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機電系統設計

時間:2022-12-04 21:30:18

開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇機電系統設計,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。

機電系統設計

第1篇

【關鍵詞】機電一體化;控制技術;設計;應用方法

中圖分類號:C35文獻標識碼: A

工業一直以來都是國民經濟的主導產業,其不僅關系著國家經濟的發展進程,也影響了整個社會科技的發展水平。新經濟體制下,我國工業科技取得了新的研究成果,改變了過去單一的技術應用方案。機電一體化控制系統是工業經濟中的先進模式,由于多種技術融入而提高技術的實用性,這些都能為企業發展創造有利的條件。

一、機電一體化系統的構成

從構成要素上來看,機電一體化系統由機械系統(機構)、電子信息處理系統(計算機)、動力系統(動力源)、傳感檢測系統(傳感器)、執行元件系統(如電機)等五個子系統組成。機電一體化系統的基本特征是給”機械”增添了頭腦(計算機信息處理與控制),因此是要求傳感器技術、控制用接口元件、機械結構、控制軟件水平較高的系統。

從所要實現功能上來看,因為機電一體化系統(或產品)是由若干具有特定功能的機械與微電子要素組成的有機整體,要有滿足人們使用要求的功能(目的功能),所以根據不同的使用目的,要求系統能對輸入的物質、能量和信息(即工業三大要素)進行某種處理,輸出所需要的物質、能量和信息。因此,系統必須具有以下三大“目的功能”:①變換(加工、處理)功能;②傳遞(移動、輸送)功能;③儲存(保持、積蓄、記錄)功能,不管是實現哪類“目的”功能的系統(或產品),其系統內部必須具備如下圖所示的五種內部功能,即主功能、動力能功能、檢測功能、控制功能、構造功能。其中“主功能”是實現系統“目的功能”直接必需的功能,主要是對物質、能量、信息或其相互結合進行變換、傳遞和存儲。“動力功能”是向系統提供動力、讓系統得以運轉的功能。“檢測功能和控制功能”的作用是根據系統內部信息和外部信息對整個系統進行控制,使系統正常運轉,實施“目的功能”。而“構造功能”則是使構成系統的子系統及元、部件維持所定的時間和空間上的相互關系所必需的功能。從系統的輸入/輸出來看,除有主功能的輸入/輸出之外,還需要有動力輸入和控制信息的輸入/輸出。此外,還有因外部環境引起的干擾輸入以及非目的性輸出(如廢棄物等)。

既然機電一體化系統(產品)可以分解成一系列要素或子系統構成,那么怎樣使各要素或子系統之間順利地進行物質、能量和信息的傳遞與交換呢?這就涉及到了接口的概念。所謂接口就是各要素或各子系統之間的聯系條件。從系統外部看,機電一體化系統的輸入/輸出是與人、自然及其他系統之間的接口;從系統內部看,機電一體化系統是由許多接口將系統構成要素的輸入/輸出聯系為一體的系統。從這一觀點出發,系統的性能在很大程度上取決于接口的性能,各要素或各子系統之間的接口性能就成為綜合系統性能好壞的決定性因素。機電一體化系統是機械、電子和信息等功能各異的技術融為一體的綜合系統,其構成要素或子系統之間的接口極為重要,在某種意義上講,機電一體化系統設計歸根結底就是“接口設計”。廣義的接口功能有兩種,一種是輸入/輸出的功能;另一種是變換、調整的功能。

二、機電一體化控制系統的設計要點

隨著計算機技術的迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展。現在的機電一體化技術,是機械和微電子技術緊密集合的一門技術,它的發展使冷冰冰的機器有了人性化、智能化。從企業角度分析,開辟新工業生產模式是行業科技的創新要求,也是實現經濟收益最大化的必要條件。筆者認為,機電一體化控制系統設計應注重幾大模塊的控制:

(1)結構模塊。機械本體是系統的所有功能要素的機械支持結構,一般包括有機身、框架、支撐、聯接等,這是機電系統控制的主要對象。設計一體化系統要考慮設備本身的結構設置,使機電、機械等設備發揮出預期的功效,這樣才可以加快控制系統的功能發揮。

(2)動力模塊。動力驅動部分依據系統控制要求,為系統提供能量和動力以使系統正常運行。無論是哪一種類型的機械設備,都要借助動力系統才能正常地運轉,這是機電一體化設計的主要內容。動力模塊設計可選用變頻調節技術,根據主電機傳輸能量的大小,由變頻器自動控制電傳動速率,進而對設備動力供應系統進行調節,這樣能夠方便機電系統的自動化運轉。

(3)感知模塊。測試傳感部分對系統的運行所需要的本身和外部環境的各種參數和狀態進行檢測,并變成可識別的信號,傳輸給信息處理單元,經過分析、處理后產生相應的控制信息。傳感器是信息傳遞的主要設備,用其作為信號感應與自處理裝置,對機電設備調度具有指導作用。無線傳感技術的普及應用,能夠幫助控制系統快速地分析數據信息,避免其他信號傳遞造成的干擾。

(4)指令模塊。控制及信息處理部分將來之測試傳感部分的信息及外部直接輸入的指令進行集中、存儲、分析、加工處理后,按照信息處理結果和規定的程序與節奏發出相應的指令,控制整個系統有目的的運行。機電一體化控制系統設計應考慮指令的控制,尤其是自然語言與計算機語言之間的轉換,更應該朝著一體化方向轉變,這是保證機電信號穩定傳輸的重點條件。

三、機電一體化系統的相關關鍵技術

(1)機械技術:機電一體化的機械產品與傳統的機械產品的區別在于:機械結構更簡單、機械功能更強、性能更優越。在設計和制造機械系統時除了考慮靜態、動態剛度及熱變形等問題外,還應考慮采用新型復合材料和新型結構及新型的制造工藝和工藝裝置。

(2)傳感檢測技術:傳感檢測技術的內容,一是研究如何將各種被測量轉換為與之成比例的電量;二是研究對轉換的電信號的加工處理。機電一體化系統要求傳感檢測裝置能快速、準確、可靠地獲取信息。

(3)信息處理技術:信息處理的發展方向是提高信息處理的速度、可靠性和智能化程度。人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術等都屬于計算機信息處理技術的范疇。

(4)自動控制技術:機電一體化系統中的自動控制技術主要包括位置控制、速度控制、最優控制、自適應控制以及模糊控制、神經網絡控制等。

(5)伺服傳動技術:伺服傳動包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置,常見的伺服驅動系統主要有電氣伺服和液壓伺服。

(6)系統總體技術:機電一體化系統是一個技術綜合體,它利用系統總體技術將各有關技術協調配合、綜合運用而達到整體系統的最佳化。

四、機電一體化控制系統是工業生產調度的主要趨勢,也是基于信息科技的自動化控制平臺,用其作為工業生產控制模塊,有助于加強生產設施的工作性能,帶動了生產效率的全面提升。同時,借助控制及信息處理部分發出的指令,可快速完成規定的動作和功能。除此之外,新型機電控制系統應用還表現在其它方面:

(1)人機智能化。從未來科學技術的發展角度考慮,我國機電一體化控制系統也將朝著智能方向改進,這種智能性特點是在原控制模式上的升級,應用了多功能控制技術作為輔助方案。隨著計算機應用技術的不斷推廣,機電一體化作業模式的智能系數更高,大部分人工操作均可通過計算機控制平臺處理,這些改變了傳統工業生產模式的不足。

(2)數字一體化。數字一體化是對機電一體化控制的延伸,其選用高科技數字系統作為支撐,對機電設備動作指令進行合理地調度,幫助工業系統解決實際生產中的問題。數字一體化以微型計算機為控制平臺,這種小型計算機具備了常規計算機的數據處理功能,因其外形輕巧而適合安裝于機電設備。利用數字傳感器對控制系統實時感應,發現異常信號后及時調整指令,加快了數字系統的自處理效率。

參考文獻

[1]丁子華.新時期多功能通信網絡的設計與應用[J].工業科技研究.2009,20(12):19~21

第2篇

【關鍵詞】地鐵機電設備監控系統 設計

中圖分類號:S611 文獻標識碼:A 文章編號:

地鐵車站設備監控系統( EMCS) 通過中央級、車站級和就地級三級對車站設備進行監控, 通過中央級和車站級進行系統管理。車站設備監控系統對全線各個車站的通風空調系統設備、給排水設備、自動扶梯、電梯、車站公共區照明、廣告照明、車站事故照明電源、屏蔽門及人防密閉隔斷門等車站設備進行全面、有效的自動化監控及管理,確保設備處于高效、節能、可靠的最佳運行狀態,并創造一個舒適的地下環境,此外在火災等災害或阻塞事故狀態下,能夠更好地協調車站設備的運行,充分發揮各種設備應有的作用來保證乘客的安全和設備的正常運行。

一、系統設置目的

地下鐵路作為現代化城市建設的標志之一,因其具有無污染、低噪音、高速度等優點,目前已被越來越多的城市所采用。機電設備監控系統( EMCS) 是將計算機及其網絡技術相結合的機電設備自動化控制系統,該系統的控制對象主要為地鐵通風空調設備、給排水設備、正常照明設備及電扶梯等設備。其主要作用為:對地鐵內的環境質量進行監視和控制,使其在正常情況下滿足乘客舒適度的要求,并在緊急情況下提供正確可靠的信息來保證乘客等人員安全。其中,由于地鐵工程的通風空調系統與一般的地上建筑完全不同,其溫濕的變化既有它的周期性,也有受外界干擾的隨機變化無規律性,因此,通風空調系統容量大且復雜。在這種情況下,如果沒有計算機控制系統,只靠工作人員人為去控制是根本無法實現的。所以在全線設置EMCS 系統非常重要。設置機電設備監控系統是想借一斑而窺全貌,想以此達到反映整個監控系統的設計思路,確保以上這些系統的安全可靠運行的目的。特別是在地下車站發生火災事故的情況下,能夠使有關救災設施按照設計工況及時有效地運行,從而保障人身安全。

二、地鐵監控系統的技術特點

1、環境條件特殊

地鐵建筑所處環境具有特殊性,由于機車為電力牽引,且地下相對外界隔絕,環境潮濕。既不同于地面商用建筑物,一般所處環境較好,電磁干擾較輕,也不同于工廠金屬粉塵等有害物質較多,環境惡劣。

2、功能要求特殊

地下鐵路屬于公共交通行業, 是城市交通的一面窗口,是面向乘客的優質服務,反映了城市的先進程度。這種服務除了人的因素以外,設備的安全、可靠、高效、節能所帶來的舒適感、安全性也非常重要。不同于智能樓宇側重于辦公自動化、通信自動化、長時間工作下環境智能調節的要求,地鐵建筑監控系統則更側重有利于安全行車管理、變化客流下的環境調節、災害情況下的疏散導引、相關設備在各種情況下的有效運行。

三、監控系統組成及功能

1、車站級監控系統組成由設置于車站環控電控室和車站控制室( SCR) 的可編程序控制器( PLC) 采集現場設備的狀態信號,通過網絡通訊線傳遞到車站級服務器及監控工作站,車站監控人員再通過工作站下達控制指令,由PLC 傳遞到現場設備完成。

2、中央級監控系統由中央級局域網絡構成,網絡內包括主備監控主機、主備服務器、檔案管理計算機、網絡交換機、打印機、打印機服務器、大屏幕顯示系統和UPS 等設備。

3、就地級監控設備組成:作為車站級監控設備PLC 控制器的組成部分,遠程I/ O 設備直接與現場設備連接,采集從現場傳感器檢測到的各類信號;同時,遠程I/ O 也將上級下達的控制任務,直接傳遞到現場的閥門、開關及電機等執行機構,從而完成系統的控制指令。對于關鍵性的監控場合,使用帶CPU 處理器的遠程I/ O 來實現獨立控制功能。

4、地鐵監控系統從全線功能來講,包括了設在全線調度指揮中心的中央級功能,設在各個車站控制室和環控電控室的車站級功能,以及設在被控設備附近的就地級功能。

車站級設備監控系統負責統一管理本車站的被控設備。接收中央級下達的指令,完成其控制要求,以及實現對車站的環境監控、其他機電設備的監控管理和導向設備監控。

四、車站級網絡構成

1、點對點形式

車站局域網采用1: N 點對點的結構方式,局域網上設置服務器,通過集線器可同時與所有子網控制器進行點對點數據交換,通信方式采用輪回仲裁方法,實現點對點的通信方式。該方案屬于集中式通信策略,網絡結構簡單,易于擴充,但需要的數據通路多,而且工作站處容易形成通信故障的瓶頸。

2、環形以太網形式

局域網通過連接設備將網絡連接成環型,系統各控制器作為環網上的節點互通信息。網絡通信協議采用TCPPIP 協議組標準,通信方式為CSMAPCD。由于以太網是一個非常開放的網絡,且通訊能力強大,網絡通訊設備成熟。但其傳輸效率的能力相對薄弱,如果采用高可靠、高品質的交換機作為連接設備,利用它的存儲轉發功能,建立邏輯上的多通道,則可以較好地解決這一問題。另外,為了保證系統的控制和信息的響應時間,可選擇通信速率為100Mbps 的高速以太網。

3、工業總線形式

系統各控制器作為網絡節點連接在總線網上,利用總線作為節點的共同信道互通信息。采用廣播或主從等方式通信。這種總線方式,通訊效率高,節點增加容易。常用在工業網絡中,通信效率和可靠性依據大量的工業實踐有所保證。但不同廠家的總線系統有各自的數據通信特點,相應的總線產品有其自己的市場定位,在開放性方面都有所努力,以達到通用性的目的。

五、設備選型分析

車站級局域網的高效運行,往往取決于網絡連接設備和信息傳輸的物理介質,而控制器的選擇又直接關系到系統控制性能的高低。在高速以太網尚未普及之前,大多數以太網10Mbps,沒有交換機的需求。對于百兆以太網,選用高品質10P100Mbps 自適應端口的交換機,可以使其連接的每個端口設備擁有足夠的帶寬。其自動偵測交換和全雙工功能,使網絡有著良好的擴充延伸性能。而支持冗余雙環硬件自動切換的功能,使以太網的雙環結構成為可能, 這樣就在網絡故障自愈能力上提高了系統的可靠性。

采用多模光纜作為傳輸介質,避免了強電磁感應、高電壓引起的干擾。選用帶有鋼護帶,具有良好抗拉伸和抗側壓,以及防濕防潮性能的光纜,更有利于在地下的安裝敷設和系統傳輸可靠性的提高。

作為車站級監控系統的核心部件,控制器的處理能力、處理速度、擴展能力、可靠性、易維護性等諸多方面都要有所考慮。而PLC 在這些方面則有很好的性能和實踐。在對實際數量的IPO 數據收發的同時,有大量的中間處理數據,選擇CPU 的處理能力就要遠大于實際的IPO 數量。對于不同的指令,處理速度有幾倍,甚至幾十倍的差別,選擇基本賦值指令作為參考,具有可比性。為提高可靠性,如一臺PLC 被診斷故障,另一臺必須保證所有下層設備及數據通訊不間斷、無擾動的繼續正常運行,PLC 常需要冗余配置。配置方式有單電源- 雙CPU、雙電源- 單CPU、雙電源- 雙CPU的多種組合, 采用后一種及雙背板結構,更能保證PLC 的完全冗余。采用標準化選件、模塊化結構、可帶電插拔方式等,為運營維修部門的現場設備維護和日后系統的擴展創造了條件。

總結

地鐵機電設備的自動監控是一項十分重要的控制技術,也是一項繁雜的系統工程,涉及許多專業的設備監控及運行要求,有著地鐵行業的特殊性。這就要以接口協調配合為基礎,設備選型為根本,網絡構造為條件,以管理措施為保證,以實際運營經驗作為優化的前提,才能使得地鐵監控系統有更好的發展前景。

參考文獻

第3篇

關鍵詞:機電一體化系統設計;教學方法;創新能力

中圖分類號:TH-39 文獻標識碼: A

0前言

就目前而言,獨立學院的的培養目標大都定位于應用型本科人才的培養,人才的培養模式必須與人才培養的目標相適應。機械和電子制造業快速發展,生產領域的科技含量日益增大,使得企業需要大量既懂機械又懂電子的機電一體化復合型人才。因此,依據應用型本科教育的培養目標和機電一體化系統設計課程自身的特點,現從課程的教學內容與方法、實踐環節及考核方式等方面對課程教學做一些探討,并在實際課程教學過程中進行嘗試,以期能逐步完善本課程的教學系統。

1教學內容的改革

目前,《機電一體化系統設計》的教材數十種之多,在對教材的選擇上應把握以下幾點:(1)實用性,教材避免紙上談兵,避免冗長的理論推理、介紹,要突出實用性,更多介紹實際設計。(2)系統性,教材針對機電一體化系統的設計展開,因此,對于每一環節都要強調在整個系統中的作用及其與系統其他要素的關聯性。(3)先進性,介紹最新技術前沿,讓學生了解最新發展狀況,激發學生學習興趣,把握學習方向。

在此基礎上,選擇張健民編寫的《機電一體化系統設計》為教材。在選擇教材的基礎上,對于教學內容也應作出相應的選擇與調整。《機電一體化系統設計》課程涵蓋知識面寬,包括機電一體化相關概念、機械機構、執行元件、微機控制系統、檢測傳感裝置、可靠性設計、安全性設計、典型案例分析等。如果一一介紹,授課學時有限( 48 學時),勢必造成每一知識點都點到為止,學生只能了解皮毛,而無法深入本質。

考慮到我校學生機械方面知識掌握較為良好,而電的相關知識則較為薄弱,因此,獨立學院教師在教學過程中可以根據自己院校的特點在內容的選擇上,有所側重。在對教材內容的把握上, 對于機械系統部分知識點到為止,只重點介紹其中典型的、先進的技術的應用。對于與電結合的部分知識,則重點介紹。

2教學方法的改革

2.1教學手段的靈活化

《機電一體化系統設計》課程具有內容豐富、信息含量大、抽象等特點,內容比較枯燥。可采用形式多樣的教學方法,例如多媒體教學法、啟發式教學法等,來激發學生的學習興趣。重點講授知識的精華、知識的內在聯系。以實例為引線, 從系統觀點出發,增加課堂討論環節,通過提問、討論的形式引導學生考慮并發現系統設計時應注意的問題,總結系統的應用場合、控制方法等問題,使學生進一步理解與掌握所學知識,增強學生的實際應用能力。

2.2實踐教學環節的加強

實踐環節包括實驗、課程設計等。針對《機電一體化系統設計》課程綜合性強的特點,增加綜合性、創新性實驗。

課程設計可利用實驗室的模塊化生產加工系統( MPS) 教學設備,該系統囊括了機電一體化專業學習中所涉及的諸如電機驅動、氣動、PLC( 可編程控制器) 、傳感器等多種技術,給學生提供了一個典型的綜合科技環境。通過完成系統故障檢測試驗、站點間聯網程序控制實驗等,使學生曾學過的諸多單科專業知識在這里得到全面認識、綜合訓練和相互提升。

創新實驗,可利用慧魚模塊,任意搭建各種機械模塊,如起重機、挖土機等, 在構建機械模塊之余,完成電機、傳感器的選擇、安裝,程序的編制等。通過實驗環節,使學生能夠帶著問題來學習和實踐,并從中初步掌握科學研究的基本過程和基本方法,培養了學生獨立分析、解決問題的能力和創新能力。

此外,鼓勵學生參加科研項目,也有利于提高學生的學習興趣,增強其學習的主動性和目的性。

2.3教學場所的多樣化

教學場所作為教學手段應用的環境,不必總是拘泥于教室。實驗室和學生生產實習的工廠都是良好的現場教學手段,讓學生走出課堂、步入工程現場,讓理論聯系實際。

3創新能力的培養

創新來自觀察,來自實踐,可以有計劃地設置主體(例如機械創新設計大賽),引導學生課外科技創新活動。目的在于通過這一主體活動,引導更多的學生進行應用型學習。我校新引進了慧魚的一系列產品,目的在于讓學生在拼裝各種模型的過程中,不斷思索不斷創新。

4考核方法的改革

為了更好落實本專業 “一線工程師” 的人才培養目標,提高學生的動手能力勢在必行。在考核方式上,根據我校實際情況,在50分的平時成績中,改變過去以點名和教師對學生的大概印象來評分的模式。即:出勤考核占10分,回答問題和作業占10分,實驗占10分,課設占20分。操作增加了學生的動手能力,課設對培養學生主動學習能力、熟悉和深化某一專業知識點大有益處,同時對于專業知識的學習和綜合素質的提高作用明顯。

5結語

只有將教學內容、教學方法、考核方法等教學改革應用到《機電一體化系統設計》中,才能更好地為教學服務,才能顯著提高教學質量。

第4篇

一、基于CDIO的教學改革方案設計

1.CDIO的基本思想。CDIO①(Conceive,Design,Implement,Operate)是美國麻省理工學院(MIT)和瑞典皇家工學院等4所大學聯合探索創立的工程教育理念,以構思(Conceive)—設計(Design)—實現(Implement)—運作(Operate)理念開展基于工程項目全過程的學習,著重培養學生全面的工程實踐能力。其指導思想是:以誠信、職業道德培養為基礎,以工程設計任務為導向,以培養個人能力(實踐能力和終生學習能力)、團隊能力和系統的適應與調控能力為主要目標,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有聯系的方式學習工程②③。《機電一體化系統設計》是一門農業工程學科課程群中最具專業特色的專業基礎課程,教學改革中,完全可以在相應的教學中應用CDIO的理念。2.基于項目教學法的教學改革方案。在教學過程中打破原有的教師講授,研究生被動接受知識的模式,采用以項目為驅動的教學方法,增添師生通過共同實施一個完整的項目工作而有目標進行的教學活動。這種方式可以提高研究生的學習興趣,讓其有目標地自主學習,進而很好地融入到有意義的任務完成的過程中,使學習變成一個生動有趣的事情。同時,研究生可以通過自己的實踐進行知識構建和技能訓練④,不再需要枯燥無味的重復就能理解并牢牢記憶理論知識。項目法教學流程圖如圖1所示。(1)研究項目的確定。如圖1所示,在教學活動實施之初根據機電一體化系統設計課程的需要及參與本門課程學習的研究生人數,由教師確定項目個數并進行分配任務。(2)研究生分組。由教師主導根據研究生的不同興趣、個人擅長的特點及團隊合作需求,對研究生進行分組作業并選舉各組組長。(3)討論項目目標和任務。由教師布置相關教學任務,組長協助并組織組員進行項目內容討論并確定具體任務目標,進而分配各成員任務分工。(4)制定項目實施時間表。教師根據本課程的學時數和項目內所包含的任務量,制定具體的項目實施時間表。(5)講授項目實施規范與考核標準。項目實施前,教師專題講授項目實施規范與具體的相關考核標準,及研究報告的書寫規范。考核制度采用百分制標準,其中項目研究占80%的分數,其余20%教師根據組員的團隊合作情況酌情給分。(6)項目實施階段。教師跟蹤各組研究的進展狀態,項目實施過程中根據所遇到困難及問題的普遍性,組織專題討論或者進行個別組具體指導,解決所出現的問題。本課程涉及的主要問題在于硬件系統搭建和上位機軟件設計部分。通過舉辦講座進行具體講解示范及解惑。(7)項目結題階段。項目完成后組織答辯,各組需要準備好項目技術報告及幻燈片材料,由各組組長匯報項目流程,其他研究生成員分別負責答辯涉及具體問題的解答。答辯結束并完成后,教師會對課程進行綜合總結并給所有研究生打分作為最終成績。

二、教改方案實踐

基于本文的教學改革在佳木斯大學農業工程學科2011級、2012級研究生及2013級留學生教學中實行了教改方案實踐,并取得了良好效果。1.項目任務的確定。本課程主要講授步進電機、伺服電機的驅動原理、運動控制系統的設計與調試。以我校農業工程學科2011級研究生課程為例,選修機電一體化系統設計這門課共有12名研究生,共計確定分為2組研究項目,每組人數為6人,研究項目表如表1所示。期間開展的基礎知識講座內容如表2所示。2.項目實施時間表的確定。培養計劃中規定本門課程共計38個學時,其中理論學時占20學時,實驗占18學時。本次課程改革將全部學時用于項目開發,教學過程中根據各組項目進展和需要,開展定向基礎知識講座,同時要求各組成員每兩周進行一次項目進展報告,每組每周開兩次組會,時間地點由各組自行商議選定,組長負責考核各成員績效并作詳細記錄。學生邊做邊學,理論和實踐結合,教學效果非常好。3.項目實施過程。在教學改革實踐過程中,全體參與教學改革的研究生體現出極大熱情投入到項目開發過程中,在學習中不但掌握了實踐技能,培養了科研素養,還對自己即將從事的科研項目有了明確思路與方法。對研究生完成后續的碩士學位論文具有重要意義。

三、結論

本文打破原有的機電一體化系統設計課程教授式教學方法,在CDIO教學理念的指導下,進行了基于項目教學法的教學改革實踐活動并取得了良好的效果。具體總結如下:1.CDIO理念在實踐性較強的機電一體化系統設計課程中的應用符合教學規律,研究生學習方式由被動接受轉為主動探索,達到課堂與課間一致均能開展研究,教學效果良好。2.研究生通過參與項目的討論研究,使其增強了團隊協作感,能夠各司其職,具有強烈的責任感,看到自己的項目科研成果也有巨大的成就感,這種教學方式有利于研究生科研素養、實踐技能、自信心的提高。研究生隨著項目研究的需要主動探索其他課程,學以致用,知識掌握牢靠。3.項目教學法需對帶隊教師的水平有一定要求,教師額外的工作量核定、研制資金、必要的設備的支持,在教學方法改革的同時相應的保障機制要隨之改革,才能達到良好教學效果。4.本次教學改革產生的科研成果不但對我校研究生培養起到巨大提高作用,還對其他兄弟院校的研究生培養起到一定的借鑒意義,具有一定的推廣價值。

作者:姜永成 華秀萍 顏兵兵 郭曉云 陳思羽

第5篇

關鍵詞:模塊化;傳感器;實時監控;雙級保護

EBZ260掘進機適用于煤礦井下半煤巖或全巖巷道的掘進工作,也可在鐵路、公路、水利工程隧道施工中使用,屬于機電液一體化設備,其中電控系統的技術水平決定掘進機的智能化程度。

EBZ260掘進機的電控系統主要是由電控箱和操作箱兩部分組成,它們和截割電機、油泵電機、二運電滾筒、電鈴外部元器件共同構成了掘進機的電氣系統。

1 總體要求

電控系統要求能夠控制執行元件的啟動停止和電磁閥的開關,通過各種傳感器檢測部分執行元件的運行狀態,并提供相應的保護功能。該系統應具有程序化、模塊化、可靠性高、抗震動、抗干擾等特點,能夠顯示系統工作電壓、各電機運行狀態和工作時間等內容,使掘進機操作者對機器工作情況一目了然。

2 控制對象分析及主回路設計

電控系統的控制對象主要包括與電氣相關的執行元件和液壓系統中的電磁閥,主要有截割電機、油泵電機、二運電滾筒等,技術參數如表1所示。

由上表可得出系統的供電電壓為1140V。總電流最大約為282A,選用額定電流為400A隔離開關即可滿足要求。

截割電機內部有兩套獨立的線圈,對應兩種不同的轉速和功率,需要兩個真空交流接觸器來控制它的動作,可選用SIEMENS的3RT10.6系列接觸器,同樣控制油泵電機和二運電滾筒的接觸器也選用該系列。

以上各電動機在啟動和停止瞬間會產生較大的自感電動勢,為防止損壞其他電氣元件,每個電動機的主回路中還需要增加阻容吸收裝置。

隔爆電鈴、照明燈和電磁閥等元件的工作電壓等級不同,可通過變壓器和本安電源獲得,輸入電壓為1140V AC,輸出電壓等級至少需要包含24V、127V、220V。綜上所述,可設計出主回路圖紙,如圖1所示。

3 控制回路設計

控制回路以松下FPG-C32T型PLC為核心控制單元,具有體積小、速度快、可靠性高、擴展能力強等特點,輸入端最多可以擴展至24路模擬量。PLC接受外部傳感器和按鈕開關的輸入信號,通過內部程序處理,使中間繼電器動作,控制交流接觸器的吸合或斷開。

3.1 操作按鈕

根據控制要求每個電動機需要啟動和停止兩個按鈕,急停、電鈴和PLC復位各自需要一個按鈕,屏幕參數設置需要四個按鈕,本系統中選用瑞士eao按鈕,防護等級高達IP68,安裝方便,可靠性極高。設計完成后操作面板如圖2所示。

(下轉第162頁)

(上接第158頁)

3.2 傳感器

在掘進機控制系統中,需要對某些元件的參數進行檢測,并將信號傳送給PLC,由PLC根據這些信號判斷系統運行是否正常,并作出相應動作。

3.2.1 溫度變送器

電機在運行過程中會產生熱量,導致溫度升高,溫度過高時將會導致密封損壞,軸承的滾動體和內外圈的硬度下降,整個電機壽命縮短。油箱中的液壓油是整個液壓系統的工作介質,油溫過高將造成液壓元件的密封性能下降,因此需要監測電機繞組和液壓油的溫度。

截割電機和油泵電機內部都預埋了PTC和PT100。 PTC為繼電器形式,開關量輸出,但PT100為電阻信號,PLC無法直接處理,需要用隔離柵將其轉化為4-20mA的電流信號,然后傳入到PLC中。此處選用STWB-TR4型溫度變送器,不僅提高抗干擾能力,而且能夠同時轉換4路電阻信號。

油箱中選用GWP200Z型溫度變送器,該變送器為不銹鋼材質,前部帶有探頭,可插入到液壓油中測定溫度值,測量范圍為0-200℃,輸出形式為4-20mA的電流信號。在主程序中對油溫的監測也采用了雙級保護,即當液壓油溫度升至70℃和90℃時,系統會報警或停機,溫度恢復正常值前報警會持續。

3.2.2 液位控制器

液壓系統工作過程中會有油液損失,油箱液位過低可能導致液壓系統中的組合變量泵吸空,空氣進入到液壓管路中在巨大的壓力作用下造成氣蝕,對液壓元件損害極大。選用YKJD系列液位繼電器對頁面高度進行監測,當液面高度低于設定值時,系統發出報警,提醒工作人員油箱液位低,加油至規定值后可重新開機。

3.2.3 壓力傳感器

液壓系統額定工作壓力為25MPa,當壓力過低時馬達或油缸動作無力,壓力過高時會對液壓膠管和其他元件造成破壞。在泵的出油口處安裝了GPD60(B)隔爆型壓力變送器,測量范圍為0-60MPa,輸出信號為4-20mA,PLC檢測到壓力異常時會發出聲光報警。

3.2.4 壓力控制器

外噴霧工作壓力不小于1.5MPa,當水壓過低時將影響噴霧降塵效果。在外噴霧管路中增加GPD10K隔爆型壓力控制器,可在1-10MPa范圍內任意設定一個壓力值,當壓力過低時繼電器觸電動作,將信號傳入PLC中,系統發出水壓過低的報警信號,可以實現水電閉鎖、壓力切斷等保護功能[1]。

4 主控器

主控器是整個電控系統中最重要的部分,本設計中將PLC、本安電源、繼電器板和光耦板集成到一個不銹鋼箱體內,作為主控箱。所有控制線從主控箱前側的接線端子中引出,實現了主控器的模塊化設計,如果使用過程中某個元件出現問題,直接更換主控箱即可。

5 結語

本套電控系統具有操作簡單,維護方便可靠性高的特點,經實踐證明能夠滿足EBZ260掘進機的所有動作要求,并具備全面的保護功能,提高了掘進機的智能化水平。

參考文獻:

第6篇

關鍵詞 項目教學法 創新能力 實踐能力

機電控制系統設計作為機電專業研究生的一門重要專業課程,該課程涉及機械學、電子學、控制理論、微機應用、軟件編程等多方而知識,其內容豐富、信息含量大、理論性強等特點,內容比較枯燥,教學中很難引人入勝,現有的“板書式”教學已經無法適應教學的需要,因此要獲得好的教學效果就必須對教學方法進行改革。筆者在機電控制系統設計教學中嘗試采用了項目教學法,充分利用我們現有的科研條件,把專業的理論知識融入項目實踐之中,使理論課程授課與項目實踐結合在一起,提高了研究生的學習興趣,教學效果顯著。

1 開展項目教學的意義

1.1 培養學生創新思維,提高學生動手能力

項目教學就是以科研課題實例為主線,讓學生圍繞對工程實踐的解決來學習知識、發展智力、培養創新精神和實踐能力的一種先進的教學組織形式。項目教學法在軟件培訓中廣泛使用。因此,培養研究生的創新能力,就需要引導學生在課程學習過程中不斷地發現和解決實際問題。

1.2 項目教學是解決實際工程問題的基礎

研究生的專業課需要很多本科所學的基礎課程,通過項目教學,使學生不斷發現問題,為解決這些工程問題,促使學生去學習新的知識和技術,提高分析、解決實際問題的能力。科研調動學生的學習興趣,激發了學生的學習熱情,能使學生始終保持主動的求知欲望。

1.3 提高教學質量

項目教學是基于實際課題進行的。每課題都能講授、示范、技能訓練同步進行,突出了現場示范,增強了直,觀性,使學生能夠用理論指導實踐、在實踐中消化理論。學生的知識和技能就在這樣的過程中生成,學習能力得到有效的開發,教學收到事半功倍的效果。

2 目前機電控制系統設計課程教學存在的問題

機電專業是一個寬口徑的,機械與電子共同支撐該專業。研究生在本科階段有學機械的,也有學控制的,水平參差不齊,而機電控制系統設計課程同時需要機械和電子方面的知識。這樣嚴重地影響了教學任務的順利完成和教學目標的順利實現。目前機電控制系統設計課程教學存在的主要問題如下。

(1)教學內容因知識點繁多,沒有得到有效的梳理。機電控制系統設計課程涉及內容繁多,包括控制電機、氣壓和液壓系統、檢測裝置、 自動控制理論、微機控制系統、PLC控制等內容,這些具體課程內容相互之間聯系又相對較少,所以現有的課程體系沒有從總體角度說明為什么課程內容要這樣安排,勢必就會大大降低學生的學習興趣和積極性。因此,在課程內容體系上進行梳理性教學改革,是非常有必要的。

(2)課程教學理論較多,工程應用很少。課程的設置仍保留傳統的“重理論,輕工程應用”的培養模式。如所設置的“控制工程基礎”和“測試技術”兩門課程均屬于理論性較強的課程,不利于機械專業學生將學到的機電控制理論知識與現場的工程實際相結合,也就不能夠很好地鍛煉學生的動手能力,那么,培養應用型人才的目標也就無法很好地實現。因此,進行教學改革研究,也是非常有必要的。

(3)課程缺乏系統性和前瞻性。許多工程上已得到廣泛應用的機電控制新技術在已設置的課程中沒有體現,如現場總線技術、智能控制技術、ARM技術等。這樣,我們培養出來的學生也就很難適應高新技術和現代化的要求,也就無法培養出大量的符合社會主義現代化建設要求的應用型人才。

存在上述問題的課程體系,使得學生難以將所學的機電控制知識靈活運用到機械設計與制造中去解決機械行業越來越多的先進制造設備或系統的控制技術問題,難以勝任機電產品或系統的設計工作,可見,在機電控制系統設計課程教學中引項目教學已勢在必行。

3 機電控制系統設計課程項目教學實踐

3.1 項目教學內容

機電控制系統設計課程的主要內容包括:機電系統控制電路設計、檢測系統設計、微機控制系統設計、機械系統的選擇與設計、PLC應用系統設計、伺服控制技術等。根據課程要求設計以下3個項目,每個項目下設若干子項目。這3個項目涵蓋了課程的大部分內容。

項目一:變頻真空泵恒壓控制系統設計。

該系統是由一臺三相交流電機帶動真空負壓泵抽真空,三相交流電機由變頻器驅動。負壓傳感器測量負壓,使壓力穩定在4Kpa到6Kpa的某一設定值上。系統的組成如圖1所示。單片機完成壓力設定及實際值的顯示、壓力調整等功能。當壓力小于設定值時,通過RS485總線驅動變頻器,使變頻增加,電機轉速加快,提高壓力,使其接近于設定值。項目所涉及的知識點有:單片機應用、RS485總線、匯編語言編程、傳感器、放大器、變頻器應用、控制算法等。

項目二:某污水處理控制系統設計。

該系統有A、B、C三個水池。每個水池都有電動進水閥、出水閥、曝氣風機、排泥泵等,還有水位傳感器、濃度傳感器反饋元件。用西門子S-200PLC來控制系統按一定的工藝路徑運行。采用PLC加觸摸屏控制,有手動和自動控制方式。系統框圖如圖2。項目涉及的知識點有:PLC應用、梯形圖編程、傳感器樣本、電機及閥門控制等。

項目三:基于ARM的交流伺服電機位置控制系統設計

項目內容及要求:該系統由ARM9263作為控制器,驅動兩臺伺服電機,伺服電機通過連軸器帶動滾珠絲杠作X-Y向直線運動。伺服電機由編碼器作為位置反饋,系統結構如圖3。

通過觸摸屏可以控制X、Y向的獨立加減速運動,通過直線插補算法讓系統在第一象限直線運動。所有軟件是在WinCE操作系統下,由EVC編程環境下完成的。項目所涉及的知識點有:VC系統編程、伺服電機及驅動器的使用、位置反饋編碼器、直線插補算法、滾珠絲杠的使用、ARM系統的使用等。

每個項目都有較詳細的設計任務書給學生,介紹項目所需的知識點,再將每個知識點做簡單說明。對于一些較難的部分就直接給出圖紙。最后推薦一些相關的參考書,要求在規定的時間內將相關章節學完。所有項目都要完成設計文件和設計圖紙,并提交電子文檔。

3.2 教學方法與手段

機電控制系統設計課程共有40學時,只留10學時講課,其余30學時全部采用實訓教學,課本知識要求學生自主完成通過學習,學生應該掌握機電控制系統設計的基本方法和理論。研究生在本科階段所學知識水平參差不齊,還需要求同學根據自身情況,補學模電、數電、單片機、微機原理、VC編程等課程,為項目教學打下基礎。

以上的三個項目全是筆者的實際科研項目,并且已經完成交給企業了,有做好的實物。提供開放實驗室和創新實驗室,帶學生到企業觀看實際的系統,讓學生有更多的動手動腦機會,可以對課堂上的內容進行加深與鞏固,還可以促進項目的完成,使學生可以有更多的時間進行實踐訓練,進一步提高學生的實踐能力和創新能力。

以項目為基礎,激發研究生潛在的學習動力,圍繞完成任務中出現的問題、難題進行理論知識的學習,引導學生綜合運用所學的知識和技能,進行工作任務的策劃與設計、實施和評價,訓練學生有序的工作方法,培養學生的工作能力。項目實施過程中鼓勵學生有一部分的創新和發揮,通過分析和解決完成任務中的創新要求,培養學生創新思維和創新能力。

定期開展討論交流,把實際中遇到的問題拿出來,大家一起提出解決方案,教師可以直接或間接給予提示,也可以讓不同的學生使用不一樣的方案,最后討論各種方案的優缺點。要求學生獨立完成項目最后,在學生間進行互幫評價,讓教師進行指導性評價,還可以請企業方工程技術人員給予評價以集思廣益、促進交流和鼓勵探究。

3.3 項目教學評估考核

項目教學法在于過程而不是結果,過程性考核在學生按計劃完成每個項目時進行,每個項目完成后要進行一個階段性考核,教師根據項目的要點對學生完成的項目進行考核。本課程著重點是應用,所以不安排在期末考試。平時表現如課堂表現、項目實踐過程、討論交流情況、課外項目任務等占40%;根據每一個項目完成情況、文檔的完整性、圖紙的規范性、軟件編寫和說明文件、最終項目能否使用等,由教師給出項目成績,每個項目占20%。最后算出綜合成績。改變僅以幾次考試分數來評價學生的傳統做法。著重考核研究生的實際動手能力和創新能力。

第7篇

關鍵詞: 機電一體化 系統設計 綜合實驗 改革實踐路徑

機電一體化課程設置的基礎是讓學生掌握機械系統的具體設計方法和設置步驟,并在此鍛煉學生的數控編程能力,但是受到新的發展形式的影響,該課程的很多弊端逐步暴露出來。如,設備只有一臺,學生多次拆裝后,設備中的很多元器件已經被損壞,或者絲杠和導管出現不同程度的磨損,不能驗證編制程序,這將對培養學生動手能力起到阻礙作用,故此該教學環節需進行改革與優化。

一、機電一體化綜合實踐設備改革的前提條件

(一)配備高素養的師資隊伍

由于機電一體化需要涉及機械、電工、電子等相關專業,在專業化基礎建設的過程中,每一個部分都要設置相關的教師開展專業化的指導,這是實現機電一體化的前提條件。同時要求機電一體化教研時和實驗室需經多方切磋做好專業教學評定,并追蹤確立專業指導教師,這些教師中有專業任課教師、專業實驗教師,兼顧設備設計中的各個專項領域,為學生的實驗教學活動保駕護航。

(二)專業化教材編寫

機械一體化教材的編寫需要從頭開始,這是促進學生專業發展的關鍵要素。由于教材是學生獲取知識的“陣地”,好的教材能夠給學生提供更好的指導作用,學生根據教材的章節設置要求,能夠制訂教學計劃,并結合教材開展實驗教學活動,教學內容涉及基本信息評定、實驗目的、實驗任務等相關的流程。

二、綜合實驗開展的特色化表現

(一)機電一體化產品

MPS即模塊化生產加工系統,是德國的FESTO公司在結合現代化工業特色的前提下研發出的模擬自動化生產流程,主要工作過程過程包括供料工作站、檢測工作站、加工工作站等幾部分,控制時主要通過I/O數據通訊方式控制整個工作站的具體狀況。由于該教學培訓系統主要蘊含的內容包括:機械設計、傳感器設計、氣動技術等。故此,該技術是在工業自動化領域內建立的完整的教學系統。

(二)面向實際的培訓設備

從工廠的角度出發,可以獲悉面向實際的培訓是趨向于理想的培訓,工廠在進行實地的培訓會讓生產系統產生故障,并由此引發生產的風險,甚至在整個生產過程中出現破壞的狀況,這一理想通常是不可行的。但是若使用FESTO則能較好地解決這一問題,由于該系統能夠模擬整個實際生產的全部過程,因此在實驗室運行過程中要求技術人員對設備進行安裝、調試和編程等環境的支持,并在此期間維護和確定排除系統故障的工作。

三、綜合實踐成果總結

(一)獨立完成機械圖紙設計

由于該設備使用時沒有提供相關的機械圖紙,學生在實踐過程中需根據裝備初期的狀況做好裝配結構的分析與組成要素,并進行測繪,學生可以在短時間內繪制出每一站的機械系統CAD裝配圖紙,并將各個零部件標注清晰。

(二)獨立完成PLC程序設計

該設備最初配置的PLC是西門子公司的可編程控制器,設備供應商在設備供給時只能提供PLC的程序。但是在課程講解中需要運用歐姆龍公司生產的PLC程序設計,所以學生在使用時更偏重于歐姆龍公司生產的PLC編程模式。設備采購過程中應明確說明安裝歐姆龍公司生產的PLC,取代西門子公司的PLC程序,但是很多設備提供商還不能提供歐姆龍的PLC程序。學生在學習時就要根據光盤提供的每站動作錄像做動作分解,并畫出動作的流程圖或者梯形圖等,編制正確的PLC程序,學生在完成時需要結合以往學習過的知識做新知識的延伸,且由于每個學生對程序有不同的理解,因此學生都能獨立完成學習任務,這將大大提高學生的自主學習能力,并能在此基礎上完善學生的知識體系。

(三)獨立完成電氣原理圖和氣動回路原理圖

在拆裝電氣或者氣路部分的管線裝置,學生能夠了解I/O口線的地址,并連接所有的控制元器件,弄明白氣動電磁閥、氣缸或者電機等元器件的具體工作原理和控制要素,學生通過實際手動操作,對位置有初步了解,繪制電氣原理圖的時候對各個元器件的位置有深刻印象,也能獨立完成電氣原理圖和氣動回路圖,學生在原課本中的知識就能充分運用到實驗過程中,對知識的理解將進一步升華,并對知識的具體使用有新的認識。

(四)答辯夯實畢業設計基礎

答辯時要求小組代表先花費十分鐘的時間整合整個設計過程,并在綜合實踐組織的過程中做好任務的分配和實驗的全過程跟進,然后指導教師結合實驗情況有針對性地對小組成員提出問題,并根據情況做好記錄和評分,這樣才能客觀體現出學生的真實實驗成績。

機電一體化系統設計的綜合實驗主要是運用閉環式的教學模式,其中涉及的內容包括學生四年時間內學習到的機械制圖、機械原理、接卸設計等相關內容。學生在學習期間通過親自動手拆裝和測繪,并在編制和調試的過程中,對知識有新的認識,并且提高動手能力,用以培養創新思維能力。

參考文獻:

[1]鞠勇.面向實際工程應用的PLC實驗室建設[J].實驗室研究與探索,2002,(01).

[2]林志堅,沈萌紅.基于仿真技術的PLC模擬實驗系統[J].實驗室研究與探索,2006,(02).

[3]魯曉陽.中等職業學校網絡型PLC實驗室建設和課程開發[D].浙江工業大學,2007.

第8篇

汽車自動清洗機主要包括機架行走機構、側刷刷洗機構、頂刷刷洗機構、風干系統、清水管路系統和清洗劑管路系統。

龍門架(機架)通過兩臺交流異步電動機作為驅動源。通過控制行走電機的正轉、反轉。使機架前進或后退。同時,為保證汽車清洗機在軌道上運行的安全性、有效性,在軌道兩端特設立兩個行程開關,即一個汽車前端感測開關和汽車后端感測開關,以控制機架行走的范圍。

側刷刷洗機構,刷子轉動由兩臺交流異步電動機作為驅動源,通過控制兩臺電機的啟動與停止,來控制刷子的轉動。

頂刷刷洗結構,刷子轉動由一臺交流異步電動機作為驅動源,不需要進行正反轉控制。它也是通過控制電機的起停來控制刷子的轉動。

風干系統由一臺風機和相應管路組成。它的通斷可通過控制電機的啟動與停止來實現。

清水管路系統主要由一臺水泵以及相應的管路組成,水泵的運轉通過控制電機的起停來完成。

清洗劑管路系統與清水管路系統相似,也是由一臺水泵和相應的清洗劑管路構成,清洗劑管路工作也是通過控制電機的啟動與停止來實現。

2.汽車自動清洗機的控制系統的電路設計

頂刷、側刷的轉動、汽車清洗機的供水、風干系統的風機等均采用電力驅動的方式。汽車自動清洗機供電電源為三相380V交流電,一共需要8臺異步交流電動機。兩臺行走電機分別由KM1、KM2和KM3、KM4控制器正反轉從而實現機架的前進、后退。頂刷電機由KM5控制啟動與停止。兩臺側刷電機由KM6、KM7控制其啟動與停止。清水水泵電機由KM8控制啟動和停止。清洗劑泵由KM9控制啟動和停止。風干電機由KM10控制啟動和停止。同時為進行過載保護,在每個電機線路中加裝一個熱保護器。并在母線上加裝一個熔斷器。其主電路圖如圖1所示。

3. 汽車自動清洗機控制系統中電動機的選擇

通過對汽車自動清洗機主要機構的運行過程分析可以確定,機架的行走,頂刷、側刷的轉動、汽車清洗機的供水、風干系統的風機等采用電力驅動的方式

電動機的選擇包括電動機的功率、種類、電壓、轉速和結構形式選擇等[12]。

1)電動機功率的選擇

電動機的功率反映了它的負載能力,對電動機的選擇首先是對電動機功率的選擇。如果選擇的電動機功率過小,則不能是機械設備在正常工作狀態下運行,無法完成相應的生產任務,電動機在過載條件下運行,會造成電動機損壞或其他機械故障。如果選擇的電動機功率過大,則設備投資費用增加,電動機運行效率下降。

電動機的功率選擇選擇應根據以下原則進行:

(1)允許溫升保證電動機在運行時的實際最高溫度θmax不高于電動機絕緣材料所允許的的最高溫度θa,即

(3.1)

(2)過載能力電動機熱慣性大,在短期內承受高于額定功率的負載時所達到的溫度不會高于電動機絕緣材料所允許的最高溫度,有一定的過載能力.但是電動機的最大轉矩Tmax(對于異步電動機)或最大電流Imax(對于直流電動機)必須大于運行過程中可能出現的最大負載轉矩TLmax和最大負載電流ILmax,即

(對于異步電動機) (3.2)

(對于直流電動機) (3.3)

式中:λm、λi為電動機過載能力系數。

(3)啟動能力 為了保證電動機能夠可靠啟動,必須使

式中:λst為電動機啟動能力系數;Tst為電動機的起動轉矩。

根據負載圖按發熱理論進行計算來選擇電動機的方法,理論依據可靠,但計算過程復雜。而且只是在一些假設的條件下得到的;此外,對于大多數的生產機械來說,找出具有代表性的典型負載圖有困難,因此得到的結果差異往往較大。因而,在電動機的功率選擇中常用:統計法和類比法。

2)電動機類型的選擇

滿足生產機械對拖動系統啟動、調速、制動、正反轉、負載等要求,是電動機類型選擇的基本原則。

(1)對于不要求調速、對啟動性能無過高要求的生產機械,應當優先選擇一般的鼠籠式異步電動機(如YL、JS、Y系列等)。若要求啟動轉矩較大,則可選用高啟動轉矩的鼠籠式異步電動機。

(2)對于要求經常啟動和制動,且負載轉矩較大,還有一定調速要求的生產機械,應考慮選用線繞式異步電動機(如YR、YZR系列等)。

(3)對于需要幾種速度,而不要求無極調速的生產機械,可選用YD等系列多速異步電動機。

(4)對于需要恒轉速運行的生產機械,且需要補償電網功率因素的場合,應優先考慮選用TD等系列的同步電動機。

(5)對于需要大范圍無極調速,且要求經常啟動、制動、正反轉的生產機械,則可以選用帶調速裝置的直流電動機或鼠籠式異步電動機、同步電動機。

3)電動機額定電壓的選擇

電動機額定電壓與供電電壓一致是電動機額定電壓選擇的基本原則,交流電動機額定電壓應與供電電網電壓一致。直流電動機的額定電壓也要與電源電壓相一致。

4)電動機額定轉速的選擇

對于額定功率相同的電動機,額定轉速越高,電動機尺寸、質量和成本越小,因此選用高速電動機較為經濟。因此,在確定電動機額定轉速時應全面考慮各方面的因素,綜合分析做出選擇。

5)電動機的結構形式選擇

第9篇

關鍵詞: 機電一體化系統設計 考核方式 思路 改革

《機電一體化系統設計》是一門面向機械設計制造類專業所開設的專業綜合特色課程,是集機械、電子等基礎課程知識為一體的綜合性專業課程,課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,并結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,闡明機電一體化技術原理。課程具有較強的實踐性特征,因此,要求學生在學習過程中既重視和掌握基本概念、基本原理和基本方法,又重視相關理論的應用,加強實踐環節的學習和運用[1-2]。針對該課程以上特點,如何開展課程的考核成為課程教學改革的關鍵,本文在綜合分析課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,分析探討了不同考核方式優缺點,提出課程考核方式改革的思路,為高校機械設計制造類專業《機電一體化系統設計》課程教學改革提供一定參考。

1.《機電一體化系統設計》課程特點

《機電一體化系統設計》課程作為機械技術與微電子技術的新興交叉學科,在機制專業課程體系中占據重要地位,融合了機械技術、電子技術、信息技術等多種學科,將機械技術、檢測傳感技術、自動控制技術、伺服驅動技術、信息處理技術、系統總體技術等多種技術融于一體,體現了“以機為主、以電為用、機電有機結合”的原則,具有綜合性和應用性強的突出特點,課程對培養學生機電一體化設計能力具有重要作用。

課程在學生所學專業課的基礎上,從機械電子結合的角度介紹機電一體化的主要研究內容及應用領域,結合機電一體化典型設備,講述相關系統產品的組成原理及工作過程,使學生了解機電一體化的組成及發展方向,掌握典型機電一體化系統及產品的基本工作原理,了解有關機電一體化儀器、設備的應用。通過該課程的學習,以期達到課程教學目標,即通過相關學科知識的學習和掌握,促進學生系統了解機電技術學科知識,掌握機電一體化產品系統設計方法,提高學生“機電有機結合”的實際應用能力[3-4]。

2.當前主要的考核方式及其特點

2.1試卷考試。

試卷考試主要通過期末考試評估學生對專業知識的掌握情況,主要有開卷考試、閉卷考試及半開卷考試等形式。試卷考試一定程度上反映了學生對于機電一體化系統設計課程知識點的學習水平,但是,學生突擊背復習題應付考試現象較為普遍,而且結合《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,單純采用試卷考試很難實現課程“提升學生機電有機結合的實際應用能力”的教學目標,而且課程考試一般在結課后一次性完成,無法完全反映學生對于課程的整體學習效果,缺乏對于課程的過程管理。

2.2平時成績與試卷考試相結合。

針對試卷考試存在的過程監控不足等弊端,許多院校在考核過程中引入平時成績考核環節,平時成績主要由期中考試測驗、出勤、平時作業等組成,一般權重在20―40%。課程總評成績最終由平時成績和期末成績兩部分組成,期末成績為試卷成績。該種方式對課程的過程管理進行了監控,提高了學生平時學習的積極性,有助于學生在課堂上認真學習、積極思考,課下認真完成作業,但是該種考核方式對于課程考核權重及平時考核項目的設置要求較高,教師需對平時作業的布置、創新類實踐項目設置等平時考核環節進行較好的把握。

2.3結課論文。

結課論文通過學生在課程結束后提交結課論文的方式完成課程考核,結課論文考核方式有助于培養學生的創新和初步的科研能力,有助于培養學生查閱文獻的能力,對于課程論文,一般要求選題結合機電一體化系統設計方面的內容,原則上一人一題。

結課論文考核方式一定程度上調動了學生的學習主動性,但是在實施過程中,針對《機電一體化系統設計》實踐性、應用性強的課程特點,要求學生在結課后期較短時間內完成質量較高的課程結課論文難度較大,易出現論文分析膚淺、運用課程理論知識點不足等問題。

2.4基于CDIO的“機電一體化系統設計”考核方式[5]。

基于傳統考核方式存在的問題,相關人員提出CDIO考核方式,該方式以項目設計為導向,強調學習評估方法和學習成果相結合。考核模式采取“4+3+1+2”考核方式。具體做法是:在考核前一個月左右給學生布置一批應用性比較強的機電一體化系統設計方面的課題,學生在這段時間內有針對性地查閱有關資料,編制程序框架,調試程序并進行仿真,在考前一周,進一步強化學生的上機調試能力,適當縮小命題范圍,減小難易程度,突出重點,命題采用分類隨機抽簽的方法,學生在上機考核過程中,規定時間,一人一機,分組進行,教師重點考核其對課程內容的掌握及實踐技能,并進行答辯。答辯時,教師針對考題進行提問,考核成績最終由平時、上機技能、答辯情況及調試結果綜合評定,從而考核學生對課題的準備情況、理解程度及實踐技能。對于動手能力較強的學生,鼓勵成立興趣小組,開展科技創新活動,明確職責,利用實驗室的開放,對自己的課題設計一個機電一體化系統實物模型,通過當場演示,講解分析,教師注重過程考核,根據學生的分工、設計、演示情況和答辯情況綜合打分,得出本門課程成績。這種考核方式的優點是引導學生平時注重學習,有的放矢,積極主動地配合教師的日常教學活動,上課互動性好,能有效地激發學生上課學習的積極性,提高學習效率。

2.5采用職業技術資格考試來代替傳統考試[6]。

職業資格證書是反映勞動者具備某種職業所需要的專門知識和技能的證明,與學歷文憑不同,職業資格證書更多地反映了特定職業的實際工作標準和規范,以及勞動者從事這種職業所達到的實際能力水平。它是勞動者求職、任職、開業的資格憑證,是用人單位招聘、錄用勞動者的主要依據,也是境外就業、對外勞務合作人員辦理技能水平公證的有效證件。

職業技術資格證書涉及知識、技能、能力和素質等多個角度,并側重于技能、能力和素質的提高。因此,在利用其取代傳統考試的同時,需對照人才培養目標和課程教學目標的要求,從認知、操作技能與能力和職業素質等方面,全面系統地考察其可行性,并將其作為選擇和確定結業考試內容的依據。目前,可參照“數控中級工”、“維修電工”等工種中的一類或多類項目進行考慮,學生通過取得相應職業資格證書后申請課程免考的方式進行。

3.課程考核方式改革思路

基于《機電一體化系統設計》課程實踐性、應用性強的課程特點,結合機械類專業人才培養目標,考核過程中,可在充分論證的基礎上,將簡單的一次性考試考核向多種形式并重的方式轉變,將理論考核向理論與實踐相結合方向轉變,將組織方式由學校組織向社會認可的職業資格考試方式轉變,具體思路如下:

3.1豐富考試考核形式,強化其合理性。

為了提高考試考核的公平性與合理性,考試考核的形式不能僅僅局限于傳統方式[7]。考核過程中,合理引入平時成績考核,將現有的一次性考試考核轉變為多次考核,通過綜合課堂表現成績、隨堂測驗成績、平時作業成績、實習成績等多方面的指標決定最終的綜合考核成績,在此基礎上,確立合理的評價指標體系,優化評價標準,合理分配考核指標權重,以期合理、公正地反映學生對于課程的學習效果。

3.2完善考核內容,強化考核過程管理。

為了使課程考核能夠真實反映學生學校效果,課程組需在進一步分析課程教學目標的基礎上,完善課程考核內容,形成理論考核與實踐考核試題庫,并結合機電一體化技術發展方向,及時更新完善考核內容,根據實際及時修正考試內容,提高考核內容更新效率。在平時考核環節,需進一步加強過程管理,完善平時考核方式方法,提高其可操作性。

3.3拓展考核組織方式,多渠道實現課程考核。

在考核組織方式上,突出國家職業資格鑒定考試,引入職業資格證書制度[8],通過課程學習,在合理分析人才培養目標及課程教學目標的基礎上,確立適于課程考核要求的職業資格類別,建立與國家職業資格鑒定考試考核接軌的以職業綜合能力(職業技能)和職業素質考核為主線、知識能力素質全面全程考核的考試考核體系,實現課程的多方式考核,使學生在實現課程教學目標的同時,達到國家職業資格考核要求,從而提高學生創新能力與應用能力。

4.結語

本文在綜合分析《機電一體化系統設計》課程特點的基礎上,論述了現有考核方式的特點,提出了課程考核方式改革的思路,然而課程考核改革是一個長期過程,要改變先前的考核模式,必須引導學生注重平時學習和技能訓練,同時要求教師加強課程教學改革的研究,這對教師、對學生都將是一種挑戰。因此,要想切實做好《機電一體化系統設計》課程考核方式改革,務必制定好長期策略,注重積累,保障落實,只有這樣,才能建立科學、規范、合理的考核機制。

參考文獻:

[1]董愛梅.《機電一體化系統設計》課程考核改革的探索與實踐[J].考試周刊,2008,41:11-12.

[2]朱國云.基于過程化考核的機電一體化實訓教學實踐研究[J].科教導刊(中旬刊),2014,05:110-111.

[3]葉慧群.項目教學法在高職機電一體化專業實踐教學中的應用[J].科技創新導報,2013,34:145+147.

[4]劉延霞,寧玲玲,馬廣勇.《機電一體化技術》課程教學改革研究[J].中國校外教育,2013,09:111.

[5]袁健,朱龍英.基于CDIO的“機電一體化系統設計”課程考核方法改革的探索[J].中國地質教育,2010,02:18-20.

[6]朱敏紅,閆紅蕾.機電一體化專業課程考核改革的研究與實踐[J].職業時空,2012,06:24-25.

[7]肖海平.探究高職機電一體化專業考試考核方法改革的探索與實踐[J].考試周刊,2015,24:1.

第10篇

關鍵詞:機電;一體化;系統工程設計

中圖分類號:TH-39文獻標識碼:A文章編號:

引言:

機電一體化是在機械的主功能、動力功能、信息功能和控制功能上引進微電子技術,并將機械裝置與電子裝置用相關軟件有機結合而構成系統的總稱。它不是機械與電子的簡單的疊加,而是在信息論(利用傳感技術)、控制論(利用控制理論)和系統論(“系統”整體籌劃,機械和電子分別只是“環節”)的基礎上建立起來的應用技術。目前,隨著機電一體化系統所需的控制功能、控制形式、控制方式的不同和多控制過程日趨復雜,對控制系統的要求越來越高。微機控制系統的引用,在多方面能滿足機電一體化系統要求。從系統工程觀點出發,才能將機械、電子、信息等有關技術,對它們進行有機的組織和綜合,實現了整體的最佳化。

1.機電一體化系統設計的目的

1.1提高機械設備的精度

在機電一體化系統的設計中大量使用計算機和微電子技術,不但有效提高了機械設備控制系統的精度,而且實現了其在運行過程中的自動控制與檢測,降低了因各類干擾因素的出現而導致機械設備無法正常運行的幾率。

1.2增強機械設備的功能性

目前,工程領域對于機械設備的功能性提出了較高的標準和要求,即一臺機械設備一般需要具有多種復合功能,這也是機電一體化系統設計過程中必須關注的目標之一。

1.3提升系統的安全性與可靠性

目前,國內在機電一體化系統設計中普遍設置了專業的自動檢測和監控子系統,其主要作用是在機電產品發生各類運行故障時,可以自動進行檢測并調整設備的運行狀態,進而有效保證機電一體化系統的整體安全性與可靠性。

1.4縮短產品研發周期

在機電一體化系統設計目標的制定中,一定要注意對于研發周期的科學控制,并且組織具有較高專業技術水平和豐富工作經驗的人員參與研發,在有效縮短機電產品研發周期的同時,也有效降低了生產的成本。

1.5進一步簡化系統結構

在機電一體化系統的設計中,技術人員則要將進一步簡化系統結構作為重要目標之一,盡量在機電產品中安裝或使用現代化的電子元件和傳動技術,并且充分利用先進的集成電路、微處理器和程序軟件實現機械傳動鏈的關聯運動,進而展現機電一體化系統設計科學化、智能化的目標。

2.機電一體化系統設計

2.1機電一體化系統的構成

機電一體化系統的構成由5 部分組成:機械系統(機構)、電子信息處理系統(電子計算機)、動力系統(動力源)、傳感檢測系統(傳感器)、執行元件系統(電動機等)。5 個部分組成的機電一體化系統可分為:閉環、半閉環 2 種控制方式,其中,閉環指對最終執行元件進行直接控制,而半閉環指對中間元件進行控制,從而推算出最終元件的狀態。

2.2機電一體化中的集成設計

由于機電一體化方法內在的并行性,或同時性工程,所以樣機試制階段的建模與仿真很重要。 因為模型來自于各學科的綜合應用。 所以應用一種可視化的編程軟件是很重要的。 這樣就涉及到了框圖,流程圖,狀態轉換圖和波特圖。 機電一體化是一種設計哲學,其產品或設備有一個重要的特點就是它們內部的智能,這是將執行器,傳感器,控制系統和計算機組合設計實現的。 系統的集成是通過硬件(部件)和軟件(信息處理)的聯合實現的。 硬件集成是將機電一體化系統看成一個整體系統來設計的,將傳感器、執行器和微處理器融入到機械系統中,軟件集成主要基于高級控制功能在設計時應首先分析客戶要求以及系統集成的技術環境。在制作時應考慮了解客戶、 市場分析、優化性能、生命周期性能、質量、可靠性和銷售等因素。

2.3系統中的從屬功能設計

機電一體化系統的所有主功能的實現或期望目的的達成,都需要一些從屬功能的協同配合。這些從屬功能包括: 結構功能、通訊功能、保護功能、接口功能、控制功能、動力功能。結構功能確保滿足主要部件的正常工作所需空間條件。通訊功能保證環境狀態與系統部件的信息得以交換。保護功能將系統重要部件各功能參數限制在可允許的工作范圍內并防止系統中各部件產生對環境的不利影響。接口功能使得系統的輸入輸出在與環境不匹配時也得以實現。控制功能整體管理系統部件狀態,并依據外部輸入狀態控制系統的內在功能特性。動力功能提供系統實現各功能所需能量。

2.4變頻調速系統設計

伺服電機作為驅動部分,目的在于執行控制系統的指令,將電能轉化為相應的機械運動。直流電機由于其結構復雜,購置和維修成本過高等問題,難以得到廣泛的應用。而隨著電機制造工藝和電機控制理論發展,交流電機控制精度得到了大幅度地提高,再加上自身結構簡單,維修方便,能滿足在惡劣環境和大負載下運行,受到越來越多關注。隨著矢量控制理論(VC), 直接轉矩控制(DTC)變頻調速技術的發展及空間矢量脈寬調制技術(SVPWM)的應用,交流電機往往能達到極高的控制性能。SVPWM 是當今廣泛采用的脈寬調制技術,與傳統的SPWM相比,具有轉矩與電流畸變小,易于數字化實現等優點,且其對電壓利用率相對提高 16.7%。VC通過坐標系轉化,將定子電流分解勵磁電流和轉矩電流兩部分,從而模擬交流電機的控制策略控制交流電機。DTC 控制技術則以電磁轉矩為直接控制目標,達到高性能的調速能力。

2.5伺服驅動子系統控制器設計

PID 控制器的參數整定是控制系統設計的核心內容。它是根據被控過程的特性確定 PID 控制器的比例系數、積分時間和微分時間的大小。PID 控制器參數整定方法主要有兩大種:一是理論計算整定法。依據系統的數學模型,經過理論計算確定控制器參數,但還必須通過工程實際進行調整和修改。二是工程整定方法,主要依賴工程經驗,直接在控制系統的試驗中進行,且方法簡單、易于掌握,在工程實際中被廣泛采用。PID 控制器參數的工程整定方法,主要有臨界比例法、反應曲線法和衰減法。隨著只能控制理論的發展,許多智能PID 控制算法開發和應用,如變結構滑模 PID 控制、模糊 PID、神經網絡 PID 控制和神經模糊控制等。值得指出,智能 PID 算法大多數見諸于理論研究,還不能廣泛應用到實際中。

2.6傳感器和變換器設計

儀器儀表在現代科技領域中起著關鍵的作用。 傳感器是與儀器儀表緊密相關的機電一體化系統中一個非常重要的組件,其作用是為特定工業過程提供收集不同信息的機制。 傳感器廣泛應用于過程檢測以及工況評價方面,為用計算機系統對制造作業作較高級的監控提供便利,可應用于過程前,過程中及過程后。 有時,傳感器可以將一種物理現象轉化為決策分析的可用信號。智能系統用傳感器來監測由環境變化影響的特定場合,然后通過校正動作對其控制。

3.機電一體化系統的可靠性設計

機電一體化系統的可靠性設計是指產品在規定條件和規定時間內,完成規定功能的能力。產品的可靠性是一個綜合性評價指標體系,常用 MTBF 指標來衡量。

3.1 保證產品(系統)可靠性的主要方法

3.1.1提高產品的設計和制造質量———裕度法、自動控制;

3.1.2采用冗余技術———工作冗余、后備冗余;

3.1.3故障診斷技術———測試、癥兆、診斷。

3.2 系統干擾和提高抗干擾能力的措施

系統干擾是指產生系統元部件失效或數據傳輸、處理失誤,進而影響系統可靠工作的內部因素和外部因素:

3.2.1系統干擾源的類型:傳導型———由線路傳入信號影響控制系統工作;輻射型———由空間感應輸入信號影響控制系統工作。

3.2.2提高系統抗干擾能力的措施:針對不同類型的干擾信號,采取的抗干擾措施也有所不同;供電系統的抗干擾措施:穩壓、濾波、隔離;接口電路的抗干擾措施:吸收抑制、阻斷隔離;轉換接口抵消隔離措施:差動式運算放大器或橋式電路、高頻濾波整形電路;接地系統干擾措施:單點接地、并聯接地、光電隔離接地。

3.3 軟件的可靠性技術

控制系統由硬件和軟件組成,軟件的可靠性設計也至關重要。主要包括利用軟件提高控制系統的可靠性和提高軟件自身可靠性。

4.結語

機電一體化系統的設計是一種復合技術,它需要很多部門產業的支持和配合,才能取得滿意的結果,我們不僅要對機電一體化的各相關技術進行全面深入的了解,還要從系統工程的概念入手,通過系統總體設計來使各相關技術形成有機的結合,并且要注意分析和解決技術融合過程中出現的新問題,只有這樣,才能滿足機電一體化系統的飛速發展。

參考文獻:

[1] 趙再軍主編.機電一體化概論.浙江大學出版社,2004.

第11篇

為了實現其安全、穩定、經濟、可控、便捷、實用、美觀等功能,大橋機電系統設計一般主要包括:供電系統、照明系統、監控系統、通信系統、收費系統、景觀照明、大橋除濕、通航及防雷接地等。本文以幾個典型的大橋項目機電工程的近期費用作為研究基礎,結合項目的設計情況進行分析。由于項目的設計原則和設計方案對造價的影響很大,因此,本文首先對設計內容和原則進行分析。

2大橋機電系統的一般設計原則

大橋機電系統由于高速公路所在地區的具體條件和投資狀況等,設計方案會有所不同,但設計原則一般如下所示。

2.1收費系統

收費系統收費方式一般采用當地高速公路路網標準,結合該項目實際交通量情況及服務標準要求設計。但以現行高速公路的標準,一般采用半自動收費方式,并結合不停車收費的方式。采用非接觸IC卡作為通行卡。車型分類標準與當地收費總體規劃及路網內其他道路車型分類標準一致。采用分散式的兩級管理模式,即收費分中心和收費站。

2.2監控系統

監控系統遵循安全可靠、先進實用、系統性、協調性、易于操作、便于維護、可擴充性以及遠近結合(一次設計、分期實施)的原則進行設計,并符合國家和各相關部委的政策以及國家或部頒的現行標準和規范。

2.3通信系統

結合實際情況,通信系統設計原則如下:確保通信質量,系統功能可靠,技術先進;符合安徽省交通專用通信網的總體要求;系統設計經濟合理;系統具有自我診斷能力,有冗余功能;系統便于維護。

2.4景觀照明系統

通過對橋梁的不同部位做不同的照明設計,突出橋的結構整體性和空間流動性,使其在夜間有突出的形象和深刻的藝術效果。在夜景照明的設計中,橋梁道路的功能性照明優先,滿足橋面的行車要求。整體設計符合國家有關標準、規范,綠色照明,避免形成光污染。本著經濟、實用、節能的原則。

3大橋機電系統造價指標

將上述幾個大橋機電系統工程的造價進行計算整理后。

4對大橋機電造價經濟指標進行分析

4.1收費系統

大橋上設置收費站較少,橋區一般不設收費廣場、服務區等。多設置ETC車道,收費方式多采用全封閉式或半自動與不停車收費相結合的方式。橋梁由于荷載的考慮,可能會設置限載稱重等系統、ETC無人值守設備等。而上述類型設備費用一般較高,導致每千米造價指標高于一般公路沿線的造價指標。

4.2通信及通信管道系統

大橋通信系統考慮到整體布局的優化,以及便于規劃管理,提高服務水平。一般都設置緊急電話、語音電話、會議電視、大橋廣播等系統。特大橋對于傳輸設備要求較高,光纜敷設均采用分纜方式,敷設費用較大。因此每千米造價指標高于一般公路沿線的造價指標。

4.3供電照明系統

大橋供電一般采用中壓供電,中壓線纜規格較高。考慮到橋上收費、通信、監控系統及照明設施較多,一般設置房建區變電站較密集。橋上照明要求較高,一般分為道路照明、收費廣場照明、內部照明及檢修設施、景觀照明及通航設施照明。所需照明燈具及配套線纜設施較多。綜上原因,其每千米造價指標高于一般公路沿線的造價指標。

4.4監控系統

橋上監控設施除一般設施外,還包含道路及路網的協調監控、跨江大橋的監控、氣象信息的檢測等子系統。橋上監控需考慮到水文原因,對于監控要求較一般公路要高,尤其是閉路電視系統及氣象信息監測、大型可變標志等,均設置較高等級。因此每千米造價指標高于一般公路沿線的造價指標。

5結語

第12篇

1.1電動機典型電氣控制系統設計與實現:

(1)金型鑄造廠冷卻電氣控制系統的設計與實現;(2)高爐車間往復運料車電氣控制系統設計與實現;(3)吉化污水處理廠1號排水泵電氣控制系統設計與實現;(4)整流車間水冷自動投切控制系統的設計與實現。

1.2常用機床電氣控制線路的故障診斷與檢修:

(1)‘巨達機械廠23040搖臂鉆床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(2)恒達機械廠x62w萬能銑床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(3)‘巨達機械廠20/5t橋式起重機控制線路的故障診斷與檢修。

2課外項目選取

2.1電動機典型電氣控制系統設計與實現

(1)物流傳輸線自動控制系統的設計;(2)一汽輕型噴涂車間攪動泵電氣控制系統的設計。常用機床電氣控制線路的故障診斷與檢修:(1)‘巨達機械廠M7120平面磨床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(2)恒達機械廠23040搖臂鉆床電氣控制線路的故障診斷與檢修;(3)‘巨達機械廠電動葫蘆電氣控制線路的故障診斷與檢修。

2.2知識處理項目(1一4)技能點

電路的設計;電路的布局;電路的裝接;電路的調試。知識點:器件的識別;器件的檢查;器件的選取;自鎖電路;聯鎖電路;互鎖電路;時間控制;降壓起動;順序控制。項目(5一7)技能點:機床操作;機床電氣故障維修;起重機操作;起重機電氣故障維修。知識點:機床電路識讀;機床控制電路分析;機床電路故障分析;起重機電路識讀;起重機控制電路分析;起重機電路故障分析。

3實施過程(例:龍山機械廠工業風機電氣控制線路的設計)

3.1教師(甲方)活動提出工作任務。

3.2學生(乙方)活動

(1)按計劃方案設計冷卻系統電氣控制原理圖;(2)根據被控系統的電路參數選擇低壓電器元件型號及導線規格;(3)列出冷卻系統電氣控制線路元器件清單;(4)根據現場安裝條件及控制要求設計控制柜柜體;(5)根據已設計的柜體尺寸來設計電氣元件布置圖;(6)根據電器元件布置圖設計電氣安裝接線圖。

3.3教師(甲方)活動

教師巡回指導并提問。54甲方提高制冷速度,需要提高電動機轉速,給出新的生產任務書。55乙方根據任務書中電動機參數的改變重新選取電器元件的型號及導線規格。

4考核方案

對學生在項目實施過程中的表現進行跟蹤記錄,注重能力考核;教學考核方法和企業作效能考核方法相結合;教師考核與學生評價相結合;技能考核和綜合素質考核相結合。

5結語

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