能夠有效的促進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)判斷推理能力和自主決策能力,這樣能夠方便人們對(duì)機(jī)電一體化設(shè)備進(jìn)行控制。
2區(qū)域模塊化
區(qū)域模塊化也是機(jī)電一體化發(fā)展的重要趨勢(shì)之一,針對(duì)使機(jī)電一體化產(chǎn)品的各個(gè)單元實(shí)現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項(xiàng)比較復(fù)雜、涉及面廣的工程,例如,在進(jìn)行智能減速、智能變速等相關(guān)功能研制的過程中,要充分的實(shí)現(xiàn)集圖形、圖像識(shí)別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化,這樣可以更加標(biāo)準(zhǔn)、準(zhǔn)確的衡量相應(yīng)的控制單元以及動(dòng)力單元,進(jìn)一步的提高各個(gè)單元的性能,也可以使機(jī)電一體化產(chǎn)品相應(yīng)的功能之間的聯(lián)系更加緊密,使一個(gè)區(qū)域模塊更加有效的運(yùn)行,只有這樣才能方便人們對(duì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用,提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等,經(jīng)過研究和推理,可以得出機(jī)電一體化模塊是未來機(jī)電一體化產(chǎn)品的主要方向,隨著未來技術(shù)發(fā)展的不斷深入,機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。
3環(huán)保綠色化
機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展給人們的生產(chǎn)和生活中帶來了巨大的變化,豐富了人們的的物質(zhì)生活,同時(shí)也給人們的生活環(huán)境帶來了負(fù)面影響,資源的過度開發(fā)利用,加重了生態(tài)環(huán)境的負(fù)擔(dān),近些年來,越來越多的國(guó)家和組織逐漸重視到環(huán)境保護(hù)的重要性,人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),要求機(jī)電一體化產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、制造、使用和銷毀的過程中要減少對(duì)環(huán)境的污染,因此機(jī)電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來發(fā)展的一大亮點(diǎn),人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提高,造成了一些對(duì)環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場(chǎng)價(jià)值,設(shè)計(jì)和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機(jī)電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景,也成為未來競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在。
4網(wǎng)絡(luò)化
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)近些年來的發(fā)展勢(shì)頭更加迅猛,這也促進(jìn)了機(jī)電一體化系統(tǒng)的進(jìn)一步的發(fā)展,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的興起及發(fā)展,給人們的生產(chǎn)、生活帶來了巨大的變革,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展也受到了計(jì)算機(jī)技術(shù)的影響,機(jī)電一體化設(shè)備通過對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用可以有效的實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和改革開放的不斷深入,使國(guó)際上先進(jìn)的機(jī)電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國(guó),這也為我國(guó)進(jìn)行深入的研究提供了便利條件,促進(jìn)了國(guó)內(nèi)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展,機(jī)電技術(shù)發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展相輔相成,因此計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步也有利于存進(jìn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,目前,利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以實(shí)促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)產(chǎn)品更加快捷的推向市場(chǎng),和生產(chǎn)商之間的技術(shù)交流,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)勢(shì)必會(huì)推動(dòng)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展,也會(huì)繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。
5微型精密化
機(jī)電一體化技術(shù)向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術(shù)的不斷深入發(fā)展,機(jī)電一體化的微型精密化產(chǎn)品體積小、攜帶方便、耗能低等,這些優(yōu)點(diǎn)使得機(jī)電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術(shù)不斷進(jìn)步,應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大,因此,機(jī)電一體化微型精密化技術(shù)具有比較廣闊的發(fā)展前景和強(qiáng)大動(dòng)力,但是想要實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進(jìn)的設(shè)備作為強(qiáng)大的后盾,因此需要相關(guān)的研究人員不斷努力,不斷提高我國(guó)先進(jìn)的技術(shù)發(fā)展。
6總結(jié)
在機(jī)電一體化教學(xué)中,教師和學(xué)生面臨著一系列的制約因素,影響著教師的教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量,要想提高機(jī)電一體化的教學(xué)水平首先要清楚的了解機(jī)電一體化教學(xué)的制約因素,只有清楚原因才能夠?qū)ΠY下藥,完美的解決問題。
1、教學(xué)方式的不成熟?,F(xiàn)階段機(jī)電一體化的教學(xué)方式的主體是教師,主要的模式是教師先對(duì)教學(xué)的教材進(jìn)行充分的了解和研究,按照規(guī)定的教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行備課,這樣就造成了教師為了教學(xué)而進(jìn)行教學(xué),而學(xué)生是微課學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí),教師與學(xué)生都不能夠真正的了解到機(jī)電一體化教學(xué)的內(nèi)涵,他們主要是為了上級(jí)的各種檢查做好工作,失去了教育的真諦,要讓學(xué)生為了興趣而學(xué)習(xí),而不是為了學(xué)習(xí)而學(xué)習(xí),這樣的學(xué)習(xí)才會(huì)更加有效果。所以教師要在教育學(xué)生進(jìn)行理論學(xué)習(xí)的同時(shí)也要做好實(shí)施研究工作,結(jié)合市場(chǎng)的需求對(duì)內(nèi)容進(jìn)行擴(kuò)充,增加實(shí)訓(xùn)的項(xiàng)目,逐步改善教學(xué)方式。
2、應(yīng)用教學(xué)的不普遍。在教學(xué)方法上說過教學(xué)內(nèi)容要根據(jù)市場(chǎng)的需求進(jìn)行擴(kuò)充,所以在教學(xué)的過程中要逐步建立健全與市場(chǎng)需求相適應(yīng)的教學(xué)體系,教師要按照市場(chǎng)的需求來培養(yǎng)社會(huì)所需要的工業(yè)技能型人才。教學(xué)中要根據(jù)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì),結(jié)合實(shí)際情況展開教學(xué)任務(wù)。在機(jī)電一體化的教學(xué)中要加強(qiáng)計(jì)算機(jī)技術(shù)的教育,在現(xiàn)在社會(huì)中計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)非常的普遍,人類社會(huì)也將復(fù)雜的工程都轉(zhuǎn)化成了人機(jī)對(duì)話的形式,只有熟練地掌握計(jì)算機(jī)技術(shù),才能在專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行應(yīng)用,以此讓學(xué)生自身的專業(yè)化水平得到提高。
3、教學(xué)質(zhì)量不高。機(jī)電一體化教育主要是為了培養(yǎng)專業(yè)的工業(yè)技能型人才,然而在現(xiàn)在的教學(xué)模式下,教師的教學(xué)質(zhì)量并有達(dá)到預(yù)期的效果,在這種環(huán)境下學(xué)生只是一味的對(duì)課本的固定知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí),無法與實(shí)際社會(huì)生活相聯(lián)系,理論知識(shí)只有真正的應(yīng)用到社會(huì)實(shí)踐中,才會(huì)充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。中國(guó)傳統(tǒng)的教學(xué)導(dǎo)致了教師教學(xué)質(zhì)量的下降,這時(shí)候教師可以向國(guó)外的一些教師學(xué)習(xí),學(xué)習(xí)他們先進(jìn)的教學(xué)方法,提升自身的教學(xué)質(zhì)量。機(jī)電一體化教學(xué)要注重理論與實(shí)際的相結(jié)合,將書面考試逐漸向理論實(shí)踐進(jìn)行轉(zhuǎn)變,讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中加強(qiáng)自身的參與感,和教師一起進(jìn)行知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合的學(xué)習(xí)。
二、機(jī)電一體化教學(xué)設(shè)施的改革
教學(xué)環(huán)境的好壞也影響著教師與學(xué)生的教學(xué)與學(xué)習(xí),為了加強(qiáng)教師的教育和學(xué)生的學(xué)習(xí),要對(duì)教學(xué)的設(shè)施進(jìn)行不同程度上的改革,幫助學(xué)生更好的進(jìn)行技能技術(shù)的學(xué)習(xí),使他們能夠更好的立足于將來的工作崗位。
1、對(duì)教學(xué)場(chǎng)所和學(xué)習(xí)基地的改革。教師的教學(xué)工具和學(xué)生的學(xué)習(xí)場(chǎng)所,都能夠?qū)虒W(xué)效果產(chǎn)生很大的影響,為了保證學(xué)生更好的進(jìn)行學(xué)習(xí),學(xué)校要建立一個(gè)機(jī)電一體化進(jìn)程的教學(xué)基地。機(jī)電一體化教學(xué)就要求學(xué)校本身應(yīng)該具有先進(jìn)的硬件條件,這樣才能夠讓學(xué)生更好的進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)校要加強(qiáng)多媒體教學(xué)設(shè)備的建設(shè),多建立一些校內(nèi)實(shí)習(xí)的基地,配備與專業(yè)課程相匹配的教學(xué)設(shè)備,可以根據(jù)用人單位的具體需求來進(jìn)行針對(duì)性的學(xué)習(xí),給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)類似于日后工作環(huán)境的教學(xué)環(huán)境,讓他們將來能夠更好的食用工作環(huán)境和工作崗位。
2、教學(xué)課程的改革。機(jī)電一體化的教學(xué)課程要與各階段的目標(biāo)任務(wù)相結(jié)合,可以通過在社會(huì)上進(jìn)行工作的學(xué)生的經(jīng)驗(yàn),通過整理和分析,在教學(xué)中可以根據(jù)工作內(nèi)容的不同,將工作中的任務(wù)作為教學(xué)中的任務(wù),對(duì)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的培養(yǎng),當(dāng)學(xué)生知道他們所學(xué)習(xí)的在將來的工作中可能會(huì)用到,這樣就更能激發(fā)他們學(xué)習(xí)的欲望。教師要清楚地意識(shí)到,機(jī)電一體化是面向未來、面向世界的,要將教學(xué)的思路拓寬,明確教學(xué)的內(nèi)容和方法,積極地對(duì)教學(xué)體系進(jìn)行改革,促使學(xué)校的培養(yǎng)計(jì)劃與社會(huì)發(fā)展的需求相適應(yīng)。
關(guān)鍵詞:水電廠;機(jī)電一體化;數(shù)字化;自動(dòng)化;智能化
Abstract: with the photoelectric mutual inductor, intelligent switch electromechanical integration equipment, the appearance of hydropower plant in the field of automation, automation technology gradually into digital stage. In this paper, according to the operation of equipment maintenance and hydropower plant ways of mechanical and electrical integration applications and software system of the hydropower plant, the hardware system and safety system is analyzed and discussed the digital hydropower plants of the electromechanical integration technology characteristics, function and structure, for automation technology in the application of the hydropower plant to put forward some Suggestions.
Keywords: hydropower plants; Mechanical and electrical integration; Digitization; Automation; intelligent
中圖分類號(hào):TV74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
我國(guó)的水力發(fā)電只要是指利用河流的落差所具備的勢(shì)能進(jìn)行做功,水流沖擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動(dòng)發(fā)電機(jī)進(jìn)行工作。水輪發(fā)電機(jī)組在水電廠的應(yīng)用是最重要的,其安全、持續(xù)、可靠運(yùn)行必然會(huì)發(fā)展為機(jī)電一體化模式。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展迎來了廣闊的空間。水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)集合了計(jì)算機(jī)、通訊、控制、電力、網(wǎng)絡(luò)等多種技術(shù)綜合應(yīng)用的平臺(tái),開放的軟件平臺(tái)、完善的硬件設(shè)施及強(qiáng)大的應(yīng)用功能,適應(yīng)了現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求。當(dāng)然,技術(shù)的發(fā)展是無止境的,隨著光電式互感器、智能化開關(guān)等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn),水電廠在檢測(cè)、運(yùn)行方面的技術(shù)逐漸成熟,因此,水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)需要隨著科技的不斷發(fā)展而進(jìn)行完善和健全。
1、 水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問題
隨著自動(dòng)化系統(tǒng)研究的不斷深入,現(xiàn)在對(duì)自動(dòng)化技術(shù)在水電廠的應(yīng)用研究主要四在過程層方面,例如光電互感器、智能化開關(guān)設(shè)備及檢測(cè)狀態(tài)等技術(shù)的開發(fā)與研究。這些技術(shù)目前在國(guó)外已經(jīng)達(dá)到一定的成熟水平,而在國(guó)內(nèi)尚處于研究的初級(jí)階段,國(guó)內(nèi)眾多大專院校、科研單位也已經(jīng)將此項(xiàng)目作為研究的重點(diǎn),并投入大量的科研人員進(jìn)行研究,在一定程度上也已經(jīng)取得了實(shí)質(zhì)性的研究成果。但還是存在一些問題:需要加強(qiáng)研究過程中的專業(yè)協(xié)作,在智能化電器的研究中需要至少有電、光、機(jī)三個(gè)專業(yè)共同來完成;元器件及材料的改進(jìn);設(shè)備及檢測(cè)方法需要一定的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范,尤其是在兼容與干擾試驗(yàn)方面,還是比較薄弱的。
2、 水電廠自動(dòng)化系統(tǒng)的特點(diǎn)
2.1一次設(shè)備智能化
水電場(chǎng)中的一次設(shè)備主要是指被控制的操作 驅(qū)動(dòng)及被檢測(cè)的信號(hào)回路都采用光電技術(shù)設(shè)計(jì)和微處理器,這就對(duì)以往所采用的控制回路及機(jī)電式繼電器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化,傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接方法也被數(shù)字公共信號(hào)網(wǎng)絡(luò)或數(shù)字程控器所取代。也就是說,水電廠的二次回路中用可編程序代替了常規(guī)的繼電器及其邏輯回路,用光纖及光電數(shù)字代替了控制電纜及強(qiáng)電模擬信號(hào)。
2.2二次設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化
水電廠內(nèi)的防誤閉鎖裝置、機(jī)電保護(hù)裝置、電壓無功控制、測(cè)量控制裝置及在線狀態(tài)檢測(cè)裝置等都屬于常規(guī)的二次設(shè)備,這部分二次設(shè)備都是在模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的微機(jī)處理設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的創(chuàng)造,這些設(shè)備之間的連接全部都采用高速的網(wǎng)絡(luò)通信,取代傳統(tǒng)的導(dǎo)線連接,二次設(shè)備也不再有重復(fù)的I/O接口,資源共享、數(shù)據(jù)共享全部通過網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn),常規(guī)功能在此全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣δ苣K。
2.3運(yùn)行管理系統(tǒng)自動(dòng)化
在水電廠中,其自動(dòng)化運(yùn)行管理系統(tǒng)主要涵蓋了電力生產(chǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)集狀態(tài)記錄統(tǒng)計(jì)的無紙化;自動(dòng)化的數(shù)據(jù)信息分流、分層;水電廠運(yùn)行出現(xiàn)故障,能及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行分析,給出故障報(bào)告并提出解決的方案;水電廠設(shè)備進(jìn)入檢修期,系統(tǒng)能自動(dòng)發(fā)出檢修報(bào)告,將定期檢修變?yōu)闋顟B(tài)檢修。
3 、水電廠設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)結(jié)構(gòu)分析
3.1 過程層
(1)對(duì)電氣量的檢測(cè)和傳統(tǒng)的功能是相同的,電力運(yùn)行主要檢測(cè)的是電壓、電流、諧波及相位,其他的如電能量、有功無功等在間隔層通過設(shè)備的運(yùn)算就可以得出。隨著信息技術(shù)的發(fā)展,光電電壓互感器、光電電流互感器逐漸取代了傳統(tǒng)的電壓互感器和電磁式互感器;直接采集數(shù)字量取代了傳統(tǒng)的采集模擬量的方式,新技術(shù)的采用最大的優(yōu)勢(shì)在于提高了抗干擾的性能及抗飽和性能,開關(guān)裝置也有傳統(tǒng)的大型化、分散化實(shí)現(xiàn)了緊湊化和小型化。
(2)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)主要包含的設(shè)備有變壓器、發(fā)電機(jī)、電抗器、電容器、刀閘、母線、斷路器及直流電源系統(tǒng),對(duì)水電廠設(shè)備狀態(tài)檢修與統(tǒng)計(jì)的參數(shù)主要包括壓力、溫度、絕緣、機(jī)械性能、密度及工作狀態(tài)等。
(3)操作控制的執(zhí)行與驅(qū)動(dòng),主要有對(duì)變壓器分接頭調(diào)節(jié)控制;刀閘、斷路器分合控制;電抗、電容器投切控制;直流電源放電控制。一般情況下,操作控制與執(zhí)行驅(qū)動(dòng)在過程層是被動(dòng)的,也就是根據(jù)上層發(fā)出的指令而進(jìn)行動(dòng)作,如接到電壓無功控制的投切命令、接到間隔層保護(hù)裝置的斷開指令、對(duì)斷路器的開合命令等。在對(duì)指令進(jìn)行執(zhí)行控制時(shí),具有智能性,可以對(duì)命令的真實(shí)性進(jìn)行判斷,可以對(duì)命令的合理性進(jìn)行判斷,還能對(duì)動(dòng)作的精度進(jìn)行控制,可以使斷路器選相分閘、定相合閘等,實(shí)現(xiàn)其智能化的控制操作。
3.2 間隔層
該層設(shè)備主要具有以下功能:對(duì)一次設(shè)備施工保護(hù)與控制的功能;匯總本間隔過程層的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與信息;實(shí)施與操作其他控制功能;實(shí)施本間隔閉鎖功能;對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析、統(tǒng)計(jì)、運(yùn)算并對(duì)結(jié)果進(jìn)行控制,對(duì)命令的發(fā)出具有優(yōu)先級(jí)的控制;通信功能,同時(shí)完成站控層及過程層的網(wǎng)絡(luò)通信。在必要的時(shí)候,上下網(wǎng)絡(luò)接口雙口雙工,提高網(wǎng)絡(luò)的通信的效率及穩(wěn)定性。
3.3 站控層
該層的主要任務(wù)是對(duì)全站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息通過兩級(jí)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行匯總,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫信息不斷進(jìn)行刷新,定時(shí)對(duì)歷史數(shù)據(jù)庫進(jìn)行登錄;對(duì)在線可編程具有全站操作閉鎖功能;按照既定規(guī)則對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行幕蛘{(diào)度,由調(diào)度或控制中心發(fā)出相關(guān)控制指令,轉(zhuǎn)由過程層或間隔層進(jìn)行執(zhí)行;具有人機(jī)聯(lián)系、站內(nèi)監(jiān)控功能,例如操作、顯示、打印機(jī)報(bào)警,甚至聲音、圖像等多媒體在過程層、間隔層存儲(chǔ)于設(shè)備內(nèi),可進(jìn)行在線修改、維護(hù)等功能;對(duì)水電廠故障可以自動(dòng)分析及操作。
4 、水電廠自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)
現(xiàn)階段,水電廠機(jī)電一體化隨著科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而不斷更新技術(shù),其發(fā)展的趨勢(shì)主要有智能化、人性化及用戶二次開發(fā)等。智能化只要是指系統(tǒng)可以根據(jù)人為的存儲(chǔ)一些命令對(duì)事件進(jìn)行推理、判斷及歸納的能力。水電廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)智能化是指在一定的條件下代替了人工操縱,在歸納與判斷的基礎(chǔ)上,自動(dòng)進(jìn)行一些操作、自動(dòng)提示信息,機(jī)組在此基礎(chǔ)上安全的運(yùn)行。越是智能化的系統(tǒng),對(duì)人員的要求越低,根據(jù)實(shí)際使用情況,智能化越高的系統(tǒng),對(duì)自身及控制設(shè)備的狀態(tài)能給出準(zhǔn)確的判斷、統(tǒng)計(jì)及報(bào)警提示,用戶可以實(shí)時(shí)對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了解。所謂人性化,主要是指系統(tǒng)的操作簡(jiǎn)單便捷,其顏色、布置、操作模式可以滿足絕大部分人群的需求,并可以隨時(shí)進(jìn)行修改或調(diào)整。所謂的用戶二次開發(fā),主要是對(duì)用戶提供一系列的友好、方便的軟件工具,對(duì)用戶的二次開發(fā)進(jìn)行支持,這樣,用戶就可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需求和設(shè)備的變化情況隨時(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單方便的對(duì)數(shù)控庫、報(bào)表、畫面及通信內(nèi)容的修改,這樣,監(jiān)控系統(tǒng)才能真正的成為用戶自己的系統(tǒng),真正的服務(wù)于用戶。
5 、結(jié)語
隨著我國(guó)水電開發(fā)事業(yè)的不斷發(fā)展,對(duì)水電開發(fā)的遠(yuǎn)期目標(biāo)提出更高的要求,水電廠設(shè)備機(jī)電一體化技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)的工程,要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的功能,還需要對(duì)現(xiàn)有的問題進(jìn)行逐一的解決,總結(jié)已有經(jīng)驗(yàn),不斷的開拓創(chuàng)新,這樣,水電廠實(shí)現(xiàn)自動(dòng)一體化才能成為必然。
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“思想是行動(dòng)的前提基礎(chǔ)?!比粝氤浞謱?shí)現(xiàn)我國(guó)機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)模式的改革,便需優(yōu)先轉(zhuǎn)變教學(xué)思想,強(qiáng)化一體化教學(xué)的思想意識(shí),從教師到學(xué)生都能夠積極主動(dòng)的迎合一體化教學(xué)的指導(dǎo)思想。教師和學(xué)生均要認(rèn)識(shí)到機(jī)電技術(shù)是一門集理論與實(shí)踐為一體的課程,無論是理論知識(shí)還是社會(huì)實(shí)踐均需要與社會(huì)需求進(jìn)行準(zhǔn)確對(duì)接,建立學(xué)以致用的而教學(xué)思想。此外,教師須認(rèn)識(shí)到唯有讓學(xué)生通過社會(huì)實(shí)踐將理論知識(shí)轉(zhuǎn)化成為實(shí)際效益才能發(fā)揮教學(xué)的價(jià)值所在,為了能夠?qū)崿F(xiàn)這一教學(xué)目標(biāo)便需將原有的教學(xué)模式進(jìn)行細(xì)化改革,并大膽的付出實(shí)施[1]。
2構(gòu)建精準(zhǔn)嚴(yán)密的機(jī)電專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系
在機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)改革中,必須將實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行細(xì)化分類并付諸實(shí)踐行動(dòng)。筆者主要講其分為基礎(chǔ)性實(shí)踐教學(xué)和創(chuàng)新性實(shí)踐教學(xué),在實(shí)踐推進(jìn)過程中要完善專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)踐標(biāo)準(zhǔn),讓教學(xué)工作與各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行合理配置,從而將機(jī)電技術(shù)一體化改革得以全面推進(jìn),讓學(xué)生在實(shí)踐的過程中掌握必備的、完整的和系統(tǒng)的技術(shù)。2.1完善機(jī)電技術(shù)工學(xué)結(jié)合課程標(biāo)準(zhǔn)。工學(xué)結(jié)合的課程主要包含著案例分析、辯論賽和情境演示等多種形式的課程,其有效貫徹與落實(shí)能夠極大的影響一體化教學(xué)改革的前進(jìn)步伐,讓學(xué)生在理論與實(shí)踐的學(xué)習(xí)中全面提升自身人文素養(yǎng)和專業(yè)技術(shù)水平,進(jìn)而使得學(xué)生成為一個(gè)以技術(shù)水平為基礎(chǔ)的復(fù)合型人才。值得強(qiáng)調(diào)的是,機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)在任何教育階段都要將實(shí)踐作為教學(xué)的關(guān)鍵進(jìn)行把控,嚴(yán)格規(guī)范學(xué)生的實(shí)操課訓(xùn)練,讓工學(xué)結(jié)合的課程標(biāo)準(zhǔn)得到保重,使得學(xué)生在新增的綜合性實(shí)訓(xùn)中得到鍛煉,并在畢業(yè)后的企業(yè)實(shí)踐工作中做到“游刃有余”[2]。2.2校、內(nèi)外的實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合。2.2.1校內(nèi)實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。校內(nèi)的實(shí)訓(xùn)鍛煉主要指學(xué)生在校內(nèi)接受的理論與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)操課訓(xùn)練,這是機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)改革必不可少的環(huán)節(jié),學(xué)校必須要為學(xué)生構(gòu)建科學(xué)、完善的實(shí)訓(xùn)教室,并規(guī)范實(shí)操課的相關(guān)規(guī)定,讓學(xué)生能夠在最基本的工程技術(shù)和操作技能方面得到良好的鍛煉。校內(nèi)實(shí)訓(xùn)課的標(biāo)準(zhǔn)制定要符合機(jī)電技術(shù)現(xiàn)代化社會(huì)發(fā)展的需要,主要包括設(shè)備的使用及保養(yǎng)、生產(chǎn)工藝和技術(shù)管理等方面的內(nèi)容,教師作為教學(xué)的組織者和指導(dǎo)者,亦需要在課堂教學(xué)中給學(xué)生營(yíng)造出良好的學(xué)習(xí)氛圍,并根據(jù)不同學(xué)生的實(shí)際需求制定與之相對(duì)性的教學(xué)方案,讓每個(gè)學(xué)生均能都在個(gè)人需求上對(duì)某一技術(shù)活操作進(jìn)行集中訓(xùn)練,從而扎實(shí)的掌握相關(guān)技能,并為校外實(shí)習(xí)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。2.2.2校外實(shí)訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)必須要讓學(xué)生接觸校外實(shí)訓(xùn),唯有讓學(xué)生接觸企業(yè)需求的工作任務(wù)才能在最短的時(shí)間內(nèi)提高學(xué)生的技能水平,以及學(xué)生的對(duì)實(shí)際技術(shù)運(yùn)用的了解。此外,在校外實(shí)訓(xùn)中,盡可能的讓學(xué)生參加頂崗實(shí)習(xí),頂崗實(shí)習(xí)能夠讓學(xué)生更加系統(tǒng)的了解企業(yè)對(duì)機(jī)電技術(shù)運(yùn)用的實(shí)際標(biāo)準(zhǔn),以及讓學(xué)生更加明確現(xiàn)代企業(yè)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)與科學(xué)管理方面的現(xiàn)狀,并能夠?qū)⒗碚撝R(shí)與之進(jìn)行融合,從而最高效率提升自己,并為學(xué)院的專業(yè)建設(shè)和教學(xué)改革積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)。2.3強(qiáng)化對(duì)學(xué)生社會(huì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)。社會(huì)實(shí)踐能力的培養(yǎng)主要從兩個(gè)方面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)的制定,一方面是深入社會(huì)實(shí)踐中去,另一方面是進(jìn)行社會(huì)調(diào)查。社會(huì)實(shí)踐:學(xué)生在深入社會(huì)實(shí)踐中時(shí)要充分利用本身的理論知識(shí),將理論知識(shí)與社會(huì)實(shí)踐訓(xùn)練進(jìn)行良好的融合,在各個(gè)工廠和企業(yè)是單位等包含機(jī)電技術(shù)類工作的崗位進(jìn)行實(shí)際操作,借此來提升個(gè)人的才干,以及培養(yǎng)個(gè)人的吃苦耐勞的精神。社會(huì)調(diào)查:學(xué)生需要對(duì)本地區(qū)或家鄉(xiāng)的機(jī)電產(chǎn)品發(fā)展情況進(jìn)行調(diào)查,在調(diào)查中對(duì)機(jī)電技術(shù)專業(yè)人才需求請(qǐng)款、人民生活水平等多方面進(jìn)行分析,并做好詳細(xì)的記錄,從而在實(shí)踐學(xué)習(xí)中打開眼界,了解機(jī)電技術(shù)的應(yīng)用情況和發(fā)展前景,從而促進(jìn)學(xué)生更加積極的投身與機(jī)電技術(shù)的學(xué)習(xí)中去[3]。
3強(qiáng)化機(jī)電技術(shù)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)管理模式
3.1完善開放性實(shí)踐教學(xué)環(huán)境與內(nèi)容。機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)改革必須要建立開放性的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境,將開放式的運(yùn)用貫穿于實(shí)踐規(guī)劃教學(xué)任務(wù)中去,讓學(xué)生能夠嚴(yán)格遵循學(xué)校的教學(xué)工作安排,并全面吸收開放式的規(guī)劃和設(shè)計(jì)任務(wù),通過多元化的方式和手段讓學(xué)校與校外企業(yè)進(jìn)行系統(tǒng)交流,并模擬企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)模式構(gòu)建相應(yīng)的教學(xué)環(huán)境,讓學(xué)生在校內(nèi)亦能夠輕松實(shí)現(xiàn)社會(huì)企業(yè)對(duì)其崗位的實(shí)際要求,以及實(shí)現(xiàn)虛擬的“校企聯(lián)合”,使得學(xué)生在開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中不斷提高自己,成為企事業(yè)單位所需求的應(yīng)用型人才。此外,在開放性實(shí)踐環(huán)境的確立基礎(chǔ)上,還應(yīng)對(duì)機(jī)電技術(shù)專業(yè)的實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化填充,使實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與企業(yè)的實(shí)際工作進(jìn)行吻合。首先,教師可對(duì)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模塊劃分、重組和重構(gòu),實(shí)質(zhì)形成六個(gè)階段的技能模塊,并在不同模塊中構(gòu)建出不同專業(yè)的方向選修內(nèi)容,給學(xué)生更多的選擇機(jī)會(huì)和選擇內(nèi)容,實(shí)現(xiàn)全方位的教學(xué)內(nèi)容開放。3.2革新實(shí)踐管理主體,提高管理質(zhì)量。機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)改革必須優(yōu)先革新實(shí)踐管理主體,從根本上提高管理質(zhì)量。為了能夠最大限度的提高管理效率,學(xué)校可以構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái),將教學(xué)資源和實(shí)踐教學(xué)資料在網(wǎng)上進(jìn)行資源共享,通過這種開放性的實(shí)踐項(xiàng)目能夠讓學(xué)生在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)約課和選課等選擇,并為學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)構(gòu)建出周密的電子檔案[4]。學(xué)校亦需要按照實(shí)踐教學(xué)的管理要求開設(shè)實(shí)踐項(xiàng)目,并在網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)中進(jìn)行,給予學(xué)生學(xué)習(xí)的多樣化選擇性,在此教學(xué)背景下學(xué)生的主體性地位得到了突顯,對(duì)學(xué)生日后的實(shí)踐性學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。
4健全機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)的保障體系
4.1優(yōu)化機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)環(huán)境。強(qiáng)化教學(xué)環(huán)境的重要性在我國(guó)素質(zhì)教育中早已提出過相關(guān)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn),良好的教學(xué)環(huán)境不僅能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望,更能讓師生充分發(fā)揮個(gè)人主觀能動(dòng)性進(jìn)行學(xué)習(xí)鉆研,無論是對(duì)教師的教學(xué)工作還是學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量均起著至關(guān)重要的作用。教學(xué)環(huán)境的主要影響因素主要是教師本身的教學(xué)模式,正因如此,在具體的教學(xué)環(huán)境優(yōu)化過程中便難以有效的推進(jìn),很多教師的教學(xué)模式與教學(xué)手段已經(jīng)在多年的教研工作中形成了固定的模式,很難在短時(shí)間內(nèi)形成革新與轉(zhuǎn)變。為此,這不僅需要教師要克服重重困難去完善自己,更要學(xué)生們認(rèn)識(shí)到優(yōu)化一體化教學(xué)環(huán)境對(duì)他們的益處所在,從而讓師生之間攜手共同努力,為一體化教學(xué)環(huán)境的優(yōu)化作出努力。4.2加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),提高教學(xué)質(zhì)量。師資隊(duì)伍建設(shè)的問題是影響機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)得以充分實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵因素,師資隊(duì)伍的整體素養(yǎng)無法得到保證便會(huì)直接影響教學(xué)質(zhì)量的提升,高校自身必須要對(duì)教師隊(duì)伍進(jìn)行整合,優(yōu)化教師資源,積極創(chuàng)設(shè)“雙師型”的教師隊(duì)伍。即教師的理論知識(shí)水平與實(shí)踐操作技術(shù)水平協(xié)調(diào)同步,并能完全滿足現(xiàn)代化機(jī)電技術(shù)專業(yè)教學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)。學(xué)校可通過教師資源的“周期交換”實(shí)現(xiàn)不同院校教師理論知識(shí)水平均衡發(fā)展,另一方便,亦可以通過“校企結(jié)合”的方式讓教師深入企業(yè)實(shí)踐中去,保證教師的實(shí)踐技術(shù)水平能夠及時(shí)得到更新。唯有如此,才能讓機(jī)電技術(shù)專業(yè)教師的教學(xué)質(zhì)量不斷提高,推進(jìn)一體化教學(xué)建設(shè)的穩(wěn)步實(shí)施。4.3規(guī)劃教學(xué)器材與教材,推進(jìn)教學(xué)的順利實(shí)施。機(jī)電技術(shù)專業(yè)一體化教學(xué)改革是一個(gè)比較新的事物,當(dāng)前我國(guó)各個(gè)高校在該專業(yè)的教材設(shè)備和器材運(yùn)用上還未完全跟緊教育的發(fā)展步伐,使得眾多學(xué)校的機(jī)電技術(shù)專業(yè)教學(xué)工作沒有得到順利的實(shí)施[5]。為了能夠滿足一體化教學(xué)改革的需要,高校必須周期性的對(duì)教材進(jìn)行及時(shí)更新,切實(shí)完善教材中的理論知識(shí)內(nèi)容,在教材的選擇上要盡可能使其他院校進(jìn)行統(tǒng)一,保證機(jī)電技術(shù)人才實(shí)現(xiàn)均衡發(fā)展[6]。此外,筆者認(rèn)為在教材的編排上應(yīng)該考慮到學(xué)生的個(gè)性化特征,在每一章節(jié)的理論知識(shí)中穿插上一定的實(shí)操課訓(xùn)練圖形,讓學(xué)生能夠根據(jù)自身的學(xué)習(xí)水平進(jìn)行針對(duì)性的選擇,從而保證整體的教學(xué)質(zhì)量。
5結(jié)束語
綜上所述,社會(huì)的高速發(fā)展推動(dòng)著我國(guó)機(jī)電技術(shù)工程的良好發(fā)展,在機(jī)電技術(shù)工程日益成熟的背景下,社會(huì)機(jī)電技術(shù)工程對(duì)機(jī)電技術(shù)專業(yè)人才的培養(yǎng)不斷提出新的標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為,高校要切實(shí)推進(jìn)機(jī)電技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革,不斷探索新的教學(xué)發(fā)展模式,努力將理論知識(shí)與實(shí)踐技能作出系統(tǒng)的結(jié)合,并積極更新教學(xué)內(nèi)容與社會(huì)的實(shí)際發(fā)展需求進(jìn)行精準(zhǔn)對(duì)接,培養(yǎng)出社會(huì)發(fā)展需要的人才。
作者:張帆 單位:無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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