机电一体化研究篇1
【论文摘要】：介绍了光机电一体化技术特征，研究了国内外技术现状和发展趋势，指出了未来发展前景和一些重要技术热点。
近些年来，光机电一体化技术得到迅猛发展，在民用工业和军事领域得到广泛地应用。因此，光机电一体化技术成为当今机械工业技术发展的一个主要趋势。
1.光机电一体化技术特征
光机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算机软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。与传统的机械产品比较，光机电一体化产品具有以下技术特征。
1.1体积小，重量轻，适应性强，操作更方便
光机电一体化技术使得操作人员摆脱了以往必须按规定操作程序或节后频繁紧张地进行单调重复操作的工作方式，可以灵活方便地按需控制和改变生产操作程序，任何一台光机电一体化装置的动作，可由预设的程序一步一步控制实现，甚至实现操作全自动化和智能化。
1.2功能增加，精度大幅提高
光机电一体化系统包括以激光、电脑等现代技术集成开发的自动化、智能化机构设备、仪器仪表和元器件。电子技术的采用使得包馈控制水平提高，运算速度加快，通过电子自动控制系统可精确按预设动作，其自行诊断、校正、补偿功能可减少误差，达到靠单纯机械方式所不能实现的工作精度。同时，由于机械传动部件减少，机械磨损及配合间隙等引起的误差也大大减小。
1.3部分硬件实现软件化，智能化程度提高
传统机械设备一般不具有自维修或自诊断功能。光机电一体化技术使得电子装置能按照人的意图进行自动控制、自动检测、信息采集及处理、调节、修正、补偿、自诊断、自动保护直至自动记录、显示、打印工作结果。通过改变程序，指令等软件内容而无需改动硬件部分就可变换产品的功能，使机械控制功能内容的确定和变化趋势向"软件化"和"智能化"。
1.4产品可靠性得到提高，使用寿命增长
传统的机械装置的运动部分，一般都伴随着磨损及运动部件配合间隙所引起的动作误差，导致可动摩擦、撞击、振动等加重，严格影响装置寿命、稳定性和可靠性。而光机电一体化技术的应用，使装置的可动部件减少，磨损也大为减少，像集成化接近开关甚至无可动部件、无机械磨损。因此，装置的寿命提高，故障率降低，从而提高了产品的可靠性和稳定性。
1.5融合了多种学科新技术，衍生出许多功能更强、性能更好的新产品
光机电一体化产品的研究开发涉及到许多学科和专业知识，包括数学、物理学、化学、声学、机械工程学、电力电子学、电工学、系统工程学、光学、控制论、信息论和计算机科学等。例如人们很熟悉的静电复印机、彩色印像机等，就是一种由机、电、光、磁、化学等多种学科和技术复合创新的新型产品。光机电一体化技术将光电子技术、传感器技术、控制技术与机械技术各自的优势结合起来，衍生出许多功能更强、性能更好的新一代技术装备。
1.6产品系统性增强，各部分系统间协调性要求提高
光机电一体化是一门学科的边缘科学技术，多种技术的综合及多个部分的组合，使得光机电一体化技术及产品更具有系统性、完整性和科学性。其各个组成部分在综合成一个完整的系统中相互配合有严格的要求，这就要求各种技术扬长避短，提高系统协调性。
2.研究现状和发展趋势
2.1研究现状
自从我国实行改革开放以来，科技领域急起直追，我国的光机电一体化技术已取得明显的成效，数控产品有了很大的提高，尤其是经济型灵敏数控装置发展很快，是我国特有的经济实用产品，不但适用国内市场的需要，部分产品还随主机配套出口。国内的机械产品采用可编程控制器（pC）和微电子技术控制设备也越来越多，覆盖面也日益扩大，从纺织机械、轴承加工设备、机床、注塑机到橡胶轮胎成型机、重型机械、轻工业机械都是如此，我国自行研制和生产的光机电设备，在质量上也有重大突破，为今后的推广应用打下了良好的基础。
2.2发展趋势
光机电一体化技术已经渗透到各个学科、领域，成为一种新兴的学科，并逐渐成为一种产业，而这些产业作为新的经济增长点越来越受到高度重视。从世界科学技术的发展情况来看，光机电一体化技术的未来技术热点主要包括：
（1）激光技术
1）高单色性，利用激光高单色性作精密测量时，可极大地提高测量精度和量程。
2）高方向性，因具有很远距离传输光能和传输控制指令的能力，从而可以进行远距离激光通信、激光测距、激光雷达、激光导航以及遥控。
3）高亮度性，利用激光的高亮度特性，中等亮度激光束在焦点附近可产生几千到几万度的高温，可使照射点物体熔化或汽化，对各种各样材料和产品进行特种加工。
4）相干性，由于激光速频率单一、相位方向相同。适用于激光通信、全息照相、激光印刷以及光学计算机的研制，而在实际运用中也会通过一些激光技术改变激光辐射的特性，应用范围更广。
（2）传感检测技术
1）激光准直，能够测量平直度、平面度、平行度、垂直度，也可以做三维空间的基准测量。
2）激光测距，其探测距离远，测距精度高，抗干扰性强，体积小，重量轻，但受天然影响大。
3）光纤探测器，在目标很小，间隔受限或危险的环境中，最常选用的是光纤探测器。
其他还有激光打孔、刻槽=标记、光化学沉积等加工技术。
（3）激光快速成型技术
激光快速成型是利用计算机将复杂的三维物体转化为二维层，将热塑性塑料粉末或胶粘衬底片材纸张烧结，由点、线构造零件的面（层），然后逐层成型。激光快速成型技术可使新产品及早投放市场，极大地提高了汽车生产企业对市场的适应能力和产品的竞争能力。
（4）光能驱动技术
利用光致变形材料可制作光致动器和光机器人。现已研制成功一种光致动器，其工作原理是将光照在形状记忆合金上，反复地通、断使材料伸缩，再利用感温磁性体的温度特性，将材料末端吸附在衬底上。利用材料本身的伸缩和端部的吸附特性，加上光的通断便能实现所要求的动作。实验验证，该致动器能可在顶面步行。这种状态目标处于初级阶段，如果能发现具有优异光作用特性的动态物质，则可使光能驱动技术广泛应用。
3.结语
技术上的改革和与之相配套的技术支持是创新技术的基础。开发光机电一体化产品有不同的层次和灵活的自由度。在机械技术中恰当地引入电子技术，产品的面貌和行业的面貌就可以迅速发生巨大变化。产品一旦实现光机电一体化，便具有很高的功能水平和附加价值，将给开发生产者和用户带来巨大的社会经济效益。
参考文献
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[2]梁进秋.微光机电系统国内外研究进展.光机电信息，2000（8）
[3]宋云夺编译.光机电一体化业的未来.光机电信息，2003（12）
机电一体化研究篇2
【关键词】机电一体化;农业;机械;应用
引言
随着电子技术的发展，具有高科技含量的半导体集成电路的出现，为机电一体化技术在农业机械上的应用提供了便利。这种高科技产物提高机械的运作效率，降低了操作危险系数。目前，国内外对机电一体化研究力度也明显的加强了，大量的科技产物涌向市场，赢得了人们的注意力。近几十年来，机电一体化在农业机械生产中得到了广泛运用，使得农业的生产效率大大提高，为国民经济的进步提高了帮助。
一、机电一体化的基本特征
1.机电一体化的基本定义
机电一体化又名为机械电子学，是机械与电子科技结合为一体的技术。这项技术的技术基础是机械制造和电子配合电脑软件进行工作。因此机电一体化是整合了机械、电子、电动机和电脑等多领域的一门技术。机电一体化主要由机械本体、检测传感部分、电子控制单元、执行器和动力源五大部分组成。
2.机电一体化的具体内容
机电一体化是将电子器件的信息处理和控制功能附加或融合在机械装置中的一种复合化技术。其主要内容包括以下4个方面：
（1）机械技术
经典的机械理论借助于技术在人工智能和专家系统的帮助下形成新一代的机械制造技术。
（2）系统技术
系统技术就是以整体出发，组织利用各种相关的技术，将总体分解问相互关联的若干功能单元。
（3）自动控制技术
在控制理论的控制下，设计仿真系统，再进行现场调试。
（4）伺服传动技术
包括电动、气动、液压等各种类型的传动装置。
3.机电一体化的原则
机电一体化技术有四大原则：
（1）接口耦合
为保证对信息的逻辑控制功能，使信息按规定的模式进行交换与传递。
（2）能量转换
在传输和交换的环节进行能量交换与交流。
（3）信息控制
在软、硬件的保证下，系统控制单元对信息进行控制
（4）运动传递
是不同类型的运动进行变换与传输来达到控制的目的。
二、机电一体化在农业机械应用的实际情况
1.传统农业生产技术
传统的农业生产方式是指主要通过生产工具、动力、水利设施等方法进行耕种收获的农业方式。其是自给自足的小农经济，主要生产满足自家的生活需要和缴纳税收等开支，商品率低。农民有固定的农耕田地，以人力和畜力为主要动力，以有机肥为主要肥料，实现丰衣足食的目标。是一种相对稳定却又低效率的农业生产体系。
2.现代化农业生产技术
现代农业是集科学化、商品化、集约化和产业化于一身，它突破了传统农业的局限性。现代农业机械是将自动化、智能化、多功能方向发展。随着机电一体化的不断革新，越来越多的自动化机械出现在劳动场地，机械耕种机代替了人畜犁耙;拖拉机代替了人工扛输。大力发展农业的机电一体化，提高农业的生产水平，增加农民收入的渠道，是实现农业现代化的重要基石。
3.机电一体化技术在农业机械的应用
机电一体化与传统的机械产品相比，有明显的优势。机电一体化产品的使用改变以前比较落后的生产方式，一般都是使用自动化的机械进行操作，解放生产力。在农业生产中，机电一体化使农业机械的工作效率和产能都得到了提高。工作人员在操作过程中的人身安全安全得到保障，机械故障率也随之降低。随着技术的多样性，机械设备的制造使得机电一体化设备功能多种多样满足市场需求，适应能力也很强。简单的安装原理，使得机械便于调试和维护，大大降低了维修成本。
三、机电一体化在农业机械上的发展前景
当今的世界可谓是高速信息的电子时代，电脑和电子信息各项技术的飞速发展使得农业机械生产逐渐向机电一体化方向前进。随着时代潮流的推进，农业机械控制技术势必将成为发展主流。一些著名农机厂商大量使用现代高端技术，例如GpS全球定位系统、激光扫信息遥感等，并将其装备应用于现代农业机械上。农用激光平地机是用激光调平传感微机处理技术进行地面平整作业，一次便可成形，效果非常显著。广大技术人员应及时更新知识结构，找准时代信息科学技术的发展方向，在满足市场需要的前提下，生产具有足够的竞争力的农业机械，以保证从市场获得最大的技术经济效益和社会效益。
四、总结
综上所述，机电一体化的出现是许多科学技术发展的结晶，是社会生产力发展到一定阶段的必然要求。对机电一体化的研究目的在于将机械技术与信息技术结合为一体，实现工作系统的最优化。因此，在农业机械化的生产上必然离不开机电一体化。随着科学技术的发展，各种高科技技术也相互融合，这种发展趋势也证明了机电一体化技术在农业生产中将越来越主导地位。
参考文献
[1]张建敏，张达敏，陈静，易从琴，冉寒伟.农业机械虚拟现实设计――基于数字媒体技术及人机工程学[J].农机化研究，2011（12）.
机电一体化研究篇3
关键词：课程改革、校企合作、机电课程体系、校企深度合作、调研
中图分类号：G712文献标识码：a文章编号：1673-9795（2014）04（a）-0000-00
1机电一体化专业从事的岗位
目前，中国已成为世界制造业大国，随着产业结构的布局调整，机电行业正处于平稳和较快的发展态势。毕业生就业率处在各行业前列。特别是高技能人才供不应求。
实施“高职人才培养改革”具有深远影响，人才培养改革中课程改革显得尤为重要，以保障专业培养目标的实施和人才能力可持续发展。我们对山东半岛蓝色经济区进行了调研，专业团队对山东盛泰车轮有限公司、山东魏桥集团、山东华宇铝电有限公司、山东铝业公司进行调研得出就业岗位。（表1）
通过大量调研归纳出机电一体化专业毕业生从事的职业岗位主要有：机械产品绘图员、钳工装配、钳工维修、电工维修、电气设备操作、机电产品售后服务。核心岗位为钳工装配与维修，电气设备操作与维修，由核心岗位重新规划机电一体化专业课程体系，使专业与岗位对接。以产学研结合为人才培养的基本途径构建课程体系，进行机电专业的课程标准化、规范化和特色化建设，根据机电产业的发展和机电市场的变化，以提高质量为核心实现校企合作、工学结合、优化人才培养方案；根据行业，企业职业要求，制定课程标准，不断研究和开发本校课程，突出与专业特色相关的理论教学、实践教学等方面的课程建设；积极探索高端技能型人才培养新模式，加强与企业的直接合作，大力开展与企业联合办学，进行课程体系建设、教材建设和实训基地建设；教学改革与教学研究规划。进一步提升专业服务行业和区域经济的能力。
2机电一体化专业课程体系
2.1课程体系的改革
实现课程体系与设备维修岗位职业能力的对接，解决专业服务企业岗位的问题。根据社会需求确立专业培养目标，职业技术教育的教学过程要突出实践性，将教学做融为一体，做到优化基础，强化应用，突出能力。高职课程体系和教学内容的构建是教学改革的重点和难点，以技术应用能力为主线设计学生的知识和能力结构，来构建课程和教学体系。德国职业教育的主要形式“双元制”模式：由企业和学校共同担负培养人才的任务，按照企业对人才的要求组织教学和岗位培训，并由培训条例和教学计划两部分组成的双元制课程标准；以岗位能力为基点开展课程改革。在课程体系设计上，根据“机械制造装备+铝冶金设备”维护维修岗位能力及制图员、机修钳工、维修电工国家职业资格标准选择，能达到这些目标的知识、技能、职业态度等内容，进行优化整合。以真实的工作任务为载体设计教学过程和教学模块，把课程学习内容联系行业企业市场设备维护维修实际工作，提出各种问题并形成主题任务，进行任务驱动式教学；学习注重对学生基本能力素质的综合培养，加大实践教学课程的比例，教学做一体化，落实实践教学课程化；对原有的课程体系进行内容整合，使之更加精炼、实用、具有针对性；使课程体系与企业岗位群相对接。
2.4具体实施
机械工程系机电一体化专业2010级机电专业1-5班，2010机电专业1-2班，以上七个班级的全体学生共计308人，教学效果显著。
2.5推广应用价值
机械工程系机械制造及自动化专业、数控技术专业、模具设计与制造专业共享机械技术及教学资源库，电气工程系电气自动化专业，应用电子技术专业，工业网络技术专业共享电气自动化模块及教学资源库，带动专业群发展。
3结论
机电一体化技术专业创建和实施了多样化的工学结合人才培养方式。人才培养方式改革的试点与推广，极大地提升了机电一体化专业建设水平和人才培养质量。由学校与企业共同合作，设计核心课程，与职业岗位工作内容相一致，学历教育与职业资格培训认证相融合，人才培养过程与实际工作过程相吻合，把学生技能训练与企业项目有机结合，由学校专任教师和企业技师共同完成教学过程，课程体系建设以就业为导向以素质为基础，以能力为核心，紧密围绕岗位要求和专业核心能力培养设置课程体系，对提高教学质量具有深远意义。
参考文献
【1】《浅论高职院校课程体系建设》2008、7作者王襄
【2】教育部高等教育司《高职高专教育启示录》m高等教育出版社2004.3
机电一体化研究篇4
关键词机电一体化技术复合技术煤炭生产现代化工业化
1我国煤矿机电一体化技术的发展现状
从1970年开始，我国设计并制造了第一套综合采煤设备，并在大同矿务局进行了试验，标志着机电一体化技术研究在我国开始起步[1]。我国正式将机电一体化技术放在无比重要的位置是20世纪80年代我国成立863项目，同时也成立了专门的研究机构来进行机电一体化技术的研究[2]。20世纪90年代初，我国在综合采煤设备方面取得了巨大的成果，这也加大了我国的煤矿机电技术的发展步伐；20世纪90年代中期，在已取得的研究成果基础上，又开展了煤矿支撑机械的无线监控、故障实时诊断的研究，并成功研发了大功率电牵引采煤机。到了21世纪后，我国无论是在煤矿机电一体化技术的研究方面，还是在该技术应用领域都取得了重大成就。目前，我国自行设计和制造的一些煤矿机电设备也具有一定的程序化和智能化水平，而且这些设备还具有操作非常简单，可靠性比较高等特点[2]。然而，同世界上一些具有先进煤矿机电设备制造技术的国家相对比，该技术在我国的发展还是相对比较落后的，并且煤矿机电的研究相对于航天、铁道、化工等行业起步晚，在研究水平、应用领域、投资投入、技术人才等方面都还存在着比较大差距。
2机电一体化产品在煤炭生产中的应用
机电设备的广泛使用，使能源的损耗量大大降低，煤矿生产的安全系数大大增加，煤矿职工不需要再从事那些十分劳累的工作，极大地提高工人精神面貌，这些机电产品也改良了工人的劳动环境[3]。机电一体化产品被大量的装备在煤矿设备上，能够实现煤矿生产的信息化、智能化、自动化等等，极大地促进了煤矿生产的高可靠性、高安全性、高效益和高效率。
2.1机电一体化在矿井安全生产监测监控系统的应用
KJ90系统是煤炭科学研究总院重庆分院研发的一款监控系统产品，该产品在世界上具有领先的技术水平[4]。KJ90系统能够与网络进行方便的连接；操作系统为windows操作系统；产品的智能化程度比之前的产品有了进一步提升。同时，在与煤矿生产安全规程有关的规章指导下，规定了我国各级煤矿都必须安装煤矿安全生产监测监控系统。实际应用情况表明，该监测监控系统使煤矿的安全生产得到了极大的保障。
2.2机电一体化技术在矿井综合采煤设备中的应用
2.2.1采煤机
采煤机是通过计算机来控制，具有故障自我诊断的作用，采煤机的核心是微型计算机，能够进行故障诊断和工况监测，多种不同功能的传感器被安装在采煤车上来进行记录和显示采煤机的各种工作状况，为操作者提供指导，及时发现并纠正采煤机的故障从而保证设备在最佳状态下进行工作。
2.2.2掘进机械
煤矿掘进机械应用机电技术的速度相对其他行业比较缓慢，例如连采机技术被引进掘进机械中，目前，掘进机械大多由计算机进行控制，使的该机械装备不仅具备了工况实时监测功能，还使该装备具有如转载机一般连续运动的能力，掘进机的挖掘速度也得到质的飞跃。另外，目前一些研究机构开始将pLC技术用于掘进机的控制并获得了成功。
2.3机电一体化技术在矿井运输提升设备中的应用
内装式提升机是一个典型的机电一体化设备，该提升机将机械技术、控制技术、电子技术、信息技术融合到一起，而开发的一种机电产品。该内装式提升机是具备典型机电设备的一些标志性优点，开创了机电技术在大型机电装备上应用的先河。20世纪90年代末，全数字交流式提升机是我国引进的主要提升机类型，世界上最先进内装式变频技术被应用到该提升机上，这种提升机监测系统、安全系统及电气控制模块都以串联方式进行连接，采用数字化方式进行控制。内装式提升机的机械结构被简化，因为该机型把驭动和滚筒整合一个整体，从而使设备结构紧凑，外形尺寸大幅度减小，产生了很明显的经济效益。具备很大的使用和推广价值。
3现代煤矿机电一体化进程中存在的主要问题
（1）机电技术人员队伍整体素质较低而且技术力量还十分薄弱。在我国一些地方煤矿中，一部分机电技术的管理人员专业技术水平十分有限，在平时的工作中主要凭借凭经验进行管理工作，没有进行全面的设备管理理论学习，也没有进行系统的企业管理理论学习，违反规定的作业方式时常发生，各种电气方面的危险事故屡见不鲜[7]。
（2）煤矿企业中有一些设备由于使用时间比较长，线路出现老化、陈旧现象，与规定的安全标准存在很大差距。另外，一些机电装备出现了严重的生锈现象，而煤矿企业没有进行定期的防护，机电设备损坏现象严重，损毁速度十分快。另有些煤矿企业，为了增加产量，没法保证定期的检查、维修、保养，一些电气线路长期处于电流、电压过载的状态，这也加速了机电设备的损坏速度。因此，为了从根本上解决煤矿企业存在的问题，在企业中应对职工加大规章制度的培训，要求员工严格执行相关的规章制度，严格按照规定进行工作。使煤矿的一切工作都向着规范化、和制度化放向发展。对职工加强培训，使职工明白学习机电方面专业知识的重要性，使职工能发自内心想学习机电知识。
4对煤矿机电一体化技术发展方面的建议
将我国煤矿机电一体化技术与世界上其他一些国家对比，我国在机电一体化技术方面的落后现状仍不容忽视。为此，我国研究人员应在以下方面加大研发力度。
（1）在设计一款电产品时，那些性能比较优越的pLC应被优先考虑。这样不仅能使功率损耗大大减小，还能使设备体积变得更加小，产生明显的经济效益。
（2）开发智能性比较高的专家系统，在设计机电设备时应使这些设备具备通信的能力，并且这些通信模块应具有比较方便的连接功能，能够很快捷的连接网络。
（3）机电一体化产品目前已经有不少应用，但这些产品标准不一致，类型很多，比较杂乱。面对如此现状，设计人员应向规范化、标准化、系列化和通用化方向努力。
（4）设计机电产品时，多采用一些性能比较优越的传感器，将提高机电设备的智能化水平作为一个重点考虑的问题，使机电产品能敏感地识别周围的环境，对收集到的数据进行分析，自动调整设备，甄别故障并纠正故障。除此之外，为了使工人脱离繁重的体力劳动，并远离危险工作，应加大力度进行煤矿机器人的研究。
（5）不仅要加强提高机电设备的可靠性，还应该选择一些适应性比较好的传感器，使机电产品能在各种恶劣环境下稳定的工作。增强机电产品的适应性，提高机电产品的可靠度。
（6）应积极将其他行业的新技术引入机电设备中，加大机电产品创新，使产品随着科技进步不断更新，优化其性能，使机电设备能更好地工作，实现煤矿生产的自动化和现代化。
【参考文献】
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机电一体化研究篇5
关键词：机电一体化系统设计；教学改革；实践
一、国内外相关研究现状分析
随着机械工业的蓬勃发展，世界各国对机械类专业的高等教育越来越注重实践性、应用性及前沿性。德国机电一体化专业课程体系建设是通过校企合作和工学结合的形式，以学习者专业能力、方法应用能力和适应社会能力等综合职业能力培养为本位，以市场需求为目标，以就业为导向，将学习和工作要素相结合，并通过分析与综合，把工作过程的各个部分按一定的顺序，导入课程体系中以构成一个有机的整体。美国宾夕法尼亚大学机械工程与应用力学系提出“机电一体化”课程改革思路，在学期项目中预定实验方案，根据实验方案决定课程内容。南京航空航天大学在机电一体化课程教学改革中，将科研成果引入课程的理论和实验教学中，自主研发教学实验系统平台，简化项目研究内容，研究一体化的系统教学法，培养学生的创新意识，提高学生综合素质。国内高校关于机电一体化专业人才的教育改革各有特色，但与国外教学水平相比，仍处于初级阶段，还没有形成系统的改革方案。建立适应机电一体化系统设计课程本身特点的教学模式任重而道远。
二、机电一体化系统设计教学改革研究
从机电一体化系统设计课程实践性、综合性特点出发，对其进行教学改革，是高校培养应用型机械类人才的关键。机电一体化技术课程教学改革主要包括教学内容改革、教学方法改革、实验内容改革及考核方式改革四个方面。
1.教学内容改革
以系统设计思想为主线，机电一体化的研究方法不能只是简单拼凑，应该从系统设计方案开始到各元部件选择到系统最终成形的全过程都要贯彻系统设计的思想。首先是从整体角度及可行性方面对系统进行多种整体方案设计；然后对其机械机构、执行元件、微机控制系统、检测传感装置等组成部分及相关接口进行细节设计；最后对系统性价比进行衡量，得出优化设计方案。选择原则是在保证目的功能要求与适当寿命的前提下不断降低成本。在讲授每一部分内容时都结合该案例，并将系统设计方法融于其中，既利于学生对知识的掌握，又能起到举一反三的作用，便于学生分析和设计其他的机电一体化产品。
2.教学方法改革
充分运用现代化教学手段，不断提高教学效果，由于机电一体化技术普遍应用于自动化设备（如数控机床、加工中心、机器人等）和自动化生产线（如柔性制造系统等），而学生基本未见过上述自动化设备和生产线，无法了解自动化设备和生产线是如何利用机电一体化技术进行工作的。另外，机电一体化技术是集控制技术、伺服传动技术、传感检测技术、计算机信息技术等于一体的新兴综合性学科，具有涉及面广、综合性强的特点。
3.实验内容改革
在实验教学环节开设的多为演示性、验证性实验，学生动手操作调试的机会少，学习积极性不高。机电一体化教学团队探索构建以学生为主体，以项目驱动为主线，通过项目任务引导理论教学和理论教学指导项目实践的互推互动的教学新模式。在剖析某几个典型机电一体化系统（项目）的结构组成、工作原理、设计过程中，串联讲解知识点并在实验环节进行知识点在项目中的具体应用实现，进而将项目实施和理论讲授有机融合，使学生所学知识得到利用，也提高学生对本课程的学习兴趣，将加强学生的工程实践能力、创新能力和工程意识培养与训练切实落实到每个教学环节中去。
4.考核方式改革
改变以理论考核为主、实践技能考核为辅的做法，加大实践技能考核的比例，探寻能够锻炼学生书面表达能力，提高学生独立动脑能力及实际动手能力，激发学生创新动力，提高学生针对实际工程问题的分析能力、解决工程问题的能力的考核方案。采用闭卷考试与平时作业相结合的形式，平时作业由教师根据课堂内容制定，形式为幻灯片汇报，针对一个题目，提倡小组成员合理分工，合作完成，目的在于鼓励学生阅读参考书，查找资料，拓宽和加深对理论知识的理解认识。同时注重考试内容的灵活性，增加了分析能力、创新能力的考题，重点考核学生的知识应用和知识迁移能力，适当地将实践环节成绩、论文写作成绩和平时成绩以适当的比例计算到总成绩中去，构建新的教学评价体系，科学分析评价教学效果。
众所周知，制造业是我国的支柱产业，也是自动化程度较高的行业。如今为提高产品质量与生产效率，制造企业越来越多地采用自动化生产设备和制造技术，而自动化生产制造的核心技术是机电一体化技术。通过多年的机电一体化专业教学实践及对走上工作岗位的机电一体化专业毕业生的访谈，了解到目前机电一体化专业毕业生的瓶颈所在，即学校学习的理论知识较多用不上，能用得上的理论知识又不知如何应用于实践，普遍动手能力较差。结合目前机电一体化人才市场对毕业生的具体需求情况，对机电一体化系统设计的教学改革进行研究与探索。对该课程的教学改革提出思路，目的在于提高学生的动手能力，以尽可能地减少理论与实践脱节的现象。
参考文献：
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机电一体化研究篇6
关键词：一体化；煤矿机电技术；应用
早在上世纪60年代，我国就已经引入了机电一体化理念。随着科技的不断创新发展，机电一体化深入各个领域，为自动化生产、数控编程等做出了巨大贡献。将机电一体化应用于煤矿生产中，能有效保障采煤工人的人身安全、提高煤炭生产的实际效率，它将煤矿生产带入了一个崭新的阶段，为煤矿企业带来了巨大的经济效益。
1一体化在煤矿机电技术中的作用
1.1有效提高煤矿生产的安全系数
在没有引进机电一体化生产时，煤矿工人需要深入幽暗潮湿的矿井进行日常作业，井下所有的工作都需要人工完成，工人工作强度大，几乎是超负荷运转。长此以往，不仅会对矿工的健康造成影响，复杂多变的井下环境与突如其来的透水事故、瓦斯爆炸事故还会威胁到广大矿工的人身安全。
1.2有效提高煤炭生产的效率
在煤炭开采过程中应用一体化的机电技术，从根本上改变了煤炭企业的生产方式，用机械取代人工，将人力从繁重的机械劳动中解放出来，实现人力资源的合理优化配置。不仅如此，人力不同于机器，人会有疲累感，超时的高负荷工作会降低工人的生产效率，不利于煤炭产量的提升。用机械取代人工后，只要定期对其进行养护维修，机械就能长时间保持高强度劳动，降低了不确定因素对生产造成的影响，有效提高了煤炭生产效率。
1.3有效提高煤矿企业的经济效益
在煤矿生产中运用机电一体化技术，能够有效节省人力开支，降低了生产成本，还提高了煤炭产量，为企业创造了更多的经济价值，使煤炭开采企业的经济效益得到大幅提升。企业盈利增长，员工的福利待遇自然水涨船高，这在一定程度上改善了煤矿井下作业人员的生活质量，起到了“双赢”的效果。
2煤矿机电技术一体化应用的具体体现
2.1带式输送机
带式输送机是煤炭企业机电一体化的重要组成部分，能帮助井下作业人员将已开采的煤炭运往地面，是煤炭生产不可或缺的帮手。在煤矿机电一体化的摸索过程中，我国自行生产了多代带式输送机，但大多都存在运输容量小、运程距离短、运行效率低、易出现机械故障、稳定性得不到保障等问题，对进一步提升采煤效率造成了阻碍。为了解决这一系列的问题，我国科研机构充分考虑到矿井井下复杂多变的环境，运用机电一体化技术将我国多年研究带式运输机的丰富经验与煤矿运输的实际需求结合起来，研发了多种软启动、制动装置，有效克服了传统带式运输机的不足之处，迎合了时展的需求。新型运输机加大了运输容量、增加了运程距离、提高了运行效率、降低了机械故障的发生几率，为确保煤矿开采工作顺利进行打下了坚实的基础。
2.2采煤机
将机电一体化技术运用于采煤机中，主要是通过改变采煤机牵引方式的方法达到延长设备使用寿命、增加安全性的目的。机电一体化技术能促使采煤机由老旧的液压牵引方式向新型的电牵引式方向发展，充分发挥其实际优势，提升采煤效率，提高煤炭开采量。使用电牵引的新型采煤机能将运输过程产生的阻力降到最低，配合制动发电装置共同运作，可以提高资源的合理利用效率，尽量避免不必要的资源浪费。不仅如此，机电一体化技术还能克服煤层坡度大且陡的不便，通过在采煤机电动机加装防滑装置的方法，全面提升采煤机传动轴的荷载能力。零件损耗是制约煤炭开采效率的重要原因，液压牵引方式会加快采煤机内各组成零件的损耗速度，施工人员要通过不断更换零部件或直接更换采煤机的方式确保煤炭开采效率，无形中增加了开采成本，不利于企业获得经济效益最大化。在采用机电一体化技术后，电动牵引方式完美解决了零件磨损的问题，通过调节电控系统实现灵活简便的操作，不仅有效延长了采煤机的实际使用寿命，节省了成本开支，还提升了采煤安全系数，保障了采矿人员的人身安全。除此之外，电动牵引式的采煤机还具有适用领域广、小巧轻便、结构简单等优势，能够最大程度上将电能转化为实际生产力，为煤炭企业提高产量打下了坚实的基础。
2.3提升机
矿井提升机是当前煤炭生产过程中涉及到的所有机械设备中自动化水平最高的一个，已经实现了全数字化，内装式提升机是机电一体化技术的典型代表，将驱动装置与滚筒装置整合在一起后，机械结构得到了极大简化。在提升机中运用机电一体化技术后，提升机能自主查询机体故障来源，定期进行“体检”并自动记录检测结果，为机械的维修、养护工作提供了必要的依据，同时也节省了人力成本。在其检测到系统出现故障时，会通过声音提示的方式通知相关工作人员对其进行及时修护，以此确保提升机的正常运行。不仅如此，全数字化的矿井提升机相对于传统型号的提升机而言具有更简单的硬件配置，兼容性强，安全系数高，所需的易损零部件较少，能瞬间提升加速度，更灵活易控，实际操作性更强。全数字化提升机具备良好的使用性能，充分发挥出了计算机技术的优势，能进一步完善系统检测、自保工作，已经成为多地煤矿施工提升机的首选类型。
2.4电控液压支架
由于我国电控液压支架发展历史较短，当前推行的国产电控液压支架所用的控制系统较简单，应用范围局限性过强，远不如其他国家研发的电控液压支架性能优越。将液压控制与计算机技术有机结合在一起，能将支架与顶板之间的距离控制在一个合理的范围内，有效避免因反复摩擦造成的零部件磨损，以此达到延长电控液压支架使用寿命的目的。
3结束语
综上所述，随着科学技术的迅猛发展，机电一体化技术已经逐渐渗透到煤炭开采的各个环节中。当前高度智能化、信息化的一体化采矿设备具有操作、维修、养护便利、体积小巧便于移动、安全系数高、兼容性强、灵活易控等特点，将工人从高强度的机械劳动中解放出来，为进一步实现人力资源的优化配置、有效提高煤矿生产的安全系数与实际效率、节约人力成本实现经济效益最大化打下坚实的基础。
参考文献
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机电一体化研究篇7
关键词：煤矿机电一体化技术；应用；发展
中图分类号：tH-39文献标识码：a
1机电一体化对煤矿企业的意义
煤矿采煤技术的发展经历了手工、炮采、机械化等几个阶段，生产能力相应的得到不断提高，矿井年产量从几万吨发展到几百万吨。当前一些先进的煤矿企业、矿井甚至一个采煤工作面的生产能力就能达到500-1500万t/a，例如神东煤炭集团上湾矿生产能力达到了1470万吨。生产能力的提高，与之相适应的配套机械设备应运而生。煤矿机电一体化产物是把各项高新技术融于一体的高科技产物，其首要技术搜罗：微电子、计较机、自动节制、人工智能、传感产物等等，这些都是科技高速成长的热点技术。在煤矿企业中，开始操作机电一体化技术对煤炭系统进行刷新旧设备和开发新产物，并取得了巨大的成功，这让人们清楚地意识到，机电一体化技术和产物的成长是实现高效、平安、机械化生产的必要条件。
2机电一体化技术在煤矿的应用
2.1矿井安全生产监控系统中的应用
机电一体化技术煤矿生产中的应用机电一体化技术包括基础的机械技术、以及计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术动技术。而在矿井的生产过程中，监控系统尤为重要，矿井中的监控系统情况与银行不同，数据保存并没有那么一丝不苟的要求，甚至规程要求数据因死机丢失在五分钟之内是被允许的，唯独不同的是不可以连续停机。日常生活中银行因死机暂停营业经常发生，人们并不担心网络故障会把你的个人存款数据搞丢了，只要耐心等上一个上午银行服务器故障总会排除。安全监控系统不能说停就停，否则矿工的生命安全则失去了保障。机电一体化技术应用后，机内数据库通过局域网连成同步模式，主备机的心跳监控由自行研制的专用通信接口担任，软硬件相结合，自身数据库与主机同步，还能分担诸如数据检索、网络上传、图形显示、图表打印等任务，经过几年的现场应用，机电一体化技术在矿井中的监控系统中得到了很好的效果。
2.2煤矿机电一体化技术运输机中的应用
随着我国经济的快速发展，生产生活用煤的增加，对煤矿的生产提出了更高的要求，以我国煤矿企业目前的提升和运输系统来讲，与国外还有很大的差距，以目前的水平来说很难适应发展的需求，所以需要不断的借鉴外国的经验，加大研究力度，把机电一体化很好的应用到煤矿的提升和运输系统上。内装式提升机是目前比较领先的技术，它采用电机和滚筒一体化的设计，结构简单，操作方便，系统更加准确，能够实现完全自动化控制。我国大部分煤矿已经实现了皮带式运输和生产，大规模的强力运输机非常普遍，这种带式传输机具有远距离连续输送、大输送量、运行安全可靠、效率高和容易实现自动化的特点。在计算机控制系统的随时监控下，能够实现自我诊断和自我保护的功能。虽然在实现自动化方面还有所欠缺，但是在应用过程中已经得到了长足的发展和进步。
2.3煤矿机电一体化技术在采煤机中的应用
我国大多煤矿采用了综合机械化采煤系统，有力地推动了煤矿自动化的进程，早先采煤系统是液压牵引，现在已经过渡到电牵引，机电一体化牵引技术比液压装置有着明显的优点：首先是具有良好的牵引特性，能够提供采煤机有效的牵引力，克服其阻力，还可以在下滑时提供制动功能；其次是由于装有防止下滑的制动装置，使之能够用于大倾角煤层作业；第三是运行更加可靠，能够支持长时间恶劣环境的作业，这是因为该机器的整体磨损很小，维修少，故障少的原因。第四是该机器的动态性好，能够通过控制系统及时调整各种参数。第五是机电一体化采煤系统结构简单，体积小，而且使用效率很高。同时电牵引采煤机已经转为全部由计算机控制，使支架自动化得以实现，另外，对工作面刮板运输机配置了微机监控装置，实现了系统的完全自动化控制。通过机电一体化技术采煤机中的应用，实现了采煤机整体设备的动作协调，大大提高了安全性、可靠性和工作效率，操作更加简单方便，带来了巨大的经济效益和社会效益。
2.4机电一体化技术在带式输送机中的应用
带式输送机由于长距离连续输送、输送量大、运行可靠、效率高和易于实现自动化等特点，已成为我国煤矿井下原煤输送系统的主要运输设备。因此，成为近几年来机电一体化技术的研究重点。目前主要采用机、电、液一体化的CSt可控软启动装置。它是一种专门为平滑起动运送大惯性载荷，如煤炭或金属矿石的长距离皮带运输机而设计的软驱动装置。一条皮带运输机可以由一台或几台CSt驱动。由于尚未解决动态分析和在线监控技术以及启动延迟技术，我国带式输送机的中间驱动点不能不知过多，一般为3点驱动，这样就限制了输送机的单机长度和运量。而且，输送机的监控设备功能少、可靠性较差、灵敏度和寿命都较低，和发达国家相比存在显著的差距。
2.5机电一体化技术在支护设备中的应用
液压支架是煤矿综合机械化采煤工作面的支护设备，目前正向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。
乳化液泵站是为液压支护设备提供高压液体的装置．要求其具有高压、大流量的供液能力．并能根据工作面液压支护设备的用液量自动调节供液量。我国生产的智能型乳化液泵站系统由智能型乳化液泵站自动配液系统和智能型乳化液泵站供液系统两部分组成。具有自动检测油箱油位高度，自动配液，高、低液位自动控制，在线检测乳化液浓度，自动校正乳化液浓度(可选定1．5度～5度)，当浓度达不到设定值时声、光报警，定时自动反冲洗，能够监控实际用液量，具有远距离传输功能，采用液晶显示器，具有实时显示乳化液浓度、液位、油位、流量计量、自动配液状态功能。
2.6机电一体化技术在掘进机中的应用
掘进机是目前大多数煤矿广泛使用的掘进机械，其电气部分普遍采用了由矿用隔爆兼本质安全型开关箱(以下简称开关箱)、矿用本质安全型操作箱(以下简称操作箱)、矿用隔爆型电铃、矿用隔爆型压扣控制按钮、隔爆照明灯、掘进机用隔爆型三相异步电动机、GJC4低浓度甲烷传感器等组成的掘进机电气系统。与液压系统配合操作可实现整机的各种生产作业。
2.7其他煤矿机电一体化装置
液压支架则向电液控制方向发展，将计算机技术与液压控制有机结合，实现定压双向邻架或成组自动移架，避免对顶板和支架产生冲击载荷。我国神华集团大柳塔矿采用从德国和美国引进的电液控制的支架，移架速度为6～8s/架，最快的移架速度达3s/架。电液控制装置还可检测支架的工作状态。
镇江中煤的二款分站，KJ101n-F1和KJ101n-F2型分站均采用一体化设计，它们分别采用不同的材料和技术，使其兼有：监控分站、断电仪、本安电源箱、后备电池、风电瓦斯闭锁仪等五项功能，体积纤巧重量轻盈浑然一体，全部仪器重量均在20公斤左右，提在手中如同携带一只公文箱；一体化结构减少了设备之间的电缆连线，可靠性远远好于分体式结构；使用现场不需要占用很大的空间，减少了设备之间的连接电缆，无论安装和维护都变得轻松和方便。
3煤矿机电一体化技术应用的建议
近年来，在我国经常能听到或看到煤矿塌方、透水等安全事故的发生，这安全事故的背后，说明煤矿在管理和技术上都存在很严重的问题，对于广大煤矿来讲，如何预防安全事故的发生，成为煤矿企业面临的主要问题，机电一体化产品的出现，有力的提高了煤矿的整体自动化水平，所以现在的煤矿企业应加大机电一体化产品的应用。目前，在我国煤矿机电一体化的技术在推广和使用方面有了长足的进步，在相关煤矿企业得到了很好的发展，但由于我国开始应用此技术的时间不长，还缺乏相关的验，与发达国家还有很大的一段差距。所以在机电一体化技术的研究和借鉴上一定要加大力度，努力使之达到发达国家水平，减少煤矿安全事故的发生，保障国家和人民的生命财产安全。
计算机技术作为机电一体化的核心科技，要大力发展现场的总线任务，加大研究力度，提高机电一体化的中央控制系统的运算能力的贮存能力。努力研发软硬件系统，使之适应不同的场地环境需求，使该机器系统能够实现功能强、性能好、精度高、体积小、重量轻、效率高、使用方便等特点。同时，该技术产品还应该具有通信功能，要具有高可靠性和通信模块。可以考虑和工业以太网技术相结合，实现工业以太网对于煤矿机电一体化技术的控制，适当结合现场总线技术，实现良好的通信控制。要提高未来产品和技术的智能化水平，要通过建立一个高效的、动态的控制系统来及时修正系统参数，判断系统周围的变化，对机电设备和自身运行环境都能够有着准确的判断，并且能够实现自我修复和调整，通过对工作状态的判断，对所采集参数的分析，和对系统的诊断，准确地找出故障所在，并且能够对今后工作中的故障进行准确的预测。未来要对传感器技术进行深入的研发，煤矿井下环境极端恶劣，井下高温度、高湿度、高粉尘、低含氧、低照度，传统的传感器使用电位器调校，在井下调整起来相当的不方便，一是要开设电位器调整孔，仪器外壳无法实现良好密封，井下湿气与粉尘使产品寿命大减；二是用起子反反复复地调整电位器，极易造成机件损坏，具现场工人反映：许多产品不是使用坏的而是被调整坏的；三是徒手旋转调整精度差费时费力，带下井的气样是有限的，如果“零点”、“精度”、“报警”“、断电”全部用电位器来整定的话，有时带到井下一袋子气（橡胶气囊携带标准气样）全部用完还没调好一台传感器。所以要实现矿用传感器的数字化、集成化、智能化和多维化，红外遥调技术应用到矿用传感器上是对煤矿安全仪器是一场划时代的变革。实现了红外遥控调校技术研发，使新仪器整机未设任何调整孔，仪器的调零、精度、报警值、断电值设定；输出信号制式设定；参数显示及模拟量输出微调全部由红外遥控器操作。可以有效地避免调整时的机械损伤，提高整机密封性，延长仪器使用寿命。红外遥控调校技术在矿用传感器推广应用充分体现了机电一体化技术实现煤矿作业的自动化。
4煤矿机电一体化技术的发展趋势
由于采掘环境的变化和采掘方法的优化，随着煤矿机电一体化技术的广泛应用，煤矿机电状况有了多方面的改变和进步，其趋势正朝着安全、可靠、先进、经济的方向发展。
4.1从供电等级与布局上看
供电等级在逐渐提高。地面特高供电由35kV改为60kV。3kV供电综采工作面正在实行，10kV供电的机电设备已经开始使用。供电环节多，控制设备多，缆线长度及分布网络也在发生相应的变化。移动式供电设备普遍使用。
4.2从单个设备电功率看
广泛采用大功率、高效率、重型成套机电设备，采煤机总功率在2000kw左右，工作面刮板输送机装机功率已达2250kw。某煤矿在使用机电一体化技术后，功率为1000kw、730kw等采煤机已经在使用，与过去使用的功率较大的575采煤机功率几乎翻了一倍。配套设备功率也在增加。
4.3从吨煤用电比例上看
虽然没有具体的数据，但是，吨煤用电比例会越来越高。特别是运输环节的耗电占有的比例也呈上升趋势。
4.4从设备控制手段上看
线控制、远距离控制和集中控制将成为主流控制手段。单片机与pLC的应用，标志着软件控制将逐步取代硬件控制。可视化界面使得操作变得更加便捷、透明和准确。量化控制将取代模糊控制。智能控制正在完善和升级。网络监控和远程控制正在兴起。
4.5从安全保护内容上看
目前使用的智能型综合保护装置，具有过载、短路、断相，过压、欠压、三相平衡，漏电以及漏电闭锁、风电与瓦斯电闭锁等多项保护功能。有的真空隔爆开关还有真空断路器漏气报警功能。除此之外，电气设备还有机械电气互锁保护，高低压连锁保护等。
4.6从设备性能、质量上看
机电一体化推广与使用，使得设备的质量不断提高，性能也有长足的改进甚至升级。许多使用者切身体会到，只要设置、调试得当，不违章操作，基本不会出现烧毁电动机、严重影响运转的故障。有的电工说，自从智能型电控设备正常投入运转后，现场的工作量明显减少；主要就是接班后例行检查、维护，清理环境卫生和吊挂缆线等。
结语
随着煤矿生产不断向深部水平发展，对控制水平和规模的要求越来越高，加速了机电一体化技术的发展和进步。进入21世纪，我国煤矿机电一体化技术的研究和应用均有重大突破，因为煤矿是高危行业，提高机电设备自身的安全可靠程度和自动化程度，最大减少用人，是实现矿井长治久安的关键所在，因此煤矿机电的自动化有力推动了企业安全高效、又好又快发展。
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机电一体化研究篇8
中图分类号：tm75文献标识码：a文章编号：1009-914X（2016）27-0167-01
一、煤电产业链不稳定的问题悬而未决
2012年3月，国家发改委印发了《煤炭工业发展“十二五”规划的通知》，通知提出重点支持煤炭、电力企业联合重组。在政策的引导下，各地加快了煤电一体化的步伐。从推动煤电一体化的主体看，有政府主导，也有市场行为。“煤电一体化”发展不仅能够协调煤炭与电力产业链的平衡发展，对于社会的稳定、经济的发展、环境的保护和资源的节约也有重要的贡献。从煤电一体化的形式看，有煤企和电企相互控股、相互参股及合资共建新企业三种形式。但从实施效果看，不论哪个主体推动，哪种模式运营，都还没有彻底解决煤炭价格波动时，合作双方的机会主义行为。当煤炭价格上涨时，产业链内部的煤企倾向于多卖煤，少卖电，煤企对电厂的供煤数量和供煤质量都可能下降，电厂利益受损;当煤炭价格下降时，产业链内部的电厂会觉得自行向外部市场购买煤炭，比向内部煤炭企业购买更为有利，煤炭企业利益不保。长期以往，煤电产业链会有断裂的风险。当前，在能源价格市场化改革需做长期努力的背景下，煤电一体化无疑是破解煤电矛盾最现实的手段。因此，纵向一体化背景下煤电产业链的稳定性机制，对于煤电产业链，推进煤电一体化具有重要意义。
二、纵向一体化是解决煤电产业链不稳定难症的一剂良方
遵从产业组织理论文献的习惯，如果所讨论的企业直接或间接控制了其所在的纵向结构中所做出的全部决策，我们就说该企业是纵向一体的，或者说该企业完全纵向控制了该产业链。依据理论定义，煤企和电企相互控股、相互参股及合资共建新企业都不能被称作一体化的煤电纵向关系，因为在每一种制度安排中都有机会主义行为的出现，即没有企业能够控制煤电合作的全部决策。我们经常提及的煤电一体化，实际内涵是煤电部分一体化。纵向一体化（又称为完全一体化）与部分一体化的区别在于产权不同。产权，是指所有权人依法对自己的财产享有占有、使用、收益的权力。纵向一体化的制度安排中，财产只有一个所有权人，这个所有权人完全拥有对所有财产的支配权，决策时考虑纵向企业的利益最大化。而在部分一体化的制度安排中，财产有多个所有人，拥有绝对控制权的所有人依据自身利益最大化支配共有财产，如果这个行为与其他所有人的利益有冲突，其他所有人会相机抉择，选择机会主义行为。以煤企和电企合资建立新企业为例，煤炭企业作为控股方，所作出的决策都是以煤炭企业利润最大化为依据的，因此在煤炭滞销时，为了减少该企业煤炭库存会倾向增加电力供给，而电厂一方由于不拥有控制权，在新企业的煤炭供应数量、供应价格和发电量等方面没有话语权，如果被动接受高于市场价格的电煤，利润受到负面影响。电力企业不仅在新企业中利润受损，原企业由于市场电力总供给增加，销售也受到负面影响。特别是在电力政府定价的情况下，原企业虽然具有购进市场煤的成本优势，但不能因此而调低电力价格夺得市场份额，成本优势沦为空谈。在困境中，电力企业在新企业中产生消极生产、消极销售的倾向，煤方和电方利益冲突浮出水面。这种冲突，在电力企业控股的形况下也会出现，此时被控制的煤炭企业有不履约供煤或者降低供煤质量的倾向，煤电纵向合作也岌岌可危。这些冲突起因是产权分散，解决起来也必须从分散的产权入手，通过将产权集中给一个所有者，避免机会主义行为的出现，保障煤电一体化产业链的稳定性。因此，煤企和电企相互控股、相互参股及合资共建新企业这三种形式的煤电一体化，只有演化为煤炭企业所有或者电力企业所有，煤电一体化的产业链才能稳定发展。煤电完全一体化产业链在理论上具有合理性，但在实践中阻力较大。首先，我国煤炭企业和电力企业都是各省的重要纳税单位，如果实施完全纵向一体化，必定有一方企业的资产归为另一方，这意味着前者所在地的税收会受到较大的负面影响，当地政府定会出面干预，予以阻止。第二，煤炭企业和电力企业都是资本和资金密集型的，收购需要较大的资金实力，这对任何一方企业来说都是不小得挑战。
三、有效的电煤长期合同是解决煤电产业链稳定问题的又一思路
煤电完全一体化产业链在理论上是合理的，但在实践中却较难实现。因此，为了保障煤电产业链的稳定性，煤企和电企的长期合同契约也是解决问题的重要思路。国家有关部门近日或召集数家大型中央煤炭企业、电力企业，就《关于中央企业煤电企业长期稳定合作方案（征求意见稿）》召开座谈会，就是为了实现煤电产业链的稳定发展，保证电煤长期合同交易的执行。《征求意见稿》提出，将坚持市场化导向，遵循市场化定价机制，引导煤电企业逐步建立中长期供需协议，巩固和提升煤电企业间的电煤供应市场份额。在年度合同方面，《征求意见稿》提出，综合煤电央企双方提出的意见，按照国际惯例和成功经验，电力和煤炭企业双方商定合同数量，通过签订中长期合同方式，逐步稳定供需关系。签订3-5年中长期供需协议。煤电央企间结合各企业实际、在保持原有合同数量的基础上，对接达成分年度供应量，力争逐年增加长协合同数量。争取达成季度定价等更趋稳定的长协定价模式。合同兑现量方面偏差尽量控制在合同量的10%范围内。《征求意见稿》的核心内容在于促成煤电企业双方签订中长期合同，稳定供需关系。
结语
根据我国煤炭分布不平衡、电煤运输瓶颈等问题，本着维护国家能源安全、资源高效充分利用、多方利益平衡以及煤电企业协调发展等原则，产业链是可以稳定运行并不断发展壮大的。以“煤电一体化”突破口，推动高碳资源低碳发展、黑色煤炭绿色发展，提高资源就地转化率。
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机电一体化研究篇9
一、机电一体化技术发展历程及其趋势
自电子技术一问世,电子技术与机械技术的结合就开始了,只是出现了半导体集成电路,尤其是出现了以微处理器为代表的大规模集成电路以后,"机电一体化"技术之后有了明显进展,引起了人们的广泛注意.
(一)"机电一体化"的发展历程
1.数控机床的问世,写下了"机电一体化"历史的第一页;
2.微电子技术为"机电一体化''''''''带来勃勃生机;
3.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;
4.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.(二)"机电一体化"发展趋势
1.光机电一体化.一般的机电一体化系统是由传感系统、能源系统、信息处理系统、机械结构等部件组成的.因此,引进光学技术,实现光学技术的先天优点是能有效地改进机电一体化系统的传感系统、能源(动力)系统和信息处理系统.光机电一体化是机电产品发展的重要趋势.
2.自律分配系统化——柔性化.未来的机电一体化产品,控制和执行系统有足够的“冗余度”，有较强的“柔性”，能较好地应付突发事件，被设计成“自律分配系统”。在自律分配系统中，各个子系统是相互独立工作的，子系统为总系统服务，同时具有本身的“自律性”，可根据不同的环境条件作出不同反应。其特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总的前提下，具体“行动”是可以改变的。这样，既明显地增加了系统的适应能力(柔性)，又不因某一子系统的故障而影响整个系统。
3.全息系统化——智能化。今后的机电一体化产品“全息”特征越来越明显，智能化水平越来越高。这主要收益于模糊技术、信息技术(尤其是软件及芯片技术)的发展。除此之外，其系统的层次结构，也变简单的“从上到下”的形势而为复杂的、有较多冗余度的双向联系。
4.“生物一软件”化—仿生物系统化。今后的机电一体化装置对信息的依赖性很大，并且往往在结构上是处于“静态”时不稳定，但在动态(工作)时却是稳定的。这有点类似于活的生物：当控制系统(大脑)停止工作时，生物便“死亡”，而当控制系统(大脑)工作时，生物就很有活力。仿生学研究领域中已发现的一些生物体优良的机构可为机电一体化产品提供新型机体，但如何使这些新型机体具有活的“生命”还有待于深入研究。这一研究领域称为“生物——软件”或“生物系统”，而生物的特点是硬件(肌体)——软件(大脑)一体，不可分割。看来，机电一体化产品虽然有向生物系统化发展趋，但有一段漫长的道路要走。
5.微型机电化——微型化。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。当将这一成果用于实际产品时，就没有必要区分机械部分和控制器了。届时机械和电子完全可以“融合”，机体、执行机构、传感器、CpU等可集成在一起，体积很小，并组成一种自律元件。这种微型机械学是机电一体化的重要发展方向。
三、典型的机电一体化产品
机电一体化产品分系统(整机)和基础元、部件两大类。典型的机电一体化系统有：数控机床、机器人、汽车电子化产品、智能化仪器仪表、电子排版印刷系统、CaD／Cam系统等。典型的机电一体化元、部件有：电力电子器件及装置、可编程序控制器、模糊控制器、微型电机、传感器、专用集成电路、伺服机构等。这些典型的机电一体化产品的技术现状、发展趋势、市场前景分析从略。
四、北京发展“机电一体化”而临的形势和任务
机电一体化工作主要包括两个层次：一是用微电子技术改造传统产业，其目的是节能、节材，提高工效，提高产品质量，把传统工业的技术进步提高一步；二是开发自动化、数字化、智能化机电产品，促进产品的更新换代。
前者是面上的工作，普及工作；后者是提高工作，深层次工作。
(一)北京“机电一体化”工作面临的形势
1.北京用微电子技术改造传统工业的工作量大而广，有难度
(1)在700余家北京市属工业系统的企业中，有60%以上的企业用微电子技术改造机床设备、工业窑炉、风机电泵、生产过程的任务还未完成需要量的一半。
(2)北京工业系统还有2000余台机床设备亟需用微电子技术进行改造；在已改造的近6500台机床设备中，大约有15%需进一步改造。
(3)北京工业系统尚有近250座工业炉窑亟需用电子信息技术进行改造；且610座已改造过的工业炉窑也很有进一步应用模糊技术进行二次改造的必要。
(4)北京工业系统CaD应用还有较大差距。目前，北京工业品设计，CaD应用率仅17%(而美、日等国已超过85%；国内先进地区也超过了30%)；CaD的覆盖率才达到11%(而全国CaD应用工程领导小组指出，“八五”期间大中型企业要达到35%，中小型骨干企业要达到15%—20%；到“九五”时，按国务委员宋健的要求，基本上要甩掉绘图板)。
(5)北京工业系统共有改造价值的各种风机电泵装机容量50万千瓦，尚49万多千瓦用变调速技术进行改造的任务，占总任务量的99.5%左右。
(6)工业是全市能源消耗大户。1992年，北京工业系统占全市能耗总量的59.5%。而北京是一个能源严重缺乏的城市，1992年北京工业系统万元产值能耗折合标煤为2.47吨，比上海的1.57吨高57%，比天津的2.15吨高14%，比先进的工业化国家高近9倍。因此，北京工业系统节能降耗的任务非常重，而电力电子技术是节能降耗的王牌。
2.北京用机电一体化技术加速产品更新换代，提高市场占有率的呼声高，有压力。北京市的工业产品大约有3万种，每年约开发试制新产品3000种，更新周期很长。由于更新换代速度跟不上市场变化的需要，影响了北京工业产品的竞争能力。
1993年，北京市工业系统生产的机电一体化产品约837种，在当年生产的产品品种总数中仅占7.8%左右。其中：机械局系统主要产品约1200种，机电一体化产品不到150种机电一体化产品所占比例仅4%强；仪器仪表总公司系统主要产品350种，机电一体化产品210种，机电一体化产品所占比例为60%；轻工系统主要产品总数为649种，机电一体化、智能化产品15种，机电一体化、智能化产品所占比例约2.3%；汽车工业总公司系统平均每辆汽车的总成本为3.5万元，每辆汽车平均装用电子产品的费用约300元，不是总成本的1%；与国外约28%的先进水平相差甚远；与国内先进水平相差一半左右。
3.北京用机电一体化产品取代技术含量和附加值低，耗能、耗水、耗材高，污染、扰民产品的责任重，有意义。在北京工业系统中，能耗、耗水大户，对环境污染严重的企业还占相当大的比重，且不少地处城区和近郊区。近年来北京的工业结构、产品结构虽然几经调整，但由于多种原因，成效一直不够明显。这里面固然有上级领导部门的政出多门问题，有企业的“故土难离”“死守故业”问题，但不可否认也有优化不出理想的产业，优选不出中意的产品问题。上佳的答案早就摆在了这些企业的面前，这就是发展机电一体化，开发和生产有关的机电一体化产品。机电一体化产品功能强、性能好、质量高、成本低，且具有柔性，可根据市场需要和用户反映时产品结构和生产过程做必要的调整、改革，而无须改换设备。这是解决机电产品多品种、少批量生产的重要出路。同时，可为传统的机械工业注入新鲜血液，带来新的活力，把机械生产从繁重的体力劳动中解脱出来，实现文明生产。
另外，从市场需求的角度看，由于我国研制、开发机电一体化产品的历史不长，差距较大，许多产品的品种、数量、档次、质量都不能满足需求，每年进口量都比较大，因此亟需发展。
(二)北京“机电一体化”工作的任务
北京在机电一体化方面的任务可以概括为两句话：一句话是广泛深入地用机电一体化技术改造传统产业；另一句话是大张旗鼓地开发机电一体化产品，促进机电产品的更新换代。总的目的是促进机电一体产业的形成、为北京产业结构和产品结构调整作贡献。
1.北京应用机电一体化技术改造传统产业的工作重点
(1)大力采用模糊技术，工业炉窑改造应上新台阶
国内外成功的范例表明，应用模糊技术改造工业炉窑比单纯用计算机和piD技术好的多。因此，我们建议今后北京在改造工业炉窑时要大力推广应用模糊技术，到2000年，对应该进行改造但尚未改造的近250座工业炉窑要用模糊技术等先进电子信息技术改造完毕，其中采用模糊技术改造要在80%。
(2)积极采用数控技术，机床高备改造要达新水平
对机床设备的改造重点应放在经济型数控系统的推广应用上。根据需要和可能，到1995年，北京应该改造的机床设备(8420台)的改造率要达80%以上，到本世纪末要改造完毕。
(3)努力推广变频调速技术，风机电泵改造要攀新高度
风机、电泵采用变频调速后一般可节电20%以上，效果十分显著。因此，在今后几乎，北京要把交流变频调速技术的推广应用作为重点来抓。到1995年，应该采用变频调速技术改造的风机、电泵要改造完60%；到本世纪末，北京的风机、电泵和其它调速电机要普遍；采用先进的变频调速技术。
(4)优先应用CaD／Cam技术，工业设计水平提高要有新目标
北京工业产品更新换代慢，设计工作跟不上需求变化是重要原因之一。目前，北京工业系统CaD的应用率为17%，CaD的覆盖率为11%，到1995年应分别达到20%和15%，本世纪末，要力争分别达到55%和45%。
2.北京机电一体化产品开发的奋斗目标
(1)总体目标：到1995年全市的机电一体化产品数应不少于800种，2000年，应不少于2000种，机电产品的机电一体化率分别达到25%和60%。
(2)单项目标：
·机床数控化率：1995年，产量数控化率达5%，产值数控化率达16%；2000年，分别达12%和40%。
·汽车电子化程度：1995年，平均每辆汽车上装用和电子产品的费用不少于1000元，在整车成本中所占比例不低于3%；到2000年分别不少于3000元，不低于8%。
·pLC的开发生产能力：“八五”期间，开发能力要稳居全国首位；“九五”北京要成为全国主要的pLC生产基地之一。
·“电力电子”开发生产能力：“八五”期间掌握第二代电力电子器件的批量生产技术和第三代电力电子器件的开发技术。“九五”期间第三代电力电子器件的生产要形成经济批量。在电力电子产品应用方面，“八五”期间，开关电源、高频电源、逆变电源要成为拳头产品；交流变频调速装置要达到批量生产程度；高频电子镇流器要能出口创汇；“九五”，北京要形成一个具有电力电子器件、电力电子装置研制、生产、开发、推广综合配套能力的高新技术产业。
·模糊控制器的开发生产能力：“八五”要把北京建成全国模糊技术控制器的开发生产基地，开发出用于工业炉窑改造，压力、温度、流量控制的模糊技术控制系统典型产品来；交逐步将模糊技术应用于家用电器中。1995年，空调器、洗衣机、电冰箱、吸尘器、电风扇等家用电器产品模糊控制器的普及率要分别达到15、20%、5%、15%、8%左右。到本世纪末，北京家用电器模糊技术普及率要达到50%以上。
·其它机电一体化产品的开发生产能力：微机控制多色印刷机要稳居全国第一；电子医疗仪器的开发、生产争取在“八五”有较大突破，“九五”在品种和产量上全国领先；在“八五”期间，以30万千瓦汽轮发电机组为代表的发电设备要形成综合配套能力，打出规模效益来；数字化、智能化仪器仪表，自动化装置要上品种、上批量……
总之，机电一体化技术既是振兴传统机电工业的新鲜血液和源动力，又是开启北京机电行业产品结构、产业结构调整大门的钥匙。如果北京完成好上面所建议的“机电一体化”发展两方面的目标，那么，到本世纪末，北京就会形成一个销售额超过200亿元的机电一体化产业。其中，数控机床、机电一体化印刷系统、新型电子医疗设备和数字化智能化仪器仪表等机电一体化装备销售额可超过150亿元；“电力电子”的销售额可超过20亿元；pLC模糊控制器等销售额可超过15亿元；汽车电子化、自动化智能化轻工民用电器产品销售额可超过25亿元。机电一体化产业不仅是北京高新技术产业的主力军，也是机电行业停工、待产、明亏、潜亏企业的出路所在。
五、北京发展“机电一体化”的对策
(一)加强统筹安排，协调发展计划
目前，北京地区从事“机电一体化”研究开发及生产的单位很多。各自都有一套发展策略和计是。同时，市政府各有关委、办、局(总公司)也有不少相应的发展计划与规划。各单位的计划由于受各自立足点、着眼点的限制，难免只考虑局部利益，市政府各主管部门的有关计划和规划，也有统一考虑不足，统筹安排不够的问题，全市缺少综观全局的有权威性的发展计划和战略规划。因此，建议市政府责成有关机构在进行深入调查研究、科学分析的基础上，制定出北京统管全局的“机电一体化”研究、开发、生产计划和规划，避免开发上重复，生产上撞车!
(二)强化行业管理，发挥“协会”作用
目前，北京“机电一体化”较热，而按目前的行业划分方法和管理体制，“政出多门”是难哆的。因此，北京有必要明确一个“机电一体化”行业的统管机构，根据目前国家政治体制改革和经济体制改革的精神，以及机电一体化行业特点，我们建议，尽快加强北京机电一体化协会的建设，赋予其行业管理职能。
“协会”要进一步扩大领导机构——理事会的代表层面和复盖面，要加强办公室、秘书处的建设；要通过其精明干练的办事机构、经济实体，组织“行业”发展计划、战略规划的拟制；指导行业布点布局的调整，进行发展突破口的选择，抓好重点工程的试点和有关项目的发标、招标工作……
(三)优化发展环境、增大支持力度
优化发展环境指通过宣传群众，造成一种社会上下、企业内外都重视、支持“机电一体化”发展的氛围，如尽快为外商到北京投资发展“机电一体化”产业提供方便；尽可能为兴办开发、生产机电一体化产品的高新技术企业开绿灯；尽力为开发、生产机电一体化产品调配好资源要素等。
增大支持力度，在技术政策上，要严格限制耗电、耗水、耗材高的传统产品的发展，对未采用机电一体化技术落后产品限制强制淘汰；大力提倡用机电一体化技术对传统产业进行改造，对有关机电一体化技术对传统产业乾地改造，对有关技术开发、应用项目优先立项、优先支持，对在技术开发、应用中做出贡献的单位领导、科技人员进行表彰奖励等。
在经济政策上，要多给机电一体化科研攻关课题、开发应用项目利用科技专项基金和科技三项费用的机会；银行发设贷款要多向机电一体化技术改进、生产合资和机电一体化产业规模化建设项目上倾斜；成立“机电一体化”发展基金，支持机电一体化生产发展等。
(四)突出发展重点，兼顾“两个层次”
机电一体化产业复盖面非常广，而我们的财力、人力和物力是有限的，因此我们在抓机电一体化产业发展时不能面面俱到、平铺直叙，而应分清主次，大胆取舍，有所为，有所不为。要注意抓两个层次上的工作。第一个层次是“面上”的工作，即用电子信息技术对传统产业进行改造，在传统的机电设备上植入或嫁接上微电子(计算机)装置，使“机械”和“电子”技术在浅层次上结合。第二个层次是“提高”工作，即在新产品设计之初，就把“机械”与“电子”统一起来进行考虑，使“机械”与“电子”密不可分，深度结合，生产出来的新产品起码正做到机电一体化。
我们认为，北京“机电一体化”发展，当务之急，重中之重是：
抓紧开发生产Gto、GtR、VDmoS等新型电力电子器件及其应用装置——交流变频调速器、逆变焊机、高频电子镇流器等，用电力电子技术进行的节能、节材为主要目的的技术改造；
抓紧推广应用经济型数控系统，改造机床设备；开发生产低、中档数控系统；
机电一体化研究篇10
关键词：中职机电专业一体化有效教学
课题：辽宁省人社厅技工培训教学研究室2013-2014年立项课题“中职机电专业一体化有效教学”阶段成果；主持人：纪正君。
一、机电技术应用专业教学改革的背景
近年来，随着社会的进步和社会对人才需求结构比例的改变，技能型人才越来越受到社会的青睐，尤其是机电类人才越显缺乏。
这给中等职业学校提出了新的课题：应该用什么样的教学方法培养机电技术应用专业的学生？机电专业（机电技术应用专业，简称机电专业）的学生毕业后能达到怎样的职业水平？机电专业的学生毕业后能适应什么样的工作岗位？
为满足社会的需求，中职学校培养机电专业学生的职业目标应是既能掌握机电设备运行的一般理论，又能熟练操作机床、识图加工、维护设备，进行设备故障的诊断、简单维修，掌握设备中的电气控制技术等。
那么，为满足现代社会对机电类毕业生职业能力的需求，中等职业学校必须进行教学改革。
二、机电技术应用专业教学改革的内容
一体化教学是中职学校机电专业培养新型技能人才最有效的教学方法，也是一种立竿见影的教学方法。
中职学校机电专业的教师在实施一体化教学过程中需要单独制订教学计划，构建机电职业能力整体培养目标体系，通过各个教学环节的落实来保证整体目标的实现。每一环节由一位教师或几位教师在共同制定教学内容、教学方法与进度的情况下实施教学，使学生能将所学的理论知识及时通过实践学习消化吸收。
笔者学校机电专业一体化有效教学具体实施方法是以学习任务形式来进行，学习过程中全班学生主要以组为单位，每组6人，学习过程中可以相互探讨、相互评价，然后各组之间再相互评价学习效果，最后由一体化教师做总结。
三、一体化有效教学的方法及运用
下面就以机电一体化教学中车削加工为例，介绍一体化有效教学的方法。阶梯轴的加工作为教学任务，具体教学过程如下。
第一，教师提出一体化教学工作的任务（让学生明确工作任务的名称）：阶梯光轴的加工。
第二，教师做一体化教学工作任务的描述（说明本工作任务该干什么）：教师首先给出阶梯轴的轴测图（不考虑键槽加工），再给出阶梯轴的零件图，让学生识读零件图的图形和尺寸，再进行车削加工（学生有车床操作基础）。
第三，一体化教学的任务要求，学生看到阶梯轴的轴测图后，需要做三件事情：一是对比零件图，想象零件的结构形状，二是分析阶梯轴的尺寸和基准，明确各部分的形状和大小，三是分析整个车削工艺过程。
第四，一体化教学应达到的能力目标（专业能力方面达到什么程度，社会能力达到什么程度），学生通过阶梯轴零件图的识读学习能分析其他轴类零件的结构形状和视图表达，且能选出加工和测量基准，制定车削工艺过程。每组学生相互配合、相互学习，培养团队协助、与人沟通和正确评价的能力。
第五，教师给出一体化教学的任务准备（主要将与本工作任务的相关理论知识提供给学生做支撑），比如提供相关理论知识给学生，如基准的概念和分类，三类尺寸（即定形尺寸、定位尺寸和总体尺寸）的概念等；提供一些网址给学生课后查询，如http：//等。提供企业用的轴类零件的图样供学生作参考等。
第六，制订工作计划：先让学生自行制订工作计划，教师在巡回指导时可以给予适当的指导。
第七，任务实施：让学生自主完成工作任务。
学生完成工作任务时，一体化教师需要提供：
学材，即一体化教材（由一体化教师编写），主要供学生阅读相关理论知识，如设计基准和工艺基准的概念，提醒学生车削过程中车到每次最终位置均以右端面定位，即轴的右端面既是设计基准，又是工艺基准。强调一些加工时的注意事项，如形位公差、倒角、退刀槽的尺寸、工艺基准的选取等。强调安全操作规程。
第八，任务评价：主要对学生成果进行评价和总结。包括：学生学习成果展示；学生自我评价与总结；小组评价与总结；教师评价与总结；强调各小组工作岗位的“6S”处理；提供评价表，对学生完成工作任务进行过程考核，认真填好评价表。
第九，技能拓展：对完成本工作任务后进行技能延伸与拓展创新。提供一张稍微复杂的带有三角螺纹的阶梯轴试着让学生识读，再试制定加工工艺。
四、机电专业一体化有效教学的研究价值
我们设计的一体化教学任务和教学过程是按照企业工作要求，完成学习任务和工作实践，根据工作实践情况（阶梯轴的加工）描述学习任务情境。