机电一体化的主要特征精选(九篇)

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第1篇：机电一体化的主要特征范文

在当前的机电控制领域，机电一体化和自动化控制应用愈加广泛，能够有效发挥对机电产品质量的优化，切实提升生产效率，推动机电企业发展模式的改革，在根本提升行业智能化水平，促进整个经济和社会的进步。为此，机电企业需要重视自动化和一体化新的发展形势。本文阐述了机电控制系统和自动化控制技术的涵义，分析了自动控制技术在机电控制系统中的价值，与当前机电领域发展实际相结合，探讨了机电一体化在机电控制系统中的应用方式，以期实现机电一体化的持续、长远发展。

关键词：

机电控制系统;自动化控制技术;一体化设计

0前言

随着科技的不断进步，自动化控制技术应用更加广泛，在整个社会发展中必不可少。借助自动化生产控制技术，能够实现生产规模的合理扩大，技术先进性突出。生产力的提升对机电制造业提出了了更高的标准和要求，需要满足多层次机电标准，借助自动化控制系统，切实提升生产效率。因此，机电一体化发展迅速，在整个行业发展中意义重大。

1对机电控制系统和自动化控制技术涵义的阐述

1.1对机电控制系统涵义的分析

对于机电控制系统，主要是借助计算机进行生产程序的设置，实现对装备的远程控制，达到对生产过程的掌握，其主要特征是自动化、智能化和高效化。立足机电控制系统自身的性质，自动化是其突出的特点，与通信领域的能力进行结合，达到对整个过程的全面监控，同时，强化对细节的检测，及时解决生产中的问题。立足机电工作人员，其智能化的特点能够有效降低工作压力，减少人工失误，一旦遇到机械生产环境威胁，能够借助智能机电控制系统对人的操作的替代，有力维护工作人员的安全。立足机电行业自身，在机电控制系统的应用下，整个行业更具整体性，能够高效地提升生产效率，综合控制能力得以增强。

1.2对自动化控制技术的阐述

自动化控制技术依赖的是控制装置和控制器，先行进行生产程序的设定，在无需人力协助的情况下，遵守生产规程，与人力控制相比，其优势十分明显，如借助硬盘驱动，能够实现伺服系统的精准定位，即使运行环境比较复杂，也能实现较为稳定的工作状态。

2自动控制技术在机电控制系统中应用途径的分析

2.1对自动控制技术在机电控制装备中应用的介绍

对于自动控制而言，其核心和关键性的内容就是装备和控制器，简言之，就是如果需要进行装备运转速度的记录，借助控制器测试就能够实现。很多机电企业都关注新型自动控制技术的应用，例如，PLC技术。将控制器置于机电控制装备中，能够实现整个生产系统的有效合成，在生产监控中，能够有效、快速地发现问题所在，防止出现较大程度的损失，实现了对产品的全面优化。在整个自动化进程中，控制器的作用是实现了对人工的替代，借助精密仪器，避免误操作的产生。

2.2对自动控制技术在机电微型计算机领域的应用的介绍

这一应用主要是借助控制装备实现模型的构建，通过微信计算机，实现对生产程序的有效控制，其优势十分突出，首先，实现了对自动控制和机电规模管理的调整和协调，使得单元性的技术得到有效结合，生产价值巨大，产品科技含量提升，生产时间被显著缩短，对产品使用寿命也产生了正面影响，给企业减少了相对一部分投入。立足这些优势，需要研发人员不断进行新机电模型的研发，切实满足生产需要。其次，立足安全，将自动化融入微型计算机，对危险的感知和反应能力增强，能够及时发现生产漏洞，有效控制机器的运行状态，降低损失。再次，立足机电一体化，自动化技术为机电一体化奠定了技术基础，主要体现在传感检测领域。

3对机电控制系统一体化设计的全面阐述

机电一体化设计具有较为广泛的覆盖领域，主要体现在机械、电子等领域，只有不断强化机电一体化加工技术，才能实现对整个机电控制系统的完善，加快机电智能化发展进程。机电一体化的集点是网络化、模块化、智能化和微型化，尤其是模块特征更加明显。鉴于制造业的庞大规模，类型复杂，在进行机电一体化产生研发的时候，要注重模块化，形成产品标准，注重新型机电产品的研发。微型化的特征主要立足信息技术的发展，不受时刻限制，较大程度地提升了机电一体化的影响力。

3.1对机电线路中一体化设计的分析

这一领域的设计主要体现在电子线路方面。传统的机电控制中，实现了线路与装备的隔离，设备运行中，很难实现对产品的全面、及时的了解，设备使用率不高。在应用机电一体化之后，微型计算机和控制器作用于系统，工作效率提升。在一体化设计中，产品质量被优化，工程流程被简化，因此，机电企业需要重视引进，对传统机电设备进行淘汰，发挥科技的力量，加快模块经济的发展。

3.2对机械装置中一体化设计的介绍

对于机电控制而言，系统性突出，能够实现对机械、控制、生产装备的有效统筹，加快一体化设计，因此机电工程师需要平衡三者之间的关系，融入一体化设计理念。要善于运用创造性思维，深入进行探讨，引进机电人才，重视实践活动，营造协作氛围，借用科技改变一体化模式，提升综合实力。

3.3一体化设计在机电功能模块中的发展

这一应用主要是指对整个机电控制系统和自动化控制技术进行统筹，将各个部分进行联结，借助控制器实现对各个部分的控制。模块一体化设计要立足整体，突破单一部分的功能，最大限度地发挥一体化的优势。要立足企业实际，选择最佳机电组合，最大限度地实现经济效益。

4结束语

综上，对于机电一体化而言，其是在机电控制系统和自动化控制技术相互融合的基础上产生的，能够有效实现对企业投资和收益的关系的调整，切实提升生产效率，推动智能化发展速度。因此，对于机电企业，需要重视研发机电一体化产品，加大信息使用，发挥自动化的优势，促进经济模式的转变，节约投资，提升人员素质，强化人才建设，形成机电一体化的整体营销战略，树立企业品牌。

参考文献：

[1]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(03):178.

[2]王印束.基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D].吉林大学,2012.

第2篇：机电一体化的主要特征范文

在现代技术不断发展的过程中，学科间的渗透与交叉更为明显，并因此在工程技术获得了更快的发展与改造。在机械工程领域中，机电一体化技术在计算机同微电子技术发展的过程中不断完善，并在实际应用当中发挥出了重要的作用。

机电一体化技术应用

目前，机电一体化技术的应用主要有以下方面：第一，数控机床。在不断发展当中，数控在控制精度、功能、操作以及结构等方面获得了积极的应用，其发展逐渐向着模块化、紧凑化以及总线式方向发展，且为多主总线、多CPU体系。在开放式设计下，能够对用户的应用效益进行最大限度的提升，硬件功能模块与结构也具有了更好的兼容性以及层次性。为了实现加工的动态仿真，在系统当中通常具有模糊控制以及在线诊断机制的引入，且大容量存储器以及模块化软件的应用，不仅对于数控功能而言是一种积极的丰富，且能够有效提升系统控制功能；第二，工业机器人。在以往机器人应用中，其仅仅在示教内容方面能够实现简单的运动，而在面对不同作业对象以及工作环境的情况下，其在具体灵活性以及适应性方面则存在着一定的不足。而在技术不断发展过程中，第二代机器人当中已经具有了较多的传感元件，在实际工作当中，将对操作对象以及作业环境实现简单的信息获取、处理分析，在作出相应判断的基础上实现动作控制。现代机器人则具有了更多的感知功能，对复杂的逻辑思维进行处理，且能够在不同环境当中独立行动；第三，分布式控制系统。在该系统中，即由中央计算机实现智能控制单元以及测控计算机的控制指挥，通常情况下，其可以分为二级或更高级别，能够有效实现具体生产当中监视、管理、集中操作以及分散控制等功能。在测控技术不断发展的情况下，分布式控制系统也在此过程当中具有了更为强大的功能，不仅能够实时控制生产过程，且能够对生产进行在线优化、实时调度以及计划统计管理等功能，是一种集测控管理于一体的综合式系统。应用特点方面，具有着较高的可靠性、便于维护、控制功能多且可扩展。此外，该系统也具有联锁保护功能，通过人工手动控制方式的应用进一步提升系统运行的可靠性。

机电一体化技术发展趋势

第3篇：机电一体化的主要特征范文

关键词：高职课程体系工作过程系统化

高职教育的目标是以服务地区经济发展为宗旨，以就业为导向，为社会培养高技能应用型人才，它与普通高校培养科学研究型人才的目标有着明显的区别。但是目前在高职教育中还存在许多与实际需要不相符合的地方，因此在我院机电一体化技术专业教学改革中，依托地区装备制造业发展，以企业岗位需要和典型工作任务为依据，满足学生职业生涯发展的需求，适应社会经济发展和技术进步的需要，积极开展构建以任务引领型课程为主体的机电一体化技术课程体系教育改革的探索和实践。

1 地区装备制造行业现状与发展趋势

我国的经济高速发展，推动工业有了空前的进步，传统的机械加工制造业已不适应当前工业发展的需求。随着我国加入WTO，为了提高企业自身的竞争力，促使企业生产向着高科技高效率的方向发展。在工业领域中，生产设备的自动化程度的演变，是工业控制计算机技术、检测技术、气动、液压、机械及电子技术、电机控制技术以及系统控制技术得到越来越广泛应用的结果。综合了信息技术、机械技术、微电子技术、自动控制技术的自动生产系统，数字控制技术已经渗透到了人们生活的方方面面，因此具有综合技术的新岗位日益增多，对从事该岗位的运行与维护人才有了更高的要求。2008年1-11月，大连机电产品出口104.9亿美元，比去年同期增长23.5%，占全市外贸出口比重的47.5%，比同期占比提高了0.2个百分点，机电产品出口企业1622家。

调研表明，大连地区大中型制造企业拥有数控机床、自动化生产线等机电一体化设备的占90%以上，如大连机床集团、华录电子、一汽集团大连柴油机厂、主营塑钢门窗的实德集团、制造大型起重及港口设备的大重集团都拥有相关的设备、车间，因此，机电一体化技术专业应用型人才的需求将会更大，要求会更高。这就为机电一体化专业提供了广阔的生存空间。

城市经济发展的方向带动我市产业基地建设的人才需求呈上升趋势，同时用人单位对人才的需求呈现出专业化和特色化趋势。专业岗位趋于细化，职位划分较为详尽，从总量和增量上看，我市人才需求在全国副省级城市中居于前列，人力资源拥有量在全国50个主要城市中居第15位。随着我市经济发展，人才需求呈旺势增长态势。在“十一五”期间，全市技能型人才缺口46万人之多。其中对船舶制造、数控技术、机电设备维修等现代工业技术工种的人才需求量达33万人左右。

2 社会人才的需求及对职业素质的要求

2.1 人才的需求 通过企业对人才的需求看，对各个工种及职位的需求量是不一样的，其中需要企业期望学生对机电一体化设备的操作能力与维护的能力要优秀。占到将近42%，说明企业比较欢迎既懂机械又懂电气的人才，对数控操作、数控编程、CAD绘图的需求也较大，另外机电类企业对营销人才的需求也占了一定的比重，有近20%，这几年随着经济的发展，大连作为国家装备制造业基地和船舶制造业基地，地区机电类企业和机电类产品逐年增加，机电一体化技术专业人才也变得热俏起来。从调查的情况看，企业对技术主管，品质管理知识等职位都有不同程度的需求，随着这些企业在发展过程中的不断壮大，使机电一体化技术人才的去向呈现多元化的趋势，也不断向管理层发展。这也就使我们在专业定位时有更大的选择。

2.2 职业素质的要求 通过调查，我们发现毕业生的综合素质越来越重要，用人单位往往要求毕业生能够同时拥有多方面的技能，要求基本功扎实，应用能力较强，能够团结协作，富于开拓和创新精神，要敬业爱岗，踏实肯干，吃苦耐劳，实际动手能力强，综合素质高，具有很强的社会竞争力。

3 机电一体化技术专业新型课程体系构建的依据

3.1 高职教育必须以能力培养为核心，为区域经济发展服务 高职教育人才培养定位，是为社会培养高技能应用型人才，所以在建设过程中必须以科学发展观为指导，以就业为导向，以能力培养为核心，培养掌握一定专业理论知识，具有较强实践能力的应用型人才，为区域经济发展服务。

3.2 高职教育要构建工作过程系统化课程体系 高职教育是以能力培养为核心，所以在构建课程体系时必须打破以知识传授为主要特征的传统学科体系，建立以能力培养为主要特征的工作过程系统化课程体系，即在充分调研的基础上，结合本地区对机电一体化技术专业高职毕业生实际需求，对各种工作任务进行分析，确定各岗位工作任务，根据工作任务确定应具备的职业能力，再由职业能力确定学习领域，并结合人的认识规律和职业成长规律，构建工作过程系统化课程体系。

3.3 高职的教学内容要突出能力培养，依据岗位需求组织教学内容 高职的教学内容要依据岗位需求，以能力培养为核心，突出对学生职业能力的培养。学习情境设计要以典型产品或实际生产项目为载体，以工作任务为中心，理论知识的选取要围绕完成工作任务的需要进行，并融合相关职业资格证书对知识、技能和态度的要求，通过教、学、做一体化的方式，使学生在完成具体项目的过程中学习相关理论知识、掌握实践技能，达到对学生职业能力培养的目的。

4 高职机电一体化技术专业工作过程系统化课程体系构建的探索

4.1 采用工学交替、能力递进的“三三制”人才培养模式 机电一体化技术专业基于工作过程的课程体系在实施过程中，根据企业的需求，设计了“三阶段、三方式”“工学交替、能力递进”的人才培养模式，即在三年高职教学中，把教学过程分成了“基本技能”、“专业技能”、“综合应用技能”三个阶段；教学组织与实施分别采用“教、学、做一体化教学”、“生产性实训”、“顶岗实习”三种方式，交叉进行。将相关的职业资格标准有机地融入到课程体系中，实行双证书制，学生在取得毕业证的同时，还取得相应的电子设备装接工等职业资格技能等级证书。在注重技能培养的同时，还注重学生的职业规范、职业道德意识和创新能力的培养，达到扎实的首岗胜任能力、较强的岗位适应能力和较好的可持续发展能力培养，形成工学交替、能力递进的“三三制”人才培养模式。

4.2 深化校企合作，建立“校企合作”双赢机制 建立集订单培养、职工培训、资源共享、技术服务、顶岗实习、课程共建等双向功能一体的合作机制，使校企双方在物质与精神层面多层次、全方位深度合作，实现优势互补、资源共享、互惠互利、共谋发展。开办了“英特尔实验班”、“中远班”和“固特异班”。该机制的建立，改变以往由于缺乏合作的动力机制，企业往往不愿参与高职教育的全过程，高职院校则难以灵活地根据企业变化改革人才培养模式和课程体系现象。

第4篇：机电一体化的主要特征范文

【关键词】机电工程；现状问题；发展趋势；技术

目前机电工程在发展的过程中涉及了诸多领域，如电子科技方面、计算机信息技术方面以及机床自动控制方面。机电工程融合了多种技术，并且随着科学技术的不断发展，机电工程逐渐成为引领国家经济发展的重要行业，因此机电行业的发展前景是不可估量的，所以在今后的发展中，我国应该重视机电工程的发展。

1我国机电工程的发展现状

20世纪90年代以后，我国的机电工程行业快速发展，许多企业都在加大力度研究机电工程，甚至一些学校也专门开设了机电工程研究相关的专业，为我国的机电工程快速发展提供了良好的基础。其中机电工程发展的主要特征有以下三点：一是我国的机电工程，再设计和分析以及集成方面，已经逐渐完善，进入了智能化的阶段，并且许多高校开始开设机电工程科目，开始对机电行业进行深入的研究。二是在机电工程的发展中，逐渐融入了不同的技术，如机械技术、光学技术、计算机技术以及电子通信技术等，这使得机电工程的研究领域逐渐扩大，并且逐渐向着机电一体化的方向发展。三是对于机电工程的发展，相关部门开始重视对于机电一体化的发展，在机电发展的过程中开始融入计算机网络技术、人工智能技术以及光纤技术等，为机电行业的发展开拓了新的方向。

2目前机电工程发展中出现的问题

2.1缺乏专业的人才

目前，我国的机电工程虽然取得了一定的成果，但是仍然不够完善，存在诸多的问题等待解决。其中人才是机电工程发展的主体，但是目前机电工程方面的人才普遍缺乏。虽然我国注重在机电工程方面人才的培养，但是由于机电工程本身具有很强的系统性和科学性，并且发展比较迅速，因此在人才培养的过程中往往跟不上机电工程的发展。除此之外，现在机电工程的发展逐渐融入大量的高新技术，例如先进的网络通信技术和计算机信息技术，这就意味着机电工程人员要全面的掌握各种技术，这在一定程度上加大了机电工程人才的学习量，但是能够真正掌握这些技术的人才少之又少。总得来说，目前我国机电工程的发展缺乏专业的人才，同时也缺乏科学有效的培养人才的措施，这些都严重影响了我国机电工程的发展。

2.2行业的局限性

众所周知，我国的机电工程逐渐走进了各行各业，为各行各业提供了不同的技术服务。但是随着社会的不断进步，各行各业也在不断的向着多元化以及精细化的方面发展。尤其是最近几年，一些特殊的行业新兴发展起来，他们往往对机电工程有了更高的要求。这就要求机电工程针对这些新兴行业进行针对性的研究，以确保新兴行业对于机电工程的要求。针对行业的局限性这一问题，相关部门应该打破传统，对机电工程进行创新型的研究，以确保机电工程能够适应各行各业的要求，真正实现机电工程一体化的管理。

3机电工程的未来发展趋势

3.1向着微型化的方向发展

目前，我国科研部门经过精心的研究，成功研制了一系列微型的机电一体化的产品，他们的尺寸逐渐向着微米的方向发展，并且在机电工程施工的过程中，微型化的发展，使得工作的过程中不在进行控制部件和机械元件的区分，就能够实现一些元件的融合。特别是一些传感器和执行结构的关键部位进行集成的时候，在很大的程度上缩小了机电一体化的体积。但是目前我国的机电微型化的发展仍然不够完善，有待于加大研究力度，开发先进的技术。

3.2向着网络化的方向发展

改革开放以来，我国的网络技术也在不断的发展，现在互联网技术逐渐融入到人们生活的方方面面。目前，我国的机电工程在发展的过程中，逐渐和网络相连接起来，并且取得了一定的成果，例如远程监控技术，在网络技术不断发展的今天，远程控制技术也在不断的创新，并且在机电工程的实施应用方面，逐渐引用了远程控制技术，这为我国技术发展开展了新的景象。其中在机电工程发展的过程中，融入对网络技术的应用，一方面能够确保机电工程产品的可靠性，让用户放心购买。另一方面又能够提高机电工程产品的性能，满足广大用户的要求。因此机电工程在今后的发展中能够向着网络化的方向发展，才能够走的更加的持久。

3.3向着一体化的方向发展

目前，我国的机电工程已经向着一体化的方向发展，但是由于机电一体化的产品比较的多，并且其开发和研制的工作比较的复杂，缺乏相应的标准要求，因此新时代的机电工程一体化开始向着规范化的方向发展。通过制定相应的一体化标准要求，明确机电工程一体化的目标，这样不仅能够加快机电工程开发新的产品，还能够在一定程度上扩大机电工程一体化的生产规模。众所周知，未来的机电一体化将逐渐向着微电子技术以及软件工程技术方面发展，这就要求机电工程在机电一体化的过程中，有着精确的标准。因此，机电工程一体化发展的过程中，只有制订严格的标准要求，才能够长久持续的发展下去。

3.4向着智能化的方向发展

目前，据调查统计，机电工程逐渐向着智能化的方向发展，同时智能化也是机电工程今后发展的核心目标。其中主要因为，人们对生活水平要求的提高，各项技术都在向着智能化的方向发展，而机电工程在发展的过程中往往要融合多种技术，因此机电工程也逐渐向着智能化的方向发展。机电工程智能化发展主要包括以下两点：一是自动实施换算，二是自动决策机制。与传统的机电工程相比，现在的机电工程在发展的过程中不仅能够大大的提高工作效率，而且能够减少对于人工的使用，大大降低了生产成本，为企业提供了更高的利益。现在我国市场上就出现了各种智能化的机电工程产品，如智能机器人。所以在今后的发展中，随着人们对生活水平要求的提高，机电工程将会向着智能化的方向发展。

4总语

总而言之，随着人们生活水平的提高以及科学技术的不断创新，机电工程的发展不再是单一的发展，它将融入到各行各业，与各种先进的技术共同使用。针对机电工程良好的发展前景，相关人员要重视现在机电工程发展过程中存在的不足，积极的采取相应的措施。除此之外，相关人员还要正确的分析机电工程今后的发展趋势，以促进我国经济建设的快速发展。

参考文献：

[1]杨立红.我国机电工程的现状问题及发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2015.

[2]朱华瑾.我国机电工程的现状问题及发展趋势[J].中国科技纵横,2014.

[3]路明宇.我国机电工程的现状问题及发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2014.

[4]李健.王建东我国机电工程的现状问题及发展趋势[J].城市建设理论研究(电子版),2014.

第5篇：机电一体化的主要特征范文

工控机是工业控制计算机的简称，工控机目前被广泛的运用在工业控制中。工控机是指一种采用总线结构控制生产过程、机电设备以及工艺装备的工具的总体称呼。工控机具有明显的并且非常重要的计算机属性以及特征。比如工控机具有硬盘、CPU、内存以及接口，同时工控机还具有计算能力、控制网络和协议、操作系统以及友好的人机界面等。工控机是一种非常特殊的产品，可以为各行各业提供非常可靠以及智能化的计算机。典型的工控机由加固型工业机箱、工业电源、主机板、显示板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各类输入/输出接口模块、显示器、键盘、鼠标、打印机等组成。

2工控机的类型和特点

2．1工控机的类型

目前工控机的主要类别有:IPC、PLC、DCS、FCS及CNC五种。IPC:基于PC总线的工业电脑，该类工控机的重要特点是在恶劣的条件下能够进行快速的诊断以及维护。PLC:可编程逻辑控制器，PLC的主要特征是编程简单、具备很高的可靠性、方便组装，并且具有非常强的抗干扰能力，目前可编程逻辑控制器被广泛的运用在工业控制的各个行业，对机电一体化的推进起到了非常大的作用。DCS:DCS是指分散型控制系统，该系统的主要特点是具有合理的软硬件配置以及易于扩展的能力，该系统能够被广泛的运用在各种电站的分散型控制中。FCS:现场总线系统，是全数字串行、双向通信系统，FCS具有非常广阔的运用前景，目前有很多家国外非常有实力的企业在进行产品的竞争和开发。CNC:数控系统，该系统在传输行业、自动控制行业、机械制造行业、信息处理行业、传感器行业以及加工行业得到了非常广泛的运用。因为IPC可以对计算机的先进技术进行充分的利用，能够很便利的进行更新换代，并且其运用的软件是完全不同于普通的PC的，能够促进软件的开发以及调试，因而是目前运用最为广泛并且运用最快的一种工控机型式，其它的各种类型的工控机在早期的公路收费系统中有应用，但现在已不再采用。

2．2IPC特点

(1)可靠性:在震动、腐蚀、低温、烟雾、潮湿以及粉尘的条件下，IPC具有可维护性能以及快速诊断功能。

(2)实时性，能够对工业现场进行实时检测机控制，能够快速的反映出现场的工作情况，对现场发生的任何变化能够快速的相应，还可以非常及时的进行信息才急以及输出功能的调节。在运行中，如果遇到特殊情况或者危险时，可以能够进行自行复位，对整个系统的生产运转进行有效的保证。

(3)扩充性，IPC的主要结构是CPU卡加底板，使其具有强大的输出以及输入功能，并且能够对工业现场的各种设备以及系统进行有效的连接，包括高速公路中的视频监控系统以及车辆检测仪器等，从而对多种任务进行完成。

(4)兼容性，该类型工控机可以同时对ISA、PCI及PIC-MG资源进行利用，并且能够对多种操作系统进行支持。

3工控机在高速公路机电工程中的运用与展望

3．1工控机在高速公路收费系统中的运用与展望

根据对高速公路收费系统的研究，可以得知高速公路收费系统主要经历了三个时期，也就是手工收费时期、计算机收费时期以及不停车收费时期。开始运用工控机的时期是第二个时期，在该阶段运用的工控机的类型是通用型的标准主机，该类机型的主要特征是具有比较大的体积，比如研祥的IPC－810研华的IPC－610整机，高为177mm，宽度为482mm，深度为452mm，体积较大。该机可以同时扩充十四个卡以及多种外部设备，包括4个PCI、8个ISA以及2个PCISA卡，外部设备主要包括车辆检测仪、车辆显示仪、收费票据打印机、通行券读写机、报警设备以及信号灯等。但是由于通常高速公路收费亭的体积以及面积都比较小，但是工控机的体积比较大，所以只有运用体积比较小的IPC机箱才行，如研祥的IPC－6806，不仅其体积大大的减小了，而且还对资源的利用率进行了进一步的提高

3．2工控机在高速公路监控系统中的运用与展望

在高速公路机电系统中，主要机电系统为监控系统以及收费系统。对于监控系统，在运用CCTV进行监控的期间，只是运用其进行录像以及监视，主要还是靠人进行操作。随着技术的不断发展，其间使用的工业IPC类型也是从大(IPC－810)到小(IPC－6806)，但此时期的监控只是限于收费站(亭)的监控与整条高速公路的其它监控或信息系统并未连成一体。所以，今后高速公路机电系统中，工控机的运用机型将会逐渐的小型化，并且最终会实现一体化发展。

4结语

第6篇：机电一体化的主要特征范文

关键词：运动控制系统上位控制单元方案

信息时代的高新技术流向传统产业，引起后者的深刻变革。作为传统产业之一的机械工业，在这场新技术革命冲击下，产品结构和生产系统结构都发生了质的跃变，微电子技术、微计算机技术使信息和智能与机械装置和动力设备相结合，促使机械工业开始了一场大规模的机电一体化技术革命。随着计算机电子电力和传感器技术的发展，各先进国家机电一体化产品层出不穷。机床、汽车、仪表、家用电器、轻工机械、纺织机械、包装机械、印刷机械、冶金机械、化工机械以及工业机器人、智能机器人等许多门类产品每年都有新的进展。机电一体化技术已越来越受到各方面的关注，它在改善人民生活、提高工作效率、节约能源、降低材料消耗、增强企业竞争力等方面起着极大的作用。在机电一体化技术迅速发展的同时，运动控制技术作为其关键组成部分，也得到前所未有的大发展。

在一个运动控制系统中“上位控制”和“执行机构”是系统中举足轻重的两个组成部分。“执行机构”部分一般不外乎：步进电机，伺服电机，以及直流电机等。它们作为执行机构，带动刀具或工件动作，我们称之为“四肢”；“上位控制”单元的方案主要有四种：单片机系统，专业运动控制PLC，PC+运动控制卡，专用控制系统。“上位控制”是“指挥”执行机构动作的，我们也称之为“大脑”。以下，我们将分述系统中的“大脑”中的各个部分，并详尽地论述“PC+运动控制卡”方案。

一、用单片机系统来实现运动控制。

此系统由单片机芯片、扩展芯片以及通过搭建电路组成。在“位置控制”方式时，通过单片机的I/O口发数字脉冲信号来控制执行机构行走；“速度控制”方式时，需加D/A转换模块输出模拟量信号达到控制。此方案优点在于成本较低，但由于一般单片机I/O口产生脉冲频率不高，对于分辨率高的执行机构尤其是对于控制伺服电机来说，存在速度达不到，控制精度受限等缺点。对于运动控制复杂的场合，例如升降速的处理，多轴联动，直线、圆弧插补等功能实现起来都需要自己编写算法，这必将带来开发起来难度较大，研发周期较长，调试过程烦琐，系统一旦定型不太容易扩充功能、升级、柔性不强等问题。因此这种方案一般适用于产品批量较大、运动控制系统功能简单、且有丰富的单片机系统开发经验的用户。

二、采用专业运动控制PLC来实现运动控制。

目前，许多品牌的PLC都可选配定位控制模块，有些PLC的CPU单元本身就具有运动控制功能（如松下NAIS的FP0，FPΣ系列），包括脉冲输出功能，模拟量输出等等。使用这种PLC来做运动控制系统的上位控制时，可以同时利用PLC的I/O口功能，可谓一举两得。PLC通常都采用梯形图编程，对开发人员来说简单易学，省时省力。还有一点不可忽视，就是它可以与HMI（人机界面）进行通讯，在线修改运动参数，如轴号，速度，位移等。这样整个控制系统中从输入到控制再到显示，非常便利。一方面将界面友好化，另一方面将控制系统的成本从整体上节省了。但具有脉冲输出功能的PLC大多都是晶体管输出类型的，这种输出类型的输出口驱动电流不大，一般只有0.1~0.2A。在工业生产中，作为PLC驱动的负载来说，很多继电器开关的容量都要比这大，需要添加中间放大电路或转换模块。与此同时，由于PLC的工作方式（循环扫描）决定了它作为上位控制时的实时性能不是很高，要受PLC每步扫描时间的限制。而且控制执行机构进行复杂轨迹的动作就不太容易实现，虽说有的PLC已经有直线插补、圆弧插补功能，但由于其本身的脉冲输出频率也是有限的（一般为10K~100K），对于诸如伺服电机高速高精度多轴联动，高速插补等动作，它实现起来仍然较为困难。这种方案主要适用于运动过程比较简单、运动轨迹固定的设备，如送料设备、自动焊机等。

三、采用专用数控系统作为上位控制。

专用的数控系统一般都是针对专用设备或专用行业而设计开发生产的，像专用车床数控系统，铣床数控系统，切割机数控系统等等。它集成了计算机的核心部件，输入、输出设备以及为专门应用而开发的软件。由于是“专业对口”，人们可以尽情发挥“拿来主义”。不需要进行什么二次开发，对使用者来说只需通过熟悉过程达到能操作的目的就行。在这方面，国外知名品牌的产品在我国制造行业中早已占领了了领地，如西门子，法那克，法格，海宝等等。当然，之所以它们能大规模广泛地被采用和这种专用数控系统，是因为其功能丰富，性能稳定可靠。但为之付出的代价就是高成本。因此，适用于控制要求较高且产品档次较高的数控设备生产厂家和使用者。

四、采用PC+运动控制卡作为上位控制的方案。

随着PC（PersonalComputer）的发展和普及，采用PC+运动控制卡作为上位控制将是运动控制系统的一个主要发展趋势。这种方案可充分利用计算机资源，用于运动过程、运动轨迹都比较复杂，且柔性比较强的机器和设备。从用户使用的角度来看，基于PC机的运动控制卡主要是功能上的差别：硬件接口（输入/输出信号的种类、性能）和软件接口（运动控制函数库的功能函数）。按信号类型一般分为：数字卡和模拟卡。数字卡一般用于控制步进电机和伺服电机，模拟卡用于控制模拟式的伺服电机；数字卡可分为步进卡和伺服卡，步进卡的脉冲输出频率一般较低（几百K左右的频率），适用于控制步进电机；伺服卡的脉冲输出频率较高（可达几兆的频率），能够满足对伺服电机的控制。目前随着数字式伺服电机的发展和普及，数字卡逐渐成为运动控制卡的主流。

从运动控制卡的主控芯片来看，一般有三种形式：单片机，专用运动控制芯片，DSP。

以单片机为主控芯片的运动控制卡，成本较低，电路较为复杂。由于这种方案仍是采用在程序中靠延时来控制发脉冲，脉冲波形的质量和频率都受到限制，一般用这种卡控制步进电机；以专用运动控制芯片为主控芯片的运动控制卡成本较高，但其运动控制功能有硬件电路实现，而且集成度高，所以可靠性、实时性都比较好；输出脉冲频率可以达到几兆赫兹，能够满足对步进电机和数字式伺服电机的控制。以DSP（DigitalSignalProcessor）为主控芯片的运动控制卡利用了DSP对数字信号的高速处理，能够实时完成极其复杂的运动轨迹，常用于像工业机器人等运动复杂的自动化设备中。

运动控制卡是基于PC机各种总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元，总线形式也是多种多样，通常使用的是基于ISA总线，PCI总线的。而且由于计算机主板的更新换代，ISA插槽都越来越少了，PCI总线的运动控制卡应该是目前的主流。卡上专用CPU与PC机CPU构成主从式双CPU控制模式：PC机CPU可以专注于人机界面、实时监控和发送指令等系统管理工作；卡上专用CPU来处理所有运动控制的细节：升降速计算、行程控制、多轴插补等，无需占用PC机资源。同时随卡还提供功能强大的运动控制软件库：C语言运动库、WindowsDLL动态链接库等，让用户更快、更有效地解决复杂的运动控制问题。运动控制卡的功能图如下：（以MPC02为例）

<--运动控制卡的功能图-->

控制卡接受主CPU的指令，进行运动轨迹规划，包括脉冲和方向信号的输出、自动升降速处理、原点和限位开关等信号的检测等。每块运动控制卡可控制多轴步进电机或数字式伺服电机，并支持多卡共用，以实现更多运动轴的控制；每个轴都可以输出脉冲和方向信号，并可输入原点、减速、限位等开关信号，以实现回原点、限位保护等功能。开关信号由控制卡自动检测并作出反应。

目前的运动控制卡主要特征有：开放式结构、使用简便、功能丰富、可靠性高等。具体的特征体现在硬件和软件两个方面：在硬件方面采用PC机的ISA总线方式，各种设置采用简单的跳线和拨码开关；接线方式采用D型插头；采用PC机的PCI总线方式，卡上无需进行任何跳线设置，所有资源自动配置，接线方式采用SISC型插头，可使用屏蔽线缆，并且所有的输入、输出信号均用光电隔离，提高了控制卡的可靠性和抗干扰能力；在软件方面提供了丰富的运动控制函数库，以满足不同的应用要求。用户只需根据控制系统的要求编制人机界面，并调用控制卡运动函数库中的指令函数，就可以开发出既满足要求又成本低廉的多轴运动控制系统。

控制卡的运动控制功能主要取决于运动函数库。运动函数库为单轴及多轴的步进或伺服控制提供了许多运动函数：单轴运动、多轴独立运动、多轴插补运动等等。另外，为了配合运动控制系统的开发，还提供了一些辅助函数：中断处理、编码器反馈、间隙补偿，运动中变速等。

正是由于运动控制卡的开放式结构，强大而丰富的软件功能，对于使用者来说进行二次开发的设计周期缩短了，开发手段增多了，针对不同的数控设备，其柔性化、模块化、高性能的优势得以被充分利用。在目前工业生产中，它的应用范围十分广泛，在使用步进电机和数字式伺服电机的PC机运动控制系统中，都可以使用运动控制卡作为核心控制单元，例如：数控机床、加工中心、机器人等；送料装置、云台；X-Y-Z控制台；绘图机、雕刻机、印刷机械；打标机、绕线机；医疗设备；包装机械、纺织机械。

第7篇：机电一体化的主要特征范文

[关键词]“理实一体，双境育人”人才培养模式 工作过程系统化课程开发 工学结合

[中图分类号]G420 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962（2013）07（a）-0038-02

日前在高等职业院校特别是国家示范性院校和骨干院校中正在全面、深入的开展高职高专教育教学改革。教学改革是一个系统工程，包括人才培养模式、专业建设、课程体系、实习实训等全面的改革。高职高专教育的特性与特色是通过课程具体体现的，课程改革是教学改革的重点和难点，也是决定高职教育改革能否取得成效的关键。工作过程系统化的课程改革需要根据人才培养模式、专业建设、课程体系的设计理念和要求进行，同时还必须根据课程的特点对课程内容进行合理取舍，按照工作任务将内容进行科学编排，以适应教学改革的要求。

课程如何改革才能体现高职教育的特点并具有较强的可操作性，这首先要和一个学院制定的人才培养模式、课程体系建设的总体思路相吻合，还要根据专业及岗位的需要结合教学、实习、实训等条件综合全面的考虑课程内容的取舍、编排，使课程建设既符合人才培养模式、课程体系建设的内涵要求，又科学合理易于操作，许最大程度的满足高职院校学生学习的实际需要，同时课程改革还要有一定的前瞻性、灵活性。

本文以内蒙古机电职业技术学院机电工程系机电一体化（能源方向）专业“机械设计基础”课程的改革为例，阐述该课程改革的内容选择及编排的创新。

1.人才培养模式内涵与课程体系建设

1.1人才培养模式及内涵

学院结合区域工业经济的发展趋势，同时针对各个专业的应用特点，构建了“校厂一体，产学结合”的人才培养模式，这一工学结合特色突出、以工促学的创新人才培养模式的内涵就是“理实一体，双境育人”。

“理实一体”，即打破传统的“文化课-专业基础课-专业课-技能训练”及“学科化”、“系统化”教学模式的框架与界限，将课程的理论教学、实践教学、生产融于一体，教学环节相对集中，教学场所直接安排在“理实一体化”教室或实训室，在完成教学任务、达到教学目标中，“理实一体”集中体现在如下几个方面：

①根据项目引领与任务驱动的要求，通过抽象、归纳和提炼，把教学内容构建成若干学习情境，每一个学习情境就是一个实际工作任务，并将行业企业技术标准引入到课程标准中，在教学内容上没有固定的先实后理或先理后实，而是理中有实，实中有理，形成理论与实践的一体化；

②在教学过程中教师将理论知识传授与实践训练相融合，理沦和实践交替进行，直观和抽象交错出现，师生双方边教、边学、边做，实现学中有做、做中有学；

③通过建设“理实一体化”教室、“厂中校”以及校外实训基地，将学生的理论学习与技能训练融合在同一“教学区域”内，在教学环境上实现教室与车间的一体化；

④在实境育人的教学过程中，教师既是课堂上的老师又是车间里的师傅，学生既是课堂上的学生又是车间里的学徒，在职业角色上实现“教师与师傅”、“学生与学徒”的一体化，

⑤以技能鉴定、模拟测试、实物制作、学习报告、口试与笔试等多样化的考核手段，对学生的知识掌握与技能提升进行考核，实现评价过程理实一体化。

“双境育人”即通过校内“理实一体化”教学、模拟性实训与校外的社会实践、专业实践、顶岗实习等教学形式相结合，实现教学过程与工作过程相互衔接，构建校企紧密结合的“双境育人”环境。

1.2课程体系建设

在“理实一体，双境育人”人才培养模式下构建以职业素质和职业能力培养为核心的课程体系，课程体系的构建，遵循“逆向设计，正向培养”的设计思路，通过企业调研，确定能源企业机电类人才主要工作岗位并参照岗位任职要求，归纳出若干典型工作任务；依据典型工作任务特点的不同，归纳行动领域；根据行动领域特征，以学生知识、能力、素质三方面的综合培养为目标，按照“从基础到专业，由单一到综合”的基本认知规律将学习领域划分为“公共领域”、“机械基础应用领域”、“电气基础应用领域”、“机电一体化综合应用领域”四大类型。按照课程建设的要求，“机械设计基础”课程属于“机械基础应用领域”。这一领域的课程属于专业技术基础课程，是学生从基础知识的学习通往专业技能掌握的桥梁和纽带，具有十分重要作用。

2.课程历史沿革与改革思路

“机械设计基础”课程既有较系统的理论知识也有大量与生产实际密切联系的实践性内容，因此，“机械设计基础”从来都没有停止过改革的步伐，比较成熟和目前在高职院校中普遍通行的是将“机械传动零件设计”、“机械原理”这两门课程合并，称为机械设计“二合一”，还有近几年课改着力打造的机械设计“四合一”，即将“机械传动零件设计”、“机械原理”、“理论力学”、“材料力学”四门课程合并，目前在高职院校中大多数院校主要采用“二合一”的方式，“四合一”也是近几年才开始推行的。

机械设计基础课程改革的思路和理念不仅要与学院创新的人才培养模式和课程建设的要求协调一致，还要按照基于工作过程系统化进行课程的开发和设计。经过深入、细致、系统的论证和分析，确定课程内容包括传统课程中“机械原理”、“机械传动零件设计”、“理论力学”、“材料力学”、“工程材料”五门课程的内容，称为“机械设计五合一”。并将课程改名为：“典型机械结构的分析与设计”。

在课程内容的编排上改变了以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为按照工作任务确定的工作过程编排教学内容组织教学，将原有的课程内容进行结构重组、序化，根据任务需要设计学习领域，内容编排的亮点和创新就是在实际结构的观察、拆解的同时融入知识内容的讲授，将教学安排在机械零件实训室中进行，达到了“理实一体、双境育人”的要求。

3.教学内容组织，编排的创新

实际上，不论是“二合一”还是“四合一”近几年也都进行过项目化、工学结合的教学改革，但基本上是在保持原有课程结构相对独立完整的前提下拆分成学习项目，例如：将“工程力学”作为一个学习领域，按照理论力学的受力分析、平衡求解；材料力学的四种基本变形的强度与刚度分析拆分成若干学习情景、学习项目，基本是将原来的章节方式变更为项目方式，并没有真正做到打破原有知识逻辑体系，无法满足工作过程系统化和理实一体化的课程建设要求。

现在课程改革面临的问题不仅是要把课程内容调整为“五合一”，更重要的是如何确立一个既符合工作岗位的要求又满足人才培养方案要求的工作任务，并围绕工作任务按照学生的认知需要合理编排教学内容，彻底打破原有的知识体系。用一个形象的比喻就是：原来的教学完成后学生手里有四或五块食材，但他们不会做出一道成品菜来，更谈不上菜品的变化和创新，现在不仅要让学生认识不同的食材还要让他们学会做一道菜，并能通过调整配比进而做出若干道菜品来。真正做到学以致用。让学生在完成具体任务的过程中构建相关理论知识，发展职业能力。

工作任务的选择尤为关键，要与目前教学、师资、实训等条件相适应，经过反复论证、研讨最终将工作任务确定为“减速器的结构分析与设计”，将任务分成5个学习领域、26个学习情景、96个学习项目，安排一到两周完成减速器及其他典型机械结构的设计、拆装等综合实训。做到了以一个具体的任务，用五个领域按认知要求将学习内容串联起来，通过一个实训达到综合能力训练的目的。

在课程内容的编排中考虑到高职层次的学生在今后的设计工作中多以辅设计为主，因此理论知识的选取根据基本够用的原则为度，结合高职学生实际学习能力并与理实一体的教学要求、教学条件密切结合，对内容进行了全新的设计。以“轴的设计”学习领域为例可以看到在教学内容的选择和编排设计的独特、创新之处。

轴是用来支承机器中的转动零件，如齿轮、带轮，并使转动零件具有确定的工作位置。这部分内容对认识和掌握典型机械具有十分重要的意义，要求学生从种类、结构、材料、结构设计、强度设计等若干方面对轴有较深入的理解，在此基础上才能对轴进行设计，因此，这部分内容综合性较强，是本课程教学的重点和难点，在内容的设计和编排上的思路是：从对轴的了解和认识出发，首先让学生有感性认识以引起学习兴趣，然后安排轴系拆装实训，使学生对阶梯轴、联轴器、轴承、套筒、挡圈、键等典型轴的结构、零部件以及定位和固定方式有较直观的了解，以便带着问题去学习。

在教学中从带式输送机中轴的实物结构观察入手讲授轴的分类和设计要求让学生对轴的种类、设计内容及设计要求、原则有初步的了解，然后，边拆装边学习联轴器、轴承和连接等基本知识，在此基础上运用前面已经学习的有关力学知识分析、计算三种轴的内力和应力，最后，综合运用各部分知识达到对轴进行结构和强度计算，从而完成轴的设计。这样的内容安排使“理实一体”贯穿于教学的全过程，并做到了从实出发上升到理，由理的运用校验实，实现教学过程具体化、实物化、实境化，有效的提升教学效果。

4.教学实践与探索

4.1教学方式

本课程的教学过程围绕生活和生产中常见常用的机构、机器来设计工作任务，围绕工作任务安排学习领域，根据学习领域划分学习情景确立具体学习项目，在教学中要打破传统的教学观念，打破理论教学与实践教学的划分界限，树立全新的职业教育理念。同时，鼓励学生发挥学习的积极性与自主性，培养学生的探索精神，促进学生自主学习能力的提升。

在教学上采用情境教学、案例分析、角色扮演等多种教学方式充分调动学生学习的积极性、主动性。使学生在掌握机械设计基础必需的基本理论、基本方法的基础上，掌握必要的实践技能；教师教学中尽量多的列举实际生产中的实例，丰富教学内容，增加学生的感性认识，加强课堂的趣味性，提高学生学习的兴趣与热情，使学生在快乐的氛围中完成学习，让学生真正成为学习的主人。

4.2教学实施中存在的问题

①师资队伍建设

课程总体设计与编排的科学性、合理性需要教师通过教学过程组织实施和体现，根据“理实一体，双境育人”才培养模式内涵的要求，在校内建设“理实一体化”教室和实训室，形成教室与车间、教师与师傅、学生与学徒一体的训练情境，使学生的人文素养与专业能力，教师的教学能力与实践能力得到共同提升。这就对教师提出了较高的要求，不仅要讲授理论知识还要具备较强的实践经验和动手能力。按照传统的教学分工这门课应由分属五个团队的教师分别承担教学任务，现在要全部由一位教师组织教学，缺乏与教学要求相适应的教师，按照目前的师资队伍情况难度非常大，因此，师资队伍的培养和建设是一个急需解决的问题。

②教学硬件建设

按照新的工作任务及理实一体的要求组织和实施教学，需要有配套的理实一体实训教室和教材来保障，这方面的建设相对滞后，要加快建设的步伐以满足课程改革的要求。

5.结语

目前已将课改成果在实验班中施行。对照实物、围绕任务、带着问题讲授知识的方式，极大地调动了学生学习的积极性，学生学习的热情和主动性空前高涨，普遍认为这样的教学方式和内容安排对专业知识的掌握和理解更直观、深入和有效。灵活多样的教学组织锻炼了学生独立思考、分工协作的能力，也使得学生勤干动手善于动脑，教学效果良好。

课程改革是个系统工程，不可能一蹴而就，随着教学改革的深入，需要在教学实践中不断完善和改进。

参考文献

[1]《国家中长期教育改革和发展规划纲要》2010，7.

[2]《教育部、财政部关于进一步推进“国家示范性高等职业院校建设计划”实施工作的通知》（教高[2010]8号）.

[3]《内蒙古机电职业技术学院“十二五”发展规划》.

第8篇：机电一体化的主要特征范文

1993年菲尼克斯电气集团与中国电力工业部南京电力自动化研究院(NAR，南瑞)合资组建南京菲尼克斯电气有限公司。2001年大规模增资，成立菲尼克斯电气(南京)制造有限公司和菲尼克斯电气(上海)进出口有限公司。在2005年4月菲尼克斯集团推出的全球TNCCoC战略中，中国和德国、美国分别被定为菲尼克斯电气在亚太地区、欧洲和美洲的战略中心和业务总部。中国作为亚太地区战略中心，目前已经完成了市场、研发、生产和物流的规划建设，并向韩国、日本、东南亚等国提供相应的支持，此外，产品已出口欧洲、北美和南美等地。

对于自动化技术在物流系统中的应用，南京菲尼克斯电气不仅有自己独到的技术，也有引人注目的成功的案例。而这一切都源于他们对于这个问题的深刻认识。

记者：您认为，自动化技术在物流系统中起到的是一个什么样的作用?

刘朝晖：在一个现代化的工业生产物流之中，存在着两个重要的物质流向――物科流和信息流。从自动化角度来看，这两个看似毫不相关的物质却具备基本相同的控制基础，正是肝技术的介入，有效地将这两个重要的物质流向整合在一起。一般地，现代物流自动化的基本结构分为三个层次，从上至下分为管理层、控制层和现场层，它们是各类物料流动的环境，也是信息的采集、传递和加工处理的环境。我们所说的信息是对物料状态的描述，信息流是物料流过程的抽象化，物料流是信息流的载体。它们的特点是：通常，在现场层物科流是显式的；而在管理层物料流是隐式的，而信息流是显式的。信息流伴随物流而产生又反过来控制和调节物料流，仅当信息流与物料流同步时，才可实现管理层对现场层的正确管理。IT技术正是连接它们的有效桥梁，将办公室(管理层)和物流现场(现场层)基于统一平台，实现信息通行的、统一的，能通过所有层面完全真实地反映实际物流过程。

记者：目前有哪些自动化技术在物流系统中有着广泛的应用?

刘朝晖：物流系统是一项复杂系统工程，自动化集中反映了其最重要的信息化技术，实现物流作业信息化，物流机械设备、设施及管理、信息、人才系统配套、协调发展是重要的发展趋势。从目前仓储信息化建设和科技发展来看，自动化立库是重要的发展动向。物流中的物质流必须伴随着并行的信息流；物流物资的控制和管理实时、协调一体化，信息技术成为物流自动化技术的核心，数字通信、条码、扫描技术和数据采集技术将更多地应用于堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上。机器人作为柔性物流工具在物流中也发挥日益重要的作用。自动化库房建设更加注重实用性和高效性，在满足物流要求的条件下，将更多要求规模小、信息通畅、用途广泛的自动化立库。所以，在工业界许多非常前沿的新方法、新技术无一例外地得到应用，如：现场总线、PC-Based、工业以太网等。

记者：现代物流一直在吸收最先进的科学技术而与时俱进，当世界进入网络时代的时候，英特网及其相关的新技术给现代物流系统带来哪些革命性的变革?

刘朝晖：物流自动化系统的目的是实现从储藏到运输互动式的管理体系，以先进的作业方式实现储藏和运输的统一信息平台，从而支持物流系统资源计划和整合。随着计算机技术、通讯技术、肝技术的飞速发展，这些技术也一步步地渗透到物流控制领域，引起物流自动化的不断变革。其主要特征就是，工业以太网技术构造的现代物流管理控制网络，是一个利用现代信息技术、数学和管理科学方法对物流信息进行收集、加工、存储、分析和交换的人机综合系统。在硬件平台的构成上，必须抛弃传统的民用或商用型以太网设备，采用符合现代工业安装理念、性能优良的工业型产品，充分发挥模块化、导轨分布式、电源冗余、高电磁兼容等优点，满足苛刻的工业环境。同时，用以太网所构成的局域网还可以非常方便地接入Internet，实现全社会的资源共享，在浏览器基础之上，每个仓库服务器都有网址，每个有权限的用户都可以看见仓库的详细情况，利用每个仓库信息网络构建，实施大物流管理的信息资源数据库。

记者：物流系统中应用自动化技术可以给企业带来哪些好处?

刘朝晖：物流系统的成本分析已经全面引入UPR方法，价值链应是自始至终地全面整合入整个系统生命周期中，直接硬件投资成本仅能作为整体成本的一部分考虑，大量的可变成本将全面列入计算范围内。所以对于物流自动化技术而言，无线控制柜技术、现场安装等基于节约人工、生产成本的技术产品开始大量使用。通过采用特殊功能模块，直接加装在机器上，减少占地面积，节省宝贵的生产用地，同时也大大提高了系统的透明性和诊断功能；通过采用安全可靠的插拔式特殊功能模块，安装起来简单、轻松，而且不需要进行任何地址设置或设备组态；通过采用提供了强大综合诊断功能的模块，可以确定系统出错的精确位置，并可以协助维检人员以最快的速度排除故障；通过采用特定功能模块可以简便地进行扩展，可以模块化和灵活地进行优化；通过同一设备具有多种功能的模块，极大地减少了元件的使用数目，与此相应备品备件的费用也大大地降低了。按照测算，如果全面使用此类技术，将给物流生产企业节省有效空间25％、节约设计费用30％、节省调试时间30％、节省转换时间30％、节省编程时间40％、节约备件费用70％、节省停机时间90％。

记者：我国目前现代物流的整体水平不是很高，但是在某些领域如烟草、医药，自动化技术在其物流系统中已经有出色的表现，其水牛已经达到或接近国际先进水平 目前有哪些先进的自动化技术成为物流系统中的新宠?

刘朝晖：应该说主流的技术有两种：

一、现场总线技术彻底进入物流自动化领域。现场总线任务主要是采集物流现场的信息，并将信息送往控制器分析、处理这些信息。这些信息主要是指输入／输出信号。在传统的控制技术中，控制器的输入／输出板中的信号与现场变送器／执行器的连接往往采用并联的方法，随着物流设备的大型化、复杂化，连接的距离越来越长以及连接的节点不断地增加，给现场的安装、调试带来了很大的不便，工程费用也大大增加。针对这

种情况，必须采用串联传输方法来实现控制器与现场信号之间的联系。这就是将通讯技术应用于工业领域的现场总线思想。在物流领域中的大量的传感器信号、电机控制、通信信息等采用现场总线传输正是最合适的应用领域。

二、基于以太网的分布式控制技术。以太网技术对于物流领域并不陌生，它是管理层最主要的通讯技术。管理层的任务是显示原始或处理后的数据，供管理员或现场操作人员进行分析、了解现场的状态，以便进行操作或改动。管理层与控制层之间的接口，硬件为人机界面(HMI)，软件称为监控软件，传统的通讯方式，由于其传输速度慢、传输距离短，影响了系统的实时监控功能。而且由于各控制机生产厂商采用不同的监控软件，所以对设计者来说，也带来不少麻烦，在设计一个复杂的系统，不能综合考虑各机的长短，以取得一个最优方案。采用Ethernet的传输方法来实现管理层和控制层之间的通讯，推行了一个具有标准Ethernet接口的远程控制机，使得物流管理系统与控制系统可以简单地通过TCP／IP协议进行信息交换。在2003年以前，处于管理层的以太网设备主要以星型拓扑结构存在，控制器、交换机之类的主设备安装在中控机房。但是，随着风险规避、智能分散、控制器分布式安装要求的进一步提出，出现了可以直接安装在控制盒的控制器，通过现场安装的以太网通信设备形成在现场的控制网络。分布式的控制技术实现了真正的机电一体化的模块化控制技术，将电控系统和机械设备有机整合在一起，只需通过简单的组合，便可实现物流系统的不同需求。

记者：我国目前有没有这方面的应用案例，

刘朝晖：分布式控制方案从诞生之初就引起中国业内企业的广泛关注，很快，在玉溪卷烟厂最大、最先进的立库控制系统中，就使用这一技术。该系统是菲尼克斯电气和昆船物流共同合作的优秀成果，也是目前自动化程度最高、控制技术最先进的立库。它全面采用了基于以太网的分布式控制技术、无控制柜安装方案等许多全新的自动控制技术。在整个系统的规划、设计、施工、安装、调试和试运行等各个环节，全部都体现了这一先进的理念所带来的优势。全系统所有控制器直接分布在现场的分线盒，通过现场安装的工业以太网设备和其他控制器以及中央数据服务器通讯，形成现场级的以太网分布式控制网络。分布式控制方案不但使得在整个工程周期大幅度缩短，而且真正做到了物质流和信息流有机地整合在一起，完成了通顺、流畅的信息控制一体化任务。现在，在整个系统的正常生产时，分布式控制系统又在维护、检修、升级、改造中体现出更加灵活、方便的优势。

记者：您认为，自动化技术在物流系统中的应用发展趋势如何?

第9篇：机电一体化的主要特征范文

关键词：电子技术应用 项目 考核体系

中图分类号：TM13 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）08-0194-01

《电子技术应用》是电类专业的专业基础课程，是横跨电力、电子、控制三大领域的交叉学科。近几年，随着网络与科技的迅速发展，电子技术已经在不同的领域得到了广泛的应用。因此学好《电子技术应用》这门课程，显得尤为重要。但是长期以来该课程普遍采用“知识传授型”的模式，过分强调学科的系统性与完整性。课程的学业考核体现不出对学生的动手操作能力、解决实际问题能力以及在培养团队协作、职业素养等方面的评价。随着国家示范建设的推进，我们对以“项目引领、任务驱动”的一体化教学模式进行了研究，并在《电子技术应用》课程中进行了探索与实践，我系组成以教学名师、教授、课改专家、骨干教师为主要成员的课题研究团队，重点对《电子技术应用》课程的考核方式进行改革，取得了一定的效果。

1 《电子技术应用》课程设置

我系机电一体化专业以“五位一体”实践教学平台为依托，以职业能力为主线，以行动导向的课程开发为切入点。通过校企合作，以真实产品生产为载体，学训交替，实现生产性实训为主要特征的工学结合的人才培养模式。同时，根据电子类专业的职业能力和职业素质的培养要求，我们将《电子技术应用》课程进行了重构，重构后的课程设置了8个项目：低频电压放大器、波形发生器、功率放大器、直流稳压电源、表决器、抢答器、数字电子钟、自动报警电路。每个实验项目具有一定的代表性。

2 形成性考核体系考核的原则

（1）坚持能力本位的原则。考核过程坚持体现学生的职业能力，以职业能力衡量学生的考核成绩。（2）全程化考核的原则。在学期学习过程中，每个学习任务都对学生进行阶段考核，掌握学生对该学习任务知识点的掌握程度，职业能力的提高程度，怎样灵活安排下一学习任务的相关内容。加强学生自主学习的引导。（3）遵循考核规律的原则。在试题的难易程度上保证均衡，是学生的学业考核成绩呈现“正态”现象，反映学生对知识点、专业知识、专业能力的掌握情况，并能反应个别学生的能力差异。

3 基于工作过程的形成性考核体系

“项目教学法”的实施过程：学生在教师的主持下以小组合作的工作形式，围绕具体的项目组织和开展教学，使学生直接全程参与，体验、感悟、论证、探究。一般2～3人分成一个小组，8人分成一个大组，每个大组设一个组长，组长根据老师给出的任务，负责计划制定、任务分派，数据记录和实验总结。小组成员按照组长分配的任务积极地开展工作，在完成任务的实践活动中获来取知识。考核体系见表1。

4 形成性考核体系的实施

以“抢答器的设计与制作”为例。

主要知识点：（1）掌握译码驱动器（CD4513）及数码显示器的工作原理和使用方法。（2）掌握译码器（74LS138）的逻辑功能和使用方法，会利用译码器的使能端实现功能扩展；会利用译码器实现组合逻辑函数功能。（3）掌握编码器（74LS148）的逻辑功能及使用方法。（4）正确理解抢答器的工作原理和实现方法。（5）掌握组合逻辑电路的法系和设计方法。

具体实施过程：

一是任务引入：教师通过视频和课件等资料给学生演示抢答器，让学生对此建立感性认识，并明确抢答器的设计要求。（1）抢答器同时供4名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7表示。（2）设置一个系统复位开关，该开关由主持人控制。（3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示。（4）选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

二是任务分析：教师引领学生分析抢答器的电路组成。该抢答器是一个最基本的抢答器，主要是考查组合逻辑电路的知识来，学生课前查阅相关资料，确定强打字的主要组成。抢答器主要由开关组电路、编码电路、锁存控制电路、译码驱动及显示电路和复位电路组成。框图如图2所示。

三是方案制定：主要是原理图的设计，首先设计各单元电路：（1）设计编码电路；（2）设计锁存控制电路；（3）设计译码驱动及显示电路；（4）设计主持人复位电路；（5）整体电路原理图。

四是方案实施：首先利用计算机、EWB软件进行仿真，验证方案的可行性。然后再按照可行性方案进行焊接、安装、调试电路。期间教师针对遇到的困难给予指导，辅助学生完成任务。

五是方案评估：推选几组学生的设计制作成果进行展示，首先讲解整个制作思路和制作过程，总结自己的收获和体会。小组之间进行评价，指导教师进行总结、点评，并在评分标准表上打分。目的是引导学生对知识点进行归纳总结和反思。

5 结语

基于实验过程的考核评价体系在《电子技术应用》中实施以后，训练了学生的岗位工作能力，调动了学生的学习积极性，提升了学生的自学能力，符合高职教育的特色，在实践教学中取得了良好的教学效果，受到了学生的认同和好评。

参考文献

[1]陈菊华.项目教学法在《电工与电子技术》中的应用[J].时代报告，2011.12.

[2]陶秋香.电子技术类实验课程形成性考核评价体系的研究与实践[J].无线互联科技，2013.4.