机电一体化技术与系统

机电一体化技术与系统（精选12篇）

机电一体化技术与系统 篇1

一、机电控制系统和自动控制系统的内涵

1.1机电控制系统。控制是机电控制系统的核心元素。机电控制系统指的是在无人参与的时候, 使用控制装置, 使设备、机器或者生产过程自动的依照已经设计好的方式进行运作, 经由全套的系统将控制对象和控制器等部件联合在一起, 共同完全既定的任务。从技术上来说, 机电控制采用了传感检测、伺服传动、通信、自动控制、过程控制等技术, 并且也会使到电力电子、信息处理、计算机、微电子等技术, 而且这些技术并不是单个采用, 而是涵括了这种种技术生成的综合性技术, 最终形成了具备伺服传动技术、自动控制技术、信息处理技术、检测传感技术于一身综合性技术[1]。

1.2自动控制系统。自动控制系统使被控制对象在运行中自动自觉依照预定规律运行是经由借助控制器来实现的。自动控制技术可协调电器、机械各个部件有效的完成预定任务, 其核心是其实用性。自动控制系统可分为:自适应控制、校正控制、速度控制、自诊断控制、高精度定位控制等。

自动控制系统的两大理论依据是现代控制理论与经典控制理论。它们之间有一个共性, 那就是都具有明确的控制对象, 都要建立精准的数据模型, 数据模型都能用严格的数学函数与方程来表示。现代控制理论主要以集合论、矩阵论与线性代数为主要的数学工具, 在时间域内运用状态空间法分析系统的运行经过, 之后用状态方程把其描述出来, 再依据条件与现行状态分析下一步的状态, 它的主要内容是自适应控制、随机控制以及最优控制。经典控制理论主要使用拉式转换来完成传递函数的计算与系统的分析。经典控制理论因其控制原理是负反馈闭循环系统, 反馈控制系统的核心环节又使用了自动调节器, 因此它也被称作自动调节原理[2]。

二、一体化设计的构想

我国当前已是世界制造业大国中的一员。电工电气制造业、机床电气以及电子信息产品制造业等行业的逐步增加, 使得对于机电一体化的需求也越来越迫切。从系统的角度来看, 机电一体化的设计构想就是使产品具有无与伦比的优越性:网络化、智能化、绿色化、模块化、系统人格化以及微型化等。而机电一体化产品就是自动控制技术、微电子技术、机械技术的有机组合, 各个单元被合理正当配置, 系统被优化与功能化, 可以完成特殊功能, 系统是最优化的系统, 可以完成所要求的全部任务。

机电一体化的概念最早是由日本的机械整形协会经济研究所提出的, 他们创造性的设想了使软件设计、电子设计、接卸装置合而为一的方式, 那就是将电子技术加入机构中的动力功能、主动能等其他功能进行控制。随着当前社会经济的不断发展, 机电一体化不断添加新的内容, 渐成学科。它要求在设计产品时, 要系统分析所设计的产品, 之后综合所分析的结果, 机电一体化系统就是其最终形态。但是分析与综合过程需要反复进行的, 因为只有在反复审核的基础上, 才能进一步修改和完善设计, 使之最终成为可以有效完成的目标[3]。

三、机电一体化产品的设计

机电一体化的设计通常都有两个阶段:开发设计阶段与适应性设计阶段。满足性能需求是开发设计阶段的主要任务;而对原有产品设计进行局部改进与功能完善, 提升机电一体化产品的性能则是适应性设计阶段需要做的。机电一体化产品的高进度设计要求有章可循, 主要有以下三种方法: (1) 有机整合电子部分与机械部分。顾名思义就是将机械技术与电子技术有机的整合, 使它们形成一个不可分割的有机整体。在机电一体化的设计中, 产品性能和质量的提升需要仰赖于一种全新思路的产品设计理念, 但是却并不改变原本与产品有关的原理, 而只是在此基础上跳出原本的产品设计模式。 (2) 机械控制机构用电子线路取代。在设计机电一体化的产品时, 控制机构依靠电子线路来完善, 以使机械的运行过程改变, 实现预期中的成效, 而在单纯的机械运行中, 通常只有单一的机械控制机构在控制。首先, 使用微型计算机或者是能够编程的控制器, 使机械控制结构与电子线路有机的组合起来。其次, 原本的机械机构采用电子线路取代, 而原本的步进开关、薄码盘、插销板等接触式控制器则采用凸轮、变速机构取代。这不但提升了产品的质量与性能, 还使机械结构得以简化, 从而使机电一体化的设想得以成为现实。 (3) 整合功能模块。比如说, 在设计数控车床时。第一步, 事先要采购伺服驱动装置、专用数据控装置, 还有与之相关的种种机械装置各一套, 以供车床使用。第二步, 整合各个部分。如此就一台功能模块相整合的机电一体化数控车床就组成了, 并可以实现多种切削功能。像这般经过整合的功能模块在生产管理、维修上非常方便, 具备使用性, 并且可以确保质量可靠, 同时设备费用也对相应减少。因此, 在机电一体化的设计过程当中, 若是单一的整合电子部分与机械部分并不能实现预期的成效时, 设计者们就需要精心整合各个功能模块, 使各个功能模块可以成为一体化的系统。这个一体化的系统是一个多功能模块的综合系统, 经由系统设计才能达到预期成效[4]。

四、结束语

机电一体化是精密机械、计算机技术、电子技术 (包括电力电子) 等技术交互融合的产物, 是社会生产力发展到一定阶段的必然结果。伴随着科学技术与社会经济的发展, 各种技术将具有越来越明显的融合趋势, 而机电一体化也将成为机械工业进一步发展的必然要求。机电一体化在各方面均可带来显著的社会效益和经济效益, 主导着二十一世纪的机械工业, 其发展前景不可估量。H

参考文献

[1]葛付存.现代机电控制技术的应用[J].机电信息, 2010 (12) :150.

[2]张广生.机电控制技术应用问题[J].科技致富向导, 2011 (9) :209.

[3]梁治河.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].科技风, 2011 (9) :37.

[4]Keith Curtis.机电一体化设计的整体分析[J].工业设计, 2009 (2) :25-26.

机电一体化技术与系统 篇2

1、PWM脉宽控制的核心是（）

A.开关放大器 B.脉宽调制器 C.脉冲发生器 D.逆变电路

2、对于步进电动机的选型，应该考虑三个方面的问题，分别是（）A.步距角要满足进给系统脉冲当量的要求 B.最大静转矩满足进给传动系统空载快速启动要求 C.最大启动频率应低于允许的最大启动频率 D.最大运行频率应低于允许的最大启动频率

3、交流伺服电动机的控制方式有（）

A.幅值控制 B.相位控制 C.幅相控制 D.相频控制

4、直流电动机调速的方法有（）

A.G-M调速系统 B.V-M调速系统 C.PWM调速系统 D.SPWM调速系统

5、目前步进电动机有三种类型可以选择（）A.反应式 B.永磁式 C.混合式 D.逆变式

6、交流电动机调速的方法有（）

A.串电阻调速 B.调压调速 C.变频调速 D.变极对数调速

7、三相步进电机很少采用三相单三拍和双三拍通电方式的原因是（）A.三相单三拍存在三相都不通电情况，三相双三拍存在三相都通电情况 B.两种情况步距角都为三相六拍的2倍； C.三相单三拍工作比较平稳； D.三相双三拍步距角很小；

8、设计模拟输入通道的组成有（）

A.多路开关 B.放大器 C.采样/保持器 D.单片机

9、晶闸管导通条件是（）。

A.阳极与阴极之间加正向电压 B.阳极与阴极之间加反向电压 C.控制极与阴极之间加正向电压 D.控制极与阴极之间加反向电压

10、放大电路的三种组态是（）。A.共发射极放大 B.共集电极放大 C.集成运放 D.共基极放大

11、属于脉宽调制方式的变频器有（）A.．PWM B.SPWM C.电流跟踪型PWM D.PAM

12、所谓系统总线，指的是（）

A.．数据总线 B.地址总线 C.控制总线 D.传输总线 13、8051单片机的TC.ON寄存器的作用是（）A.．有启动控制位 B.外部断请求中标志 C.定时器溢出标志 D.选择外部中断触发方式 14、8031单片机中堆栈的作用有（）A.．保护断点 B.保护现场

C.保护调用指令的下一条指令的地址 D.保护本程序段不被修改

15、指出下列触发器中，哪些触发器具有翻转的逻辑功能（）A.．JK触发器 B.T’触发器 C.RS触发器 D.T触发器

16、直流电动机常用的制动方法有（）

A.回馈制动 B.反接制动 C.能耗制动 D.机械制动

17、晶闸管—直流电机调速系统的静态指标有（）A.调频宽度 B.调速范围 C.静态工作点 D.静差率 18、8051单片机C P U的主要功能有（）

A.产生控制信号 B.存储数据

C.算术、逻辑运算及位操作 D.I／0端口数据传达

19、下列指令中完成C P U与外部存储器之间信息传送的指令是（A.MOVC A，＠A+PC

B.MOVX A，＠A+DPDR

C.MOVX A，＠R1

D.MOV A，DireCt

20、对8031的P0口来说，使用时可作为（）

A.低8位地址线

B.高8位地址线

C.数据线 D.I／0操作

21、CPU响应中断的条件包括（）

A.现行指令运行结束

B.已开放CPU中断

C.有中断请求信号弹

D.申请中断的中断源中断允许位为1

22、接口芯片分类通常有（））

A.并行与串行 B.通用与专用 C.ADC与DAC D.可编程与不可编程

23、MC.S---51单片机外部计数脉冲输入T0（P3.4引脚）如用按钮开关产生计数脉冲，应采用（）等措施。

A.加双稳态消抖动电路

B.软件延时消抖动 C.555时基电路整形

D.施密特触发器整形24、8031单片机的TMOD.寄存器的作用是（）

A.确定中断方式

B.确定是计时还是计数

C.确定是输入还是输出

D.确定定时器的操作模式25、8051单片机的TC.ON寄存器的作用是（）

A.有启动控制位 B.外部中断请求标志

C.确定中断优先级别 D.定时器溢出标志

26、切断外部电路与微机之间干扰的方法有（）

A.继电器隔离 B.光电隔离 C.采用固态继电器 D.数字隔离

27、具有自关断能力的控制型器件是（）。A.．电力场效应管 B.．电力晶体管 C.晶闸管 D.．绝缘栅双极型晶体管

28、下列电路中属于时序电路的是（）。

A.．同步计数器 B.．数码寄存器 C.组合逻辑电路 D.．异步计数器

29、下列（）是开环控制系统的特点。A．结构简单 B．存在稳定问题

C.必须采用高精度元件 D.对干扰不能正确修正 30、下列控制系统中带反馈装置的是（）A ． 开环控制系统

B．

半闭环控制系统

C ． 闭环控制系统

D.．开环控制系统

31、在转速电流双闭环调速系统中，不正确的说法是（）。A ．启动时，电流调节器作用；启动后，速度调节起作用 B ．运行过程中电流和速度调节器均起作用

C 启动时，速度调节器作用；启动后，电流调节起作用 D ．启动时，电流和速度调节器均不起作用

32、步进驱动系统一般不与下列哪些插补算法相配合。（）A ．逐点比较插补

B ． 数字积分插补

C.． 数据采样插补

D ． 脉冲增量插补

33、在位置移动检测系统中常用的检测元件包括（）。A.位置继电器 B.感应同步器 C.光栅 D.．磁栅 34.微计算机的系统总线包括（）。

A.地址总线 B ．数据总线 C.控制总线 D.记忆总线

35、能改变交流异步电动机转速的方法有（）。

A.改变定子绕组的磁极对数 B.改变供电电网的电压 C.改变供电电网的频率 D.改变电动机的转差率

36、按数控机床的运动轨迹分类，数控机床有（）A.．点位控制数控机床

B.．直线控制数控机床

C.．曲线控制数控机床

D.．轮廓控制数控机床

37、单片机目前有很多品牌，以下是单片机的品牌是（）A.8051 B．PIC系列 C.MSP430系列 D.西门子S7系列

38、PLC的开关量输出方式包括（）A.4～20mA电流信号

B.继电器输出

C.双向可控硅输出D.晶体三极管输出

39、一般PLC扩展模块内有（）

A.输入、输出接口电路

B.存储器

C.CPU

D.驱动电路

40、以下电机属于交流异步电动机的是（）。

A.他励电动机 B.开关磁阻电动机 C.鼠笼型电动机 D.绕线型电动机

41、以下可选用作为绕线型异步电动机一般采用的启动方式有（）。A.转子串电阻分级启动 B.电枢回路串电阻启动； C.延边三角形降压启动 D.频敏变阻器启动

42、运算放大器目前应用很广泛的实例有（）

A.自动检测电路 B.电压比较器 C.锯齿波发生器 D.非线性运算电路

43、关于直流电动机启动方式的选择，下列叙述不正确的有（）。A.直流电动机应采用励磁回路串电阻方式启动； B.直流电动机的启动电流不宜超过制造厂的规定值； C.如经济条件允许，直流电动机可采用变频启动方式； D.小型直流电动机可以直接启动。

44、以下对电动机采用变频启动方式特点的描述正确的有（）。A.启动平稳，对电网冲击小；

B.若干台电动机可共用一套变频启动装置，较为经济； C.启动功率一般为电动机功率的90%；

D.如经济上许可，大型直流电动机可采用变频方式启动。

45、以下调速方法可以用于交流电动机的调速的有（）。A.改变极对数；B.改变转差率； C.改变励磁电流；D.改变供电电源频率。

46、下面所列属于微型计算机的主要技术性能指标的是（）A.扫描速度 B.I/O点数 C.内存容量 D.指令条数

47、下列因素中，能影响机床工作精度的是（）

A.机床的刚度 B.机床的热变形

C.机床的振动 D.机床的噪声

48、下列有关液压调速的表述中，正确的是（）。

A.节流调速都采用定量泵供油

B.节流调速都采用流量控制阀调节流量

C.节流调速都可以获得平稳的运动

D.节流调速效率较低，一般应用于功率不大的场合

49、定、转子绕组不都是三相绕组的电动机是（）。

A.鼠笼式三相异步电动机

B.绕线式三相异步电动机

C.直流他励电动机

D.同步电动机

50、下列关于三相异步电动机的叙述中，正确的是（）。

A.定子绕组通入三相交变电流会产生旋转磁场

B.旋转磁场的转速与电源频率有关

C.旋转磁场磁极对数越多则旋转磁场的转速越高

D.在额定负载下，转子转速总是低于旋转磁场转速

51、下列说法不正确的是（）。

A.电位是不变的，而电压随参考点的变化而变化 B.电位和电压都不随参考点变化

C.电压是不变的，而电位随参考点的变化而变化 D.电位和电压都随参考点的变化而变化

52、电容器充电的过程正确的是（）。

A.最初的充电电流最大 B.充电电流随时间衰减 C.充电电压随时间衰减 D.．充电结束时电流为0

53、下列说法正确的是（）。

A.磁场强度与磁导率无关 B.磁感应强度与磁导率无关

C.磁通量与面积有关 D.磁导率是表征物质导磁性能的物理量

54、下列关于自感现象的描述正确的是()A.是由线圈自身电流的变化所引起的B.磁场的变化引起磁通发生变化 C.有阻碍电路中电流发生变化的作用

D.只与电流的变化有关，与线圈自身没有任何关系

55、整流输出经过电容滤波后下列说法正确的是()。A.输出电压升高 B.对输出电流没有影响 C.二极管的导通时间变短 D.输出电压的脉动系数减小

56、在纯电容电路中，下列说法正确的是（）。A.电压滞后于电流90° B.电容是储能元件 C.电压与电流在数量上的任何时刻都满足欧姆定律 D.电容具有通交隔直作用

57、下列关于共集电极放大电路说法错误的是（）。A.输入电阻大 B.输出电阻小

C.没有电流的放大能力 D.没有电压的放大能力

58、同步电动机的异步启动错误的是（）。

A.启动时励磁绕组用10倍于励磁电阻的附加电阻连接成闭合回路 B.达到同步转速的95%时，切除附加电阻

C.同步电动机处于同步运行时，笼型启动绕组不起作用 D.同步电动机已基本不采用异步启动法

59、（）的说法是正确的。

A.变压器是一种静止的电气设备 B.变压器可以用来变换电压 C.变压器可以变换阻抗 D.变压器可以改变频率 60、关于电位的概念，（）的说法是错误的。A.电位就是电压 B.电位是绝对值

C.电位是相对值 D.参考点的电位不一定等于零 61、他励式直流伺服电动机的不正确接线方式是（）

A.定子绕组接信号电压，转子绕组接励磁电压 B.定子绕组接励磁电压，转子绕组接信号电压 C.定子绕组和转子绕组都接信号电压 D.定子绕组和转子绕组都接励磁电压

62、阻容耦合多级放大电路中，（）的说法是正确的。A.各级静态工作点互不影响 B.便于集成化 C.放大交流信号 D.放大直流信号 63、关于计算机的特点，（）是正确的论述。

A.运算速度高 B.具有记忆和逻辑判断功能

C.运算精度高 C.运行过程不能自动连续，需人工干预 64、在液压传动系统中，（）是其执行部分。

A.油箱 B.液压马达 C.换向阀 D.液压缸 65、下列关于液压与机械传动的描述中，正确的是（）。

A.在输出同等功率的条件下，液压传动系统较机械传动系统的体积和重量都有减小

B.液压传动系统较机械传动系统传递运动更加均匀、平稳 C.液压传动系统易于实现快速启动、制动和频繁换向 D.机械传动系统较液压传动系统更易实现过载保护 66、液压系统中，溢流阀的作用包括（）。

A.减低液压系统中某一部分的压力 B.控制和改变液流的方向 C.使系统保持一定的压力 D.安全保护

67、鼠笼式异步电动机起动方式有哪些（）。

A.直接起动

B.星形——三角形降压起动 C.自藕变压器降压起动 D.定子回路串接电阻降压起动

68、下面的图形中，属于定子绕组为三角形连接的有（）。

69、三相异步电动机的反转可通过（）来实现。

A.自耦变压器B.在转子回路中串入电阻

C.将接到电源线上的三根线对调两根D.改变交流电的相序 70、在下列电动机中，具有三相定子绕组的电动机有（）。

A.鼠笼式异步电动机B.绕线式异步电动机C.他励直流电动机 D.永磁交流伺服电动机

71、与交流电动机相比，直流电动机的特点是（）。

A.价格较便宜B.调速性能好C.维护较简单D.起动转矩较大 72、下述运动，（）是主运动。

A.铣削时工件的移动 B.车削时工件的旋转 C.铣削时刀具的旋转 D.钻削时刀具的旋转

73、数控机床对进给伺服驱动系统的主要要求是（）。

A.快速响应B.高精度C.高可靠性D.低速大转矩 74、数控机床进给伺服系统的控制对象包括（）。

A.功率B.机械位移C.角度D.速度 75、步进电动机的特点有（）。

A.电动机驱动电源为直流电源B.电动机的转速正比于脉冲频率 C.电动机的角位移正比于脉冲数D.步距误差不长期积累 76、空心杯形转子永磁直流伺服电动机的转子由（）组成。

A.永磁体B.铁芯C.绕组D.换向器

77、主要由（）等组成的控制系统叫继电—接触器控制系统。

A.整流器 B.接触器 C.继电器 D.按钮 78、交流接触器主要由（）组成。

A.触点 B.电磁操作机构 C.灭弧装置 E.弹簧 79、通常把（）称为正弦量的三要素。

A.振幅 B.角频率 C.初相 D.相位差

80、对放大电路进行动态分析的目的主要是要获得（）。

A.电压放大倍数 B.电流放大倍数 C.输入电阻 D.输出电阻

81、基本逻辑运算电路有三种，即为（）电路。

A.与非门 B.与门 C.非门 D.或门 82、多级放大器极间耦合形式是（）。A.二极管 B.直接 C.阻容 D.变压器 83、基尔霍夫定律有（）。

A.节点电流定律 B.回路电压定律 C.以路电流定律 D.节点电压定律 84、正弦交流电的三要素是（）。A.最大值 B.初相角 C.角频率 D.串联 85、晶闸管导通条件是（）。

A.阳极与阴极之间加正向电压 B.阳极与阴极之间加反向电压 C.控制极与阴极之间加正向电压 D.控制极与阴极之间加反向电压 86、放大电路的三种组态是（）。

A.共发射极放大 B.共集电极放大 C.饱和 D.共基极放大 87、三极管的三种工作状态是（）。A.开路 B.放大 C.截止 D.饱和

88、单相或三相逆变器每一桥臂的开关器件上必须并联一个同等容量的二极管，目的是（）

A.抑制电压过大 B.防止开关器件过流 C.续流 D.提供无功功率通路 89、常用的滤波器包括（）

A.有源滤波器 B.无源滤波器 C.数字滤波器 D.模拟滤波器 90、一级负荷主要是指突然停电将造成（）。

A.工作断或不连续 B.人身伤亡 C.重大设备损坏难以修复 D.给国民经济造成严重损失。91、常用的电工指示仪表有（）。

A.电流表 B.电压表 C.万用表 D.钳形表 92、直流电动机励磁方式为（）。

A.他励 B.复励 C.并励 D.串励

93、齿轮传动比的分配中，不遵循“前大后小”原则的是（）A ． 最小等效转动惯量原则（小功率传动装置）B ． 最小等效转动惯量原则（大功率传动装置）C ． 质量最小原则（小功率传动装置）D ． 质量最小原则（大功率传动装置）

94、消除间隙的齿轮传动机构中，下列调整法中不能实现自动补偿的是（）A.． 直齿圆柱偏心轴套

B.． 直齿圆柱锥度齿轮 C.． 直齿圆柱双片薄片齿轮错齿

D.． 斜齿圆柱轴向垫片 95、设计A/D 芯片和微处理器间的接口时，必须考虑以下问题，说法正确的是（）

A.． A/D 的数字输出特性

B.． A/D 和CPU间的时间配合问题

C.． A/D 的分辨率和微处理器数据总线的位数 D.． A/D 芯片的技术先进性

96、直流伺服电机的结构与普通直流电机比较，下列说法正确的是（）A.．做成盘形

B.．做成空心杯形

C.．做成无槽形

D.．做成两相绕组控制

97、一个完整的计算机系统包括( )。A.计算机及其外围设备 B.硬件系统 C.软件系统 D.主机、键盘及显示器

98、柔性制造系统（FMS）按功能划分，分为几部分（）A.加工系统 B.物流系统 C.信息流系统 D.自动控制系统 99、机电一体化的发展趋势体现在哪些方面（）A.高性能 B.智能化 C.系统化 D.微型化 100、下列属于机电一体化的应用范围的有哪些（）A.工业机器人 B.微电脑控制印刷 C.电子医疗器械 D.自动检测与控制

101、机电一体化系统中，在满足系统总传动比不变的情况下，常采用（）A.等效转动惯量最小原则 B.质量最小原则 C.输出轴的最小误差原则 D.角加速度最大原则

102、齿轮传动装置的总传动比设计原则是出于使系统动作稳、准、快的考虑之上的，在具体确定系统总传动比时，可按（）方法计算。A.工作时折算到电动机轴上的峰值转矩最小 B.等效均方根力矩最小 C.电动机驱动负载加速度最大 D.响应速度最快

103、机电一体化机械系统主要包括以下三大机构，分别是（）A.传动机构 B.导向机构 C.测量机构 D.执行机构 104、对直线滑动导轨的要求有哪些？（）A.导向精度高 B.耐磨性好及寿命长 C.足够的刚度 D.低速运动的平稳性 105、机电一体化对机械系统的要求是（）

A.定位精度高 B.响应速度要快 C.工艺性要好D.稳定性要高 106、直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法有（）A.偏心套调整法 B.齿轮齿条调整法 C.双片薄齿轮错齿调整法 D.轴向压簧调整法 107、D.A.C.0832有哪三种输入工作方式？（）

A.直通方式 B.单缓冲方式 C.双缓冲方式 D.三缓冲方式

108、机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好，原因是（）

A.当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态，因此系统不能无阻尼。B.当ξ≥ 1时，系统为临界阻尼或过阻尼系统。此时，过渡过程无震荡，但响应时间较长。

C.当0<ξ<1时，系统为欠阻尼系统，此时，系统在过渡过程中处于减幅震荡状态。

D.在系统设计时，应综合考其性能指标，一般取0.5<ξ<0.8的欠阻尼系统。109、齿轮传动间隙有那些方法可以自动消除系统误差？（）A.偏心轴套调整法 B.双片薄齿轮错齿调整法 C.垫片调整法 D.轴向压簧调整法

110、与滑动摩擦导轨比较，滚动导轨的特点是（）

A.摩擦系数小，并且静、动摩擦系数之差很小，不易出现爬行现象

B.定位精度高，一般滚动导轨的重复定位误差约为0.1～0.2μm，而滑动导轨的定位误差一般为10～20μm。C.磨损较小，寿命长，润滑简便

D.结构较为复杂，加工比较困难，成本较高

111、摩擦对机电一体化伺服系统产生的影响是（）A.降低系统的响应速度 B.引起系统动态滞后 C.低速时产生爬行D.产生系统误差 112、产生爬行的原因有哪些？（）A.动静摩擦力之差很大 B.周期时间太短 C.进给传动系统刚度很小D.运动速度太低 113、下列哪些联轴器属于刚性联轴器？（）

A.套筒联轴器 B.膜片联轴器 C.簧片联轴器D.锥环无键联轴器 114、谐波齿轮减速器的特点中，下列说法正确的是（）A.传动比大 B.承载能力小 C.传动精度高 D.齿侧间歇小

115、从先进技术角度出发，通过本课程的学习，机械传动部分先进案例有（）A.谐波齿轮传动 B.同步齿形带传动

C.滚珠丝杠螺母副传动 D.双片齿轮错齿调整间隙 116、采样/保持器的工作原理是（）A.采样/保持由存储电容C，模拟开关S等组成。B.当S接通时，输出信号跟踪输入信号，称采样阶段。C.当S断开时，电容C二端一直保持断开的电压，称保持阶段。D.在采样期间，其输出保持输入值不变。117、用软件进行“线性化”处理，方法有（）A.插值法B.公式法 C.查表法 D.计算法

118、在机电一体化测控系统中，传感器的输出量与被测物理量之间的关系，绝大部分是非线性的。造成非线性的原因主要有()A.许多传感器的转换原理里非线性的 B.许多传感器的计算公式非线性 C.采用的测量电路也是非线性的 D.各被测物理量本身非线性 119、信号在传输过程中变换的意义是（）

A.在成套仪表系统及自动检测装置中，都希望传感器和仪表之间及仪表和仪表之间的信号传送都采用统一的标准信号；

B.通过各转换器，如气-电转换器、电-气转换器等可将电动仪表和气动仪表联系起来混合使用，从而扩大仪表的使用范围。

C.世界各国均采用直流信号作为统一信号，并将直流电压0 ~ 5V和直流电流0 ~10mA.或4 ~20mA.作为统一的标准信号。

D.相关仪器在进行信号处理过程中往往只能单一的处理电压或电流信号。120、目前世界各国均采用直流信号作为统一信号，并将（）作为统一的标准信号。

A.直流电压 0-5V B.直流电流 0-10 mA.C.直流电压2-6V D.直流电流4-20mA.121、传感器与前级信号的放大装置有()A.运算放大器

B.测量放大器

C.程控测量放大器

D.共发射级放大器

122、抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、（）和软件抗干扰技术。A.滤波

B.接地

C.隔离

D.变压

123、描述传感器静态特性的主要技术指标是()A.频率响应

B.灵敏度

C.线性度

D.分辨率 124、传感器与微机的接口形式有（）

A.开关量接口 B.脉冲量接口 C.数字量接口 D.模拟量接口 125、常见的数字式传感器有（）

A.光栅 B.感应同步器 C.光电编码器 D.测速发电机

126、机电一体化是多学科领域技术的综合交叉，其主要的相关技术可以归纳成（）

A.机械技术

B.传感检测技术

C.自动控制技术

D.系统总体技术

127、接口技术是系统总体技术的关键环节，主要有（）A.电气接口 B.机械接口 C.人机接口 D.液气接口 128、柔性制造系统（FMS）按功能划分，分为几部分（）A.加工系统 B.物流系统 C.信息流系统 D.自动控制系统 129、机电一体化的发展趋势体现在哪些方面（）A.高性能 B.智能化 C.系统化 D.微型化 130、下列属于机电一体化的应用范围的有哪些（）A.工业机器人 B.微电脑控制印刷 C.电子医疗器械 D.自动检测与控制 131、机电一体化系统的组成包括（）

A.机械本体 B.传感检测部分 C.系统接口 D.动力驱动部分 132、系统接口的主要作用有（）A.变换 B.放大 C.转换 D.传递 133、常见的伺服驱动设备有（）

A.交流伺服电动机 B.步进电机 C.电液马达 D.脉冲油缸 134、下列哪些不属于机电一体化产品（）A.打印机 B.电饭煲 C.水泵 D.数码照相机 135、机电一体化技术发展经历了三个阶段，分别是（）

A.初级阶段 B.蓬勃发展阶段 C.机械化阶段 D.智能化阶段 136、微型计算机主要由（）组成。

A.CPU B.存储器 C.输入输出接口 D.系统总线 137、功率驱动接口按负载的供电特性可分为（）

A.开关功率接口 B.三相交流输出 C.直流输出 D.单相交流输出 138、微机控制系统中的输入与输出通道一般包括（）四种通道。A.模拟量输入通道 B.模拟量输出通道 C.数字量输入通道 D.数字量输出通道

139、中断和查询是计算机控制中的主要I/O方式，下列说法正确的是（）A.采用查询式I/O方式交换信息时，CPU应采用分时控制方式，逐一查询，逐一服务

B.在中断方式下，CPU要不断地读取状态字和检测状态字，许多次的重复查询，可能都是无用的，而又占去了CPU的时间，效率较低。

C.采用查询式I/O方式是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序。

D.为了提高CPU的效率和使系统具有良好的实时性，可以采用中断控制I/O方式。

140、微机系统的软件按使用要求分为两大类，分别是（）A.系统软件 B.操作系统 C.仿真软件 D.应用软件 141、中小型电力变压器中，储油柜的作用是（）。

A.储油与补油

B.散热

C.减少油与空气的接触

D.防止油被过快氧化

142、在三相异步交流电动机的直接起动线路中，用到的电器有（）。

A.交流接触器 B.时间继电器

C.熔断器 D.热继电器

143、（）电动机中，能够产生旋转磁场。

A.鼠笼式电动机 B.永磁直流伺服电动机

C.交流主轴电动机 D.绕线式电动机 144、以下说法中，错误的是（）。

A.在车床上钻孔时，工件的旋转是主运动

B.龙门刨床与龙门铣床上工件随工作台的往复直线运动是主运动

C.六角车床中，六角刀架绕垂直轴线旋转的称为回轮车床

D.车削时，进给量是工件旋转一圈时，刀具的位移量 145、以下说法中，正确的是（）。

A.动力箱、动力滑台回转鼓轮、床身属于组合机床的通用部件

B.卧式万能铣床与卧式铣床的区别是有转台

C.FMS的加工系统由组合机床、数控机床与加工中心组成 D.加工中心的故障中，50%以上与自动换刀装置有关

146、以下关于单微处理器与多微处理器CNC装置，的说法中，正确的是（）。

A.都可以采用模块化结构

B.多微处理器结构CNC装置的模块化结构中，有PLC模块与位置控制模块

C.微处理器通过总线与RAM、EPROM、PLC相连

D.单微处理器结构CNC装置的模块化结构中，有PLC板与位置控制板 147、以下说法中，正确的是（）。

A.CNC装置中，主轴转速功能与刀具功能通过PLC处理与输出

B.PLC的应用软件通常保存在RAM、EPROM或盒式磁带中

C.内装型PLC与CNC装置共用微处理器

D.存储器的容量与主频是PLC的基本技术指标 148、在CNC装置系统软件的控制任务中，包括（）。

A.译码 B.I/O 功能

C.插补 D.刀具补偿

149、数控机床要求进给伺服驱动系统具有（）的功能。

A.快速响应 B.高精度停位控制

C.低速大转矩 D.调速范围宽 150、以下说法中，正确的有（）。

A.永磁同步交流伺服电动机中，转子是永磁体

B.交流主轴电动机与永磁同步交流伺服电动机的共同点是定子通入三相交流电以后，产生旋转磁场

C.永磁直流伺服电动机中，转子是永磁体

D.交流主轴电动机是经过专门设计的鼠笼式三相异步电动机

151、机电一体化是多学科领域技术的综合交叉，其主要的相关技术可以归纳成（）

A.机械技术

B.传感检测技术

C.自动控制技术

D.系统总体技术

152、接口技术是系统总体技术的关键环节，主要有（）A.电气接口 B.机械接口 C.人机接口 D.液气接口 153、柔性制造系统（FMS）按功能划分，分为几部分（）A.加工系统 B.物流系统 C.信息流系统 D.自动控制系统 154、机电一体化的发展趋势体现在哪些方面（）A.高性能 B.智能化 C.系统化 D.微型化 155、下列属于机电一体化的应用范围的有哪些（）A.工业机器人 B.微电脑控制印刷 C.电子医疗器械 D.自动检测与控制 156、机电一体化系统的组成包括（）A.机械本体 B.传感检测部分 C.系统接口 D.动力驱动部分 157、系统接口的主要作用有（）A.变换 B.放大 C.转换 D.传递 158、常见的伺服驱动设备有（）

A.交流伺服电动机 B.步进电机 C.电液马达 D.脉冲油缸 159、下列哪些不属于机电一体化产品（）A.打印机 B.电饭煲 C.水泵 D.数码照相机 160、机电一体化技术发展经历了三个阶段，分别是（）

A.初级阶段 B.蓬勃发展阶段 C.机械化阶段 D.智能化阶段

161、机电一体化系统中，在满足系统总传动比不变的情况下，常采用（）A.等效转动惯量最小原则 B.质量最小原则 C.输出轴的最小误差原则 D.角加速度最大原则

162、齿轮传动装置的总传动比设计原则是出于使系统动作稳、准、快的考虑之上的，在具体确定系统总传动比时，可按（）方法计算。A.工作时折算到电动机轴上的峰值转矩最小 B.等效均方根力矩最小 C.电动机驱动负载加速度最大 D.响应速度最快

163、机电一体化机械系统主要包括以下三大机构，分别是（）A.传动机构 B.导向机构 C.测量机构 D.执行机构 164、对直线滑动导轨的要求有哪些？（）

A.导向精度高 B.耐磨性好及寿命长 C.足够的刚度 D.低速运动的平稳性 165、机电一体化对机械系统的要求是（）

A.定位精度高 B.响应速度要快 C.工艺性要好D.稳定性要高 166、直齿圆柱齿轮传动机构中消除齿侧隙的常用方法有（）A.偏心套调整法 B.齿轮齿条调整法 C.双片薄齿轮错齿调整法 D.轴向压簧调整法 167、D.A.C.0832有哪三种输入工作方式？（）

A.直通方式 B.单缓冲方式 C.双缓冲方式 D.三缓冲方式

168、机械运动中的摩擦和阻尼会降低效率，但是设计中要适当选择其参数，而不是越小越好，原因是（）A.当阻尼比ξ＝0时，系统处于等幅持续振荡状态，因此系统不能无阻尼。B.当ξ≥ 1时，系统为临界阻尼或过阻尼系统。此时，过渡过程无震荡，但响应时间较长。

C.当0<ξ<1时，系统为欠阻尼系统，此时，系统在过渡过程中处于减幅震荡状态。

D.在系统设计时，应综合考其性能指标，一般取0.5<ξ<0.8的欠阻尼系统。169、齿轮传动间隙有那些方法可以自动消除系统误差？（）A.偏心轴套调整法 B.双片薄齿轮错齿调整法 C.垫片调整法 D.轴向压簧调整法

170、与滑动摩擦导轨比较，滚动导轨的特点是（）

A.摩擦系数小，并且静、动摩擦系数之差很小，不易出现爬行现象

B.定位精度高，一般滚动导轨的重复定位误差约为0.1～0.2μm，而滑动导轨的定位误差一般为10～20μm。C.磨损较小，寿命长，润滑简便

D.结构较为复杂，加工比较困难，成本较高

171、摩擦对机电一体化伺服系统产生的影响是（）A.降低系统的响应速度 B.引起系统动态滞后 C.低速时产生爬行D.产生系统误差 172、产生爬行的原因有哪些？（）A.动静摩擦力之差很大 B.周期时间太短 C.进给传动系统刚度很小D.运动速度太低 173、下列哪些联轴器属于刚性联轴器？（）

A.套筒联轴器 B.膜片联轴器 C.簧片联轴器D.锥环无键联轴器 174、谐波齿轮减速器的特点中，下列说法正确的是（）A.传动比大 B.承载能力小 C.传动精度高 D.齿侧间歇小

175、从先进技术角度出发，通过本课程的学习，机械传动部分先进案例有（）A.谐波齿轮传动 B.同步齿形带传动

C.滚珠丝杠螺母副传动 D.双片齿轮错齿调整间隙 176、微型计算机主要由（）组成。A.CPU B.存储器 C.输入输出接口 D.系统总线 177、功率驱动接口按负载的供电特性可分为（）

A.开关功率接口 B.三相交流输出 C.直流输出 D.单相交流输出 178、微机控制系统中的输入与输出通道一般包括（）四种通道。A.模拟量输入通道 B.模拟量输出通道 C.数字量输入通道 D.数字量输出通道

179、中断和查询是计算机控制中的主要I/O方式，下列说法正确的是（）A.采用查询式I/O方式交换信息时，CPU应采用分时控制方式，逐一查询，逐一服务

B.在中断方式下，CPU要不断地读取状态字和检测状态字，许多次的重复查询，可能都是无用的，而又占去了CPU的时间，效率较低。

C.采用查询式I/O方式是当外围设备需要请求服务时，向CPU发出中断请求，CPU响应外围设备中断，停止执行当前程序，转去执行一个外围设备服务的程序。

D.为了提高CPU的效率和使系统具有良好的实时性，可以采用中断控制I/O方式。

180、微机系统的软件按使用要求分为两大类，分别是（）A.系统软件 B.操作系统 C.仿真软件 D.应用软件 181、采样/保持器的工作原理是（）A.采样/保持由存储电容C，模拟开关S等组成。B.当S接通时，输出信号跟踪输入信号，称采样阶段。

C.当S断开时，电容C 二端一直保持断开的电压，称保持阶段。D.在采样期间，其输出保持输入值不变。

182、用软件进行“线性化”处理，方法有（）A.插值法B.公式法 C.查表法 D.计算法

183、在机电一体化测控系统中，传感器的输出量与被测物理量之间的关系，绝大部分是非线性的。造成非线性的原因主要有()A.许多传感器的转换原理里非线性的 B.许多传感器的计算公式非线性 C.采用的测量电路也是非线性的 D.各被测物理量本身非线性 184、信号在传输过程中变换的意义是（）

A.在成套仪表系统及自动检测装置中，都希望传感器和仪表之间及仪表和仪表之间的信号传送都采用统一的标准信号；

B.通过各转换器，如气-电转换器、电-气转换器等可将电动仪表和气动仪表联系起来混合使用，从而扩大仪表的使用范围。

C.世界各国均采用直流信号作为统一信号，并将直流电压0 ~ 5V和直流电流0 ~10mA 或4 ~20mA 作为统一的标准信号。

D.相关仪器在进行信号处理过程中往往只能单一的处理电压或电流信号。185、目前世界各国均采用直流信号作为统一信号，并将（）作为统一的标准信号。

A.直流电压 0-5V B.直流电流 0-10 mA C.直流电压2-6V D.直流电流4-20mA 186、传感器与前级信号的放大装置有()A.运算放大器

B.测量放大器

C.程控测量放大器

D.共发射级放大器

187、抑制电磁干扰的常用方法有屏蔽、（）和软件抗干扰技术。A.滤波

B.接地

C.隔离

D.变压

188、描述传感器静态特性的主要技术指标是()A.频率响应

B.灵敏度

C.线性度

D.分辨率 189、传感器与微机的接口形式有（）

A.开关量接口 B.脉冲量接口 C.数字量接口 D.模拟量接口 190、常见的数字式传感器有（）

A.光栅 B.感应同步器 C.光电编码器 D.测速发电机 191、单极性SPWM调制的特点是（）

A.每个正弦波的半个周期内每相只有一个开关接通或断开 B.一个周期内正负半周分别使上下桥臂交替工作

C.在逆变器输出波形的半个周期内，逆变器同一个桥臂上的一个元件导通，另一个始终处于截止状态。

D.逆变器同一桥臂上、下两个开关交替通断，处于互补的工作状态。192、如图所示，PWM调速中主回路多采用双极式功率驱动的原理是（）

A.．当0＜t≤t 1时，VT1和 VT4导通，电机加正电压

B.．改变正电压占空比即可改变平均电压，即可改变电机速度。

C.．当t 1＜t≤T时，VT2和VT3导通，电机加反电压；

D.．作用在VT1和 VT4、VT2和VT3上的脉冲电压由三角波振荡器和给定偏置电压信号产生。

193、以下可对异步电动机进行调速的方法是（）。

A.改变定子电压的大小

B.改变电动机的供电频率 C.改变电压的相位

D.改变电动机转子绕组匝数 194、步进电动机是伺服电机，它的驱动电路的功能是（）。

A.脉冲环形分配

B.对控制信号功率放大 C.脉冲发生

D.与微机进行接口连接 195、步进电动机常用的驱动电路有哪几种（）

A.平滑控制

B.高低电压驱动

C.斩波电路驱动

D.细分电路

196、开环步进电动机控制系统，主要由（）等组成。

A.环形分配器 B.功率驱动器 C.步进电机 D.测速发电机 197、根据电机类型的不同，伺服系统可分为（）A.直流伺服系统 B.交流伺服系统 C.步进电机伺服系统 D.单相伺服系统 198、机电一体化伺服系统整体要求是具有（）

A.精度高

B.响应速度快

C.稳定性好

D.可靠性强 199、直流电动机具有良好的调速性能，原因在于（）A.直流电动机磁极固定，产生稳定的直流磁场

B.直流电动机可以形成旋转磁场，磁场强弱可以控制。

C.电枢绕组固定在转子铁心槽内，在空间产生一稳定电枢磁势。

D.他励电动机激励磁电流和电枢电流可以分别控制。

200、目前，在数控机床上，一般多采用（）控制的调速系统。A.正弦波SPWM脉宽调制

B.高低压双电源控制

C.矢量变换控制的SPWM

机电一体化技术与系统 篇3

关键词：变频技术 锅炉 机电 一体化

0 引言

在社会主义市场经济快速发展的大环境下，电力企业改革正稳步推进，传统的锅炉已经很难满足现代社会的高要求和高标准。我国生产过程中使用的锅炉大多年数已久，技术也相对落后，锅炉的运行标准和实际状况之间存在较大的差距，为了解决上述问题，企业针对锅炉使用的实际状况进行全面地改造。经过改造的锅炉综合多项先进技术，使变频技术在锅炉和机电一体化节能系统中进行了有效地应用。该应用技术中变频技术发挥了至关重要的作用，在提高锅炉热效率的同时，还有效地节约了大量资源，在环保工作上有巨大的贡献。

1 锅炉变频系统概述

传统锅炉以变频控制器三相同步电机控制方式为主，这种单一、落后的控制方式已经很难满足现代社会的实际需求。为了提高锅炉的传热性能，减少资源浪费，研究人员针对锅炉的实际状况研究出来一种新型的控制方式——采用电脑编程的控制器。采用电脑编程的控制器可以对锅炉进行全方位控制，在实际运行过程中，自动编制程序可以准确记录锅炉中水位、水压以及热量等信号。另外，锅炉变频系统还能准确地控制锅炉内部各项参数状况，如进水量、燃烧以及输出热量等，如果工作范围比较安全，锅炉在运行过程中水位会逐渐降低、压力逐渐增加，还会出现火焰不正常等问题，如果出现以上问题，控制器会在第一时间内自动通知工作，并发出报警信号。假如控制器本身出现故障，计算机系统在发出报警信号后还会做出相应的保护，进而确保锅炉的正常运行。

2 锅炉系统存在的问题

锅炉系统由电仪器表控制系统、给水机、鼓风机和引风机共同组成，图1是锅炉系统的组成图。从图1中可以看出，鼓风机、引风机和驱动机的功率均为75kW，启动动力均来源于自耦变压器。通过调节操作器风门的大小获得鼓风机和引风机的风量。

假如锅炉正处于最大用气量阶段，锅炉处于满负荷状态才能正常运行，利用鼓风机和引风机有限风量的同时，锅炉炉排和减速机应该保持较快的运行状态，锅炉废水泵才能在有效的负荷状态下正常运行。在实际使用过程中如果想要最大程度地提高锅炉的运行效率，降低蒸汽的使用量，必须同时满足各设备的运行需求。假如锅炉正处于用气量比较均衡的状态，锅炉很难达到满负荷状态，鼓风机和引风机的有限风量不能得到全部利用，锅炉炉排和减速机运转速度比较慢，锅炉给水泵很难达到实际运行状态，此时，锅炉的运行效率会不断降低，蒸汽使用量也会不断增加。如果锅炉处于最小用气量阶段，锅炉实际运行负荷比较低，鼓风机和引风机的有效风量很难得到最大程度利用，锅炉炉排和减速机处于缓慢运行状态，造成大量蒸汽浪费。

3 变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用

锅炉机电一体化节能系统由测量检测仪表、可编程控制器以及变频变压调速器三部分共同组成，其中各组成部分在节能系统中发挥着至关重要的作用，缺少其中任何部门将很难发挥该系统的节能效益。笔者结合多年工作经验，对变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用做了以下总结。

3.1 测量检测仪表

测量检测仪表在锅炉机电一体化节能系统中主要发挥着将各组成部分的运行参数调节成规范的标准信号作用，调节操作成功后即可以将各参数传送到可编程控制器中。锅炉机电一体化节能系统测量检测仪表测量和调节的参数主要有火焰的实际温度、蒸汽所承受的压力、进水的实际流量、鼓风机的风量以及烟气中的含氧量等。

3.2 可编程控制器及其系统程序的组成

可编程控制器及其系统程序的组成比较简单，主要组成元件有CPU微处理器、RAM和ROM、输入/输出线路、显示及辅助电路、总线以及通信辅助电路。可编程控制器在便于通讯的同时，还有利于联网工作的顺利开展，在实际运行过程中可以同时利用两台或者两台以上的PLC与计算机进行连接，从而实现全范围内共同控制的网络系统。PLC和微机控制系统共同作用于锅炉机电一体化节能系统时具有较强的扩展性，在运行过程中通过少量输入和输出模块既可以增加控制点或者控制网路，在提高锅炉运行效益的同时，减少蒸汽的浪费。可编程控制器是锅炉机电一体化节能系统中的核心部分，其主要目的是辨别和处理各种运行状态，在确保逻辑运算和联锁保护安全可靠的同时，还能同时输入多个模块对数据进行处理，最后将标准的模拟信号显示出来，在控制变频器运行速度的前提下，提高锅炉的运行效率。可编程控制器结构如图2所示。

■

图2 可编程控制器

可编程控制器的编程在锅炉机电一体化系统中发挥着至关重要的作用，该程序检测方式十分简单，仪表自身带有编程的功能，可以直接在面板上编写各类程序，编写后的程序在电池停止工作后自动保存，通常使用模块以运算功能和调节功能为主。运算功能的模块有前馈、基本调节、脉冲计数输出以及可变增益控制输出等。可编程控制器在实际运行过程中还配有自动报警系统，在完善锅炉机电一体化节能系统功能的同时，还能减少蒸汽的浪费量。

3.3 变频变压调速器及其节能原理

变频器在锅炉机电一体化节能系统中的实际作用通常通过鼓风机、引风机和给水系统表现出来，在实际应用过程中发挥着至关重要的节能作用。明确变压调速器及其节能原理首先应该明确交流异步电动机的转速，这个过程 必须明确了解定子供电频率、极对数以及转差率的实际值。另外，还应该对改变流量的节电原理进行准确分析，在明确风压和风量的实际值后，结合流体力学的知识可以得知电风机转速和电源频率之间的关系，为提高锅炉效率和降低蒸汽浪费量打下坚实的基础。

4 结束语

综上所述，通过采用可编程控制器和变频技术对锅炉控制系统进行改造，具有以下优势：

可以直观、集中地显示锅炉的运行参数，快速地计算出正常运行时的有用数据，同时在显示器上显示锅炉运行时的水位、压力、炉膛负压等参数；由于调节精度比较高，可以通过全自动控制引、送风比例，进而在一定程度上调节烟气中氧的含量，进一步使锅炉能够燃烧完全，烟囱不产生黑烟，减少了环境污染，其节能效果非常显著；在锅炉系统中包含鼓风机、引风机、给水泵等大功率电动机，由于锅炉本身的特性和造型的因素，这些风机大部分时间不会满负荷输出，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重，通过对风机水泵进行变频控制，平均节能可以达到30%-40%；由于可编程调节器具有与上位机通信的功能，如果与上位机联机，将使整个生产系统形成集散控制管理系统，在运行过程中可以随时方便地修改各种运行参数的控制值，并且可以修改系统的控制参数，进一步提高现代化管理水平，改善操作环境，提高工艺控制水平。

在锅炉机电一体节能系统中，应用变频技术能从根本上提高锅炉的使用效率，降低蒸汽的浪费。因此，研究人员应该在明确锅炉变频系统概述的前提下，了解锅炉系统存在的问题，针对实际问题采取有效解决措施，从变频技术在锅炉机电一体节能系统中各方面的应用着手，了解测量检测仪表、可编程控制器及其系统程序的组成以及变频变压调速器及其节能原理等知识，不断强化锅炉系统的节能性，为行业的发展建设提供动力保障。

参考文献：

[1]孙继新，陈新.变频技术在锅炉机电体化节能系统中的应用[J].科技创新与应用，2014（06）.

[2]任二罗.变频技术在锅炉系统中的应用[J].科技风，2012（24）.

[3]李萍.煤矿机电一体化的技术应用和节能改造探讨[J].科学之友，2013（10）.

机电一体化技术与系统 篇4

1 机电控制系统和自动控制技术的概念

在了解机电一体化含义之前, 需要理顺机电控制系统和自动控制技术概念:

1.1 机电控制系统概念

机电控制系统是指利用计算机设置生产程序, 通过控制装备远程遥控生产过程, 它具有自动化、智能化、高效化[1]等三个特征, 从机电控制系统本身来说, 自动化是其最基本的特征, 它能借助通信领域的力量, 远程监控机械生产, 工作人员能够通过微型计算机检测生产细节, 当生产过程出现问题时, 能较快解决;从机电企业工作人员角度来说, 智能化特征能够帮助工作人员减少工作量, 在一定程度上避免人工失误, 当机械生产环境较危险时, 智能化机电控制系统能够代替人力作业, 保障工作人员安全;从机电行业的角度来说, 机电控制系统将行业连接成一个整体, 高效化特征能提高行业生产效率, 促进新技术手段和综合控制系统出现。

1.2 自动控制技术的概念

自动控制技术是指依靠控制装置和控制器, 设定生产工作程序, 在没有人力直接参与的情况下, 按照一定生产规律运作, 相对人工控制而言, 它具有独特优势, 比如自动控制技术中的硬盘驱动, 这种“伺服系统”能精确定位, 在嘈杂的工作环境中依然能稳定工作。

2 机电控制系统中自动控制技术的应用途径

随着科学技术进步, 机电控制系统中应用自动控制技术的途径越来越多, 主要集中在以下两个方面。

2.1 自动控制技术应用于机电控制装备

自动控制技术核心内容是控制装备和控制器, 用一个简单的实例来说, 当需要记录机电控制装备的运转速度时, 要利用控制器来测试。在目前很多机电企业都开始引进新型自动控制技术, 比如PLC, 即可编程逻辑控制器[2]。

机电控制装备中加入控制器, 将生产系统联合成整体, 工作人员在监控生产过程时, 能及时发现问题并解决, 这样不仅避免了企业经济损失, 也优化了产品质量。在这个自动化过程中, 控制器在一定程度上能代替人力作业, 以精密的计算程序代替人脑, 减少人工失误。

2.2 自动控制技术应用于机电微型计算机

自动化控制技术应用于机电微型计算机, 其利用控制装备建立数学模型, 同时在微型计算机的辅助下, 控制相关生产程序, 它具有三方面的优势, 第一方面, 从微型计算机生产价值来说, 协调了自动控制和机电规律之间的关系, 促进了单元技术的融和, 自动控制技术应用于机电领域以来, 产生了巨大的生产价值, 提升了产品科技含量, 缩短了产品生产周期, 同时延长了设备使用周期, 减少了企业投入[3], 需要注意的是, 在这个过程中, 促使了工程师不断研发新型机电模型, 提高了工作能力;第二方面, 从安全角度来说, 微型计算机中加入自动化, 能较快感知危险, 比如机电生产线中某一生产环节出现漏洞, 自动控制装备能立即停止机器运转, 减少企业经济损失;第三方面, 从机电一体化的角度来说, 自动化技术为机电一体化提供了技术基础, 比如传感检测等。

3 机电控制系统中一体化设计

机电一体化设计覆盖的应用领域较广, 主要有机械、电子等, 掌握机电一体化加工技术, 能完善机电控制系统, 促进机电行业智能化进程。

机电一体化具有智能化、微型化、网络化、模块化等基本特征, 其中需要注意的是模块化特征, 由于目前制造业庞大, 种类繁多, 在研究机电一体化产品时, 难以将各厂家联合起来, 但是如果将机电一体化设计“模块化”, 制定产品各项标准, 研发新型机电产品, 小企业在这个过程中可以自主寻求合作厂家, 扩大生产规模, 提升生产效率。微型化特征是网络背景下所独有的, 它突破了时间、地域限制, 提升了机电一体化的影响力, 用先进的微型技术改变了机电领域现状。

3.1 机电线路中的一体化设计

机电线路中的一体化设计主要体现在电子线路上[4], 在传统的机电控制中, 电子线路与控制装备隔离, 使得在生产设备运转过程中无法及时了解产品情况, 降低了设备使用率, 机电一体化后, 微型计算机和控制器应用于机电控制系统, 代替了原来的控制装备, 提升了工作效率, 比如在汽车零部件生产工厂, 建立了一体化机电线路后, 能快速生产各类产品。

在机电线路中一体化设计优化了产品质量, 简化了工作程序和结构, 凸显了“一体化”的优势, 机电企业要大力引进, 淘汰传统机电控制装备, 利用新科学技术, 发展企业模块经济。

3.2 机械装置中的一体化设计

机电控制是一个完整的系统, 统筹机械装备、自动化控制装备、生产装备三者之间的关系, 能促进一体化设计, 这对机电工程师提出了更高的要求, 工程师要找到三者之间的平衡点, 加入一体化设计, 优化机电装置整体性质。

机电工程师要敢于打破常规, 运用创造性思维, 多学习和探讨机电一体化设计, 优化产品质量。同时机电企业要加大人员培养力度, 多引进高素质人才, 开展多种一体化实践活动, 让工作人员在团结协作的氛围里创新一体化设计, 用高科技改变机电一体化模式, 提升企业综合实力。

3.3 机电功能模块中的一体化设计

功能模块中的一体化设计主要是指统筹整个机电控制系统和自动化控制技术, 将每个部分最优的机电装备组合在一起, 用控制器协调各部分之间的关系。

模块一体化设计需要贯彻“整体”的理念, 不能单纯地考虑某一个控制装备或者控制器, 这样不仅不能把一体化设计优势发挥出来, 甚至有可能增加企业成本投资, 比如机电企业引进最先进机电装置, 却没有更换控制器, 这样也无法提高产品质量和生产效率, 所以机电企业只有根据实际发展情况, 选择最优的机电组合, 才能追求最大经济效益。

4 结束语

综上所述, 机电一体化是机电控制系统和自动化控制技术结合的产物, 它能协调企业投资和收益之间的关系, 提高企业生产效率, 推进智能化进程。企业要顺应时代发展潮流, 大力开发机电一体化产品, 用信息化、自动化带动企业经济模式转型, 从粗犷型经济转变为集约型经济, 节约生产成本, 提升工作人员素质, 培养机电一体化人才, 制定机电一体化整体营销战略, 打造企业良好品牌。

参考文献

[1]潘六寿.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].黑龙江科技信息, 2015, 1:31.

[2]王亚.机电控制系统的自动控制技术与一体化设计[J].科学大众 (科学教育) , 2015, 3:178.

[3]李安平.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].科技资讯, 2015, 19:59+61.

机电一体化技术的应用与管理 篇5

摘要：社会发展飞速成长，社会经济的庞大需求和科学技术的不断飞速发展都促进了我国机电一体化的技术形成。

近年来，机电一体化技术的产生极大地推动了我国的经济发展，满足了当今社会生产需求，实现了高效、安全一体化生产。

文章对我国机电一体化技术的应用实践与管理分析展开了讨论。

关键词：煤矿开采;机电一体化技术;智能化;多功能化;提升机;采煤机

1 机电一体化技术概要

随着科学技术的飞速发展，各学科技术互相交叉渗透，在工程领域也受到了极大的启发，导致了工程领域的技术改革，机电一体化技术应运而生。

目前机电一体化设备涉及领域广泛，涉及到钢铁、电力、石油化工、煤矿业、汽车业等。

煤矿行业属于高危险性行业，通过机电一体化技术，极大地减少了矿下的人员用量，提高了生产的安全性和生产效率。

同时对大型设备保护以及整个生产流程的安全实施监控都起到了很大的作用，提高了整个煤矿行业的生产水平。

机电一体化技术发展到现在已经逐渐形成为一门独立的学科了，几年来科学技术飞速发展，机电一体化技术已从起初的机械技术与电子信息化技术单纯地结合发展成了技术内容更加丰富的一门技术学科。

但是机电一体化技术还可以大体概述为机械技术、计算机技术、电子技术、信息技术、控制技术等。

机电一体化技术就是这些技术互相交错联系有机融合在一起，衍生出来的新技术。

其优点明显，多功能性、高安全性、易操作性、生产高效性，这都说明了机电一体化未来前景无限。

机电一体化技术其智能化、多功能化也是区别于机械电气化的主要特点。

2 机电一体化在煤矿行业中的技术应用

由于机电一体化的智能化、多功能化、高效率、高安全性，而使得机电一体化在我国各个行业应用广泛，例如煤矿业、钢铁业、机械制造业、食品制造行业等。

随着机电一体化的不断发展，实现了整个生产线上的产品整体优化，提高了产品生产质量，降低了人力和物力，减少了经济开支，提高了生产效率。

而且机电一体化的智能化和多功能化，也为企业在新的产品准备周期建立了强大的优势，其智能化为用户在使用和维护方面上带来了极大的方便。

其自身的智能化维护系统就会周期性地进行检测，发现潜在的问题或已经存在的问题及时报错，这样就减少了硬件本身的损耗，也减少了因排查出错原因损失的时间，提高生产效率，尽可能大地减小损耗成本，所以机电一体化技术对企业对用户和产品需求商来说都是极为便利的。

对于企业来说，生产线的自动一体化、智能化、高效性让生产者降低成本，提高了经济收益。

对于需求商来说，现在的.一体化技术已经对生产线的产品进行整体优化，产品整体质量高，生产效率高，每件产品都进行实施监控，降低了次品率。

而且其智能化在需求上可以根据市场需求及时对产品做出调整。

2.1 机电一体化在煤矿行业应用中的整体分析

煤矿行业作为高危行业，只有尽可能地减少人员用量，用高效率、高质量的一体化技术代替才是整个行业的长久之计，所以引进机电一体化技术有利推动了企业高效、高质地安全生产，提高了整个行业的生产水平。

机电一体化的应用使得整个采矿流程更加人性化，其系统的自我诊断和保护系统极大地降低了矿洞事故的发生率。

随着社会经济的发展和现代煤矿行业发展的需求，对于煤矿的运输采集等也提出了更高的要求。

自我诊断和保护功能对于使用者带来了极大的安全和便利，例如在使用中轴承温度过大或出现倒转现象，传送带跑偏或断裂等故障，该系统都能很好地对器械进行保护，避免了事故的发生或者器械出现更深的损坏。

该系统可以对采煤机进行远程监控，其智能化可以使采煤机力度和速度根据煤层的厚度以及软硬程度及时做出调整，节省了能源损耗，提高了整个生产线上的工艺水平现在机械制造业集成电子信息技术为一体，先进的制造系统、先进的生产模式以及高质量的生产线路是当今煤矿生产行业的新趋势。

2.2 机电一体化在提升机中的应用分析

机电一体化在煤矿中的应用使得采煤的效率有了大的提升，对整个采煤流程的各个环节都进行了提升。

其中机电一体化利用最好的就是提升机设备，改变了以往单纯电力与机械设备的操作结合，通过计算机控制技术的有机结合实现自动化水平全数字化操作，大大简化了提升机的设备结构，为机器日常的检测维修提供了极大的便利，充分地体现出了机械与电子信息技术相结合的创新理念。

在矿井中的提升机中，内装提升机得到了极大的简化，减少了线路排布的复杂程度，为设备的安装提供便利。

除此之外，提升机采用双核计算机系统，性能强劲、操控简便、运行稳定。

机电一体化在提升机中的应用显著地提高了煤矿生产的安全性。

计算机控制系统会定期对提升机的各个功能系统进行检测，包括润滑系统、传动系统、制动系统等。

计算机系统会对各系统的工作数据进行采集分析，以此来判断设备的工作状态，完成对设备潜在隐患的排查任务。

在提升机工作期间，计算机系统会对实际的工作情况进行分析处理，例如对煤矿重量的计算分析来合理分配制动力与牵引力，提升了对煤矿运输的安全性、操作性，为煤炭企业带来更多经济效益。

2.3 机电一体化在采煤机中的应用分析

现代化煤矿发展的需求，对我国机械式采煤技术提出了更高的要求。

机电一体化在采煤机设备中的应用提高了采煤流程中的一体化程度，满足了现代化煤矿发展的需求。

电牵引式采煤机是机电一体化的创新产物，与传统的液压采煤机相比具有更好采煤效率以及安全性。

电牵引采煤机的出现，解决了以往液压牵引中因过载出现的断轴问题或油泵卡死问题。

计算机控制系统在工作中通过对载重分析计算所需牵引力，并及时向电网反馈电量需求，使其克服阻力移动。

电牵引采煤机的采矿倾角范围较广，可以用在40°～50°的倾角煤层。

与传统液压采煤机相比，电牵引采煤机因结构的简单化使其在日常工作中的磨损较少，除了电刷与整流子外，其余部位均没有磨损。

电牵引采煤机的自我保护系统可靠率也较高，减少了工作中事故以及机械故障的发生，增加了安全可靠性以及工作效率。

2.4 机电一体化在煤矿行业中的管理分析

毋庸置疑，机电一体化技术为我国生产力带来了飞速提升，生产效率、生产质量都有了大幅度的提高，但是机电一体化的飞速发展必将会导致后期管理力量不足。

我国各行业对机电一体化技术的管理普遍存在问题，例如各个企业都设有管理部门，但大多数的人力都放在生产线上，这就导致管理部门形同虚设，没有发挥出自身的作用，没有发挥作用是小事，但是其背后却存在着很大隐患。

大量压缩机电管理人员，或整个管理专业团队知识面不全面、人员专业素养低、对机电一体化技术理解不够深，这就导致很多潜在隐患不能及时发现。

机电工人违规操作，带电作业，不能按时停送电。

生产设备落后，机械老化，固定设备不定期检查这些都是管理方面的问题所在。

3 结语

机电一体化技术在以后的发展过程中要重视对管理部门的培养，增强管理人员的专业素养，培养基本的管理意识，实施职权统一管理，落实好规章制度，把责任分到每一个人身上，从自我做起。

只有技术和管理的水平全面提升，才能让我国的机电一体化技术水平得到大的提升，这样我国的机电一体化技术才能平稳持续地提高，实现企业经济的持续化发展，为我国社会经济建设做出贡献。

参考文献

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[2] 于安旗.机电一体化技术在煤矿生产中的应用探讨

[J].山东工业技术，2016，(1).

[3] 张瑞，吴国芳.机电一体化技术在煤矿生产中的应用研究[J].通讯世界，2016，(2).

[4] 张帆.机电一体化技术在煤矿的应用与发展趋势研究[J].民营科技，2010，(10).

[5] 张瑞芹，吕子明，蔡英辉.简析煤矿机电一体化技术的应用[J].科技传播，2010，(23).

机电一体化技术与系统 篇6

关键词： 机电一体化 系统设计 综合实验 改革实践路径

机电一体化课程设置的基础是让学生掌握机械系统的具体设计方法和设置步骤，并在此锻炼学生的数控编程能力，但是受到新的发展形式的影响，该课程的很多弊端逐步暴露出来。如，设备只有一台，学生多次拆装后，设备中的很多元器件已经被损坏，或者丝杠和导管出现不同程度的磨损，不能验证编制程序，这将对培养学生动手能力起到阻碍作用，故此该教学环节需进行改革与优化。

一、机电一体化综合实践设备改革的前提条件

（一）配备高素养的师资队伍

由于机电一体化需要涉及机械、电工、电子等相关专业，在专业化基础建设的过程中，每一个部分都要设置相关的教师开展专业化的指导，这是实现机电一体化的前提条件。同时要求机电一体化教研时和实验室需经多方切磋做好专业教学评定，并追踪确立专业指导教师，这些教师中有专业任课教师、专业实验教师，兼顾设备设计中的各个专项领域，为学生的实验教学活动保驾护航。

（二）专业化教材编写

机械一体化教材的编写需要从头开始，这是促进学生专业发展的关键要素。由于教材是学生获取知识的“阵地”，好的教材能够给学生提供更好的指导作用，学生根据教材的章节设置要求，能够制订教学计划，并结合教材开展实验教学活动，教学内容涉及基本信息评定、实验目的、实验任务等相关的流程。

二、综合实验开展的特色化表现

（一）机电一体化产品

MPS即模块化生产加工系统，是德国的FESTO公司在结合现代化工业特色的前提下研发出的模拟自动化生产流程，主要工作过程过程包括供料工作站、检测工作站、加工工作站等几部分，控制时主要通过I/O数据通讯方式控制整个工作站的具体状况。由于该教学培训系统主要蕴含的内容包括：机械设计、传感器设计、气动技术等。故此，该技术是在工业自动化领域内建立的完整的教学系统。

（二）面向实际的培训设备

从工厂的角度出发，可以获悉面向实际的培训是趋向于理想的培训，工厂在进行实地的培训会让生产系统产生故障，并由此引发生产的风险，甚至在整个生产过程中出现破坏的状况，这一理想通常是不可行的。但是若使用FESTO则能较好地解决这一问题，由于该系统能够模拟整个实际生产的全部过程，因此在实验室运行过程中要求技术人员对设备进行安装、调试和编程等环境的支持，并在此期间维护和确定排除系统故障的工作。

三、综合实践成果总结

（一）独立完成机械图纸设计

由于该设备使用时没有提供相关的机械图纸，学生在实践过程中需根据装备初期的状况做好装配结构的分析与组成要素，并进行测绘，学生可以在短时间内绘制出每一站的机械系统CAD装配图纸，并将各个零部件标注清晰。

（二）独立完成PLC程序设计

该设备最初配置的PLC是西门子公司的可编程控制器，设备供应商在设备供给时只能提供PLC的程序。但是在课程讲解中需要运用欧姆龙公司生产的PLC程序设计，所以学生在使用时更偏重于欧姆龙公司生产的PLC编程模式。设备采购过程中应明确说明安装欧姆龙公司生产的PLC，取代西门子公司的PLC程序，但是很多设备提供商还不能提供欧姆龙的PLC程序。学生在学习时就要根据光盘提供的每站动作录像做动作分解，并画出动作的流程图或者梯形图等，编制正确的PLC程序，学生在完成时需要结合以往学习过的知识做新知识的延伸，且由于每个学生对程序有不同的理解，因此学生都能独立完成学习任务，这将大大提高学生的自主学习能力，并能在此基础上完善学生的知识体系。

（三）独立完成电气原理图和气动回路原理图

在拆装电气或者气路部分的管线装置，学生能够了解I/O口线的地址，并连接所有的控制元器件，弄明白气动电磁阀、气缸或者电机等元器件的具体工作原理和控制要素，学生通过实际手动操作，对位置有初步了解，绘制电气原理图的时候对各个元器件的位置有深刻印象，也能独立完成电气原理图和气动回路图，学生在原课本中的知识就能充分运用到实验过程中，对知识的理解将进一步升华，并对知识的具体使用有新的认识。

（四）答辩夯实毕业设计基础

答辩时要求小组代表先花费十分钟的时间整合整个设计过程，并在综合实践组织的过程中做好任务的分配和实验的全过程跟进，然后指导教师结合实验情况有针对性地对小组成员提出问题，并根据情况做好记录和评分，这样才能客观体现出学生的真实实验成绩。

机电一体化系统设计的综合实验主要是运用闭环式的教学模式，其中涉及的内容包括学生四年时间内学习到的机械制图、机械原理、接卸设计等相关内容。学生在学习期间通过亲自动手拆装和测绘，并在编制和调试的过程中，对知识有新的认识，并且提高动手能力，用以培养创新思维能力。

参考文献：

[1]鞠勇.面向实际工程应用的PLC实验室建设[J].实验室研究与探索，2002，（01）.

[2]林志坚，沈萌红.基于仿真技术的PLC模拟实验系统[J].实验室研究与探索，2006，（02）.

[3]鲁晓阳.中等职业学校网络型PLC实验室建设和课程开发[D].浙江工业大学，2007.

[4]秦法富.机电一体化技术的发展趋势[J].河南科技，2011，（02）.

机电一体化技术与系统 篇7

1 传感器技术

1.1 传感器的定义。

在介绍传感器的应用之前, 应该首先了解什么是传感器。所谓的传感器顾名思义就是传播感觉的器官, 传感器最初的设计灵感就是来源于人类自身的感觉器官, 也可以将传感器称作是机械的感觉器官。由于人类可以利用自身的感觉器官感知外界世界的相关刺激, 而传感器也是, 将感知到的外界机械刺激传入系统中进行机械检测。传感器是将检测技术集中进行的一种检测工具。能够高效快速地检测物理、化学、生物等方面的测量量, 通过测量的结果再根据具体的要求对测量的信息做出处理, 用要求的形式将该信息输出, 这就是传感器的整个工作过程。

1.2 传感器的分类及选择。

对于传感器的具体分类有多种说法, 简单地说就是传感器种类繁多, 不能一概而论。利用同样的原理方法可以对不同的物理量进行检测, 而同样的物理量也可以利用不同的方式检测, 所以, 传感器的种类并没有统一的分类方式。主要有三种途径将传感器进行分类, 一方面是根据被测量量的性质分;一方面是根据测量时的工作原理分;最后一方面就是根据输出信号的性质分。不论是哪种分类, 都应该清楚的是对传感器的选择要准确, 这样检测结果可以更加精准。

1.3 传感器静态特性的技术指标。

对于描述传感器静态特性的技术指标有以下四个, 只有满足这四个指标, 就能很好地将信息的输入与输出控制得当:第一, 灵敏度。所谓灵敏度就是指通过传感器在稳态标准下处理信息后输出变化比上输入变化的分数值, 对于线性传感器, 其灵敏度就是常数。第二, 线性度。在静态特性稳态标准的基础上, 重复进行校准测试, 用列表或是曲线的方式将输出——输入的特性表现出来。得出线性度的重要性在于可以简化后来的工序。第三, 迟滞。所谓迟滞就是指传感器对于相同信息输出量值不同, 这是在传感器处于正确运行情况下对信息进行输出操作, 迟滞会说明间隙、轴承摩擦等出现问题, 可以很好并且及时地找出问题根源, 防止影响整体。第四, 重复性。重复性顾名思义就是在对同一对象进行多次测量时得到结果, 可以绘制成特性曲线, 这项技术指标重复率越高可以表明误差越小, 同时还能说明重复性强。

2 传感器在测量中的应用

2.1 传感器在温度测量中的应用。

传感器在温度中的测量主要有两种方式, 一种是接触式, 所谓接触式就是指利用接触传热的原理进行温度测量, 如果传感器与被测对象进行接触后由于热传递从而达到热平衡, 此时显示的温度就是被测物体的温度, 这种方法比较简便, 同时能够得到较高精确度的温度, 然而不足的是测量对象很局限, 对于高温或者有腐蚀性的测量对象来说就不能利用这种方式, 同时, 接触式会破坏被测对象原有的温度场, 这会影响温度的测量。另一种方式就是非接触式, 这种方式就是利用电磁破的辐射将被测对象的热辐进行检测, 通过电磁波进行检测得到的温度显示就是被测对象的温度, 经过获取温度信息后的信息转化, 能够很好地实现对物体的温度的测量。

2.2 传感器在压力测定中的应用以及在流量测量中的应用。

传感器的功能多种多样, 对于流量的检测也可以很好地被应用自如, 流量的检测有两种方式, 具体介绍如下:一种是速度式流量传感器, 转子传感器、漩涡传感器、电磁波就是属于速度式流量传感器, 主要的应用原理就是指在一定截面的管路中测定流速, 再将测量结果转化为位移。而另一种传感器是容积式的流量传感器, 刮板、旋转活塞式属于这种传感器, 而对于这种传感器的应用原理是在一定的时间内检测流体的次数, 要保证时间是单位时间而容室应该是已知容积, 主要检测瞬时流量和总流量。最后还有一种就是质量式的流量测量传感器, 角动量式、量热式、微动式是直接进行流量测量, 而间接式的是根据质量与体积流量之间的关系进行检测。

2.3 传感器在物位测量中的应用。

对于传感器在物位的测量中的应用也有一定的分类, 主要是根据工作原理的不同进行分类, 直读式传感器的应用原理是流体连通性原理测量物位;浮力式传感器是根据浮力原理, 也就是液体的高度变化对于整个浮力的影响;压差式传感器的工作原理是有关于高度的, 详细解释就是指被测物体的高度影响某点的压力, 从而进行物位的测量;电学式传感器受物位变化和点位变化之间关系的影响, 从而对物位进行测量;核辐射式传感器顾名思义就是与辐射有关的, 测量过程是同位素射线的穿透力和测量物厚度之间的关系不同有不同的测量结果;声学式传感器的工作原理是声学信号变化主要受物位变化的影响, 因此可以测量出不同的物位结果。以上介绍了不同传感器应用领域以及应用特点, 对于不同传感器的应用, 需要知道原理才能够准确应用, 这样才能很好地发挥传感器的功能。

结语

目前为止, 对于传感器的开发已经使整个一体化系统处在最好的应用状态, 由于传感器在工业施工中能精确快速地对一体化系统中的各种参数进行自动检测, 能够给一体化系统的运行带来极大的便利, 同时对于一体化系统工作的项目也有一定的促进作用。随着现代科学的不断进步, 传感器结合检测技术在一体化系统中的发展逐渐壮大, 未来的发展前景也是不可估量的, 能够结合更加高科技的产品共同为人类社会创造更大的财富。

摘要：随着现代社会高科技的不断进步, 对于机电一体化系统的应用要求也不断提高, 由于机电一体化技术的普及, 整个工业发展变得轻松简便。而本文主要针对传感器和检测技术在机电一体化系统中的应用进行探究, 通过对传感器的介绍能够清楚地了解在机电一体化系统中的检测功能, 能够更好地在未来工业的发展中将传感器应用自如。

关键词：传感器,检测技术,机电一体化系统,应用

参考文献

机电一体化技术系统的深化研究 篇8

机械制造业的发展离不开对其机电一体化技术系统的应用, 机电一体化工程的运作, 离不开对计算机系统、微电子系统、机械设备等的应用, 通过对相关环节的综合利用, 实现其机电一体化进程的稳定运行。该技术系统的发展方向是比较广泛的, 比如其网络化发展方向、微型化发展方向、集成化发展方向等, 实现了其机械制作企业的发展需要。

数字化技术的发展, 微控制器技术的不断优化, 实现了机电产品的数字化的发展, 比如目前广泛普及的数控机床, 被人们所熟知的各种类型的机器人等。经济的发展, 促进了计算机网络的健全, 其促进了数字化设计、制造环节的健全, 促进了机电一体化技术的不断发展, 比如其虚拟设计设计系统。数字化技术的发展需要对于机电一体化设备软件提出了更高的要求, 要求其具备可靠性、可维护性、简易操作性等, 其人机界面要满足人性化操作的需要。数字化技术的深化应用, 实现了设备远程操作环节的优化, 促进其运作过程的不断完善。时代的发展, 赋予了机电产品的智能化的应用, 进行相关决策、推理的应用, 满足了实际工作的需要, 比如比较常见的CNC数控机床的人机对话功能的实现, 其智能工艺数据库的深化, 促进了日常操作过程的不断优化, 满足了机械加工企业的日常经济环节的稳定运行。

1.1 机电一体化技术要具备其模块化环节的优化

在实际场景中, 其机电一体化产品是非常多的, 其种类也是比较复杂的, 开发该产品的厂家比较大, 为了促进其机电一体化产品的有效应用, 我们要进行其机械接口环节、动力接口环节、环境接口环节等的优化, 实现其标准化运作, 如果不能实现这一系列的机电一体化运作环节的协调, 是难以实现产品单元模块的深化发展。比如对于相关变频调速电机内部环节的优化, 确保其动力驱动单位的稳定运行, 通过对其相关环节的运作, 实现其功能的一体化。在产品的设计过程中, 我们要进行标准模块化单位的有效应用, 促进其机电一体化技术的发展满足机械加工企业的发展需要, 促进其内部结构的有效协调, 满足企业的日常发展的需要。网络化的普及, 也促进了各个设备技术环节的远程控制, 通过对其监视技术的应用, 实现了其远程控制系统的健全, 这也是一种对于机电一体化环节的应用模式, 这种技术模式的应用, 深化了局域网技术系统, 促进家用电器的网络化, 满足了机械加工企业的相关工作行为的需要, 促进其机械加工企业的内部运作质量效率的提升。人性化, 机电一体化产品的最终使用对象是人, 如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要, 机电一体化产品除了完善的性能外, 还要求在色彩、造型等方面与环境相协调, 使用这些产品, 对人来说还是一种艺术享受, 如家用机器人的最高境界就是人机一体化。微型化, 微型化是精细加工技术发展的必然, 也是提高效率的需要。微机电系统是指可批量制作的, 集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路, 直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针, 1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来, 国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展, 开发出各种MEMS器件和系统。

1.2 其机电一体化环节中的集成化环节的应用实现了对各个技术的综合利用

通过各个产品结构的优化协调, 促进其生产过程的各个环节的协调, 实现其管理环节、加工环节、装配环节等的优化, 促进了生产质量效率的提升, 满足了机械加工工业的发展需要。促进其生产工序的高效率极其自动化的运行, 促进其系统综合效益的提升。进行整体系统的有效划分, 促进其内部各个环节的有效协调, 实现其系统功能的有效协调。促进其各个功能部分的稳定运行。为了实现机电一体化技术的健全, 我们也要进行软件、硬件设备的应用, 实现对系统的各个性能的有效体现, 促进其机电一体化工程的稳定运行, 实现对相关能源的有效应用。科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化, 在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以, 人们呼唤保护环境, 回归自然, 实现可持续发展, 绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求, 机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境, 产品寿命结束时, 产品可分解和再生利用。

2 机电一体化技术对于工业运作的必要性

为了促进机械加工企业的综合效益的实现, 我们要进行机电一体化系统的深化应用, 实现对微处理机环节的有效控制, 实现其微机系统、显示装置、及其仪表技术的深化, 促进其组装合并模式的健全, 实现其工程的综合一体化的发展, 促进系统的控制精度的提升, 满足工程的质量发展的需要。智能化控制技术在一些工业行业中具有大型化、高速化和连续化的特点, 传统的控制技术遇到了难以克服的困难, 因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等, 智能控制技术广泛应用于工业产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面。

2.1 为了实现对机电一体化技术的有效应用, 我们要进行分布

式控制系统的优化, 促进其内部相关环节的有效协调, 促进其中央计算机设备与其他相关控制单元的有效应用, 促进其内部分布式控制系统环节的优化, 确保该环节的稳定运行。通过对计算机系统的应用, 实现对日常生产环节、操作环节、管理环节等的优化, 促进其分布式控制系统的功能的不断延伸, 实现对其生产环节的有效控制, 提高该环节的综合效益, 促进其下序环节的稳定运行。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散, 故障影响面小, 而且系统具有连锁保护功能, 采用了系统故障人工手动控制操作措施, 使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比, 其功能更强, 具有更高的安全性, 是当前大型机电一体化系统的主要潮流。

2.2 进行开放式控制系统的整体环节的优化也是很重要的, 通

过对其计算机技术应用下的新结构体系的健全, 促进其机电一体化技术的稳定运行, 促进其各个机械加工企业的相关环节的有效协调, 实现其相关资源的有效共享, 满足实际工作的需要。该开发控制系统通过对通信系统的各个控制设备的应用, 实现其内部控制管理环节与经营决策环节的优化, 促进其控制环节和测量环节的一体化运行, 实现了机械加工企业的发展需要。一些企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体, 用以实现从原料进厂, 生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前一些企业已基本实现了过程自动化, 但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理, 难以适应现代工业生产的要求。未来的一些企业竞争的焦点是多品种、小批量生产, 质优价廉, 及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存, 加速资金周转, 实现生产、经营、管理整体优化。

3 结束语

为了提高机械加工企业的综合效益, 我们要进行其机电一体化技术系统的优化, 促进其内部各个环节的协调。

摘要：为了促进日常机械制造业的综合效益的提升, 我们要进行机电一体化技术的深化分析, 通过对其内部环节的有效应用, 满足实际工作的需要, 促进其对工业的有效普及。

机电一体化技术与系统 篇9

1 电梯的电气控制系统

1.1 电梯系统中的升降机械装置组

在电梯系统中, 电梯轿厢连接的钢丝绳通过一系列静、动滑轮组, 曳引轮与对重相连接, 并分布于曳引轮的两侧, 通过轮与钢丝绳间的摩擦力进行升降运动。按其功能不同可以分为:导向系统、曳引系统、轿厢门系统、平衡系统、引导系统等子系统以及机械安全保护装置系统。

1.2 电梯系统的电气装置组

目前市面上的电梯大多数是电力驱动牵引绳牵引结构的电梯。其电气装置主要由控制柜、曳引电动机、门电机、减速器、制动器及各种限位开关组成。以这种电梯为例, 将其电气控制系统可分为:司机操作系统、集选控制系统、下行集选、独立操作系统、特别楼层优选控制系统等分支操作电气系统。接下来, 就对这几项系统分别作以简介。

1.2.1 集选控制系统

集选控制系统是将电梯系统中的轿厢内指令与电梯外召唤等信号集中起来, 并进行综合分析处理的高度自动控制系统。通过集选控制系统可以实现停站延时自动关门起动运行、对厅外召唤登记、对同向轿厢运行指令逐一应答、轿厢运行指令等轿厢动作的控制。

1.2.2 故障检测系统

故障检测系统可以将电梯系统的故障记录储存在微机内存中, 通常可存入8至20条故障信息, 同时系统可以用数码代号来显示故障性质并对故障进行计数, 当故障数量达到一定值时, 使电梯可以停止运行, 提醒工作人员进行检修。当故障排除后, 需清除内存故障记录, 使电梯安全运行。

1.2.3 停电时紧急操作系统

通过设置停电时紧急操作系统, 可以使电梯在电网停电时自动开启备用电源, 并将电梯运行到指定楼层后待机。

2 PLC电梯系统的一体化技术

2.1 PLC与电梯控制

PLC是一种采用巡回扫描方式进行各项任务分时处理的专用型计算机。通过PLC对电梯进行控制, 需要有一系列的专项控制系统, 通过系统带动设备动作, 属于无触点运行, 使用次数没有限制。

电梯系统通过使用PLC编程, 可以为编程人员提供较为完整的编程语言来完善电梯在实际环境和操作过程中的不同要求。PLC为编程者提供了顺序功能、功能块图、指令表和结构文本等文本编程语言及梯形图等图形编程语言。编程人员可通过编程软件Step来进行编程, 为电梯系统中相关的通讯处理器和功能模板的相关参数赋值, 形成功能强制处理和多处理器模式, 进行全局数据通讯。

2.2 电梯PLC控制方式

使用PLC对电梯进行控制, 主要是通过其输出输入的即运行状态和停止状态进行控制, 对于其运行状态控制有上行、下行、停车之分, 同时要兼顾相应的指示灯变化控制。为了使输出指令及时地响应, 编出的程序需要不断的重复执行, 直到接到工作状态的变化后, 进行工作状态执行模式, 以适应可能随时变化的输入指令。[2]

2.3 PLC电梯系统的控制技术

PLC可以执行多种电梯系统中需要进行处理的问题, 主要有对电梯指令、召唤的处理, 对选向功能的处理, 对楼层信号的处理和对选层功能的处理。文章主要对其脉冲选层功能的实现做以简述。

2.3.1 脉冲选层功能的脉冲来源及传递

脉冲选层通过端子的计数脉冲线, 通过高速计数器, 对井道高度的脉冲计数, 以实现对电梯的位移控制。由于电梯系统的曳动系统使用的主要为三相交流电源、变频器、接触器和驱动电机构成, 旋转编码器与电动机同轴连接, 随之产生两相输出脉冲。在输出的脉冲进入变频器后, 在软件程序的识别下形成速度反馈, 从而形成有效的速度闭环控制。在这个闭环中, 变频器可以对旋转编码器发出的脉冲进行分频, 并形成可以同电梯位移及电机转数有函数相关的脉冲数, 以使PLC的高速计数器可以对其脉冲计数, 并按照系统要求的不同分别进行计数, 并形成指令的集成与传输。

2.3.2 脉冲选层功能的脉冲处理方法

由于电梯系统在动作过程中, 输出的脉冲次数相当多, 容易造成计数负荷过大, 计数混乱的现象。因此, 为了解决这个问题, 我们需要对输出的脉冲在进入高速计数器前进行处理, 以满足其正常工作负荷。通常情况下, 高速计数器为16位, 其响应速度一般为5KHz, 因此需将输出的脉冲通过分频器控制在这个频率范围内, 以保证其正常工作。

2.3.3 脉冲选层功能的防乱层技术

脉冲选层功能的防乱层措施主要体现在采用相对坐标进行计数, 当电梯从一个平层点开始计数到下一个平层点为止时, 其高速计数器随之复位。在电梯运动的过程中, 每经过一平层, 其层高对应的脉冲值开始减计数, 直到其高速计数器的累计值与设定值相同后, 发出中断信号, 进行换速。[3]在此基础上, 为达到防乱层还需要将编程时程序中自学习的层高脉冲数同步为累计层高脉冲数, 并设置预警脉冲数, 以使平层开门前层显对应的累计层高脉冲数与实际运行的累计层高脉冲数进行比对, 当比对结果超过设置的预警脉冲数时, 发出中断信号, 并发出自动返回基站的指令, 使其自动校正层高。

通过以上对电梯电气控制系统、PLC在电梯系统的应用及PLC电梯系统的控制技术的介绍, 使人们对PLC在电梯系统中的应用有了更深一步的了解, 也使人们看到了这个方向上更深远的发展。希望可以通过文章的简介, 可以为技术人员提供改进方向和研究深度, 共同推进我国PLC电梯系统的发展与进步。

参考文献

[1]张汉达, 王锡仲, 朱学莉.现代电梯控制技术[M].黑龙江:哈尔滨工业大学出版, 2001, 3.

[2]朱德文, 杨祯山, 张筠莉.智能控制电梯控制系统[M].北京:中国电力出版社, 2005.

机电一体化技术与系统 篇10

一、机电接口

由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别, 两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲, 因此机电接口起着非常重要的作用:一是行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平, 而控制设备则不一定, 因此, 必须进行电平转换;另外, 在大负载时还需要进行功率放大。二是抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入, 可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离。三是进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时, 必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路, 以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。

(一) 模拟信号输入接口。

在机电一体化系统中, 反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号, 通常这些输出信号是模拟电压或电流信号 (如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等) 计算机要对被控对象进行控制, 必须获得反映系统运行的状态信号, 而计算机只能接受数字信号, 要达到获取信息的目的, 就应将模拟电信号转换为数字信号的接口———模拟信号输入接口。

(二) 模拟信号输出接口。

在机电一体化系统中, 控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号, 如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号, 并通过运算产生控制信号, 达到控制生产过程的目的, 应有将数字信号转换成模拟电信号的接口———模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号, 以便驱动相应的执行器, 达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。

(三) 开关信号通道接口。

机电一体化系统的控制系统中, 需要经常处理一类最基本的输入/输出信号, 即数字量 (开关量) 信号包括:开关的闭合与断开;指示灯的亮与灭;继电器或接触器的吸合与释放;电动机的启动与停止;阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中, 对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态, 此状态作为控制依据。

1. 输入通道接口。

开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号, 所以开关信号输入通道又称为数字输入通道 (DI) 。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”, 但是其电平一般与计算机的数字电平不相同, 与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题, 它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。

2. 输出通道接口。

开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器 (如继电器或报警指示器) 。它实质上是逻辑数字的输出通道, 又称为数字输出通道 (DO) 。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。

二、人机接口

人机接口是操作者与机电系统 (主要是控制微机) 之间进行信息交换的接口。

(一) 输入接口。

1. 拨盘输入接口。

拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备, 若系统需要输入少量的参数, 如修正系数、控制目标等, 采用拨盘较为方便, 这种方式具有保持性。拨盘的种类很多, 作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连, 以BCD码形式输入信息。

2. 键盘输入接口。

键盘是一组按键集合, 向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有:一是编码键盘, 自动提供被按键的编码 (如ASCII码或二进制码) ;二是非编码键盘, 仅仅简单地提供按键的通或断 (“0”或“1”电位) , 而按键的扫描和识别, 则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便, 但结构复杂, 成本高;后者电路简单, 便于设计。

(二) 输出接口。

在机电一体化系统中, 发光二极管显示器 (LED) 是典型的输出设备, 由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜, 因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单, 是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等, 在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。

三、结语

论虚拟原型技术与机电一体化 篇11

关键词 虚拟原型 机电一体化 技术

中图分类号：TH-39 文献标识码：A

随着全球经济的增速发展，制造行业之间的竞争日趋激烈，竞争的核心已经转移到以创新技术和高附加值为基础的新产品的竞争。作为制造行业的企业，一方面为了企业的可持续性发展，提高产品在制造行业的竞争力，就必须解决其产品的“T（时间）”、“Q（产品质量）”、“C（成本）”、“S（售后服务）”、“E（环境）” 等难题。另一方面，随着计算机技术以及相关高新技术的快速发展，全球性的市场竞争日益激烈，产品消费结构不断向多元化方向发展，面对无法预测的市场需求以及用户对产品的个性化需求，企业就必须尽快改变品种，更新设计，缩短新产品的研发的周期，提高产品的设计质量，降低产品的研发成本，进行创新设计，这样才能够应对快速多变的市场需求以及用户的需求，进而使企业在激烈的竞争中立于不败之地。

1虚拟原型技术的基本原理

虚拟原型技术是一种以CAX/DFX技术为基础的并行设计思想，与传统的串行设计思想相比，最大的优点在于它将多领域技术设计的不同功能的子系统有机的结合起来，通过一定的关系形成一个动态系统。从构成上看，虚拟原型是由不同工具开发的子模型组成的模型联合体，主要包括：产品的CAD模型、外观模型、功能和性能仿真模型以及电气和控制模型等。借助于这种技术，工程师们可以通过计算机软件建立机械模型，利用各学科等领域的理论在虚拟工况环境下分析产品关键性能指标，进一步进行可视化处理，并根据仿真的数据结果对系统进行完善和优化。通过虚拟原型技术，设计人员可以在实物样机制造出来之前，通过计算机软件在很大程度对产品的总体性能进行了解，从而缩短研制时间，降低系统研制成本，提高了产品的竞争力。

2虚拟原型的关键技术及发展应用

2.1虚拟原型的关键技术

虽然虚拟原型技术还处于发展的初期阶段，还没有形成一个完整的技术体系，但是一些关键技术已经得到广泛认可。主要包括系统总体技术、支撑环境技术、虚拟现实技术、多领域协同仿真技术、一体化建模和信息/过程管理技术等。

2.1.1系统总体技术

系统总体技术从产品设计的全局出发，规定和协调子系统的运行和支持虚拟原型开发的各部分之间的关系，使各个部分组成一个有机的整体，实现信息、资源的共享，最终完成总体的设计。总体技术主要涉及规范化的标准、协议、集成技术和方法以及系统的运行模式等。

2.1.2支撑环境技术

虚拟原型支撑环境技术是一个支持并管理产品全生命周期虚拟化设计过程与性能评估的活动，支持分布异地的团队采用协同 CAX/DFX 技术来开发和实施虚拟样机工程的集成应用系统平台。这种技术能提供相应数据、模型、CAX/DFX 设计工具等，而且还能支持复杂产品的设计活动。更重要的是这种技术还能支持虚拟原型开发设计过程中组织、过程和技术三个重要组成部分的有机结合，并对虚拟产品数据/模型以及项目进行管理和优化，支持不同工具，能够将不同的应用系统集成。

2.1.3虚拟原型技术的发展应用

虚拟原型技术是有多学科技术支撑的一门新兴综合性技术，发展前景广阔，市场巨大。虚拟原型技术面对产品设计的整个过程，使产品设计人员与用户之间的相互联系更加紧密，缩短研制的周期，降低技术的风险，提高产品的质量，降低了产品的成本，增强了企业的竞争力。在国内，由于虚拟原型技术在产品设计方面的绝对优势，使设计人员对其越来越亲睐，从各个关键技术的研究到开发模式研究亦逐渐形成一定的规模。这样必将促进这一先进制造技术的推广和应用，增强我国企业新产品的研发能力，提高我国企业在世界制造业中的地位。虚拟原型技术在一些较发达国家，如美国、德国、日本等已得到广泛的应用，应用涉及到汽车制造业、工程机械、航空航天业、造船业、机械电子工业、国防工业、通用机械到人机工程学、生物力学、医学以及工程咨询等众多领域。

3虚拟原型技术与机电一体化产品设计

虚拟原型技术是一种以先进建模技术、多领域仿真技术、信息管理技术、交互式用户界面技术等为基础的崭新的产品开发的方法，与传统的机电产品设计思想和方法比较具有很多的优点。可以推想，将虚拟原型技术融入到机电一体化产品的设计中将会使机电一体化技术得到进一步的发展，也将会产生一种先进的机电一体化设计技术。所以，对于两者之间的关系我们可以从以下几个方面进行分析和认识：

（1）从产品的开发设计的思想来看，传统的机电一体化产品的设计通常是相对简单规范化的串行开发过程，这种设计思想虽然是复杂的开发活动变得可理解、可管理，但是它没有考虑到产品开发过程中各个环节之间的并行关系，导致产品开发周期长，开发成本高。前期的环节对后期的环节考慮少，导致设计返工次数很高，更重要的是没有充分估计产品的可制造性，很难在早期发现并解决问题，尤其是对于复杂的产品设计。

（2）从今后产品设计发展趋势来看，机电一体化产品设计属于产品设计的范畴，虚拟原型技术必然可以应用到机电一体化产品的设计之中。机电一体化产品的设计基于多领域技术（计算机与信息技术、自动控制技术、传感检测技术、伺服传动技术和机械技术等）融合、交互，数字化、虚拟化也是今后发展的趋势。

4本章小结

本章讨论了虚拟原型技术的基本原理、组成部分、关键技术以及今后的发展，最后从产品设计思想、虚拟原型技术与机电产品设计的关系以及今后产品设计发展的趋势分析了机电一体化产品设计。

机电一体化技术与系统 篇12

关键词：变频技术,锅炉机电一体化,节能系统

自改革开放以来, 我国逐渐呈现出稳步善生的发展趋势, 而工业作为我国的核心产业, 为我国的综合国力提升产生了积极的影响。而工业产业在其不断的发展过程中, 也对资源的供应提出了更高的要求, 只有确保资源的供应, 才能实现我国工业产业的健康发展。因此, 如何实现锅炉企业的快速发展, 满足当前的资源需求同时, 不对我国的生态环境带来影响, 成为了锅炉企业所研究的主要课题。本文将对变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用进行研究, 以此来实现锅炉企业的现代化发展, 并为我国提供更多的资源保障, 实现我国的综合发展。

1 锅炉变频系统的基本概念

随着科学技术的不断发展, 变频器逐渐被应用到我国的各个领域中, 而变频技术更是作为一项主要的核心技术, 为我国的相关产业发展产生了十分积极的影响。变频技术, 主要是通过将直流电转变成不同频率的交流电技术, 在此过程中, 电能是不会发生改变的, 其只是实现电流频率的不断转变。

传统的锅炉变频系统, 主要是通过对变频控制器的三相同步电机控制为基础方式, 这样落后的传统控制方式已经无法实现当前锅炉企业的快速发展, 同时也无法满足日益增长的人民需求。因此, 为了实现现代化锅炉控制系统的改革, 锅炉变频系统应运而生, 即通过电脑编程的方式, 对锅炉进行全方面的控制, 并实现对锅炉运行过程中的合理监督。除此之外, 锅炉变频系统还可以有效的对锅炉内的参数、温度等进行检测和计算, 一旦锅炉出现问题, 其会第一时间通知工作人员, 并发出警示信号, 以此来确保锅炉的正常运转, 实现锅炉企业的稳定发展。

2 变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用

在对变频技术在锅炉机电一体化节能系统当中的应用进行研究时, 应当先了解锅炉机电一体化节能系统的组成部分, 其主要可以分为测量检测仪表、可编程控制器以及变频变压调速器这三部分, 而每一个组成部分都是确保系统稳定运行的核心部分。因此, 本文将通过这三个基本组成部分, 对变频技术的应用进行详细的研究。

2.1 测量检测仪表

测量检测仪表, 主要是通过仪器对系统的综合测量, 实现对仪器的运行参数进行反复调节和完善的基础作用, 通过对仪器参数的调节, 可以将更准确的数据传送到可进行编程的控制器内部, 实现对整体系统的综合优化。在锅炉机电一体化节能系统内部, 通过测量检测仪表所进行调节的数据内容, 主要包括锅炉内火焰的实时温度、室内蒸汽当前所承受的压力、鼓风机内的实时风量等, 同时也正是通过测量检测仪表的测量, 才能进一步实现锅炉机电一体化节能系统的顺利运行。

2.2 可编程控制器以及系统程序的组成

在可编程控制器系统内, 其主要可以分为CPU微型处理器、随机存取存储器以及只读存储器、显示及辅助电路等基础部分, 通过可编程控制器的使用, 可以有效实现当前系统内部的网络通讯, 是联网工作开展的基础保障。在实际引用的过程中, 通过可编程控制器可以实现两台及以上的可编程逻辑控制器与电子计算机进行有效的链接, 以此来实现综合系统范围内的综合控制网络系统。可编程逻辑控制器和电子计算机控制系统可以共同作用在锅炉机电一体化节能系统上, 并可以有效的体现出相对较强的系统扩展性, 这可以使系统在运行的过程中, 只需要简单的输入或输入模块, 即可实现控制点或网路的有效增加, 不仅提高了锅炉运行过程中的整体效益, 同时也减少了不必要蒸汽的浪费。可编程控制器, 作为锅炉机电一体化节能系统中的关键组成部分, 可以实现对运行状态的系统化辨别, 并对其进行有效的处理, 确保系统一直处于稳定的运行状态当中。

2.3 变频变压调速器及其节能原理

变频变压调速器在锅炉机电一体化节能系统中应用的过程中, 主要利用了电机的转速和工作过程中的电源输入频率, 二者之间的比例则是其基本的工作原理, 通过对电动机内所工作的电源频率进行操作, 实现电机转速的改变。这也充分的体现出了变频技术的有效应用, 实现了电流的交直流变换, 最终形成了综合性的变频变压调速器。在锅炉系统运行的过程中, 通过变频技术来实现对水位、压力、燃烧状态等整体功能的控制, 并使其形成一个全面性的控制管理系统, 这不仅可以有效实现锅炉机电一体化节能系统的节能性质发挥, 同时也是实现锅炉企业现代化发展的主要途径之一。由此可见, 变频技术的应用, 已经逐渐成为锅炉企业发展过程中的首要任务。

3 结束语

我国作为一个人口大国, 对资源的使用和开发, 也随着人口的增长而不断的提升, 而不断开发和浪费的资源, 也使我国逐渐呈现出资源短缺的发展现状。因此, 我国提出了可持续发展战略, 以实现对生态环境的保护和对资源的合理开发使用, 而节能也逐渐成为当前各个企业发展所需要实现的转型方向。锅炉机电一体化节能控制系统, 作为当前锅炉企业建设中的基础系统, 是杜绝传统锅炉高耗能现象的主要途径。变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用, 不仅可以进一步实现系统的节能化发展, 同时也能有效的减少系统的能源消耗现象, 最终为我国的锅炉企业发展做出了巨大的贡献。

参考文献

[1]孙继新, 陈新.锅炉机电一体化节能控制系统[J].黑龙江科技信息, 2014, 10 (03) :70.

[2]黄立臣, 雷亮, 叶雨龙等.蓟县滨河供热站变频调速控制系统应用及效益分析[J].水利学报, 2013, 02 (v.44S1) :102-105.