全自动揉搓式洗衣机的设计 机电一体化设计包括,任务书,开题报告,外文翻译,文献综述,说明书,所有设计图,论文字数:22225,页数:57 论文编号:JX086 摘 要现有的洗衣机中最为常见的为波轮式洗衣机和滚筒式洗衣机。波轮式洗衣机是依靠波轮的转动来带动衣物和洗涤液进行洗涤;而滚筒式洗衣机是依靠滚筒的连续转动或定时反向来洗涤衣物。由此可看出,这两种类型的洗衣机都是依靠单一的运动方式来洗涤衣物,而在此设计中将这两种洗涤方式揉和起来,将两种运动方式结合起来,增加了衣物在竖直方向上的运动。使衣物既能像在波轮式洗衣机中那样由波轮带动衣物进行洗涤又能像滚筒式洗衣机那样依靠水流的力量洗涤衣物,并且还可以像手洗那样对衣物进行揉搓,集各种洗涤方式于一身,对衣物进行更为彻底的洗涤。由于洗衣机的基本功能是对衣物的洗涤,关键在于进行洗衣程序的控制。所以,本文就洗衣机的机械设计和电气控制进行了探讨,实现全自动揉搓式洗衣机的设计
关键词:波轮 滚筒 揉搓 全自动
Abstract :
In what the existing washer is most common is the impeller type washer and the roller washer. The impeller type washer is depends upon impeller's rotation to drive the clothing and the cleaning solution carries on the wash; But the roller washer is depends upon drum's continuous rotation or fixed time reverse washes the clothing. From this may see, these two type's washer is the dependence sole mode of motion washes the clothing, but kneads together in this design these two wash way, unifies two modes of motion, increased clothing's in vertical direction movement. Enables the clothing both to look like in the impeller type washer such drives the clothing by the impeller to carry on the wash and to be able to look like the roller washer such dependence current of water the strength wash clothing, and may also look like the hand to wash such carries on to the clothing rubs, the collection each wash way in a body, carries on a thorougher wash to the clothing. Because washer's basic function is to clothing's wash, therefore, the key lies in carries on washes clothes the procedure control. Therefore, this article has carried on the discussion on washer's machine design and the electric control, realizes the completely automatic to rub type washer's design
key word: The impeller drum rubs the completely automatic
目 录
摘 要 2
前 言 4
第一章 绪 论 5
1.1设计思想 6
1.2工作原理 6
第二章 洗衣机的原理、分类和驱动方式 7
2.1洗衣机的原理 8
2.2洗衣机的分类 9
2.3洗衣机的驱动分类 11
第三章 电动机的选择 13
3.1概论 13
3.2洗涤电动机 13
第四章 整机设计 16
4.1波轮的分类 16
4.2波轮的参数及性能 16
4.3波轮形状及参数的选用 17
4.4带传动的设计(一) 18
4.5带传动的设计(二) 20
4.6螺纹轴的设计 22
4.7波轮轴的设计 26
第五章 电气部分设计 29
5.1设计概述 29
5.2系统总体框图 29
5.3 元器件介绍 30
5.3.1 AT89C2051 30
5.3.2 W7805 31
5.3.3 74LS139 32
5.4 洗机机功能分析 33
5.5 全自动洗衣机的控制功能 34
5.6 电路图中各部件的分析 36
5.7全自动洗衣机的部分电路分析 38
5.8洗衣机控制程序设计 40
5.8.1 程序流程图 40
5.8.2 源程序 44
第六章 相关部件的设计和安装说明 53
6.1 洗衣机的底座及外壳 53
6.2 位开关和拨动开关 54
6.3桶(盛水桶)及其安装 54
6.4 桶的结构设计 55
结 论 55
参考文献 56
致 谢 57以上回答来自:
通俗上说,所谓的机电一体化即为把电子技术合理地应用在信息的生成与流通、传播控制以及能源组织等方面的一项技术。下面是我为大家整理的机电一体化方面论文,供大家参考。
摘要:综上所述,可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求,传统的技术不仅生产、制造效率低,产品性能也不能保证,因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。
关键词:机电一体化;工程机械
工程机械操作者需要掌握最先进的机电一体化技术,并且将其能够应用到实际工作中,这样才能够发挥机电一体化技术的优势,当然这也需要工程机械企业为操作者提供这样的机会。现代工程机械行业已经进入到了机电一体化时代,该技术的应用,使得工程机械制操作更加的便利,产品性能更佳。目前我国绝大多数企业都已经应用了机电一体化技术,随着该技术功能越加齐全,机电一体化技术会应用在更多的领域。
1机电一体化技术的优势
首先,安全性能高。工程机械中应用机电一体化技术之后,其所生产的产品通常都具有高的性能,同时功能齐全,既具备监视、报警功能,同时还具备自动保护功能。设备运行过程中如果出现了异常情况,机电一体化产品可能进行自动保护,以此确保操作人员与设备不会受到严重的损伤,以此保证设备安全性。其次,生产能力强。工程机械中机电一体化设备,能够进行信息的自动处理,同时也能够进行自动控制,能够进行高精度的控制与高灵敏度的检测。机电一体化设备具有控制系统,设备运行过程中,操作人员只要启动该系统,设备能够根据设计要求完成所有的规定性动作,这样不仅能够保证产品生产的效率,同时也能够保证产品的性能达到要求。再加之,自动化技术的应用,使得机电一体化技术的应用价值更大。再次,使用性能强。机电一体化设备能够进行数字显示,同时还具有程序控制功能,这样就并不必设计过多的手柄以及按钮,操作起来十分方便。另外,机电一体化技术能够进行重复动作,如果设备非常先进,还能够自动选择程序,大大减少了操作人员的工作量。最后,应用范围广。机电一体化设备融合了复合技术,也具有一定的复合功能,与其他技术相比,能够应用在更多的领域。传统的技术通常是单技术、单功能,应用范围有限,机电一体化技术则完全与之相反,复合技术与复合功能,使得设备整体功能更加强大,能够完全满足用户的需求。
2机电一体化在工程机械中的应用
工程机械中,机电一体化技术与其他先进技术的应用,使得工程机械性能更加的强大,同时也能够保证生产过程更加的经济、安全。
2.1工程机械作业精度控制
工程机械中,成品精度至关重要,如果主要参数精度出现了明显的误差,产品性能将大受影响,但是机电一体化技术的应用,则能够确保工程机械生产中各种主要参数数据进行控制。例如,搅拌混凝土时,各个原材料的重量如果依靠传统的计量工具势必会产生误差,但是微机控制电子称量系统,则能够对各种原材料进行精确的称量,误差非常低,混凝土的性能也会因此而有所不保障。此外,路面工程修建中,自动找平系统的应用,能够使路面更加的平整。另外,自动供料系统中由于融合了超声波技术,因此能够自动供料,使得摊铺质量完全能够达到保证。
2.2工程机械自动化以及半自动化作业的应用
自动化以及半自动化作业的实现,让操作人员的工作强度大大降低,工程生产效率得到提高。自动化技术的引进还可以避免一些经验不足人员的失误,保证作业的精度。例如日本的三菱公司,将挖掘轨迹控制系统引进挖掘机中,通过对耗铲斗的运动轨迹进行设定,并通过微机控制系统对动臂杆以及铲刀的运动进行自动化控制,从而使挖掘作业更为精确。
2.3在工程机械中监控功能的应用
机电一体化技术的引进能够使工程机械过程进行实时监控,包括传动系统、执行装置、制动系统以及液压系统等,存在异常情况时会自动报警,并准确找出故障的位置。
2.4在工程机械中节约能耗的应用
对于传统的工程机械而言,在能源利用上,效率较低,液压挖掘机在燃料能量的利用上有效利用率只有20%,这样让工程机械迫切要求节能。日本小松公司挖掘机在节能上采用了新型节能控制器,即OLLS系统,其在节能效果上能够节约25%的燃料。
2.5在其他方面应用
国外在推土机、铲运机以及装载机等生产过程中增加了自动变速器,从而传动系的传动比能够结合外负荷的情况进行调整,从而使发动机的功率得到充分利用,能源的经济性也得到提高,操作更为便捷,使得操作人员的工作强度降低。
3工程机械中机电一体化技术的发展趋势
机电一体化技术在现代工程机械中的发展趋势主要以高性能化、微型化以及智能化为方向。在高性能化上,主要目标为应用模式的四高,即应用模式的高精度、高效率、高可靠性和高速性。例如,新一代的CNC系统中,其主要以多CPU结构和多总线连接,在应用模式上符合四高的要求,这种系统的应用,能够对多任务操作系统进行同时处理,实现高性能产品的生产。微型化是机电一体化技术一个新的发展目标和方向,也是电子技术以及机械技术实现纳米级结合的基础。微型机电一体化产品,主要是指尺寸为纳米级以及微米级的产品,体积一般在1立方厘米以下。这种微型机电一体化技术产品具有小巧性、耗能性以及运动灵活性等特点。机电一体化技术在发展过程中,智能化也是其发展的一个趋势。对于现代的机电一体化技术而言,其发展离不开控制理论,这也是机电一体化技术与传统机电一体化技术的区别,也是智能化的体现。智能化在实际生产过程中主要体现在产品的使用以及功能上。智能化主要结合了人工智能、生理学以及计算机科学等思想和方法对人类智能进行仿效,从而使机电一体化技术的适用范围以及性能功能更具现代化。
结束语
综上所述,可知现代生活中对工程机械的生产与制造有着非常高的要求,传统的技术不仅生产、制造效率低,产品性能也不能保证,因此需要应用先进的技术来提高生产效率以及产品的性能。机电一体化技术是工程机械应用最为先进的技术,该技术能够满足目前工程机械生产与制造的基本要求。未来该技术将会向着更加高性能化、微型化方向发展,另外,智能化程度会更高,尽管要实现这一目标,还需要一段时间,但是随着科技的进步,实现这一目标的时间将会越来越近。
参考文献
1、机电一体化技术的发展与思考石美峰山西焦煤科技2007-03-30
2、机电一体化的创新及发展方向王宣银; 陶国良; 陈鹰机电一体化2000-11-20
摘要:在工程机械中利用机电一体化技术,可提高工程机械的效率与安全性,降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析,以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。
关键词:工程机械;机电一体化
随着我国经济社会的进步,工程机械也得到了快速发展,机电一体化技术得到了广泛的应用。在工程机械运行中应用机电一体化技术,可大大提高工程机械运行效率,为经济效益提升提供保障。因此,探讨机电一体化技术在工程机械中的应用具有重要意义。而且,机电一体化技术属独立学科,涉及信息技术、电子计算机技术、微电子技术及自动控制技术等,探讨机电一体化技术在工程机械中的应用,有助于促进工程机械的发展。
1机电一体化技术及其应用现状
机电一体化即机械电子学,属于新兴边缘综合学科,涉及微电子技术、计算机技术、机械技术及信息技术,等等。在工程机械中利用机电一体化技术,将微电子技术应用到工程机械中,可将微电子技术中的动力、控制与机械主功能等加以充分发挥,从而提高工程机械的利用技术。而且,在工程机械中利用机电一体化技术,也可大幅改善工程机械面貌,促进工程机械的智能化、自动化。随着施工的变化,工程机械性能的要求也在不断发生改变,需要逐步提高工程机械的性能。在使用性能上,工程机械应做到以下几点:第一,提高生产效率,降低能耗;第二,提高工程机械的自动化水平,严格控制施工质量与精度;第三,实现工程机械设备操作简单化和稳定性,降低工作人员的劳动强度,提高作业安全性;第四,延长工程机械使用的寿命。在工程机械中利用机电一体化技术,有助于实现上述几个目标。
2工程机械机电一体化技术的应用分析
2.1工程机械与机电一体化的关系
与传统工程机械相比,目前的工程机械中应用机电一体化技术,可改善工程机械各方面性能,比如操作舒适性的提高,且机械功效增加;工程机械的耗能大幅下降,且安全性与可靠性不断提升;工程机械的作业效率与精度也有所增加。
2.2机电一体化技术对工程机械的改进
现代工程机械对性能要求比较高,主要表现在以下几个方面:工程机械的功效高,且能耗下降;系统具备监测运行状态的功能,可自动诊断与报警,提高运行的安全性;实现工程机械的自动化与精度的提升。在现代工程机械中,与电子控制相关的内容包括以下几个方面:
2.2.1控制柴油机促进柴油机技术的发展,必须解决最低耗油量与发动机排放量之间的关系。在工程机械中利用电子节能液压泵系统,可降低系统能耗。在这种情况下,电子控制自动变速,可根据负荷条件,实现柴油机油门的自动调节,同时满足经济指标、排放量指标,对于节约能源、提高效率及实现净化排气等均有重要意义。
2.2.2提高生产效率,降低能耗现代工程机械的发展,对高能量利用效率有了更高的要求。传统工程机械的燃料利用率较低,仅仅有20%左右。如果在新型挖掘机上利用日本小松生产公司生产的新型节能系统(OLLS系统),可提高节能效果,与传统工程机械相比,节约能源约为23.0%。这一OLLS系统可利用发动机功率,满足发动机转矩与泵吸收转矩最佳性能的要求,提高工程机械的生产效率。
2.2.3提高成品的作业精度在某些工程机械设备中,引入电子控制系统,可满足系统对于称量精度的要求。同时,在工程机械中引入电子控制系统,可降低工作人员劳动强度,并提高工作效率,从而减少人工称量的误差。比如在混凝土拌合机械设备、沥青拌和机械设备中,引入电子控制系统基本实现计量功能的自动化。在电子计量系统中,微机控制技术也得到了良好的应用。
2.2.4电子监控、自动报警与故障自诊工程机械的发动机、液压系统与传统系统等运行状态,经常发生机件或设备损坏事故,在系统运行中,利用电子监控与故障诊断专业系统设置各种类型传感器,可进一步保证作业人员与机械设备的安全性,并在故障发生之前自动报警,可提醒工作人员及时解决故障。
2.2.5作业过程的半自动化与自动化为了提高工程机械运行的水平与效率,在工程机械中利用半自动化或自动化方式,可降低操作者的工作强度,并保证作业精度不受操作人员技术、生产经验的影响。
3工程机械一体化技术的前景
3.1电子控制理论
利用以电子为核心的高新技术,是工程机械现代化的重要标志之一,通过应用与推广高新技术,在参考相关控制理论的基础上,可满足系统智能化设计要求,实现设计后的系统仿真,等等。
3.2传感器技术的应用
在现代工程机械中,传感器技术的应用比较广泛,在发动机上利用机油压力传感器、冷却水温度传感器,等等,可检测并控制发动机运行状态;在沥青摊铺机上利用传感器技术,可提高作业精度,满足平整度、厚度与坡度要求。随着传感器技术的不断发展,在未来的工程机械上,高性能与稳定性的传感器将越来越多地得到应用。
4结语
在工程机械中利用机电一体化技术,可提高工程机械的效率与安全性,降低工作人员的劳动强度。本文从机电一体化技术及其应用现状、在工程机械中的应用及发展前景等三个方面进行了分析,以期为该技术在生产中的应用提供参考与借鉴。
参考文献
1、高职机电一体化专业项目驱动课程体系研究郑永锋浙江师范大学2014-05-12
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:
[1]张彬. 论机电一体化技术在现代工程机械中的应用与发展[J]. 现代商贸工业,2012,05:180.
[2]申宁,李国铭. 论机电一体化的发展及在工程机械中的应用[J]. 企业技术开发,2012,32:90-91.
[3]史凤兰. 机电一体化技术在工程机械中的应用[J]. 科技致富向导,2010,30:206-207.
[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。
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)