机电一体化基本概念精选(九篇)

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第1篇：机电一体化基本概念范文

1 机电一体化的基本概念

机电一体化又称机械电子学，亦可称为机电整合，英语称为Mechatronics，它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成，它是在机构功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术，将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。

2 机电一体化的发展概况

机电一体化最早出现在1971年日本杂志《机械设计》的副刊上，随着机电一体化技术的快速发展，机电一体化的概念被我们广泛接受和普遍应用。随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用,机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化，智能化。

但在20世纪60年代以前，机电一体化就已经开始发展了。在这一时期，人们在不知觉中就已经在利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。特别是在第二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合。20世纪70～80年代，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化的发展奠定了技术基础。大规模、超大规模集成电路和微型计算机的迅猛发展，为机电一体化的发展提供了充分的物质基础，也就是在这一时期出现了机电一体化这一名词。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段，机电一体化进入了深入发展时期。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化；另一方面对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法，机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时，由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。据了解，我国是从20世纪80年代初才开始在这方面研究和应用。

机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉综合，它的发展和进步依赖并促进相关技术的发展和进步。因此，机电一体化的主要发展方向如下：

（一）智能化

智能化是21世纪机电一体化技术发展的一个重要发展方向。它是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一。这里所说的“智能化”是对机器行为的描述，是在控制理论的基础上，吸收计算机科学、人工智能、心理学、生理学等新思想、新方法，模拟人类智能，使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力，以求得到更高的控制目标。故智能机电一体化产品也具有这种能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动

（二）数字化

微控制器和接口技术的发展奠定了机电产品数字化的基础，而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，数字化的实现将便于远程控制操作、诊断和修复。

（三）模块化

模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多，研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、信息接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事情。这需要制定各项标准，以便各部件、单元的匹配和接口。但机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。

（四）网络化

20世纪90年代，计算机技术飞速发展后的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、教育以及日常生活都带来了巨大的变革。而各种网络将全球经济、生产连成一片，企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来，只要其功能独到，质量可靠，很快就会畅销全球。由于网络的普及，基于网络的各种远程控制和监视技术正在兴盛，而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。

（五）微型化

微型化是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，微机电系统产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、信息等方面具有不可比拟的优势。

（六）系统化

第2篇：机电一体化基本概念范文

关键词：电工新技术；机电一体化；自动控制技术；应用

电工新技术对机电一体的发展有着重要的作用，能够为机电一体化技术提供各种各样的产品，逐渐丰富的机电一体化产品，对于机电一体化事业的发展有着积极的促进作用。所以要重视对电工新技术的开发，充分发挥电工新技术的基本功能，将电工新技术与机电一体化技术有机结合在一起，保障机电一体化产品处于稳定的生产环境中，提高机电产品的工作的质量和工作效率，最终实现更好地节约能源的目的，以将机电一体化事业推向一个高峰。为此要深入了解电工新技术的基本概念和未来的前景，积极促进电工新技术在机电一体化中的应用。

1电工新技术分析

1.1电工新技术发展和应用的作用

目前，电工新技术已经形成一定的规模，电工新技术几乎可以应用到各个领域，其本身的应用范围很广，在可再生能源发电技术、轨道交通及电动车、医学诊疗技术、机电一体化技术等方面都有重要的应用价值和发展前景.电工新技术的应用极大地促进了我国生产力的发展，使我国的国民经济更加快速稳定。总之，近几年电工新技术虽然没有信息技术发展的迅速，但是本身具有巨大发展潜力，对于我国生活中的各个方面都有积极的影响，可以极大地提高人民的生活质量，提高我国的科学技术水平。所以，要积极促进电工新技术在机电一体化中的应用，充分发挥其经济优越性和实用性。

1.2电工新技术

电工新技术主要以电磁现象和新技术为基础，不断衍生出各类高新技术，并且不断地研发出新的产品，以为人们的生产和生活提供便利，电工新技术在原有产品改进方面也有着积极的作用，从而对产品进行改进，使其具有更多的全新功能。但是电工新技术由于受到技术水平的限制，并没有得到大规模应用，还有待于进一步开发。

1.3电工新技术未来前景

进入21世纪之后，人们在实际的产品应用中越来越发现电工新技术的重要的作用，为此目前电工新技术的发展十分迅速。逐渐与电工新理论、新技术、新材料融合在一起，并与电磁流体力学、生物电磁学各个学科紧密结合在一起，形成了电工新技术。因此，电工新技术具有各个高新技术的优点，在医学诊疗技术、可再生能源发电技术、机电一体化技术等方面都有广泛的应用，对于国民经济的发展有着重要的影响。

2电工新技术在机电一体化中的应用

随着电工新技术的不断更新，极大的促进了机电一体化的发展，在触摸屏技术、自动监控制技术、运动控制卡等技术中都有广泛的应用，以下将具体阐述电工新技术在机电一体化中的应用情况进行详细的阐述。

2.1自动化控制技术的运用

自动化控制技术最主要的部分是自动控制系统，通过实现自动化控制，将其与机电自动化技术结合在一起，可以很好地处理设备出现的偏差，并且通过对比例控制器、积分控制器的使用，提高测量的快速性、精确性。近几年经济发展十分迅速，对于机电产品的综合性能提出了更高的要求，出现全闭环数字式伺服系统极大提高了自动化控制技术的地位，可以很好地实现机电一体化产品的控制和调节的精确度。

2.2可编程控制器的运用

可编程控制器被称为PC，可以同时实现计算机控制和通信功能，在机械生产自动化中发挥着重要的作用。在PC出现的最初期只能够实现定时、控制、记数的功能，极大限制了可编程控制器的广泛应用。目前，可编程控制器正逐渐向着智能化和网络化的方向发展，具有操作简单、连接方面结构紧凑、连接方便的特点，十分有利于该装置的进一步推广。可编程控制器通过软件控制可以很好地实现系统的监控、自检，其应用范围很广，且操作软件的系统具有多样化、系统化的特点，具有极强的灵活性，可以根据用户的需要对系统进行适当的调整和更改。

2.3运动控制卡的应用

运动控制卡是在工业PC机的基础上进行进一步升级，以控制场合的上位控制单元，可以很好地实现数字输入、DA/输出等功能，是以变速器调速技术为基础的。其中变频器是运动控制卡的重要组成部分，可以将工频电源变成各种频率的交流电源，来实现减少变速设备的运行时间，其中控制电路可以很好地对电流进行控制对电流的形式的转换，而电机的位置通过改变发乎脉冲数量来实现。变频器在数控伺服、同步传动中发挥着重要的作用，因此运动控制卡具有更为广泛的发展空间，需要被开发人员所重视，以促进电工新技术的应用。

2.4步进电机驱动技术的应用

步进电机属于数字控制电动机，通过PCC进行直接控制，要注意调整步进电机的转向和步数，准确控制X、Y、Z的运动部分，写出电机相线的逻辑关系，将进给传送链长度缩短为零。根据电机运转情况来调整脉冲频率，保证在短时间内能够准确地完成加工零件的工作。通过利用步进电机驱动技术可以实现对于零件的精密加工，提高加工的质量和准确性。步进电机驱动技术的应用对于机电一体化技术的发展有着重要的作用。

3结束语

从上文可以看出电工新技术在机电一体化中有着广泛的应用，对于我国的经济发展有着积极的推动作用。为了促进电工新技术的广泛应用，需要相关工作人员对电工新技术进行深入的分析，并且积极了解电工新技术的应用情况，在此基础上根据行业的发展需要，为电工新技术在机电一体化，以促进我国经济的发展。

作者:张芳 单位:茂名市高级技工学校

参考文献：

[1]俞汉忠.探讨电工新技术在机电一体化中的应用[J].电子制作，2015，10:243.

[2]汤贵文.浅谈电工新技术在机电一体化中的应用[J].黑龙江科技信息，2014，09:106.

第3篇：机电一体化基本概念范文

关键词：职业学校；电工电子；机电一体化专业

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）03-02

根据社会发展的需要，我校于几年前把全校专业整合成机电、物流、信息三大专业群，其中，机电专业群包括数控、模具、机电一体化三大专业方向。机电一体化专业人才已被国家列为21世纪最急需的十大专业人才之一，是就业领域广，就业前景非常好的专业，该专业主要培养能进行机电一体化技术应用，并具有初步设计开发能力的中级技术人才。学生经过三年的学习，能够掌握机、电、计算机等方面的基础知识和必备技能。

机电一体化专业开设众多专业课程，《电工电子》课程是其中一门专业基础课程。由于机电一体化专业设置的时间不长，很多学校对中职《电工电子》课程在该专业中定位不准，教学模式不符合专业实际，造成教学效果不好，不能为其他课程更好地服务。笔者拟针对如何在机电一体化专业中开展《电工电子》课程教学提出一些自己的见解。

《电工电子》课程在机电一体化专业中的定位

长期以来，机电一体化专业在《电工电子》教学方面的培养目标定位为培养学生全面掌握电工、电子线路的基础知识，掌握电子设备、电子产品的常用元器件及材料的基本知识，具有操作和使用常用电子仪器、仪表的能力，具有阅读电子整机线路的初步能力，具有电子设备、电子产品装配、调试、检测、销售与维修的技能，因此，机电一体化专业教学往往注重理论教学，把传授系统的理论知识作为课程教学的出发点。虽然以理论为主的考核方式有利于学生系统掌握知识点并完善知识结构，可为将来从事研究工作打下基础，但结合职业学校学生的实际情况就会发现，这种教学存在很大的问题。首先，职业学校学生的基础知识普遍较差，自主学习能力不强，因此大部分学生面对枯燥无味的理论教学会提不起兴趣，学习该课程会呈现越学越难的现象，最终甚至可能导致部分学生放弃该课程。其次，职业学校学生毕业后大部分会被分配在生产第一线，不是搞研发、做设计，而是操作机器、控制生产或者排查故障等一些实操性强的工作，这种教学模式会导致学生在学校里学到的知识相当一部分用不上，而能用上的技能又不具备的状况。

《电工电子》课程是集电工、电子知识和其他科学理论与实践于一体的课程，它除了在机电专业中设置以外，在电工电子、电子技术、汽车维修等专业同样开设。在机电一体化专业中，《电工电子》课程应是一门实践性强的专业技术基础课程，在专业课程设置中应起着承前启后的重要作用，具有基础性、应用性和实用性的特征，而且，它在机电一体化专业中的定位要有别于其他专业。在机电一体化专业课程设置中，这门课程旨在使学生掌握电工、电子技术的基本理论、知识和技能，了解电工、电子技术在机电一体化行业中的应用与发展概况，能够运用所学的知识解决实际生产的问题，在维修电工、电子电路分析与简单设计等方面有一定的实践能力，同时，为其他专业课程的学习、生产实习和就业上岗打下扎实的理论和实践基础。

如何开展《电工电子》课程的教学

教学内容设置应有别于电子技术应用、汽车维修等专业 电子技术应用等专业要求学生必须掌握较扎实的电工电子理论知识，因为只有这样才能接着学习其他课程，否则就会造成知识脱节。在这些专业里，《电工电子》课程设置的课时会多得多，开设的相关科目也会很多。但是，在机电一体化专业里，《电工电子》课程只是一门专业基础课程，让学生掌握一些最基本的电工电子常识，能为其他课程服务就够了，完全没有必要追求太多的复杂理论知识。无论是电工基础，还是电子技术基础，都是概念、理论内容多，内容难学，范畴也太广，如果按照传统的课程结构教学，肯定会造成学生理论知识学得不深，实践知识缺乏的局面。《电工电子》课程在机电一体化专业里最多开设一学年，每周4课时，因此，电工电子内容必须少而精，讲授一些与其他课程有关联的知识点，能为其他课程服务就足够了。如电工方面可以设置电路的基本概念和基本定律、直流电路、正弦交流电路、三相交流电路、变压器等内容。电子技术方面可以设置常用半导体元器件、整流和稳压电路、各种放大电路、数字电路基本知识、组合逻辑电路和时序逻辑电路等内容。梳理好教学大纲，定好教学内容，这样才能达到良好的教学效果。

淡化理论知识，注重实践效果 职业教育的最终培养目标，是要求学生具有实践能力——解决实际问题的综合能力，要求学生掌握技能去完成某种工作活动。实践性教学是理论联系实际、提高操作技能的重要手段，是培养应用型人才不可缺少的一环，加强实践性教学也是形成中职教学特色的重要举措。比如在讲授“晶闸管”一课时，笔者先组织学生安装一个“可调光的台灯电路”。安装成功后，学生对电路产生了非常大的兴趣，很想了解电路调光的原理，这时笔者引导他们认识到调光最重要的元件是晶闸管，那么，他们自然对晶闸管知识充满了兴趣。再如，在学习串联型直流稳压电源电路时，首先以学生常见的直流电源引入，比如用各类电池、充电器和学生实验台上的直流电源给学生感性的认识，接下来以变压、整流、滤波、稳压四个环节为直流电源组成部分，学生使用示波器进行测量、比较，让学生自己明白以上四个部分的作用。接着通过各种充电器的输出电流和电压的不同引入器件的选择，从稳压环节引入串联型直流电源，采用分立元件让学生分组进行实际电路的焊接和测量，最后从稳压效果、焊接质量、个别问题提问等环节对学生进行考核。这样，通过注重实践、淡化理论，学生不但掌握了技能，也通过实践掌握了理论知识。

尝试多种教学手段 教学手段不应该只停留在课堂上讲理论或实验室里做实验，还应探讨用更多的教学手段来提高教学效果。（1）采用多媒体教学手段。现在很多学校教室都配备了多媒体平台，开展多媒体教学已不是难事。利用多媒体教学有助于解决学时少、内容多的矛盾。用传统方法教学，因经常要在黑板上作图、推导公式，费时较多，教师普遍反映该门课程课时紧张，为赶课时，不得不简化或放弃许多对教学有益的作图。采用多媒体来辅助教学，可省去教师大量板书的时间，增加教学信息量，有助于解决学时少、内容多的矛盾，同时，有助于将抽象的内容直观化。电工电子课程理论性强、内容抽象，在传统教学方式中往往只能在理论上进行论述、推导、验证和说明，并借助一些公式来阐明问题，很难给学生较直观的印象。另外，有些实验也因为设备的限制不能开展。而多媒体课件中可插入视频、动画，将电路的实际工作情况展现给学生，融视听技术于一体，把抽象的问题变得更为直观、更易理解和掌握。（2）与实际生产相结合。职业学校的学生要成为现代化建设生产第一线需要的技能型人才，就不能闭门读书，而必须走向社会，投身社会实践，接触专业生产，在实践中与普通劳动者相结合，了解社会，了解生产实际。因此，在条件允许的情况下可以多让学生接触实际生产，以让他们感受到所学知识的重要性。要以产促教，鼓励学生深入生产实际，把教学活动与实践生产紧密结合起来。

科学技术的日新月异，社会的需求变化很快，使得中职的教育内容、教学方法都必须及时更新，与时俱进，否则将会与时代脱节。我们在教育过程中要不断钻研新内容，摸索新思路，以更好地适应社会发展需要。

参考文献：

[1]鲍加农.机电一体化及专业课程设置[J].中国现代教育装备，2004（1）：11-14.

[2]盛德芳.浅谈职业学校机电一体化[J].成才之路，2007（9）：69-70.

[3]路百秀，崔锋杰，王民江.教学做合一 构建中职专业课教学模式[J].中国现代教育装备，2010（8）：109-111.

[4]赵杰华.职业学校专业课课堂教学方法探讨[J].科教文汇，2010（9下）：71，136.

[5]李扬华.电工电子教学改革的新尝试[J].中国科教创新导刊，2011（8）：172.

[6]朱洁.新时代下电工电子专业教学构思及其教学改革探究[J].新课程，2010（11）：309-310.

[7]孙昕.关于职业学校电子电工专业人才培养的若干思考[J].考试周刊，2011（20）：176-177.

第4篇：机电一体化基本概念范文

关键词:机电一体化 应用领域 发展方向

1、机电一体化概述

机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术。它是基于上述群体技术有机融合的一种综合技术,而不是机械技术、微电子技术以及其它新技术的简单组合、拼凑。这是机电一体化与机械加电气所形成的机械电气化在概念上的根本区别。“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。机电一体化产品不仅是人的手与肢体的延伸,还是人的感官与头脑的延伸,具有智能化的特征。现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化设备。

2、机电一体化技术的应用领域

2.1 数控机床

我国机床拥有量高居全球之首,2010年产值达1260亿元人民币,超过意大利排名世界第三。数控机床代表了一个国家机床生产的水平。目前,我国生产的数控机床约占国内市场份额的31%,其余从境外进口。时下我国中高端数控机床市场的绝大部分被境外产品占领,其中高端数控机床国内产品的市场占有率仅4%左右。经过多年发展,我国机床生产虽然取得了很大成绩,但就技术水平和整体实力而言,在世界上仅处于第二梯队的中前位置,美欧日排在第一梯队。数控机床具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力,并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。

2.2 自动机与自动生产线

在国民经济生产和生活中广泛使用的各种自动机械、自动生产线及各种自动化设备,是当前机电一体化技术应用的又一具体体现。如:2000～80000瓶/h的啤酒自动生产线;18000～120000瓶/h的易拉罐灌装生产线;各种高速香烟生产线;各种印刷包装生产线;邮政信函自动分捡处理生产线;易拉罐自动生产线;FEBOPP型三层共挤双向拉伸聚丙烯薄膜生产线等等,这些自动机或生产线中广泛应用了现代电子技术与传感技术。如可编程序控制器,变频调速器,人机界面控制装置与光电控制系统等。

2.3 机器人

机器人是20世纪人类最伟大的发明之一。从某种意义上讲,一个国家机器人技术水平的高低反映了这个国家综合技术实力的高低。机器人已在工业领域得到了广泛的应用,而且正以惊人的速度不断向军事、医疗、服务、娱乐等非工业领域扩展。毋庸质疑,21世纪机器人技术必将得到更大的发展,成为各国必争的知识经济至高点。

在计算机技术和人工智能科学发展的基础上,产生了具有感知、思维和行动功能的智能机器人,是机构学、自动控制、计算机、人工智能、微电子学、光学、通讯技术、传感技术、仿生学等多种学科和技术的综合成果。智能机器人可获取、处理和识别多种信息,自主地完成较为复杂的操作任务,比一般的工业机器人具有更大的灵活性、机动性和更广泛的应用领域。智能机器人作为新一代生产和服务工具,在制造领域和非制造领域具有更广泛、更重要的位置,如核工业、水下、空间、农业、工程机械（地上和地下）、建筑、医用、救灾、排险、军事、服务、娱乐等方面,可代替人完成各种工作。同时,智能机器人作为自动化、信息化的装置与设备,完全可以进入网络世界,发挥更多、更大的作用,这对人类开辟新的产业,提高生产水平与生活水平具有十分现实的意义。

2.4 汽车电子化产品

汽车上比较常用的一般有5种仪表和3种相应的传感器,即电流表、机油压力表、水温表、燃油表、车速里程表等指示仪表和机油压力传感器、水温传感器和油量传感器。

目前,电子化仪表已经取代机械式仪表。这是由于机械式仪表一旦出现故障将很难处理,而电子化仪表则不同。采用电子化仪表不仅可以改进驾驶员的目视性,还有助于汽车仪表的多样化。

3、机电一体化技术的发展方向

3.1 光机电一体化

一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的。因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源（动力）系统和信息处理系统。光机电一体化是机电产品发展的重要趋势。

3.2 自律分配系统化（柔性化）

未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”,有较强的“柔性”,能较好地应付突发事件,被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中,各个子系统是相互独立工作的,子系统为总系统服务,同时具有本身的“自律性”,可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是,子系统可产生本身的信息并附加所给信息,在总的前提下,具体“行动”是可以改变的。这样,既明显地增加了系统的适应能力,即柔性,又不会因某一子系统的故障而影响整个系统。

3.3 全息系统化（智能化）

今后的机电一体化产品“全息”特征将越来越明显,智能化水平也越来越高。这主要得益于模糊技术、信息技术尤其是软件及芯片技术的发展。除此之外,其系统的层次结构也由简单的“从上到下”的形势转而变为复杂的、有较多冗余度的双向联系。

3.4 “生物--软件”化

今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大,并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定,但在动态（工作）时却是稳定的。这有点类似于活的生物,即当控制系统（大脑）停止工作时,生物便“死亡”,而当控制系统（大脑）工作时,生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体,但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物—软件”或“生物—系统”,而生物的特点是硬件（肌体）与软件（大脑）一体,不可分割。由此看来,机电一体化产品虽然有向生物系统化发展的趋势,但要达到这一目的还需要有一段漫长的道路去走。

3.5 微型机电化

目前,利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术,在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当我们将这一成果用于实际产品时,就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”,机体、执行机构、传感器、CPU等可集成在一起,体积很小,并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。

4、结语

机电一体化是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,是机械工业发展的必然趋势。是21世纪机械工业的主角,在各方面均可带来显著的经济效益和社会效益,具有广阔的发展前景。

参考文献

[1]君兰工作室.机电一体化,科学出版社（北京）,2009.

第5篇：机电一体化基本概念范文

【关键词】机电一体化;微电子技术;光电子技术

一、机电一体化的基本概念

机电一体化是在以机械、电子技术和计算机科学为主的多门学科相互渗透、相互结合过程中逐渐形成和发展起来的一门新兴边缘技术学科，而机电一体化产品是在机械产品的基础上，采用微电子技术和计算机技术生产出来的新一代产品。机电一体化技术同时也是工程领域不同种类技术的综合及集合，它是建立在机械技术、微电子技术、计算机和信息处理技术、自动控制技术、电力电子技术、伺服驱动技术以及系统总体技术基础之上的一种高新技术。

二、机电一体化的发展及其特点

（1）数控机床问世：自从1952年美国第1台数控铣床问世至今已50个年头。我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展阶段，尤其是在1999年后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。

（2）微电子技术的发展：我国的集成电路产业起步于1965年，经过30多年发展，已初步形成包括设计、制造、包装业共同发展的产业结构。微电子技术是现代电子信息技术的直接基础，如微机控制的数控机床己不再是传统的机床;又如汽车的电子化导致汽车工业的革命，目前先进的现代化汽车，其电子装备已占其总成本的70% 。进入信息化社会，集成电路成为武器的一个组成单元，电子战、智能武器应运而生。雷达的精确定位和导航，战略导弹的减重增程，战术导弹的精确制导，巡航导弹的图形识别与匹配，以及各类卫星的有效载荷和寿命的提高等等，其核心技术都是微电子技术。

（3）可编程序控制器（PLC）的应用于工业：上世纪60年代后期，美国汽车制造业开发出一种新型的工具取代继电控制盘。

（4）激光技术、模糊技术、信息技术等新技术的出现：以激光技术为首的光电子技术是未来信息技术发展的关键技术，它集中了固体物理、波导光学、材料科学、微细加工和半导体科学技术的科研成就，成为电子技术与光子技术自然结合与扩展、具有强烈应用背景的新兴交叉学科，对于国家经济、科技和国防都具有重要的战略意义。

与传统的机电产品相比，机电一体化产品具有下述优越性：

（1）使用安全性和可靠性提高

机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中，遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时，能自动采取保护措施，避免和减少人身和设备事故，显著提高设备的使用安全性。机电一体化技术应用于安全监控系统，能够极大提升煤矿的安全系数。通过对大功率和长距离式带式输送机的应用，煤矿的井下效率获得了很大的提升。随着国家对煤矿安全规程相关条款的不断完善，我国的各个煤矿，不论大中小，也不论是高瓦斯还是瓦斯突出的矿井都必须按照规定装备上矿井监控系统。此举促进行了生产监控系统的工厂的出现和繁荣，不仅给煤矿提供了更多的机会去选择，而且也使厂家在竞争中提升了产品的质量。多年来，实践表明，应用了机电一体化的安全监控系统为我国的煤矿安全生产做出了十分突出的贡献。

（2）生产能力和工作质量提高

机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能，其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高，通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作，使之不受机械操作者主观因素的影响，从而实现最佳操作，保证最佳的工作质量和产品的合格率。同时，由于机电一体化产品实现了工作的自动化，使得生产能力大大提高。例如，数控机床在数控装置中使用了信息自动处理和自动控制对工件的加工稳定性大大提高，生产效率比普通机床提高5～6倍。

（3）可操作性能大大改善

机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示，操作按钮和手柄数量显著减少，使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现，系统可重复实现全部动作。高级的机电一体化产品可通过被控对象的数学模型以及外界参数的变化随机自寻最佳工作程序，实现自动最优化操作。主要产品包括电火花加工机床、线切割机、超声波加工机以及激光测量仪等。这类产品的特点是执行机构为电子装置。

（4）调整和维护方便

机电一体化产品在安装调试时，可通过改变控制程序来实现工作方式的改变，以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。这些控制程序可通过多种手段输入到机电一体化产品的控制系统中，而不需要改变产品中的任何部件或零件。对于具有存储功能的机电一体化产品，可以事先存入若干套不同的执行程序，然后根据不同的工作对象，只需给定一个代码信号输入，即可按指定的预定程序进行自动工作。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施，使工作恢复正常。

三、机电一体化的未来应用趋势

1.数控机床

数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在：总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。比如，现在最先进的数控机床德国著名的德马吉DMG Deckel Maho 5轴万能机床，它具有极高的机床精度，使得该系列万能铣床成为了5轴加工中心新的里程碑。通过 duoBLOCK®方案与带一体式、直接测量系统的精确回转工作台的组合，duoBLOCK®机床展现出更大的准确度、高动态性能以及由此带来的生产率的大幅提高。

WOP技术和智能化系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。

大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。

2.计算机集成制造系统

这个系统的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。

3.柔性制造系统

柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。

4.第3代工业机器人

第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性;第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化;第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。

随着科技的发展和电子技术的成熟和广泛应用，机电一体化产品在国民经济建设、企业的技术改造和电子产品的更新换代方面将会发挥越来越重要的作用。机电一体化是机械、电子技术和计算机科学技术等多种技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。当然，机电一体化的发展不是孤立的，与机电一体化相关的技术还有很多，并随着科学技术的发展，各种技术相互融合的趋势将越来越明显，机电一体化技术的发展与应用也将更加广阔。

参考文献

[1]李建勇.机电一体化技术[M].北京：科学出版社，2004.

[2]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]姜培刚，盖玉先.机电一体化系统设计[M].北京：机械工业出版社，2011，06.

作者简介：

邹志慧（1993―），男，山东蒙阴人，现就读于德州学院。

第6篇：机电一体化基本概念范文

【关键词】机电一体化系统；传感器；检测技术；自动控制

传感器作为机电系统中的一种重要器件和装置，能够完成对规定信息的检测，同时，将检测到信息转换成一种可用的信号进行输出。传感器主要是为控制系统提供正常运行所需要的信息，对系统自身的作业状态和控制对象与环境的状态进行检测。伴随着现代技术的不断发展，传感器发挥着越来越重要的作用，尤其是传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用，为机械智能化提供了一种新的研究方向。

1.传感器和机电一体化的介绍及其联系

传感器技术在机电一体化系统中占有重要地位，是机电一体化系统的重要组成部分，传感器技术的高低水平，对于机电一体化系统的整体技术水平具有重要的影响，传感器技术越先进，机电一体化的水平就越高。

传感器在机电一体化系统中的作用好似人体的感觉器官，传感器发明的灵感就来源于人体的视觉、嗅觉等五个器官获取信息的作用，作为一种新型的技术，传感器能够将外界环境给予的刺激信号转换为可以读取的可用信号，然后将其传递给系统进行分析。传感器的定义包含三个方面，分别是能够进行检测任务的测量装置，将需要被测量的物理量、化学量和生物量作为输入量和输出物理量，其中输出的物理量可以是光，也可以是气，但是，最主要的是电量。

传感器的种类多种多样，因此在实际应用中具有多种分类，但是，由于目前的物理量能够通过不同的测量原理进行测量，导致无法对传感器进行统一的分类。因此，既可以根据工作原理进行分类，也可以根据输出信号的性质进行分类，还可以通过传感器的作用对其进行分类，这三种分类是比较常见的分类方法。在选择所需的传感器时，要综合考虑各种影响因素，只有选择合适的传感器，才能保证测量结果的正确性。

2.传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用

传感器作为机电一体化系统的最重要技术之一，已经在各种自动化产品中得到了广泛的应用。

2.1传感器在温度测量中的应用

测量方法可以分为接触式和非接触式两个大类。当传感器与被测对象相互接触时，两者之间能够发生热传递，当传感器的感温器件与被测物体的温度达到一致时，传感器显示的温度即为被测物体的温度，这种测量方法即为接触式，该方法具有操作简便，结果精确度高的特点，经济实惠，但是缺点也非常明显，在温度达到一致的过程中，需要一定的等待时间，同时，传感器的热敏元件会吸收一部分所测物体的热量，若所测物体的温度过高，或者具有腐蚀性和毒，很容易造成元件的损坏，因此，应用有一定的限制；还有一种是根据物体的热辐射性质进行测量，物体辐射的电磁波能量大小与物体本身的温度具有特定的关系，因此，通过特殊的检测装置对这些电磁波信号进行接收和分析，然后将接收到的信号转换成温度的表现形式，就可以实现物体的非接触式测量。这种测量方法避免了接触式测量产生的测温滞后问题，而且拥有更大的测量范围，消除了应用限制，而且不会影响被测物体的温度场，但是，这种测量方法测量时较为繁琐，同时测得的结果不够准确。

2.2传感器在压力测定中的应用和在流量测量中的应用

压力测量在工业上是比较常见的一种数据测量，对于工业生产具有重要作用，因此，测量压力的传感器种类很多：利用水银或者水作为测量液的U型管和单管压力计，在低压或者负压时常用这种简便的传感器；还有一种是根据弹性形变原理的弹性式压力表，其中的压力测定传感器的测量基础是波纹管、弹簧管和膜片等具有硬性变形的材料，这种传感器在低压和微压时具有很好测量特性。

流量的测量具有很多方法，一种是速度式的流量传感器，它能够根据流过已知截面的流体速度进行测量，然后将这种速度转换成对应的温度信息，这类传感器有很多，像转子传感器、电磁波传感器和涡旋传感器等。另外一种是容积式流量传感器，它的测量原理是测量单位时间内已知容积的容室排出流体的次数，然后对瞬时流量和总的流量进行测量，这类传感器通常指刮板和旋转活塞式。还有一种是质量式的流量传感器，包含量热式、角动量式等5种传感器。

2.3机械加工过程的传感检测技术

首先，切削过程和机床运行过程中的传感技术应用。在进行切削时，传感器主要是用来提高切削的速度，减少制造成本，以及检测金属材料的切割。传感器通过对切削过程中的力、振动、声音发射和电机的功率等进行检测，来辨识切削过程中切削力和振动的变化情况。当机床运行时，传感器的主要作用是对驱动系统、轴承和回转系统、温度的监测和控制以及安全性进行检测，检测结果中包含了机床发生故障时停留的时间，加工工件的粗糙程度，同时还能够得到加工过程中的加工精度和准确度，以及液的使用量和机床的运行状况等。

其次，工件加工过程中的传感。传感器的早期应用是监视工件的加工过程，这也是传感器最广泛的应用，然而，早期的传感器由于技术的限制，只能起到对质量的监控作用，直到20世纪80年代，才开始应用到工件的识别和安装位置上。主要用来检测工件的加工过程是否达到了规定的工件加工标准程序，也就是被加工的工件是否满足生产要求以及工件的安装位置是否在规定的安装位置。目前，由于传感器技术的限制，还无法很好的完成这些工作，因此，我们还需要进行更加深入的研究，完善传感器的识别和检测功能。

最后是砂轮的检测和传感。材料的切割过程主要是切割和磨削。砂轮的磨损程度对于切削的质量和精度具有重要的影响，当磨损过大时，很难保证切削过程中的精度和质量，破坏元件表面的完整性，这就是砂轮失效现象。导致这种情况出现的主要因素是没有对机床出现的故障进行及时的处理，严重时甚至出现危险事故，威胁到员工的人身安全和企业的财产安全，而机床故障的检测就是由传感器完成的。

2.4传感器在工业机器人中的应用

工业机器人通过各种传感器对自身、操作对象和作业环境进行感知，进行准确的操作，其中，内部传感器能够获得自身的状态信息，外部传感器则可以实现对操作对象和外部环境的感知，这对于工业机器人的操作是一个非常重要的过程。

在机器人的各个关节上安装微动开关、电涡流、和光电开关等传感器，能够对机器人的零位和极限位置进行检测，零位能够帮助机器人进行重复定位，保证操作的精度和轨迹的精度，而极限位置的检测则可以对机器人起到保护作用，保证机器人的动作在安全范围内。

位移传感器通常也安装在机器人的每个关节上，然后将检测到的位移信息转换成位置控制信息，实现对机器人的位移控制。加速度和速度传感器对机器人的速度和加速度进行控制。而安装在机器人手腕和手抓部位的触觉传感器，则通过触觉得到操作对象的位置，然后根据得到的位置信息对手抓位置进行调整，使之更加准确的抓住操作对象。

3.总结

总之，无论是广阔的宇宙太空和海洋，还是基础科学，各种各样的传感器和检测技术在各个方面发挥着重要的作用。但是，虽然我国传感器技术的研发和传感检测技术的应用取得了一些成绩，然而，同国外的先进技术相比，仍然存在着巨大的差距，因此，我们要对研究方法和设备做出更多的提高，从而增强传感器和检测技术的整体运用。

【参考文献】

[1]展茂东，郑渭颖，署赵滨等.浅谈传感器与检测技术在机电一体化系统中的应用[J].中国新通信，2013，（18）：68-68.

[2]黄少敏.关于机电传感检测技术的探讨[J].中国高新技术企业（中旬），2013，（6）：62-63.

第7篇：机电一体化基本概念范文

关键词：工学结合；工商融和；综合职业能力

作者简介：周曲珠（1966-），女，湖南攸县人，苏州经贸职业技术学院，教授。（江苏 苏州 215009）

基金项目：本文系苏州经贸职业技术学院重点教改课题（项目编号：JY1211）、苏州经贸职业技术学院一般教改课题（项目编号：JY1128）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）08-0057-03

机电一体化产业已成为新世纪经济发展的重要支柱之一。企业对机电一体化技能型人才的大量需求让各职业院校不断扩大招生规模，每年这方面培养的毕业生也在逐年增加。各个学校在专业培养目标上虽然也在不断进行研究与调整，但企业仍然招不到合适人才，就业形势“喜中带忧”。

一、改革人才培养模式，提高人才培养质量

服务地方经济是高职教育的使命和高职教育改革的源动力。苏州“十二五”期间全市工业发展的核心是全面加快结构转型，制造业也由单纯制造向服务制造升级，并且苏州要大力发展营销经济，这给学院的机电一体化专业改革提供了契机。这些年来大家一直都在致力于改革现有的人才培养模式，向着既具有专业技能又具备营销素质的方向改革，走工学结合的道路，同时依托行业和紧密合作性企业，根据企业的产品和工作任务需求优化学习领域，从而为企业培养出具有“工商融和”素质的高端技能型机电专业人才。

1.依托合作企业，分析职业岗位、工作任务及能力要求

苏州经贸学院的机电一体化专业是具有机电一体化技术方向、数控加工技术方向、自动化技术与设备营销方向、模具设计与制造方向的专业群，是省级特色专业和重点建设专业。根据该专业的学生毕业后主要面向苏州地区的企业生产和服务两大领域，并根据对紧密型合作企业的职业岗位进行分析，分析企业对机电专业人才能力和知识结构需求及对本专业人才的实践能力、素质的要求，分析专业的职业能力架构要求和知识架构要求以及本校学生的学习能力，总结出该专业的学生应该具备的专业能力（以其中的数控加工技术方向为例）如图1所示。

2.确定“工学结合”的人才培养模式

苏州经贸学院的数控加工技术专业明确了主要面向苏州制造业，学生能在生产、服务第一线从事数控机床操作、编程、安装调试、设备维修、质量控制、产品营销及售前售后的服务工作，从而要培养学生“既懂工艺、会编程、精操作、善维护，又要能管理、能销售、可提升”，即具备数控技术素质又具备营销贸易素质的高端技能型人才。因此该专业的人才培养模式根据职业技术教育以及企业需要采用了“1.5+0.5+0.5+0.5”的模式，学生1.5学年在学校学习前期专业必需的具备专业素质和专业技能的职业知识，0.5个学期是校内数控考工考证和企业工学交替，0.5年回校学习相关职业能力课程，0.5个学期在企业进行顶岗实习的人才培养模式；教学进程安排中会考虑合作企业的生产特点、生产任务和兼职教师工作时间的具体情况给予动态调整，可以实行集中与分散相结合、分段组织、分组教学、机动授课等灵活、弹性的教学组织形式，使学生的学习过程与企业工作过程对接，全面提高人才培养的质量和水平。

3.建立合理的学习领域和课程体系

学习领域是经过整体化的职业分析得到的一个课程系统。[1]当企业由传统的以泰勒分工为基础的科层管理向以人为中心的精益生产模式转变，企业要求生产一线的技术与管理人员不仅要具有单独解决问题的能力，而且要具备“跨越边界”与人交流的团队合作精神。[2]因此，培养基于“工学结合、工商融和”的人才需要改革学习领域，从单一技能培养向具有“综合职业能力”的“多面手”方向转变，为此本专业将课程体系由原来的“老三段”改革为现在的“新四类”：职业素质课程、职业知识课程、职业能力课程和职业拓展课程。设置实用合理的课程体系，使人才培养规格与职业岗位任职要求对接、课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接、学历证书与职业资格证书对接，使培养的毕业生更加符合行业企业的需要。本专业的课程体系如图2所示。

二、实践效果分析

基于“工学结合、工商融和”的机电专业（数控加工技术方向）人才培养模式的优势是毋庸置疑的：学生既具有专业技能又具备营销素质，就业面广；让学生通过在校学习期间的工学交替体验到企业文化，缩短学生与企业用人要求之间的差距；通过工学交替、毕业顶岗实习不仅培养学生尽快适应工作的各种实际能力，包括组织能力、协调能力和分析解决实际问题的工作能力，而且能让学生清楚自己的职业兴趣、企业要求与自己以后的努力方向。

近几年来，企业对职业技术学院学生的要求越来越高，这种实际能力的培养单靠校内的教学是远远不够的。工学结合可以使得培养的学生更加贴近企业岗位的需求，是学校帮助学生走向社会、了解社会的重要举措。近几年苏州经贸职业技术学院机电一体化专业的毕业生供不应求，一次性就业率都是100%，而且企业、学生的满意度、就业质量都在逐年提高，常常有企业通过已经在岗的学生来向学校要人。

三、存在的问题

工学结合这种模式使企业、学生及学校达到了多赢的局面，值得提倡。但也有不少问题是值得大家重视的。

1.工学结合、校企合作需要政府的支持，希望劳动部门和教育管理部门能通过立法给予制度管理和保障

目前学校让学生进行工学交替都是靠学校、老师依靠人情去与企业联系，企业大多是不愿意的。因为企业都是自负盈亏的，尤其是对于科技含量较高的企业不愿接收学生来实习锻炼。如果政府能给合作培养人才的企业给予政策上的支持和优惠，使企业把职业教育的育人功能融入企业价值链中，在创造经济利益的同时主动承担为社会培养高技能应用型人才的任务，[3]相信会有很多企业乐于帮助学校进行工学交替的人才培养模式改革。这方面在国外已经做得很好，值得借鉴如德国、新加坡等政府在政策层面上给予的支持。

2.希望社会及媒体给予积极引导与支持

现在的学生大多是独生子女，从小学到中学再到大学一直是坐在教室里听课、写作业，突然让他们根据企业的要求干一天活就会觉得太累了，更别说迎合企业的需要进行8小时以外的加班了。这个时候有些学生吃不消叫苦叫累本也很正常，电视媒体不合适的评点反向会助长这些学生的负面情绪，把本可以疏导好的事情弄复杂了。现在这些学生大多是独生子女，现在他们成人了，国家及社会的有序发展要靠这一代独生子女的茁壮成长才能支撑起来。所以让他们吃点苦，小到个人、家庭，大到国家都是有好处的，希望媒体在舆论上给予正面的疏导，这必将会更有利于他们的成长。

3.加快完善校企合作机制的各项规章制度

企业的基本目标是盈利，学校在校企结合实践中基本上都实行“零成本”运作，从而产生了工学结合在质量和数量上的问题。[3]如何保障学校教学组织实施有章可循，保障学生的双重角色，需要政府的支持，不仅需要学校与企业在工学交替的时节、内容上进行沟通和安排；更需要制度的保障、机制的完善，以提高企业参与工学结合的积极性，引导企业在创造经济利益的同时主动承担为社会培养高技能应用型人才的责任，使得工学结合是在政府主导下的企业与学校共同进行的培养模式。

参考文献：

[1]赵志群.对工学结合课程一些基本概念的认识[J].中国职业技术教育，2008，（33）.

[2]王炜波.工学结合课程建设的内涵与着力点[J].职业技术教育，

第8篇：机电一体化基本概念范文

【关键词】PLC 一体化教室 建设方案

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2013）27-0031-02

“理论与实践一体化”教学法作为现代技工院校的一种教学方法已经被大家所认识，他将理论与实践有机结合起来，让师生在同一个场所中围绕一个具体的任务进行边教、边学、边做完成教学任务。这种教学方法改变了传统的理论教学和实践相分离的教学形式，避免了理论课堂和实践课堂重复教学的问题，使学生学完相关理论知识后，能很快通过实践进行巩固和提高，增强了学生的理论学习兴趣，加强了对理论的理解，为学生走向实际工作岗位增强了适应能力。

实施理论与实践一体化教学的物质基础就是理论实践一体化的教学场所，教学场所设施布置是否合理，对于学习过程、学习效果以及最终实现课程目标具有十分重要的影响。技工院校应当根据典型工作任务和学习情境的要求，为师生创设一个既能满足理论教学，又能满足实践“一体化”的场所。“PLC”是电气自动化专业的核心课程之一，如何建设一个“PLC一体化教室”，是职业院校电气自动化专业老师共同研究的课题，本人结合多年的PLC实训教学经验，提出一点想法供大家参考。

一 PLC一体化教室功能的要求

1.学习环境的仿真性

技工院校的毕业生应该是中高级技能人才，学生毕业后就应该很快能够适应岗位需求，所以学生在校的实践环境应该尽可能地仿真实的工作环境，让学生尽可能地感受职业环境，感知企业文化，熟悉未来岗位的情况，这样有助于培养和提高学生的综合职业能力，使其能迅速适应岗位。

2.设备的先进性

我们培养的高技能人才要适应未来的需要，要符合我国现代化建设的需要。PLC技术被公认为是现代工业自动化的三大支柱（PLC、机器人、CAD/CAM）之一，为了保证PLC一体化教室的实训装备和实训内容能够符合自动化行业发展的需求，紧跟自动化技术的发展，PLC一体化教室的建设必须和现代工业自动化行业的企业紧密合作，学院领导要有足够的眼光，紧跟时展前沿，具有抢占技术高地的意识，使设备的投入具有适度的前瞻性、持久性。

3.功能的多用性

技师学院的机电一体化、电气自动化等不同专业的学生，还有不同学制的学生、进行维修电工技能培训的社会上的在职人员都会用到PLC一体化教室进行不同层次的学习。所以，在建设教室时要考虑各种需求，避免重复建设，因此PLC一体化教室这个平台的建设，要能满足单项基本功能技能训练、专业模块技能训练、综合功能技能训练等多功能的要求。通过这个平台，教师能够开展教学研究和科技开发以及职业技能鉴定和技能大赛，为企业提供技术服务与技术支援，与企业合作形成双赢的良好发展局面。

二 PLC一体化教室的建设方案

针对上述功能的要求，本人设置的PLC一体化教室的布局图（见下图），左侧是学习区，配置黑板、投影仪、讲台和一体化桌椅；学习区的上面是学生工具柜，下面是材料准备区；教室的右侧是实践操作区。

1.教室场地的建设

PLC一体化教室是一个多功能教室，在教室中既要设置全班的理论教学区，又要为每个学生设置实践操作区，所以需要更大的空间，以20人的班级进行建设，需要不低于100平方米的场地空间为宜。教室要具有多媒体教学、实物展示、演练等功能。教室内实践操作区四周墙体上要配备三相四线的动力电源，供每个工位通电试车所用；理论教学区每个桌椅下需要配备220V单相电源地插，供桌上的电脑和仪器、仪表等使用。

2.可移动桌椅的配置

每台桌椅上配置一台笔记本电脑，桌椅必须是可移动的，方便学生根据需要将桌椅在理论教学区和实践教学区进行位置调整，这样，集中桌椅就可作为多媒体计算机房，进行各种计算机辅助软件的学习，桌椅分散到每个实训台就可以用于编写程序和绘制电路图用。每张桌提供220V电源插座，供电脑和各种仪表使用。

3.实训台的配置

每台实训工位制作成立式网孔板且可以移动，提供三相四线电源和单相电源。因自动化技术的特点是技术更新快，PLC一体化教室的建设必须考虑自动化技术的动态发展，最好建设为本着平台+设备的模式进行，重点建设一个平台，而设备应该能够动态更新，并且能够任意组合。可移动的立式网孔板就是一个平台，上面安装哪些器件根据需要而定，这样既保护了投资，又为教学实训提供了可操作的柔性。实训台呈U形摆放，这样教师有更好的视觉照顾到每个实训的学生。

4.材料的准备区

讲台的下方设有材料准备区，包括材料仓库、台虎钳和台钻。

5.学生工具柜

学生的工具柜放置在教室的进门处，为学生设置为一人一门的工具柜。

三 PLC一体化教室的设备配置

现在各职业院校的PLC实训设备主要以西门子、三菱和松下等型号为载体进行PLC知识的学习。PLC一体化教室的构建，要充分调研目前国内外自动化技术的发展历史和发展趋势，并对国内自动化行业企业的需求做出深入的研究，紧紧围绕自动化技术相关行业，满足培养的人才符合社会和企业对人才的要求。在配备设备时，要做到适度的超前并留有可发展的空间，在此，以西门子产品为主线进行实训设备的配置，建议每个实训台主要基本设备配置为：西门子S7-300PLC、S7-200PLC、变频器、触摸屏、PROFIBUS、ETHERNET通信模块等。

四 总结

经过多年的实训教学经验和广泛而深入的调研分析，本文提出的PLC一体化教室的建设方案既可以满足不同层次学生或学员进行单项基本技能训练、专业模块技能训练和综合素质训练的需要，也可以满足教师进行教学研究和科技开发的平台要求，体现了现代职业教育思想和理念，体现了职业学校独特的培养模式，可以有效地支持PLC课程的项目化的课程实践。

参考文献

[1]赵志群.职业教育工学结合一体化课程开发指南[M].北京：清华大学出版社，2009

[2]王磊、卢望.维修电工专业一体化实训室建设方案的研究[J].时代青年，2012（1）

第9篇：机电一体化基本概念范文

长期以来，“城市的准确定位”被认为是城市总体规划要研究的头等大事。在我国，大部分规划教科书上都有这样的表述：从客观层面上把握城市发展的定位、定性、定向，这是城市宏观决策人首先要关注的问题。如果在定位、定性、定向的问题上不花大力气去深入研究，即使总体规划做得再细、再具体，也将因目标和结构不合理，给城市发展带来全局性的问题，犯历史性的错误。这几乎已经成为无庸置疑的经典结论。我们将为城市寻找准确定位的战略行为称之为定位理论。

城市定位理论是假设城市内外环境的变化及不确定性很低，城市自身的产业结构及组织结构都处于稳定状态。在一个可以持久的、有吸引力和发展前景的环境中有利可图的准确定位，这就是定位理论追求的均衡状态。但这种因“准确定位”所获得的城市竞争力优势持续的时间，取决于选择的市场定位多大程度上是稳定不变的。因此，从城市定位与城市竞争力的关系分析，我们不难看出城市定位理论在当今这个时代有一定的局限性，还存在着某些缺陷。

城市定位理论的缺陷之一，就在于由于城市定位的理论注重研究与城市原有主导产业、自然资源相关的外部环境因素，而对城市内部的因素分析仅局限于针对“定位”而展开的协调安排（这不能充分体现城市在后工业时代或知识经济时代本质意义上的竞争能力）。因此，定位理论虽然能够明确什么样的城市定位是有利的，但由于现代的城市外部环境、科学技术及产品（尤其是对以自然资源为原材料的替代用品）更新变化快得让人眼花缭乱，围绕既定的产品进行市场分析往往不得要领。消费者的口味变化，朝阳行业的转移，都会使定位理论苦心经营的城市竞争力失去目标。我们可以设想，如果英国曼彻斯特仍然按照纺织业来定位，美国的圣何塞仍然追求杏子栽培与加工，尤他市、华盛顿市顽固地坚持原来的城市定位，人类社会将会减少出色的经贸中心、硅谷和仿生学集聚的高科技领地。这样的话，这些地区要么仍然是田园风光，要么早已因贫困潦倒而衰落。尤其值得一提的是，传统“定位理论”假设制订和实施城市规划的专家和官员们能把握未来变化的全部信息，从而准确地让城市“定位”在未来变化有利的位置上。这在“信息爆炸”、竞争环境迅速变化的时代是不可能的，这里列举的成功变化城市并不是以出色的规划定位而成功的。

城市定位理论缺陷之二，是由于大部分城市都在采用类似的分析方法追求几乎相同的目标定位。其结果是造成各个城市产业严重同构、重复建设盛行、大量企业产能过剩、区域城市之间恶性竞争、城市建设千城一面（表1）。

表1九五期间中国部分大城市的功能定位和支柱产业选择（注：参见：《开放导报》，1997年，第5期，第14页。）

城市

定位

第二产业支柱产业

深圳

现代化国际性城市

计算机及软件、通信、电子及基础

元器件、机电一体化、视听、轻工、

能源

广州

现代化国际大城市

汽车、摩托车、电子通信、家电、

石化、医药、食品、冶金

哈尔滨　国际经贸城

机械（含汽车）、电子、仪器医药、

化工

长春

国际化大都市

汽车、食品医药、建筑建材、光机

电一体化、生物工程、新材料

沈阳

现代化国际性城市

机械、汽车、制药石化、电子信息

业

大连

社会主义北方香港

机械、电子、石化、（含医药）、

汽车及零邯件、冶金、建材

济南

现代化国际性城市经

机电仪一体化的机械制造、重型汽

济强市

车、摩托车为龙头的运输机械、家

电、化工

青岛

现代化国际城市

机械电子、化工橡胶、饮料食品、

纺织服装、海洋业、医药、新型建

材、家电

杭州

现代化国际风景旅游城市　大型设备及成套制造、汽车及零部

件、家电、电子通信设备、精细化

工和医药、化纤

宁波

现代化国际港口城市

石化、机械、电子、轻纺、建筑建

材

南京

现代化国际性城市

计算机及通信设备、家电、汽车摩

托车、石化及精细化工、建筑建材

武汉

现代化国际性城市长江中　钢铁、汽车机械及汽车制造、冶金、

游、华中地区经济中心

食品、医药、化工、建筑

成都

现代化国际大都市

电子及通信设备制造、机械及汽车

制造、冶金、食品、医药、化工、

建筑

重庆

长江上游经济中心

汽车摩托车、重大机械设备、冶金、

化工建筑建材

西安

我国北方西部中心城市

汽车、电子、轻工、电力机械制造

国际旅游城市

业、制冷设备制造业

厦门

现代化国际风景旅游城市　机械、电子、化工、电力、建材

北京

现代化国际性城市

汽车、电子、机械装备；电子信息、

生物工程、新医药、光机电一体化、

新材料；冶金、轻工、建材

天津

现代化国际港口大都市

机械（汽车、机械装备），电子（

通信设备计算机），化工（石化、

海洋化工、精细化工）、冶金

上海

国际经济中心城市

汽车、通信设备制造业、电站成套

设备及大型机电设备制造业、家电、

石化及精细化工、钢铁、集成电路

与计算机、现代生物技术及新医药、

新材料

城市定位理论缺陷之三，表现为定位理论往往以邻近的竞争对手城市为参照构思的战略，可能导致方向性错误。在迅速变化的环境中，对现有的城市竞争力的主要威胁，并不仅仅来自已经存在的竞争对手，而是来自于拥有崭新思维的“创业型城市”。以竞争对手为参照，忽略现代科技创新的特性的结果，往往是与原来的竞争对手一起被“创业型城市”的迅速崛起而取代之。

2城市竞争力的基本概念

竞争是市场经济的最高权威。国与国、城市与城市之间的竞争成败，都取决于城市竞争力。世界上许多城市无可奈何地衰落和“莫名其妙”的兴起，皆是因城市竞争力的强弱不同所致的。城市竞争力，是以城市发展的质量、效率和潜力来衡量其获得外界发展机遇和加快自身发展的能力，强调的是与其他城市的横向比较，是动态的，是相比较而起伏的，着眼于未来的发展，表达的是城市发展的后劲。

但城市竞争力是一个很难准确界定的概念，在不同的社会发展阶段，影响城市竞争力的主导因素是不同的，每个城市所体现的城市竞争力也是不同的。如农业经济时代的城市竞争力，主要表现在剩余产品交易范围及数量的大小（这也与是否交通便利及周边土地肥沃与否有关）、以及对外敌入侵的抗御能力等方面；工业经济时代的城市竞争力，主要表现为资本、劳动力、工业原料的集聚、加工和交换的能力、交通便利的程度等；知识经济时代的城市竞争力，则是在竞争和发展过程中，与其他城市相比较所具有的吸引、争夺、拥有控制转化人才资源以创造价值和占领市场的能力。一个企业要在激烈的市场竞争中生存发展，必须要有一个核心竞争力。城市同样也如此。在城市之间的相互竞争中，引进企业核心竞争力（注：核心竞争力战略理论基础是基于资源（知识）的理论和企业能力理论，基于资源的理论是对美国多元化的大企业纷纷收缩战线的现象反思的结果。美国多元化经营的大企业对各种产品市场无孔不入，但是各种产品之间往往没有内在联系，产品生产范围过大曾经使得欧美的大企业在日本企业的攻势面前节节败退。与定位战略研究内部因素时以涉及产品的各种活动为主不同，核心竞争力理论试图深入到企业内部活动背后的逻辑性，从各种企业能力中寻找凝聚竞争力的药方。）的概念，可以突出不同城市独具的竞争力要素以及抓住城市发展的主要矛盾。

3城市核心竞争力理论的内涵

首先，城市核心竞争力理论认为，城市的环境变化较快，相对稳定均衡状态存在的时间始终有明显的限制。环境不仅正在经历着明显的变化，而且还不时会被剧烈的质变所突破。因此，该理论认为，应通过培养城市的核心竞争力使城市在变化的环境中立于不败之地。

其次，城市核心竞争力理论的重心在于研究城市内部的因素，力求合理地组织城市内部的各种资源，以形成别的城市不易模仿的独特的竞争能力。解决竞争力问题的中心策略是“应该培养什么样的城市竞争力？”进一步的探讨，将研究重心置于城市和外部环境之间的界面上，兼顾城市内外各种主要因素，使抓住转瞬即逝的机会成为可能，成为一个对发展机遇时刻有准备的城市。

最后，城市核心竞争力理论讲求的是努力超越自己过去成功的经验和发展历程。这对于我国正在经历体制转轨的大多数内地城市来说是尤为重要的。因为在传统计划经济下，城市职能被扭曲了，其基本经济活动主要是为了城市自身的正常运转和满足市民的日常需求。而不是为周边甚至更广阔的地理空间提供商品交易服务的平台，城市更多地表述为“生活型”和“生产配套型”的职能。对这样一些因国家定点而形成的大型生产基地相伴而生的城市，如果不从战略上超越自身成功的“跑部钱进”项目定位的经历，无疑会因无法适应市场经济和全球化的竞争而急剧衰落。

4城市定位理论与城市核心竞争力理论的区别（表2）

表2城市定位理论与核心竞争力理论的比较

城市定位理论

城市核心竞争力理论

理论来源

城市组织经济学

基于资源（知识）的竞争

力理论

理论假设

城市内外环境不确定性低，　城市内外环境变化快，偶

组成环境和城市的单元之

尔还有质变，不同的单元

间差异性小。单元的变化

是异质的，这种异质性可

节奏基本相似同步

持续较长时间

中心战略问题　定位在什么发展目标

应该培养什么样的城市组

织应变能力

战略目标

明确定位

形成独特的竞争力

战略参照物

竞争力城市

自身（过去成功模式）

战略步骤

识别一个有吸引力的目标；　确立一个战略意愿或蓝图，

选择一个有利的定位；采

积累战略资源和培养核心

用相应的保护性策略

能力；在不同的环境和机

遇情况下，运用独特的战

略资源和核心能力进行争夺

竞争优势来源　独特而准确的目标定位

独特、不易模仿的战略资

源和竞争能力

内在风险

很难随环境的变化迅速改

培养战略资源和竞争力对

变目标定位

环境变化应有的适应性

5城市核心竞争力与城市综合竞争力的区别

当前比较流行的称谓是城市综合竞争力的提法，与城市核心竞争力相比较，有以下区别：

(1)城市综合竞争力作为一种概念的提出，体现了新的发展观：发展不是简单的经济增长，它同时应该包括社会的全面进步、人类自身的解放与完善。城市的政治、社会、文化的发展包括精神文明、信息、道德、价值观等等，都应是发展的应有之义。这些观念应该说都是正确合理的，但如果我们将城市竞争力的探讨与关于“发展”这样的大课题混同起来，其结果只能使城市竞争力成为“什么都可以往里装的大箩筐，”内涵过于复杂，体系十分庞杂。自然就难以抓住城市竞争力的主要矛盾。城市核心竞争力的概念并不否定社会、政治、人文等范畴对竞争力的影响，而是将它们的作用抽象归纳到那些对城市未来发展起到决定性作用，以及对城市捕捉发展机遇有直接影响的“人才资源”这样的子系统之中了。

(2)城市综合竞争力概念提出，文化的发展不仅为城市竞争力的提升提供精神动力和智力支持，而且也因创造经济价值、增强城市服务功能和改善城市环境，而成为城市竞争力的重要组成部分。此外，文化还能塑造城市形象，成为体现城市竞争力的外在标志（注：参见：蒯大富：《一流文化塑一流城市》，文汇报，2001年11月12日第5版。）。这些提法无疑是正确的。但文化自身也是一个十分宽泛的概念。如果将其单独列出来成为对城市竞争力独立贡献的分工或单一作用因子，则会造成重复计算。因为，就一个城市而论，其企业的组织方式、产权结构、市民的创新热情、制度安排以及对人才的吸引能力等等，都无疑已经包含了文化的因素。就像蛋自质是构成人类的食品的基本要素那样，如果我们在点菜时既点了鱼肉，又点了蛋白质只会造成双重付费而并不能增加营养。