【正文】 認(rèn)也有優(yōu)化不出理想的產(chǎn)業(yè)，優(yōu)選不出中意的產(chǎn)品問題。綠色化是時代的趨勢,其目標(biāo)是使產(chǎn)品從設(shè)計、制造、包裝、運(yùn)輸、使用到報廢處理的整個生命周期中,對生態(tài)環(huán)境無危害或危害極小,資源利用率極高。目前,利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù),在實驗室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。系統(tǒng)化系統(tǒng)化的表現(xiàn)特征之一就是系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)進(jìn)一步采用開放式和模式化的總線結(jié)構(gòu)。它可以隨機(jī)地、實時地、按量地按照裝配部門的要求,生產(chǎn)其能力范圍內(nèi)的任何工件,特別適于多品種、中小批量、設(shè)計更改頻繁的離散零件的批量生產(chǎn)。開放性設(shè)計,即硬件體系結(jié)構(gòu)和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標(biāo)準(zhǔn),能最大限度地提高用戶的使用效益。這一研究領(lǐng)域稱為“生物——軟件”或“生物——系統(tǒng)”，而生物的特點是硬件(肌體)——軟件(大腦)一體，不可分割。——智能化。進(jìn)入90年代，通信技術(shù)進(jìn)入了機(jī)電一體化，機(jī)器可像機(jī)器人系統(tǒng)那樣遙控和虛擬現(xiàn)實多媒體等技術(shù)緊密聯(lián)系的計算機(jī)控制的網(wǎng)絡(luò)化機(jī)電一體化日益普及。國內(nèi)早期將“機(jī)電一體化技術(shù)”與“機(jī)械電子學(xué)”并用，近年來“機(jī)電一體化”更流行使用。只有少數(shù)條件較好的高職院校配備有為數(shù)不多的數(shù)控車床、銑床、線切割機(jī)床、電火花成型機(jī)，很多學(xué)校的學(xué)生一學(xué)期只有三四次操作設(shè)備的機(jī)會，并且這些設(shè)備又比較落后，學(xué)生難以學(xué)到真正有用的技能。例如，當(dāng)前很多高職院校的單片機(jī)課程的教學(xué)內(nèi)容是仍以MCS51單片機(jī)為主，而實際生產(chǎn)中新的單片機(jī)層出不窮，種類繁多。學(xué)習(xí)工作環(huán)境建設(shè)一體化課程實施需要與學(xué)習(xí)任務(wù)相匹配的教學(xué)媒體和設(shè)施設(shè)備，創(chuàng)設(shè)盡量真實的學(xué)習(xí)工作環(huán)境，讓學(xué)生有機(jī)會完成與典型工作任務(wù)內(nèi)容相一致的學(xué)習(xí)任務(wù)，因此，學(xué)習(xí)工作環(huán)境的建設(shè)并不僅僅是為了技能的重復(fù)操作訓(xùn)練而購置大量的設(shè)備，要從完成一項工作任務(wù)所需的綜合性資源建設(shè)的角度出發(fā)，從促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)資源建設(shè)的角度出發(fā)，規(guī)劃設(shè)計學(xué)習(xí)工作環(huán)境，也叫學(xué)習(xí)工作站?？傊囵B(yǎng)機(jī)電一體化人才應(yīng)抓住“以機(jī)為主、以電為用、機(jī)電結(jié)合”的方向，從應(yīng)用的角度講授電工電子知識，強(qiáng)調(diào)機(jī)械、電子、計算機(jī)和自動控制相結(jié)合，提高學(xué)生從系統(tǒng)工程的角度，綜合解決機(jī)械行業(yè)及其相關(guān)行業(yè)中機(jī)電一體化問題的能力三、機(jī)電一體化課程體系的實施目前，廣州市工貿(mào)技師學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)的四年制預(yù)備技師班、三年制高級技工班均采用工學(xué)結(jié)合的一體化課程體系實施教學(xué)，其教學(xué)效果得到廣大師生的一致認(rèn)可。本專業(yè)的重點學(xué)習(xí)知識應(yīng)該是在控制及與控制相關(guān)的學(xué)科方面。可在機(jī)械設(shè)計、制造與裝備行業(yè)、模具制造業(yè)，輕工、家用電器、電子制造業(yè)從事設(shè)計、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營銷、設(shè)備管理與維護(hù)等工作。歷屆學(xué)生畢業(yè)后主要面向珠江三角洲各企業(yè)、公司，從事加工制造業(yè)，家電生產(chǎn)和售后服務(wù)，數(shù)控加工機(jī)床設(shè)備使用維護(hù)，物業(yè)自動化管理系統(tǒng)，機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)、改造、技術(shù)支持，以及機(jī)電設(shè)備的安裝、調(diào)試、維護(hù)、銷售、經(jīng)營管理等等。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列入“863計劃”中。同時，可為傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)注入新鮮血液，帶來新的活力，把機(jī)械生產(chǎn)從繁重的體力勞動中解脫出來，實現(xiàn)文明生產(chǎn)。結(jié)束語在機(jī)電一體化控制中，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)集微機(jī)技術(shù)和執(zhí)行器技術(shù)于一體，是一種新型的終端控制單元，其電機(jī)是通過內(nèi)部集成的一體化變頻器來控制，因此，同一臺智能執(zhí)行機(jī)構(gòu)可以在一定范圍內(nèi)具有不同的運(yùn)行速度和關(guān)斷力矩。1992年天津大學(xué)提出了保護(hù)、控制、測量、通信一體化問題，并研制了以TMS320C25數(shù)字信號處理器(DSP)為基礎(chǔ)的一個保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化裝置。目前，為了測量、保護(hù)和控制的需要，室外變電站的所有設(shè)備，如變壓器、線路等的二次電壓、電流都必須用控制電纜引到主控室。其原理是將傳統(tǒng)的集中式母線保護(hù)分散成若干個(與被保護(hù)母線的回路數(shù)相同)母線保護(hù)單元，分散裝設(shè)在各回路保護(hù)屏上，各保護(hù)單元用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接起來，每個保護(hù)單元只輸入本回路的電流量，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后，通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳送給其它所有回路的保護(hù)單元，各保護(hù)單元根據(jù)本回路的電流量和從計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上獲得的其它所有回路的電流量，進(jìn)行母線差動保護(hù)的計算，如果計算結(jié)果證明是母線內(nèi)部故障則只跳開本回路斷路器，將故障的母線隔離。這就要求每個保護(hù)單元都能共享全系統(tǒng)的運(yùn)行和故障信息的數(shù)據(jù)，各個保護(hù)單元與重合閘裝置在分析這些信息和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上協(xié)調(diào)動作，確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。但對如何更好地滿足電力系統(tǒng)要求，如何進(jìn)一步提高繼電保護(hù)的可靠性，如何取得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，尚須進(jìn)行具體深入的研究。在計算機(jī)保護(hù)發(fā)展初期，曾設(shè)想過用一臺小型計算機(jī)作成繼電保護(hù)裝置。華中理工大學(xué)研制的微機(jī)保護(hù)也是從8位CPU，發(fā)展到以工控機(jī)核心部分為基礎(chǔ)的32位微機(jī)保護(hù)。南京電力自動化研究院研制的微機(jī)線路保護(hù)裝置也于1991年通過鑒定。在此期間，從70年代中，基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù)已開始研究。建國后，我國繼電保護(hù)學(xué)科、繼電保護(hù)設(shè)計、繼電器制造工業(yè)和繼電保護(hù)技術(shù)隊伍 16中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文從無到有，在大約10年的時間里走過了先進(jìn)國家半個世紀(jì)走過的道路。采用LM358和4N25組成了隔離線性放大電路。其原理是，單片機(jī)將本次檢測的位置信號與上次檢測的信號相比較，如果未發(fā)生變化或變化較小，即認(rèn)為己達(dá)到極限位置，立即切斷異步電機(jī)的供電電源，保證閥門的安全關(guān)閉或全開?？刂葡到y(tǒng)由閥位給定和閥位反饋信號構(gòu)成的閉環(huán)系統(tǒng)，控制特性視運(yùn)行方式、速度而定，并具有自動過流保護(hù)、過載保護(hù)、超壓、欠壓、過熱、缺相、堵轉(zhuǎn)等保護(hù)功能。執(zhí)行機(jī)構(gòu)各階段運(yùn)行速度的計算原理圖32為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型運(yùn)行速度圖，它由若干段變化速率不同的折線組成。第3章 機(jī)電一體化中閥位及速度控制原理閥位及速度控制原理框圖如圖31所示。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來 12中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文存入需長期保存的數(shù)據(jù)。筆者采用的位置傳感器為脈沖數(shù)字式傳感器，這種傳感器是無觸點的，且具有精度高、無線性區(qū)限制、穩(wěn)定性高、無溫度限制等特點。經(jīng)計算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿 10 11中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文足系統(tǒng)要求。單片機(jī)通過8255控制PWM波發(fā)生器，產(chǎn)生的PWM波經(jīng)光電耦合作用于逆變模塊IPM，實現(xiàn)電機(jī)的變頻調(diào)速以及閥位控制。當(dāng)將這一成果用于實際產(chǎn)品時，就沒有必要區(qū)分機(jī)械部分和控制器了。13.“生物一軟件”化—仿生物系統(tǒng)化。、能源系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)、,引進(jìn)光學(xué)技術(shù),實現(xiàn)光學(xué)技術(shù)的先天優(yōu)點是能有效地改進(jìn)機(jī)電一體化系統(tǒng)的傳感系統(tǒng)、能源(動力)——,控制和執(zhí)行系統(tǒng)有足夠的“冗余度”，有較強(qiáng)的“柔性”，能較好地應(yīng)付突發(fā)事件，被設(shè)計成“自律分配系統(tǒng)”。首先可將系統(tǒng)分解為若干層次，使系統(tǒng)功能分散，并使各部分協(xié)調(diào)而又安全地運(yùn)轉(zhuǎn)，然后再通過軟、硬件將各個 7 8中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文層次有機(jī)地聯(lián)系起來，使其性能最優(yōu)、功能最強(qiáng)。4 網(wǎng)絡(luò)化由于網(wǎng)絡(luò)的普及，基于網(wǎng)絡(luò)的各種遠(yuǎn)程控制和監(jiān)視技術(shù)方興未艾。數(shù)字化要求機(jī)電一體化產(chǎn)品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護(hù)性、自診斷能力以及友好人機(jī)界面。實際運(yùn)行表明，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作穩(wěn)定，性能可靠?，F(xiàn)有的國產(chǎn)大流量電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)存在著控制手段落后、機(jī)械傳動機(jī)構(gòu)多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、定位精度低、可靠性差等問題。關(guān)鍵詞：電動機(jī)閥門，繼電器保護(hù)，機(jī)電一體化技術(shù)總結(jié) 3中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文目 錄內(nèi) 容 摘 要.......................................................................................2 插 圖 索 引.......................................................................................4 引 言...................................................................................................5 第1章 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程及其趨向...................................6 1．1 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展歷程.......................................................6 1．2 機(jī)電一體化發(fā)展趨向...............................................................6 第2章 機(jī)電一體化中電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)的硬件設(shè)計及工作原理.......9 系統(tǒng)工作原理...........................................................................10 第3章 機(jī)電一體化中閥位及速度控制原理.................................12 第4章 關(guān)鍵技術(shù)問題的解決.........................................................14 第5章 機(jī)電一體化中繼電器保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展.........................15 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀.................................................................15 繼電保護(hù)的未來發(fā)展.............................................................17 計算機(jī)化.....................................................................................17 網(wǎng)絡(luò)化........................................................................................18 保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化.....................................19 智能化........................................................................................20 結(jié)束語...............................................................................................21 參考文獻(xiàn)...........................................................................................21 4中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文插 圖 索 引圖21 電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)框圖??????????????9 圖22 IPM輸出電流、電壓檢測??????????????11 圖23 程序出格自恢復(fù)電路??????????????12 圖31 閥位及速度控制原理框圖??????????????12 圖33 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的典型運(yùn)行速度圖 ?????????????13 圖41 線性隔離放大器 ??????????????????15 5中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文引 言在現(xiàn)代化生產(chǎn)過程控制中，執(zhí)行機(jī)構(gòu)起著十分重要的作用，它是自動控制系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。該電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)省去了用于控制電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的接觸器和可控硅換向開關(guān)模件、機(jī)械傳動裝置和復(fù)雜、昂貴的控制柜和配電柜，具有動作快、保護(hù)較完善、便于和計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)等優(yōu)點。、模糊技術(shù)、信息技術(shù)等新技術(shù)使”機(jī)電一體化．2 機(jī)電一體化發(fā)展趨向 數(shù)字化微控制器及其發(fā)展奠定了機(jī)電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機(jī)床和機(jī)器人；而計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機(jī)集成制造等。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機(jī)電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機(jī)械元件。10中北大學(xué)成人教育學(xué)院2011屆畢業(yè)論文 系統(tǒng)工作原理霍爾電流、電壓傳感器及位置傳感器檢測到的逆變模塊三相輸出電流、電壓及閥門的位置信號，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入單片機(jī)。該執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要適用功率小于5．5kW的三相異步電機(jī)，其額定電壓為380V，功率因數(shù)為0．75。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。文中選用時鐘電路DS12887。工作原理為：一旦程序出格，WDO由高變低，由于微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變?yōu)楦唠娖?，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈沖，使單片機(jī)產(chǎn)生一次復(fù)位，復(fù)位結(jié)束后，又由程序通過P1．0口向MAX705的WDI引腳發(fā)正脈沖，使WDO引腳回到高電平，程序出格自恢復(fù)電路繼續(xù)監(jiān)視程序運(yùn)行。速度給定發(fā)生器的工作原理為：通過比較實際閥位與給定閥位，當(dāng)二者不相等時，以恒定加速度加速，減速點根據(jù)當(dāng)前速度、閥位值、閥位給定值的大小計算得來。用戶可根據(jù)需要設(shè)定力矩特性，根據(jù)控制的閥設(shè)定速度，速度分多轉(zhuǎn)式、直行程、角行程3種方式。在文中，電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)極限位置通過檢測位置信號的增量獲得。對于變頻器的直流電壓以及輸出的三相電壓，它們之間的地址不一致，存在著較高的共模電壓，為了保證系統(tǒng)的安全性，必須將它們彼此相互隔離。第5章 機(jī)電一體化中繼電器保護(hù)的現(xiàn)狀與發(fā)展 繼電保護(hù)發(fā)展現(xiàn)狀電力系統(tǒng)的飛速發(fā)展對繼電保護(hù)不斷提出新的要求，電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)的飛速發(fā)展又為繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展不斷地注入了新的活力，因此，繼電保護(hù)技術(shù)得天獨(dú)厚，在40余年