机电一体化机电技术论文

摘要：伴随着我国科技的不断发展，机电技术也在不断的进步。特别是信息时代的到来，我国机电研究人员将机电技术与电子技术进行完美的结合，通过对传统的机电技术进行改进后，出现了如今的机电一体化技术。机电一体化技术的出现，使产品的稳定性、安全性得到了很大的提升，产品质量也有了很大改善。今天小编为大家推荐《机电一体化机电技术论文(精选3篇)》的文章，希望能够很好的帮助到大家，谢谢大家对小编的支持和鼓励。

机电一体化机电技术论文 篇1：

论机电一体化设计—ＰＬＣ提升机电控技术

摘要：机电一体化顾名思义就是将机械技术与电子技术相结合。充分发挥各自的长处，弥补各项技术的不足。因为机械强度较高，输出功率大，可以承受较大的载荷，但实现微小的运动比较困难，而在电子领域，利用传感器和计算机可以实现复杂的检测和控制，但只利用电子技术无法实现重载荷运动。将机械技术与电子技术相结合，是机械既能够像动物那样灵活动作，也能够像人类那样会思考判断，也就是说利用电子技术是运动机械实现灵活化和智能化。

关键词：PLC；矿井提升；机电一体化

文献标识码：A

当前，随着计算机、电力电子技术及自动控制理论等的发展，机电一体化正在大踏步走进煤矿，其中矿井提升是机电一体化在煤炭行业最完美的结合之一。它是通过PLC这种先进的控制器转化并充分实现在提升过程中提升要完成的启动加速、等速、减速、及爬行等阶段，其拖动力及速度将随之变化，每个阶段控制方式也不完全相同。

PLC即可编程逻辑控制器，它具有逻辑控制、模拟量闭环控制、数字量的智能控制、数据采集、监控、通信联网及集散控制。如今PLC都配有A／D、D／A转换及算术运算功能，有的还有PID功能，这些功能使PLC在模拟量闭环控制。运动控制、速度控制等方面具有了硬件基础；许多PLC具有输出和接收高速脉冲的功能，配合相应的传感器及伺服设备，PLC可实现数字量的智能控制；PLC配合可编程序终端设备，可实时显示采集到的现场数据及分析结果，为系统分析、研究工作提供依据，利用PLC自检信号可以实现系统监控；PLC具有较强有力通信功能，可以与计算机或其他智能装置进行通信机联网，从而能方便地实现集散控制。PLC的应用通常可分为顺序控制、运动控制、闭环过程控制、数据处理、通信联网。它具有抗干扰能力强，可靠性高；控制系统结构简单、通用性强、应用灵活；编程方便、易于使用；功能完善、扩展能力强；PLC控制系统设计、安装、调试方便、维修方便、维修工作量小；结构紧凑、体积小、重量轻、易于实现机电一体化。

基于PLC技术的矿井交流提升机电控系统控制电路组成结构如图所示，要由以下5部分组成：高压主电路(包括高压换向器、电动机、启动柜、动力制动电源)、主控PLC电路、提升行程检测与显示电路、提升速度检测、提升信号电路，其中高压主电路部分仍采用传统的继电器控制电路。

工作过程：当井口或井底通过信号通信电路发出开车信号后，开车条件具备。司机将制动手柄向前推离紧闸位置。主电动机松闸。司机将主令控制器的操作手柄推向正向(或反向)极端位置，主控PLC通过程序控制高压换向器首先得电，使高压信号送入主电动机定子绕组，主电动机接人全部转子电阻启动，然后依次切除8段电阻，实现自动加速，最后运行在自然机械特性上。交流提升机运行时，旋转编码器跟随主电动机转动，输出2列a／b相脉冲，分别接到主控PLC的高速计数器HSC0的a／b相脉冲输入端，由主控PLC根据a／b脉冲的相位关系，自动确定HSC0的加、减计数方式。根据HSC0的计数值，就可以计算出提升行程并显示。同时只根据旋转编码器输出的a相脉冲，主控PLC进行加计数。根据HSC1在恒定间隔时间内的计数值，就可以计算出提升速度。

下面是PLC控制软件主程序流程图如图所示。

(1)初始化子程序用于对高速计数器HSC0和HSC1进行以下操作：写控制字、定义工作模式、清零、写设定值、设置定时中断、连接中断、启动计数。

(2)制动油泵、润滑油泵、动力制动电源、五通阀电磁铁、四通阀电磁铁和安全阀电磁铁等的控制属于交流提升机安全运行所需辅助设备的控制。

(3)制动油过压信号、制动油过热信号和润滑油过压信号的显示控制用于交流提升机工作状态的显示控制。

(4)调绳闭锁回路是在调绳过程中起安全保护作用。双卷简提升机换水平调绳时，调绳转换开关1hk－3断开，使调绳连锁环节串入安全回路。正常运行时，1hk－3接通，调绳连锁不起作用。

(5)提升信号回路用于对交流提升电动机启动或减速作好准备。

(6)位置测量子程序用于测量提升机在矿井中的位置。

(7)行程显示子程序根据旋转编码器的脉冲个数来显示当前的行程位置。

(8)减速信号回路和减速信号铃用于减速控制并且发出铃声提示信号。

(9)自动换向工作回路和手动正反转工作回路分别用于自动和手动方式下对交流提升电动机进行正反转控制。

(10)安全回路用于防止和避免交流提升机发生意外事故。

(11)定时器控制回路和转子电阻通断控制用于交流提升电动机启动或减速时的转子电阻切换控制。

(12)动力制动回路用于动力制动电源的投入与切除控制。

(13)脚踏制动联锁和工作闸继电器用于交流提升电动机制动控制。

下面简述PLC在提升机运行过程中的重要环节(梯形图略)；

(1)安全回路通过连锁功能保证了提升机安全、可靠运行，当出现不正常工作状态时PLC输出断电信号，安全回路运行指示灯熄灭，安全闽电磁铁不得电，提升机进行安全制动。其中安全回路由主令控制器手柄零位连锁触电、工作闸制动手柄连锁触点、测速回路断线监视继电器KV的动合触点、过速保护继电器动合触点、常速保护继电器动合触点、高压油过压辅助动合触点、制动油过压输出动断触点、过卷开关松绳保护开关、闸瓦磨损保护开关、调绳开关调绳闭锁贿赂触电等触电、元件完成安全保护。

(2)控制回路工作过程。

开车前的准备条件：将制动手柄至全抱闸位置(通电)，主令控制器处于中间位置(接通)，个转换开关板至所需位置；主回路和辅助回路送电；启动油泵；如果安全回路正常，安全回路指示灯亮，解除安全制动。

提升机启动加速：当井口发来开车信号，将制动手柄至于松闸位置，电机启动并完成8级启动运行。

(3)等速阶段。

(4)正力减速阶段。

(5)低速爬行阶段。

(6)停车：当达到停车点时，换向开关被撞开，使工作闸继电器断电，自动实现工作制动，同时使提升机控制只能选择反向运转，实现自动换向，防止过卷。

这一伟大的革新，大大减少了过去继电器一接触器控制方式下大量硬件接线而带来的诸多麻烦，进一步提高提升机的安全性和可靠性，控制系统的工艺性和灵活性加强，可以说真正完成了一次控制技术的飞跃，也为微机控制应用技术在矿井生产、安全运营风环节的应用普及奠定了必要的基础。综上所述，矿井提升机电控技术对油田和矿山后期开发具有使用和推广的价值。

致谢：本文得到陕西能源职业技术学院丁侯娥同志的支持和帮助，在此表示感谢。

作者：李晓鑫

机电一体化机电技术论文 篇2：

机电一体化技术与维护探讨

摘要：伴随着我国科技的不断发展，机电技术也在不断的进步。特别是信息时代的到来，我国机电研究人员将机电技术与电子技术进行完美的结合，通过对传统的机电技术进行改进后，出现了如今的机电一体化技术。机电一体化技术的出现，使产品的稳定性、安全性得到了很大的提升，产品质量也有了很大改善。从目前来看，机电一体化技术的不断发展，已经广泛应用在各个领域，极大的促进了工业生产朝向自动化方向发展，推动了我国经济的增长，已经成为工业技术及社会社会经济发展的不可或缺的重要部分。

关键词：机电一体化;技术与维护

前言：

机电一体化技术是现代制造业的核心技术。目前我国正处在从“制造大国”向“制造强国”的转变，制造业的现代化水平得到了提升，最显着的标志是采用大量的自动化生产制造系统取代了传统的、自动化程度较低的生产方式。现代机电一体化技术是机械、电子、信息和管理等学科有机结合的高新技术，广泛应用于机械、电子、汽车、食品、医药等行业。可以说，任何产品只要投人工业生产，就必须采用自动化生产制造技术以提高产品质量和生产效率，否则将没有市场竞争力，而自动化生产制造的核心技术就是机电一体化技术。本文讨论了机电一体化技术的应用和未来发展。

一、机电一体化技术的发展历程与现状

1、机电一体化的发展历程

机电一体化，又称机械自动化工程，是机械工程和自动化技术的一种，是指在机构的主作用、驱动力的作用、信息资源管理的作用、和操纵的作用。集成数字设计解决方案和软件系统的统称。机电一体化以相关电子计算机网络通信为基础，拓展机电一体化的空间和范围，推动机电一体化变得更加便捷可靠的工业自动化技术方法。机电一体化技术的发展有三个阶段，即发展初级阶段、蓬勃发展阶段和智能化发展阶段。最初早在20实际60年代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。而由于军事和工业发展的需求，当时的人们对于这方面开始重视，由于当时电子技术水平发展不够，技术结合与运用还没有得到深入发展。到上个世纪七八十年，计算机技术和通信技术开始快速的发展为机电一体化的发展奠定了技术基础。到了90年代后期，机电一体化进入深入发展时期，出现了光机电一体化和微机电一体化等新分支。此外，由于神经网络技术、人工智能技术、光纤技术等领域巨大进步，为机电一体化技术的发展创造了更好的条件。从数控机床的问世到微电子技术的全新发展，进而可编程序控制器、电力电子等的发展为机电一体化提供了坚强基础，最后激光技术、模糊技术、信息技术等新技术使机电一体化跃上新台阶。

2、机电一体化技术发展现状

近些年来，机电一体化技术有了更全面的进步，其中的微电子装置除可取代某些机械部件的原有功能外，还能赋予自动显示记录、自动处理信息、自动检测、自动调节与控制自动诊断与保护等许多新的功能。目前一些电动的实际运行中依然存在着一定的问题，比如执行机构机构多、定位精度低、结构复杂、可靠性差等问题，因而对于这种情况，采用机电一体化技术，将伺服电机、阀门、控制器合为一体，采用模糊神经网络，通过内置变频器，实现阀门的高效控制。

二、机电一体化中电动机构的组成及工作原理

1、电机执行机构的组成

目前较常用的主要是交流电动机，它可分为三相异步电动机、单相交流电动机两种，前一种比较多的用在工业上，而后以后总通常用在民用电器上。从电机的结构上看，主要分为控制部分和执行驱动部分，控制部分主要由三相PWM波发生器、单片机、智能逆变模块、整流模块、A/D、故障检测、输入输出通道等组成;执行驱动部分主要包括三相伺报电机和位置传感器。

2、电机的工作原理

电机执行结构系统通过电流与电压传感器和位置传感器的检测，得出逆变模块三相输出电流、电压及阀门的位置信号，然后由A/D转换后送入单片机。单片机通过控制PWM波发生器的作用，最后实现电机的运行控制。逆变模块工作时需要的直流电压信号由整流电路对380V电源进行全桥整流得到。对于电动机运行原理的分析，这里主要针对工业中应用的三相异步电动机的原理进行探讨。电动机转动的基本工作原理是三相对称绕组中通入三相对称电流产生圆形旋转磁场，转子导体切割旋转磁场感应电动势和电流，转子载流导体在磁场中受到电磁力的作用，从而形成电磁转距，驱使电动机转子转动。

三、机电一体化中电机阀门位及速度控制与运行维护

1、电机阀门位及速度控制

实现电机执行机构的阀门位和速度的控制需要解决的关键性技术问题主要有五个方面，分别是阀门柔性开关的控制、阀门位的极限位置的判断、电机保护的实现、准确定位与模拟信号的隔离。对于机电一体化中电机阀门位和速度的控制，微处理器根据测得的变频器输出电压和电流，通过计算得出输出力矩，如果输出力矩达到或大于设定的力矩，那么就会自动降低运行速度。在传统电机的执行机构中，阀位的极限位置的检测是通过机械式限位开关获得的。电动执行机构极限位置的检测是通过检测位置信号的增量获得的。单片机将本次检测的位置信号与上次检测的信号相比较，如果未发生变化或变化较小，就会自动供应电机的供电电源。

电机的运行控制与加速度的大小、時间长短、当前位置、速度控制与给定位置以及运行速度有关。再机电一体化中电机采用的是双环控制方案，外环为位置环，内环为速度环。外环是通过当前位置速度的设定将速度给定发生器向内环提供速度的设定值。内环是将当前速度与速度给定与发生器的设定速度进行比较，依靠速度调节器改变PWM波发生器载波频率，以实现电机的转速调节。

2、机电一体化中电机的运行维护

机械工业的飞速发展对电机运行维护不断提出新的要求，而现代科技技术的发展又为电机的保护水平的提高提供了新的空间。然而再先进的技术都需要依靠人为的操控，因而对于电机的运行维护是确保电机的机电一体化技术优势表现的重要前提。在这里把电机的维护分为三个方面，一个是电机运行前的准备，一个是电机运行中的监管，另外一个是电机的日常保养。

在电动机启动前需要检查电源是否有电，观察启动器是否正常、熔丝规格大小是否合适，检查传动电动机转子和负载机械的转轴、电动机及启动电器外科是否接地、负载机械是否妥善地做好了启动准备。接通电源后，启动时应注意观察电动机、传动装置、负载机械的工作情况，如果发现异常应立即切断电源。对于电动机运行中的监视，要时刻注意电动机的电压与电流，关注电动机的振动、响声和气味，注意传动装置的检查，以便及早发现问题，减少或避免故障的发生。而对于电动机保护除了运行过程中注意监视和维护外还应进行定期检查和保养。

结束语

总而言之，随着我国科技水平的快速发展，机电一体化技术也得到不断提高，而电动机作为扮演我国工业现代化建设中的重要角色，起着非常关键的作用。而对于机电一体化中的电机控制和保护技术也因此显得格外重要，电动机的高效率运行是目前电机行业发展的必然趋势，可见推广高效率电动机是非常有必要的。要从电动机的技术发展和运行维护上进行探讨分析，以从根本上解决目前机电一体化中电机的高效问题，同时也为今后的进一步发展奠定基础。

参考文献

[1]伦春红，机电一体化中的电机控制和保护[J].科技创新与应用，2012（10）.

[2]王晓辉，浅谈机电一体化应用中的电机控制与保护[J].机电信息，2012（12）.

[3]梁俊彦，李玉翔.机电一体化技术的发展及应用[J].科技资讯，2007（9）.

[4]芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社，2004.

[5]章浩，张西良，周士冲.机电一体化技术的发展与应用[J].农机化研究，2006（7）.

作者：许鹏飞

机电一体化机电技术论文 篇3：

基于信息化技术的高职机电一体化技术专业教学改革研究

[摘           要]  研究信息化技术在高职《机电一体化技术》专业中的教学应用，并给出具体的实施措施，提供教学质量反馈的方法以检验专业教学改革质量，通过在本单位的实践，取得良好的效果。

[关    键   词]  信息化技术;教学;高职;机电一体化技术

信息化技术是以计算机技术为核心，以网络技术为延伸，实现计算机技术与通信技术的综合运用。信息化技术已经开始切实影响着社会生活的各个方面，研究范围涉及高职教育的机电、英语、会计、电子商务等专业[1、2]。

区别于传统的大学学术教育，高职教育可以更好地满足企业对技术型人才的需求。高职教育自在我国设立以来一直是很多教育者研究的对象，如何利用各种方法把高职教育的教学质量提高到一个较好的水平是很多高职教育工作者关心的问题。因此，研究信息化技术在高职机电一体化技术专业教学中的应用，提高高职人才培养质量，有着重要的现实意义。

一、机电一体化技术专业课程体系分析

本校的高职机电一体化技术专业课程体系由公共课程、专业必修课程、专业选修课程三大模块组成。具体见下表。

机电一体化技术专业主要课程体系的设置是在专业调研、企业调研、地方需求等实际情况下确定的，其教学任务和教学目的是让学生通过在校的学习，提升个人综合素质，掌握机电一体化技术的基本知识和技能，成为一名合格的机电一体化技术技能型人才，服务地方经济发展。

公共课程的教学主要由系外教师完成，培养学生的个人基本素质，包括正确的世界观、人生观及价值观、爱国意识、法律意识和锻炼强健的身体等。

专业必修课程的设置内容包含机械基础类课程、机电控制类课程及专业实训、实习课程三个模块，其内容较完整地覆盖了机电一体化技术专业所需知识和专业技能;专业选修课程是机电类的一些拓展课程，主要是让部分学生在专业学习之余提升专业综合水平。这两个模块的教学，主要由本系本专业教师完成。

在本课程专业教学改革研究中，只研究专业必修课程的专业基础课程、专业核心课程和专业技能课程的三个模块。

二、信息化技术教学实施

利用传统方法教学，专业必修课程的三个模块虽然有一定的联系，但是关系不是很密切，学生在学习上容易产生断层，教学效果不太理想。如何把专业必修课程的三大模塊有效结合，让学生在学习中融会贯通，提升教学质量，成为专业课程教学改革的难点之一。而信息技术的到来，为解决这个难点提供了一种好方法。

利用信息换技术，可以把改变传统的教学模式，把专业必修课程的三个模块有效结合，提高教学效率、教学质量，降低教学成本，让学生更好、更快地学习专业知识和掌握专业技能。具体的做法如下。

（一）传统授课教室的改造

对比传统的教学方式，信息化技术的到来为《机电一体化技术》专业教学提供了一种新的教学方式[3]。但同时也对教学环境提出了新的要求，实现信息化技术教学，必须以计算机网络技术为中心，对传统的教室实施改造。系部和学院通过共同努力，已经对《机电一体化技术》专业教学课室进行多媒体改造，更好地满足了专业教学需要。

（二）信息化技术教学电脑机房的建立

信息化技术教学，除了对传统教室进行多媒体改造外，根据专业教学的实际需要，还必须建立以计算机网络技术为中心、适合《机电一体化技术》专业教学要求的电脑机房。根据《机电一体化技术》专业在校学生的实际情况，现已建立了三个专业教学电脑机房，满足了教学要求。

（三）信息化技术教学软件的选择

现在的许多教程都跟软件相结合，软件的选择是信息化技术教学良好实施的关键之一。通过企业调研、网络调研、毕业学生信息反馈等方法，确定教学软件。

根据三个教学模块的教学实际要求，现阶段相对稳定的软件选择有机械基础方面的AutoCAD2016版、SolidWorks2016版;机电控制类方面是学习单片机的软件Proteus、学习PLC的软件三菱PLC编程软件（GX Developer v8.86）和西门子PLC编程软件;学习机器人编程技术的软件RobotStudio。

利用软件教学，可以建立虚拟仿真实验室，让学生快速地从感官上了解所学知识，同时可以节省实验开支成本，在一定范围内提高学生的学习积极性，并且可以提高教学安全性，减少初学学生犯错的成本。

（四）信息化技术教学实训室的建立

专业实训教学是高职教学的重点和难点。为了提高机电一体化技术专业学生的实际动手能力，除了电脑机房之外，还必须建立以计算机网络技术为基础，具有一定教学硬件设备的专业实训室。

经过综合考虑，学院现已经建立了金工实习实训室、数控机床实训室、电气控制实训室与机器人控制实训室。

这些实训室的建立，可以让学生在经过机械基础类课程、机电控制类课程学习之后，进一步进行理论联系实际的学习，更好地提高实际动手能力，为以后走上工作岗位打下良好的基础。

（五）教师信息化技术教学培训

教师在教学过程中扮演着重要的角色，对教学质量的高低起着关键作用[4]。信息化技术教学的到来，对教师提出了新的要求。为了提高教师队伍质量，让教师能快速融入信息化技术教学的教学改革中，自觉、熟练地运用信息化技术进行教学，学院对本专业的教师主要通过教研室学习的方式，进行了定期集中培训。

三、教学质量反馈

教学质量反馈是检验专业教学改革质量的一种好方法。通过对学生问卷调查、科任教师讨论和班主任信息反馈等方法，对专业教学效果跟踪调查，获取教学改革质量信息。

问卷调查内容包括对在校学生对教学方式、教学内容、教学效率、教学效果、教学成本、教学安全的调查以及校外实习学生的实习内容、实习效率、实习效果、实习安全与实习成本的调查。

对教师的调查通过专业教师教研室集中开会讨论，科任教师、班主任和实习指导教师QQ群讨论的方式进行，讓教师之间可以及时地交流相关教学情况，及时处理相关教学问题。

通过上述的教学效果跟踪调查，得知学生对机电一体化技术专业教学改革比较满意，反映信息化技术教学具有生动、形象等优点，通过文本、动画、视频等形式将他们快速带入课堂教学中，提升了他们学习的热情和兴趣、降低了他们的学习难度[5]，使他们可以更好地学习理论知识和掌握动手技能;实习学生还反映通过在校的学习，让他们具有良好的理论知识和动手能力，在企业实习过程中，可以很快地适应企业的用工要求。

综上所述，通过对机电一体化技术专业的信息技术教学改革，充分调动了学生的学习积极性，提高了学生的自主学习热情，使高职机电一体化技术专业教学可以在高效率、好效果、低成本、高安全性等条件下进行，从而更好地落实专业教学的教学任务，达到提高人才培养质量的要求。

参考文献：

[1]袁贵.信息化教学在高职教育中的应用研究[J].通讯世界，2018（12）：275-276.

[2]黄玉兰.浅议教育信息化对高职教育的影响[J].科技资讯，2017（25）：22-23.

[3]郝玉龙，徐泰燕.信息化教学中课程资源的开发：以机电一体化技术专业为例[J].科技创业月刊，2016（8）：75-76.

[4]方鹏.职业院校教师信息技术运用探析[J].电脑知识与技术，2017（6）：119-120.

[5]韩勇.浅析新形势下信息化技术在机电专业教学中的应用和实践[J].电子世界，2017（2）：81-82.

编辑 陈鲜艳

作者：宋兆沛