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2003年,在英国政府所发表的《能源白皮书》中,首次出现了“低碳经济”的概念,并由此成为了各国政府、学者及普通的焦点。在全球气候变暖的大环境下,该概念的提出有利于提高各国对气候变化的重视程度,减少对不可再生能源的需求和消耗,进而达到节能减排、保护地球环境的作用。所谓低碳经济,是指在可持续发展理念的指导下,通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段,尽可能的减少对煤炭、石油等高碳能源的消耗力度,从而达到减少对温室气体的排放,使经济社会的发展与生态环境的保护并取的一种新型经济发展形态。
对于低碳经济的发展,我国政府自始至终都采取支持和赞同的态度,这与我国城市化和工业化的进程日益加快,能源和电力的需求量日益增长,传统的高能源消耗模式已无力承载经济的飞速增长,大气环境遭到日益严重的破坏息息相关的。在2009年9月的联合国气候变化峰会上,我国政府明确提出了未来十年的二氧化碳减排指标,这充分表明了我国政府对于改善大气环境、转变经济发展模式的决心和信心。而就电力行业而言,由于在低碳经济下新能源及节能的发展主要是通过电力来实现的,因此其必定会对建立在传统的高碳经济下的电力企业形成较大的冲击,电力行业如何予以应对并借机实现跨越式发展成为了低碳经济成败的关键,本文将对此展开深入的讨论。
二、低碳经济下电力行业所面临的发展与改革
1. 优化现有的能源和电力结构
从理论上说,低碳经济发展的关键是能源和电力结构的再优化,通过该过程来确定和选择与低碳经济发展目标相适应的能源电力结构。在低碳经济条件下,电力的需求量和节能量要与电能的生产量相对应,不同的生产量决定不同的碳排放量,不同的碳排放量决定不同的电力结构,从而最终决定电力的总成本或单位成本。由于受到现有技术条件的限制,碳排放量越低的电力结构,越符合低碳经济模式的电力结构,其所产生的电力成本也就越高,研究表明两者大体上呈非线性的负相关关系。因此,各电力企业需要对不同电力结构所对应的相关成本进行分析,并从自身角度出发考虑在某种碳排放量约束下,其电力结构所决定的电力成本是否可以接受,以及会对经济、社会等因素产生的影响,从而确定和选择与低碳经济发展目标相适应的合理电力结构。
2. 确定可再生能源的定价政策
作为低碳经济发展的核心,可再生能源的利用率和普及率是极为关键的,其决定了前者发展的成败。就目前而言,影响可再生能源利用率的是其成本过高,而收益较低,因此在市场中的推广效果不佳,其发展受到很大的限制。但从国外来看,许多欧美国家经过了几十年的摸索与尝试,其已经逐步推行了对可再生能源发电的定价政策,并且运行得十分成功。因此我国应通过借鉴国外先进经验,并与自身实际情况相结合,对可再生能源产品的特殊性,以及发展可再生能源对调整能源结构、增加能源供应和促进经济发展的特殊意义等,进行综合考虑,从而确定对可再生能源电力产品在一定时期内应如何予以定价。此外,在定价政策的制定上,政府应适当施行补贴政策,并根据可再生能源的发电成本对其确立单独的定价机制,以保护该产业的初期发展。
3. 加强对西部电力设施的建设
相对于传统的高碳能源,低碳能源的成本较高,这其中很大成分是由于高额的运输成本,以及所需配套的高额维护成本所致。就我国而言,作为低碳能源主要产出形式,水电和风电主要分布在其西南和西北区域,距离中东部地区较远,因此所需的传输成本以及相关的电网配套成本极高,而中东部所需的发电量占全国电力需求的近四分之三,这就造成了上述两种能源很难被大规模利用。为此,首先应从当前电网建设发展的现状出发,在短期内对低碳能源的使用实行政府补贴或市场买单的形式,以弥补低碳能源与普通能源所产生的成本差额;而从长期来看,则应通过对能源运输及发展模式的改革,并网和长距离输送中相关技术问题的解决,以及大规模智能电网、传输所需配套设施的建立,来逐步推广低碳能源的使用,从而使低碳经济真正为市场所接受。
4. 强化对低碳经济的政策支持
当前,在全球金融危机进入尾声,经济开始逐步复苏的大环境下,从低碳经济发展入手推动新能源产业的发展,可以作为刺激经济增长的一种新手段。但是,低碳经济的发展必然需要广泛的、深层次的政策支持,这是由电力行业自身的特点,以及经济发展的普遍规律所决定的。一般来说,能源的主要特性包括外部性、不确定性和公平性;为了支持低碳经济的发展,首先政府应通过对经济手段的使用来解决外部性问题,以充分保证市场的有效运行;其次要注意保持对国际能源市场的依存度,充分估计能源短缺、价格上涨等不确定性因素的影响;最后要保证能源的公平性,这包括能源和环境的地域公平、代际公平,以及公平与效率的兼顾等等。总之,在低碳经济的大环境下,电力行业应根据自身需要,加强相关研究,支持政府确立及有效的执行政策。
三、结语
从历史上看,在经济发展的每一个阶段,电力需求的增长都比任何能源需求的增长要快,因此客观的把握经济增长与能源电力增长的关系,这既是探索低碳经济发展的起点,也是确定低碳经济发展目标的起点。而鉴于电力行业在低碳经济发展中的关键性作用,政府应从财政、税收等角度加大对其的支持力度,以促进低碳经济早日步入市场良性循环的轨道,实现经济增长和环境保护的双赢。另一方面,尽管目前在我国的电力行业中还存在着诸多的问题,但这些问题大多是基于体制、政策、法律上的原因,与国外并不完全相同,因此电力行业在低碳经济下实施的改革应从本国的国情出发,并努力遵循市场化的改革方向,最大限度的争取政策的相关支持,加快产业结构的调整步伐,以实现电力行业的跨越式发展。
参考文献:
机电设备总类繁多,且与人们的生产生活等各项活动息息相关,设备维修、保养和管理是保证设备正常运行的主要手段,也是企业的一项重要管理工作,是生产经营中主要的支出费用。随着科学技术的快速发展,自动化设备已经得到了推广和普及,机电设备在应用的过程中,为满足人类需求,不断朝着自动化、综合化、连续化、精密化和人性化等方面发展,促进了我国国民经济的发展,提高了人们的生活质量,方便了人们的生活,使人类的双手得到了进一步的解放。由于机电设备的广泛应用,机电设备的维修也日益受到人们的关注,目前我国对机电设备的维护还存在以下问题,影响着机电设备的正常运作。
(1)设备的日常维护和保养不受重视
机电设备是存在使用期限的,就相当于人的寿命。对于正常运作的机电设备进行日常的维护保养,能够保证机电设备的正常运转和工作寿命,不进行日常维护,将会降低机电设备的寿命,减短其工作时间,降低经济效益。但在现实生活中,很多企业在对机电设备的管理工作方面,往往忽略了这一点,只有在设备出现问题时才进行维修,保养工作做得不够全面。
(2)设备的使用没有得到正确的引导
机电设备的普及应用,走进寻常百姓家,许多人对于机电设备的使用没有正确的了解,多数都是按照个人理解、琢磨后进行使用,设备操作不仅不规范,还容易造成设备出现系统上的紊乱,出现不必要的麻烦,导致机电设备不能正常进行工作,更甚者可能导致设备出现故障,导致事故发生,存在极大的安全隐患。
(3)机电设备的工作环境
没有得到规范化管理设备以及产品只有在符合其自身运作的环境下才能发挥最大的效应,达到效益最大化。机电设备的工作环境包括了温度、湿度、洁净程度和噪音大小等因素,这些因素对机电设备的正常运作有着重大的影响,决定了机电设备是否能够正常运作。设备的工作环境往往是保证设备正常运转的基本条件,但由于企业对机电设备的工作环境管理方面不够规范,往往对温度和湿度的控制不够仔细,洁净程度做得不到位,以及噪音控制不好,导致机电设备在非正常的工作环境下工作,极易引发安全事故。
二机电维修市场的发展前景分析
机电设备广泛应用于生产生活当中,也就意味着机电设备的维修市场不断扩大,对维修技术的要求不断提高,且随着科技进步,机电设备不断革新换代,不仅是使用操作上要进行更新,维修技术也应该紧跟时代步伐,与设备革新步伐共同进步。由于我国在机电设备维修方面的人才欠缺,许多机电专业毕业的学生也只是处于初级的维修人员,在机电设备维护上欠缺经验,所以我国的机电维修市场还有很大的发展空间,处于未饱和的状态。以下就机电维修市场的发展前景进行简单的分析:
(1)政治环境分析
对于机电设备我国在政策上并没有过多的明文条例进行明确地支持或者打击,但目前我国处于产业升级阶段,对产业结构进行升级优化,就意味着需要使用大量的自动化机电设备代替原来的老旧生产机器,这就意味着有许多的机电设备需要进行维护,而且政府在企业使用自动化机电设备方面是支持的,有利于我国产业结构优化的一切因素国家在政策上都是支持的,所以政策并不影响机电维修市场的发展,可以说政治环境对于机电维修市场的影响不大,但却是处于积极的影响,并不阻碍机电维修市场的发展壮大。
(2)经济环境分析
从上世纪末开始,我国就进入了产业结构升级的阶段,原有的高耗能及需要投入过多人力资本的机械生产设备已经逐渐被自动化机电设备替代,为了响应节能环保的全人类社会号召,过去使用原煤和石油的大型生产机械已经逐步被使用电力驱动的机电设备取代,也就意味着,目前已经有许多企业使用机电设备,机电设备得到了广泛的应用,并且在将来机电设备的应用领域将会更加广阔,人们对于机电设备的维修需求也就会增加。因此,在经济环境上,随着经济的不断发展,机电设备的维修市场将不断扩大,拥有着可观的发展前景。
(3)人文环境分析
早在上个世纪末期,我国在教育上就已经开设了关于机电维修方面的课程,并且各类职高也有增设机电维修的课程,甚至在机电人才培养方面,已经有专门的院校和机构进行职业培训。目前,我国由于涉及机电维修的职高技校相对较多,且由于设备上的缺乏,学生的实践课程并不能接触到先进的机电设备,造成了许多毕业的技术人员在维修方面欠缺先进的维修知识以及维修经验,但是经验可以积累,人才可以培养,职高出来的技术人员虽然质量不高,但在机电设备维修方面的基础知识已经具备,只要经过深入的培训就可以得到提升。因此,我国机电维修市场在技术人员方面并不欠缺,缺乏的是部分核心技术人员,需要对现有技术人员进行深造,总体上来看,在人文环境方面,我国的机电维修市场还是具有着良好的发展前景。
三结语
关键词:机电一体化;发展历史;三个阶段;发展趋势;智能化
中图分类号: TH-39 文献标识码: A
以电子计算机应用技术、信息技术等为代表的现代科技正在人类社会的各个领域逐广泛地渗透着。并带来了众多行业革命性质的变化,机电一体化也位列其中。
机电一体化不是机械装置与电子装置的简单组合, 而是在功能上取其所长,形成有机结合 , 以实现系统的最佳构成。其目的是增加系统的功能, 提高机电效率、可靠性和价格比, 可以很好地节省原材料和能源, 降低生产成本。随着机械技术和微电子技术的发展, 机电一体化的涵义也在不断发展。
一、机电一体化的核心技术
机械技术:是机电一体化的基础,机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应,利用其高、新技术来更新概念,实现结构上、材料上、性能上变更,满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能要求。
计算机与信息技术:其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。
系统技术:即以整体概念组织应用各种相关技术,从全局角度和系统目标出发,将总体分解成相互关联的若干功能单元,接口技术是系统技术中一个重要方面,是实现系统各部分有机连接的保证。
自动控制技术:其范围很广,在控制理论指导下,进行系统设计,设计后的系统仿真,现场调试,控制技术包括如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断校正、补偿、再现、检索等。
传感检测技术:是系统的感受器官,是实现自动控制、自动调节的关键环节。其功能越强,系统的自动化程序就越高。
二、机电一体化的历史发展
1、机电一体化的发展史
20 世纪60 年代以来,人们开始利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能。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,这些机电结合的军用技术,战后转为民用,对战后经济的恢复起到了积极的作用。当时机械技术与电子技术的结合还不可能广泛和深入发展,已经开发的产品也无法大量推广。
20 世纪80 年代末期,机电一体化在世界范围内得到比较广泛的承认;机电一体化技术和产品得到了极大发展;各国均开始对机电一体化技术和产品给予很大的关注和支持。
20 世纪90 年代后期,机电一体化进入深入发展时期。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。这些研究,使机电一体化进一步建立了坚实的基础,并且逐渐形成完整的学科体系。
我国是从20世纪80年代初才开始进行这方面的研究和应用。国务院成立了机电一体化领导小组,并将该技术列入“863计划”中。在制定“九五”规划和2010年发展纲要时充分考虑了国际上关于机电一体化技术的发展动向和由此可能带来的影响。
2、机电一体化的发展前景
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科之间的交叉与渗透以及相互融合,引起了众多领域特别是工程领域的技术革新与革命。机电一体化正是这种集多种学科于一体的交叉学科,它的发展依赖但同时也促进了其他相关技术进步。
随着信息技术以更快的速度、更强的态势和更广的范围发展,未来机电一体化的发展前景也可窥见一斑。
3、机电一体化发展趋势
随着相关技术进步与发展,机电一体化主要发展方向有:数字化、智能化、模块化、微型化、网络化等等。
(1)数字化
微处理器的发展奠定了机电产品数字化的基础,如不断发展数控机床及机器人; 数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能摘要力及良好人机界面,数字化的实现便于远距操作、诊断和修复。
(2)智能化
智能化是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。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,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
(3)模块化
由于机电一体化产品种类和生产厂家众多,模块化技术可减少产品开发和生产成本,提高不同产品零部件通用化程度,提高产品装配性、维修性、扩展性等。利用这些模块可以迅速方便地设计和制造出多种新的机电一体化产品。
(4)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,由于微型化产品体积小、耗能少、运动灵活,可进入一般机械无法进入的空间,并易进行精细操作,因此在生物医疗、军事信息等方面具有不可比拟优势。
(5)网络化
20世纪90年代,计算机技术等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、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。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方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品
(6)环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。它在令我们的生活舒适的同时也造成了一定的危害,比如资源减少,生态环境受到严重污染。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。
三、发机电一体化发展策略
机电一体化和其它新技术一样, 机电一体化所用到的新技术都是其发展手段, 不是目的。由此看来,若要研究其学术水平、学术价值的最终标准只能从经济效益和社会效益出发, 其间包括直接的和间接的,当前的和长远的。
在我国大环境下,鉴于作为振兴传统机电行业新鲜动力的一体化技术的大力发展,机电一体化行业的发展任务可以概括如下:
不遗余力地开发机电一体化产品,促进机电产品的不断更新升级
当前,在信息化发展的大环境下,通过以上途径使机电一体产业的健康向上发展,并为我国经济发展方式的转变以及产业结构的调整做出积极的贡献成为了我国机电一体化发展的基本任务
2、用机电一体化相关技术改造传统产业
为此,应多方举措、合理推进、大力支持机电一体化的发展,具体措施如下:
(1)要加强统筹规划,合理协调发展。尽管我国从事机电一体化工作的研究单位和生产企业相对较多,但由于各个个体由于发展的立足点和出发点的区别,均有各自的发展规划及策略,整体来看,机电一体化行业发展缺乏足够的统筹安排,从而缺乏具有全局意义的计划与规划。因此,各主管部门有必要在进行调研、分析的基础上制定出一套适合行业自身发展态势的规划,从而进行宏观指导生产。
(2)要创优发展环境,营造良好发展氛围。
良好的环境是行业发展的基础,全社会上下一致的重视及认可是机电一体化发展的有利条件。所以尽可能地优化环境,尤其是机电一体化行业的投资环境,尽可能地为相关企业开辟绿色通道,调配有用资源成为了眼下需要着手进行的重要工作。同时在政策上进行大力支持,以使其能在更加良性的发展轨道上快速前进。
(3)是要加强行业管理,发挥协会等组织作用。行业协会的作用如今已经屡见不鲜,行业协会可以发挥更加灵动和契合实际的、适合个体的细化作用。我国有必要根据行业发展的特点,强化机电一体化行业的统筹机构,加强业协会的建设,明确职责,从而使其能更好地指导行业发展的进程。
结语:
综上所述,机电一体化是当今机械工业技术和产品发展的主要趋势。它的发展已经引起了机械工业以致社会巨大的变革。
参考文献:
[1].姜培刚,盖玉先,机电一体化系统设计,机械工业出版社。
【关键词】机电工程;技术应用;机电一体化;核心技术;发展前景
当前,计算机、微电子技术的发展,开始广泛应用于机械工业领域之中,并逐渐发展形成机电一体化局面,改善机械工业的同时加速了机械工业的发展。本文就机电工程技术应用、机电工程的核心技术以及机电工程技术的未来发展前景进行分析,加速机电工程一体化发展。
1机电工程技术应用分析
1.1机器构造
就机电工程技术而言,其应用期间涵盖多种生产机器,而生产机器自身有发动机、配器、行驶以及制动等较多的组成部件,想要确保机械的运行效率,需要进行运转精度、改善性能等方面的优化。同时,进行机械效率优化期间,仅考虑机器结构存在明显的片面性,还需要对相关材料进行考虑以及改进。一般传统机器产品的原料为钢铁,但是随着传统机器产品市场竞争力的下降,开始倾向性的选择非金属复合材料以及更优质的金属材料,通过新型生产原料的选择,不但成功降低了机器自身的重量,还降低了能力方面的消耗,在提高驱动系统功率的同时提高机器效率。
1.2技术的优化
想要进行机电工程技术的应用,最为行之有效的方法就是进行弱电控制线路的提高,在提高的同时保证工作的有效运转。具体从提高传感器、电机、微型计算机等方面的综合性能展开分析,提高弱电控制线路,内容如下。
1.2.1电机
电机作为驱动机的代表,应用期间电机响应速度、工作效率存在问题,想要进行电机综合性能的提高,可以研发并选择新型驱动单元,并在期中加入传感器以及控制组件等。
1.2.2传感器
就传感器而言,科技含量低会影响信息精准度、敏锐性以及信息传入的及时性,所以想要提高传感器工作效率,前提就是提高传入信息的敏锐性、精准度。当前,光纤传感器是最为常用的传感器类型,非接触性检测屈董单元是信息传播的介质,能够在避免外界因素干扰的情况下提高信息的可靠性。
1.2.3微型计算机
微型计算器作为信息处理设备之一,在机电技术应用、微电子学发展方面具有积极意义。想要提高微型计算机的综合性能,前提条件是提高信息处理设备自身的快速、准确、可靠,并对干扰等相关问题进行处理。另外,要进行专项技术人才的培养,达到在控制研发成本的前提下研发高速快递方式,确保机器运作效果。
2机电一体化核心技术分析
机电一体化涵盖两方面技术,即软件、硬件(机械本体以及传感器等),为了确保机电一体化发展,需要从机械本体技术、传感技术、信息处理技术、驱动技术、接口技术等5个方面进行分析,内容如下。
2.1机械本体技术
机械本体需要综合考虑几个方面,包括性能方面的改善、质量上的减轻、精度上的提高。机械产品的主要材料就是钢铁材料,想要减轻质量,前提是进行结构改进,并考虑材料的替代,在坚强机械本体重量的情况下实现驱动系统小型化,并最终达到机械本体优化的目的。
2.2传感技术
传感器问题主要考虑三个方面,即可靠性、灵敏度、精准度,并预防干扰。电干扰的预防应采用光纤电缆传感器,外部信息传感器选择非接触型检测技术。
2.3信息处理技术
当前,信息技术的发展与普及,直接促进了机电一体化,所以想要更好的带动并发展机电一体化则必须考虑到信息处理设备自身模/数转换设备、输入输出的可靠性情况,提高处理速度。
2.4驱动技术
基于电机驱动机使用期间的快速响应、效率问题,所以开始研发内部装有编码器、伺服驱动单元替代传统的电机。
2.5接口技术
想要实现和计算机之间的通信,需要确保数据传递具备格式上的标准化以及规格化,利于实现信息传递、维修处理,并进行设计简化。当前,技术工作人员开始在合理控制经济成本的条件下进行高效接口的研发,以解决接口中所涉问题。
3机电一体化技术前景分析
就当前机电一体化发展情况以及高新技术的不断应用,未来机电一体化主要有智能、系统化、微型化、模块化、网络化、绿色化等6个发展方向,内容如下。
3.1智能化
当前,智能化俨然已经成为21世纪机电一体化的主要发展方向,智能机电一体化产品能够有效的进行人类智能的模拟,有一定的判断、推理、思维、决策能力,在工作开展期间逐渐的替代某种程度的人脑劳动。
3.2系统化
系统化表现特征包括两个方面,即开放式/模式化总线结构以及加强通信功能。系统在灵活组态的情况下,能够进行裁剪、组合,以实现系统的协调以及综合管理。就未来的技术发展而言,机电一体化需要着重考虑产品、人之间的关系发展,尽可能的实现产品中部分人的性能,包括智能、情感等,趋向于生物系统化发展。
3.3微型化
微型机电一体化涵盖微机械、微电子、软件技术,成为机电一体化发展方向之一。当前微电子机械系统逐渐朝向更小尺寸的纳米以及微米方向发展中。微机电一体化系统自身兼具诸多优势,包括体积以及耗能小、灵活性等,能够进入一般机械都无法达到的空间中,利于精细化操作,且开始应用于生物、航天、农业等领域的发展中,未来发展前景更为广阔。
3.4模块化
在机电一体化中,产品的种类丰富多样,生产厂家繁多,进行机械接口(电气以及动力等)的研发是复杂且重要的事,需要经历较长的时间,并制定相关标准,确保部件以及单元、接口的匹配。就企业而言,可以借助标准单元进行新产品的开发,并合理的进行生产规模的扩大化。
3.5网络化
就当前网络技术发展而言,网络化是最常听到的词汇,并广泛应用于各个行业中,对于机电一体化来说网络技术同样产生了很大的影响,使此行业向网络化发展。机电一体化产品所涵盖的种类较多,所以网络的对应方式以及形式也会有所不同,网络的普及使得远程控制终端设备成为了机电一体化产品。
3.6绿色化
当前,工业的兴盛发展,在降低资源的同时,更好的提高了人们的物质生活。为了降低生态环境可能受到的污染问题,绿色产品应运而生并占有最突出的市场地位。绿色化已经成为时展的主要趋势,所谓绿色化是指使用期间不污染生态环境且报废期间不进行回收,目的是在产品的整个生命周期(包括设计、制造以及运输等)中将生态环境危害降低到最低,并且最大程度上提高资源的利用效率。另外,绿色化已经成为制造业的可持续、健康发展模式。
4结语
综合本文上述内容,机电一体化已经成为自动化技术发展的最高阶段,机电一体化技术的发展是社会所需、是社会生产力发展所需、是传统机械设计变革所需,在推动机械产品发展的同时,振兴机械工业的发展。另外,机电一体化有智能化、系统化、微型化、模块化以及网络化、绿色化等未来发展方向,也对相关科研工作人员提出了更多的要求,以利于机械工业行业的发展。
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关键词:机电一体化 机械系统 设计
中图分类号:TU3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)04(b)-0029-01
机电一体化机械系统是利用计算机来完成机械设计和研究的过程。是对传统机电工业的改革和创新,拥有很大的发展前景。因为机械系统是一个系统,是由各个机电部件组成,所以每一个部分都要做到精细,互相协调配合而达到系统的高效科学。
1 机电一体化机械系统的相关概念
机电一体化系统是由多个信息处理系统共同协调配合所组成的,所以对信息的处理和反应非常之快,因为系统存在多个分支。机电一体化的机械系统与传统的机械系统相比有很大差别,传统的机械系统没有计算机的控制部分,而机电一体化机械系统就是以计算机为中心枢纽,组织机械进行生产开发和运转。现代的机电一体化系统就是利用仿生技术、微电子技术实现系统的智能化和快速应变能力,是现代高科技手段在机械制造行业的推广和应用,具有非常大的市场价值。
2 机电一体化机械系统的设计原则
2.1 高精度
机电一体化产品最重要的特点以及设计的基本原则就是高精度。只有机电产品的精度符合设计要求,才能把自身的优势更好的应用在生产中。如果机电一体化的机械系统不够精确,会造成机电产品不合格的情况发生。机电一体化产品的零部件尺寸是否达到标准尺寸是判断机电一体化产品精度是否合格的重要评判标准。
2.2 智能化
机电产品的智能化又称快速反应性是机电一体化机械系统的主要特征,它可以自由的应对突发状况并减少反应时间,哪怕是临时修改设计内容,因为机电一体化的机械系统的各个部分是独立工作的,所以不会因为一个子系统发生故障而导致整个系统无法运行。从系统接收信息指令的那一刻开始,智能化系统就以非常快的速度向机械的各个部分传达并工作。
2.3 稳定性好
机械系统的稳定性可以有效增加其使用寿命和效率,稳定性好的产品性能参数就高,稳定性差的产品性能参数就低,所以保证稳定性非常重要。因为一个机械系统的子系统非常之多,所以要保证系统的稳定性,就要降低机械振动的频率和摩擦系数,再三确认零部件的尺寸选择,整体上向着小型化和轻量化的方向发展。
3 机电一体化机械系统的设计步骤
3.1 动力元件的设计
动力元件传统机械系统的重要组成成分,机电一体化的机械系统动力元件是由计算机信息网络协调与控制的,为各种机械传导部位提供动力和支持。动力元件主要包括发电机等可以提供动力的机电设备,随着科技的发展,机电一体化机械系统的动力元件将更加智能化和自动化,不需要浪费人力资源。
3.2 传动元件的设计
传动元件在机电一体化机械系统中起着传导的作用,它将计算机的命令信号翻译成机器可以读懂的语言,指导其进一步工作。传动元件包括两个方面:传动机和转矩与转速的变换器。传动机的精度较高,体积小、重量轻、噪音低,还可以满足机械系统的伺服性能,是稳定性非常好的传动元件。
3.3 机械系统的性能分析
机械系统的性能分析是动态特征与静态特征的总和,通过建立数学模型、数学表达式来真实反映机械系统的性能。设计系统各个部件运动参数、关系和结构,确定零件的精确度、材料和结构。选择其他部件、原件,配置系统阻尼等等都隶属于机械系统的性能。这些机械系统的性能决定着机械产品的功能质量参数,机械性能好的产品使用寿命长,产品质量好,灵敏度高、机械的耐磨损状况良好,可长期使用。
4 机电一体化机械系统的改进措施
4.1 改良设计思想
要积极改良机电一体化的设计思想,随着时代的进步而不断进步,努力学习国外先进的机械生产技术,在实现“机械化”和“电子化”的有机结合之后,进一步实现自动化,减少人力资源的浪费,实现经济效益的最大化。设计方案主要是由全部设计人员进行策划和实施的,所以设计人员的才能和设计理念会很大程度上影响机电一体化的设计和应用。
4.2 加大经费投入
真正实现经济效益的最大化,最基本要做的就是加大经费投入,不论是科研经费还是后期的维修经费都要持续不断的供给。可能从表面上来看,实现机电一体化的过程需要庞大的资金和各种各样先进的技术,但是一旦实现了机电一体化机械系统,所节省的人力,创造的财富都是无法衡量的。
5 结语
无论是现在还是将来,机械自动化都将成为行业发展的大趋势,机械的智能化将会成为行业的最终选择,本研究分析了机电一体化机械系统的基本含义、设计和应用的基本原则、系统设计的基本步骤等基础的设计和应用,并且提出了加大经费投入和改良设计思想等措施来提高机电一体化机械系统的设计和应用,希望可以为机械行业的发展建言献策,为祖国的未来添砖加瓦。
参考文献
随着社会经济的迅速发展,全世界都面临着严重的资源和能源危机,现阶段我国的形势也不容乐观。因此,开发新能源,提高能源效率,节约能源是解决能源危机的重要途径。变频节能技术是一种重要的节流方法被应用于各个生产领域。本文重点探讨了变频节能技术在多种煤矿机电设备中的应用,并对其未来的发展进行了展望。
关键词:
煤矿机电设备;变频节能技术;技术应用;发展趋势
0引言
我国煤矿资源较为丰富,煤矿产业在我国国民经济中占据重要地位,对我国国民经济的快速增长发挥了巨大作用。但目前,我国煤矿开采行业形势不容乐观,不仅耗能严重,且生产效率也较低。变频节能技术作为一种重要的节流方法在煤矿生产系统中发挥了巨大的节能效率。比如,在矿井中通过应用变频节能技术后,水泵、风机等设备的运转效率较之前都有极大提高;再如,矿井中的重要动力负荷设备矿井提升机、空压机、煤矿采掘运输机等设备在启动、加减速、制动等方面发挥了巨大的节能效果。因此,变频节能技术在我国煤矿的安全生产中具有重要的推广价值。
1变频节能技术在煤矿机电设备中的应用分析
随着变频节能技术安全节能的功能逐渐凸显,因此该技术在我国煤矿机电设备中被广泛推广应用。笔者通过对变频节能技术在机电设备中的应用研究,重点阐述下该技术在以下主要机电设备中的应用概况。
(1)变频节能技术在采煤机中的应用。目前,采煤机变频调速系统已从“一拖二”发展为“一拖一”取得了进一步的发展和完善,我国能量回馈型四象限运行的交流变频调速采煤技术已相当成熟,国产电牵引采煤机的变频器电压为380,行走功率最大可为220Kw能够在额定转速下实现恒定转矩调速以和在额定转速以上情况下实现恒定功率调速及两台变频器之间的主从控制和转矩平衡。使用了回馈制动的四象限变频器的电牵引采煤机,通过在我矿实践应用后可以看出,四象限变频器调速电牵引采煤机能够对我采区20º~30º的大倾角工作面较大范围内调节制动力矩,确保牵引速度恒定不变,且未发生机器下滑跑车现象。同时,四象限变频器调速电牵引采煤机还具有结构简单,方便操作,速度调节可靠等优点,切实有效地解决了电牵引采煤机在大倾角工作面采煤的技术难点。
(2)变频节能技术在提升机中的应用。煤矿提升机是煤矿生产过程中的重要机电设备,不仅能够降低矿工的劳动强度而且对矿工的安全生产也起到了有效的保障。以往提升机调速装置的工作原理主要是在电动机转子电路中通过利用金属电阻来进行调速操作,但是这种方式在实践应用过程中存在的缺点也较大,不仅具有较大的安全隐患,且电能的消耗也非常大。通过在提升机中引用变频节能技术可以将交流四象限变频调速系统与变频防爆提升机相结合,采用无速度传感器矢量控制方式以输入和输出接口来远程控制提升机操作。同时该变频调速提升机还具有全面保护措施,如过流、过压、欠压及电机缺相保护等。
(3)变频节能技术在皮带输送机中的应用。传统带式输送机驱动装置主要有以下六部分组成:电机、制动器、联轴器、减速机、耦合器、滚筒等部件组合如图1所示。这种结构相对复杂且布置宽度尺寸也相对较大,维修保养也较多,主要是利用液力耦合器对皮带机实施软启动,长时间这样就会使皮带发生老化断裂的情况。采用变频节能技术后不仅缩小了布置空间,而且实现了软启动。在皮带输送机中转入了皮带秤动态称重反馈控制系统,这样可以使皮带根据物料的重量多少实现重载加速、轻载减速以及空载停止等变速运输,不仅节约了电能资源,而且有效提高了皮带输送机的工作效率。
(4)变频节能技术在流体负荷设备中的应用。变频节能技术在流体负荷设备中应用主要是对风机和泵的调速控制。变频调速在风机中的应用为了适应矿井的特殊工作环境,通过对风机进行升级改造后,有效降低了以往的最低转速,这样改造后的风机不仅更加适应工作环境,而且每年也可以为企业节约不少电费支出。而变频调速系统在矿区液用泵在矿区给水中的应用也发挥了重要作用,对设备的机械冲击大大降低,工艺系统的控制也更加灵活,极大提高了产品质量。同时变频技术对抽水泵实施加减速、平滑启停的控制,使得井下液位时刻趋于稳定状态,杜绝了水泵空转和频繁启停的耗能。所以变频节能技术对设备降低损耗及煤矿的安全生产都起到了积极的作用。
2变频节能技术在煤矿机电设备中的展望
现阶段,变频技术在煤矿采矿行业发挥至关重要的作用,随着煤矿行业的广泛应用,可以看出未来发展空间巨大,采用变频技术来提高煤矿行业的节能水平是发展的必然趋势。我国是一个煤矿大国,因此在今后的开采过程中所应用到的设备种类也会持续增多,因此所应用的与机电设备相匹配的变频技术也会更大范围地发挥作用。目前我国矿山开采中电子技术已被广泛应用,变频节能技术在煤矿机电设备中应用必定会有一个很好的发展前景。
3结束语
变频技术在煤矿机电设备中的应用越来越广泛,具有极大的市场发展前景。在当下我国倡导节能化发展的今天,煤矿企业要想实现安全生产,提高生产效率,就一定要着重研发和应用与机电设备相匹配的变频节能技术。经过在煤矿的实践应用证明,通过利用变频节能技术不仅具有完善的变频调节功能,而且还起到了节能减排的效果,有效推动了企业的经济发展。
作者:解莹 单位:兖矿集团鲍店煤矿机电工区
参考文献:
[1]王金龙.浅谈煤矿机电设备中变频节能技术的应用[J].商品与质量:学术观察,2012(10).
关键词:机电一体化;应用现状;发展趋势
中图分类号:F407文献标识码: A
引言
众所周知,现代科学技术极大地推动机械工业领域的技术改造和革命。迄今为止,世界各国都在大力推广机电一体化技术。近些年来,我国的计算机技术和微电子技术得到了长足的发展。在此基础上,这些技术被广泛应用到了机械工业领域,形成了机电一体化,不仅对机械工业的产品功能、构成和技术结构产生了重要影响,而且也给机械工业的生产方式及管理体系带来了巨大变化,使工业生产从“机械电气化”时代迈入了“机电一体化”阶段。在人们生活的各个领域已得到广泛的应用,不仅深刻影响着机电一体化的发展趋势,而且深刻地影响着全球的科技、经济、社会和军事的发展,并以蓬勃的生机向前发展。
1机电一体化概述
机电一体化的概念最早是1960年代末由日本安川电气公司提出,是将机械和电子技术集成结合起来所构成的系统的总称。作为一门新型学科,机电一体化已经建立起了一套自身的体系,并且随着科技的进步不断得到充实和更新。机电一体化的基本特征表现在:它从系统的视角出发,成功将微电子技术、机械技术、自动控制技术、信息技术、计算机技术、传感测控技术及电力电子技术的应用有机结合起来。作为一种系统工程技术,机电一体化通过对各功能单元进行合理布局与配置,使这些功能的高质量、高可靠性、低能耗价值得到了充分的体现,实现了优化系统的目的。一个所谓的机电一体化产品或机电一体化系统就由此产生。所以,“机电一体化,,涵盖“技术”和“产品”两个方而。需要特别指出的是,机电一体化技术并不是微电子技术、机械技术等新技术的简单拼凑,而是将以上技术群进行有机融合的综合技术。正是这一点,使机电一体化在概念上与机械电气化相区别。从发展历程看,尽管从纯技术发展到机械电气化,但这样的机械工程技术仍属传统机械。进入到机电一体化阶段后,其中的微电子装置不仅具有了和某些机械部件一样的功能,而且还具备了诸如自动处理信息、自动检测、自动调节与控制等许多新的功能。形象地说,机电一体化产品不仅可以替代人力去完成许多机械劳动,实现人手和肢体的延伸,而且还拥有了智能化特征,实现了感官与头脑的延伸。这一点也在功能上将机电一体化与机械电气化区别开。这个定义强调它将扮演越来越重要的角色机电整合。它在复杂的非线性上下文包括电脑和数字信号处理器(dsp),它存储和处理信息、通讯和互联网,这发送信息,以及各种计算机辅助设计(CLAD)软件。
2国内机电一体化技术应用现状
当前我国正处于市场经济的发展阶段,尽管较之以往我们的机电产品出口取得了显著的成绩,但是仍然不能忽视存在的问题。正确对待机遇和挑战,思考并解决当前存在的问题无疑会有助于提高我国机电技术产品的水平和性能,对于完善我们的市场经济制度也大有裨益。从促进产业结构调整,推动完整的机电一体产业形成的角度看,我们的机电一体化而临以下两点任务:其一,要进一步推动传统工业技术升级,实现节能高效,这就需要对传统产业进行微电子技术改造。其二,大张旗鼓地开发自动化、数字化、智能化机电产品,促进产品的更新换代。
首先,在技术政策上,要对能耗高、效率低下、不符合环保标准的传统产业进行限制,加快对落后产品的淘汰。同时,要鼓励对传统产业实施机电一体化技术改造。
其次,我国机电一体化产业覆盖而广,发展迅速,而我们的财力、人力和物力是有限的,产业的规划和发展不可能而而俱到,所以我们应建立机电一体化行业“协会”性质的统管合作机构,并赋予其职能,既有利于深入的行业调查,指导行业布点布局的调整,发展重点项目,又有助于制定出纵览全局的“机电一体化”发展计划和战略规划,以避免开发上重复、生产上撞车。
再次,通过“协会”的有效组织和广泛宣传,一来可以建立行业信息平台,及时分享更多的行业内部信息,二来可以增加产业在社会上的认知,使行业内外都重视和支持“机电一体化”的发展,既可以吸引外商到我国投资发展“机电一体化”的眼球,又可以更加方便合理调配资源。同时,尽管人民币升值短期内会减缓我国机电产品出口,但对技术贸易来讲,却可以利用此时的时机,大量引进相关产业的先进技术,反哺自身加工业,提高企业的利润空间。作为世界上最大的发展中国家,大力发展机电一体化技术,用微电子技术改造传统产业,开发数字化、智能化机电产品,既是振兴我国传统机电工业的新鲜血液和源动力,也是一条促使机电行业产业、产品结构调整日益完善的捷径。
3机电一体化技术发展趋势
Electrochemic-mechanical系统(MEMS)一直是一个近年来热门研究领域。它也是一个快速增长的行业,它们的大小已经超过100亿美元,数以百万计的MEMS一直在等产品汽车安全气囊和喷墨打印机。MEMS技术已经应用到开发微型光学开关来处理高卷数据和话音通信的通信。MEMS本身是一个机电一体化极好的例子。作为另一个措施,表示的重要性小型化、美国政府投资270美元在2000年在国家纳米技术倡议关于人口统计学的改变,ASME报告中,“人口统计学是第二强大的力量改变世界的经济和社会。在未来40年,世界人口预计将将增长50%左右。婴儿潮一代将进入高级成熟度然后年老。“然后,报告触动了几个具体的方而包括欧洲和日本人口迅速老龄化趋势。虽然报告中没有讨论ASME,这种趋势将激励机电朝着人性化方向发展,如护理机器人的研发被称为人类友好的机电一体化。美国机械工程师协会(CASME)最近发表了一份报告,题为《机械工程在21世纪的发展趋势》,其内容主要介绍了从20世纪到21世纪机电一体化的进展和今后发展的趋势。它从以下四个类别描述了工程学的变革趋势:技术变革、人口变革、经济变革和社会变革。随着科技的进步,以下八个领域将会是机电一体化发展的主要途径:信息技术、微型化、材料科学、生物工程和医药、能源、运输、环境工程和制造业等。
4结论
在经济全球化趋势逐渐增强,市场竞争日趋激烈的当今社会,机电一体化的发展对优化本国的产业结构和发展本国经济具有至关重要的作用。机电制造思维是基于现代工程教育而逐步兴起和发展起来的。机电一体化的出现不是孤立的,它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和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且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前景也将越来越光明。总而言之,机电一体化技术作为机械技术,信息技术,电子技术和计算机技术的融合、发展与延伸,在经济社会不断建设发展的过程中占据着极为关键的地位。我们需要明确机电一体化技术未来发展方向,妥善处理机电一体化技术在发展过程中而临的问题与障碍,推动机电一体化时代的全而发展。
参考文献:
[1]安红杰.机电一体化技术的现状及发展趋势[J].黑龙江科技信息,2012,(1):37.
创新理念 工厂超市模式受关注
研讨会上与会专家嘉宾从各个角度分析了当前LED照明行业的发展趋势,未来的生产管理模式变革方向,对奥其斯对当前LED生产管理模式的创新给予了认可,并表示十分期待奥其斯江西高安基地正式落成投产后的生产管理优势效应。
从奥其斯副总经理罗嗣辉处了解到,奥其斯将通过工厂设备自动化和制造员工管理自动化实现其独特的“工厂超市”模块管理,力创产业转型升级的典范。“工厂超市”模式可以实现从原料到成品的全自动化生产,同等条件下,产能可以提高五倍;实现一卡通智能化管理,员工人数预计为计划人数的十分之一。罗嗣辉对于“工厂超市”模块管理的效益十分有信心。
供应商做好坚实后盾
正如每个企业的发展背后都有一批人在默默支撑,奥其斯的“工厂超市”模块管理能得以实施也得益于一批优秀供应商在背后鼎力支持。罗嗣辉在日前举行的研讨会上对与会的供应商表示了诚挚的感谢,也希望供应商们能一如既往地携手奥其斯一起赢得未来更广阔的的发展前景。
1.1变频技术的发展及其在煤矿生产中的重要性
目前,电子科技发展迅速,这就促使变频技术取得了巨大的发展成果,包括理论和实践两个层次之上的进步。通过改进控制方式、普及专用集成电路等途径,整体提高了变频技术,使之达到综合化水平。这种变频技术兼具调速功能和通信等实用功能。近来,我们国家意识到了节能减排的重要性,并且通过宏观调控来实现。煤炭企业的用电量相对比较大,因此对这些企业的能耗进行有效控制,可以降低企业成本,并有助于保护环境,这无疑可以提升企业的核心竞争力,并为其提供更好的发展空间。在煤矿企业中,现阶段矿井机电设备的耗能量占很大的比例,因此节能的关键就在于控制设备用电量。在这种社会背景之下,因为变频节能效果十分明显,变频节能技术的优势变得越来越突出,因此被广泛应用于矿井机电设备之中,得到了越来越广泛的应用。市场上的变频器如雨后春笋般涌现出来,因此各大企业需要根据设备的实际情况来选取变频器,并对其综合性能进行严格考察。对于界面友好、控制灵活、操作便捷的变频器应该优先被纳入使用范围之内。如果企业有条件,还可以多关注变频器的品牌和市场占有率,为日后的技术支持和备件更换做好铺垫。
1.2变频节能技术在机电设备中的应用
在众多节能技术之中,变频技术相对发展比较成熟,而且在机电设备之中取得了广泛的应用。变频技术的广泛使用为该行业注入了新鲜的生命力,保证该行业节能减排工作的顺利开展。变频技术的具体应用有如下:在运载电梯中得到使用,不仅关系到企业的生产活动,而且与工作人员的生产安全息息相关。之前,传统的调速是通过接进金属电阻的方式进行的,但是这种方法潜在的安全隐患是比较大的,而且非常不利于节能减排,电能损耗相对比较大。将变频技术运用于运载电梯中,一般会与交流四象限调速相结合,通过电子信息进行远程控制。这样就可以保证运载电梯更好地工作,致力于原料和人员的运送。随着社会的不断发展,变频技术将会得到越来越广泛地应用,而且这将是一个不可逆转的、前景广阔的发展趋势。我们国家的企业运用了多种机电设备,并配合使用了多种变频技术,共同推动节能技术的良好发展。
2加强煤矿机电设备系统节能降损的措施
2.1机电科自己成立了专门的节能降耗办公室,对单位内的用电量进行统一管理,并对其实行目标定额式管理模式,同时签订责任书,对每一项指标进行专项考核。根据各个单位的负荷以及生产量,针对之前制定的定额目标进行考核,如果没有特殊原因,一定要严格按照制度进行奖惩。这样可以有效调动员工的工作积极性,并培养他们的节能减排意识。
2.2强化计量管理,对负荷曲线做出合理地调整,禁止大容量设备在用电高峰期工作,避免出现移峰填谷现象,无故增大日负荷率。
2.3在矿井作业过程中,用电量大的提升运行环节需要严格进行控制并做出明确规定。对于原煤的运输,也要采取适当控制手段对用电量进行管理。
2.4正确使用变压器。在配电网的损耗过程中,变压器的损耗占有很大的比例。因此,必须妥善管理变压器的使用情况,停止负载少且使用频率低的变压器的运作,或者是在用完之后立马停止运作。调节供电变压器的工作电压,对其进行适当升级。通过升级,不仅可以减少损耗,而且可以避免因为电流过大或者是操作过于频繁而引发的故障,这在很大程度上为矿内的安全生产提供了可靠保障。增多高效节能灯的使用量,保证绿色照明工程的实施。改善公共照明系统,逐渐推广使用节能灯具,发展并使用先进节能技术。改造矿灯的充电架,以直接供电的形式代替充电变压器的使用,这样不仅可以有效减少噪音污染,而且可以降低能耗。
2.5控制检修的时间和频率,且提高检修质量。对于电力网而言,在正常的工作模式和工作状态下,非常安全和经济。但是进行检修的时候,正常的状态被打破,这必然会造成能耗和损耗的增加。可见,在进行设备检修时,必须保证计划性,力争提高检修效率,在较短的时间内实现高质量的检修。
2.6在进行设备维护时,一定要禁止一切泄露电问题的发生。对设备进行定期巡查,找出其中的泄露电问题以及其他故障,并及时对此作出处理,这样可以有效减少能耗。通过大力推广新技术和工艺,通过严格的计算来控制导线截面,尽可能降低能耗。
3结束语