發布時間：2022-06-23 09:30:52
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇機電一體化技術研究，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
接口技術在機電一體化中的運用研究
隨著信息技術等的發展,機電一體化已經成為一種發展趨勢,同時也為人們的生產、生活提供了更多的便捷。接口是幾點一體論文聯盟化產品的重要組成部分,有效運用接口,可以更好地將幾點一體化產品中的各個組件有機地連接起來,使機電一體化產品的運行能夠更加順暢、有效。因此,接口技術的研究與運用,直接影響著機電一體化產品的運用效能,相關工作人員應該積極創新接口技術,滿足機電一體化技術不斷發展的需求,進而提高機電一體化產品的質量,更好地為人們的生產、生活服務。
1 簡述接口、接口類型與接口連接方式
機電一體化系統,即是將機械系統與電子系統有機地聯系到一起,從而發揮機械電子的優勢,提高機電一體化產品的應用性能。而接口是機電一體化產品的重要組成部分,它是連接機械系統與電子系統各個模塊的重要組件,具有調節、匹配、緩沖等性質,可以有效地轉換電平、增加功率,使機電一體化產品的性能得到提高;一些技術人員將接口加設抗干擾材料,可以將電子系統與控制系統之間相互隔離,防止兩個系統之間的信號受到干擾,影響電子系統與控制系統運行的可靠性;接口的運用,還可以進行電路轉換,保證機電一體化產品中各個系統之間電流量的匹配,進而提高機電一體化產品的運行效率。
不同的機電一體化產品,其性能、工作原理等都存在差異,自然接口也不完全相同。也就是說,在運用接口技術連接子系統的各個模塊時,需要運用到不同的接口。技術人員根據實際情況將接口分成兩類,即機電接口與人機接口。機電接口是指執行機構驅動系統與傳感器之間的接口,它可以模擬信息的輸入與輸出,并為機電一體化系統提供平穩的電流,以保證機電一體化產品能夠保持一個有序的運行狀態;人機接口是指工作人員或者技術人員與計算機之間的接口,這種接口可以將工作人員的指令,利用計算機網絡進行編碼形成有效的信息數據,并通過接口在各個子系統之間相互傳遞信息,以滿足實際需要。
2 接口技術在機電一體化中的運用
2.1 概述接口技術
在機電一體化技術發展的過程中,接口技術是隨之發展起來的新型技術。顧名思義,它是將機電一體化中各個組件、系統相互連接,使其發揮最佳效用的技術。接口技術在機電一體化產品中的應用,可以更加有效地使機電一體化產品中各個復雜的子系統模塊之間有效地連接起來,促進其數據、信息的傳遞與轉換,使機電一體化產品的性能得到提高。而隨著接口技術的發展,機電一體化技術也將得到更快的發展,并將向著網絡化、綠色化、智能化、模塊化方向發展,機電一體化產品的性能也將越來越高,為人們生產、生活提供更多的便利。
2.2 接口技術在機電一體化中的運用
眾所周知,接口技術在機電一體化中的應用,大大提高了機電一體化系統的性能,同時也促進了機電一體化技術的發展。那么,接口技術到底是怎樣運用到機電一體化系統中的呢？
第一,連接機電一體化系統中的各個子系統模塊,充當“開關通道”。在機電一體化系統中,各個子系統模塊相互連接,再通過電子系統進行智能化控制,將信息系統中的數據、信息進行傳遞與轉換,使各個系統模塊都能夠在電子系統的控制下運作。要想實現以上功能,就必須有連續的電流,而在接口技術運用下的接口可以充當“開關通道”,工作人員只需正確操作開關執行器,為系統模塊之間的連接提供連續的、平穩的電流,就可以有效實現以上功能。
第二,工作人員可以根據需要手動接口,滿足工作需求。工作人員在操作監控機電一體化系統運作時,通過人機接口使系統按照工作人員的需要進行運作,這種被稱為人機接口。人機接口主要分成輸入與輸出接口,工作人員只需按照需要將指令通過硬件輸入系統,系統就會按照需要將指令編碼成信息數據,并通過接口傳遞給各個系統模塊,輸出相應的狀態、運行參數等,以實現工作人員監控機電一體化系統的目的,滿足工作需要。
第三,運用接口技術,可以有效提高系統輸出信號的質量。傳統的機電一體化技術中,接口的運用還不是很成熟,導致系統顯示的數據、信息等質量不高。隨著接口技術的不斷發展,越來越多的機電一體化系統在運用接口技術之后,有效地提高了數據、信息輸出的質量。工作人員能夠有效控制輸出的數據、信息等運行參數,對這些數據、信息等進行有效的調整,就可以實現監控生產過程的目的。
2.3 運用接口技術需要注意的問題
接口技術是在機電一體化技術上發展起來的,所以在運用接口技術的時候,需要注意以下問題。技術人員在運用接口技術將接口連接于各個子系統模塊之間,需要注意接口技術是否與機電一體化技術相匹配,是否能夠符合機電一體化產品在性能上的要求,這些都是技術人員需要思考的問題。只有合理選擇、運用接口技術,才能為機電一體化產品的性能正常發揮起到基礎的作用;任何技術在運用過程中,都需要進行調試,以確保技術運用的科學性、合理性與可靠性。同樣,接口技術的運用也需要進行智能調試。一般來說,技術人員在運用接口技術連接各個子系統模塊之后,就要及時地進行系統測試與接口的智能調試,這樣才能在第一時間發現問題、解決問題,保證機電一體化產品的可靠運行,也可以為以后接口技術的發展提供參考;接口在使用過程中,人機接口是比較常見的,它是根據實際生產需要而進行的人工調整的接口,也就是說,這種接口是可調的。因此,技術人員運用接口技術必須積極思考機電一體化產品的實際生產效能,并注重接口技術的各項指標能夠按照要求合理調控,結合實際情況運用接口技術。這樣的接口技術才能保證機電一體化系統可以按照需要隨時進行調控,實現智能化、網絡化,提高接口技術的運用效果。
3 結語
總而言之,隨著我國工業化進程的不斷深入,各種相關技術也在不斷發展。機電一體化技術作為促進工業化與機械化發展的重要技術之一,對我國社會建設與人們生活水平的提高有著重要的意義。而接口作為機電一體化產品的重要組成部分,接口技術的發展也影響著機電一體化技術的發展。所以,相關技術人員應該積極創新接口技術,從各個方面提高機電一體化產品的質量,進而促進機電一體化產品在社會建設中重要作用的發揮。
摘要：本文從分析學科課程體系不符合職業教育特征的角度出發，提出構建高職機電一體化專業工學結合一體化課程體系的必要性，論述了機電一體化專業課程體系構建的技術路徑，分析了機電一體化專業課程體系實施過程中需要重點解決的三個問題。
關鍵詞：高職；機電一體化專業；一體化課程體系；技術路徑
近年來，隨著國外先進職業教育課程建設理念與技術的逐步引進與推廣，工學結合作為職業教育的重要特征也逐漸得到認同。廣州市工貿技師學院順應國內外市場對技能型人才的需求，即技能人才需具備綜合職業能力和奠定持久的職業生涯發展，在機電一體化專業建設中，提出構建工學結合的一體化課程體系的工作目標，并在具體的教學中實施。
機電一體化專業課程體系改革的必要性
長期以來，我國職業教育所采用的課程體系多為學科課程體系，其基本特征是以學科內容為中心設計課程，依據不同學科之間的相關性，按照先后順序開設教學科目。雖然學科課程體系具有邏輯性和系統性較強的優點，但是，隨著科學技術和產業組織結構的發展，其缺點也日益凸顯，如學科課程忽略世界的整體性，將原本內在統一的科學、藝術、道德割裂開來；學科課程強化“精英文化”，強化少數人利益，與“大眾文化”割裂開來；學科課程以灌輸學科知識為宗旨，過多倚重接受學習，忽視發現學習、探究學習、行動學習在人的發展中的價值，忽視社會經驗的獲得和實踐能力的形成；學科課程的系統性不能等同于職業活動的系統性，學科課程所強調的抽象概念和理論與職業教育的應用性、實踐性要求不相符。
進入新時期，現代企業和社會管理步入了以過程為導向的綜合化運作時代，強調勞動者專業能力、社會能力及方法能力的綜合運用，孤立的學科課程體系與此需求相去甚遠。因此，改革長期徘徊在職業教育領域的學科課程體系，構建適應社會經濟發展和企業用人需求的新課程體系勢在必行。
在機電一體化專業的學科課程體系中，課程主要分為專業基礎課程和專業實訓課程，專業基礎課程強調《工廠電氣控制技術》、《電工電子技術》、《機械制造技術》、《單片機與接口技術》、《液壓與氣動技術》、《自動檢測技術》、《機電一體化技術與系統》等專業理論知識的學習，專業實訓課程強調《金工基本技能實訓》、《機電設備拆裝》、《電子電工專項技能實訓》、《機電一體化技術實訓》基本操作技能的訓練，不管是理論知識的學習，還是單項技能的訓練，學科課程體系均從片面的片段的角度看待本專業的整體性職業活動，沒有與完整的工作過程建立一種直接的聯系，對專業人才完成一項綜合性工作任務所需的綜合職業能力培養非常有限。因此，改革機電一體化專業的學科課程體系，構建工作過程導向的課程體系勢在必行。
機電一體化專業課程體系改革的技術路徑
職業教育是為人們勝任職業活動和通過職業活動實現人的發展而提供的教育，具有完整的工作過程是職業教育的基本要求，因此，職業教育過程中的媒介和手段都應是工作化的，必須將具體的工作情境置于教學過程之中，并以工作性思維來構建教學過程，根據職業教育的特征和規律，課程設計開發要體現“在工作中學習，在學習中工作”的理念。
基于工學結合的一體化課程體系改革理念，在機電一體化專業課程體系構建中，課程的設計和開發必須以工作為基礎，并保證以工作為基礎的教學過程必須產生勝任現實工作的能力。校企合作的優秀是認識企業的工作形態和工作內容，并將其充分而有效地呈現于教學過程之中，聘請企業專家參與課程建設、簽訂校企合作合同、組織師生企業實習，其目的都是為了保證“工作呈現”的有效性。
因此，在機電一體化專業課程體系構建中，本專業一體化課程體系的開發設計技術路徑如下：行業、企業情況分析和崗位工作分析召開實踐專家訪談會提取典型工作任務一體化課程轉化確定學習任務設計教學計劃編制學習材料（工作頁等）開發投入實施。
行業、企業情況分析和崗位工作分析通過企業調研，與企業實踐專家訪談，與企業工程技術人員探討，觀摩企業實際生產運作等途徑，分析行業、企業實際工作情況和對技能人才的用人要求，確定本專業技能人才的就業領域有：電氣設備和機電一體化設備的運行、安裝、調試與維修；電氣、機電產品生產現場的工藝實施；儀器儀表的配置、檢測、調試與維修；機電一體化工程項目的施工、維護及技術服務；機電類產品的營銷與售后服務；機電設備的技術改造、技術管理、產品輔助開發等。
召開實踐專家訪談會，提取典型工作任務向若干機電一體化行業的企業一線人員發放“實踐專家工作職責調查表”，分析企業一線技能型人才的個人工作經歷和現從事崗位工作職責、工作內容，從而遴選符合參加實踐專家訪談會條件的企業實踐專家。學校確定課程開發主持人、專業骨干教師及聘請的實踐專家之后，召開實踐專家訪談會。會上，在課程開發主持人主持，專業骨干教師配合下，引導企業實踐專家填寫個人“實踐專家職業發展階段分析表”，“實踐專家職業發展階段分析表”要求每位企業實踐專家列舉從進入機電一體化行業開始到成為實踐專家的發展過程的若干階段及其每一階段所從事過的、有挑戰性的、完成工作的過程能夠提高工作能力的有代表性的工作任務實例。待所有實踐專家填寫個人“實踐專家職業發展階段分析表”后，課程開發主持人引導實踐專家配合，從所有填寫后的“實踐專家職業發展階段分析表”中提取代表性工作任務，最后根據人才培養目標要求分析確定典型工作任務并按從入行到實踐專家的職業發展階段進行排序。機電一體化專業提取的典型工作任務，按照初級——中級——高級——技師的職業發展排序，通過企業實踐專家分析，共提取了“機電設備裝配、調試與維護”、“電氣控制柜的安裝調試”、“機電一體化系統疑難故障診斷與檢修”等16個典型工作任務。
轉化確定學習領域課程根據職業教育規律和目標，按照一個典型工作任務轉化為一門學習領域課程的原則，在企業實踐專業和學校專業骨干教師的共同討論分析下，將職業行動領域中的典型工作任務轉化為職業教育領域中的學習領域課程。機電一體化專業最終確定的學習領域課程有：“電氣安裝”、“機電設備疑難故障檢修”、“機電一體化系統設計”等16門課程，每門課程均體現一項完整的工作任務。
設計學習任務，編制教學計劃根據地區區域經濟發展水平和學校教育教學基本條件，對應每一門課程，開發設計若干學習任務。學習任務可以直接來源于企業，也可以由學校根據工作任務要求設計開發，但它原則上是一個完整的工作任務，能體現完整的工作過程。機電一體化專業開發設計的學習任務有：“工具和儀表檢修”、“齒輪傳動機構拆裝與測繪”、“常見機床動力電路安裝與檢測”、“自動生產線總裝與調試”等58個。在學習任務的排序上遵循由易到難的排列原則，低年級設計數量較多的引導性較強的學習任務，高年級設計數量較少的綜合性和開放性較強的學習任務，完成所有學習任務的，其目標實現之和應該大于或等于所屬一體化課程的目標。學習任務設計完成后，根據學校實際師資情況和設施設備情況，以及教育教學秩序要求，確定每個學習任務的學習與工作時間，編排可執行的教學計劃。
學習材料（工作頁等）開發，投入實施根據學習任務的目標要求，學校專業骨干教師到相關企業收集企業實際生產任務的工作素材、行業標準、企業標準、工作規范要求等，運用編寫學習材料的規范要求和技術方法，聘請企業專家與專業骨干教師共同編制教學材料，例如工作頁。學習材料開發完畢后，學校組織行業企業專家和課程開發專家評審課程體系成果材料，評審通過后投入實驗。
機電一體化課程體系的實施
目前，廣州市工貿技師學院機電一體化專業的四年制預備技師班、三年制高級技工班均采用工學結合的一體化課程體系實施教學，其教學效果得到廣大師生的一致認可。主要體現在以下四點：（1）新課程不僅讓學生掌握知識和技能，而且注重培養學生的信息處理能力、與人合作能力等關鍵能力，有利于學生持久的職業生涯發展；（2）新教學模式基本扭轉了學生被動聽課的習慣，使學生轉變成為探究知識的主體，可以提高學習主動性，增加學習興趣；（3）學生的創造能力、工作能力、應變能力都能通過課堂學習得到鍛煉，對培養學生的成就感、承受挫折能力等有較大幫助；（4）學校的學習工作站比較類似企業的實際工作環境，能夠滿足學習需求。
通過一個周期的實施，總結出課程實施要重點從教學組織模式、師資團隊建設及學習工作環境建設三方面考慮，才能保證課程構建和實施均能取得成功。
教學組織模式課程實施應該以學生為中心，即學習的主體是學生，學生學習的目的就是勝任工作、適應社會和職業發展，因此必須將學習作為工作過程（即教學過程）的中心，以學生自主理解和完成工作任務作為教學的基本手段，并指導學生將理解和完成具體工作任務的能力轉化成為適應變化的策略。學校的一切資源，包括教師資源都是學生實現這一完整過程的基礎，都應服務于學生的學習過程（即工作過程）。按照完成一項工作的基本思路，課程實施應具有完整的工作過程：獲取信息——制定計劃——做出決策——實施計劃——檢查控制——評價反饋。
師資團隊建設由于工學結合的一體化課程強調學生自主完成若干完整的學習任務，學習任務由工作任務轉化而來，在課程實施過程中，教師僅僅起到引導和服務的作用，因此，對教師的工作實踐經驗，對工作的認識和理解均提出了較高要求。目前，職業教育界的教師多來自大專院校，缺乏企業實際工作經驗的占大多數，勢必對工學結合的一體化課程實施帶來影響，所以，學校在考慮推一體化課程實施的同時，要在學校與企業之間建立一個長期合作的師資培養通道，讓教師適應并逐漸勝任新課程的實施。
學習工作環境建設一體化課程實施需要與學習任務相匹配的教學媒體和設施設備，創設盡量真實的學習工作環境，讓學生有機會完成與典型工作任務內容相一致的學習任務，因此，學習工作環境的建設并不僅僅是為了技能的重復操作訓練而購置大量的設備，要從完成一項工作任務所需的綜合性資源建設的角度出發，從促進學生自主學習的學習資源建設的角度出發，規劃設計學習工作環境，也叫學習工作站。機電一體化專業的學習工作環境建設中，每一學習工作站均劃分信息檢索區、學習區、實訓區、工具區、學業成果展示區等五大區域，方便學生自主檢索學習工作過程所需的資源，養成遵循企業工作規范和作業流程的習慣，并能夠在這個環境中實現學生之間的互動交流，互相學習。
總之，構建實施機電一體化專業的工學結合一體化課程體系是一項系統工程，不僅僅是一種課程組織方式的改革，而是一種更深刻的課程價值觀的變革。課程是為學生提供教育服務的直接載體，建設符合企業用人要求、能夠保證學生持久職業生涯發展的課程是我們義不容辭的責任和義務。
論文關鍵詞：機電一體化高職 人才培養 “教學做”一體化雙證融通
論文摘要：根據國家整體規劃，膠東半島藍色經濟圈已經進入快速建設期，機電一體化專業人才需求在本地區也將迎來一個高峰期。本文對其專業人才需求背景進行了詳細的分析，并根據本校及本專業現有的師資力量，提出了建設“高職機電一體化專業技術人才”方案。在本文中，確定了三個專業培養方向，總結了“1.5+0.5+1”的人才培養新模式，“教學做一體化”教學模式，以及“雙證融通”式課程教學模式。
機電一體化技術是集機械、微電子和計算機技術于一體的綜合應用技術，也是現代制造業的優秀技術。隨著山東省大力推進半島制造業基地暨北部沿海經濟產業帶建設，機械制造、電子信息、食品加工和黃金工業四大支柱產業以及汽車、手機、電腦三大產業集群均進入了快速膨脹期。制造業的現代化水平得到了提升，最顯著的標志是采用大量的自動化生產制造系統取代了傳統的、自動化程度較低的生產方式。
現代機電一體化技術是機械、電子、信息和管理等學科有機結合的高新技術，廣泛應用于機械、電子、汽車、食品、醫藥等行業。可以說，任何產品只要投入工業生產，就必須采用自動化生產制造技術以提高產品質量和生產效率，否則將沒有市場競爭力，而自動化生產制造的優秀技術就是機電一體化技術。因此加速培養機電一體化技術高素質技能型人才已經成為高職高專院校的當務之急。在此背景下，山東省大部分高職院校都開設了機電一體化技術專業以滿足社會對該專業人才的需求。但一方面，企業難于招聘到合格人才，另一方面相應畢業生感嘆就業困難，工作難找。分析原因是供非所需，高職院校內部在該專業培養目標與定位、專業建設與課程設置，實習實訓內容及條件等方面存在問題。因此，應依據社會需求確定人才培養目標，以就業為導向構建人才培養新模式，增強人才培養的針對性，適用性，實現人才培養與社會職業崗位的接軌，服務地方經濟，并促進畢業生充分就業。
1 根據半島區域經濟發展需要，確定高職機電一體化技術專業人才的培養目標
在對山東省機電設備制造企業和膠東半島大中型機電企業調研、畢業生跟蹤調查和專業建設委員會論證的基礎上，歸納出半島經濟發展急需的三種職業特色鮮明的機電類就業崗位群，分別是食品灌裝生產線的運行與維護，新能源裝備制造的生產與維護，電子組裝工藝操作。
山東省是我國重要的糧食及食品生產加工基地，隨著人民生活水平的提高，人們對食品的質量、包裝和精細化程度要求越來越高，這就帶動了食品灌裝、包裝設備的飛速發展。自從我省做出重點發展食品產業群的重大決策以來。產業集群蓬勃發展對灌裝生產線人才的大量需求早已初見端倪。
根據國家中長期發展規劃，我國的核電和風電已經進入高速發展期。山東在半島沿海地區規劃了海陽、榮成、乳山三座核電站，并計劃在“十二五”末全部投產發電。同時山東地處東部沿海，具有豐富的風能資源，各大發電集團競相在山東沿海地區修建風力發電廠。這使得山東省核電、風電等新能源裝備制造業快速發展，可以預見隨著山東核電、風電產業發展的推進將需要大量掌握核電、風電相關知識的裝備制造業專業技術人才。
隨著現代信息產業的不斷發展，電子應用技術發展的不斷需求，電子組裝技術在真個電子整機裝配加工中所占的地位越來越重要。膠東半島在發展電子信息與家電產業集群的同時，電子組裝技術備受關注，據調查分析，電子組裝技術產業的人才存在著巨大的缺口，在未來需要眾多電子組裝技術人才滿足企業生產需求。
我們通過以上市場調研，制定了適應區域經濟發展的機電一體化技術專業的人才培養方案，確定了在機電一體化技術公共知識平臺的基礎上分三個專業培養方向：食品灌裝生產線的運行與維護、新能源裝備制造的生產與維護、電子組裝工藝操作。
2 構建科學合理的新型人才培養模式，為膠東半島培養高素質技能型人才
2.1 構建“1.5+0.5+1”的人才培養新模式
機電一體化技術專業的傳統教學模式是實施“2.5+0.5”人才培養模式，即三年中兩年半在學校完成教學計劃規定的所有課程，最后半年赴企業進行頂崗實習。這種傳統人才培養模式難以培養出我們所需要的為地方企業量身打造而熟練掌握專業知識和技能的專門化人才。因而進行人才培養模式改革，構建科學合理的人才培養新模式勢在必行。“1.5+0.5+1”正是貫徹分方向教學并實施產學研合作辦學的一種教學新模式。1.5是指在新生入學后在第一到第三學期，學習基礎類模塊、專業基礎模塊、專業優秀模塊和技能優秀模塊，在這樣一個公共知識平臺的基礎上主要培養學生從事機電類崗位的基本能力。0.5是指在第四學期進行專業拓展能力模塊的學習，即學生根據自己的興趣和就業意向自行選擇三個就業方向的一個，進行該方向一系列知識和技能領域的學習。1是指在最后一年，學生根據各自選擇的專業方向到對口的企業進行更有針對性地進行技能培訓，并順利完成頂崗實習。
2.2 推行“教學做一體化”教學模式
在分方向教學的課程學習中，部分課程專業性強，如沒有合適的實訓載體，學生難以實際掌握該專業技能，因而在合作企業的幫助下建設了兩個校企合作共建實驗室，在這里實現了部分課程理論教學和實踐教學一體化的教學模式，通過以具體的工作任務為中心，實際操作為載體。使學生在實際訓練中得到了知識和技能的培養，提升了學生的職業素質。并有企業技術人員擔任課程的部分授課任務，使學生所學知識與企業的實際需要實現了“零距離”接軌。
2.3 實行“雙證融通”式課程教學
高職教育的特點是突出學生職業技能的訓練，培養學生的職業實踐能力。而國家在長期對各行業生產一線和生產過程職業技能的總結過程中，形成了一套完備的各行業職業資格標準。所以參照行業職業資格標準，進行課程體系的改革和課程內容的重組，有助于提升學生的優秀競爭力。這種以“雙證書”為目標，構建以職業能力為主線的教學內容和教學環節，將“雙證書”教育融入教學全過程，使學生在學習相關課程后可直接參加職業資格證書考試，我校機電一體化技術專業學生在學校期間可考取維修電工（中級）證書和機電一體化技能認證。
3 結語
以服務為宗旨，以就業為導向，走產學研結合的發展道路，是國家對高職院校辦學方向的科學定位。通過對膠東半島人才市場需求的深入調查研究，培養特色鮮明的機電一體化技術專業人才適應區域經濟發展的人才需求，不僅契合高職院校的服務定位，而且提高了畢業生就業對口率，真正實現了學校與企業的“零距離”接軌。
摘要：機電一體化技術是微 電子 技術向傳統機械工程滲透而形成的融合機械工程、電氣工程、 計算 機技術、信息技術等為一體的新興綜合技術。它是 企業 信息化的重要支撐技術,是礦山綜合自動化的基礎。機電一體化技術在煤礦采、掘、運裝備的應用和推廣,極大地提升了我國煤礦生產的綜合實力,為實現高效、安全、潔凈、結構優化的煤炭 工業 生產打下了扎實的基礎。本文對煤礦機電一體化技術在我國的應用進行闡述。
關鍵詞：煤礦 機電一體化技術
0 引言
我國自造的煤礦機電一體化設備都具有智能化、程序化、信息化的特點,以及設備體積小、操作、維護方便、保護齊全、性能可靠等優點。從1970年我國自行設計制造和裝備的第一套綜合機械化采煤工作面在大同礦務局試驗起，我國的機電一體化技術開始萌芽。到上世紀80年代后期，我國綜合機械化采煤取得了空前的 發展 ，大大推動了我國的煤礦機電一體化技術的進程，采煤機已由液壓牽引向電牽引發展。到了上個世紀90年代中期，在原有的研究成果上，又開展了采運支機械微機監控、故障診斷的研究和支架電液微機技術應用的研究，并研發了大功率電牽引采煤機。而進入21世紀后，我國煤礦機電一體化技術的研究和應用領域均有重大突破，在煤礦安全生產監控、大型固定設備的后備保護等方面已取得了喜人的成績。然而，與國外的先進采煤國家相比，我國的煤礦機電一體化技術發展尚有一定差距，并且煤炭工業相對機械、電子、航天、輕紡、化工、鐵道、冶金等行業起步晚基礎薄弱，在開發水平、應用范圍、投資規模、技術人才和管理水平方面均有較大差距。
1 機電一體化技術的應用實踐
1.1 礦井安全生產監測監控系統中的應用 礦井安全生產監控系統是最能體現煤礦機電一體化的技術之一。我國監測監控技術應用較晚，20世紀80年代初，原國家煤炭部組織了對國外煤礦監控技術進行大規模的考察和引進工作，此舉大大促進了國內監控技術的發展。先后從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監控系統(如dan6400、tf200、minos和senturion-200)，在部分煤礦中應用；在引進的同時，通過消化、吸收并結合我國煤礦的實際情況，研制出kj2，kj4等系統并通過了鑒定。20世紀90年代以來，緊跟世界監測監控系統的發展潮流，我國自行研制開發出了一批具有世界先進水平的監控系統，如煤炭 科學 研究總院重慶分院的kj90系統、煤炭科學研究總院常州自動化研究所的kj95系統等，它們的主要特點是:測控分站的智能化水平進一步提高；具有 網絡 連接功能；系統軟件采用了windows操作系統。同時，在“以風定產，先抽后采，監測監控”12字方針和煤礦安全規程有關條款指導下，規定了我國各大、中、小煤礦的高瓦斯或瓦斯突出礦井必須裝備礦井監測監控系統。自此，大大小小的系統生產廠家如雨后春筍般的不斷出現，不僅為各煤礦提供了更多的選擇機會，且促進了各廠家在市場競爭條件下不斷提高產品質量和服務意識。經過多年的實踐表明，安全監測監控系統為煤礦安全生產和管理起到了十分重要的作用。
對我國現有煤礦監測監控系統及配套傳感器等設備的現場應用效果進行綜合評價，煤炭科學研究總院重慶分院的kj90、天地科技股份公司常州自動化分公司的kj95、煤炭科學研究總院撫順分院的kjf2000和北京瑞賽公司的kj4，kj2000等系統無論在軟硬件功能、穩定性和可靠性、專業技術服務能力、企業性質和生產規模等方面基本代表了我國煤礦監測監控系統的技術水平。
1.2 礦井提升機中的應用 礦井提升機是一種實現機電一體化較好的礦山大型設備，全數字化，交、直流提升機。特別是內裝式提升機，從結構上將滾筒和驅動合為一個整體，大大簡化了機械結構，是典型的機電一體化設備，充分體現了機械-電力電子-計算機-自動控制的綜合體。全數字提升機高度可靠，具有可重復性故障尋址、完整的診斷設施和自診斷功能，以及簡單而快速的通信功能；它采用總線方式，大大簡化電氣安裝；硬件配置簡單，互相兼容，零備件少；可以方便地實現軟啟動、軟件控制和改變瞬間加速度。
在我國“九五”計劃期間，國產全數字化直流提升機已成為各煤礦提升機的首選機型。我國研制成功的具有自主知識產權的全數字化直流提升機的優秀部分ascs是由雙cpu構成的 計算 機系統。除此之外，我國還用simadynd和s7研制成功了第一臺交-交變頻器供電的交流提升機。2000年11月，該系統在焦作古漢山礦投入運行，情況良好。提升機由于采用了計算機技術，其安全保護系統更為完善。該系統的主要特點是:采用兩臺計算機裝置，每臺都有自己獨立的測量、傳感裝置和數據處理系統。這兩臺計算機同步工作，互相檢測，互為備用，對提升行程實現直接測量和間接測量容器位置相結合的方式，對兩者進行比較、校正，實現行程自動控制。由于采用了計算機對安全回路、制動回路、電源和驅動回路進行實時檢測，實現故障記憶，因此極大地提高了提升機安全性能。
1.3 井下帶式輸送機中的應用 在我國“八五”計劃期間，通過國家一條龍“日產萬噸綜采設備”項目的實施，極大地提高了帶式輸送機的技術水平，煤礦井下用大功率、長距離帶式輸送機的關鍵技術研究和新產品的研發也取得了很大的進步。如大傾角長距離帶式輸送機成套設備、高產高效工作面順槽可伸縮帶式輸送機等均填補了國內此項技術的空白，并對帶式輸送機的關鍵技術及其主要元部件進行了理論研究和產品開發，成功的研制了多種軟起動和制動裝置以及以plc為優秀的可編程電控裝置、驅動系統采用調速型液力偶合器和行星齒輪減速器，目前我國已經自行生產制造了多個品種和多種類型的帶式輸送機。
2 結束語
隨著煤礦生產不斷向深部水平 發展 ，對控制水平和規模的要求越來越高，從而又加速了機電一體化技術的發展和進步，目前各種高新技術的發展，如 網絡 、光纖、人工智能及生物工程等高新技術已滲入到機電一體化技術之中，使機電一體化產品功能更強大、性能更優越，使機電一體化產品功能越來越強，智能化程度也越來越高，因此采用新的機電一體化技術裝備的煤礦，能夠使 企業 獲得更加顯著的技術、 經濟 和社會效益，這也是一個煤礦企業循環促進不斷發展的過程。
摘要:討論了機電一體化技術對于改變整個機械制造業面貌所起的重要作用，并說明其在鋼鐵 工業 中的應用以及 發展 趨勢。
關鍵詞：機電一體化 技術 應用
1 機電一體化技術發展
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，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、 網絡 化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
1.1 數字化 微控制器及其發展奠定了機電產品數字化的基礎，如不斷發展的數控機床和機器人；而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，如虛擬設計、計算機集成制造等。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
1.2 智能化 即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。例如在cnc數控機床上增加人機對話功能，設置智能i/o接口和智能工藝數據庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。
1.3 模塊化 由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。如研制具有集減速、變頻調速電機一體的動力驅動單元；具有視覺、圖像處理、識別和測距等功能的電機一體控制單元等。這樣，在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。
1.4 網絡化 由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。
1.5 人性化 機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種 藝術 享受，如家用機器人的最高境界就是人機一體化。
1.6 微型化 微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(micro electronic mechanical systems，簡稱mems)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。自1986年美國斯坦福大學研制出第一個醫用微探針，1988年美國加州大學berkeley分校研制出第一個微電機以來，國內外在mems工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發出各種mems器件和系統，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。
1.7 集成化 集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。
1.8 帶源化 是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。
1.9 綠色化 科學 技術的發展給人們的生活帶來巨大變化，在物質豐富的同時也帶來資源減少、生態環境惡化的后果。所以，人們呼喚保護環境，回歸 自然 ，實現可持續發展，綠色產品概念在這種呼聲中應運而生。綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。
2 機電一體化技術在鋼鐵 企業 中應用
在鋼鐵企業中，機電一體化系統是以微處理機為優秀，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。機電一體化技術在鋼鐵企業中主要應用于以下幾個方面：
2.1 智能化控制技術(ic) 由于鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網絡等，智能控制技術廣泛應用于鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、煉鋼———連鑄———軋鋼綜合調度系統、冷連軋等。
2.2 分布式控制系統(dcs) 分布式控制系統采用一臺中央 計算 機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的 發展 ，分布式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。dcs具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。dcs是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
2.3 開放式控制系統(ocs) 開放控制系統(open control system)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過 工業 通信 網絡 使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。
2.4 計算機集成制造系統(cims) 鋼鐵 企業 的cims是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前鋼鐵企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應 現代 鋼鐵生產的要求。未來鋼鐵企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的 經濟 效益，提高了企業的競爭力。美國、日本等一些大型鋼鐵企業在20世紀80年代已廣泛實現cims化。
2.5 現場總線技術(fbt) 現場總線技術(fied bus technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20ma，dc直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致dcs的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器、現場總線化檢測儀表、現場總線化plc(programmable logic controller)和現場就地控制站等的發展。
2.6 交流傳動技術 傳動技術在鋼鐵工業中起至關重要的作用。隨著電力 電子 技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。
