導語：如何才能寫好一篇機電一體論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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隨著人工智能技術的發(fā)展和在機電一體化技術中的應用，高智能已經(jīng)成為了機電一體化發(fā)展的主要方向，相關的技術和研究人員也在不斷的研究，現(xiàn)如今高智能的機器人和數(shù)控設備已經(jīng)可以代替人類完成一些危險性較高、精密度要求高、工序比較復雜的工作，節(jié)省了勞動力，也更加方便的得到了所需要的產(chǎn)品和服務，目前很多的研究人員逐步的將運籌學、模糊數(shù)學、心理學等多種智能化的學科逐漸引進到機電一體化技術中，這樣能夠有效的促進機電一體化系統(tǒng)判斷推理能力和自主決策能力，這樣能夠方便人們對機電一體化設備進行控制。

2區(qū)域模塊化

區(qū)域模塊化也是機電一體化發(fā)展的重要趨勢之一，針對使機電一體化產(chǎn)品的各個單元實現(xiàn)區(qū)域模塊化管理是一項比較復雜、涉及面廣的工程，例如，在進行智能減速、智能變速等相關功能研制的過程中，要充分的實現(xiàn)集圖形、圖像識別、視覺效果等其他附屬的功能的控制單元等模塊化，這樣可以更加標準、準確的衡量相應的控制單元以及動力單元，進一步的提高各個單元的性能，也可以使機電一體化產(chǎn)品相應的功能之間的聯(lián)系更加緊密，使一個區(qū)域模塊更加有效的運行，只有這樣才能方便人們對機電一體化產(chǎn)品的應用，提高機電一體化產(chǎn)品的利用程度、可裝配性、可維修性等，經(jīng)過研究和推理，可以得出機電一體化模塊是未來機電一體化產(chǎn)品的主要方向，隨著未來技術發(fā)展的不斷深入，機電一體化產(chǎn)品實現(xiàn)模塊化的步伐也在不斷的加深。

3環(huán)保綠色化

機電一體化技術的發(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生活，同時也給人們的生活環(huán)境帶來了負面影響，資源的過度開發(fā)利用，加重了生態(tài)環(huán)境的負擔，近些年來，越來越多的國家和組織逐漸重視到環(huán)境保護的重要性，人們環(huán)保意識的增強，要求機電一體化產(chǎn)品在設計、制造、使用和銷毀的過程中要減少對環(huán)境的污染，因此機電產(chǎn)品的環(huán)保綠色化是未來發(fā)展的一大亮點，人們環(huán)境保護意識的提高，造成了一些對環(huán)境有危害且危害較大的產(chǎn)品失去市場價值，設計和生產(chǎn)綠色環(huán)保的機電一體化產(chǎn)品具有很廣闊的發(fā)展前景，也成為未來競爭的關鍵所在。

4網(wǎng)絡化

計算機網(wǎng)絡技術近些年來的發(fā)展勢頭更加迅猛，這也促進了機電一體化系統(tǒng)的進一步的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡技術的興起及發(fā)展，給人們的生產(chǎn)、生活帶來了巨大的變革，機電一體化技術的發(fā)展也受到了計算機技術的影響，機電一體化設備通過對計算機網(wǎng)絡技術的應用可以有效的實現(xiàn)遠程自動化控制。計算機網(wǎng)絡技術的應用和改革開放的不斷深入，使國際上先進的機電一體化產(chǎn)品不斷涌入我國，這也為我國進行深入的研究提供了便利條件，促進了國內機電一體化技術的發(fā)展，機電技術發(fā)展和計算機技術的發(fā)展相輔相成，因此計算機技術的不斷進步也有利于存進計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展，目前，利用計算機網(wǎng)絡技術可以實促進了機電一體化技術產(chǎn)品更加快捷的推向市場，和生產(chǎn)商之間的技術交流，計算機網(wǎng)絡技術勢必會推動機電一體化技術的發(fā)展，也會繼續(xù)為人們提供更多、更優(yōu)質的服務。

5微型精密化

機電一體化技術向微型精密化的方向發(fā)展的主要是納米技術的不斷深入發(fā)展，機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)點使得機電一體化產(chǎn)品的微型精密化技術不斷進步，應用范圍也逐漸擴大，因此，機電一體化微型精密化技術具有比較廣闊的發(fā)展前景和強大動力，但是想要實現(xiàn)機電一體化微型精密化需要精密的加工工藝以及先進的設備作為強大的后盾，因此需要相關的研究人員不斷努力，不斷提高我國先進的技術發(fā)展。

6總結

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（一）內涵

機電接口主要就是機電一體化產(chǎn)品中機械裝置與控制微機之間的接口，其是基于機電一體化而產(chǎn)生的。機電接口根據(jù)信息傳輸方向的不同，可以分為信息采集接口、輸出接口[1]。在機電一體化產(chǎn)品中，傳感器是一種較為常用的設備，在輸出信號的時候，一般采用模擬量方式進行檢測，時刻掌握發(fā)電機轉速，并且檢測差動變壓器位置。然而，在輸出控制量的時候，存在一個比較特殊的形式，就是數(shù)字系統(tǒng)。機電接口技術主要就是研究機電系統(tǒng)各項組成技術與子系統(tǒng)連接問題的綜合技術，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，共同構成了一個綜合系統(tǒng)，在實際應用中，實現(xiàn)了信息的交互與融合，在機電系統(tǒng)設計中發(fā)揮了至關重要的作用。機電接口主要是由硬件與軟件共同構成，在機電系統(tǒng)運行中，與環(huán)境及操作者之間成立一種有效連接，在物理通道中展開信息與能量的輸入、轉換及傳輸。在信息轉換的過程中，需要進行有效的交互與調整，實現(xiàn)機電一體化技術的協(xié)調與綜合，保證各系統(tǒng)的有效運行，充分發(fā)揮系統(tǒng)功能，實現(xiàn)預期的工作目標。

（二）分類

目前，機電接口主要包括以下幾種：智能接口、動力接口、機電接口、人機接口[2]。智能接口應用較為復雜，不同技術形式產(chǎn)生的信息形式也不同，并且在使用過程中，可以根據(jù)不同要求展開相應的改變。在各種信息轉換與傳輸?shù)倪^程中，智能接口可以確保不同技術與子系統(tǒng)的有機結合，構成一個完整系統(tǒng)。動力接口可以有效連接動力源與機電系統(tǒng)，之后給予機電系統(tǒng)相應的驅動動力。在機電系統(tǒng)中，動力類型有很多種，主要包括直流電、交流電、液壓等，在系統(tǒng)中運用不同動力類型的時候，需要選用不同的接口形式，確保系統(tǒng)可以正常運行。機電接口的作用就是實現(xiàn)各種驅動系統(tǒng)的有效連接，并且將驅動信號轉變成執(zhí)行信號，在轉變的過程中滿足傳感器運行要求。人機接口是機電系統(tǒng)與操作者之間存在的接口，通過這一接口，可以在操作者眼前呈現(xiàn)系統(tǒng)運行狀態(tài)，并且有效監(jiān)控系統(tǒng)運行，實現(xiàn)人性化操作目標。

二、機電一體化發(fā)展及其發(fā)展趨勢

（一）機電接口技術對機電一體化發(fā)展的影響

近些年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，對一些事物的要求也在明顯提高。經(jīng)濟的快速發(fā)展離不開科學技術水平的提高，傳統(tǒng)機械技術已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代人們日益增長的技術需求，需要對其進行改進與完善。從而在此形勢下，機電一體化技術應運而生，其主要包括電子技術、信息技術、機械技術等，充分滿足了現(xiàn)代社會發(fā)展的技術要求。在機電一體化技術初始發(fā)展中，只是將電子技術與機械技術進行融合，接口十分簡單、便捷[3]。然而，隨著科學技術的不斷發(fā)展與進步，機電一體化技術水平也在不斷提升。目前，機電一體化技術不再是簡單的機電一體化產(chǎn)品，逐漸形成了一個復雜的系統(tǒng)，其系統(tǒng)內部接口也日益復雜。現(xiàn)階段，機電一體化技術研究越來越深入、成熟，然而，簡單的技術研究已經(jīng)無法滿足系統(tǒng)的運行需求，需要充分重視其復雜性研究。針對機電一體化技術而言，其復雜性較強，如果只是單純研究系統(tǒng)設計及其集成理論，根本無法充分實現(xiàn)系統(tǒng)的作用，為此，需要加深對機電接口技術的研究，在設計方面，加強對有關理論的融合，確保機電一體化系統(tǒng)的全面實施。在機電一體化技術發(fā)展過程中，越來越向智能化、系統(tǒng)化、微型化、網(wǎng)絡化方向發(fā)展，其系統(tǒng)內部接口要求越來越高，不僅要確保接口技術與系統(tǒng)技術的有效融合，還要確保信息傳輸?shù)捻槙场?/p>

（二）機電一體化發(fā)展歷程及趨勢

機電一體化發(fā)展主要經(jīng)歷3個階段。一是，在20世紀50年代，電子技術發(fā)展越來越成熟，人們嘗試在機械工業(yè)中應用電子技術，進而刺激了機械產(chǎn)品與電子技術的融合，初步產(chǎn)生機電一體化概念。二是，在20世紀80年代，機電一體化已經(jīng)發(fā)展了30來年，不管是技術還是產(chǎn)品性能都得到了很大的提升，技術更加成熟，產(chǎn)品性能更加健全。三是，在20世紀90年代末，微細加工技術、電子通信技術、光學技術等得到了快速發(fā)展，并且逐漸融入發(fā)到了機電一體化當中，使得機電一體化技術越來越成熟。我國機電一體化起步比較晚，現(xiàn)今已經(jīng)取得了一定的成績，在機械工業(yè)中得到了廣泛應用。隨著信息技術的快速發(fā)展，人工智能機電一體化建設取得了很大的進步，在數(shù)控機床和機器人制造中得到了廣泛運用，促進了機械工業(yè)的進一步發(fā)展。系統(tǒng)化發(fā)展使機械系統(tǒng)更加開放，為多子系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展與綜合管理提供了可靠依據(jù)。同時，在綠色生產(chǎn)概念下，機械綠色化也是工業(yè)發(fā)展的必然趨勢，是人類保護生態(tài)環(huán)境資源的重要手段[4]。

篇3

因為要對植被進行處理，所以，園林設計機電一體化技術在實際應用中面臨的問題，與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)類似。因此，園林設計機電一體化機械在很大程度上與農(nóng)業(yè)機械相似。現(xiàn)在，園林設計機電一體化機械在實際應用中還存在許多缺陷，具體來說，包括以下幾點。

1.1種類比較少

現(xiàn)在市場上常見的有各種修剪機、灑水機等，這些比較單一，還有許多機電一體化機械并不常見，如移植機等。在許多發(fā)達國家，其園林設計機電一體化設備更加多樣化，在美國、歐洲等國家，其園林設計設備種類就更多，用途也更廣泛。國內也有許多知名品牌的銷售，如綠友、東方園林等，在國內還有許多生產(chǎn)園林機械的著名廠家，在淮安、揚州等地就有許多知名廠家。

1.2普及率低

與數(shù)十年前相比，園林設計中采用機電一體化機械的頻率雖然有所升高，但就目前來講，機械的使用率還是偏低，還不夠普及。與發(fā)達地區(qū)相比，我國大部分地方還在用半自動化機械工作，距離全自動機械工作還有一定距離。

1.3利用率較低

部分園林機電設備會投入使用，但機電設備的使用效率不高，其原因有二，一是存在人為操作的問題，錯誤的操作規(guī)程對機電設備造成很嚴重的破壞，導致維修費用升高，使成本不降反增；二是沒有將機電設備的利用效率最大化，導致資源浪費，增加了管理與維護的成本，阻礙了機電設備在園林設計方面的投入和使用。

1.4保管和維護不到位

機械是易損耗的，使用過程中難免會出現(xiàn)故障，但有些企業(yè)由于缺乏技術人員維修不到位，有的根本不進行定期維修，故障的機器多數(shù)被棄置倉庫，卻利用人力完成作業(yè)，這成為園林設計中機電一體化的缺點。不懂得機械結構和原理，不熟悉機械的操作，不知道如何保養(yǎng)機械，導致機械使用壽命降低。對上述問題，企業(yè)必須制定相關的操作規(guī)程，讓員工認真學習操作規(guī)范以及正確的使用方法。另外，在大規(guī)模使用園林機電一體化機械時引起的噪音、環(huán)境污染等問題也有待解決。機電一體化的知識總量已擴大到遠非個人所能全部掌握，專業(yè)化是必不可少的。由于各類科技學科發(fā)展及相互滲透，促使了機電一體化技術和產(chǎn)品在各行業(yè)、部門的飛速發(fā)展。其中機電一體化在園林設計中也得到了應用。

2機電一體化在園林設計中的應用

隨著現(xiàn)代化技術的廣泛應用，機電一體化技術也逐漸滲透進了園林設計。經(jīng)過兩千多年的發(fā)展，中國古典傳統(tǒng)園林所講究的意境已經(jīng)到了爐火純青的地步，雖然可能會有更好的園林出現(xiàn)，但是機電化已經(jīng)成了一個重要的發(fā)展趨勢，這是大勢所趨。園林設計中會融入更多的機電一體化等元素。沿著這個思路走，創(chuàng)造園林的科技文明和傳統(tǒng)意境對園林現(xiàn)代化的普遍需求相結合，是成就上流園林的必要條件之一。

3結語

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傳感器是一種檢測裝置，其測量對象是被檢測系統(tǒng)的信息，然后將其以不同的形式進行傳輸、處理和管理等工作，從而能夠實現(xiàn)對被檢測系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)的自動測量和控制。簡單來說，傳感器的作用就是類似于人的感覺器官，幫助機電一體化系統(tǒng)探索和發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)當中存在的問題。因此，將傳感器技術應用于檢測機電一體化系統(tǒng)的操作對象以及運行環(huán)境狀態(tài)，能夠精確、快速的獲取機電一體化系統(tǒng)的運作信息，有效地提高了機電一體化系統(tǒng)的運行水平。目前，傳感器技術已經(jīng)被廣泛用于人們的生活和生產(chǎn)當中，引起了人們的高度重視。但是與此同時，由于傳感器技術在我國的起步較晚，在發(fā)展過程中仍然存在著一些局限性，因此為了提高傳感器技術的精確度，還需要對其進行進一步的改進與完善。

2傳感器技術在機電一體化中的應用價值

機電一體化技術包含機械制造技術、微電子技術、信息處理技術、自動控制技術以及人工智能技術等多方面內容，在發(fā)展過程中直接導致了自動化技術的產(chǎn)生。而從某種程度上說，傳感器技術是機電一體化發(fā)展過程中不可缺少的關鍵技術，影響著機電一體化系統(tǒng)的自動化程度，具有非常重要的應用價值。

2.1傳感器技術在機械加工過程中的應用

眾所周知，在機械加工的過程中，需要檢測的地方有很多，下面將從兩個個方面進行簡要介紹：第一，將傳感器技術應用于機械的切削過程和機床運行過程。現(xiàn)階段，在切削方面，傳感器技術主要是對切削過程中的機械設備切削力的變化狀態(tài)進行控制，通過分析這個過程當中的相關數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)對設備運行狀態(tài)的了解，保證切削過程的順利進行，提高切削過程的生產(chǎn)效率，以及降低材料的消耗量。將傳感器技術應用到機床的運行當中，主要是為了對機床的驅動系統(tǒng)、溫度進行檢測，從而保證機床運行的安全性，通過分析得到的相應參數(shù)，從而不斷提高機床的運行效率和精度。第二，將傳感器技術應用到工件的生產(chǎn)過程。與切削和機床的運行過程相比，工件的生產(chǎn)過程監(jiān)視是非常重要，而且研究和應用也是最早、最多的。首先，在加工之前需要對所用的加工設備和坯件進行自動檢查，從而保證加工過程的正常進行，比如說自動判斷和調整坯件的夾持方位等；其次，在加工過程中，也有嚴格的要求，對切削的剫、力度、扭矩等參數(shù)都需要進行自動檢測，以保證加工條件處于最佳狀態(tài)，除此之外，對于在這個過程中加入傳感技術的其他目的還在于提高切削過程的生產(chǎn)效率；最后，在加工完成之后還需要對工件的合格與否進行測量，例如工件的尺寸、粗糙程度、形狀等，由于檢查的過程比較繁瑣和復雜，所以這些檢測需要能夠自動的進行，并且可以將檢測結果直接輸入到下一道程序，從而選用合格的產(chǎn)品。

2.2傳感器技術在汽車行業(yè)中的應用

近年來，隨著傳感器技術在汽車行業(yè)中的廣泛應用，現(xiàn)代汽車不斷朝著智能化、小型化和電子化發(fā)展，進入了全新時期。目前，在汽車的制造過程中，為了實現(xiàn)汽車的機電一體化，需要用自動控制系統(tǒng)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械式控制裝置，將先進的監(jiān)測和控制技術擴大到汽車的全身，從而全面改善汽車的功能，不斷增加汽車的人性化服務、減少排氣污染和汽油損耗、提高汽車的安全駕駛和舒適性。比如說，在實現(xiàn)汽車的一體化過程中，凡是和電子控制有關的系統(tǒng)或是裝置都離不開傳感器的應用，尤其是在安全報警裝置、信息裝置和自動變速器等裝置當中，所以這也要求傳感器能夠適應惡劣的環(huán)境，無論是塵土彌漫還是風雨交加的時候，都能夠保證具有很好的密封性，與此同時還應該具備一定的抗干擾能力，尤其是安裝在汽車發(fā)動機內的傳感器，需要能夠承受得住發(fā)動機在工作時的高溫和高壓環(huán)境。

3我國傳感器技術在機電一體化中的發(fā)展現(xiàn)狀和未來方向

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1.1優(yōu)化火電廠機械系統(tǒng)依照現(xiàn)代火電廠的機械系統(tǒng)構成，其電廠一體化技改工作應該把系統(tǒng)優(yōu)化需求當作前提，以此實現(xiàn)安全運行以及節(jié)能降耗的技改目標。依照我國構建節(jié)約型社會的目標需求以及我國實施節(jié)能減排的戰(zhàn)略需求，火電廠在進行生產(chǎn)運營中應該不斷地采取有效的措施對電力生產(chǎn)技術與設備進行優(yōu)化。火電廠一體化技改工作應該先從優(yōu)化燃燒系統(tǒng)著手，通過應用一體化技術來使污染物排放得到降低，并使鍋爐燃燒效率得到提升，從而使我國節(jié)能減排的最終目標得以順利的實現(xiàn)。同時，依照技改工作需求，電廠燃燒系統(tǒng)的一體化應該從調整爐膛溫度、二次風量與風溫、一次風量與風溫以及煙氣排放溫度等方面著手，有效地對控制系統(tǒng)中的閉環(huán)控制進行優(yōu)化以及對一體化技術的具體應用，有效地使鍋爐熱效率得到提升，并有效地使氮氧化物的排放量得到降低。在對火電廠進行技改的過程中，不僅要對鍋爐燃燒系統(tǒng)進行優(yōu)化，還要對電除塵優(yōu)化體系、生產(chǎn)實時監(jiān)控體系以及高低壓變頻調速體系等實施一體化技術改造與應用。同時，還應該通過一體化軟件技術方式與硬件技術方式，有效地使電廠生產(chǎn)效率得到提升。此外，還應該從電廠生產(chǎn)系統(tǒng)的具體情況著手，對軟件技術、驅動技術、傳感技術、接口技術、信息處理技術以及機械本體技術等進行分析。在對火電廠進行技術改造的過程中，還應該有機地與電廠設備具體情況和電廠生產(chǎn)的自動化需求進行結合，從而使電廠節(jié)能效果得到提升，并使電廠技改目標得以順利的實現(xiàn)。

1.2構建技改評測機制為了保證機電一體化的相關技改工作目標可以順利實現(xiàn)，在對火電廠進行技術改造的過程中，還應該構建完善的技改測評機制。基于一體化技術的具體應用及其獲得的效果，電廠在進行電力生產(chǎn)的過程中，應該有效地對工作經(jīng)驗、技術儲備以及人員培訓等進行分析，并在該前提下，認真地對科學發(fā)展觀進行落實與貫徹，從而使電廠節(jié)能效果得到提升。同時，依照一體化技改方案以及電廠設備的具體情況來實施評測以及模擬分析，從而對技改方案的適用性與科學性進行保證，并對技改目標的順利實現(xiàn)進行保證。

1.3火電廠技改工作的相關原則在火電廠中，依照機電一體化的相關技術改造需求，在進行技術改造的過程中，應該嚴格地遵循技術改革工作的相關原則，并把滿足電廠在線控制管理、高效運行以及節(jié)能運行等工作需求當作前提，從而使火電廠可以順利地實現(xiàn)自動化需求。在對火電廠進行技術改造的過程中，不僅要對其機電一體化技改工作進行重視，還應該對其投資回報率進行重視。同時，把實現(xiàn)實際應用需求當作前提，并加強技術更新、效益分析以及分項執(zhí)行等工作，從而對電廠技改工作的社會效益與經(jīng)濟效益進行保證，并使技改工作目標可以更加順利的實現(xiàn)。

2火電廠技改工作的未來發(fā)展

現(xiàn)階段，我國在實施節(jié)能減排戰(zhàn)略的過程中，其火電廠技術改造工作是實施節(jié)能減排工作的關鍵。針對火電廠污染物排放以及廠耗等因素的需求，其火電廠應該不斷采取有效的措施，促使技術改造工作可以更加順利地得到開展。通過一體化技術所具備的優(yōu)勢，促使現(xiàn)代電廠可以順利地實現(xiàn)節(jié)能減排的目標。最近幾年，我國火電廠的一體化技術改造工作在一定程度上獲得了很大的發(fā)展與進步，既有效地使電廠能源消耗得到了降低，還有效地使火電廠排放污染物的量得到了降低，從而為我國環(huán)保工作的順利開展提供了堅實的基礎。基于一體化技術的具體應用及其獲得的效果，電廠在進行電力生產(chǎn)的過程中，應該有效地對工作經(jīng)驗、技術儲備以及人員培訓等進行分析，并在該前提下，認真地對科學發(fā)展觀進行落實與貫徹，從而使電廠節(jié)能效果得到提升，并使電廠技改工作目標可以更加順利的實現(xiàn)。

3結語

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【關鍵詞】煤炭機械機電一體化

煤礦機電一體化技術在這一時期顯得尤為重要,它使機械、電子技術和液壓控制技術有機的結合,極大地提高了煤礦機械的各種性能,如安全性、經(jīng)濟性、可靠性、操作舒適性以及作業(yè)精度、作業(yè)效率、使用壽命、方便安裝拆除、便于維護等。目前以微機或微處理器為核心的電子(微電腦)控制裝置(系統(tǒng))在煤礦機械中的應用已很普及,電子控制技術已深入到煤礦機械的許多領域,如提升機和采煤機,提升機的PLC系統(tǒng),采煤機的變頻控制系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)操作等,煤礦機械的在線狀態(tài)監(jiān)控與故障自診、故障報警等。隨著科學技術的不斷發(fā)展,對煤礦機械的性能要求也在不斷提高,電子(微機)控制裝置在煤礦機械上的應用將更加廣泛,結構將更加復雜、維護也將更加專業(yè)化。特別是,隨著我國進口及國產(chǎn)煤礦機械數(shù)量的逐年增加,如何用好,管好這些價格昂貴的煤礦機械,使其發(fā)揮最大的效率,是煤礦機電部門所面臨的一個重要的問題。為幫助煤礦機械使用人員、維修人員、管理人員對煤礦機械中的電氣與電子控制裝置的功能、類別及特性有一些初步的了解和掌握,下面我就這些做一下介紹與淺述。

煤礦生產(chǎn)中,煤礦機械的性能自動化程度及其經(jīng)濟性等可以說直接影響到生產(chǎn);也直接影響到煤礦供電、排水、通風、提升等的安全運行。而煤礦機械電氣與電子控制系統(tǒng)部分質量的好壞與性能的優(yōu)劣又直接影響到機械的動力性、經(jīng)濟性、可靠性,從而影響施工質量、生產(chǎn)效率及使用壽命等。電子(微電腦)控制系統(tǒng)已成為煤礦現(xiàn)代機械不可缺少的組成部分,同時也是評價煤礦現(xiàn)代機械技術水平的一個重要依據(jù)。隨著科學技術的不斷發(fā)展,以及對煤礦機電產(chǎn)品性能要求不斷提高,電子(微電腦)控制系統(tǒng)在煤礦機械中所占的比重越來越大,其功能將會越來越強,應用范圍也將越來越廣,而其復雜程度也隨之提高,這樣就對使用與維修維護這些設備的煤礦工作人員提出了更高的要求,對煤礦職工的培訓工作和對煤礦設備的管理工作也顯得尤為重要。

煤礦生產(chǎn)施工要求煤礦機械具有以下性能:皮實耐用且維修簡單、生產(chǎn)效率高且節(jié)能降耗,自動化程度高且操作簡單,施工質量好,精度高;性能穩(wěn)定,工作可靠,安全性高,使用壽命長;具有較好的經(jīng)濟性,即高的技術價格比和低的制造與使用成本;工人勞動強度低,操作員的工作條件好;具有在線運行狀態(tài)監(jiān)視,故障自診及自動故障報警功能,能及時準確地指出故障部位,減少停機維修時間。為適應煤礦機械對性能的要求,僅僅依靠機械和液壓技術的已顯得力不從心。電子(微電腦)控制技術的發(fā)展就成了煤礦機械的必要選擇。機電一體化是一項新興的技術,將其引入到煤礦機械中,必將會給煤礦機械帶來了新的技術變革,使其各種性能有了質的飛躍。

機電一體化又稱機械電子工程學,是一門跨學科的綜合性高技術,是由微電子技術、計算機技術、信息技術、自動控制技術、機械技術、液壓技術以及其他技術相互融合而成的一門獨立的交叉學科。機電一體化技術從70年代中期開始在國外機械上得到應用。80年代以微電子技術為核心的高新技術的興起,推動了機械制造技術的迅速發(fā)展,特別是隨著微型計算機及微處理技術、傳感與檢測技術、信息處理技術等的發(fā)展及其在機械上的應用,極大促進了煤礦機電產(chǎn)品的性能,使煤礦機械進入了一個飛躍的發(fā)展時期。以微電腦或微處理器為核心的電子控制系統(tǒng)在國外機械上的應用已相當普及,在我國也是發(fā)展的方向,已成為機械高性能的體現(xiàn)。目前機械的電子(微機)控制系統(tǒng)主要用以實現(xiàn)如下功能:

1、在線監(jiān)控、自動報警及故障自診,即對煤礦機械的電動機、傳動系統(tǒng)、工作裝置、制動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)等的在線運行狀態(tài)監(jiān)控,出現(xiàn)故障能動報警并準確地指出故障的部位,從而改善操作員的工作條件,提高機器的工作效率,簡化設備維護檢查工作,降低使用維修費用,縮短停機維修時間,延長設備的使用壽命。如采煤機上變頻器就采用PLC控制,可實現(xiàn)多種在線監(jiān)控和故障自診,還有煤礦用各種電器設備也越來越智能化。

2、節(jié)能降耗,提高生產(chǎn)效率

例如井下使用的膠帶輸送機、通風機、提升機等,使用變頻起動、PLC控制系統(tǒng),節(jié)電量就為30%左右,同時生產(chǎn)效率也大大提高。

3、自動化或半自動化程度的提高

煤礦機械實現(xiàn)自動化或半自動化控制,可以減輕操作者的勞動強度,提高生產(chǎn)效率,并減少因操作者的經(jīng)驗不足,對作業(yè)精度的影響。例如,冀中能源黃沙礦2009年投入使用的一整套薄煤綜采設備,由我國北京天地瑪坷電液控制系統(tǒng)有限公司與德國MARCO公司合作生產(chǎn)的PM31型液壓支架電液控制系統(tǒng),就是微電腦控制,只要在支架操作控制器上輸入程序,支架使會自動連續(xù)動作,也可實現(xiàn)遠程控制和工作面無人操作。超級秘書網(wǎng)

4、其他應用

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關鍵詞機電一體化技術應用

1機電一體化技術發(fā)展

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發(fā)展和進步有賴于相關技術的進步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。

1.1數(shù)字化

微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡的迅速崛起，為數(shù)字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數(shù)字化要求機電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復。

1.2智能化

即要求機電產(chǎn)品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在CNC數(shù)控機床上增加人機對話功能，設置智能I/O接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發(fā)展，為機電一體化技術發(fā)展開辟了廣闊天地。

1.3模塊化

由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標準機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。

1.4網(wǎng)絡化

由于網(wǎng)絡的普及，基于網(wǎng)絡的各種遠程控制和監(jiān)視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術使家用電器網(wǎng)絡化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應朝網(wǎng)絡化方向發(fā)展。

1.5人性化

機電一體化產(chǎn)品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調，使用這些產(chǎn)品，對人來說還是一種藝術享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。

1.6微型化

微型化是精細加工技術發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(tǒng)(MicroElectronicMechanicalSystems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫(yī)用微探針，1988年美國加州大學Berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在MEMS工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種MEMS器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。

1.7集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結構的優(yōu)化與復合，又包含在生產(chǎn)過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強。

1.8帶源化

是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產(chǎn)品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。

1.9綠色化

科學技術的發(fā)展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調而可再生利用的產(chǎn)品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。

2機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中應用

在鋼鐵企業(yè)中，機電一體化系統(tǒng)是以微處理機為核心，把微機、工控機、數(shù)據(jù)通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現(xiàn)工程大系統(tǒng)的綜合一體化創(chuàng)造有力條件，增強系統(tǒng)控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業(yè)中主要應用于以下幾個方面：

2.1智能化控制技術(IC)

由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統(tǒng)、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業(yè)的產(chǎn)品設計、生產(chǎn)、控制、設備與產(chǎn)品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統(tǒng)、電爐和連鑄車間、軋鋼系統(tǒng)、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調度系統(tǒng)、冷連軋等。

2.2分布式控制系統(tǒng)(DCS)

分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統(tǒng)可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發(fā)展，分布式控制系統(tǒng)的功能越來越多。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統(tǒng)可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。分布式控制系統(tǒng)與集中型控制系統(tǒng)相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。

2.3開放式控制系統(tǒng)(OCS)

開放控制系統(tǒng)(OpenControlSystem)是目前計算機技術發(fā)展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標準設計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統(tǒng)通過工業(yè)通信網(wǎng)絡使各種控制設備、管理計算機互聯(lián)，實現(xiàn)控制與經(jīng)營、管理、決策的集成，通過現(xiàn)場總線使現(xiàn)場儀表與控制室的控制設備互聯(lián)，實現(xiàn)測量與控制一體化。

2.4計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)

鋼鐵企業(yè)的CIMS是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業(yè)已基本實現(xiàn)了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產(chǎn)過程的統(tǒng)一管理，難以適應現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)的要求。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質優(yōu)價廉，及時交貨。為了提高生產(chǎn)率、節(jié)能降耗、減少人員及現(xiàn)有庫存，加速資金周轉，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理整體優(yōu)化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經(jīng)濟效益，提高了企業(yè)的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在20世紀80年代已廣泛實現(xiàn)CIMS化。

2.5現(xiàn)場總線技術(FBT)

現(xiàn)場總線技術(FiedBusTechnology)是連接設置在現(xiàn)場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數(shù)字式、雙向、多站通信鏈路。采用現(xiàn)場總線技術取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現(xiàn)場總線連接可省去66%或更多的現(xiàn)場信號連接導線。現(xiàn)場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化PLC(ProgrammableLogicController)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。

2.6交流傳動技術

傳動技術在鋼鐵工業(yè)中起作至關重要的作用。隨著電力電子技術和微電子技術的發(fā)展，交流調速技術的發(fā)展非常迅速。由于交流傳動的優(yōu)越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數(shù)字技術的發(fā)展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現(xiàn)，交流調速系統(tǒng)的調速性能已達到和超過直流調速水平。現(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調速。交流傳動系統(tǒng)在軋鋼生產(chǎn)中一出現(xiàn)就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。

參考文獻

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5林行辛．鋼鐵工業(yè)自動化的進展與展望[J]．河北冶金，1998（1）

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根據(jù)機電一體化人才培養(yǎng)方案和本專業(yè)的課程設置，研究改革課程設計大綱基本要求。根據(jù)應用型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)要求，課題的方向主要分為兩大方向進行選擇：一類題目主要針對應用能力培養(yǎng)，把本專業(yè)的知識進行有機的綜合，提高學生的綜合實踐能力；另一類題目主要針對創(chuàng)新能力培養(yǎng)，結合創(chuàng)新設計大賽相關題目，把本專業(yè)的知識進行創(chuàng)新性應用，提高學生的創(chuàng)新設計能力。普通型課程設計題目1）向學生征集。在課程中學生擁有與課程設計相關的好想法，可以展開討論，要求對其方案進行分析，符合課程設計要求的，教師根據(jù)其內容下達課程設計的任務。實踐證明，對自己提供方向的題目，學生的積極性會很強。2）選擇典型機電一體化產(chǎn)品讓學生進行設計，結合學生的實力進行選取，同時與本專業(yè)的專業(yè)方向盡可能的相關，開發(fā)學生的潛能。比如數(shù)控方向的學生，可以選擇數(shù)控車床工作臺二維運動伺服進給系統(tǒng)設計、數(shù)控銑床工作臺三維運動伺服進給系統(tǒng)設計等，為未來職業(yè)發(fā)展打下好的基礎。3）學習借鑒其他學校機電一體化設計的內容，在現(xiàn)有設計內容的基礎上，根據(jù)本校本專業(yè)課程設置的特點，對設計的內容做以適當增減，以適合本專業(yè)的學生。創(chuàng)新型課程設計題目可以借鑒全國機械創(chuàng)新設計大賽的課題[3]，其中每屆成功參與全國總決賽的作品都收錄在決賽作品選集中，由高等教育出版社出版。這里面有比較好的案例，同時作品中也存在可以改進的地方，有興趣的學生可以從中選擇與機電一體化相關的課題，提升自己的能力。在條件允許的情況下，可以做出產(chǎn)品的模型，提高學生的機電一體化能力，同時也可以為學生參加今后的機械創(chuàng)新設計大賽做準備，做到“以學促賽，以賽促學”。在專業(yè)教學中，學生經(jīng)常會困惑本專業(yè)畢業(yè)后到底有什么前途？能做什么？機電一體化課程設計教學貼近實際，能把多門專業(yè)課有機地結合起來，把枯燥的課本知識靈活地運用，極大地鼓舞了學生的興趣，激發(fā)學生對實際問題的思考，對工程實踐產(chǎn)生濃厚的興趣。堅持理論教學與實踐教學并重，可大幅提高教學效率和教學質量，同時為選拔優(yōu)秀學生參加機械類學科競賽提供條件。

2課程設計的實施方式

課程設計實施方案：設計報告書是對整個設計過程的總結和提升，也是進行工程交流的重要文獻資料，通過指導學生撰寫課程設計報告書，培養(yǎng)學生撰寫工程技術文檔的能力。對設計說明書的撰寫，提出如下要求：1）嚴禁課程設計報告抄襲，基本工作獨立完成；2）根據(jù)任務書能提出合理的設計方案和機構的工作原理；3）設計要符合國家標準，學會使用設計手冊、專業(yè)術語、專業(yè)名詞規(guī)范；4）設計圖圖紙規(guī)范，符合設計說明書的要求，不照抄手冊和案例，設計參數(shù)與圖紙相一致；5）學會使用專業(yè)相關軟件，對設計的機械機構和控制部分進行分析和仿真，是驗證設計正確的有效手段之一；6）課程設計配備了一些實際的零部件可供學生設計使用，以及基本的控制電路，學生要具備一定的實踐操作能力，掌握器件的選擇與焊接，會進行程序的編寫，掌握系統(tǒng)故障的檢測與維修能力。課程設計采用分組式進行，每個小組3～5人，視工作量而定。課題難度較大可以分五人，原則上一般三人為一組。每個小組在規(guī)定的時間完成基本要求，每個學生都要參與該組課程設計答辯，通過問題了解學生在課程設計中所做的主要工作，檢查有無抄襲情況、有無坐享其成的學生，結合設計報告書的撰寫質量和實際所做的產(chǎn)品質量進行綜合評定。

3實施效果

通過在重慶大學機械電子工程專業(yè)的實踐，在機械電子工程專業(yè)中開設機電一體化課程設計，已基本摸索出培養(yǎng)機電復合型技術人才的規(guī)律。普通型題目實現(xiàn)機電融合、知識整合理論教學與工程實踐并重。由于在教學中缺乏機電知識綜合運用能力的培養(yǎng)和訓練，學生在學習了機械設計、機械制造和電子技術、計算機技術和傳感器技術等基礎課程后，不能很好地將機、電的知識融會貫通，大多數(shù)學生也只是了解基本的機電設備的基本功能，在系統(tǒng)運用中存在問題，在機電一體化系統(tǒng)的綜合設計方面存在不少困難。通過開設機電一體化課程設計實踐教學環(huán)節(jié)，通過理論設計與實際操作，比如數(shù)控工作臺進給系統(tǒng)的設計，從電機、聯(lián)軸器、絲杠、導軌的設計到型號的選擇、控制單片機的設計與仿真，最終實現(xiàn)數(shù)控工作臺進給系統(tǒng)的裝配與調試。機電一體化課程設計對學生的理論知識與實踐緊密地連接起來，提高了學生的綜合應用能力。創(chuàng)新型題目為學生參加機械創(chuàng)新競賽做了鋪墊通過課程設計，為機械學科學生參加如全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽做了鋪墊。在第六屆全國大學生機械創(chuàng)新設計大賽（重慶賽區(qū)）中，學生榮獲重慶賽區(qū)一等獎一項、二等獎一項。其中，“幻顯黑板”作品獲得國家專利。該作品包括了框架的設計、傳動系統(tǒng)布置，控制系統(tǒng)采用單片機控制，執(zhí)行元件有步進電機、直流電機、電磁離合器、電磁制動器、光電編碼器等器件。本次參賽作品充分運用機電一體化技術，機電一體化課程設計改革效果顯著。

4結語

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（一）不完善的教學條件

在我國，大部分中職院校中，雖然擁有基本的專業(yè)課程以及相關的實訓條件。但是，大多數(shù)的中職院校的教學模式傾向于：驗證性。缺少大型綜合性的機電一體化實驗課程，即：缺少機電一體化專業(yè)的綜合性以及針對性。從而嚴重影響到了機電一體化專業(yè)的實踐能力的培養(yǎng)。所以，針對不完善的教學條件現(xiàn)狀，中職院校可以采用與小型企業(yè)合作的方式，進而實現(xiàn)本專業(yè)學生的實踐能力的提高。

（二）師資力量薄弱

在中職院校中，很少有“雙師型”教師，即使是有，存在的比例也相對較小。而對于專業(yè)的理論教師來說，他們并沒有足夠的能力進行實訓教學。所以，中職院校可以采用聘用企業(yè)的高資歷的員工對學生進行相關的實踐培訓內容。

（三）沒有進行系統(tǒng)的專業(yè)定位

在我國部分中職院校中，并沒有制定系統(tǒng)的專業(yè)定位。嚴格意義上來說，電子與機械不能作為一個學科來學習的。而對于中職學生來說，在三年之內，準確掌握兩個學科的所有知識，是不科學的。從理論的基礎上而言，應該制定一個側重面，或以機為主，或以電為主。

二、專業(yè)改革與專業(yè)課程課程體系構建

（一）重新構建專業(yè)課程體系

大學的課程體系的建設要在專業(yè)教育的特征開始，要根據(jù)職位必須具備的知識與能力進行。應該把知識的運用作為重點，針對課程進行升級和調整，全面思考和中職的聯(lián)系，防止重復。課程體系在建設的過程中，應該遵循以下幾點：首先，把要培育的對象分解到各個教學模塊單元。并且要明確各個教學模塊單元能夠承受的職能以及需要培育的知識與能力。其次，應該調整好教學模塊間互相重復和交叉的知識。綜合化的課程應該重點培育綜合運用知識的能力。再次，理論教學和實踐教學應該有機的結合在一起。應該運用“講練式”的現(xiàn)場教學或者“啟發(fā)式”的教學方式。最后，課程的整體設置比較注重針對性與實用性，而不是理論知識的完善性與系統(tǒng)性。綜上所述，專業(yè)的課程體系分為兩方面，即綜合化系列的課程與專門化模塊課程。1.綜合化系列課程（1）機械制圖，具體包括原來機械制圖的內容，以及添加了計算機協(xié)助繪圖的內容。讓學生把制圖、尺寸標注以及公差標注結合在一起。（2）機械設計基礎，包括三部分，即工程力學、金屬材料和熱處理以及機械原理。這個課程重點是培育學生與機械工程有關的基礎知識與能力。（3）傳感器技術，具體包括三部分，即傳感器的類型、運用以及原理。（4）計算機應用技術，包括三個方面，即計算機的原理、編程以及資料的處理。（5）機電一體化系統(tǒng)設計，包括三部分，即商品設計的方式、系統(tǒng)的設計實例以及掌控的形式與策略。2.專門化模塊課程專門化模塊通常是依照設置的方向，融合本專業(yè)的發(fā)展情況和對人才需要的狀況，在畢業(yè)實習期間完成。此模塊完成的核心是，在就業(yè)之前進行相關培訓，為之后的工作打下較好的基礎，并且要明確實踐性和全面性。師資、設備符合條件的學校，在學校期間就應該完成這個模塊。在完成的過程中，應該把學生分為幾個專業(yè)的合作小組，學生可以隨意進入各個小組。各個合作組需要完成一個子課題。而子課題根據(jù)本質的不同能夠分為生產(chǎn)加工型、開發(fā)設計型以及生產(chǎn)綜合型這三方面。師資、設備不符合條件的學校，應該和企業(yè)合作，將專業(yè)化的模塊放入企業(yè)中來實行。使得老師和企業(yè)員工依照企業(yè)的狀況，共同完成模塊課程的開發(fā)和教學。

（二）實踐教學課時設置原則

篇10

《機電一體化技術》是我校機械設計制造及其自動化專業(yè)的必修課程，它強調知識結構系統(tǒng)性和教學體系完整性的統(tǒng)一，使學生對機電一體化技術有較全面的認識，系統(tǒng)地掌握機電一體化系統(tǒng)各元部件的選擇、計算的基本理論和方法，初步具備機電一體化系統(tǒng)的設計能力。主要任務是使學生在機電一體化技術方面具有較廣泛的知識，了解機電一體化系統(tǒng)（產(chǎn)品）涉及的相關技術，重點掌握典型機電一體化系統(tǒng)構建、設計，使學生在今后的工作中具有綜合應用多學科知識的能力。所用教材是梁景凱主編的《機電一體化技術與系統(tǒng)》（機械工業(yè)出版社，2009年）[9]。先修課程主要包括電工學、機械原理、自動控制原理、微機原理、工業(yè)機器人等。電梯控制是《機電一體化技術》的重要內容，通過學習，使學生從應用角度出發(fā)熟悉常用控制電器的結構原理、用途、型號及選用方法，了解和掌握基本電氣控制系統(tǒng)的分析與設計方法。在此基礎上，學習可編程控制器(PLC)的基本原理，達到以下目的：具備對一般電氣控制線路獨立分析的能力；掌握PLC的基本原理；掌握某一系列PLC的邏輯指令、步進梯形指令、功能指令；了解編程器與編程軟件及其使用方法；掌握PLC的系統(tǒng)設計與調試。最終能綜合運用所學知識解決一定實際問題，為畢業(yè)后從事本專業(yè)范圍內的各項工作奠定基礎。針對我校機械設計制造及其自動化專業(yè)的2012級本科生，把項目教學法應用到《機電一體化技術》的教學中，為該方法的推廣應用作鋪墊。

1）項目的確立和設計項目教學法的開展，依賴于學生現(xiàn)有的專業(yè)理論掌握情況，是在學生掌握一定專業(yè)理論前提下的教學活動。項目教學法成敗的關鍵是設計一項合適的工作任務，即提出目標。項目目標不僅指向某種專業(yè)知識內容的掌握和應用，而且指向專業(yè)知識的綜合探究過程，指向學生的探究意識，學生可以通過各種不同的探究途徑，有不同的選擇，項目的確定要從現(xiàn)實條件和可行性兩方面加以選擇，項目設定難度和可操作性，要直接與學生現(xiàn)有知識層次關聯(lián)。項目不能設得太大，太大使學生難以完成，提不起興趣，項目的難易應循序漸進，教師的條件和學校可提供的硬件環(huán)境也是項目設定中必須考慮的因素。因此，在此環(huán)節(jié)應充分考慮以下幾個方面：（a）項目活動能否調用學生已有的知識?（b）項目活動如何幫助學生完成新知識的自主學習？（c）此項目能否讓學生感興趣？（d）如何讓學生之間加強溝通與合作學習？（e）如何讓學生把所學的知識與現(xiàn)實聯(lián)系起來？（f）項目完成后是否有助于增強學生的自信心？在學習“第5章電梯信號控制系統(tǒng)”的第3節(jié)“電梯的PLC控制”時，我們設計了這樣的任務：要求學生自己選用某一種類型的PLC，完成4層載客電梯的控制，主要任務包括：設計電氣控制原理圖；進行PLC選型及I/O分配；PLC控制程序的編寫；系統(tǒng)安裝、調試；繪制設計圖樣等，最終實現(xiàn)電梯開、關門控制電梯轎廂快、慢速升降點動控制；電梯樓層連續(xù)顯示；電梯內選、外呼信號操作指示的記憶與解除控制等具體功能。眾所周知，目前電梯控制系統(tǒng)主要有三種方式：繼電路控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、微機控制系統(tǒng)。繼電器控制系統(tǒng)由于故障率高、可靠性差、控制方式不靈活以及消耗功率大等缺點，目前已逐漸被淘汰。微機控制系統(tǒng)雖在智能控制方面有較強的功能，但也存在抗擾性差，系統(tǒng)設計復雜。而PLC控制系統(tǒng)由于運行可靠性高，使用維修方便，抗干擾性強，設計和調試周期較短等優(yōu)點，倍受人們重視，已成為目前在電梯控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式，也廣泛用于傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的技術改造。PLC采用的編程語言有梯形圖、布爾助記符、功能表圖、功能模塊和語句描述編程語言，編程方法的多樣性使編程簡單、應用面廣，操作靈活方便，監(jiān)視和控制變量十分容易。現(xiàn)在PLC的功能越來越強大，品牌很多，特點各異，世界上著名的品牌有西門子、三菱、歐姆龍、施耐德等，這四大品牌各有所長，三菱FX2N系列執(zhí)行速度快、適合世界各國不同的電源以及滿足單個需要的大量特殊功能模塊；歐姆龍PLC功能完善，結構靈活不受環(huán)境的限制，傳輸質量高、速度快、帶寬穩(wěn)定，成本低，適用面廣；西門子PLC在我國廣泛應用于冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領域，其中型機可對設備進行直接控制，具有較強的控制功能和較強的運算能力；法國施耐德PLC主要有Quantum、Compact、Mo－mentum等系列，其編程軟件是施耐德電氣自動化的核心產(chǎn)品，處理器的靈活性可以實現(xiàn)更高的性能。采用項目教學法，讓學生了解、熟悉PLC在電梯控制中的具體應用，這是在《機電一體化技術》課程中的一次全新嘗試，同學們既有濃厚的興趣，躍躍欲試，又感不知所措。

2）分組制訂計劃及自主學習項目確定后，接下來便是分組實施，以小組為單位，既體現(xiàn)合作性，又體現(xiàn)獨立性，分組時要注意學生的搭配。將基礎好、能力強的學生與基礎相對較差的學生組合在一起，這樣能保證任務及時地完成，利于優(yōu)生對基礎較差的學生進行幫助。全班30人，被分成4個組，每個組選出1名組長負責本組的實施，各組爭先恐后地開始查資料、自學，甚至向其他老師咨詢，不亦樂乎。

3）實施計劃第1組選用日本三菱FX2N系列PLC，第2組選用日本歐姆龍CPM1A-V1系列，第3組選用德國西門子S7-200系列，第4組選用法國施耐德Momentum系列。明確任務后，各小組在組長的領導下，有條不紊地校電工電子實訓中心進行，先從電梯的控制原理入手，查資料、討論、試驗、再討論、再試驗。具體實施步驟如下：①元件選擇。在明確項目任務的情況下，根據(jù)控制要求，確定PLC的輸入輸出點數(shù)，畫出I/O分配圖。②程序設計。在程序設計思路上，采用順序控制設計法，即根據(jù)系統(tǒng)的工作過程繪出順序功能圖，再根據(jù)順序功能圖設計出梯形圖的方法。這是整個項目的難點，同時也是培養(yǎng)學生獨立思考、分析問題、解決問題、進行創(chuàng)造性思維的過程。③運行調試。在程序調試過程中，學生遇到了許多問題，在我們的啟發(fā)下，讓學生自己去分析發(fā)現(xiàn)錯誤原因，使他們在解決問題的過程中學習分析問題的方法和技巧，最終4個小組都完成了規(guī)定任務。

4）檢查、評估項目教學中，學習過程是人人主動參與的創(chuàng)造性實踐活動，注重的不是最終的結果，而是完成項目的過程。在這個過程中，學生理解和把握課程要求的知識和技能，體驗創(chuàng)新的艱辛與樂趣，培養(yǎng)分析問題和解決問題的能力及溝通合作等關鍵能力。它改變了傳統(tǒng)教學老師介紹知識聲嘶力竭，學生覺得枯燥無味，效率低下，死記硬背，難以將知識運用于實際的弊端。經(jīng)過1周的團隊合作，4個組都完成了任務，都感到很欣慰。接下來讓學生進行自我評估，并講解、展示各自的成果。最后我們對各組進行點評，首先充分肯定了同學們的成績，點贊各組在實施過程中的靚點，指出這四種PLC各有自己的優(yōu)勢，并將主要優(yōu)勢列于表1中。總之，經(jīng)過這樣一次嘗試，讓學生獲得了一定知識，而且激發(fā)了他們繼續(xù)探索的興趣，好象打開了一扇窗口。不僅各組完成了規(guī)定的任務，在老師的啟發(fā)下，學生自己又將這幾種PLC進行了比較。比如：三菱PLC與西門子PLC的編程理念不同，三菱PLC編程直觀易懂，學習起來會比較輕松，而西門子PLC指令比較抽象，學習難度較大，但指令較少，而三菱的指令較多，所以學習三菱和學習西門子的周期是一樣的；三菱的優(yōu)勢還在于離散控制和運動控制，三菱的指令豐富，有專用的定位指令，控制伺服和步進容易實現(xiàn)，要實現(xiàn)某些復雜的動作控制也是三菱的強項，而西門子在這塊就較弱，沒有專用的指令，做伺服或步進定位控制也可以實現(xiàn)，但程序復雜，控制精度不高；過程控制與通信控制是西門子的強項，西門子的模擬量模塊價格便宜，程序簡單，而三菱的模擬量模塊價格昂貴，程序復雜，西門子做通信也容易，程序簡單，三菱在這塊功能較弱；假如某設備只要求控制動作，如機械手，可選擇三菱的PLC，某設備有伺服或步進要進行定位控制，也可選三菱的PLC；像中央空調，污水處理，溫度控制等這類有很多模擬量要處理的就要選西門子的PLC比較合適；若某設備在現(xiàn)場有很多儀表的數(shù)據(jù)要用通信進行采集，則選西門子的就比較明智，……。雖然所學的書本知識這一節(jié)已經(jīng)結束了，但同學們的興趣和討論卻遠遠沒有停止。

2結語