時(shí)間：2023-09-18 17:04:00
序論：在您撰寫機(jī)電一體自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。
關(guān)鍵詞：礦井；機(jī)電一體化；信息集成；交互共享
隨著電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等快速發(fā)展，其在煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品中的合理應(yīng)用和技術(shù)升級(jí)，為煤礦數(shù)字化、智能自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)集成化的機(jī)電一體化產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用提供了重要技術(shù)支撐，為信息智能化礦井動(dòng)態(tài)安全管理奠定了良好的基礎(chǔ)。機(jī)電一體化水平較高的國(guó)家，其采煤系統(tǒng)從井下采煤工作面、掘進(jìn)工作面、通風(fēng)、供水、提升，到井上的視頻監(jiān)控、可視化管理、集控中心等，均建立基于DSP數(shù)據(jù)處理為核心的采煤作業(yè)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)、保護(hù)系統(tǒng)，確保煤礦機(jī)電一體化設(shè)備功能的高效、穩(wěn)定、可靠發(fā)揮，工作效率得到大大提高，能耗大大降低[1]。我國(guó)在最近10多年的研發(fā)和應(yīng)用過程中，煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能、使用范圍均有了很大提高，基本覆蓋了整個(gè)采煤系統(tǒng)的全過程各環(huán)節(jié)，大大提高了采煤工作效率和安全可靠水平，但同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，其機(jī)電一體化信息化自動(dòng)化水平依然存在一定差距。因此，大力發(fā)展我國(guó)煤礦機(jī)電一體化、智能自動(dòng)化、信息可視化水平，就顯得尤為重要。
1 發(fā)展煤礦機(jī)電一體化自動(dòng)化水平的方向探討
煤礦機(jī)電一體化集成監(jiān)控系統(tǒng)，是以運(yùn)行環(huán)境數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)、圖像視頻等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)智能自動(dòng)化處理為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)行工況、周圍環(huán)境、安全隱患、人員操作、設(shè)備性能等進(jìn)行在線實(shí)時(shí)檢測(cè)分析，避免機(jī)電一體化系統(tǒng)中由于某些自動(dòng)化傳感器的局限性引起安全隱患或故障的漏報(bào)或誤報(bào)，有效彌補(bǔ)煤礦機(jī)電一體化監(jiān)控系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)作業(yè)全過程中的監(jiān)控盲區(qū)，降低事故發(fā)生率，確保工作人員及機(jī)電設(shè)備長(zhǎng)期處于高效、安全的運(yùn)行工況，有效提高機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合自動(dòng)化、信息化水平。
1.1 建立本質(zhì)安全的機(jī)電一體化無(wú)線通信系統(tǒng)
結(jié)合RFID無(wú)線射頻技術(shù)、WiFi無(wú)線終端通信技術(shù)、PDA手持式電話等為核心的機(jī)電一體化無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，結(jié)合遠(yuǎn)距離通信以太網(wǎng)、工業(yè)電視等光纖通信技術(shù)，對(duì)煤礦作業(yè)面上的機(jī)電一體化設(shè)備的運(yùn)行工況、人員工作位置、作業(yè)環(huán)節(jié)等的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，經(jīng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)降孛娴募刂行模瑢?shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)面上機(jī)電一體化設(shè)備和人員的信息的動(dòng)態(tài)采集、傳輸、運(yùn)算分析和管理。但由于煤礦作業(yè)環(huán)境較復(fù)雜，需要監(jiān)控點(diǎn)、面較多，這對(duì)無(wú)線通信和光纖通信網(wǎng)絡(luò)自身的綜合防爆性能提出了更高的要求。因此，研究監(jiān)控內(nèi)容豐富、系統(tǒng)集成化程度較高、極限功率本質(zhì)安全的通信技術(shù)，是煤礦機(jī)電一體化監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。
1.2 建立無(wú)人工作面遠(yuǎn)程集中遙控系統(tǒng)
目前，煤礦井下采煤工作面已結(jié)合PLC、變頻器等機(jī)電一體化控制設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了采煤工作面中有人巡視和操控條件下的順槽遙控和記憶割煤，但由于作業(yè)面工序較復(fù)雜、工藝內(nèi)容較多，以及井下作業(yè)環(huán)節(jié)較復(fù)雜，還需要結(jié)合井下機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備、通風(fēng)系統(tǒng)、供水系統(tǒng)等，進(jìn)一步提高操控系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性，實(shí)現(xiàn)無(wú)人工作面的地面遠(yuǎn)程遙控，確保井下具有較高的瓦斯、供水、通風(fēng)防護(hù)等系統(tǒng)的集成監(jiān)控，提高作業(yè)環(huán)境的安全防護(hù)水平。
1.3 建立基于信息集成互享的煤礦機(jī)電一體化安全生產(chǎn)集成管理系統(tǒng)
目前，我國(guó)多數(shù)煤礦機(jī)電一體化設(shè)備和各種檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、保護(hù)子系統(tǒng)大多是獨(dú)立運(yùn)行模式，不能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的相互集成共享和互操作，造成大量的機(jī)電一體化信息資源孤島產(chǎn)生，造成大量的數(shù)據(jù)信息資源的丟失和浪費(fèi)。因此，建立具有統(tǒng)一通信網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)處理平臺(tái)的煤礦機(jī)電一體化安全生產(chǎn)集成自動(dòng)化管理系統(tǒng)，已成為煤礦機(jī)電一體化發(fā)展的重要方向。
2 基于信息交互的機(jī)電一體化集成自動(dòng)化管理平臺(tái)的建立
在煤礦機(jī)電一體化信息集成自動(dòng)化管理平臺(tái)系統(tǒng)建設(shè)中，統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和統(tǒng)一軟件及數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)平臺(tái)，需要從系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、軟件配置等方面確保信息化礦山中的機(jī)電一體化各檢測(cè)、監(jiān)測(cè)、監(jiān)控子系統(tǒng)模塊的集成統(tǒng)一。通過統(tǒng)一數(shù)據(jù)傳輸模式、統(tǒng)一數(shù)據(jù)表達(dá)形式、統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理格式和統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理方式等，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的相互集成共享，避免數(shù)據(jù)孤島出現(xiàn)，提高數(shù)據(jù)的綜合利用效率水平。
煤礦井下中的機(jī)電設(shè)備硐室、空壓風(fēng)機(jī)房、中央供水系統(tǒng)、水泵房、膠帶、運(yùn)輸帶、工作面等作業(yè)面上的無(wú)人值守，遠(yuǎn)程監(jiān)控，自動(dòng)操作，是煤礦機(jī)電設(shè)備安全穩(wěn)定生產(chǎn)急需解決的問題。當(dāng)?shù)V井工作面有人巡視的條件下，通過順槽遙控技術(shù)已是較為成熟的技術(shù)，但是發(fā)展無(wú)限遠(yuǎn)程遙控依然還需要進(jìn)一步加深研究。通過信息集成互相平臺(tái)的建設(shè)，可以對(duì)井下作業(yè)面上的機(jī)械設(shè)備、供電設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備、供水設(shè)備、通風(fēng)設(shè)備、采掘設(shè)備、檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)等系統(tǒng)信息的統(tǒng)一采集、集成統(tǒng)一，并可以結(jié)合視頻技術(shù)、3D GIS技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)三維可視化直觀表達(dá)和智能運(yùn)算分析[2]，形成礦井全過程的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、控制、管理的集成一體化管理，有效提高礦井機(jī)電一體化系統(tǒng)的綜合運(yùn)行安全可靠水平和生產(chǎn)管理的效率效益水平。基于信息交互的機(jī)電一體化集成自動(dòng)化管理系統(tǒng)，其邏輯組成結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1是某煤礦機(jī)電一體化集成自動(dòng)化管理系統(tǒng)的邏輯組成結(jié)構(gòu)，其包含了環(huán)境監(jiān)測(cè)分站（瓦斯、粉塵等）、中央變電所、采區(qū)變電所、中央泵房（供水系統(tǒng)）、采煤機(jī)、給煤機(jī)、通風(fēng)系統(tǒng)、傳輸膠帶等子系統(tǒng)。通過工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線，將底層（機(jī)電設(shè)備）的一體自動(dòng)化操控保護(hù)系統(tǒng)與地面上的集控中心有機(jī)互聯(lián)，便于地面作業(yè)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程運(yùn)作管理和操控。通過大屏幕，工作人員可以可視化了解井下機(jī)電設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行工況狀態(tài)，便于其根據(jù)實(shí)際情況制定高效合理的調(diào)控策略，有效提高采煤作業(yè)的工作效率和作業(yè)安全。機(jī)電信息一體集成化，是煤礦機(jī)電設(shè)備研究發(fā)展的重要方向，同時(shí)也是一個(gè)不斷提高和深化的過程，需要在工作實(shí)踐中不斷優(yōu)化改進(jìn)。
3 結(jié)束語(yǔ)
煤礦機(jī)電一體化設(shè)備種類和性能的不斷完善，尤其是具有防爆性能的礦用傳感器技術(shù)的進(jìn)一步提高，能夠檢測(cè)到礦井作業(yè)面上更多機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行工況狀態(tài)和周圍環(huán)境信息，增加了煤礦機(jī)電一體化產(chǎn)品的信息化、智能自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)集成化功能水平。結(jié)合PLC、變頻器、RFID、3D GIS、視頻監(jiān)控等技術(shù)，建立信息交互的機(jī)電一體化集成自動(dòng)化管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)礦井作業(yè)面的全面、完整地信息采集、遠(yuǎn)程傳輸、運(yùn)算分析和智能決策生產(chǎn)，確保煤礦機(jī)電一體化設(shè)備系統(tǒng)功能的高效穩(wěn)定發(fā)揮，提高工作面作業(yè)效率和安全水平。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】機(jī)電控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制技術(shù)；一體化設(shè)計(jì)
機(jī)電控制系統(tǒng)被制造業(yè)普遍運(yùn)用，由于制造業(yè)不斷的發(fā)展，如今對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)的要求也就越發(fā)的高，為了跟得上這種高要求的發(fā)展，設(shè)計(jì)者需要將更廣泛的高科技元素融入其中，從而產(chǎn)生了自動(dòng)化與一體化技術(shù)。
1 機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的含義
1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)內(nèi)涵
機(jī)電控制系統(tǒng)的含義是指在無(wú)人參與情況下，運(yùn)用控制設(shè)備將設(shè)備機(jī)器按照生產(chǎn)流程進(jìn)行自動(dòng)化預(yù)定設(shè)計(jì)運(yùn)行操作。通過全方位的系統(tǒng)控制將控制對(duì)象和控制器相連接完成規(guī)定的目標(biāo)。在機(jī)電控制系統(tǒng)中核心環(huán)節(jié)就是控制。在技術(shù)層面上來講，機(jī)電控制運(yùn)用了傳感檢測(cè)、伺服傳動(dòng)、通信以及自動(dòng)控制等多項(xiàng)綜合性技術(shù)手段，在信息處理和計(jì)算機(jī)微電子等技術(shù)領(lǐng)域上也有相關(guān)的應(yīng)用和涉及。通過涵蓋各方面的技術(shù)領(lǐng)域和技術(shù)理論最終形成四位一體的綜合性系統(tǒng)技術(shù)。機(jī)電控制系統(tǒng)通過遠(yuǎn)程操控，管理人員運(yùn)用計(jì)算機(jī)等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行異地網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的實(shí)時(shí)操控。
1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)
自動(dòng)控制系統(tǒng)是指讓被控制對(duì)象按照預(yù)定的運(yùn)行原理通過控制器的控制來進(jìn)行自動(dòng)的規(guī)律性運(yùn)行。自動(dòng)控制技術(shù)的核心是它所具有的實(shí)用性以及協(xié)調(diào)有效性等特征。自動(dòng)控制系統(tǒng)依照控制內(nèi)容分為不同的方面，高精度定位控制、速度控制、自適應(yīng)控制、自診斷和校正控制等方面。
2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)構(gòu)想
作為機(jī)械制造業(yè)的大國(guó)，我國(guó)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的需求越來越高，在信息化發(fā)展的進(jìn)程中，機(jī)械制造業(yè)逐漸的融入了一體化的思想，使得機(jī)電設(shè)備更好的為制造企業(yè)服務(wù)。我國(guó)是機(jī)械制造業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求是特別高的，在信息化發(fā)展的過程中，機(jī)械制造業(yè)正向一體化思想逐步邁進(jìn)，這就讓機(jī)電設(shè)備能夠在制造企業(yè)做出更多成就。機(jī)電一體化的理論起源日本，在這樣一理論指導(dǎo)下，日本設(shè)計(jì)出來功能一體化的設(shè)備，其中最為典型的就是軟件、電子以及裝卸三者有機(jī)結(jié)合，使得普通的機(jī)電設(shè)備供更為強(qiáng)大。機(jī)電一體化的理念逐漸的被世界各國(guó)所接受，并且在原有理論的基礎(chǔ)上融入了更多的動(dòng)力元素，進(jìn)而形成了目前的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。研究人員對(duì)該系統(tǒng)的進(jìn)行了基本的邏輯構(gòu)想，他們認(rèn)為現(xiàn)代的機(jī)電一體化系統(tǒng)應(yīng)該具備智能化、模塊化等功能，在這些功能的基礎(chǔ)上，加進(jìn)機(jī)械技術(shù)以及自動(dòng)化控制技術(shù)，進(jìn)而使得機(jī)電一體化系統(tǒng)具備優(yōu)化配置項(xiàng)目的功能，使得系統(tǒng)的性能更加的優(yōu)越。在設(shè)計(jì)機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行深入的研究分析，之后依據(jù)分析結(jié)果總結(jié)出設(shè)計(jì)方案的優(yōu)缺點(diǎn)，最終設(shè)計(jì)出最佳的方案，方案完成之后還需要經(jīng)過多次的考察，不斷的修改與完成，最后才算是真正的定稿。設(shè)計(jì)系統(tǒng)是否滿足要求，判定的標(biāo)準(zhǔn)就是該系統(tǒng)是否達(dá)到既定的目標(biāo)，如果沒有達(dá)到還需要進(jìn)行充分的設(shè)計(jì)優(yōu)化。從某種程度上來說，機(jī)電一體化系統(tǒng)就是設(shè)計(jì)人員意識(shí)形態(tài)最好的體現(xiàn)，在該系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)人員將自身的理念融入其中，最終形成實(shí)體。
3 機(jī)電一體化產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案
機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)就是一項(xiàng)高難度的工作，所以機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)的難度可想而知，其既是一項(xiàng)高精度的工作，同時(shí)也是一項(xiàng)綜合性要求高的工作，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員及要掌握機(jī)電產(chǎn)品的相關(guān)理念，同時(shí)還需要掌握機(jī)電技術(shù)，兩者相互配合，進(jìn)而完成最終的設(shè)計(jì)結(jié)果。此外，機(jī)電一體化設(shè)計(jì)工作還要求設(shè)計(jì)人員了解機(jī)械產(chǎn)品的各項(xiàng)參數(shù)要求，比如產(chǎn)品造價(jià)、精度要求等，另外，還有一點(diǎn)設(shè)計(jì)人員必須考慮，即市場(chǎng)的反應(yīng)，設(shè)計(jì)的機(jī)電一體化產(chǎn)品必須以市場(chǎng)需求為準(zhǔn)，否則難以在市場(chǎng)上立足，設(shè)計(jì)也會(huì)以失敗告終。一般情況下，機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)可以劃分為兩步：第一步是開發(fā)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)的目標(biāo)就是讓產(chǎn)品能夠達(dá)到性能要求；第二步是適應(yīng)性設(shè)計(jì)，這一步主要是依據(jù)現(xiàn)有要求標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)產(chǎn)品的細(xì)節(jié)以及功能進(jìn)行完善，以使其性能得到最佳的優(yōu)化。
4 機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法
機(jī)電一體化產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法多樣，具體選擇哪種設(shè)計(jì)方法，主要是根據(jù)產(chǎn)品類型而定，通常情況下，設(shè)計(jì)人員主要是用三種設(shè)計(jì)方法，筆者總結(jié)如下：
4.1 取代法
該種設(shè)計(jì)方法一般情況下應(yīng)用在電子線路中，其主要的功能就是代替機(jī)械式控制，以使機(jī)電產(chǎn)品更容易控制。傳統(tǒng)的產(chǎn)品控制系統(tǒng)通常時(shí)候機(jī)械控制機(jī)構(gòu)，但是在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)方案中，將其用電子線路來替換，控制效果如何主要與電力線路設(shè)計(jì)是否完成有一定關(guān)系。如果機(jī)電產(chǎn)品只有單純的依靠機(jī)械來運(yùn)行，一般而言，只有單一機(jī)械能夠完成控制工作，而是用電子線路來控制之后，主要是應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備來完成控制任務(wù)，在控制中，傳統(tǒng)的接觸式控制企業(yè)逐漸的被取代，變?yōu)樽兯傺b備。這種設(shè)計(jì)既能夠是機(jī)電一體化產(chǎn)品質(zhì)量得到有效的提升，同時(shí)其實(shí)用性也明顯的增強(qiáng)，與此同時(shí)，原有的機(jī)械機(jī)構(gòu)也得到了相應(yīng)的簡(jiǎn)化，使其結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單易懂。這種設(shè)計(jì)方法與機(jī)電產(chǎn)品原有的結(jié)構(gòu)基本上相同，因此改善起來更加容易，但是因?yàn)樵械臋C(jī)械產(chǎn)品限制明顯，在設(shè)計(jì)時(shí)無(wú)法真正的做到全新的改革。
4.2 整體設(shè)計(jì)法
該設(shè)計(jì)方法主要針對(duì)的是機(jī)械產(chǎn)品的電力部分以及機(jī)械部分，通過合理的設(shè)計(jì)將兩者有效結(jié)合，使其成為一個(gè)有機(jī)整體。為了能夠使機(jī)電產(chǎn)品性能高，價(jià)格相對(duì)低廉，則需要將上述兩個(gè)部分進(jìn)行連接設(shè)計(jì)。整體設(shè)計(jì)方法是一種全新的設(shè)計(jì)理念，但是其并不摒棄所有的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，而是調(diào)出傳統(tǒng)思維，以一種全新的方式，設(shè)計(jì)出性能更加優(yōu)良，質(zhì)量更有保證的產(chǎn)品，這是該種設(shè)計(jì)方法所要達(dá)到的基本目標(biāo)。
4.3 組合法
該種設(shè)計(jì)方法主要是將機(jī)械產(chǎn)品中所涉及到的各種功能模塊進(jìn)行有效的組合，進(jìn)而使其成為一體化系統(tǒng)。但是在組合設(shè)計(jì)時(shí)，需要注意的是，不能采取單一組合的方式，這種方式無(wú)法完成預(yù)期的任務(wù)，必須整體組合，才能使各個(gè)功能模塊的性能更優(yōu)良，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。這種設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)時(shí)間段，而且質(zhì)量也能夠有所保證，并且制造成本相對(duì)來說也比較低，后期使用期間，生產(chǎn)與維修更為方便。
5 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，可知對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)進(jìn)行探討非常必要，尤其是在技術(shù)高速發(fā)展的今天，一體化技術(shù)會(huì)成為機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的主流，成為未來機(jī)械設(shè)計(jì)的主導(dǎo)，因此需要對(duì)其進(jìn)行深入探討。
參考文獻(xiàn)：
[1]黎洪洲.機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)控制技術(shù)與一體化設(shè)計(jì)[J].信息系統(tǒng)工程，2013（8）.
指導(dǎo)老師：戴勝坤
設(shè)計(jì)要求：1、安裝資料及要求。包括：平面圖；用電負(fù)荷情況；供電電源情況；氣象及水文資料等。
2、選子：位置、型號(hào)的選擇
3、土建施工
4、設(shè)備安裝
課題二、小電流接地系統(tǒng)的故障選線的研究
指導(dǎo)老師：戴勝坤 地故障時(shí)，故障特點(diǎn)不是非常明顯，故障選線就顯得很有必要，所以，要求學(xué)生
比較詳細(xì)的了解國(guó)內(nèi)外小電流接地系統(tǒng)故障選線的研究現(xiàn)狀和研究方法，對(duì)現(xiàn)有
的選線方法進(jìn)行總結(jié)并加以改進(jìn)，找到適合的故障選線的方法；3、 利用ATP的仿真軟件對(duì)小電流接地系統(tǒng)進(jìn)行仿真；4、撰寫畢業(yè)論文。
課題三、64點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：游佳
設(shè)計(jì)內(nèi)容：64點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)針對(duì)室溫環(huán)境下的溫度監(jiān)控，如大型機(jī)組的軸溫，大型變壓器油溫，化學(xué)反應(yīng)過程，環(huán)境測(cè)試等。控制核心采用微處理器或單片機(jī)，監(jiān)測(cè)64點(diǎn)溫度，溫度范圍0～100℃，采用半導(dǎo)體溫度傳感器AD590，按矩陣方式切換輸入信號(hào)。輸出8路開關(guān)控制信號(hào)和2路PWM模擬信號(hào)（具備PID控制能力）。同時(shí)要求利用微處理器或單片機(jī)的已有通訊接口或其它工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)上傳和控制。
設(shè)計(jì)要求：1.總體方案設(shè)計(jì)，需要提出至少兩種切實(shí)可行的方案，并加以比較，選擇一種最優(yōu)方案；
2.根據(jù)總體方案設(shè)計(jì)硬件電路，需要有理論依據(jù)，有分析計(jì)算過程，選擇的主要元件要有原理和說明，所有元件必須有型號(hào)和參數(shù)；
3.軟件設(shè)計(jì)，使用匯編語(yǔ)言或C語(yǔ)言編成。主要軟件必須能在設(shè)計(jì)制作的硬件電路上正確運(yùn)行 ，且能夠顯示被測(cè)試對(duì)象的溫度；
4.制作硬件電路，調(diào)試硬件和軟件，完成溫度檢測(cè)與測(cè)試點(diǎn)切換，實(shí)現(xiàn)溫度上傳并在屏幕上顯示或存盤；
5.撰寫畢業(yè)論文，嚴(yán)格按照畢業(yè)論文標(biāo)準(zhǔn)，論文引用其它文章和相關(guān)技術(shù)資料不得多于40%。
課題四、 用8051單片機(jī)設(shè)計(jì)一交通信號(hào)燈模擬控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：潘紋
一、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：
用單片機(jī)8051設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口的紅、綠、黃交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)，要求如下：
1）用紅、綠、黃三色發(fā)光二極管作信號(hào)燈?？紤]到學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)的難度，只考慮一條道路相對(duì)的兩個(gè)方向，每個(gè)方向有紅、綠、黃三個(gè)燈。紅燈亮禁止通行，綠燈亮允許通行，每隔30秒紅綠燈交替變化。在每次由綠燈亮變成紅燈亮或者由紅燈亮變成綠燈亮的交替變化轉(zhuǎn)換時(shí)要求黃燈閃爍5秒，給行駛中的車輛有時(shí)間?？康浇芯€之外。
2）能實(shí)現(xiàn)正常的計(jì)時(shí)顯示功能。用倒計(jì)時(shí)方法顯示紅燈、綠燈、黃燈還需亮的時(shí)間。
3）能實(shí)現(xiàn)控制器總清零功能。 按下某個(gè)鍵后，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)總清零，計(jì)數(shù)器由初始狀態(tài)開始計(jì)數(shù)，對(duì)應(yīng)狀態(tài)的指示燈亮。 二、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)與要求：畫出設(shè)計(jì)總電路圖，寫出設(shè)計(jì)程序。
課題五、單片機(jī)步進(jìn)電機(jī)控制器的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：游佳
設(shè)計(jì)要求:1.用MCS-51單片機(jī),通過軟件編程,設(shè)計(jì)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器。要求能對(duì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)正、反轉(zhuǎn)及速度控制，同時(shí)能對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行位置控制，即能控制步進(jìn)電機(jī)從一個(gè)位置精確地運(yùn)行到另一個(gè)位置。
課題六、傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的應(yīng)用及發(fā)展的研究
指導(dǎo)老師：周小薇
論文要求：1.了解傳感器在機(jī)電一體化系統(tǒng)中的作用及地位
2.機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的類型、特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)及用途等
3.如何為機(jī)電一體化系統(tǒng)選擇傳感器（舉例說明）
4.機(jī)電一體化系統(tǒng)中常用傳感器的發(fā)展
相關(guān)知識(shí)：本課題要求學(xué)生綜合《傳感器技術(shù)》《機(jī)電一體化技術(shù)》《控制電機(jī)》等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行編寫。
課題七、水輪機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：周小薇
設(shè)計(jì)要求：
掌握一定的電氣控制技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)，可以利用PLC進(jìn)行編程，并且對(duì)氣壓傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)有一定的了解。還要求能夠運(yùn)用基本的繪圖軟件進(jìn)行繪圖。
設(shè)計(jì)內(nèi)容：
本設(shè)計(jì)共有三個(gè)部分：電氣控制部分、流體控制部分、PLC編程部分。
（一）電氣控制部分設(shè)計(jì)任務(wù)： 2.24點(diǎn)制動(dòng)閘動(dòng)作后向PLC發(fā)出制動(dòng)成功或復(fù)位信號(hào)
3.壓力站氣路壓力數(shù)顯示向PLC發(fā)出4～20mA的模擬信號(hào)
4.根據(jù)PLC傳送來的4～20mA的模擬信號(hào)，顯示相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
（二）流體控制部分設(shè)計(jì)任務(wù)：
采用節(jié)流閥控制流量，水份分離器凈化空氣，兩個(gè)三通換向閥分別控制汽缸的上、下腔；氣液混用三通球閥進(jìn)行氣、油的轉(zhuǎn)換控制，多塊壓力表可直接讀數(shù)等。
（三）PLC編程部分設(shè)計(jì)任務(wù)：
根據(jù)給出的梯形圖進(jìn)行編程。
課題八、畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：恒壓供水系統(tǒng)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：黃衛(wèi)庭
構(gòu)成：PLC系統(tǒng)、變頻器、檢測(cè)保護(hù)電路、轉(zhuǎn)速測(cè)量等環(huán)節(jié)
要求：1、采用PWM變頻調(diào)速
2、有具體結(jié)構(gòu)圖及外形圖
3、選用元器件合適
4、有控制電路圖、主電路原理圖、PLC程序框圖和清單
[注意：選題要結(jié)合實(shí)際供水工作。要求寫明本設(shè)計(jì)所涉及的分析方法或技術(shù)手段（如定性、定量分析的方法）；要求有學(xué)生獨(dú)立的見解，設(shè)計(jì)內(nèi)容要詳細(xì)寫明具體步驟]。
課題九、兩種液體混合的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：葉俊 一、控制要求
1．初始狀
此時(shí)各閥門關(guān)閉，容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF
M＝OFF
二、起動(dòng)操作
按下起動(dòng)按鈕，開始下列操作： (2)液體B流入，液面達(dá)到SL1時(shí)，YV2=OFF，M＝ON，開始攪拌；
(3)混合液體攪拌均勻后（設(shè)時(shí)間為l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液體；
(4)當(dāng)液體下降到名 SL2時(shí)，SL2從ON變?yōu)镺FF，再過20s后容器放空，關(guān)閉YV3，YV3=OFF，完成一個(gè)操作周期；
(5)只要沒按停止按鈕，則自動(dòng)進(jìn)入下一操作周期?！?/p>
三、停止操作
按一下停止按鈕，則在當(dāng)前混合操作周期結(jié)束后，才停止操作，使系統(tǒng)停止于初始狀態(tài)。
四、要求：用歐姆龍型PLC技術(shù)設(shè)計(jì)
課題十、機(jī)械手控制的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：葉俊
一、機(jī)械手工作過程，且每次循環(huán)動(dòng)作均從原位開始。
二、控制要求
1．在傳輸帶A端部，安裝了光電開關(guān)PS，用以檢測(cè)物品的到來。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到物品時(shí)為ON狀態(tài)。
2.機(jī)械手在原位時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，系統(tǒng)起動(dòng)，傳送帶A運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)光電開關(guān)檢測(cè)到物品后，傳送帶A停。
3．傳輸帶A停止后，機(jī)械手進(jìn)行一次循環(huán)動(dòng)作，把物品從傳送帶A上搬到傳送帶B(連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)）上。
4.機(jī)械手返回原位后，自動(dòng)再起動(dòng)傳送帶A運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
5．按下停止按鈕后，應(yīng)等到整個(gè)循環(huán)完成后，才能使機(jī)械手返回原位，停止工作。
6.機(jī)械手的上升／下降和左移／右移的執(zhí)行結(jié)構(gòu)均采用雙線圈的二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置實(shí)現(xiàn)，每個(gè)線圈完成一個(gè)動(dòng)作。
7.抓緊／放松由單線圈二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置完成，線圈通電時(shí)執(zhí)行抓緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。
8.機(jī)械手的上升、下降、左移、右移動(dòng)作均由極限開關(guān)控制。
9.抓緊動(dòng)作由壓力繼電器控制，當(dāng)抓緊時(shí)，壓力繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)閉合。放松動(dòng)作為時(shí)間控制（設(shè)為2s）。
要求：用歐姆龍型PLC技術(shù)設(shè)計(jì)
課題十一、建立機(jī)械全自動(dòng)洗衣機(jī)的工作電路模型
指導(dǎo)老師：方瑋
結(jié)構(gòu)：由電動(dòng)程控器、水位開關(guān)、安全開關(guān)（蓋開關(guān)）、排水選擇開關(guān)、 不排水停機(jī)開關(guān)、貯水開關(guān)、漂洗選擇開關(guān)、洗滌選擇開關(guān)等組成。工作原理：通過各種開關(guān)組成控制電路，來控制電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水閥、排水電磁鐵及蜂鳴器的電壓輸出，使洗衣機(jī)實(shí)現(xiàn)程序運(yùn)轉(zhuǎn)。
主要內(nèi)容：進(jìn)水控制電路，電動(dòng)機(jī)控制電路，排水系統(tǒng)電路等。
要求：結(jié)合洗衣機(jī)的工作過程，給出以上電路模型號(hào)并說明原理，論文不少于5000字
課題十二、工廠變配電所的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：居劍文
一、設(shè)計(jì)的要求
根據(jù)設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，能夠獨(dú)立而正確地進(jìn)行方案認(rèn)證和設(shè)計(jì)計(jì)算，要求概念清楚，方案合理，方法正確，步驟完整。
要求會(huì)查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)等
要求學(xué)會(huì)選擇有關(guān)元件和參數(shù)
要求學(xué)會(huì)編制有關(guān)電氣系統(tǒng)圖和編制元件明細(xì)表
要求學(xué)會(huì)編寫設(shè)計(jì)說明書
二、設(shè)計(jì)說明書的內(nèi)容
負(fù)荷計(jì)算及無(wú)功功率補(bǔ)償計(jì)算。
變配電所所址和型式的選擇。
變電所主變壓器臺(tái)數(shù)、容量及類型的選擇（配電所設(shè)計(jì)不含此內(nèi)容）。
變電所主結(jié)線方案的設(shè)計(jì)
短路電流的計(jì)算
變配電所一次設(shè)備的選擇
變配電所二次回路方案的選擇及繼電保護(hù)裝置的選擇與整定
變電所防雷保護(hù)與接地裝置的設(shè)計(jì)
編寫設(shè)計(jì)說明書及主要設(shè)備材料清單
10、繪制變電所主結(jié)線圖、平面圖和必要的剖線圖、二次回路圖及其它的施工圖樣。
課題十三、電纜－架空混合線路的繼電保護(hù)問題的研究
指導(dǎo)老師：方瑋 研究現(xiàn)狀，了解目前電纜－架空混合線路的保護(hù)的配置的方法，優(yōu)缺點(diǎn)，并根據(jù)
電纜的特點(diǎn)，架空線路的特點(diǎn)，提出適合于混合線路的保護(hù)的方案；
3、 提出適合于電纜－架空混合線路的繼電保護(hù)的方案； 4、撰寫畢業(yè)論文。
課題十四、鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特性分析
指導(dǎo)老師：潘紋
設(shè)計(jì)任務(wù)與要求
1）對(duì)鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)、雙曲柄機(jī)構(gòu)、雙搖桿機(jī)構(gòu)三種基
本類型的運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行分析。
2）每種類型各舉一個(gè)日常生活中常見的實(shí)例，畫出其基本圖表。對(duì)每種
類型要求用falsh或者authorware等做一個(gè)能動(dòng)的形象逼真的例子。如吊起重物的起重機(jī)、運(yùn)動(dòng)的火車的機(jī)輪、橢圓儀、翻箱機(jī)、機(jī)械手爪等。
課題十五、數(shù)控銑床及加工中心產(chǎn)品加工工藝設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：倪祥明 課題十六、機(jī)械手直線運(yùn)動(dòng)液壓系統(tǒng)的制作
指導(dǎo)教師：黃國(guó)祥
目的：實(shí)現(xiàn)機(jī)械手水平、垂直兩個(gè)方向的機(jī)械運(yùn)動(dòng)
任務(wù)：1、系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)與計(jì)算；液壓泵、液壓閥等技術(shù)參數(shù)的選擇；液壓輔助部件的選擇與購(gòu)買。
2、液壓缸的加工制作。
3、液壓系統(tǒng)的安裝與調(diào)試。
4、電路系統(tǒng)的安裝。
5、技術(shù)資料整理與電子文檔的制作。
要求： 1、分組布置任務(wù)，每組可以是1人以上。
2、電子文檔要求打印，字?jǐn)?shù)不少于5000字。
3、現(xiàn)場(chǎng)展覽制作產(chǎn)品，參加答辯。
課題十七、“中國(guó)結(jié)”造型設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：張蓉
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)
著重提高在CAD/CAM軟件應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過創(chuàng)建中國(guó)結(jié)造型設(shè)計(jì)、市場(chǎng)推廣、資料整理等環(huán)節(jié)，初步掌握應(yīng)用CAD/CAM進(jìn)行工業(yè)造型設(shè)計(jì)的方法和基本技能。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到如下要求：
靈活運(yùn)用所學(xué)Pro/e軟件創(chuàng)建“中國(guó)結(jié)”,打印出造型設(shè)計(jì)步驟和造型圖；
對(duì)造型出來的“中國(guó)結(jié)”進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)。如用Photoshop或3dmax等軟件進(jìn)行包裝，打印出用于市場(chǎng)推廣的效果圖；
寫出500字左右的論文小結(jié)
培養(yǎng)一定自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題能力；
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的工作作風(fēng)，并培養(yǎng)自己具有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、全面觀點(diǎn)及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。
3.“中國(guó)結(jié)”造型參考圖：
（造形和尺寸自定義）
課題十八、“福娃”造型設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：羅進(jìn)生
1.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本任務(wù)
著重提高在CAD/CAM軟件應(yīng)用方面的實(shí)踐技能，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。通過創(chuàng)建“福娃”造型設(shè)計(jì)、市場(chǎng)推廣、資料整理等環(huán)節(jié)，初步掌握應(yīng)用CAD/CAM進(jìn)行工業(yè)造型設(shè)計(jì)的方法和基本技能。
2.畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本要求
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)各環(huán)節(jié)的實(shí)踐，應(yīng)達(dá)到如下要求：
靈活運(yùn)用所學(xué)Pro/e軟件創(chuàng)建“福娃”,打印出造型設(shè)計(jì)步驟和造型圖；
對(duì)造型出來的“福娃”進(jìn)行包裝設(shè)計(jì)。如用Photoshop或3dmax等軟件進(jìn)行包裝，打印出用于市場(chǎng)推廣的效果圖；
寫出500字左右的論文小結(jié)；
培養(yǎng)一定自學(xué)能力和獨(dú)立分析問題、解決問題能力；
通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實(shí)事求是的工作作風(fēng)，并培養(yǎng)自己具有一定的生產(chǎn)觀點(diǎn)、經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)、全面觀點(diǎn)及團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。
3.“福娃”造型參考圖：
課題十九、大功率高頻直流開關(guān)電源的設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師： 倪濤
通過該題目的設(shè)計(jì),加強(qiáng)電力電子的學(xué)習(xí)和理解，系統(tǒng)學(xué)習(xí)開關(guān)電源的設(shè)計(jì)方法，綜合運(yùn)所學(xué)過的知識(shí),培養(yǎng)獨(dú)立工作，解決實(shí)際問題的能力，為走向工作崗位打一定的基礎(chǔ)
內(nèi)容：
按技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)一臺(tái)直流開關(guān)電源
主要技術(shù)參數(shù)：
輸入電壓：三相交流380V 輸入頻率：50HZ
輸 出：恒流50安 輸出電流變動(dòng)范圍：0---50安連續(xù)可調(diào)
輸出電壓：0—60伏
要求：
1.按要求分階段寫文字材料；
2. 3.論文要按要求格式打??；
4.獨(dú)立完成
設(shè)計(jì)步驟：
1.閱讀國(guó)內(nèi)外有關(guān) 2.選定開關(guān)電源集成控制器，學(xué)習(xí)其工作原理、應(yīng)用方法；
3.主電路方案選擇，要有技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較；
4.主電路設(shè)計(jì)；
5.元器件的設(shè)計(jì)、計(jì)算、選擇；
6.控制電路、保護(hù)電路的設(shè)計(jì)；
7.打印論文
課題二十、三層樓電梯PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試
指導(dǎo)老師：倪濤
設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1、不允許同時(shí)有兩層樓要求停電梯；
2、當(dāng)二層不需要停時(shí)，能越過二層直接到達(dá)所需樓層。
要求：
分階段寫文字材料；
2、 3、論文要按要求格式打??；
4、獨(dú)立完成
步驟：
1、設(shè)計(jì)I/O配線表。
2、設(shè)計(jì)出電梯控制的梯形圖。
3、寫出指令表。
4、用編程器輸入指令。
調(diào)試運(yùn)行。
課題二十一、車輛出入庫(kù)管理PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：楊芳
內(nèi)容：編制一個(gè)用PLC控制的車輛出入庫(kù)管理梯形圖控制程序,控制要求如下:
1、入庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí),計(jì)數(shù)器加1,后退則減1.
2、出庫(kù)車輛前進(jìn)時(shí)計(jì)數(shù)器減1,后退則加1.
3、要求有顯示屏指示車庫(kù)內(nèi)車輛的實(shí)際數(shù)目.
要求：
1.根據(jù)題意設(shè)計(jì)顯示電路，并按圖連接。
2.畫PLCI/O接口連線圖，并按圖連接。
3.編制梯形圖及指令語(yǔ)句表。
4.完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。
課題二十二、水塔水位控制PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)
指導(dǎo)老師：楊芳
內(nèi)容：1、保持水池的水位在S3——S4之間，當(dāng)水位低于S3，則打開閥門進(jìn)水，水位到達(dá)S4時(shí)，則關(guān)閉閥門。 水塔水位控制面板
要求：1.根據(jù)題意設(shè)計(jì)顯示電路，并按圖連接。
2.畫PLCI/O接口連線圖，并按圖連接。
3.編制梯形圖及指令語(yǔ)句表。
4.完成系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)控制要求。
課題二十三、用PRO/E軟件進(jìn)行玩具造型設(shè)計(jì)
指導(dǎo)教師：羅進(jìn)生
要求：利用軟件進(jìn)行實(shí)體造型，寫出具體造型步驟。步驟清晰合理，造型思路明確。可以自己設(shè)計(jì)玩具形狀，分析所設(shè)計(jì)玩具市場(chǎng)前景。
參考圖樣：
課題二十四、基于PROE軟件的機(jī)械制圖三維模型庫(kù)開發(fā)及應(yīng)用
指導(dǎo)老師：李廣坤
在當(dāng)前的機(jī)電控制領(lǐng)域，機(jī)電一體化和自動(dòng)化控制應(yīng)用愈加廣泛，能夠有效發(fā)揮對(duì)機(jī)電產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)化，切實(shí)提升生產(chǎn)效率，推動(dòng)機(jī)電企業(yè)發(fā)展模式的改革，在根本提升行業(yè)智能化水平，促進(jìn)整個(gè)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的進(jìn)步。為此，機(jī)電企業(yè)需要重視自動(dòng)化和一體化新的發(fā)展形勢(shì)。本文闡述了機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)的涵義，分析了自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中的價(jià)值，與當(dāng)前機(jī)電領(lǐng)域發(fā)展實(shí)際相結(jié)合，探討了機(jī)電一體化在機(jī)電控制系統(tǒng)中的應(yīng)用方式，以期實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的持續(xù)、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。
關(guān)鍵詞：
機(jī)電控制系統(tǒng);自動(dòng)化控制技術(shù);一體化設(shè)計(jì)
0前言
隨著科技的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用更加廣泛，在整個(gè)社會(huì)發(fā)展中必不可少。借助自動(dòng)化生產(chǎn)控制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)規(guī)模的合理擴(kuò)大，技術(shù)先進(jìn)性突出。生產(chǎn)力的提升對(duì)機(jī)電制造業(yè)提出了了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求，需要滿足多層次機(jī)電標(biāo)準(zhǔn)，借助自動(dòng)化控制系統(tǒng)，切實(shí)提升生產(chǎn)效率。因此，機(jī)電一體化發(fā)展迅速，在整個(gè)行業(yè)發(fā)展中意義重大。
1對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)涵義的闡述
1.1對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)涵義的分析
對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)，主要是借助計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)程序的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)裝備的遠(yuǎn)程控制，達(dá)到對(duì)生產(chǎn)過程的掌握，其主要特征是自動(dòng)化、智能化和高效化。立足機(jī)電控制系統(tǒng)自身的性質(zhì)，自動(dòng)化是其突出的特點(diǎn)，與通信領(lǐng)域的能力進(jìn)行結(jié)合，達(dá)到對(duì)整個(gè)過程的全面監(jiān)控，同時(shí)，強(qiáng)化對(duì)細(xì)節(jié)的檢測(cè)，及時(shí)解決生產(chǎn)中的問題。立足機(jī)電工作人員，其智能化的特點(diǎn)能夠有效降低工作壓力，減少人工失誤，一旦遇到機(jī)械生產(chǎn)環(huán)境威脅，能夠借助智能機(jī)電控制系統(tǒng)對(duì)人的操作的替代，有力維護(hù)工作人員的安全。立足機(jī)電行業(yè)自身，在機(jī)電控制系統(tǒng)的應(yīng)用下，整個(gè)行業(yè)更具整體性，能夠高效地提升生產(chǎn)效率，綜合控制能力得以增強(qiáng)。
1.2對(duì)自動(dòng)化控制技術(shù)的闡述
自動(dòng)化控制技術(shù)依賴的是控制裝置和控制器，先行進(jìn)行生產(chǎn)程序的設(shè)定，在無(wú)需人力協(xié)助的情況下，遵守生產(chǎn)規(guī)程，與人力控制相比，其優(yōu)勢(shì)十分明顯，如借助硬盤驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)崿F(xiàn)伺服系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位，即使運(yùn)行環(huán)境比較復(fù)雜，也能實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
2自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用途徑的分析
2.1對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)電控制裝備中應(yīng)用的介紹
對(duì)于自動(dòng)控制而言，其核心和關(guān)鍵性的內(nèi)容就是裝備和控制器，簡(jiǎn)言之，就是如果需要進(jìn)行裝備運(yùn)轉(zhuǎn)速度的記錄，借助控制器測(cè)試就能夠?qū)崿F(xiàn)。很多機(jī)電企業(yè)都關(guān)注新型自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用，例如，PLC技術(shù)。將控制器置于機(jī)電控制裝備中，能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的有效合成，在生產(chǎn)監(jiān)控中，能夠有效、快速地發(fā)現(xiàn)問題所在，防止出現(xiàn)較大程度的損失，實(shí)現(xiàn)了對(duì)產(chǎn)品的全面優(yōu)化。在整個(gè)自動(dòng)化進(jìn)程中，控制器的作用是實(shí)現(xiàn)了對(duì)人工的替代，借助精密儀器，避免誤操作的產(chǎn)生。
2.2對(duì)自動(dòng)控制技術(shù)在機(jī)電微型計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用的介紹
這一應(yīng)用主要是借助控制裝備實(shí)現(xiàn)模型的構(gòu)建，通過微信計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)程序的有效控制，其優(yōu)勢(shì)十分突出，首先，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)控制和機(jī)電規(guī)模管理的調(diào)整和協(xié)調(diào)，使得單元性的技術(shù)得到有效結(jié)合，生產(chǎn)價(jià)值巨大，產(chǎn)品科技含量提升，生產(chǎn)時(shí)間被顯著縮短，對(duì)產(chǎn)品使用壽命也產(chǎn)生了正面影響，給企業(yè)減少了相對(duì)一部分投入。立足這些優(yōu)勢(shì)，需要研發(fā)人員不斷進(jìn)行新機(jī)電模型的研發(fā)，切實(shí)滿足生產(chǎn)需要。其次，立足安全，將自動(dòng)化融入微型計(jì)算機(jī)，對(duì)危險(xiǎn)的感知和反應(yīng)能力增強(qiáng)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)漏洞，有效控制機(jī)器的運(yùn)行狀態(tài)，降低損失。再次，立足機(jī)電一體化，自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)電一體化奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，主要體現(xiàn)在傳感檢測(cè)領(lǐng)域。
3對(duì)機(jī)電控制系統(tǒng)一體化設(shè)計(jì)的全面闡述
機(jī)電一體化設(shè)計(jì)具有較為廣泛的覆蓋領(lǐng)域，主要體現(xiàn)在機(jī)械、電子等領(lǐng)域，只有不斷強(qiáng)化機(jī)電一體化加工技術(shù)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)的完善，加快機(jī)電智能化發(fā)展進(jìn)程。機(jī)電一體化的集點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)化、模塊化、智能化和微型化，尤其是模塊特征更加明顯。鑒于制造業(yè)的龐大規(guī)模，類型復(fù)雜，在進(jìn)行機(jī)電一體化產(chǎn)生研發(fā)的時(shí)候，要注重模塊化，形成產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，注重新型機(jī)電產(chǎn)品的研發(fā)。微型化的特征主要立足信息技術(shù)的發(fā)展，不受時(shí)刻限制，較大程度地提升了機(jī)電一體化的影響力。
3.1對(duì)機(jī)電線路中一體化設(shè)計(jì)的分析
這一領(lǐng)域的設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在電子線路方面。傳統(tǒng)的機(jī)電控制中，實(shí)現(xiàn)了線路與裝備的隔離，設(shè)備運(yùn)行中，很難實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的全面、及時(shí)的了解，設(shè)備使用率不高。在應(yīng)用機(jī)電一體化之后，微型計(jì)算機(jī)和控制器作用于系統(tǒng)，工作效率提升。在一體化設(shè)計(jì)中，產(chǎn)品質(zhì)量被優(yōu)化，工程流程被簡(jiǎn)化，因此，機(jī)電企業(yè)需要重視引進(jìn)，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行淘汰，發(fā)揮科技的力量，加快模塊經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
3.2對(duì)機(jī)械裝置中一體化設(shè)計(jì)的介紹
對(duì)于機(jī)電控制而言，系統(tǒng)性突出，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)機(jī)械、控制、生產(chǎn)裝備的有效統(tǒng)籌，加快一體化設(shè)計(jì)，因此機(jī)電工程師需要平衡三者之間的關(guān)系，融入一體化設(shè)計(jì)理念。要善于運(yùn)用創(chuàng)造性思維，深入進(jìn)行探討，引進(jìn)機(jī)電人才，重視實(shí)踐活動(dòng)，營(yíng)造協(xié)作氛圍，借用科技改變一體化模式，提升綜合實(shí)力。
3.3一體化設(shè)計(jì)在機(jī)電功能模塊中的發(fā)展
這一應(yīng)用主要是指對(duì)整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)籌，將各個(gè)部分進(jìn)行聯(lián)結(jié)，借助控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)部分的控制。模塊一體化設(shè)計(jì)要立足整體，突破單一部分的功能，最大限度地發(fā)揮一體化的優(yōu)勢(shì)。要立足企業(yè)實(shí)際，選擇最佳機(jī)電組合，最大限度地實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。
4結(jié)束語(yǔ)
綜上，對(duì)于機(jī)電一體化而言，其是在機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)相互融合的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，能夠有效實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)投資和收益的關(guān)系的調(diào)整，切實(shí)提升生產(chǎn)效率，推動(dòng)智能化發(fā)展速度。因此，對(duì)于機(jī)電企業(yè)，需要重視研發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，加大信息使用，發(fā)揮自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)模式的轉(zhuǎn)變，節(jié)約投資，提升人員素質(zhì)，強(qiáng)化人才建設(shè)，形成機(jī)電一體化的整體營(yíng)銷戰(zhàn)略，樹立企業(yè)品牌。
參考文獻(xiàn)：
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1）第一代移動(dòng)式落紗機(jī)是由我國(guó)發(fā)明的，該機(jī)稱為“落紗小車”。這是我國(guó)最早的落紗機(jī)，屬純機(jī)械式原始機(jī)型。原為手推式操作，單盤拔紗，后來加一套帶彈性?shī)A管的落紗盤裝置，最大亮點(diǎn)是其構(gòu)思巧妙的創(chuàng)新性，可以代替手工落紗，效率很高，問題也很多，如剛性不足，穩(wěn)定性、可靠性欠缺，需要配備技術(shù)熟練的保養(yǎng)工經(jīng)常維修。
2）第二代移動(dòng)式落紗機(jī)屬半自動(dòng)形式，由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪沿著固裝在細(xì)紗機(jī)上的導(dǎo)軌，一邊自動(dòng)向前行進(jìn)，一邊拔起滿紗管，仍然需要手工輔助操作，如預(yù)松拔紗盤部件進(jìn)出工作位置不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)，拔紗盤材質(zhì)的結(jié)構(gòu)單一、工作方式等對(duì)棉紗與錠桿有損傷。雖然第二代移動(dòng)式落紗機(jī)是一款比較成熟的機(jī)型，但與國(guó)外自動(dòng)落紗小車或集體式落紗裝置相比，尚有很大差距。1986年，經(jīng)緯紡機(jī)廠在國(guó)內(nèi)紡織廠自制的圓盤式落紗小車基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)制造了國(guó)內(nèi)首臺(tái)移動(dòng)式自動(dòng)落紗機(jī)[2]，2010年又改進(jìn)設(shè)計(jì)并申報(bào)了發(fā)明專利，重點(diǎn)以機(jī)電一體化技術(shù)提高自動(dòng)化程度，在落紗機(jī)上增加電氣控制箱，在細(xì)紗機(jī)上加裝定位開關(guān)等，其核心傳動(dòng)部件、拔紗插管部件實(shí)現(xiàn)了半自動(dòng)落紗，是第二代的升級(jí)版，成功實(shí)現(xiàn)了全部過程的自動(dòng)化。第二代移動(dòng)式落紗機(jī)與國(guó)外移動(dòng)式自動(dòng)落紗機(jī)相比，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單很多，價(jià)格低廉；開始應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，完善了紡織廠廣泛使用的落紗小車的功能，在拔紗部件自動(dòng)化機(jī)構(gòu)等方面有了新的突破。對(duì)于大多數(shù)使用短型細(xì)紗機(jī)老企業(yè)，在用集體落紗裝置空間不允許的情況下，移動(dòng)式更加適用落紗自動(dòng)化，可減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，是適合我國(guó)國(guó)情的另一種選擇形式。但其也有弱點(diǎn)，如長(zhǎng)期使用的穩(wěn)定性、可靠性尚需加強(qiáng)，操作技術(shù)要求較高，周期性維修工作量較大等，機(jī)電一體化程度比第一代大大提高。
3）第三代追求智能型的移動(dòng)式自動(dòng)落紗機(jī)是在近幾年，其機(jī)電一體化技術(shù)水平空前提高，其功能完備性、自動(dòng)控制性能日臻完善。經(jīng)緯榆次分公司開發(fā)的全自動(dòng)落紗機(jī)新機(jī)型，改變了拔紗形式，采用全新型的多頭連續(xù)自動(dòng)抓管器沿三維空間曲線軌道、垂直升降導(dǎo)軌，按照數(shù)控程序從錠桿上拔下升起、運(yùn)轉(zhuǎn)至合適位置后，釋放滿紗錠，落在儲(chǔ)紗箱里，解決了雙圓盤式機(jī)型拔紗盤對(duì)棉紗及錠子損傷較大、不適用于紡制高級(jí)棉紗、拔紗動(dòng)作不流暢等問題。采用PLC程序控制、觸摸屏設(shè)定參數(shù)、故障報(bào)警和自停等先進(jìn)技術(shù)，動(dòng)作周而復(fù)始，使細(xì)紗機(jī)落紗工作過程流暢可靠，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)操作，提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)原理構(gòu)思新穎，落紗機(jī)移動(dòng)方式繼承二代機(jī)升級(jí)版，即在細(xì)紗機(jī)兩側(cè)沿細(xì)紗機(jī)上軌道，邊行走邊落紗插管，落紗動(dòng)作連續(xù)、迅速，錠位控制準(zhǔn)確可靠，適用范圍更廣泛。智能型的移動(dòng)式自動(dòng)落紗機(jī)成為紡機(jī)廠大力推廣的移動(dòng)式落紗機(jī)。
2技術(shù)成熟的全自動(dòng)集體落紗機(jī)
目前，國(guó)內(nèi)外的長(zhǎng)型細(xì)紗機(jī)（一般1000錠以上）無(wú)例10:11:19外地全部采用固定式集體自動(dòng)落紗機(jī)，此型落紗機(jī)發(fā)展歷史較長(zhǎng)，技術(shù)成熟，機(jī)電一體化技術(shù)水平最高，雖然程序動(dòng)作復(fù)雜，但由于自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)，使得落紗過程準(zhǔn)確可靠，效率最高，代表了細(xì)紗機(jī)自動(dòng)化落紗技術(shù)發(fā)展的方向。2010年，經(jīng)緯榆次分公司根據(jù)細(xì)紗機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)、產(chǎn)品現(xiàn)狀、市場(chǎng)需求等，成功研發(fā)了新一代集體落紗機(jī)。重點(diǎn)以數(shù)字化、機(jī)電一體化技術(shù)提高集體落紗機(jī)的穩(wěn)定可靠性，目標(biāo)是取消保全工，大幅降低使用成本，減少用工人數(shù)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，并采用節(jié)能設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高速、高效、低耗運(yùn)行，可滿足用戶對(duì)新型細(xì)紗機(jī)高速、高穩(wěn)定性、高可靠性的要求。在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，為適應(yīng)穩(wěn)定可靠要求，改進(jìn)氣架升降的動(dòng)力之源———絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)的減速箱，加大減速比，提高傳動(dòng)精度，布局更合理；氣架部件臂由推改為拉，受力更合理，避免推力造成氣架變形，采用整體短臂，擺臂座、凸盤輸送導(dǎo)軌直接裝在中墻板上，銷釘定位。托盤輸送汽缸設(shè)計(jì)在整機(jī)中段，優(yōu)化撐條的受力狀況，左右兩側(cè)撐條在車頭、車尾的弧形導(dǎo)軌下相連，可保證兩側(cè)托盤同步，不錯(cuò)位。撐條與導(dǎo)軌以中墻板逐段定位，完全消除累積誤差，確保了托盤不錯(cuò)位。擺管理落管機(jī)采用新型結(jié)構(gòu)，調(diào)整方便，調(diào)好后長(zhǎng)期穩(wěn)定。采用45°提升角的管紗輸送機(jī)構(gòu)，并且置于機(jī)器外側(cè)，調(diào)整管理非常方便；新型理管機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。在電氣自動(dòng)控制上，細(xì)紗機(jī)電氣控制系統(tǒng)由主控制系統(tǒng)和集體落紗系統(tǒng)構(gòu)成，集體落紗系統(tǒng)位于車尾電氣箱內(nèi)，由可編程控制器、主軸變頻器、集體落紗伺服控制系統(tǒng)和各種控制器件組成，集體落紗伺服控制器和氣動(dòng)控制系統(tǒng)共同完成集體落紗的動(dòng)作，由觸摸式顯示屏作為人機(jī)界面提供人機(jī)交互系統(tǒng)，完成參數(shù)的設(shè)定、顯示和手動(dòng)控制操作等。以可編程控制器（PLC）作為主控器件，輸入器件包括按鈕、傳感器等，輸出執(zhí)行器件包括變頻器、伺服控制器等，各種器件相互配合，完成整套落紗插管復(fù)雜的機(jī)械動(dòng)作的控制完成。集體落紗系統(tǒng)和主控制系統(tǒng)使用同一PLC，通過控制伺服驅(qū)動(dòng)器完成集體落紗氣架的升降；通過控制氣缸完成氣架的里外擺，各個(gè)停頓位置由接近開關(guān)的輸出信號(hào)確定。集體落紗系統(tǒng)可以在滿紗后自動(dòng)完成落滿紗、插空管、落空管的整套落紗動(dòng)作，也可以在停車后，按“自動(dòng)落紗開始”按鈕后開始運(yùn)行自動(dòng)落紗動(dòng)作，還可以通過面板上的按鈕手動(dòng)操作落紗過程的各個(gè)分解動(dòng)作，便于調(diào)試。手動(dòng)操作按鈕也全部集成在顯示屏中，與面板上的按鈕功能相同。
關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng) 自動(dòng)控制技術(shù) 一體化設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2015）09（a）-0224-02
我國(guó)經(jīng)濟(jì)形式在不斷改革的新局勢(shì)下，國(guó)民生產(chǎn)力及其相應(yīng)的生產(chǎn)技術(shù)也得到了發(fā)展，因此，生產(chǎn)制造領(lǐng)域的規(guī)模也隨之不斷地?cái)U(kuò)大，這樣以來自動(dòng)化控制技術(shù)就得到了廣泛的應(yīng)用，同時(shí)自動(dòng)化控制技術(shù)也是當(dāng)今人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)。從目前的發(fā)展現(xiàn)狀來看，自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用程度很高，有很廣闊的市場(chǎng)前景，基于此自動(dòng)化技術(shù)愈來愈受到人們的重視。
1 機(jī)電控制系統(tǒng)與自動(dòng)控制系統(tǒng)的概述
1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)
機(jī)電控制系統(tǒng)是指沒有人為的因素，只是憑借一些設(shè)定好的程序代碼，讓各個(gè)部位的機(jī)器順利運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于機(jī)電控制系統(tǒng)來講，整個(gè)系統(tǒng)中最重要的就是控制，主要包括控制形式及控制的作用。從機(jī)電控制系統(tǒng)的技術(shù)層面來講，機(jī)電控制系統(tǒng)的技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)、微電子等先進(jìn)技術(shù)[1]?？偠灾?，在整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)中涉及著許多先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)把這些技術(shù)有效地結(jié)合在一起，最后構(gòu)成了一套完整的機(jī)電控制系統(tǒng)。當(dāng)機(jī)電系統(tǒng)工作時(shí)，主要依靠遠(yuǎn)程遙控來進(jìn)行操作，操作人員只是利用計(jì)算機(jī)，在互聯(lián)網(wǎng)上對(duì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控即可。
1.2 自動(dòng)控制系統(tǒng)
自動(dòng)控制系統(tǒng)主要是依靠操作遠(yuǎn)程控制器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，系統(tǒng)整個(gè)工作形式是按照事先設(shè)置好的程序來運(yùn)行。自動(dòng)控制的主要形式可以分為系統(tǒng)的速度控制、自我診斷、系統(tǒng)校正等，對(duì)于整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)中的自動(dòng)控制技術(shù)來講，自動(dòng)控制系統(tǒng)是一個(gè)比較完善的應(yīng)用系統(tǒng)，目前在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域受到了人們的廣泛關(guān)注。因?yàn)樗梢杂行У匕迅鱾€(gè)子系統(tǒng)聯(lián)合起來，完成設(shè)定的工作任務(wù)，這也是自動(dòng)控制系統(tǒng)中的主要技術(shù)。自動(dòng)控制系統(tǒng)這一理論主要是由傳統(tǒng)控制理論和現(xiàn)代控制理論相互結(jié)合而產(chǎn)生的新理論。傳統(tǒng)控制理論主要是利用數(shù)學(xué)工具，計(jì)算傳遞函數(shù)，利用相關(guān)數(shù)據(jù)分析研究變量的線性變化。這些也在控制系統(tǒng)中得以體現(xiàn)。而現(xiàn)代控制理論主要是以線性代數(shù)為數(shù)學(xué)工具，并在傳統(tǒng)的線性代數(shù)基礎(chǔ)上發(fā)生了一系列變化，首先線性代數(shù)主要是以矩陣及集合作為分析數(shù)據(jù)的依據(jù)，其次求解的狀態(tài)方程會(huì)在矩陣中表示出來，再構(gòu)建相關(guān)的數(shù)據(jù)模型即可?，F(xiàn)代控制理論的主要優(yōu)點(diǎn)是可以尋找出最優(yōu)的控制系統(tǒng)、適應(yīng)控制及隨機(jī)控制，控制目的也比較明確。
2 機(jī)電一體化設(shè)計(jì)構(gòu)想
我國(guó)機(jī)械制造業(yè)在世界機(jī)械市場(chǎng)占據(jù)著巨大的份額，基于此，我國(guó)機(jī)械制造效率將面臨著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。隨著一體化制造理念的產(chǎn)生，機(jī)械制造業(yè)隨之也發(fā)生了重大的變革，利用機(jī)電一體化可以提高機(jī)械制造效率。所謂的機(jī)電一體化，最早是由日本人提出的，隨后日本人以機(jī)電一體化為理論基礎(chǔ)，研究制造出了功能一體化的機(jī)械設(shè)備，最具有代表性的一體化設(shè)備就是把軟件、電子和裝卸有效地聯(lián)合起來，這樣以來將會(huì)使得機(jī)電設(shè)備的功能更加強(qiáng)大。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，這個(gè)新理念也逐漸被各國(guó)科學(xué)家所認(rèn)可，同時(shí)在此基礎(chǔ)上還對(duì)這一理念作出了合理的改進(jìn)，隨后就形成了現(xiàn)在的機(jī)電一體化系統(tǒng)?？萍脊ぷ髡邔?duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)進(jìn)行的邏輯分析，他們表示目前機(jī)電一體化系統(tǒng)具有智能化板塊、模塊化等基本功能，以這些基本功能為根本，隨后再融入一些機(jī)械技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)，這樣以來就可以優(yōu)化機(jī)電一體化系統(tǒng)，使得整個(gè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)變得更科學(xué)、更人性化。在建立機(jī)電一體化系統(tǒng)時(shí)，工作人員先要對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)，隨后按照相關(guān)的技術(shù)分析得出其方案的優(yōu)缺點(diǎn)，再通過各種方案之間的對(duì)比選取一個(gè)比較合理的方案，確定方案之后還需要經(jīng)過一段時(shí)間的實(shí)際應(yīng)用，不斷完善所選的方案，最后才使用此方案。所建立的新系統(tǒng)能不能滿足工作需求，這還要看這個(gè)系統(tǒng)是不是實(shí)現(xiàn)了具體的目標(biāo)，如果沒有完成設(shè)定的具體目標(biāo)那么這個(gè)系統(tǒng)還需要完善[2]。
3 機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)
3.1 設(shè)計(jì)構(gòu)想
目前，我國(guó)的產(chǎn)生模式不斷地進(jìn)行改革，政府部門開始重視科技創(chuàng)新的發(fā)展，機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)思想也被人們廣泛應(yīng)用到綠色化、網(wǎng)絡(luò)化及智能化的新興產(chǎn)業(yè)之中，從而代表著“中國(guó)創(chuàng)造”的機(jī)電一體化系統(tǒng)正在制造出高質(zhì)量的產(chǎn)品。
3.2 設(shè)計(jì)方案
機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)根本就是設(shè)計(jì)方案，制定一個(gè)科學(xué)的設(shè)計(jì)方案是一項(xiàng)非常困難的事情。其方案的制定人員需要過硬的基礎(chǔ)知識(shí)儲(chǔ)備，同時(shí)還需要豐富的工作經(jīng)驗(yàn)并且還要對(duì)機(jī)電產(chǎn)品技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電力電子技術(shù)都要有一定的了解。
3.3 機(jī)電一體化共性關(guān)鍵技術(shù)
（1）機(jī)械技術(shù)。由于機(jī)電一體化技術(shù)主要是以機(jī)械基礎(chǔ)為根本點(diǎn)，主要是根據(jù)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展而做改進(jìn)，因此，機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域受到了工作人員的青睞。機(jī)電產(chǎn)品的許多功能都是由機(jī)械技術(shù)所決定，并且與電子技術(shù)相結(jié)合，從而推動(dòng)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展[3]。在新的經(jīng)濟(jì)發(fā)展格局下，隨著生產(chǎn)水平的不斷提升，對(duì)機(jī)械技術(shù)的發(fā)展提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)。通過機(jī)電一體化領(lǐng)域的專家學(xué)者進(jìn)行不斷地探索，我國(guó)現(xiàn)代機(jī)械發(fā)展水平得到了快速的提升。（2）對(duì)于計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)來講。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)主要是對(duì)機(jī)電一體化系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行全面的分析。主要是使用計(jì)算機(jī)來完成信息的交換及其數(shù)據(jù)分析運(yùn)算。
3.4 產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法
（1）取代法是一種常見的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)者們經(jīng)常把電子線路取代為機(jī)械式控制機(jī)構(gòu)，這是一種機(jī)械電子化的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。比如：機(jī)械式調(diào)速機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)就可以用編程控制器或者微型計(jì)算機(jī)來代替，還可以替代液壓控制系統(tǒng)、氣動(dòng)，也可以大體插銷板、撥碼盤、步進(jìn)開關(guān)、時(shí)間繼電器等控制器。這樣不但可以使得整個(gè)機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡(jiǎn)單，同時(shí)還可以提升產(chǎn)品的質(zhì)量。按照這種方法所設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品與傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)相似，這種設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)單，可是依舊擺脫不了原產(chǎn)品的缺點(diǎn)，不利于產(chǎn)品的創(chuàng)新。（2）整體法。整體法可以讓生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有不錯(cuò)的性價(jià)比，以便工作人員開發(fā)出更新的產(chǎn)品。當(dāng)設(shè)計(jì)者利用整體法設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)，首先要把機(jī)械部分和電氣部結(jié)合在一起，隨后從整體上對(duì)改產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)。比如：在電液比例控制系統(tǒng)中，比例電磁鐵和液壓控制閥組成一體化比例閥；當(dāng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，定子繞組放置在機(jī)床導(dǎo)軌中這些都是采用了整體設(shè)計(jì)法。（3）組合法。這種方法主要是把產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)功能組合成為機(jī)電一體系統(tǒng)。比如：當(dāng)把車床改造為數(shù)控車床時(shí)，首先購(gòu)買一套車床數(shù)據(jù)設(shè)備、一套伺服動(dòng)力系統(tǒng)、一整套位移測(cè)量設(shè)備及其主軸電機(jī)相配合變頻設(shè)備，利用這些設(shè)備就可以改造出一臺(tái)具備自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)給進(jìn)，同時(shí)還可以完成多種切削的數(shù)控機(jī)床。利用組合法建立機(jī)電一體化，不僅周期很短、質(zhì)量安全可靠、成本也比較低，而且還便于維修、容易生產(chǎn)。
4 結(jié)語(yǔ)
機(jī)電控制系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)是由電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種科學(xué)手段相結(jié)合的一體化系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的誕生有效的促進(jìn)了我國(guó)生產(chǎn)力的發(fā)展。該文主要介紹了機(jī)電控制和自動(dòng)控制系統(tǒng)，簡(jiǎn)要的敘述了機(jī)電一體化這個(gè)新概念，并以這些為基礎(chǔ)簡(jiǎn)要分析了三種機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)方法。傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)由電子系統(tǒng)代替，這樣以來完全實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化、功能及模塊的相互結(jié)合，有效的提升了我國(guó)機(jī)電一體化的發(fā)展水平。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞：機(jī)電控制系統(tǒng)；自動(dòng)控制技術(shù)；機(jī)電一體化；智能化
我國(guó)是當(dāng)前世界上制造業(yè)大國(guó)之一，隨著生產(chǎn)力水平不斷提高，對(duì)機(jī)電等制造行業(yè)提出了更高的要求，不僅需要滿足人們?nèi)找娑鄬哟蔚臋C(jī)械需求，更要利用自動(dòng)化控制系統(tǒng)提高生產(chǎn)效率，基于此，機(jī)電一體化應(yīng)運(yùn)而生，它能幫助機(jī)電企業(yè)擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，在行業(yè)中占據(jù)越來越重要的地位。
1 機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)的概念
在了解機(jī)電一體化含義之前，需要理順機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)概念：
1.1 機(jī)電控制系統(tǒng)概念
機(jī)電控制系統(tǒng)是指利用計(jì)算機(jī)設(shè)置生產(chǎn)程序，通過控制裝備遠(yuǎn)程遙控生產(chǎn)過程，它具有自動(dòng)化、智能化、高效化[1]等三個(gè)特征，從機(jī)電控制系統(tǒng)本身來說，自動(dòng)化是其最基本的特征，它能借助通信領(lǐng)域的力量，遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)械生產(chǎn)，工作人員能夠通過微型計(jì)算機(jī)檢測(cè)生產(chǎn)細(xì)節(jié)，當(dāng)生產(chǎn)過程出現(xiàn)問題時(shí)，能較快解決；從機(jī)電企業(yè)工作人員角度來說，智能化特征能夠幫助工作人員減少工作量，在一定程度上避免人工失誤，當(dāng)機(jī)械生產(chǎn)環(huán)境較危險(xiǎn)時(shí)，智能化機(jī)電控制系統(tǒng)能夠代替人力作業(yè)，保障工作人員安全；從機(jī)電行業(yè)的角度來說，機(jī)電控制系統(tǒng)將行業(yè)連接成一個(gè)整體，高效化特征能提高行業(yè)生產(chǎn)效率，促進(jìn)新技術(shù)手段和綜合控制系統(tǒng)出現(xiàn)。
1.2 自動(dòng)控制技術(shù)的概念
自動(dòng)控制技術(shù)是指依靠控制裝置和控制器，設(shè)定生產(chǎn)工作程序，在沒有人力直接參與的情況下，按照一定生產(chǎn)規(guī)律運(yùn)作，相對(duì)人工控制而言，它具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，比如自動(dòng)控制技術(shù)中的硬盤驅(qū)動(dòng)，這種“伺服系統(tǒng)”能精確定位，在嘈雜的工作環(huán)境中依然能穩(wěn)定工作。
2 機(jī)電控制系統(tǒng)中自動(dòng)控制技術(shù)的應(yīng)用途徑
隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用自動(dòng)控制技術(shù)的途徑越來越多，主要集中在以下兩個(gè)方面。
2.1 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電控制裝備
自動(dòng)控制技術(shù)核心內(nèi)容是控制裝備和控制器，用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例來說，當(dāng)需要記錄機(jī)電控制裝備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度時(shí)，要利用控制器來測(cè)試。在目前很多機(jī)電企業(yè)都開始引進(jìn)新型自動(dòng)控制技術(shù)，比如PLC，即可編程邏輯控制器[2]。
機(jī)電控制裝備中加入控制器，將生產(chǎn)系統(tǒng)聯(lián)合成整體，工作人員在監(jiān)控生產(chǎn)過程時(shí)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決，這樣不僅避免了企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失，也優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量。在這個(gè)自動(dòng)化過程中，控制器在一定程度上能代替人力作業(yè)，以精密的計(jì)算程序代替人腦，減少人工失誤。
2.2 自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電微型計(jì)算機(jī)
自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電微型計(jì)算機(jī)，其利用控制裝備建立數(shù)學(xué)模型，同時(shí)在微型計(jì)算機(jī)的輔助下，控制相關(guān)生產(chǎn)程序，它具有三方面的優(yōu)勢(shì)，第一方面，從微型計(jì)算機(jī)生產(chǎn)價(jià)值來說，協(xié)調(diào)了自動(dòng)控制和機(jī)電規(guī)律之間的關(guān)系，促進(jìn)了單元技術(shù)的融和，自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用于機(jī)電領(lǐng)域以來，產(chǎn)生了巨大的生產(chǎn)價(jià)值，提升了產(chǎn)品科技含量，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，同時(shí)延長(zhǎng)了設(shè)備使用周期，減少了企業(yè)投入[3]，需要注意的是，在這個(gè)過程中，促使了工程師不斷研發(fā)新型機(jī)電模型，提高了工作能力；第二方面，從安全角度來說，微型計(jì)算機(jī)中加入自動(dòng)化，能較知危險(xiǎn)，比如機(jī)電生產(chǎn)線中某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)出現(xiàn)漏洞，自動(dòng)控制裝備能立即停止機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)，減少企業(yè)經(jīng)濟(jì)損失；第三方面，從機(jī)電一體化的角度來說，自動(dòng)化技術(shù)為機(jī)電一體化提供了技術(shù)基礎(chǔ)，比如傳感檢測(cè)等。
3 機(jī)電控制系統(tǒng)中一體化設(shè)計(jì)
機(jī)電一體化設(shè)計(jì)覆蓋的應(yīng)用領(lǐng)域較廣，主要有機(jī)械、電子等，掌握機(jī)電一體化加工技術(shù)，能完善機(jī)電控制系統(tǒng)，促進(jìn)機(jī)電行業(yè)智能化進(jìn)程。
機(jī)電一體化具有智能化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化、模塊化等基本特征，其中需要注意的是模塊化特征，由于目前制造業(yè)龐大，種類繁多，在研究機(jī)電一體化產(chǎn)品時(shí)，難以將各廠家聯(lián)合起來，但是如果將機(jī)電一體化設(shè)計(jì)“模塊化”，制定產(chǎn)品各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，研發(fā)新型機(jī)電產(chǎn)品，小企業(yè)在這個(gè)過程中可以自主尋求合作廠家，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，提升生產(chǎn)效率。微型化特征是網(wǎng)絡(luò)背景下所獨(dú)有的，它突破了時(shí)間、地域限制，提升了機(jī)電一體化的影響力，用先進(jìn)的微型技術(shù)改變了機(jī)電領(lǐng)域現(xiàn)狀。
3.1 機(jī)電線路中的一體化設(shè)計(jì)
機(jī)電線路中的一體化設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)在電子線路上[4]，在傳統(tǒng)的機(jī)電控制中，電子線路與控制裝備隔離，使得在生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中無(wú)法及時(shí)了解產(chǎn)品情況，降低了設(shè)備使用率，機(jī)電一體化后，微型計(jì)算機(jī)和控制器應(yīng)用于機(jī)電控制系統(tǒng)，代替了原來的控制裝備，提升了工作效率，比如在汽車零部件生產(chǎn)工廠，建立了一體化機(jī)電線路后，能快速生產(chǎn)各類產(chǎn)品。
在機(jī)電線路中一體化設(shè)計(jì)優(yōu)化了產(chǎn)品質(zhì)量，簡(jiǎn)化了工作程序和結(jié)構(gòu)，凸顯了“一體化”的優(yōu)勢(shì)，機(jī)電企業(yè)要大力引進(jìn)，淘汰傳統(tǒng)機(jī)電控制裝備，利用新科學(xué)技術(shù)，發(fā)展企業(yè)模塊經(jīng)濟(jì)。
3.2 機(jī)械裝置中的一體化設(shè)計(jì)
機(jī)電控制是一個(gè)完整的系統(tǒng)，統(tǒng)籌機(jī)械裝備、自動(dòng)化控制裝備、生產(chǎn)裝備三者之間的關(guān)系，能促進(jìn)一體化設(shè)計(jì)，這對(duì)機(jī)電工程師提出了更高的要求，工程師要找到三者之間的平衡點(diǎn)，加入一體化設(shè)計(jì)，優(yōu)化機(jī)電裝置整體性質(zhì)。
機(jī)電工程師要敢于打破常規(guī)，運(yùn)用創(chuàng)造性思維，多學(xué)習(xí)和探討機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量。同時(shí)機(jī)電企業(yè)要加大人員培養(yǎng)力度，多引進(jìn)高素質(zhì)人才，開展多種一體化實(shí)踐活動(dòng)，讓工作人員在團(tuán)結(jié)協(xié)作的氛圍里創(chuàng)新一體化設(shè)計(jì)，用高科技改變機(jī)電一體化模式，提升企業(yè)綜合實(shí)力。
3.3 機(jī)電功能模塊中的一體化設(shè)計(jì)
功能模塊中的一體化設(shè)計(jì)主要是指統(tǒng)籌整個(gè)機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)，將每個(gè)部分最優(yōu)的機(jī)電裝備組合在一起，用控制器協(xié)調(diào)各部分之間的關(guān)系。
模塊一體化設(shè)計(jì)需要貫徹“整體”的理念，不能單純地考慮某一個(gè)控制裝備或者控制器，這樣不僅不能把一體化設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮出來，甚至有可能增加企業(yè)成本投資，比如機(jī)電企業(yè)引進(jìn)最先進(jìn)機(jī)電裝置，卻沒有更換控制器，這樣也無(wú)法提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，所以機(jī)電企業(yè)只有根據(jù)實(shí)際發(fā)展情況，選擇最優(yōu)的機(jī)電組合，才能追求最大經(jīng)濟(jì)效益。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，機(jī)電一體化是機(jī)電控制系統(tǒng)和自動(dòng)化控制技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它能協(xié)調(diào)企業(yè)投資和收益之間的關(guān)系，提高企業(yè)生產(chǎn)效率，推進(jìn)智能化進(jìn)程。企業(yè)要順應(yīng)時(shí)展潮流，大力開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品，用信息化、自動(dòng)化帶動(dòng)企業(yè)經(jīng)濟(jì)模式轉(zhuǎn)型，從粗獷型經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型經(jīng)濟(jì)，節(jié)約生產(chǎn)成本，提升工作人員素質(zhì)，培養(yǎng)機(jī)電一體化人才，制定機(jī)電一體化整體營(yíng)銷戰(zhàn)略，打造企業(yè)良好品牌。
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