电气工程机电一体化精选(九篇)

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第1篇：电气工程机电一体化范文

关键词：电气工程及其自动化；发展；问题；建议

中图分类号： F407.6文献标识码： A

前言

迈入21 世纪以来，我国各方面事业都得到了很大的提高与发展，尤其是经济建设方面更是获得了长足的进步。这其中的电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程。本文先概述一下电气工程及其自动化的发展历史，再对实际操作过程中的问题进行分析，针对电气工程及其自动化的发展和建设中的问题提出合理化的建议。旨在促进今后我国的电气工程及其自动化的建设，使我国的电气工程及其自动化实现跨越式的发展。

1 概述电气工程及其自动化的发展历史

电气工程（Electrical Engineering）是现代工业发展的关键领域，随着科技的不断更新和发展，电气工程及其自动化的技术平台逐渐形成了独立的系统。电气工程技术经历了从电磁学理论的建立到新技术革命时期电气工程技术学科的形成这样一个形成与发展的过程。这种系统正逐渐迈向快捷，方便的方向发展。它为我国的工业发展节约了成本，提高了效率。而且，电气工程还逐渐涉足商业领域，为商业间的交流与传输提供越来越多的满足。我国作为工业为主导的社会，只有大力发展工业才能促进我国经济的飞速发展。所以，只有电气工程及其自动化在社会发展的地位中占有一席之地，才能促进电气工程及其自动化的长足发展，立足世界。

2 电气工程及其自动化的发展中的问题

迈入21 世纪以来，电气工程及其自动化的技术取得了突飞猛进的发展。但在电气工程及其自动化的发展与建设中还存在一些客观影响因素，这些因素在一定程度上阻碍了电气工程及其自动化的发展。想要促进我国的电气工程及其自动化实现跨越式的发展，就要解决以下几项问题：

2.1 企业实际需求不同，抬升了成本

目前我国的电气工程及其自动化技术还处在一个综合的领域里，独立性还有待完善。所以，在实际的运用过程中，工作人员只能结合目前的技术成果，再运用自己的实践经验，得出设计成果。从而有的环节无形中增加了经济成本，最终工程总的经济投入也就增加了。而且，目前的企业在电气工程及其自动化的技术上都是因企业而宜，不同的企业，电气工程及其自动化的技术水平也不一样。

2.2 电气工程及其自动化实施过程中工作效率有待提高

电气工程及其自动化实施过程中，效率的高低影响着整个工程的的完成效果。在当今飞速发展的社会里，工作效率甚至决定着一切。所以，电气工程及其自动化技术更要紧跟效率的步伐。目前的企业在电气工程及其自动化的技术上都是因企业而宜，不同的企业，电气工程及其自动化的技术水平也不一样。要想在这些企业中脱颖而出，效率的提高可见显得十分重要。那个企业在最短的时间里设计出更让人操作简便，更让人明白的设计，在离成功的大门前就会胜出一筹。哪个企业效率低下注定就是失败的。这个时候，企业的技术人员的技术水品就得到了检测。

2.3 电气工程及其自动化实施过程中数据传输安全性问题

电气工程及其自动化起初在工业中形成，并得到了发展与建设。目前，电气工程及其自动化逐渐蔓延到商业领域，商业领域的发展过程中，数据信息的传输安全性是很重要的一步。由于目前，企业之间的信息交流过程中，各企业使用的信息传递产品各不相同，参差不齐。这给数据之间的传输和通信造成了一定的困难，从而增加了电气工程及其自动化的运营成本。所以，在今后的电气工程及其

自动化的发展与建设中，一定要注意这一点。

3 电气工程及其自动化发展的合理化建议

电气工程及其自动化是工业发展的有力助手，它的的发展能为工业，甚至社会经济的发展带来源源不断的动力。虽然，目前的电气工程及其自动化的发展与建设存在着这样或那样的问题，但总的前进趋势是不可逆转的。只要把问题慢慢解决，逐渐的去改善，不久的将来，我国的电气工程及其自动化一定会在世界上立足。针对以上问题，我提出几点建议：

3.1 建立电气工程及其自动化的统一独立的平台

目前的企业在电气工程及其自动化的技术上都是因企业而宜，不同的企业，电气工程及其自动化的技术水平也不一样。这样一来增加了企业的经济成本，二来不利于企业的长足发展。所以，企业的技术人员一定要突破技术环境的难关，有步骤，有计划的去设计电气工程及其自动化的方案。首先，在设计前，专业的技术人员对要设计的行业及用户的特点进行研究，从而，确定开发目标。然后，确定设计方案，方案要涉及到实施，运行，维护等每一步骤的完成，同时，运行成本和运行时间也要提前预算好，一定要控制在企业运行的范围内。此外，还要注意商业项目运行的特点以及终端客户的不同需求，最后做到建立电气工程及其自动化的统一独立的平台，从而减少企业的运行成本。

3.2 建立电气工程及其自动化的通用网络系统

建立电气工程及其自动化的通用网络系统可以优化资源配置，使商业之间的信息交流得到准确性和安全性的保证。一个企业包括设备控制，技术监管，企业管理等许多步骤，要想使这些步骤得到资源的合理化配置，就要使这些系统通过网络联系起来。通过建立电气工程及其自动化的通用网络系统，使各个系统之间的数据得到高效，快捷的交换，促使整个企业的优化发展。

3.3 建立电气工程及其自动化的数据标准对接

只有电气工程及其自动化的数据能够实现信息的标准化对接，电气工程及其自动化的系统传递信息才会更安全，更高效。所以，在目前的电气工程及其自动化的发展过程中，一定要实现程序接口的完美对接，从而减少开发工程的时间和费用。

4 结束语

电气工程及其自动化是现代工业发展的关键领域，随着科技的不断更新和发展，电气工程及其自动化的技术平台逐渐形成。本文先概述一下电气工程及其自动化的发展历史，再对实际操作过程中的问题进行分析，针对电气工程及其自动化的发展和建设中的问题提出合理化的建议。我相信相信随着经济的发展和社会的不断进步，在科技领域突飞猛进的今天，电气工程及其自动化一定会构建出一个完善的，独立的系统，成为我国社会主义现代工业化社会构建的助手，实现电气工程及其自动化跨越式的发展。

参考文献

[1]候晓燕.电气工程及其自动化工作原理[M].科技出版社，2009.

[2]李娜娜.电气工程及其自动化的建设与发展的若干思考[J].电气自动化，2010.

[3]王君鹏.电气工程自动化系统控制方式的研究[M].科学出版社，2010.]

第2篇：电气工程机电一体化范文

关键词：汽修高级工；变速器总成大修；教学策划；一体化

中图分类号：g712文献标识码：a文章编号：1672-5727（2014）07-0131-03

汽车维修一体化课程共有中级工5门课程，高级工5门课程。高级工5门课程如表1所示。5门课程开设的先后顺序可以调整。

“变速器总成大修”共有两个学习任务，分别是“伊兰特轿车手动变速器换挡困难故障诊断与排除”和“索纳塔自动变速器打滑故障诊断与排除”。笔者在讲授“伊兰特轿车手动变速器换挡困难故障诊断与排除”这一学习任务时，发现在教学活动策划、教学实施中，由于实训场地、车辆数量及教师等原因，无法按照预计的6组学生实施教学，因此，课程设计根据现场情况进行了优化。

课程实施过程分析

（一）学情的分析

笔者所授课的班级是汽修g1203班，该班共42人，为本校中级工直升高级工班。在教学过程中，该班共分6组，每组7人。各组中组长的能力均较强，各组水平较平均，但每个组均有2名左右学生学习热情较差，之前的学习效果也较差。学生在中级工学习时，已经学习了如表2所示的5门课程。

（二）教学设计分析

本任务的实施，是按照六步法的设计思想设计教学过程的。如下页鱼骨图1所示，教学过程按照任务分析及检查——制定大修方案——实施大修——竣工检验——总结拓展的过程展开。

（三）教学难点分析

由于本项目在实施时，需要将变速器从车上拆下，在举升车辆、拆卸变速器支架等环节上安全要求较高、操作难度较大，因此教师必须对每组操作情况进行监控，以保证安全。另外，由于本项目实施过程较长，如果占用车辆过多，就会影响其他班级实习用车，因此该项目实施时，常安排3辆车进行变速器总成大修的实施。这样的安排就会有部分学生无事可做，造成教学现场比较混乱。因此，如何安排全部6个组的实习是个难点。

在总结拓展阶段，要求学生撰写总结报告。通常的做法是教师利用1～2节课时间监督学生撰写报告。但从实施效果看，由于学生的文字水平较差，学生在课堂上无法专注撰写总结报告，往往达不到预期教学效果。因此，如何指导学生设计撰写总结报告也是一个教学难点，同时也是学生能力提升的关键点。

课程实施的难点处理

（一）分组教学的难点处理

由于设备无法满足6组学生同时做变速器大修工作，实际上课时仅安排3辆车进行操作，因此笔者在教学过程中选择变速器拆装过程中应做的操作，由一位实习指导教师安排实训。

1.实训内容的选择。学生在中级工学习时已经进行了“底盘简单故障维修”学习，因此，本次手动变速器大修涉及的离合器油更换、变速器油更换均已在中级工学习期间学过。考虑到中级工的学习已经距本次课有近一年时间，因此，选择相关内容比较适宜该班学生。

2.课程中的细节组织。由于担心学生操作时对原来学习的内容不熟悉，因此，对学生安排了简单的考核。考核包含3个题目（见图2），总时间15分钟。考核的结果是，25%的学生能完成第1题，10%的学生能完成第2题，仅有1名学生完成了第三题，可以看出学生之前的知识掌握不是很牢固。在教学过程中，教师安排学生查找现代、大众4s店更换离合器油和变速器油的费用和工时，查找后更提升了学生对本项目的兴趣。

在“变速器总成大修”中，从车上拆下变速器到重新装复需要8课时，因此在安排“离合器油、变速器油更换”项目时，也要同时安排8课时，以保证组与组之间进行互换。由于本项目操作难度不大，主要考查学生的规范和操作时间，因此要求学生首先按照维修手册将规范的步骤进行整理，然后每人都进行一遍操作。此部分时间约占4课时。之后，教师安排学生进行操作考试，要求学生在20分钟之内按照企业工作要求和检验标准完成两个油液的更换，由教师进行考核，组长记录每个人的操作时间，同时组内其他学生也根据维修手册操作步骤及规范，对

操作人员进行打分。整个实训现场由一位实习指导教师组织，90%的学生均能参与到教学活动中。图3为考核结果图。

从考核结果看，学生基本能按照操作规范和时间要求完成操作，而且在考核过程中态度认真，有的甚至为延长几秒钟去跟组长争取，极大地提升了学生的学习积极性。

（二）总结拓展阶段的难点处理

总结拓展阶段的总结报告撰写，采用了两种方式，一是让学生进行本次任务的总结，时间在1课时左右，二是让学生分组，另给学生途胜轿车、索纳塔v6轿车、奥迪轿车，分别用20分钟时间查看车辆，再用70分钟时间借助网络、维修手册、图书馆资料等，总结不同车型变速器大修的工艺流程和技术难点，这样的安排能使学生学会举一反三，学会利用各种资源学习修车技术。

总结

（一）合理安排教学内容

实际教学条件不能满足所有师生的设备、场地需要，特别是遇到“发动机大修”、“变速器大修”等项目时，不可能满足所有学生组的操作需要。因此，就需要教师根据教学项目，设计相关的教学内容，绝不能简单地安排3个组操作、3个组完成工作页，而要明确每个组的学习内容和学习时间，这样的教学现场也才能比较容易控制。

（二）在教学过程中，多利用竞赛、展示等手段

原来在该班中有约10名学生学习积极性较差，学习成绩也不好。但在此次教学中，在“两油更换”期间，其中的8名学生均在20分钟内完成了工作，且操作过程符合规范要求，其他几名学生也能在教师指导下在25分钟内完成工作。这正是因为引入了竞争机制。我们将所有学生的完成时间进行排名，同时计算各组人均操作时间并进行组间排名，这样可促使每名学生都认真完成工作，技术好、操作能力强的学生自觉去帮助那些学习能力较差的同学，使得学生的平均水平得到了提升。

（三）总结拓展是点睛之笔

汽车的种类有几千种，但核心的部件基本相同。学生不可能在校内学到所有车型的维修操作技能。总结拓展阶段的核心就是教会学生一种方法，通过学会修一种车，达到会修一类车。因此，此教学过程的设计要能更多地发挥学生的主动性，要充分利用图书馆、网络等资源进行教学设计和组织。

总之，通过这个教学项目的实践，我在教学内容设计、教学过程设计中积累了新的方法，希望能对同行教师有借鉴意义。

参考文献：

[1]赵志群.职业教育与培训学习新概念[m].北京：科学出版社，2003.

[2]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.

[3]赵志群.职业能力与职业能力测评[m].北京：清华大学出版社，2010.

[4]陈玉平.基于工作过程系统化的专业课程体系开发[j].企业技术开发，2011（4）.

[5]启家.基于工作过程系统化的课程改革与实践[j].中国成人教育，2010（4）.

[6]董继明，胡勇.汽车拆装与调整[m].北京：机械工业出版社，2010.

[7]董继明.汽车拆装与调整（理实一体化教程）[m].北京：机械工业出版社，2012.

第3篇：电气工程机电一体化范文

关键词：电气工程；自动化；意义；发展难题；解决措施

1电气工程及自动化的发展过程

电气工程及其自动化作为我国近代工业发展的促进剂，是伴随着我国工业的发展而不断发展的。在改革开放以后，中国大力发展工业，以求获得快速的经济发展，提高国民的生活水平，在不断发展前进的过程中，电气工程及其自动化经历过三个主要的发展阶段，其内容如下：（1）第一阶段：随着机械工程和物理学的发展，科学工作者便考虑到将二者结合起来，寻求一种能够为电器制造也服务的科学，于是便诞生了电气工程。（2）第二阶段：随着微波和无线通讯技术的兴起和发展，科学工作者又将这一学科的优势有机结合到电气工程上面，通过微波和无线通讯技术对机械的控制，来使机器完成生产工作并满足生产要求，这便将电气工程及其自动化带进了机电一体化的时代。（3）第三阶段：随着计算机和信息技术的发展和应用，它的优势也被利用到电气工程及其自动化中来，于是便出现了通过计算机编程并远程控制机器完成生产工作的新一代机电一体化工业生产流程。

2电气工程及自动化的发展意义

电气工程及其自动化的发展过程是一个不断吸纳并融合全球最新科技的过程，电气工程及其自动化的可以应用到各行各业，无论是一个断路器的设计，还是整架航空航天器的研究，都少不了电气工程及其自动化的身影。电气工程及其自动化的发展，使得机械制造业的生产车间空间得到节省，也减少了车间内人力物力的配置，很多机械产品的加工不再需要工人来动用原始的手工劳动，而可以通过电脑终端的直接控制，这样，一个会控制电脑终端程序的工人便抵得上好几个人力工，实现了人力资源的有效节约。机电一体化的运用更是可以使生产车间完成流水线的全部生产任务，包括生产零件，组装，包装，流动，检测等整个制造流程，极大地提高了生产效率。

3电气工程及自动化的发展难题

尽管电气工程及其自动化的发展随着工业的发展一起很迅速，但是到了新的发展阶段以来，电气工程及其自动化的发展也遇到了很多难以克服的困难：

（1）电气工程应用的能耗问题。所谓的能耗问题是指来源于电气工程设施的建造和安装所造成的能量损耗，当然，要想实现机电一体化控制，建造和安装布置控制设备是必需的，因而这部分能源消耗是无法避免的，为了降低成本，便只能从降低能耗方面着手；在电气工程及其自动化系统的建造和安装过程中，需要考虑到光照和温度调节方面的问题，同时也还要考虑到系统耗电与厂用耗电的关系，电网的布置等问题，在诸多环节的能耗问题实在值得关注。

（2）电气工程应用的质量管理问题。在实际操作中中，有很多工厂为了完成机电一体化控制，但又考虑到成本的节约，放低了对电气工程及其自动化系统的施工质量要求，使得建造标准低于国家规范，这样做会导致低了机电一体化系统所生产的产品质量降低，更可能使得整个系统运行故障频出，发生灾难性的事故。

（3）数据传输的不方便问题。电气工程及其自动化的控制系统主要是应用计算机对于所编应用程序的控制，但是从目前的发展状况来看，电气工程及其自动化仍然处在一个多学科的综合体的尴尬状态，还没有脱离出来成为一个独立的学科，因而很多应用编程及其有效接收设备并没有国家标准来统一，在商业化的运行中，厂家只能购买某生产商的一中机型来进行控制运用，而不能完成不通机型之间的信息传递，这对商业化的运行和发展造成一定的阻碍。

（4）电力控制系统的完善效率对工程进度的制约问题。电气工程及其自动化系统是一种控制系统，用来对机械系统进行控制，然而要想完成整个系统的运行，便得结合实际的机械操作流程编写相应的程序通过计算机控制来实现。因此对于同一工程，由于编写程序不通，电气工程及其自动化控制的效率就会有所高低，这也会进一步影响工业生产的效率，从而影响到经济的发展速度。

4提高电气工程及自动化的方式

电气工程及其自动化主要分为两个部分，一是电气工程，另一便是自动化控制；因此提高电气工程及其自动化便要从两方面着手，通过实现电气工程和自动化控制的有机的、高效的结合来更快更好地发展电气工程及其自动化。

（1）从电气工程方面：从上文问题分析可知，电气工程主要存在的问题是能源消耗问题和施工质量管理问题。解决这类问题有效的措施便是企业和政府一起协商制定严格规范的电气工程施工管理标准，并且一切有关电气工程的施工要严格按照该标准执行，违者必究；施工单位在实际施工的过程中，不要照搬一般的施工流程，而要根据实际的施工地点的环境、地理位置等因素，综合考虑拟定合适的施工方案后再施工。并且施工过程中严禁偷工减料、以次充好，要严格按照标准选择适应的材料，施工完成后要有专门的系统管理和维护人员对系统进行监控检修。

（2）从自动化控制方面：自动化控制的问题主要是数据传输接口不统一，控制程序控制效率有高低。为了解决这个难题，企业的程序设计人员应不断优化反馈设计，完成精简有效的高质量程序编写；然后将最优质的程序在企业内或者行内推广，从而使整个企业或者行业的自动化控制水平提高，要想设计出优质的程序，设计者需要考虑客户的需求和工程的运行流程，通过精简和优化来提高程序的执行效率。另外，政府也应该在行业内制定相应的通用的程序接口，能够让优秀的程序设计在整个行业内流通，从而带动整个行业的信息传递和竞争提高。

参考文献：

[1]侯晓燕.电气工程及自动化工作原理[M].科技出版社,2009.

[2]李娜娜.电气工程及自动化的建设与发展的若干思考[J].电气自动化,2011.

第4篇：电气工程机电一体化范文

【关键词】 机电一体化技术矿山机械煤矿计算机技术自动化技术应用

1 引言

随着迅速发展的微传感器技术、电子技术、自动化技术、软件技术和计算机技术,在功能和性能方面智能化、数字化、自动化的煤矿机械产品逐步实现质的改变。机电一体化技术显示了强大的生命力并且顺应了科学技术发展的规律,经过长期实践,在矿生产中安全监控系统得到了很好的应用,发挥了重要的作用在采煤安全方面。机电一体化技术在我国矿山机械行业中对开发新产品和改造旧设备方面做出了巨大的贡献。

2 在煤矿开采中机电一体化技术的应用

在我国煤矿安全生产监控系统发展比较晚,它是充分表现了煤矿机电一体化的技术。例如KJ95、KJ90系统就是由煤炭科学总院开发研制的,进一步提升了监控智能水平。经过长期实践,在矿生产中安全监控系统得到了很好的应用,发挥了重要的作用在采煤安全方面。

2.1 在采煤机方面机电一体化技术的应用

研制成功的电牵引采煤机是应用机电一体化技术的很好例子,它具有更强的牵引力,并且不同于传统液压牵引采煤机,具体特点如下:牵引特性良好,够进行发电制动在采煤机下滑时,电能被反馈向电网,能源得到了有效的节约,也够提供牵引力在采煤机前进时,使其移动中克服;在大倾角可以进行牵引,停机时防止机器下滑的制动器装置在牵引电动机轴端,电牵引采煤机不需要其他防滑装置,可用在可用在40°～50°倾角的煤层,这是因为相对于电动机额定转矩,它的设计制动力矩为其1.6～2.0倍;较长的使用寿命,可靠的运行,不同于液压牵引,电牵引的元件一半不会出现磨损,除了电动机的整流子和电刷在电牵引会有磨损以外,所以,维护工作量小,寿命长,故障少,工作可靠;动态特性好,反应灵敏,超载运行在采煤机得以避免,这是因为各种参数在电控系统中能够被即时的调整;高效率、简单的结构,重量轻、尺寸小、结构简单这些机械转动的特点是电牵引采煤机特有的,只经过一次转换电能就能够转换为机械能,效率为99%,而这个效率只有65%-70%左右在液压采煤机中。因为它的设计制动力矩为电动机额定转矩的,所以电牵引采煤机,而不需要其它防滑装置。

2.2 应用在带式传送方面

使用大型综采设备,带式传送机得到了很好的发展。在研究长间隔、大功率带式输送机的枢纽技术以及新产品方面有了很大的提高,如工作面顺槽可伸缩带式输送机具有高产高效性,而且成功研制成了以PLC为核心和制动装置以及多种软启动的可编程电控装置,行星齿轮减速器和调速型液力耦合器被应用于驱动系统中。多种类型的带式输送机在我国已经自行生产制造出来。

3 在矿山机械中机电一体化技术的应用

3.1 在矿井提升机中的应用

矿山大型设备中全数字化、交、直流提升机、机电一体化在矿井提升机中得到了较好的实现。其中将驱动和滚筒从结构上由内装式提升机合为一个整体,机械结构得到了很大程度的简化,充分体现了综合体的计算机-电力电子-机械。全数字提升机具有高度可靠的性,拥有自诊断功能、完整的诊断举措措施、可重复性故障寻址,并且通讯功能具有快速和简朴的特点;电气安装在很大程度上得到了简化,这是因为总线方式被应用于其中;零备件少,简朴的硬件配置,互相兼容;能够很便利的改变瞬间加速度、实现软件控制和软启动。各煤矿提升机的首选机型是直流提升机,该机型具有全数字化,在我国双CPU构成的计算机系统成为该机型的核心部件ASCS。在我国采用S7和SIMADYND研制而成研制成的交流提升机是由交-交变频器供电。计算机技术使提升机中安全保护系统更为完善,主要特点有:在其中两台计算机装置被应用,独立的数据处理、传感和监测装置存在于每台设备中,并且两者同步工作,互为备用,互相监测,提升行程采用对容器位置间接监测和直接监测相结合的方式,行程自动控制通过两者校正和比较得以实现。对驱动和电源回路、制动回路、安全回路由算机进行实时检测,故障记忆得以实现,提升机的安全性能得到了极大地提高。

3.2 在支护设备中的应用

在采煤工作面中液压支架被作为支架设备,并且煤矿综合机械化目前发展的方向是电液控制,有机的结合液压控制和计算机技术,成组自动移架或定压双向邻架得以实现,支架的工作状态在电液控制装置中可以被检测出来,并且防止支架和顶板受到冲击负载。高压液体装置由乳化液泵站提供给液压支护设备,其供液能力要求具有大流量和高压性,液压支护设备的用液量能够根据工工作面自动调节供液量。在我国该系统能够自动配液,自动控制高低液位,对乳化液浓度实行在线检测。在设定值范围内浓度达不到时,定时自动反冲洗,拥有远距离传输功能,对实际用液量能够实时监控。对乳化液油位、液位、自动配液、流量计量状态功能通过液晶显示器进行实时显示。

4 结语

综上所述,在矿山机械中应用机电一体化是一种新兴的综合技术,融合信息技术、机械工程、计算机技术、电气工程等为一体,在传统机械工程中渗透微电子技术而形成的。机电一体化技术显示了强大的生命力并且顺应了科学技术发展的规律,经过长期实践,在矿生产中安全监控系统得到了很好的应用,发挥了重要的作用在采煤安全方面。

参考文献:

[1]张念超.我国煤矿机电一体化技术的发展现状浅析[J].商业文化(学术版),2008(3).

[2]侯利华.机电一体化在矿山机械中的应用[J].硅谷,2012(1):129.

[3]芦景英.关于机电一体化技术在煤矿机械中的应用探究[J].科技创新导报,2012(3):97-98.

第5篇：电气工程机电一体化范文

Abstract: This paper introduces the basic overview of mechatronics technology and development background, and describes the mechatronics design approaches and key elements.

关键词:机电一体化;传感器;发展趋势

Key words: mechatronics;sensor;development trend

中图分类号:TH122 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)11-0084-03

0 引言

现代科学技术的不断发展,极大地推动了不同学科的交叉与渗透,导致了工程领域的技术革命与改造。在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。

1机电一体化认识

日本在1971年提出一个新的英文集成名词“Mechatronics”词首Mecha取自Mechanics(机械学),词尾tronics取自Electronics(电子学)。我国经常译为机电一体化或机械电子学。在1981年德国工程师协会,德国电气工程技术人员协会共同组成的精密工程技术专家组提出的“关于大学精密工程技术专业的建议书”中,把精密工程技术定义为光-机-电一体化的综合技术。它包括机械(含液压,气动及微机械),电工与电子,光学等技术及其组合,其核心为精密工程技术。在当前“信息爆炸”的形式下,相对于专门型人才来说,市场对复合型人才的需求更加迫切。在中国,我们认为机械发展新阶段是机电一体化阶段。机电一体化是指在机构的主功能、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。机电一体化发展至今也已成为一门有着自身体系的新型学科,随着科学技术的不但发展,还将被赋予新的内容,基本特征可概括为:机电一体化是从系统的观点出发,综合运用机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、信息技术、传感测控技术、电力电子技术、接口技术、信息变换技术以及软件编程技术等群体技术,根据系统功能目标和优化组织目标,合理配置与布局各功能单元,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗的意义上实现特定功能价值,并使整个系统最优化的系统工程技术。因此,“机电一体化”涵盖“技术”和“产品”两个方面。只是,机电一体化技术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。机械工程技术有纯技术发展到机械电气化,仍属传统机械,其主要功能依然是代替和放大的体力。但是发展到机电一体化后,其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外,还能赋予许多新的功能,如自动检测、自动处理信息、自动显示记录、自动调节与控制自动诊断与保护等。即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眼神,具有智能化的特征是机电一体化与机械电气化在功能上的本质区别。

2机电一体化的设计过程

机电一体化的机械动力部分由一般电动机演变为控制电动机,里程碑式地引入了电子和计算机等先进技术,代替人完成机器的检测与控制等工作。在知识经济中体现了制造业高科技化,促进了高科技产业和知识经济的发展。它是一种用于机电产品最优设计的方法学。它包括4个基本学科:电气、机械、计算机科学和信息技术。如图1所示。

机电一体化系统和多学科系统之间的区别不在于它们的组成要素,而在于这些组成要素设计的次序。一直以来,多学科系统设计使用一种按学科顺序设计的方法。比如,机电系统的设计一般通过以机械设计开始的三个步骤完成。当机械设计完成后,设计电源和微电子系统,接着是控制算法的设计及其实施。按学科顺序设计的方法的最大缺点是对整个过程中各个点的固定设计导致新的限制,这种限制源于对这些点的设计,而且会传递到下一个学科点的设计。使用并行方法进行预先设计可以使产品更具协同性。它补充了信息系统以指导设计,这种指导贯穿于设计的各个阶段,而不只是预先设计阶段,从而使之更加综合。在将机械,电气及计算机系统和信息系统进行集成以设计制造产品和过程时,需要进行协同。最终产品的功能应大于其各部分功能之和。如果没有协同组合的话,机电一体化产品具有的性能特征是很难实现的,机电一体化的关键要素如图2。

机电一体化系统是在物理系统中使用信息系统的结果。物理系统包括机械系统,计算机系统,执行器,传感器和实时接口。机电一体化系统不只是机电系统,而且还是一个控制系统。传感器和执行器用来把能量从动力大的一边(通常是机械的一边),转换到动力小的一边(通常是电气和计算机的一边)。上图中的机械系统不仅包括机械零部件,还可能包括流体,气动,热,声,化学及其它学科。传感技术已经出现了新的发展以适应对特殊监测应用解决方案不断增长的需要。

2.1 机电一体化中的集成设计问题由于机电一体化方法内在的并行性,或同时性工程,所以样机试制阶段的建模与仿真很重要。因为模型来自于各学科的综合应用。所以应用一种可视化的编程软件是很重要的。这样就涉及到了框图,流程图,状态转换图和波特图。机电一体化是一种设计哲学,其产品或设备有一个重要的特点就是它们内部的智能,这是将执行器,传感器,控制系统和计算机组合设计实现的。系统的集成是通过硬件(部件)和软件(信息处理)的联合实现的。硬件集成是将机电一体化系统看成一个整体系统来设计的,将传感器,执行器和微处理器融入到机械系统中,软件集成主要基于高级控制功能在设计时应首先分析客户要求以及系统集成的技术环境。在制作时应考虑了解客户,市场分析,优化性能,生命周期性能,质量,可靠性和销售。

2.2 机电一体化关键要素①信息系统:信息系统包括信息传输的所有方面,从信号处理到控制系统到分析技术。信息系统结合了以下四种学科:通讯系统,信号处理,控制系统和数值计算方法。在机电一体化应用中,我们最关心的是建模,仿真,自动控制和用于优化的数字方法。②自动控制:控制系统工程学是在19世纪晚期产生的学科,认为在低阶系统(三阶或三阶以下)系统的稳定性依赖于特征方程的根和劳思(Routh)判据,这是一个很好的判断系统稳定性的分析工具。③最优化: 就是先确认最优轨迹,最优轨迹是根据系统的要求即约束条件确定的,然后设计控制系统,在设计控制系统的时候应使系统的各参数最终满足控制要求,使误差最小化,或者说使目标函数的扰动最小化,可用最优化过程反复迭代公式(Pk+1=Pk+τ・S k)这里k是迭代次数,S k是P空间内的探索方向,τ是该方向上的探索步长空间内的探索步长,当P值不能再改进时这个过程结束,此时为最优化。④机械系统:机械系统考虑力作用下物体的特性。这样的系统按其性质可分为刚性的,可变形的和可流动的。大多数机电一体化系统应用的刚体系统,都依赖于物理学中的基本定律。⑤电气系统:电气系统由两个分支组成:电源系统和通讯系统。通讯系统以低能量的电信号形式在各点之间传输信息。诸如信息存储,处理和交换是通信系统的常见组成部分。电气工程的这个领域也称电子学。另一方面,电源系统用来在各点之间有效的传递大量的电能,而不是信息,例如:发电机是把机械能转化为电能,而电动机是把电能转化为机械能。

3传感器和变换器

仪器仪表在现代科技领域中起着关键的作用。传感器是与仪器仪表紧密相关的机电一体化系统中一个非常重要的组件,其作用是为特定工业过程提供收集不同信息的机制。传感器广泛应用于过程检测以及工况评价方面,为用计算机系统对制造作业作较高级的监控提供便利,可应用于过程前,过程中及过程后。有时,传感器可以将一种物理现象转化为决策分析的可用信号。智能系统用传感器来监测由环境变化影响的特定场合,然后通过校正动作对其控制。

实际上在所有的应用中,传感器是将各种现实世界的数据转化为电信号,因此可定义为:传感器是一种把被测物理量转换成输出信号的装置。因此传感器也可以称为变换器,应用范围广泛,甚至可以用于分辨那些人类感官无法觉察到的环境变化。它们作为一次元件,连续的将变化着的信息转变成另一种形式,也就是说,传感装置检测被测量,并将其转换成系统可接受形式的信号,通常为电信号。整个系统的最大准确度由传感器的灵敏度和其内部噪声干扰所决定。在测控系统中,任何参数的变化,不论是在被测量中还是在信号修整中,都会直接影响系统的准确度。传感器和变换器是现代控制系统(电,光,机械或流体系统)的两个重要组成部分,传感器和变换器选用的程度取决于控制系统的自动化水平和复杂程度。要构成一个复杂控制系统,测量装置必须能够满足快速,灵敏和精确的要求。随着使用要求的不断提高,传感器的体积也不断的小型化,并通常将多个传感器和数据处理系统组合固定在一起。传感器的分类:根据传感器的输出信号形式,电源,工作模式以及被测变量可将传感器分为以下两大类。模拟传感器:模拟是指连续的,不中断的一系列事件。典型的模拟传感器的输出与被测变量是成正比例的,输出信号以连续方式变化,根据其幅值取得信息,通常其输出要经过A/D转换后输到计算机。数字传感器:数字是指一系列离散的事件,各个事件前后分开,如果传感器的逻辑电平输出是数字的,则称其为数字传感器。数字传感器有着准确度和精密度高的特点,与计算机监控系统相连时不需要任何转换器。

4A/D,D/A转换

在计算机控制系统中,主机输入数据或向外部命令,都是通过接口及输入输出通道进行的,完成信息传递和交换的装置称为过程输入输出通道。这些通道是联系主机与被控对象的纽带和桥梁。生产对象的各种模拟信号,不能直接输入计算机,而要经过模/数转换,转换成数字信号,才能输入计算机进行加工处理。同样,经过计算机加工处理得到的数字信号,也不可能直接作用与被控对象。而要经过数/模转变成模拟信号,才能输出到被控对象。

数据采集系统的基本任务是将模拟量即连续量转换为数字量以便于计算机进行存储,计算和处理。由于绝大多数物理量都是模拟量。因而数据采集系统不但本身就是一种独立系统,而且是计算机控制系统的极重要的组成部分。

一个典型的计算机控制系统如图3所示。其工作原理是作为系统输入的物理量(压力,温度,湿度,位置等),首先由传感器变成点信号,然后送到放大器和滤波器。传感器的输出信号一般比较微弱,放大器的作用是将传感器输出的电信号放大到适当的大小。以利于进一步处理。滤波器的作用是消除干扰信号。然后,信号送到模拟多路开关,它在计算机的控制作用下对各个模拟通道进行分时处理,将各通道信号接到后面的采样保持电路和A/D转换器。采样保持电路在规定的时刻对送来的模拟信号进行采样并在A/D转换期间保持被采样的电压不发生变化。A/D转换器在保持时间内完成模/数转换后将数字量送到计算机。采样保持电路及A/D转换的定时和控制信号均由计算机产生。计算机对A/D转换器送来的各路数字量进行各种处理计算,然后用分时方法将处理结果送到各路D/A转换器变成模拟信号去完成各种模拟控制。有时为了提高速度和精度,数据采集系统不用模拟多路转换开关,而是每条通道用一个A/D转换器。

4.1 传感器的作用传感器是工业控制计算机系统的重要环节。如没有传感器对生产过程的原始参数进行精确可靠的测量,那么无论是信号转换,信息处理,或数据的显示与控制,都将成为一句空话。可以说,没有精确可靠的传感器就没有精确可靠的测量系统。

4.2 A/D转换器的原理经过多路转换开关和采样/保持的模拟量必须被变成数字量才能送入计算机。完成这一转换任务的器件叫做模拟/数字转换器,简称A/D转换器。如图4是逐次逼近型A/D转换器原理图。由图4可以看出,由N位寄存器,N位D/A转换器、比较器以及控制逻辑四部分组成。其工作原理:当启动信号作用后,时钟信号在控制逻辑作用下,首先使寄存器的DN-1=1,N位寄存器的数字量一方面作为输出用,另一方面,经D/A转换器转换成模拟量Vx后,送到比较器,在比较器中与被转换的模拟量Vx进行比较,控制逻辑根据比较器的输出进行判断。若Vx≥Vc,则保留这一位;若Vx

4.3 D/A转换器的原理D/A转换器的作用是将数字量转换为模拟量。它实际上是一种由二进制译码控制的电流叠加电路。通常包括四个组成部分:精密的电压基准;模拟二进制数字电压(或电流)开关;产生二进制权电流或权电压的精密电阻网络;提供电压或电流输出相加的运算放大器。其原理如图5为倒T型电阻D/A转换器。其输出电压表达式很容易用基准电流和响应的倍数表示出来。与权电流型的D/A转换器相比,倒T型电阻D/A转换器具有电路简单、转换速度快的优点,但其转换误差较大。在实际的D/A转换器中,开关S是电子式的模拟开关。为了减小转换误差,开关必须具有导通电阻小,截止电阻大的特点。

5机电一体化综述

机电一体化系统开发过程的第一步就是分析客房需求以及系统集成的技术环境。解决问题的复杂技术系统往往是一个具有数字或模拟形式并由复杂软件支持其硬件的机械、电子、液压和热动力部件的结合体。典型机电一体化系统使用传感器从技术环境中收集数据和信息。接下来的一步就是使用建模和描述方法的完善形式,以一种集成的方式来涵盖这个系统的所有子任务。这包括在初始阶段对子系统间必要接口的有效描述。数据经过处理和解释转化为执行器的动作。机电一体化系统能够缩短开发周期,降低成本,提高质量。在机电一体化产品的设计中,有必要在不同的专家组之间协调知识和需要的信息。并行工程是产品的设计和制造以特殊方式融合的一种设计方法。传统设计和制造间的障碍得以排除。

6机电一体化的发展趋势

第6篇：电气工程机电一体化范文

关键词：煤矿 机电一体化技术

0 引言

我国自造的煤矿机电一体化设备都具有智能化、程序化、信息化的特点，以及设备体积小、操作、维护方便、保护齐全、性能可靠等优点。从1970年我国自行设计制造和装备的第一套综合机械化采煤工作面在大同矿务局试验起，我国的机电一体化技术开始萌芽。到上世纪80年代后期，我国综合机械化采煤取得了空前的发展，大大推动了我国的煤矿机电一体化技术的进程，采煤机已由液压牵引向电牵引发展。到了上个世纪90年代中期，在原有的研究成果上，又开展了采运支机械微机监控、故障诊断的研究和支架电液微机技术应用的研究，并研发了大功率电牵引采煤机。而进入21世纪后，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用领域均有重大突破，在煤矿安全生产监控、大型固定设备的后备保护等方面已取得了喜人的成绩。然而，与国外的先进采煤国家相比，我国的煤矿机电一体化技术发展尚有一定差距，并且煤炭工业相对机械、电子、航天、轻纺、化工、铁道、冶金等行业起步晚基础薄弱，在开发水平、应用范围、投资规模、技术人才和管理水平方面均有较大差距。

1 机电一体化技术的应用实践

1.1 矿井安全生产监测监控系统中的应用 矿井安全生产监控系统是最能体现煤矿机电一体化的技术之一。我国监测监控技术应用较晚，20世纪80年代初，原国家煤炭部组织了对国外煤矿监控技术进行大规模的考察和引进工作，此举大大促进了国内监控技术的发展。先后从波兰、法国、德国、英国和美国等引进了一批安全监控系统(如DAN6400、TF200、MINOS和Senturion-200)，在部分煤矿中应用；在引进的同时，通过消化、吸收并结合我国煤矿的实际情况，研制出KJ2，KJ4等系统并通过了鉴定。20世纪90年代以来，紧跟世界监测监控系统的发展潮流，我国自行研制开发出了一批具有世界先进水平的监控系统，如煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90系统、煤炭科学研究总院常州自动化研究所的KJ95系统等，它们的主要特点是:测控分站的智能化水平进一步提高；具有网络连接功能；系统软件采用了Windows操作系统。同时，在“以风定产，先抽后采，监测监控”12字方针和煤矿安全规程有关条款指导下，规定了我国各大、中、小煤矿的高瓦斯或瓦斯突出矿井必须装备矿井监测监控系统。自此，大大小小的系统生产厂家如雨后春笋般的不断出现，不仅为各煤矿提供了更多的选择机会，且促进了各厂家在市场竞争条件下不断提高产品质量和服务意识。经过多年的实践表明，安全监测监控系统为煤矿安全生产和管理起到了十分重要的作用。

对我国现有煤矿监测监控系统及配套传感器等设备的现场应用效果进行综合评价，煤炭科学研究总院重庆分院的KJ90、天地科技股份公司常州自动化分公司的KJ95、煤炭科学研究总院抚顺分院的KJF2000和北京瑞赛公司的KJ4，KJ2000等系统无论在软硬件功能、稳定性和可靠性、专业技术服务能力、企业性质和生产规模等方面基本代表了我国煤矿监测监控系统的技术水平。

1.2 矿井提升机中的应用 矿井提升机是一种实现机电一体化较好的矿山大型设备，全数字化，交、直流提升机。特别是内装式提升机，从结构上将滚筒和驱动合为一个整体，大大简化了机械结构，是典型的机电一体化设备，充分体现了机械-电力电子-计算机-自动控制的综合体。全数字提升机高度可靠，具有可重复性故障寻址、完整的诊断设施和自诊断功能，以及简单而快速的通信功能；它采用总线方式，大大简化电气安装；硬件配置简单，互相兼容，零备件少；可以方便地实现软启动、软件控制和改变瞬间加速度。

在我国“九五”计划期间，国产全数字化直流提升机已成为各煤矿提升机的首选机型。我国研制成功的具有自主知识产权的全数字化直流提升机的核心部分ASCS是由双CPU构成的计算机系统。除此之外，我国还用SIMADYND和S7研制成功了第一台交-交变频器供电的交流提升机。2000年11月，该系统在焦作古汉山矿投入运行，情况良好。提升机由于采用了计算机技术，其安全保护系统更为完善。该系统的主要特点是:采用两台计算机装置，每台都有自己独立的测量、传感装置和数据处理系统。这两台计算机同步工作，互相检测，互为备用，对提升行程实现直接测量和间接测量容器位置相结合的方式，对两者进行比较、校正，实现行程自动控制。由于采用了计算机对安全回路、制动回路、电源和驱动回路进行实时检测，实现故障记忆，因此极大地提高了提升机安全性能。

1.3 井下带式输送机中的应用 在我国“八五”计划期间，通过国家一条龙“日产万吨综采设备”项目的实施，极大地提高了带式输送机的技术水平，煤矿井下用大功率、长距离带式输送机的关键技术研究和新产品的研发也取得了很大的进步。如大倾角长距离带式输送机成套设备、高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内此项技术的空白，并对带式输送机的关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发，成功的研制了多种软起动和制动装置以及以PLC为核心的可编程电控装置、驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速器，目前我国已经自行生产制造了多个品种和多种类型的带式输送机。

2 结束语

随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，从而又加速了机电一体化技术的发展和进步，目前各种高新技术的发展，如网络、光纤、人工智能及生物工程等高新技术已渗入到机电一体化技术之中，使机电一体化产品功能更强大、性能更优越，使机电一体化产品功能越来越强，智能化程度也越来越高，因此采用新的机电一体化技术装备的煤矿，能够使企业获得更加显著的技术、经济和社会效益，这也是一个煤矿企业循环促进不断发展的过程。

参考文献：

[1]张莉.机电一体化技术在煤矿中的应用[J].山西煤炭干部管理学院学报.2007.(1):88.

[2]文广.机电一体化技术在钢铁企业的应用与展望[J].机械.2003.30(1):62～64.

第7篇：电气工程机电一体化范文

关键词：电气工程及自动化核心竞争力探索发展

一、核心竞争力的相关理论

核心竞争力是指在一个组织内部经过整合了的知识和技能，尤其是关于怎样协调多种生产技能和整合不同技术的知识和技能。从与产品或服务的关系角度来看，核心竞争力实际上是隐含在公司核心产品或服务里面的知识和技能，或者是知识和技能的集合体。核心竞争力是一个企业能够长期获得竞争优势的能力，是企业特有的、能够经得起时间考验的、具有延展性并且是竞争对手难以模仿的技术或能力。核心竞争力体现在教育中的表现是学校要逐渐形成自己的教育优势，21世纪是一个以创新和发展为核心的知识经济时代，为适应社会发展的需求，各个高校也在不断形成自己的核心竞争力，这种竞争的宏观表现是地区和地区之间的学校、各个高校之间进行竞争，微观表现是专业和专业之间的竞争。学校要围绕形成自己学校的核心竞争力开展学校的相关专业的设置，以形成学校的核心竞争力。

二、电气工程及自动化专业的发展现状

电气工程及自动化专业的专业范围集中体现在电工的相关基础知识、电气制造及应用、电力系统的运行以及控制等方面，这三个部分是电气工程及自动化专业的核心内容。电气工程及自动化因其课程的设置与其他学科有很强的交叉内容，与其他学科的交叉也产生了新的学科，像电气工程和电子科学的交叉产生了电子电力技术，电气工程和机械工程的交叉产生了机电一体化，这些学科的交叉都是电气工程及自动化发展的必然产物，都是对电气工程及自动化专业进一步发展的促进作用，有助于电气工程化及自动化专业实现机电一体化。机电一体化是电气工程及自动化专业实现技术不断提高，专业不断适合社会发展需要的趋势。

目前电气工程及自动化专业的学习主要是集中在各高校的院校专业设置中，而电气工程及自动化专业设置的课程内容繁杂，根据不完全的统计结果，电气工程及自动化专业学习的内容涉及到电工技术、电子技术、自动化控制技术以及计算机的应用等方面，各个学校因专业设置的时间长短及学校自身发展特色的不同，电气工程及自动化专业的教学方式及内容也会有所不同，有学校是以电子技术的发展为主要内容来进行电气工程及自动化专业的教学，有学校是以自动化的控制为主要内容，也有学校是以电气工程及自动化专业中计算机的应用为主要内容，但不管以哪种内容作为教学的主要内容，都离不开实践的学习，电气工程及自动化专业的设置及教学主要是为了符合社会经济的发展需要，电气工程及自动化最主要还是回归到企业发展的实践操作中。因此在教学设置中各高校都建设了电气工程及自动化的专门实验室，实验室是将知识转化成实践的重要步骤，也是连接大学课程教学和社会的纽带，随着经济全球化趋势的加强及各企业对电气工程自动化的重视，各高校对该专业设置形式的多样化，电气工程及自动化在我国的发展逐步呈现良好趋势。

三、电气工程及自动化专业核心竞争力培养的措施分析

电气工程及自动化专业核心竞争力的培养主要应从两大方面进行，一是从学校方面，二是企业方面。学校方面应在电气工程及自动化专业的核心竞争实现方面起主导作用，学校应从以下几方面进行电气工程及自动化专业核心竞争力的培养：

1.进行专业课程设置的更具体化和细致化。根据本学校的教学特色和电气工程及自动化专业的专业特色进行课程的设置。有针对性的对实践性强的教学内容进行相关课程的设置，并对实践性强的教学内容侧重于实践教学。在课程的设置内容上，要先考虑课程的交叉内容的设置，例如电力系统和继电保护课程的设置，继电保护的实现离开不电力系统的分析计算的结果，电力系统在不同时间段、不同地点的计算结果都会对继电保护的实现产生重要作用，因此在教学过程中要侧重于教授学生怎样通过对数据的分析来更好地保护继电系统。

2.教师在教学过程中要不断更新教学理念和教学方法，教师教学时要指导学生进行理论和实际的结合，培养学生解决工程中出现的实际问题，改变学生依赖教师进行相关知识的教授的思想。像在进行电网的接线图讲解时，教师只是给学生提供相关的材料，让学生根据相关材料进行接线图知识的了解。并要在选择课本时选择具有新理论的课本，在编写课本时将新的理论及教学概念编进教材中。

3．学校要注重师资队伍建设。电气工程及自动化专业因其较强的理论性，要求教师有很强的理论水平，而且还要求教师具有一定的科研开发能力。学校要充分利用和企业的合作机会，建立适合教学发展的教师队伍。还可以从企业中聘请一部分高技术水平人员到学校进行任教，通过他们的实践操作经验来提高学生的学习水平和操作能力。

4.企业方面，要不断给学生提供更多的实习岗位，让学生能更好的进行岗位的选择。通过在岗位的锻炼对学生学习的相关知识的了解程度进行掌握，并将掌握的信息及时反馈给学校，通过和学校的及时沟通，更好地实现电气工程及自动化专业的教学。同时也要采取多种途径给学生提供实践机会，采取激励机制，使学生在企业实习的同时也能给自己创造好的工作机会。

结束语

将企业的核心竞争理论引入到教学中，培养学生的实践技能，制定相关的人才培养的方案，并在高校教学中设置相应的课堂体系，采用理论教学和实践教学相结合的方式，培养出符合社会经济发展的电气工程及自动化专业的人才，更好地实现与国际社会的接轨。

参考文献

[1]龚志广.电气工程及其自动化专业核心竞争力的培养探析[J].高等建筑教育，2008（18）

[2]王刚.电气工程及自动化专业教学改革探索[J]南京理工大学学报，2009（16）

第8篇：电气工程机电一体化范文

[关键词]机电一体化技术;煤矿;应用;发展趋势

中图分类号：D622 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0049-01

一、概述

机电一体化技术是机械、计算机、信息处理和自动控制系统综合应用的复合技术，是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的一门学科，其作为一门新兴综合技术融合了电气工程、机械工程、计算机技术、信息技术等类别。而煤炭生产是将成百上千万吨煤炭从地层深处采掘、运送到地面，因此必须采用大量的机电设备才能实现这一目标，而机电一体化的煤矿设备则是实现高效高产的最好选择。

二、机电一体化技术在煤矿生产中的应用介绍

（一）机电一体化技术在矿井提升机中的应用

矿井提升机是目前煤矿生产中机电一体化和自动化水平最高的设备。尤其是内装式提升机，将滚筒和驱动合为一体，机械结构也大大简化，充分展现了机械--电力--电子--计算机--自动控制的综合体。而全数字化提升机安全可靠，采用总进线方式，大大简化了电器安装施工，并且硬件配置简单实现了互相兼容。九五期问，国产数字化直流提升机已成为我国煤矿提升机的首选机型，主、副井提升机可实现全自动化，不需要专门的绞车司机。

（二）机电一体化技术在带式输送机中的应用

带式输送机具有输送量大、长距离连续输送、运行可靠、效率高和易于实现自动化的特点，从而成为我国煤矿井下原煤输送系统中主要的运输设备。因此，带式输送机成为近几年来机电一体化技术在煤矿中应用的研究重点。目前主要研究方向在机、电、液一体化的CST可控软启动装置，它是一种专门用作平滑起动运送大惯性载荷，如金属矿石或煤炭的中长距离皮带运输机而设计的软校动装置，一条皮带运输机可由一台或几台CST驱动。由于尚未解决在线监控技术、动态分析以及启停延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点还不能布置过多，一般设置为三点驱动，这就限制了输送机的单机长度和运量。另外，输送机的可靠性较差、监控设备功能较少、灵敏度和寿命都偏低，和发达国家先进技术相比还存在明显的差距。

（三）机电一体化技术在采煤机中的应用

电牵引采煤机是机电一体化技术在采煤机的另一个典型应用。与液压牵引机相比，它具有以下优点：

优良的牵引特性：在采煤机前进时可提供牵引力，使其克服阻力向前移动，而在采煤机下滑时则可进行发电制动，向电网反馈收集电能。

适用于大倾角煤层：牵引电动机轴端安装了停机时防止机器下滑的制动器，它的设计制动力矩达到电动机额定转矩的1.5～2.0倍，因此电牵引采煤机可用于40°～50°倾角的煤层，而不需要安装其它防滑装置。

运行可靠，使用寿命长，电牵引和液压牵引不同，前者除电动机的电刷和整流子会有磨损外，其它元件均不存在磨损现象，因此其工作可靠、寿命长、故障少、维修工作量小。

反应灵敏，动态特性好：电控系统可及时调整各种运行参数，防止采煤机超载或偏离运行。

结构简单、效率高：电牵引采煤机机械传动部分结构简单、尺寸小、重量轻，只做一次电能到机械能的转换，转换效率可达90%以上，而液压采煤机的效率则只有60%～70%左右。

（四）机电一体化装置在液压支架的应用

煤矿支架技术在向电液控制方向发展即将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，从而避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿从美国引进的电液控制支架，移架速度可达6～8秒/架。另外电液控制装置还可检测支架的工作状态。

三、机电一体化技术应用与煤矿的发展与思考

在20世纪，我国煤矿机电一体化技术（产品）取得了长足的发展，机电一体化技术几乎应用到了煤矿生产的每个环节，但是相对于国外先进煤矿生产技术还是比较落后的。因此，要使我国煤矿机电一体化技术达到世界领先技术水平，必须牢牢掌握在信息时代机电一体化技术的特点和相关技术的发展动态。

第一，要提高我国煤矿机电一体化产品的标准化、规范化、系列化和通用化的程度：将计算机系统作为机电一体化的核心装置，因为计算机系统的运算和存贮能力非常强，且体积小、功耗少，非常适合于工作空间狭小的煤矿机电一体化产品，在设计煤矿机电一体化设备时，应尽可能的考虑选用功能强大的嵌入式计算机，从而降低设备体积且保证工作性能更可靠。

第二，对于新开发的煤矿机电一体化产品要具有较强的通信功能，同时，要选用很质量好的开放性和可靠性高的通信模块，方便与控制网络实现连接通信控制。

第三，煤矿机电一体化设备需要达到智能化发展水平，能自主判断机电设备和周围工作环境的状态，使设备能自动适应环境且以最优的状态工作，同时可以快速地对所采集到的参数进行分析，从而对设备故障进行诊断，再结合这些诊断结果对以后工作过程中的故障概率进行预测。

第四，要对各类矿用传感器进行深入研究和开发，大力提高矿用传感器的可靠性和使用寿命，同时考虑传感器的数字化、智能化、集成化和多维化，使矿用传感器在较为恶劣的工作环境中进行信号的测量和采集，并保证其准确度，并且应具备自诊断、自校正、状态识别和自我调节等功能。

总之，应时刻关注国内外高新技术的发展，将那些适于煤矿井下工作环境的高新技术用于煤矿机电一体化设备，从而提高煤矿现代化发展，最终实现煤矿自动化生产的目标。

四、结语

机电一体化的l展不是孤立的，与机电一体化相关的技术也有很多，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。随着计算机技术、软件技术、微电子技术、传感器技术和自动化技术的飞速发展，信息流已成为机电一体化的主要特色。

机电一体化技术作为企业信息化的重要支撑技术，是矿山综合自动化的基础。机电一体化技术在煤矿采、掘、运等装备中的大力应用和推广，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，也为实现安全、高效、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了坚实的基础。

参考文献：

第9篇：电气工程机电一体化范文

[关键词]煤矿 机电一体化 技术应用

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）34-0368-01

随着科学技术的快速发展，进一步推动了机电一体化技术的发展，并不是简单的将机械技术与电子技术进行叠加，而是技术之间的相互补充，利用电子设备所具有的信息处理功能以及控制功能与机械装置相结合，通过有效的措施将各项施工工艺融合在一起，提高煤矿生产活动的系统性、科学性以及完整性[1]。

一、机电一体化概述

1.概念

机电一体化技术即将电气工程、计算机技术以及机械工程等专业有效的融合在一起，然后利用微电子技术将工程生产的各项工艺相互渗透，实现电子技术与机械技术融合的技术[2]。从总体上来看，机电一体化技术主要由传感装置、动力装置以及机械装置组成，不同部分具有的功能不同，所起到的作用也各不相同。传感装置主要起到有效传递信息的作用，动力装置主要起到为生产活动提供动力的作用，而机械装置主要来负荷各部分之间的协调工作，通过每个部分的相互协调，不断提高机电一体化系统的功能。

2.优势

在煤矿生产中实现机电一体化，首先可以通过电子技术的应用，利用其所具有的运算、控制、记忆以及信息处理等功能，实现整个生产工艺的多功能化、信息化以及智能化，提高生产效益。其次，整个系统的调动运行，可以自主完成对多个部分的协调管理，保证煤矿生产系统达到最优状态，达到节能的目的。并且，机电一体化系统中具有监视与诊断等功能，可以随时掌握整个系统中各设备的运行状态，提高生产的安全性与稳定性。最后，与传统生产方式相比，机电一体化系统结构更为简单，生产操作简易，进一步达到标准化生产目标。

二、煤矿机电一体化应用现状分析

煤矿机电一体化技术现在已经得到了广泛的应用，并且随着计算机技术的快速发展，数据库信息技术也被应用到煤矿生产中，进一步推动了机电一体化的发展，现在我国煤矿一体化技术在应用上已经实现了自动化、系统化以及智能化。机电一体化技术的应用，对提高生产效率具有重要意义，各机械设备是保证煤矿生产正常进行的主要因素，现在机电一体化技术的应用，将电子功能与机械功能相融合，与传统生产相比，优化了产品性能与功能。机电一体化技术在煤矿生产中的应用，主要包括煤矿开采、井下煤矿运输以及井下供电排水等硬件设施，同时也作用于信息管理与控制系统等软件设施上，在整体上提高了煤矿开采过程中的生产效率与安全性。

三、煤矿机电一体化应用发展分析

1.采煤机应用

我国大部分煤矿生产采用的是综合机械化采煤系统，实现了生产的自动化，传统生产工艺中主要以液压牵引，现在逐渐发展为电牵引，将机电一体化技术应用在采煤机中，比传统生产模式相比更具优势。例如电牵引比液压牵引效果更佳，并且能够更好的克服阻力，在下滑时提供制动功能。应用机电一体化技术安装有防止下滑的制动装置，能够更顺利的开展大倾角煤层作业。另外，在生产过程中，系统运行动态性更好，可以通过生产过程中产生的各项数据来对系统运行状态进行调整，长时间在恶劣环境下持续作业，因为能够更好的适应作业环境，外界因素对设备产生的影响更低，降低了设备故障概率[3]。另外，机电一体化技术的应用，牵引力主要通过计算机来控制，并实现对工作面刮板运输机的实时监控，提高了煤矿生产的安全性与可靠性。

2.运输机应用

为满足社会经济发展需求，煤矿开采量在不断增加，将一体化技术应用到提升与运输系统上，可以有效提高运输效率与安全性。内装式提升机在煤矿生产中比较常用，主要为电机与滚筒一体化的设计方式，设备结构简单，操作也更方便，控制与运行系统也更准确，可以实现完全自动化控制。针对我国皮带式运输与生产方式，对运输系统要求比较高，通过机电一体化技术的应用，可以利用电子监控系统来完成设备运行的实时监控，减少故障出现的概率。

3.监控系统应用

煤矿生产中最为常用的机电一体化技术，包括机械技术、系统技术、计算机与信息技术以及自动控制技术等，其中监控系统作为重要。因为煤矿生产活动与其他生产活动相比具有特殊性，对于煤矿生产的监控，对其监控数据的管理并不严格，但是必须要能够持续运行，保证矿工工作的生命安全。机电一体化技术在监控系统中的应用，将系统与局域网相连，自身数据库与主机同步，避免数据的丢失，同时也可以对已存的信息进行检索，实现图像显示、图表打印等。机电一体化技术的应用，通过电子监控系统来对整个生产活动各个环节进行实时监控，减少安全事故的发生，保证煤矿生产安全性。

结束语：

煤矿生产具有一定特殊性，对生产工艺以及设备等都有着严格要求，为满足社会发展的需求，必须要对生产模式做进一步的研究。机电一体化技术在煤矿生产中的应用，对提高生产效率，保证生产安全具有重要意义，想要进一步发挥其所具有的功能，要求我们应持续不断的进行研究。

参考文献

[1] 李宜海.关于机电一体化技术若干问题的探讨[J].科技资讯.2011，（03）：32-33.