淺談機(jī)電一體化的畢業(yè)論文范文
淺談機(jī)電一體化的畢業(yè)論文范文
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和信息產(chǎn)業(yè)的不斷壯大,機(jī)電一體化機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究也需要借助電子技術(shù)而得到進(jìn)一步的飛躍。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的淺談機(jī)電一體化的畢業(yè)論文范文，供大家參考。
淺談機(jī)電一體化的畢業(yè)論文范文篇一
《 機(jī)電一體化及其應(yīng)用 》
摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)等各個(gè)行業(yè)都有不同程度程度的應(yīng)用，本文主要就機(jī)電一體化極其應(yīng)用進(jìn)程闡述。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;應(yīng)用;領(lǐng)域
中圖分類(lèi)號(hào)： TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A
1、前言
機(jī)電一體化已經(jīng)成為當(dāng)前工業(yè)發(fā)展的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)音符，機(jī)電一體化的發(fā)展大大降低了人工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，提高了工作的準(zhǔn)確度和精度。機(jī)電一體化進(jìn)程的加快在一定程度上促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。
2、機(jī)電一體化的概念
“機(jī)電一體化”一詞最初是日本學(xué)者于70年代提出的,它的英文是Mechatronics,是由英文Mech碩cs的前半部分和Electn〕nics的后半部分組合而成,美國(guó)人稱(chēng)為Mech畫(huà)c吐衡stem,在我國(guó)被譯為“機(jī)電一體化”。機(jī)電一體化是當(dāng)今自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展的最高階段。早期的自動(dòng)化技術(shù)主要是借助凸輪、機(jī)械機(jī)構(gòu)等實(shí)現(xiàn)的,這一時(shí)期的自動(dòng)化實(shí)際上是機(jī)械自動(dòng)化;隨著電工技術(shù)的發(fā)展、凸輪、機(jī)械機(jī)構(gòu)逐漸被繼電器、接觸器、電磁開(kāi)關(guān)等機(jī)構(gòu)所取代,實(shí)現(xiàn)了電氣自動(dòng)化,機(jī)械機(jī)構(gòu)大大簡(jiǎn)化,自動(dòng)化水平大為提高;機(jī)電一體化則是生產(chǎn)實(shí)踐對(duì)自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的需要,也是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)和精密機(jī)械技術(shù)等發(fā)展的必然產(chǎn)物,是以計(jì)算機(jī)為主要特征的自動(dòng)化技術(shù)。
如果說(shuō)機(jī)械(包括電工)系統(tǒng)處理的對(duì)象是運(yùn)動(dòng)、力、物質(zhì)和能量,電子系統(tǒng)處理的對(duì)象是信息和知識(shí),則機(jī)電一體化系統(tǒng)不僅有處理能量和物質(zhì)的功能,而且還有處理信息和知識(shí)的能力。概括說(shuō)來(lái)機(jī)電一體化技術(shù)是圍繞機(jī)械制造業(yè)發(fā)展起來(lái)的一門(mén)跨學(xué)科的綜合性技術(shù),是把機(jī)械技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)和傳感檢測(cè)技術(shù)等有機(jī)融合而形成的一門(mén)跨學(xué)科的綜合性技術(shù)。日本機(jī)械振興協(xié)會(huì)經(jīng)濟(jì)研究所在一份報(bào)告中給機(jī)電一體化所下的定義是:機(jī)電一體化技術(shù)乃是在機(jī)械的主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),并將機(jī)械裝置和電子設(shè)備以及軟件等有機(jī)結(jié)合起來(lái)構(gòu)成系統(tǒng)的總稱(chēng)。
3、機(jī)電一體化技術(shù)特點(diǎn)
機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴(lài)于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。
3.1、數(shù)字化
微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人;而計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)集成制造等。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。 數(shù)字化的實(shí)現(xiàn)將便于遠(yuǎn)程操作、診斷和修復(fù)。
3.2、智能化
即要求機(jī)電產(chǎn)品有一定的智能, 使它具有類(lèi)似人的邏輯思考、判斷推理、 自主決策等能力。 例如在 CNC 數(shù)控機(jī)床上增加人機(jī)對(duì)話功能，設(shè)置智能 I/O 接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫(kù)，會(huì)給使用、操作和維護(hù)帶來(lái)極大的方便。 隨著模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、灰色理論、小波理論等人工智能技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，為機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展開(kāi)辟了廣闊天地。
3.3、模塊化
由于機(jī)電一體化產(chǎn)品種類(lèi)和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開(kāi)發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械接口、動(dòng)力接口、環(huán)境接口的機(jī)電一體化產(chǎn)品單元模塊是一項(xiàng)復(fù)雜而有前途的工作。 如研制具有集減速、變頻調(diào)速電機(jī)一體的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)單元;具有視覺(jué)、圖像處理、識(shí)別和測(cè)距等功能的電機(jī)一體控制單元等。這樣，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。
3.4、網(wǎng)絡(luò)化
由于網(wǎng)絡(luò)的普及， 基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。 而遠(yuǎn)程控制的終端設(shè)備本身就是機(jī)電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計(jì)算機(jī)為中心的計(jì)算機(jī)集成家用電器系統(tǒng)，使人們?cè)诩依锟沙浞窒硎芨鞣N高技術(shù)帶來(lái)的好處，因此，機(jī)電一體化產(chǎn)品無(wú)疑應(yīng)朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
3.5、人性化
機(jī)電一體化產(chǎn)品的最終使用對(duì)象是人，如何給機(jī)電一體化產(chǎn)品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來(lái)愈重要，機(jī)電一體化產(chǎn)品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環(huán)境相協(xié)調(diào)，使用這些產(chǎn)品，對(duì)人來(lái)說(shuō)還是一種藝術(shù)享受，如家用機(jī)器人的最高境界就是人機(jī)一體化。
3.6、微型化
微型化是精細(xì)加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)是指可批量制作的，集微型機(jī)構(gòu)、微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號(hào)處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統(tǒng)。自1986 年美國(guó)斯坦福大學(xué)研制出第一個(gè)醫(yī)用微探針，1988 年美國(guó)加州大學(xué) Berkeley 分校研制出第一個(gè)微電機(jī)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外在 MEMS 工藝、材料以及微觀機(jī)理研究方面取得了很大進(jìn)展，開(kāi)發(fā)出各種 MEMS 器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器(壓力傳感器、微加速度計(jì)、微觸覺(jué)傳感器)，各種微構(gòu)件(微膜、微粱、微連桿、微彈簧以及微機(jī)器人等)。
3.7、集成化
集成化既包含各種技術(shù)的相互滲透、相互融合和各種產(chǎn)品不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與復(fù)合，又包含在生產(chǎn)過(guò)程中同時(shí)處理加工、裝配、檢測(cè)、管理等多種工序。為了實(shí)現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。 首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過(guò)軟、硬件將各個(gè)層次有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。
3.8、帶源化
是指機(jī)電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽(yáng)能電池、燃料電池和大容量電池。 由于在許多場(chǎng)合無(wú)法使用電能，因而對(duì)于運(yùn)動(dòng)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，自帶動(dòng)力源具有獨(dú)特的好處。 帶源化是機(jī)電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。
3.9、綠色化
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展給人們的生活帶來(lái)巨大變化，在物質(zhì)豐富的同時(shí)也帶來(lái)資源減少、生態(tài)環(huán)境惡化的后果。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念就應(yīng)運(yùn)而生。綠色產(chǎn)品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協(xié)調(diào)而可再生利用的產(chǎn)品。在其設(shè)計(jì)、制造、使用和銷(xiāo)毀時(shí)應(yīng)符合環(huán)保和人類(lèi)健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時(shí)不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時(shí)，產(chǎn)品可分解和再生利用。
4、機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用
機(jī)電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個(gè)方面：智能化控制技術(shù)(IC);分布式控制系統(tǒng)(DCS);開(kāi)放式控制系統(tǒng)(OCS);計(jì)算機(jī)集成制造系;現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)(FBT)統(tǒng)(CIMS);交流傳動(dòng)技術(shù)。機(jī)電一體化技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、紡織業(yè)都有不同程度的應(yīng)用。
4.1、機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)爐窯改造應(yīng)上
國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在已有成功的技術(shù)改造比工業(yè)爐窯單純用計(jì)算機(jī)技術(shù)好的多。所以，我們建議今后在改造工業(yè)爐窯時(shí)要大力推廣應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，對(duì)應(yīng)該進(jìn)行改造但尚未改造的工業(yè)爐窯要用機(jī)電技術(shù)等先進(jìn)電子信息技術(shù)改造，其中采用機(jī)電技術(shù)改造的已達(dá)到了90%。
4.2、積極采用機(jī)電數(shù)控技術(shù)，對(duì)機(jī)床高備改造應(yīng)用對(duì)機(jī)床設(shè)備的改造我們應(yīng)放在經(jīng)濟(jì)、實(shí)用型機(jī)電數(shù)控系統(tǒng)的上推廣應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)方面的了解和調(diào)查，從國(guó)家要求開(kāi)始到現(xiàn)在已經(jīng)按要求改造完畢。
4.3、機(jī)電一體化廣泛應(yīng)用在變頻調(diào)速技術(shù)
提高了風(fēng)機(jī)、電泵工作效率，采用此技術(shù)后，變頻調(diào)速后風(fēng)機(jī)、電泵一般可節(jié)電20%以上，效果十分顯著。因此，在今后，廣泛應(yīng)用、推廣應(yīng)用該技術(shù)。據(jù)悉到現(xiàn)在，風(fēng)機(jī)、電泵和其他調(diào)速電機(jī)以普遍、采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)。圖1 CAN流程圖
4.4、CAD/CAM 技術(shù)優(yōu)先與機(jī)電一體化結(jié)合，工業(yè)設(shè)計(jì)水平提高要有新目標(biāo)消除工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代慢，設(shè)計(jì)工作跟不上需求變化現(xiàn)狀。據(jù)悉目前，北京工業(yè)系統(tǒng) CAD 的應(yīng)用率為 85%，CAD 的覆蓋率為 80%。
5、結(jié)束語(yǔ)
隨著機(jī)電一體化在采礦業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、在造業(yè)、農(nóng)業(yè)、航空航天等領(lǐng)域的運(yùn)用，在一定程度上推進(jìn)了行業(yè)的發(fā)展速度和水平。
參考文獻(xiàn)
[1] 芮延年.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[2] 唐立新.鋼鐵工業(yè) CIMS 特點(diǎn)和體系結(jié)構(gòu)的研究[J].冶金自動(dòng)化，2010
淺談機(jī)電一體化的畢業(yè)論文范文篇二
《 論機(jī)電一體化設(shè)計(jì) 》
摘要：機(jī)電一體化是將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合,充分發(fā)揮各自的長(zhǎng)處，彌補(bǔ)各項(xiàng)技術(shù)的不足。因?yàn)闄C(jī)械強(qiáng)度較高，輸出功率大，可以承受較大的載荷，但實(shí)現(xiàn)微小的運(yùn)動(dòng)比較困難，而在電子領(lǐng)域，利用傳感器和計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的檢測(cè)和控制，但只利用電子技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)重載荷運(yùn)動(dòng)。將機(jī)械技術(shù)與電子技術(shù)相結(jié)合，是機(jī)械既能夠像動(dòng)物那樣靈活動(dòng)作，也能夠像人類(lèi)那樣會(huì)思考判斷，也就是說(shuō)利用電子技術(shù)是運(yùn)動(dòng)機(jī)械實(shí)現(xiàn)靈活化和智能化。
中關(guān)鍵詞：PLC;機(jī)電一體化
中圖分類(lèi)號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
一、自動(dòng)運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)分析
1、系統(tǒng)的主要功能。
一是每臺(tái)設(shè)備機(jī)頭旁均設(shè)有就地操作控制箱，上有工作方式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)及就地起停鈕;所有膠帶機(jī)上的給煤點(diǎn)均設(shè)置堆煤保護(hù)和縱向撕裂保護(hù)，以防止膠帶機(jī)事故的擴(kuò)大化;所有膠帶機(jī)均設(shè)有兩極跑偏開(kāi)關(guān)，每隔約50米設(shè)置一對(duì)跑偏開(kāi)關(guān)，一級(jí)跑偏用于故障報(bào)警，二級(jí)跑偏用于故障停車(chē);所有膠帶運(yùn)輸機(jī)，均設(shè)拉線開(kāi)關(guān)，用于緊急情況下的停車(chē)，急停拉線開(kāi)關(guān)的安裝間距均確定按50米進(jìn)行配置，并可擴(kuò)展下皮帶的跑偏保護(hù)，以保證設(shè)備和人身安全;擴(kuò)音電話采用新型的選撥電話系統(tǒng)，安裝間距確定按200米進(jìn)行配置;二是水平膠帶機(jī)的拉緊裝置為液壓調(diào)節(jié)方式，開(kāi)誠(chéng)提供一套膠帶機(jī)的松帶檢測(cè)傳感器，由PLC控制完成膠帶機(jī)的張力自動(dòng)調(diào)節(jié)功能; 在皮帶機(jī)頭設(shè)置堆料傳感器，防止皮帶的堆料事故的發(fā)生;在皮帶機(jī)設(shè)置皮帶速度傳感器，以檢測(cè)皮帶的超速及打滑事故的發(fā)生;在皮帶廊道設(shè)置煙霧傳感器，以檢測(cè)皮帶廊道的煙霧濃度防止火災(zāi)事故的發(fā)生;在皮帶機(jī)的主滾筒設(shè)置溫度傳感器，隨時(shí)檢測(cè)滾筒的溫度，并配備自動(dòng)撒水裝置，在滾筒超溫時(shí)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)撒水并對(duì)主滾筒進(jìn)行降溫; 膠帶運(yùn)輸機(jī)每隔約100米設(shè)起動(dòng)預(yù)警裝置，設(shè)備啟動(dòng)前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，提示有關(guān)人員應(yīng)立即遠(yuǎn)離設(shè)備;電機(jī)的電流實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能可發(fā)現(xiàn)一些機(jī)械設(shè)備的潛在故障隱患;運(yùn)行中對(duì)電機(jī)的電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析，當(dāng)發(fā)生電流超限或突變時(shí)報(bào)警，嚴(yán)重時(shí)停機(jī)。實(shí)現(xiàn)對(duì)給料機(jī)與皮帶的閉鎖，實(shí)現(xiàn)與以前皮帶的閉鎖功能，具有自動(dòng)、手動(dòng)、檢修等控制方式;三是在軟件與硬件上開(kāi)發(fā)了先進(jìn)的矩陣控制功能，節(jié)省主電纜的開(kāi)支;自控系統(tǒng)在性能上具有良好的抗?jié)駸嵝?、抗干擾性，在結(jié)構(gòu)上滿足在港口條件能夠迅速檢修或更換元器件，根據(jù)港口的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，控制箱采用不銹鋼結(jié)構(gòu)，其他采用防腐措施;可根據(jù)膠帶機(jī)系統(tǒng)的故障性質(zhì)，進(jìn)行緊急停機(jī)、順序停機(jī)或發(fā)出報(bào)警聲光信號(hào);在集中操作臺(tái)上能集中顯示膠帶機(jī)的工作狀態(tài)、故障類(lèi)型、故障地點(diǎn);軟啟動(dòng)器或變頻器納入監(jiān)控;多種操作方式?？刂品绞接校杭新?lián)動(dòng)、集中手動(dòng)、就地聯(lián)動(dòng)、就地手動(dòng)、禁起等方式，使系統(tǒng)操作靈活、可靠。在集中方式，所有設(shè)備由集控室操作員通過(guò)上位機(jī)操作;多種流程選擇。在聯(lián)動(dòng)方式下，可根據(jù)工藝選擇運(yùn)輸流程， 膠帶啟動(dòng)按順料流方向，并根據(jù)膠帶速度、長(zhǎng)度延時(shí)開(kāi)車(chē)，以減少運(yùn)行時(shí)間;重載啟動(dòng)時(shí)，按逆料流方向啟動(dòng);系統(tǒng)停止或無(wú)料時(shí)延時(shí)自動(dòng)停車(chē);四是完善的信息處理功能，報(bào)警信息、運(yùn)行參數(shù)、操作記錄等信息自動(dòng)形成標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)庫(kù)文件，并在硬盤(pán)長(zhǎng)期保存，供信息系統(tǒng)調(diào)用;實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)集中監(jiān)控，生產(chǎn)數(shù)據(jù)微機(jī)化管理：1)界面直觀友好，操作簡(jiǎn)便，功能齊全。有形象逼真的動(dòng)態(tài)畫(huà)面和全中文顯示，還具有實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)視、安全確認(rèn)機(jī)制和數(shù)據(jù)記錄功能。對(duì)操作員素質(zhì)無(wú)特殊要求，培訓(xùn)簡(jiǎn)單;2)對(duì)報(bào)警信息和重要運(yùn)行參數(shù)在硬盤(pán)記錄，數(shù)據(jù)表格和曲線可隨時(shí)調(diào)出;3)生產(chǎn)數(shù)據(jù)存入計(jì)算機(jī)硬盤(pán)，可由管理信息系統(tǒng)按需調(diào)用。
2、可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)共享
計(jì)算機(jī)管理工作站設(shè)信息管理系統(tǒng)，決策者通過(guò)管理工作站可根據(jù)各自權(quán)限遠(yuǎn)程訪問(wèn)監(jiān)控上位機(jī)，得到現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)數(shù)據(jù)報(bào)表、設(shè)備管理信息和生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)分析。
3、具有故障自診斷功能
一是網(wǎng)絡(luò)故障自診斷。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)由于發(fā)生斷線、干擾等傳輸問(wèn)題時(shí)， 網(wǎng)絡(luò)會(huì)自動(dòng)偵測(cè)到，并發(fā)出報(bào)警;二是 PLC故障自診斷。PLC的掃描器和適配器發(fā)生故障時(shí)，系統(tǒng)會(huì)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的通訊情況判斷故障，并發(fā)出報(bào)警;PLC的I/O模塊發(fā)生故障時(shí)，CPU會(huì)通過(guò)I/O模塊的狀態(tài)位偵測(cè)到故障及故障內(nèi)容，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警;三是傳感器和信號(hào)線故障診斷。模擬量的傳感器或信號(hào)線發(fā)生斷線故障時(shí)，PLC通過(guò)測(cè)量值判斷故障并發(fā)出報(bào)警。
4、維護(hù)方便
一是I/O模塊采用可拆卸端子排，出現(xiàn)故障時(shí)，集控室發(fā)出聲光報(bào)警，可在幾分鐘之內(nèi)即可更換完畢;二是系統(tǒng)擴(kuò)展方便，增加新設(shè)備或上后期工程，可以方便地加入節(jié)點(diǎn)，并可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在線修改程序;三是系統(tǒng)具有自診斷功能，能及時(shí)報(bào)告故障時(shí)間、位置、類(lèi)型等信息，更便于維護(hù)。
二.PLC提升機(jī)電控技
PLC即可編程邏輯控制器，它具有邏輯控制、模擬量閉環(huán)控制、數(shù)字量的智能控制、數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、通信聯(lián)網(wǎng)及集散控制。如今PLC都配有A/D、D/A轉(zhuǎn)換及算術(shù)運(yùn)算功能，有的還有PID功能，這些功能使PLC在模擬量閉環(huán)控制。運(yùn)動(dòng)控制、速度控制等方面具有了硬件基礎(chǔ);許多PLC具有輸出和接收高速脈沖的功能，配合相應(yīng)的傳感器及伺服設(shè)備，PLC可實(shí)現(xiàn)數(shù)字量的智能控制;PLC配合可編程序終端設(shè)備，可實(shí)時(shí)顯示采集到的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，為系統(tǒng)分析、研究工作提供依據(jù)，利用PLC自檢信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控;PLC具有較強(qiáng)有力通信功能，可以與計(jì)算機(jī)或其他智能裝置進(jìn)行通信機(jī)聯(lián)網(wǎng)，從而能方便地實(shí)現(xiàn)集散控制。PLC的應(yīng)用通?？煞譃轫樞蚩刂?、運(yùn)動(dòng)控制、閉環(huán)過(guò)程控制、數(shù)據(jù)處理、通信聯(lián)網(wǎng)。它具有抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高;控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)、應(yīng)用靈活;編程方便、易于使用;功能完善、擴(kuò)展能力強(qiáng);PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便、維修方便、維修工作量小;結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。
基于PLC技術(shù)的礦井交流提升機(jī)電控系統(tǒng)控制電路組成結(jié)構(gòu)如圖所示，要由以下5部分組成：高壓主電路(包括高壓換向器、電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)柜、動(dòng)力制動(dòng)電源)、主控PLC電路、提升行程檢測(cè)與顯示電路、提升速度檢測(cè)、提升信號(hào)電路，其中高壓主電路部分仍采用傳統(tǒng)的繼電器控制電路。
工作過(guò)程：當(dāng)井口或井底通過(guò)信號(hào)通信電路發(fā)出開(kāi)車(chē)信號(hào)后，開(kāi)車(chē)條件具備。司機(jī)將制動(dòng)手柄向前推離緊閘位置。主電動(dòng)機(jī)松閘。司機(jī)將主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)極端位置，主控PLC通過(guò)程序控制高壓換向器首先得電，使高壓信號(hào)送入主電動(dòng)機(jī)定子繞組，主電動(dòng)機(jī)接人全部轉(zhuǎn)子電阻啟動(dòng)，然后依次切除8段電阻，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加速，最后運(yùn)行在自然機(jī)械特性上。交流提升機(jī)運(yùn)行時(shí)，旋轉(zhuǎn)編碼器跟隨主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出2列a/b相脈沖，分別接到主控PLC的高速計(jì)數(shù)器HSC0的a/b相脈沖輸入端，由主控PLC根據(jù)a/b脈沖的相位關(guān)系，自動(dòng)確定HSC0的加、減計(jì)數(shù)方式。根據(jù)HSC0的計(jì)數(shù)值，就可以計(jì)算出提升行程并顯示。同時(shí)只根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器輸出的a相脈沖，主控PLC進(jìn)行加計(jì)數(shù)。根據(jù)HSC1在恒定間隔時(shí)間內(nèi)的計(jì)數(shù)值，就可以計(jì)算出提升速度。
下面是PLC控制軟件主程序流程圖如圖所示。
(1)初始化子程序用于對(duì)高速計(jì)數(shù)器HSC0和HSC1進(jìn)行以下操作：寫(xiě)控制字、定義工作模式、清零、寫(xiě)設(shè)定值、設(shè)置定時(shí)中斷、連接中斷、啟動(dòng)計(jì)數(shù)。
(2)制動(dòng)油泵、潤(rùn)滑油泵、動(dòng)力制動(dòng)電源、五通閥電磁鐵、四通閥電磁鐵和安全閥電磁鐵等的控制屬于交流提升機(jī)安全運(yùn)行所需輔助設(shè)備的控制。
(3)制動(dòng)油過(guò)壓信號(hào)、制動(dòng)油過(guò)熱信號(hào)和潤(rùn)滑油過(guò)壓信號(hào)的顯示控制用于交流提升機(jī)工作狀態(tài)的顯示控制。
(4)調(diào)繩閉鎖回路是在調(diào)繩過(guò)程中起安全保護(hù)作用。雙卷簡(jiǎn)提升機(jī)換水平調(diào)繩時(shí)，調(diào)繩轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)1hk-3斷開(kāi)，使調(diào)繩連鎖環(huán)節(jié)串入安全回路。正常運(yùn)行時(shí)，1hk-3接通，調(diào)繩連鎖不起作用。
(5)提升信號(hào)回路用于對(duì)交流提升電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或減速作好準(zhǔn)備。
(6)位置測(cè)量子程序用于測(cè)量提升機(jī)在礦井中的位置。
(7)行程顯示子程序根據(jù)旋轉(zhuǎn)編碼器的脈沖個(gè)數(shù)來(lái)顯示當(dāng)前的行程位置。
(8)減速信號(hào)回路和減速信號(hào)鈴用于減速控制并且發(fā)出鈴聲提示信號(hào)。
(9)自動(dòng)換向工作回路和手動(dòng)正反轉(zhuǎn)工作回路分別用于自動(dòng)和手動(dòng)方式下對(duì)交流提升電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正反轉(zhuǎn)控制。
(10)安全回路用于防止和避免交流提升機(jī)發(fā)生意外事故。
(11)定時(shí)器控制回路和轉(zhuǎn)子電阻通斷控制用于交流提升電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或減速時(shí)的轉(zhuǎn)子電阻切換控制。
(12)動(dòng)力制動(dòng)回路用于動(dòng)力制動(dòng)電源的投入與切除控制。
(13)腳踏制動(dòng)聯(lián)鎖和工作閘繼電器用于交流提升電動(dòng)機(jī)制動(dòng)控制。
下面簡(jiǎn)述PLC在提升機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)(梯形圖略);
(1)安全回路通過(guò)連鎖功能保證了提升機(jī)安全、可靠運(yùn)行，當(dāng)出現(xiàn)不正常工作狀態(tài)時(shí)PLC輸出斷電信號(hào)，安全回路運(yùn)行指示燈熄滅，安全閩電磁鐵不得電，提升機(jī)進(jìn)行安全制動(dòng)。其中安全回路由主令控制器手柄零位連鎖觸電、工作閘制動(dòng)手柄連鎖觸點(diǎn)、測(cè)速回路斷線監(jiān)視繼電器KV的動(dòng)合觸點(diǎn)、過(guò)速保護(hù)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)、常速保護(hù)繼電器動(dòng)合觸點(diǎn)、高壓油過(guò)壓輔助動(dòng)合觸點(diǎn)、制動(dòng)油過(guò)壓輸出動(dòng)斷觸點(diǎn)、過(guò)卷開(kāi)關(guān)松繩保護(hù)開(kāi)關(guān)、閘瓦磨損保護(hù)開(kāi)關(guān)、調(diào)繩開(kāi)關(guān)調(diào)繩閉鎖賄賂觸電等觸電、元件完成安全保護(hù)。
(2)控制回路工作過(guò)程。
開(kāi)車(chē)前的準(zhǔn)備條件：將制動(dòng)手柄至全抱閘位置(通電)，主令控制器處于中間位置(接通)，個(gè)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)板至所需位置;主回路和輔助回路送電;啟動(dòng)油泵;如果安全回路正常，安全回路指示燈亮，解除安全制動(dòng)。
提升機(jī)啟動(dòng)加速：當(dāng)井口發(fā)來(lái)開(kāi)車(chē)信號(hào)，將制動(dòng)手柄至于松閘位置，電機(jī)啟動(dòng)并完成8級(jí)啟動(dòng)運(yùn)行。
(3)等速階段。
(4)正力減速階段。
(5)低速爬行階段。
(6)停車(chē)：當(dāng)達(dá)到停車(chē)點(diǎn)時(shí)，換向開(kāi)關(guān)被撞開(kāi)，使工作閘繼電器斷電，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)工作制動(dòng)，同時(shí)使提升機(jī)控制只能選擇反向運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換向，防止過(guò)卷。
這一偉大的革新，大大減少了過(guò)去繼電器一接觸器控制方式下大量硬件接線而帶來(lái)的諸多麻煩，進(jìn)一步提高提升機(jī)的安全性和可靠性，控制系統(tǒng)的工藝性和靈活性加強(qiáng)，可以說(shuō)真正完成了一次控制技術(shù)的飛躍，也為微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)在礦井生產(chǎn)、安全運(yùn)營(yíng)風(fēng)環(huán)節(jié)的應(yīng)用普及奠定了必要的基礎(chǔ)。綜上所述，礦井提升機(jī)電控技術(shù)對(duì)油田和礦山后期開(kāi)發(fā)具有使用和推廣的價(jià)值。
參考文獻(xiàn)
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淺談機(jī)電一體化的畢業(yè)論文范文篇三
《 試論機(jī)電一體化技術(shù) 》
摘要:現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展引起了工程領(lǐng)域的技術(shù)改造與革命。在機(jī)械工程領(lǐng)域，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展及其向機(jī)械工業(yè)的滲透所形成的機(jī)電一體化，使機(jī)械工業(yè)的技術(shù)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品機(jī)構(gòu)、功能與構(gòu)成、生產(chǎn)方式及管理體系發(fā)生了巨大變化，使工業(yè)生產(chǎn)由“機(jī)械電氣化”邁入了“機(jī)電一體化”為特征的發(fā)展階段。文章主要對(duì)機(jī)電一體化的概念、核心技術(shù)、機(jī)電一體化的優(yōu)勢(shì)與應(yīng)用范圍進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述，可供大家交流。
關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化;概念;核心技術(shù);應(yīng)用
Abstract: the development of modern science and technology caused the engineering field and the technological transformation of the revolution. In engineering, electronic and computer technology because of the rapid development and to the penetration of mechanical industry by the formation of the electromechanical integration, the mechanical industry technical structure, mechanical products, function and composition, production methods and management system changed, that industrial production by "mechanical electrification" entered the "mechanical and electrical integration" feature stage of development. This article mainly for mechanical and electrical integration concept, core technology, mechanical and electrical integration advantages and application of a simple discusses, for we exchange.
Keywords: mechanical and electrical integration; Concepts; The core technology; application
中圖分類(lèi)號(hào)：K826.16文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
一、機(jī)電一體化的基本概念 機(jī)電一體化是在以機(jī)械、電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)科學(xué)為主的多門(mén)學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合過(guò)程中逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興邊緣技術(shù)學(xué)科，而機(jī)電一體化產(chǎn)品是在機(jī)械產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，采用微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的新一代產(chǎn)品。機(jī)電一體化技術(shù)同時(shí)也是工程領(lǐng)域不同種類(lèi)技術(shù)的綜合及集合，它是建立在機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)和信息處理技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電力電子技術(shù)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)以及系統(tǒng)總體技術(shù)基礎(chǔ)之上的一種高新技術(shù)。
二、機(jī)電一體化的核心技術(shù)
機(jī)電一體化包括軟件和硬件兩方面技術(shù)。硬件是由機(jī)械本體、傳感器、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)單元等部分組成。因此，為加速推進(jìn)機(jī)電一體化的發(fā)展，必須從以下幾方面著手：
機(jī)械本體技術(shù)。
現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質(zhì)量除了在結(jié)構(gòu)上加以改進(jìn)，還應(yīng)考慮利用非金屬?gòu)?fù)合材料。只有機(jī)械本體減輕了重量，才有可能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的小型化，進(jìn)而在控制方面改善快速響應(yīng)特性，減少能量消耗，提高效率。
傳感技術(shù)。
傳感器的問(wèn)題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關(guān)系。對(duì)外部信息傳感器來(lái)說(shuō)，目前主要發(fā)展非接觸型檢測(cè)技術(shù)。
信息處理技術(shù)。
為進(jìn)一步發(fā)展機(jī)電一體化，必須提高信息處理設(shè)備的可靠性，包括模/數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備的可靠性和分時(shí)處理的輸入輸出的可靠性，進(jìn)而提高處理速度，并解決抗干擾及標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。
驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)已被廣泛采用，但在快速響應(yīng)和效率等方面還存在一些問(wèn)題。目前，正在積極發(fā)展內(nèi)部裝有編碼器的電機(jī)以及控制專(zhuān)用組件- 傳感器-電機(jī)三位一體的伺服驅(qū)動(dòng)單元。
接口技術(shù)。
為了與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，必須使數(shù)據(jù)傳遞的格式標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化。接口采用同一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。
(六)軟件技術(shù)。
軟件與硬件必須協(xié)調(diào)一致地發(fā)展。為了減少軟件的研制成本，提高生產(chǎn)維修的效率，要逐步推行軟件標(biāo)準(zhǔn)化，包括程序標(biāo)準(zhǔn)化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。
三、與傳統(tǒng)的機(jī)電產(chǎn)品相比，機(jī)電一體化產(chǎn)品具有下述優(yōu)越性。 (一)使用安全性和可靠性提高。
機(jī)電一體化產(chǎn)品一般都具有自動(dòng)監(jiān)視、報(bào)警、自動(dòng)診斷、自動(dòng)保護(hù)等功能。在工作過(guò)程中，遇到過(guò)載、過(guò)壓、過(guò)流、短路等電力故障時(shí)，能自動(dòng)采取保護(hù)措施，避免和減少人身和設(shè)備事故，顯著提高設(shè)備的使用安全性。(二)生產(chǎn)能力和工作質(zhì)量提高。
機(jī)電一體化產(chǎn)品大都具有信息自動(dòng)處理和自動(dòng)控制功能，其控制和檢測(cè)的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過(guò)自動(dòng)控制系統(tǒng)可精確地保證機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照設(shè)計(jì)的要求完成預(yù)定的動(dòng)作，使之不受機(jī)械操作者主觀因素的影響，從而實(shí)現(xiàn)最佳操作，保證最佳的工作質(zhì)量和產(chǎn)品的合格率。同時(shí)，由于機(jī)電一體化產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了工作的自動(dòng)化，使得生產(chǎn)能力大大提高。例如，數(shù)控機(jī)床對(duì)工件的加工穩(wěn)定性大大提高，生產(chǎn)效率比普通機(jī)床提高5～6倍。 (三)使用性能改善。
機(jī)電一體化產(chǎn)品普遍采用程序控制和數(shù)字顯示，操作按鈕和手柄數(shù)量顯著減少，使得操作大大簡(jiǎn)化并且方便、簡(jiǎn)單。機(jī)電一體化產(chǎn)品的工作過(guò)程根據(jù)預(yù)設(shè)的程序逐步由電子控制系統(tǒng)指揮實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)可重復(fù)實(shí)現(xiàn)全部動(dòng)作。高級(jí)的機(jī)電一體化產(chǎn)品可通過(guò)被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型以及外界參數(shù)的變化隨機(jī)自尋最佳工作程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)最優(yōu)化操作(四) 具有復(fù)合功能并且適用面廣。
機(jī)電一體化產(chǎn)品跳出了機(jī)電產(chǎn)品的單技術(shù)和單功能限制，具有復(fù)合技術(shù)和復(fù)合功能，使產(chǎn)品的功能水平和自動(dòng)化程度大大提高。機(jī)電一體化產(chǎn)品一般具有自動(dòng)化控制、自動(dòng)補(bǔ)償、自動(dòng)校驗(yàn)、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自動(dòng)保護(hù)和智能化等多種功能，能應(yīng)用于不同的場(chǎng)合和不同領(lǐng)域，滿足用戶需求的應(yīng)變能力較強(qiáng)。例如，電子式空氣斷路器具有保護(hù)特性可調(diào)、選擇性脫扣、正常通過(guò)電流與脫扣時(shí)電流的測(cè)量、顯示和故障自動(dòng)診斷等功能，使其應(yīng)用范圍大為擴(kuò)大。 (五)調(diào)整和維護(hù)方便。
機(jī)電一體化產(chǎn)品在安裝調(diào)試時(shí)，可通過(guò)改變控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)工作方式的改變，以適應(yīng)不同用戶對(duì)象的需要以及現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)變化的需要。這些控制程序可通過(guò)多種手段輸入到機(jī)電一體化產(chǎn)品的控制系統(tǒng)中，而不需要改變產(chǎn)品中的任何部件或零件。對(duì)于具有存儲(chǔ)功能的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 可以事先存入若干套不同的執(zhí)行程序，然后根據(jù)不同的工作對(duì)象，只需給定一個(gè)代碼信號(hào)輸入，即可按指定的預(yù)定程序進(jìn)行自動(dòng)工作。機(jī)電一體化產(chǎn)品的自動(dòng)化檢驗(yàn)和自動(dòng)監(jiān)視功能可對(duì)工作過(guò)程中出現(xiàn)的故障自動(dòng)采取措施，使工作恢復(fù)正常。
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