【文章內(nèi)容簡介】 存儲、分析、加工處理后，按照信息處理結(jié)果和規(guī)定的程序與節(jié)奏發(fā)出相應(yīng)的指令，控制整個(gè)系統(tǒng)有目的的運(yùn)行。執(zhí)行機(jī)構(gòu)（運(yùn)動(dòng)組成要素）根據(jù)控制及信息處理部分發(fā)出的指令，完成規(guī)定的動(dòng)作和功能。機(jī)電一體化系統(tǒng)一般由機(jī)械本體、檢測傳感部分、電子控制單元、執(zhí)行器和動(dòng)力源5個(gè)組成部分構(gòu)成。構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)的五大組成要素其內(nèi)部及相互之間都必須遵循結(jié)構(gòu)耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制與能量轉(zhuǎn)換四大原則。接口耦合：兩個(gè)需要進(jìn)行信息交換和傳遞的環(huán)節(jié)之間，由于信息模式不同（數(shù)字量與模擬量，串行碼與并行碼，連續(xù)脈沖與序列脈沖等）無法直接傳遞和交換，必須通過接口耦合來實(shí)現(xiàn)。而兩個(gè)信號強(qiáng)弱相差懸殊的環(huán)節(jié)之間，也必須通過接口耦合后，才能匹配。變換放大后的信號要在兩個(gè)環(huán)節(jié)之間可靠、快速、準(zhǔn)確的交換、傳遞，必須遵循一致的時(shí)序、信號格式和邏輯規(guī)范才行，因此接口耦合時(shí)就必須具有保證信息的邏輯控制功能，使信息按規(guī)定的模式進(jìn)行交換與傳遞。能量轉(zhuǎn)換：兩個(gè)需要進(jìn)行傳輸和交換的環(huán)節(jié)之間，由于模式不同而無法直接進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換和交流，必須進(jìn)行能量的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換包括執(zhí)行器，驅(qū)動(dòng)器和他們的不同類型能量的最優(yōu)轉(zhuǎn)換方法及原理。信息控制：在系統(tǒng)中，所謂智能組成要素的系統(tǒng)控制單元，在軟、硬件的保證下，完成信息的采集、傳輸、儲存、分析、運(yùn)算、判斷、決策，以達(dá)到信息控制的目的。對于智能化程度高機(jī)電一體化 的信息控制系統(tǒng)還包含了知識獲得、推理機(jī)制以及自學(xué)習(xí)功能等知識驅(qū)動(dòng)功能。運(yùn)動(dòng)傳遞：運(yùn)動(dòng)傳遞使構(gòu)成機(jī)電一體化系統(tǒng)各組成要素之間，不同類型運(yùn)動(dòng)的變換與傳輸以及以運(yùn)動(dòng)控制為目的的優(yōu)化。三、自動(dòng)化技術(shù)：所謂自動(dòng)化技術(shù)，是指人類利用各種技術(shù)手段和方法來代替人去完成各種測試、分析、判斷和控制工作，以現(xiàn)實(shí)預(yù)期的目標(biāo)、功能。一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)通常由多個(gè)環(huán)節(jié)要素組成，以完成信息的獲取、信息的傳遞、信息的轉(zhuǎn)換、信息的處理及信息的執(zhí)行等功能，最后實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行目標(biāo)。編輯本段選型與設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)各功能元件的選型與設(shè)計(jì)：1．單片機(jī)選用INTEL公司生產(chǎn)的8031單片機(jī)單片機(jī)，它主要通過并行8255口擔(dān)負(fù)控制系統(tǒng)的信號處理：接收系統(tǒng)對轉(zhuǎn)矩、閥門開機(jī)電一體化啟、關(guān)閉及閥門開度等設(shè)定信號，并提供三相PWM波發(fā)生器所需要的控制信號；處理IPM發(fā)出的故障信號和報(bào)警信號；處理通過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測信號；提供顯示電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作狀態(tài)信號；執(zhí)行控制系統(tǒng)來的控制信號，向控制系統(tǒng)反饋信號；2．三相PWM波發(fā)生器 PWM波的產(chǎn)生通常有模擬和數(shù)字兩種方法。模擬法電路復(fù)雜，有溫漂現(xiàn)象，精度低，限制了系統(tǒng)的性能；數(shù)字法是按照不同的數(shù)字模型用計(jì)算機(jī)算出各切換點(diǎn)，并存入內(nèi)存，然后通過查表及必要的計(jì)算產(chǎn)生PWM波，這種方法占用的內(nèi)存較大，不能保證系統(tǒng)的精度。為了滿足智能功率模塊所需要的PWM波控制信號，保證微處理器有足夠的時(shí)間進(jìn)行整個(gè)系統(tǒng)的檢測、保護(hù)、控制等功能，文中選用MITEL公司生產(chǎn)的SA8282作為三相PWM發(fā)生器。SA8282是專用大規(guī)模集成電路，具有獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)微處理器接口，芯片內(nèi)部包含了波形、頻率、幅值等控制信息。3．智能逆變模塊IPM 為了滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)體積小，可靠性高的要求，電機(jī)電源采用智能功率模塊IPM。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。經(jīng)計(jì)算可知，選用日本產(chǎn)的智能功率模塊PM50RSA120可以滿足系統(tǒng)要求。該功率模塊集功率開關(guān)和驅(qū)動(dòng)電路、制動(dòng)電路于一體，并內(nèi)置過電流、短路、欠電壓和過熱保護(hù)以及報(bào)警輸出，是一種高性能的功率開關(guān)器件。4．位置檢測電路 位置檢測電路是執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成部分，它的功能是提供準(zhǔn)確的機(jī)電一體化位置信號。關(guān)鍵問題是位置傳感器的選型。在傳統(tǒng)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中多采用繞線電位器、差動(dòng)變壓器、導(dǎo)電塑料電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動(dòng)變壓器由于線性區(qū)太短和溫度特性不理想而受到限制。導(dǎo)電塑料電位器目前較為流行，但它是有觸點(diǎn)的，壽命也不可能很長，精度也不高。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(diǎn)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(diǎn)。電壓、電流及檢測 檢測電壓、電流主要是為了計(jì)算電機(jī)的力矩，以及變頻器輸出回路短路、斷相保護(hù)和逆變模塊故障診斷。由于變頻器輸出的電流和電壓的頻率范圍為0～50Hz，采用常規(guī)的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，采用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對于IPM輸出電壓的檢測采用分壓電路。6)、通訊接口為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，選用MAX232作為系統(tǒng)的串行通訊接口，MAX232內(nèi)部有兩個(gè)完全相同的電平轉(zhuǎn)換電路，可以把8031串行口輸出的TTL電平轉(zhuǎn)換為RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平，把其它微機(jī)送來的RS－232標(biāo)準(zhǔn)電平轉(zhuǎn)換成TTL電平給8031，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與其它微機(jī)間的通訊。7．時(shí)鐘電路時(shí)鐘電路主要用來提供采樣與控制周期、速度計(jì)算時(shí)所需要的時(shí)間以及日歷。文中選用時(shí)鐘電路DS128機(jī)電一體化87。DS12887內(nèi)部有114字節(jié)的用戶非易失性RAM，可用來存入需長期保存的數(shù)據(jù)。8．液晶顯示單元 為了實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模塊組成顯示電路。采用組態(tài)顯示方式。通過菜單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機(jī)、通訊和參數(shù)等信號進(jìn)行設(shè)置或調(diào)試。并采用文字和圖形相結(jié)合的方式，顯示直觀、清晰。9．程序出格自恢復(fù)電路為了保證在強(qiáng)干擾下程序出格時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)地恢復(fù)正常，選用MAX705組成程序出格自恢復(fù)電路，監(jiān)視程序運(yùn)行。如圖23所示，該電路由MAX70與非門及微分電路組成。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)楦唠娖剑_2電平的這種變化使“與非”門輸出一個(gè)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。編輯本段課程簡介核心課程機(jī)械制圖、電氣CAD工程實(shí)踐、電工技術(shù)基礎(chǔ)、工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、機(jī)械加工工藝、數(shù)控機(jī)床編程、單片機(jī)原理與應(yīng)用、電子技術(shù)基礎(chǔ)、檢測與傳感技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)、機(jī)床電氣控制(電機(jī)與電氣控制)、PLC、電力電子技術(shù)、數(shù)控加工工藝與編程、數(shù)控機(jī)床與維修、機(jī)電一體化技術(shù)（機(jī)電控制技術(shù)）、自動(dòng)化控制原理（PC控制與組態(tài)）、供配電技術(shù)等。實(shí)訓(xùn)課程電工技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、金工實(shí)習(xí)、電子技術(shù)基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)、單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)訓(xùn)、液壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)、電力拖動(dòng)控制線路實(shí)訓(xùn)、PLC編程實(shí)訓(xùn)、數(shù)控機(jī)床維修實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)實(shí)訓(xùn)、職業(yè)生涯規(guī)劃、大學(xué)生涯規(guī)劃、職業(yè)環(huán)境認(rèn)知、成功素養(yǎng)拓展、工作能力提升、激情自主創(chuàng)業(yè)、求職過程勝出、初涉職場轉(zhuǎn)型等。專業(yè)軟件設(shè)計(jì)制圖：AUTO CAD、UG、solidworks、3ds max等編程仿真：PLC編程setp7（西門子PLC組態(tài)編程調(diào)試軟件）；51單片機(jī)編程keil（AT89系列、8051內(nèi)核）仿真Proteus（很多單片機(jī)支持C++，包括凌陽十六位單片機(jī)）；數(shù)控編程仿真斯沃?jǐn)?shù)控、宇龍數(shù)控仿真系統(tǒng)；維修仿真數(shù)控機(jī)床維修仿真軟件。PC組態(tài)軟件：wincc(西門子)、組態(tài)王、昆侖組態(tài)等。電子仿真：NI Multisim、Proteus 等液壓與氣動(dòng)仿真：AMEsim、MSC等培養(yǎng)目標(biāo)與就業(yè)方向培養(yǎng)學(xué)生具有機(jī)、電、液一定的理論知識和較強(qiáng)的實(shí)踐技能。2．具有機(jī)械加工設(shè)備的初步操作技能和數(shù)控加工、數(shù)控編程的能力。3．具備從事機(jī)電技術(shù)必需的理論知識和綜合職業(yè)能力的機(jī)電設(shè)備、自動(dòng)化設(shè)備和生產(chǎn)線的運(yùn)行與維護(hù)人員，并具有設(shè)備改造能力的高等技術(shù)綜合性應(yīng)用型人才。4．能在機(jī)電設(shè)備制造企業(yè)、從事機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開發(fā)、企業(yè)與車間生產(chǎn)技術(shù)管理等工作，以及機(jī)電一體化設(shè)備的安裝、調(diào)試、維修、銷售及管理；普通機(jī)床的數(shù)控化改裝等。編輯本段就業(yè)前景機(jī)電一體化是指在機(jī)構(gòu)得主功能、動(dòng)力功能、信息處理功能和控制功能上引進(jìn)電子技術(shù),各企業(yè)高薪聘請機(jī)電一體化專業(yè)人才,在深圳地區(qū)例如:富士康、三星、華為、。機(jī)電一體專業(yè)就業(yè)方向從事機(jī)電一體化液體灌裝生產(chǎn)線及商品包裝自動(dòng)化機(jī)械運(yùn)行、維護(hù)、管理、飲料、食品及商品包裝生產(chǎn)企業(yè)從事現(xiàn)代化自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的維護(hù)和管理工作,也可在相關(guān)的自動(dòng)機(jī)與生產(chǎn)線的生產(chǎn)廠家或設(shè)計(jì)部門、機(jī)電一體化專業(yè)(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造方向)從事機(jī)電產(chǎn)品的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)與計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM),、機(jī)械加工、塑料、五金、電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)生產(chǎn)等企業(yè)從事數(shù)控機(jī)床的加工工藝設(shè)計(jì)編程,數(shù)控機(jī)床的調(diào)試、維護(hù)及加工操作,從事生產(chǎn)和技術(shù)管理工作,、機(jī)電一體化專業(yè)(模具CAD/CAM方向)、機(jī)械、五金、塑料、家電等生產(chǎn)企業(yè)從事模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等方面的技術(shù)工作,也可在企事業(yè)單位從事與本專業(yè)有關(guān)的經(jīng)營、機(jī)電一體化專業(yè)(機(jī)電CAD技術(shù)方向)在機(jī)電一體化產(chǎn)品、設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、維修、管理、技術(shù)改造與服務(wù)過程中專門從事用電腦繪圖設(shè)計(jì)、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(jì)、制造、技術(shù)改造、產(chǎn)品營銷、有關(guān)研究報(bào)告顯示機(jī)電一體化“一詞最早是日本提出的,在上世紀(jì)80年代初,”機(jī)械電子工程“專業(yè)。(含電力電子)計(jì)算機(jī)技術(shù)等多門學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物,屬高新技術(shù),也是當(dāng)前發(fā)展最快的技術(shù)之一,是產(chǎn)品向高、精、快迅速邁進(jìn),、企業(yè)、事業(yè)單位從事機(jī)械、電氣工程、常用電器的維修、?市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)機(jī)電一體化專業(yè)是一個(gè)寬口徑專業(yè),適應(yīng)范圍很廣,學(xué)生在校期間除學(xué)習(xí)各種機(jī)械、電工電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、檢測傳感等理論知識外,還將參加各種技能培訓(xùn)和國家職業(yè)資格證書考試,、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(dòng)化管理系統(tǒng),機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)、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。[1] 編輯本段發(fā)展方向，各主要發(fā)達(dá)國家開始了機(jī)電一體化技術(shù)向智能化方向邁進(jìn)的新階段。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等進(jìn)入了機(jī)