机电设备的安装好坏对企业的日常中安全和经济运行起到最直接的影响效果，对于机电设备的安装是众多工程人士关注的对象。下面是我整理的机电一体化毕业论文。欢迎参考!
机电一体化毕业论文一
摘要：随着经济的发展，机电一体化技术也得到了快速发展,而机电一体化在工程机械中的应用与发展也促进了工程机械的不断进步。
本文主要对机电一体化技术以及其在工程机械中的应用与发展进行了分析研究。
关键词：工程机械 机电一体化技术 应用 发展
引言
随着科学技术以及新兴科技突飞猛进的发展，极大地促进了学科之间的相互渗透、融合，同时也促进了工程建设领域的革新与创新。
目前，机电一体化已经渐渐成为一种独立的技术，在各行各业都有不同程度的应用。
尤其是科学技术的发展，在很大程度上促进了机电一体化的进步与创新，并且在工程机械中得到了很好的应用。
积极地采用机电一体化，将机械、电子技术和液压技术进行了有效的结合，大大地提高了机械的多种功能，
比如说，动力性能提升，燃油的经济效益提高，安全性和可靠性大增，操作的精准度和舒适度都大幅度提高，机械的使用寿命也随之延长。
所以，研究工程机械机电一体化的应用与发展有着重大意义。
一、机电一体化技术的概述
机电一体化就是综合地运用机械、计算机、微电子、电力电子、光学、接口等技术，对各个功能进行合理的配置，从而实现了高质量、多功能、低能耗的价值和功能。
机电一体化也称之为机械电子学,属于一门新兴的边缘综合科学, 机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、控制技术和
精密机械技术有机结合，并综合应用到实际中去的综合技术。
主要是通过微电子技术的应用,把微电子技术引进到相关的动力功能、机械主功能、控制功能等方面,在软件方面能够使得机械装置与电子装置相互进行有机结合而形成有效的系统。
而随着科学技术的发展，机电一体化技术也得到了快速发展，并且处于不断创新与进步之中。
机电一体化技术逐渐走向了高智能化、微型化、网络化、个性化和绿色化的趋势。
而机电一体化技术在工程机械中的应用,能够使得各种性能方面都得以明显改善,比如操作舒适性能够得以有效提高;机械能耗能有效大幅度降低,明显提高机械功效。
可靠性不断提高;不断提高相应的作业精度和作业效率。
二、工程机械机电一体化技术的应用
机电一体化技术具有广阔的发展前景和极高的应用价值，尤其是在工程机械中的应用更具广泛性和有效性，机电一体化技术在工程机械中的应用主要表现在以下几个方面：
1、机电一体化技术的在工程机械提高生产效率、节能降耗方面的应用
在传统的工程机械中，能量的充分利用率和使用率比较低。
比如说，液压挖掘机其燃料的充分利用率仅仅占了30%，剩下的70%左右的能量都被浪费了。
在能源资源高度紧张的今天，迫使机械工程的发展必须向着“节能降耗”的方向发展。
比如说，小松公司生产的挖掘机能够很好地达到节能降耗的目的，大约可以节省23%的燃料，最主要的原因就是新型的控制节能器的采用。
日立公司生产的挖掘机，采用了“卡特电子效率”节能控制体系，通过对泵以及发动机的综合、全面控制，大大提高了利用率，其能量利用率能够达到98%左右，生产率也相应地得到了大幅度的提升。
所以说工程机械中电子节能控制器的运用，大幅度提高挖掘机等大型工程机械设备的能量利用率，一定程度上发挥到了节能的作用。
电子节能控制器操作比较简单，对机械的磨损也相对减少，从而提高了工作的效率。
2、在自动化以及半自动化的作业全过程中的应用
工程机械全面地实现作业自动化以及半自动化水平，可以有效地降低操作人员的劳动强度，有效地提高生产效率，大大减少了因为操作人员的经验不足或技术不到位对于操作精度的影响。
比如说，三菱公司设计生产的挖掘机，有控制挖掘机轨迹系统的功能，相关的操作人员在控制板上将铲斗的运动形状和运动轨迹设定好之后，
相应的微机操作系统就会根据不同角度的传感器发出的信号，对动臂、铲刀和斗杆的运动进行自动的控制，从而实现多种特定断面沟槽、开口和斜坡的精准挖掘，有效地实现了挖掘操作的自动化水平。
3、在控制柴油机上的应用
要想进一步深入发展柴油机技术, 应该要解决发动机排放质量与最低油耗间的矛盾。
在电子技术发展十分迅速的今天,采用电子节能液压泵系统能够有效减小能耗, 还能自动控制冷风扇的转速随温度的变化, 这样的条件下, 电子控制自动变速,
还包括根据负荷条件自动调节柴油机油门等内容都能得以实现, 能够使得在各种变工况下的柴油机,在满足经济指标和排放指标的最佳喷油时间的同时, 能够实现净化排气、节约能源、提高效率。
4、机械操作的自动化能够降低劳动强度
在工程机械施工操作中引入机电一体化实现操作的自动化或者半自动化，这样大大降低了劳动强度，提高了工作效率，并且大大减少了因为操作者工作经验不足而造成的作业精度的影响。
5、在工程作业精确度方面的应用
在工程机械设备中使用电子控制系统可以将称量的过程自动化，对称量系统实现微机控制，使得称量更加精确。
自动找平装置的应用，大大提高了混凝土沥青摊铺机的工作效率和施工质量。
自动供料系统(超声波技术)的应用，完美地完成了混凝土沥青摊铺机对于供料的自动调节，全面提升了摊铺的效果和质量。
与此同时，铲运机铲斗刀、平地机刮刀以及推土机铲刀的电子化操作控制，减少了误差，提高了工作效率，同时还节约了人力，降低了施工人员的工作强度，高效、快捷，符合现代工程施工的要求。
6、电子监控、故障自诊以及自动报警
电子监控、故障自诊以及自动报警，也就是说对于工程机械的工作装置，传动系统、发动机、液压系统以及制动系统进行全面的监控，一旦在运行的过程中发生异常情况，就会自动地找出故障的位置并自动进行报警提示。
机电一体化的发展和应用，大大地改善了操作人员的现实工作条件，全面提高了机械设备的工作效率。
与此同时，简化了机械设备检查和维护的工作，相应地减少了维修费用，大大降低了维修停机的时间，对于提高机械设备的使用寿命有很大的作用和意义。
三、工程机械机电一体化技术的发展
1、传感技术的融合
目前,传感器技术在现代工程机械上应用较为广泛,比如,发动机可以通过机油压
力传感器、冷却水温度传感器等来进行发动机的运转状态的检测和控制;
沥青摊铺机上的传感器能够实现摊铺机在工作时实现自动找平且行走速度不变的特点,还能满足摊铺出来预定的平整度、坡度和厚度的路面的要求。
在感器技术的迅猛发展的今天,精度要求越来越高,可靠性和稳定性也能不断提高,越来越广的采集信息范围也超着集成、多功能化和智能化方向发展,所以,未来在工程机械上将应用越来越多种类的传感器。
2、工程机械机电一体化趋于计算机与信息处理技术的应用
计算机是实现信息处理的主体, 信息处理技术包括范围应用比较广, 主要包括
信息的输入、识别、运算、变换、存储及输出等等方面。
计算机技术范围涉及到网络与通信技术、硬件和软件技术、数据库技术等等方面。
要想工程机械机电一体化技术发展不断进步, 应该大力发展计算机应用及信息处理技术。
3、电子控制理论的指导性增强
工程机械现代化的重要标志就是以微电子为核心的高新技术, 通过其应用和推广,在相关控制理论指导下,能够满足系统智能化设计的要求,完成相关的设计后的系统仿真等等。
结束语
综上所述，机电一体化在工程机械中的应用发展是当前机械工业发展必然的趋势，也是振兴和发展机械工业的必经之路。
随着科学技术的不断发展,工程机械机电一体化还会有着更多的创新与发展,未来工程机械机电一体化技术的应用将会融合机、电、光以及磁的综合性能，更好地促进工程机械的发展。
参考文献：
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[4]冷俊.机电一体化在工程机械中的应用[J].科技资讯,2009(07).
机电一体化毕业论文二
【摘要】：为保证电力系统的安全运行，国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制，实现转速控制、同步并网、负荷控制等功能。
本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例，介绍其系统机构、调试要点和实现功能。
【关键词】：300MW机组;电液调节系统;控制;调试
近年来，300MW机组在我国得到了广泛的应用。
为保证电力系统的安全运行，国内的大型机组均使用电液调节系统进行控制，实现转速控制、同步并网、负荷控制等能。
改变了系统的适应性和灵活性，提高了控制能力和控制效果，大大提高了发电机组的自动化水平[1]。
本文以电厂300MW机组使用的上海汽轮机有限责任公司生产的汽轮机为例，介绍其系统机构、调试要点和实现功能。
1、系统简介
该电厂的机组热控系统采用上海新华控制工程有限公司提供的Symphony系统，是一套集计算机、自动控制技术、数据库和网络为一体的产品，
具有独立的分散控制系统、监控技术及数据采集系统、控制系统，能够满足各个生产领域对信息管理和过程控制的需求。
系统采用合理的软、硬件功能配置和模块化设计，具有易于扩展的能力，将离线和在线调试集中于一体，便于调试及修改，设备的各个控制相对对立。
由高速数据网、DPU以及连接在网上的人机接口站组成，采用开放式的系统结构，设计了冗余TCP/IP网络结点在不同类型的站。
其中，汽轮机系统的功能模件组成了一个过程控制单元，，包括汽机基本控制、超速保护和汽机自启停3个功能，并分别由3个冗余的功能控制器和相应的功能子模件完成。
其硬件配置图如下：
图一 汽轮机硬件配置
机组的汽轮机电液调节系统操作员站是基于WindowsNT(2000)环境下的人机系统，具有界面友好、操作方便的特点。
共设置了包括总貌、趋势、棒图、操作面板、报警信息等11幅画面，为运行人员提供了方便的操作手段，通过监控画面实施检测汽轮机的运行。
2、控制功能
汽轮机电液调节系统的控制功能由3对冗余的BRCl00控制器实现，主要控制汽轮机的转速和功率，通过GV、TV、RSV和 IV实现，同时还具备防止汽机超速的保护逻辑。
主要功能包括超速保护、基本控制和自启停，3部分之间既相互独立，又通过对总线的控制交换控制信息。
2.1 超速保护
这部分的作用主要是超保护逻辑、DEH跳闸逻辑及超速试验选择逻辑、提供有开关状态及汽机自动停机挂闸状态三选二、转速三选二，控制着OPC电磁阀，，并汇总DEH跳闸信号通过接线将其送到ETS[2]。
能够有效防止汽轮机的转速飞快上升，维持转速在3000r/min。
超速实验必须在大于2950 r/min的定速3000 r/min、油开关未合闸的情况下进行。
2.2 基本控制部分
基本控制部分是汽轮机电液调节系统的核心，它提供与转速及复合相关的控制逻辑、调节回路，
通过一对冗余的BRC100实现所有伺服阀接口和闭环控制的PID调节器。
工业的发达给人们生活带来了巨大变化，机电一体化技术也在不断的发展。下面是我为大家推荐的机电一体化的 毕业 论文，供大家参考。
机电一体化的毕业论文 范文 篇一：《试谈机电工程机械设备管理》
引言
近几十年来，中国机电工程类行业已经有了突飞猛进的发展，同时这也是中国一直比较重视的工程项目。而在这项工程实施过程中，相关机械设备的管理工作又是重中之重，如果不有效落实机械设备管理工作，整个工程的施工过程以及整体施工质量都会受到严重的影响。因此，分析研究机电工程机械设备管理工作当中存在的问题，采取有效 措施 解决这些问题，完善机电工程机械设备管理工作，才能够提升机电工程整体质量水平。
1机电工程机械设备管理存在的主要问题
1.1未建立健全完善的管理制度
很多情况下，为了赶工期，在许多机电工程施工过程中，相关的管理工作并没有得到重视，特别是机械设备管理工作。通常情况下，众多施工单位机械设备相关管理人员都缺乏对本职工作的认识和管理意识，对工作抱以一种无所谓的态度。另外，很多管理人员没有较高的思想政治觉悟，想的都是贪图安逸，敷衍工作，造成管理工作总是不能得到落实。无论什么企业单位，想要做好管理工作，都需要构建一个较为完善合理的相关管理机制，特别对于机电工程机械设备管理工作而言更是如此。没有建立准确健全的相关管理 规章制度 ，不能明确每一个相关管理工作人员能够明确自身的工作内容以及职责，管理人员就没有肩负法律责任，这样管理工作人员就不会重视对管理工作就，导致机电工程机械设备管理工作质量水平无法得到提升。
1.2对机械设备的新旧处理不到位
目前，科技技术不断发展，各种机械设备在快速更替，眼下许多机电工程施工单位的相关机械设备已经显得老旧不堪重负了。更有甚者，一些施工单位的机械设备过于老化破旧，严重落后于目前的工程需求，以至于这些单位无承担那些较先进大型的机电工程，在一定程度上影响了单位的发展，制约了单位经济的长远增长。针对这种情况，有些施工单位已经在购置替换相关工程机械设备，有的从国外引进了大量的先进机械设备，使自身具备一定的市场竞争力。可是，这些单位没有结合自身的实际发展需求，更没有制定好相关的机械设备改良替换计划，致使许多购置工作都是盲目实施，花大量资金买来的机械设备实际上不能起到作用。对于机械设备新旧处理不到位也是机械设备管理工作中十分严重的一个问题。
1.3相关管理工作人员缺少专业能力及素质
很多的机电工程施工单位为了减少成本，在相关设备材料不能再削减的情况下，只有减少工作人员以最大化降低工程成本。这就使得很多施工单位在管理工作方面大量减少工作人员，其中就包括机械设备管理相关人员。这种情况致使施工过程中机械设备的管理人员严重缺失，实际工作没有得到有效开展。另一方面，很多施工单位在管理工作上实施随便安排工作人员，所以在机械设备管理工作中出现了大量没有相关工作 经验 和专业技术能力的人，这种情况已经屡见不鲜了，其最终必定造成机械设备管理工作不能落到实处。
2加强机电工程机械设备管理的策略
2.1建立健全完善的管理制度
任何一个企业单位想要搞好管理工作，无论是哪方面的管理工作，都必须要先构建一个较为完善健全的管理机制体系，尤其在机电工程机械设备管理工作上更是如此。相关工程施工单位必须根据自身 企业 文化 以及施工相关实际需求，建设一个合理有效且具有针对性的管理机制，以约束工作人员，使相关管理人员能够认清自己的工作本质和肩负的责任。另一点，配合着管理制度，大力开展思想政治 教育 培训，强化管理人员的思想觉悟，提升管理工作人员自身的职业修养，从而诚心投入到管理工作当中。例如，施工单位根据自身企业的文化历史以及企业实际大小，建立一个符合自身实际需求的工程机械设备管理机制。这个机制必须有严格的管理条款和考核制度，以强化要求相关管理工作人员认真对待自己的工作。与此同时，单位还需要定期组织相关管理工作人员进行思想教育培训，以提高员工的工作热情。通常这种培训可以以半年为一个期限落实开展，并且可以根据实际需求在每次工程施工之前开展一次。
2.2合理配置工程机械设备资源
在机电工程机械设备的相关资源配置工作上也要注意合理实施管理，这个方面关系着单位的实际利益和长期发展的需求。在相关配置管理工作中，需要清楚自身单位已有设备的实际情况，哪些设备需要更换，哪些只是需要维护 修理 。在之后购置新设备的过程中，根据整合已有工程机械设备相关信息进行针对性添置更替，严格把关购置过程，不仅要重视设备的质量是否合格，还要注意购置的设备是否都是真正需要的。在工程机械设备的购置工作上，必需先制定一个合理的购置计划，并按照计划落实执行，要最大化利用已有资源，然后补充必需资源，这样才能有效提升单位效益。例如，某机电工程施工单位，经过改革之后，在工程机械设备管理工作质量上有了明显提升。特别是在机械设备的配置工作上，深入了解分析了单位已有设备资源的情况，一改以往胡乱购置的现象，将购置管理工作严格把控起来，使得已有设备得到最大化利用的同时，购置的新设备也是当前最合适单位施工所需的。通过这样有计划性的管理，使该企业在购置工作中省下一大笔不需要的开支，进而使得单位的无意义消耗减少了7.6%，由于机械设备合理购置管理而增加的企业效益上升了4.1%，真正实现了利益最大化。
2.3强化相关管理人员的专业技能水平
想要有好的管理效果，就必须选用合适的管理人才，故此，机电工程机械设备管理工作得以顺利开展的一大重要元素就是管理人才的正确使用。相关施工单位必须明白，如果不启用专业技术过硬以及有相关工作经验的素质人才，那么机械设备管理工作始终不可能真正得到完善。所以，施工单位必须挑选优质专业管理人才，加大力度引进真正具有管理能力和经验的管理人员，然后将其融入本单位，同时鼓励管理人才适时进行进修，完善自身的技术能力以及管理思维，从而使得工程机械管理工作可以由对的人落实执行。
2.4树立安全意识
机电工程施工过程中，对于工程机械设备管理工作的提升必须建立在树立安全意识之上。只有相关单位把施工安全意识重视起来，才能够强化安全管理工作，而对机械设备的管理正是关系着安全的一大重要方面。树立良好的安全意识，正是有效提升机电工程机械设备管理工作质量水平的重要保障。
3结语
机电工程是中国社会发展所需的重要工程，其发展的好坏直接关系着国家建设的优劣，是工程行业当中不容忽视的一部分。而机电工程当中的工程机械设备管理工作是众多管理工作中比较关键的部分，有理由相信，加强工程机械设备管理工作，是完善机电工程事业的有力保证。
机电一体化的毕业论文范文篇二：《建筑机电工程施工技术及质量控制》
在建筑施工中，机电工程的施工会应用到很多技术，施工所涉及的具体内容也较多，需要相关的施工人员给予高度重视。在当前的建筑工程施工中，受各种因素的制约和影响，建筑机电施工经常会出现一些问题，给相应的施工环节造成不良影响，还会危及到建筑施工的整体质量。因此，对建筑机电施工的技术与质量严格把控，具有重要的现实意义。
1建筑机电工程施工的主要问题
第一，不重视设备质量。很多施工企业在建筑机电施工中，不注重设备的自身质量，从购买环节到施工环节都没有对设备进行相应的性能检验。建筑机电施工如果设备质量不过关，就很容易出现相应问题，如电源短路、电线漏电、水管堵塞不畅等。这些问题的出现，对建筑机电工程的施工质量有严重的阻碍。第二，监督工作不到位。在建筑机电工程施工中，很多施工企业没有安排专门的监督人员对施工中的技术环节与工程质量进行监督。这样做的后果就是，施工中出现了相应的问题，无法得到及时、有效的解决，造成施工整体质量不过关。第三，施工人员操作不规范。很多施工人员自身不具备较好的专业素质，在施工中无法进行科学、合理的操作。这样会造成施工环节质量出现问题，从而无法保证建筑机电工程的整体质量。
2如何加强建筑机电工程相关技术与质量的控制
2.1对施工技术的控制
(1)安装定位。想要加强建筑机电工程的技术控制，首先就需要做好安装定位工作，机电设备的安装主要可以分为解体安装与整体安装。安装人员要根据设计人员预先规划的图纸找准位置，只有将位置确定准确，进行规范化施工，才能保证机电设备的安装质量。可以说，施工中的安装定位环节，是机电施工的基础性环节，只有保证这一环节的质量，才能使后续工程得以顺利进行。
(2)配电箱施工安装。配电箱的安装，需要安装人员在施工之前掌握好配电箱自身的具体性能、标高及相应的位置坐标。安装人员在了解配电箱的基本信息之后，要将钢筋与配电箱进行整体焊接，将两者连接在一起，这样可以使配电箱在使用过程中保持自身的稳定性。在配电箱的安装过程中，安装人员需要在配电箱的内部放置一定的支撑物体，以防配电箱在使用过程中发生变形等情况，影响使用效果。在安装好配电箱之后，施工人员要对其进行相应的电路检测及电阻检测，保证其具备良好的运行性能。还要注意的是，在配电箱的安装施工环节，安装人员需要在配电箱内部埋设相应的PVC管。在埋设PVC管的过程中，应该采用管口封塞的技术，最后将PVC管用胶带进行捆扎，以保证其自身的使用性能。
(3)电线铺设安装技术。在建筑机电工程的具体施工中，电线铺设安装技术也是一项重要的施工技术，这项技术的质量关系到整个机电工程施工的整体质量，需要施工人员进行严格控制。在具体的电线安装中，施工人员应当尽量采用重叠架设的形式，这样可以很好地将电线进行隐蔽归置，不会占用过多空间。如果需要将电线安装进墙体内部，施工人员要保证电线与墙体表面之间留有合适的距离，一般要保持在15毫米左右。
2.2对施工质量的控制
(1)做好施工规划。要想做好建筑机电工程建设的质量控制工作，首先就要做好相应的施工规划。只有做好了施工规划，才能保证接下来的施工工序合理进行，可以说，做好施工规划，建筑机电工程的质量控制就完成了一半。某施工企业在进行建筑机电施工的过程中，为了加强施工质量的整体控制，管理者要求规划人员在进行施工之前做好详细的规划工作。规划人员在施工之前，亲自到施工地点进行现场勘测，根据施工地点的实际情况以及可能受到的影响，进行综合分析。施工人员根据规划人员的详细的分析 报告 以及给出的具体施工参数，选择相应的施工技术和方案。由于施工规划报告很好地结合了施工地点的实际情况，因此给施工人员的具 体操 作带来针对性较强的指导，促进了施工方案的合理实施，保证了施工的整体质量。由此可见，做好施工规划，是保证施工质量得到合理控制的重要 方法 。
(2)保证设备质量。由于建筑机电工程在具体施工中会应用到大量的设备，因此，想要保证施工的整体质量，做好质量控制工作，就需要对相应设备进行合理控制。采购人员在购买设备的时候，一定要把好质量关，不能只考虑设备的价钱，而忽视具体的使用性能和安全性能。采购人员要对设备进行质量检验，看其在运行中是否出现问题，运行情况良好的设备才能进行购买。在购买之前，采购人员还要检查卖家的资质，看其是否具有售卖资格。某施工企业为了控制建筑机电工程的施工质量，对设备的质量进行了严格控制。该企业的管理者除了加强采购人员的素质之外，还很注重对设备进行维护和管理。采购人员买回设备之后，管理者安排专人进行设备管理，为每一台设备建立相应的管理档案，将设备的各项性能进行详细登记。管理人员定期对设备进行检修，发现问题后就及时进行解决，使用性能无法达到要求的设备要进行及时淘汰。由于该企业对设备进行严格的质量控制，有效保证了设备的使用性能和安全性能，促进了建筑机电工程的施工质量，保证了施工的合理运行。
(3)加强监督工作。建筑机电工程施工，需要相应的监督人员进行监督工作，保证施工过程中出现的问题得到合理控制。施工企业应当在施工过程中安排专业的监督人员进行工作，主要是监督施工人员的操作是否规范、合理以及施工中所出现的主要问题。监督人员在工作中如果发现了相应的问题，就要及时进行上报，让 企业管理 者及时了解问题所在。这样，管理者与有关部门就会针对问题采取合理的方法措施，将施工中的问题进行及时解决，消除施工中的安全隐患。需要注意的是，施工企业在选择监督人员的时候，也要注意其自身素质与能力。只有工作态度较好、能力和责任心都很强的监督人员才能上岗工作，这样可以保证监督工作的最终效果。企业只有加强施工中的监督力度，才能真正做好机电工程施工的质量控制工作。
3结语
建筑机电工程施工不仅关系到建筑工程施工的整体质量，还对整个建筑行业的未来发展有重要影响。施工人员在操作中要针对施工中的具体问题，应用科学、合理的施工技术，保证每个环节的施工质量。施工企业也要在具体施工中对技术环节和质量环节进行严格把控，有效加强建筑机电工程施工的整体质量。
机电一体化的毕业论文范文篇三：《试谈机电一体化在煤矿机械中的创新应用》
随着现代化科技水平的不断提升，机电一体化技术取得了长足发展，带动煤矿机械业进入到一个全新的发展时期。科技的发展，对煤矿机械性能提出更高的要求，在煤矿生产领域，电子控制装置的应用越来越普遍，结构的复杂程度以及维护的专业化程度也日益提高，本文将对煤矿生产领域中机电一体化的应用进行分析和阐述。
1 概述
机电一体化也称作机械电子工程学，是一项涉及到微电子技术、信息技术、机械技术、液压技术以及自动控制技术等数门学科知识的综合性技术。国外机械中引入机械一体化最早是在上世纪70年代，随着电子信息技术的迅猛发展，机械制造技术也不断进步，尤其是受微型计算机及未处理技术、信息处理技术以及传感技术等技术的发展，煤矿生产领域机械性能得到很大提升。
在煤矿工业中，机电一体化技术运用于煤的开采、挖掘及设备的装配中。随着机电一体化的技术在我国煤矿工业的使用普及，煤矿产业的综合实力不断攀升。使用机电一体化的系统发展煤矿工业，能够做到在短时间内完成最大的利益产出，使其真正向着煤工业的安全、高效、洁净等优化技术迈进。机电一体化技术是微电子技术向传统机械工程渗透而形成的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。它是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、运装备的应用和推广，极大地提升了我国煤矿生产的综合实力，为实现高效、安全、洁净、结构优化的煤炭工业生产打下了扎实的基础。
对于煤矿生产而言，在很大程度上受煤矿机械性能自动化程度以及经济性等因素的影响。从一定意义上讲，煤矿机械电器及电子控制系统的质量及性能对煤矿作业质量、生产效率以及煤矿机械设备的使用时限等均具有直接性的影响。当前，电子控制系统逐渐成为煤矿生产过程中不可或缺的重要内容之一，并且还是对煤矿现代机械技术水平进行评价的一大重要指标。随着现代化科技水平的不断提升，电子控制系统在煤矿机械中的重要性也会相应提升，功能也会越来越完善，从而对煤矿机械设备的使用人员以及维护人员提出更高的要求。
2 研究煤矿机电一体化技术的意义
2.1 有利于提高煤矿企业经济效益
煤矿企业通过对采煤设备机电一体化的改造，大大提高了企业的经济效益，主要表现在：其一，劳动生产率得到了大幅度的提高;其二，企业员工的薪酬待遇也得到了大幅度的提高;其三，员工的工作环境和安全状况得到了有效地改善;其四，给予地方周边经济也起到了带动作用，例如，机电一体化的建设的过程中提供了信息化维修、系统集成等众多新的岗位。
2.2 有利于提高煤矿效率
虽然现在大部分企业已经开始使用机械采矿生产，但是目前普遍存在着机械化水平不高、工人劳动强度依然很大的困境。采矿机械通过使用机电一体化技术可以节省人力资源、提高挖掘效率、降低生产成本等。
2.3 有利于煤矿企业的 安全生产
机电一体化有利于煤矿企业的安全生产主要表现在以下几个方面：其一，以往的煤矿企业的井下工作环境潮湿、阴冷、粉尘多对工人的身体健康影响很大，现在采用机电一体化方式生产减少了工人的劳动强度、优化了生产环境。
3 煤矿机电一体化应用的现状
3.1 在监控系统中应用
将机电一体化应用于监控系统中，能够及时发现生产过程中存在的安全隐患，采取相应的处理措施，避免了安全事故的发生，保证了设备运行的持续高效，降低了生产中设备停运等影响生产效率问题的发生，达到提高生产效率的目的。同时，机电一体化的而运用，还能够促进监控系统软硬件的研发，为煤矿生产现代化提供保障。
3.2 在采煤设备中应用
采煤设备的生产效率直接关系到煤矿生产的整体效率，通过应用机电一体化技术，能够大幅度的提高其牵引能动性，提升其制动能效，减少了设备的故障发生率，降低了设备维护所需要的人力和物力成本，增强了设备对恶劣环境的抵抗能力，从多个方面提高了设备运行的安全和效率。
3.3 在运输设备中应用
煤矿的运输速度在一定程度上会影响煤矿生产的效率，而随着我国各方面对煤炭资源需求的不断提升，就对煤矿的运输速度提出了更高要求。在运输设备中使用机电一体化措施，能够通过自动化管控的方式对带式运输机进行操作，利用计算机技术来对运输系统进行启动和控制，提高了惯性荷载处理的效率，从而实现煤炭生产运输过程的可靠和高效。
4 煤矿机电一体化创新应用
4.1 环保化设备的应用
随着人们环保意识的增加，煤炭生产工作也必然朝着绿色生产的方向发展，如此一来，环保化的机电一体化设备就会被运用的煤矿生产中。环保化的设备通过有效降低生产过程中污染物产生量，加强对各种废弃物的回收利用，控制各种环境污染物的排出量，从而有效实现煤矿机电一体化生产的绿色环保。
4.2 系统化设备的应用
随着各种新技术的不断发展，机电一体化中包含的技术种类也越加繁多，在一定程度上增加了其使用难度，因此，将各种技术纳入到一个系统中，提高设备的功能性，就成为机电一体化的重要内容。系统化设备的应用能够有效避免设备运行中各方面不协调而造成的问题，充分发挥各方面的功能，从而提升煤矿生产工作的效率。
4.3 智能技术的应用
为了避免由于管理制度落实不到位或人员素质不足等给煤矿机电一体化造成的不利影响，运用智能技术就成为一种有效的解决措施。
(1)智能技术可以降低人为因素对机电设备运行的干扰，通过智能系统对机电设备运行中存在问题进行自我调节，有效降低故障发生率。
(2)智能技术还能够增加机电一体化的功能，得到更为全面、准确的矿井信息，从而提高生产的安全性。
4.4 微型设备的应用
随着微电子技术的不断发展以及煤矿开采工作的需求，一些无法利用大型设备完成的工作需要引进微型设备。
(1)微型设备能够适应更为复杂的工作环境，进入到矿井更深处，为扩展开采范围提供帮助。
(2)微型设备的携带、操作更为方便，降低机电设备按照运行需要的人力、物力成本，实现全地形、全天候作业，进而提高煤炭生产工作的效率。
5 结语
随着我国煤矿生产规模和生产水平的日益提高，煤矿机电一体化的发展将会得到长足的发展和进步。在当前的煤矿机电一体化中，还存在着较多影响其生产效率的因素，对其发展造成了严重阻碍。因此，为了促进煤矿机电一体化的顺利发展，需要加强对这些问题的重视，采取针对性的措施进行解决，并积极开发创新应用方法，来从各个方面有效提高煤矿机电一体的生产效率，从而提高其应用水平。
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浅论机电一体化系统的联合仿真技术
摘要:本文以机电一体化系统为研究对象,分析了机电产品容错纠错设计与仿真技术的发展现状,并提出了自己的看法。
关键词:机电一体化仿真容错纠错
一、引言
现代机电产品正朝着集成化、自动化、智能化的方向发展,有的机电产品对人的依赖性越来越小,发生故障根本不可能由人去维修,有的机电产品形成大系统,一旦发生故障可能导致重大事故,并造成巨大经济损失。例如:美国发射的“勇气”号火星车和“机遇”号火星车,在太空飞行半年之久,一旦有了故障靠人去诊断和维修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型卫星运载火箭,在接受最后检测时突然爆炸,导致现场21人被炸死,另有20多人身受重伤。
这些集成化、自动化、智能化的机电系统发生故障的随机性很强,往往难以预料,但工程实践表明除了少数突发故障以外,大多数故障是一个渐进的过程。如果早期发现,及时采取恰当的措施是完全可以防止的,机电产品容错纠错设计与仿真技术研究以及容错技术的应用正是顺应了这种需求。
容错技术为提高系统的可靠性开辟了一条新的途径。虽然人们无法保证所设计的系统各个构成环节的绝对可靠,但若把容错的概念引入到机电产品,可以使各个故障因素对产品性能的影响被显著削弱,这就意味着间接地提高了产品的可靠性。研究和应用容错技术,对于保障机电系统运行的连续性和安全性,减少安全事故,提高现代机电产品的经济效益和社会效益,具有非常重要的意义。
二、仿生硬件容错研究现状
随着电路系统功能的复杂化,传统的硬件容错技术越来越不能满足日益庞大的电路系统要求。为了提高系统可靠性,人们提出了动态地对故障进行自检测、自修复的要求,并努力寻找新的容错设计方法。早在20世纪50年代末,计算机之父冯•诺依曼就提出了研制具有自繁殖与自修复能力通用机器的伟大构想。
研究人员从自然界得到灵感,将自然计算(如进化计算,胚胎理论等)引入到硬件设计中从而形成仿生硬件(Bio-inspired Hardware,BHW)。仿生硬件的概念最初是由瑞士联邦工学院于1992年提出的,虽然历史不长,但其发展非常迅速,现在已经成为国际上的研究热点之一。仿生硬件早期也称为进化硬件(Evolvable Hardware,EHW)。A.Thompson等人较早提出了EHW应用于容错方面的想法。仿生硬件是一种能根据外部环境的变化而自主地、动态地改变自身的结构和行为以适应其生存环境的硬件电路,它可以像生物一样具有硬件自适应、自组织、自修复特性。采用仿生硬件实现的容错,不需要显式冗余,而是利用进化本身固有容错的特性,这种特性带来的优势是传统方法通过静态冗余实现容错所不能比拟的。
三、仿生硬件的容错技术新思路
基于仿生硬件的容错研究,对建立借鉴生物进化机制的硬件容错新理论、新模型和新方法,提高硬件系统的可靠性,具有至关重要的意义。
(一)胚胎型仿生硬件的容错体系结构和容错原理
仿生硬件可以分为进化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也称为胚胎电子系统,是模仿生物的多细胞容错机制实现的硬件。
胚胎型仿生硬件的容错体系结构,主要由胚胎细胞、开关阵和线轨组成。开关阵根据可编程连线的控制信号完成开关闭合,控制线轨内各线段的使用。胚胎细胞包含存储器、坐标发生器、I/O换向块、功能单元、直接连线、可编程连线、控制模块等。存储器用于保存配置数据位串,并根据细胞状态和坐标发生器计算出的结果,从配置位串中提取一段经译码后对胚胎电子细胞的换向块和功能单元进行配置。坐标发生器根据每个细胞最近两侧(左侧和下侧)邻居细胞的坐标为其分配坐标。I/O换向块为细胞功能单元间的可编程连线提供控制信号。功能单元用于实现一个n输入的布尔函数,用于实现所需的细胞功能。直接连线负责功能单元之间的相互通信。可编程连线传递控制信号控制开关阵。控制模块完成细胞的工作状态检测、故障诊断、控制细胞冗余切换。
(二)胚胎型仿生硬件实现容错的策略
为了实现对故障细胞的容错,常用的容错策略有两种:行(列)取消和细胞取消策略,通过记录有错的单元位置,重新布线,用其他备用的单元来代替。
但是对于连线资源故障,这些策略并未给出相应的对策。在深入研究胚胎仿生硬件容错体系结构的基础上,本文提出一种针对线轨故障的容错策略。
1. 行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一个细胞出错,则它所在行(列)的所有细胞都将被取消,而该行(列)细胞的功能将被其上一行(右一列)的细胞所代替,即当一个细胞出错时,细胞所在行(列)上移(右移)到一个备用行(备用列)来代替它当前的工作。
2. 细胞取消策略。在细胞取消中,用备用细胞代替故障细胞分两个阶段。当某一行的出错细胞数超过备用细胞数时,整行被取消,行细胞上移,用备用行取代出错行的功能。
(三)胚胎型仿生硬件实现容错的流程
胚胎型仿生硬件容错的流程为:
(1)根据设计需求选择器件,确定硬件设计方案;
(2)以电路结构及有关参数等作为染色体进行编码,按照进化算法的进化模式对系统进行进化操作;
(3)一般以电路的功能与预期结果的符合程度作为个体的适应度。根据给定的输入条件或测试集,通过基于电路模型的仿真测试或实测计算群体中的每个个体的适应度;
(四)胚胎型仿生硬件内部错误检测机制
错误检测是胚胎型仿生硬件实现容错的前提,本文在此着重研究针对细胞故障的错误检测机制。
基于细胞功能单元的三模冗余与多数表决器电路实现是硬件容错常用的冗余容错策略。
多数表决器判断输出多数细胞模块的信号,但并不能判断出具体哪个细胞出现了错误,也就没法启动对出错细胞的重启动或重构来修复该细胞。为了能检测出错细胞的具体位置,从而修复该细胞,进一步提高三模冗余的可靠性,需要设计相应的差错检测器。
参考文献:
[1]高金吉,装备系统故障自愈原理研究.中国工程科学,2009(5).
[2]刘心松、朱鹰,容错并行处理系统结构研究.计算机应用,2008(1).
[3]姚睿、王友仁、于盛林,胚胎型仿生硬件及其关键技术研究.河南科技大学学报,2009(3).
摘要：机电一体化是现代科学技术发展的必然结果。文章概述机电一体化的核心技术，分析机电一体化发展进程，提出机电一体化向智能化迈进的趋势。
关键词：机电一体化；核心技术；发展进程；发展趋势
机电一体化技术是面向应用的跨学科技术，是机械、微电子、信息和控制技术等有机融合、相互渗透的结果。今天机电一体化技术发展飞速，机电一体化产品更日新月异。
一、机电一体化的核心技术
1.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。
2.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。
3.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。
4.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。
5.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。
6.伺服传动技术：包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置，伺服系统是实现电信号到机械动作的转换装置与部件、对系统的动态性能、控制质量和功能有决定性的影响。
二、机电一体化的发展进程
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。
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一种Modular DigitalController（MODICON）取代继电控制盘。MODICON是世界上第一种投入商业生产的PLC.70年代是PLC崛起，并首先在汽车工业获得大量应用。80年代是它走向成熟，全面采用微电子及微处理器技术。90年代又开始了PLC的第三个发展时期。90年代后期进入了第四阶段。其特征是：在保留PLC功能的前提下，采用面向现场总线网络的体系结构，采用开放的通信接口，如以太网、高速串口；采用各种相关的国际工业标准和一系列的事实上的标准；从而使PLC和DCS这些原来处于不同硬件平台的系统，正随着计算技术、通信技术和编程技术的发展，趋向于建立同一硬件平台，运用同一个操作系统、同一个编程系统，执行不同的DCS和PLC功能。这就是真正意义上的EIC三电一体化。
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。
三、机电一体化向智能化迈进
20世纪90年代后期，各主要发达国家开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。一方面，光学、通信技术等进入了机电一体化，微细加工技术也在机电一体化中崭露头角，出现了光机电一体化和微机电一体化等新支；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，也为产业化发展提供了坚实的基础。未来机电一体化的主要发展方向有：
1.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，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，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。
2.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。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。因此，机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
3.微型化：兴起于20世纪80年代末，指的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。国外称其为微电子机械系统（MEMS），泛指几何尺寸不超过1立方厘米的机电一体化产品，并向微米、纳米级发展。微机电一体化产品体积小、耗能少、运动灵活，在生物医疗、军事、信息等方面具有不可比拟的优势。
4.绿色化：机电一体化产品的绿色化主要是指，使用时不污染生态环境，报废后能回收利用。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，具有远大的发展前途。
5.系统化：其表现特征之一就是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态，进行任意剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能的大大加强，特别是“人格化”发展引人注目，即未来的机电一体化更加注重产品与人的关系。一是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性显得越来越重要，特别是对家用机器人，其高层境界就是人机一体化。另一层含义是模仿生物机理，研制各种机电一体化产品。
结束语：
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]王静。浅析机电一体化技术的现状和发展趋势[J].同煤科技。2006.（4）
[2]石美峰。机电一体化技术的发展与思考[J].山西焦煤科技。2007.（3）
