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第1篇：機電一體化的基本概念范文

1 機電一體化的基本概念

機電一體化又稱機械電子學，亦可稱為機電整合，英語稱為Mechatronics，它是由英文機械學Mechanics的前半部分與電子學Electronics的后半部分組合而成，它是在機構功能、動力功能、信息處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟件結合起來所構成的系統的總稱。

2 機電一體化的發展概況

機電一體化最早出現在1971年日本雜志《機械設計》的副刊上，隨著機電一體化技術的快速發展，機電一體化的概念被我們廣泛接受和普遍應用。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?，F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。

但在20世紀60年代以前，機電一體化就已經開始發展了。在這一時期，人們在不知覺中就已經在利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。特別是在第二次世界大戰期間，戰爭刺激了機械產品與電子技術的結合。20世紀70～80年代，計算機技術、控制技術、通信技術的發展，為機電一體化的發展奠定了技術基礎。大規模、超大規模集成電路和微型計算機的迅猛發展，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎，也就是在這一時期出現了機電一體化這一名詞。20世紀90年代后期，開始了機電一體化技術向智能化方向邁進的新階段，機電一體化進入了深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入了機電一體化；另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由于人工智能技術、神經網絡技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開辟了發展的廣闊天地。據了解，我國是從20世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。

機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、信息等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。因此，機電一體化的主要發展方向如下：

（一）智能化

智能化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。它是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一。這里所說的“智能化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收計算機科學、人工智能、心理學、生理學等新思想、新方法，模擬人類智能，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。故智能機電一體化產品也具有這種能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動

（二）數字化

微控制器和接口技術的發展奠定了機電產品數字化的基礎，而計算機網絡的迅速崛起，為數字化設計與制造鋪平了道路，數字化的實現將便于遠程控制操作、診斷和修復。

（三）模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項十分復雜但又非常重要的事情。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和接口。但機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。

（四）網絡化

20世紀90年代，計算機技術飛速發展后的突出成就是網絡技術。網絡技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、教育以及日常生活都帶來了巨大的變革。而各種網絡將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術正在興盛，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

（五）微型化

微型化是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術，微機電一體化產品的加工采用精細加工技術，微機電系統產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、信息等方面具有不可比擬的優勢。

（六）系統化

第2篇：機電一體化的基本概念范文

關鍵詞：電工新技術；機電一體化；自動控制技術；應用

電工新技術對機電一體的發展有著重要的作用，能夠為機電一體化技術提供各種各樣的產品，逐漸豐富的機電一體化產品，對于機電一體化事業的發展有著積極的促進作用。所以要重視對電工新技術的開發，充分發揮電工新技術的基本功能，將電工新技術與機電一體化技術有機結合在一起，保障機電一體化產品處于穩定的生產環境中，提高機電產品的工作的質量和工作效率，最終實現更好地節約能源的目的，以將機電一體化事業推向一個高峰。為此要深入了解電工新技術的基本概念和未來的前景，積極促進電工新技術在機電一體化中的應用。

1電工新技術分析

1.1電工新技術發展和應用的作用

目前，電工新技術已經形成一定的規模，電工新技術幾乎可以應用到各個領域，其本身的應用范圍很廣，在可再生能源發電技術、軌道交通及電動車、醫學診療技術、機電一體化技術等方面都有重要的應用價值和發展前景.電工新技術的應用極大地促進了我國生產力的發展，使我國的國民經濟更加快速穩定。總之，近幾年電工新技術雖然沒有信息技術發展的迅速，但是本身具有巨大發展潛力，對于我國生活中的各個方面都有積極的影響，可以極大地提高人民的生活質量，提高我國的科學技術水平。所以，要積極促進電工新技術在機電一體化中的應用，充分發揮其經濟優越性和實用性。

1.2電工新技術

電工新技術主要以電磁現象和新技術為基礎，不斷衍生出各類高新技術，并且不斷地研發出新的產品，以為人們的生產和生活提供便利，電工新技術在原有產品改進方面也有著積極的作用，從而對產品進行改進，使其具有更多的全新功能。但是電工新技術由于受到技術水平的限制，并沒有得到大規模應用，還有待于進一步開發。

1.3電工新技術未來前景

進入21世紀之后，人們在實際的產品應用中越來越發現電工新技術的重要的作用，為此目前電工新技術的發展十分迅速。逐漸與電工新理論、新技術、新材料融合在一起，并與電磁流體力學、生物電磁學各個學科緊密結合在一起，形成了電工新技術。因此，電工新技術具有各個高新技術的優點，在醫學診療技術、可再生能源發電技術、機電一體化技術等方面都有廣泛的應用，對于國民經濟的發展有著重要的影響。

2電工新技術在機電一體化中的應用

隨著電工新技術的不斷更新，極大的促進了機電一體化的發展，在觸摸屏技術、自動監控制技術、運動控制卡等技術中都有廣泛的應用，以下將具體闡述電工新技術在機電一體化中的應用情況進行詳細的闡述。

2.1自動化控制技術的運用

自動化控制技術最主要的部分是自動控制系統，通過實現自動化控制，將其與機電自動化技術結合在一起，可以很好地處理設備出現的偏差，并且通過對比例控制器、積分控制器的使用，提高測量的快速性、精確性。近幾年經濟發展十分迅速，對于機電產品的綜合性能提出了更高的要求，出現全閉環數字式伺服系統極大提高了自動化控制技術的地位，可以很好地實現機電一體化產品的控制和調節的精確度。

2.2可編程控制器的運用

可編程控制器被稱為PC，可以同時實現計算機控制和通信功能，在機械生產自動化中發揮著重要的作用。在PC出現的最初期只能夠實現定時、控制、記數的功能，極大限制了可編程控制器的廣泛應用。目前，可編程控制器正逐漸向著智能化和網絡化的方向發展，具有操作簡單、連接方面結構緊湊、連接方便的特點，十分有利于該裝置的進一步推廣?？删幊炭刂破魍ㄟ^軟件控制可以很好地實現系統的監控、自檢，其應用范圍很廣，且操作軟件的系統具有多樣化、系統化的特點，具有極強的靈活性，可以根據用戶的需要對系統進行適當的調整和更改。

2.3運動控制卡的應用

運動控制卡是在工業PC機的基礎上進行進一步升級，以控制場合的上位控制單元，可以很好地實現數字輸入、DA/輸出等功能，是以變速器調速技術為基礎的。其中變頻器是運動控制卡的重要組成部分，可以將工頻電源變成各種頻率的交流電源，來實現減少變速設備的運行時間，其中控制電路可以很好地對電流進行控制對電流的形式的轉換，而電機的位置通過改變發乎脈沖數量來實現。變頻器在數控伺服、同步傳動中發揮著重要的作用，因此運動控制卡具有更為廣泛的發展空間，需要被開發人員所重視，以促進電工新技術的應用。

2.4步進電機驅動技術的應用

步進電機屬于數字控制電動機，通過PCC進行直接控制，要注意調整步進電機的轉向和步數，準確控制X、Y、Z的運動部分，寫出電機相線的邏輯關系，將進給傳送鏈長度縮短為零。根據電機運轉情況來調整脈沖頻率，保證在短時間內能夠準確地完成加工零件的工作。通過利用步進電機驅動技術可以實現對于零件的精密加工，提高加工的質量和準確性。步進電機驅動技術的應用對于機電一體化技術的發展有著重要的作用。

3結束語

從上文可以看出電工新技術在機電一體化中有著廣泛的應用，對于我國的經濟發展有著積極的推動作用。為了促進電工新技術的廣泛應用，需要相關工作人員對電工新技術進行深入的分析，并且積極了解電工新技術的應用情況，在此基礎上根據行業的發展需要，為電工新技術在機電一體化，以促進我國經濟的發展。

作者:張芳 單位:茂名市高級技工學校

參考文獻：

[1]俞漢忠.探討電工新技術在機電一體化中的應用[J].電子制作，2015，10:243.

[2]湯貴文.淺談電工新技術在機電一體化中的應用[J].黑龍江科技信息，2014，09:106.

第3篇：機電一體化的基本概念范文

關鍵詞：職業學校；電工電子；機電一體化專業

中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2013）03-02

根據社會發展的需要，我校于幾年前把全校專業整合成機電、物流、信息三大專業群，其中，機電專業群包括數控、模具、機電一體化三大專業方向。機電一體化專業人才已被國家列為21世紀最急需的十大專業人才之一，是就業領域廣，就業前景非常好的專業，該專業主要培養能進行機電一體化技術應用，并具有初步設計開發能力的中級技術人才。學生經過三年的學習，能夠掌握機、電、計算機等方面的基礎知識和必備技能。

機電一體化專業開設眾多專業課程，《電工電子》課程是其中一門專業基礎課程。由于機電一體化專業設置的時間不長，很多學校對中職《電工電子》課程在該專業中定位不準，教學模式不符合專業實際，造成教學效果不好，不能為其他課程更好地服務。筆者擬針對如何在機電一體化專業中開展《電工電子》課程教學提出一些自己的見解。

《電工電子》課程在機電一體化專業中的定位

長期以來，機電一體化專業在《電工電子》教學方面的培養目標定位為培養學生全面掌握電工、電子線路的基礎知識，掌握電子設備、電子產品的常用元器件及材料的基本知識，具有操作和使用常用電子儀器、儀表的能力，具有閱讀電子整機線路的初步能力，具有電子設備、電子產品裝配、調試、檢測、銷售與維修的技能，因此，機電一體化專業教學往往注重理論教學，把傳授系統的理論知識作為課程教學的出發點。雖然以理論為主的考核方式有利于學生系統掌握知識點并完善知識結構，可為將來從事研究工作打下基礎，但結合職業學校學生的實際情況就會發現，這種教學存在很大的問題。首先，職業學校學生的基礎知識普遍較差，自主學習能力不強，因此大部分學生面對枯燥無味的理論教學會提不起興趣，學習該課程會呈現越學越難的現象，最終甚至可能導致部分學生放棄該課程。其次，職業學校學生畢業后大部分會被分配在生產第一線，不是搞研發、做設計，而是操作機器、控制生產或者排查故障等一些實操性強的工作，這種教學模式會導致學生在學校里學到的知識相當一部分用不上，而能用上的技能又不具備的狀況。

《電工電子》課程是集電工、電子知識和其他科學理論與實踐于一體的課程，它除了在機電專業中設置以外，在電工電子、電子技術、汽車維修等專業同樣開設。在機電一體化專業中，《電工電子》課程應是一門實踐性強的專業技術基礎課程，在專業課程設置中應起著承前啟后的重要作用，具有基礎性、應用性和實用性的特征，而且，它在機電一體化專業中的定位要有別于其他專業。在機電一體化專業課程設置中，這門課程旨在使學生掌握電工、電子技術的基本理論、知識和技能，了解電工、電子技術在機電一體化行業中的應用與發展概況，能夠運用所學的知識解決實際生產的問題，在維修電工、電子電路分析與簡單設計等方面有一定的實踐能力，同時，為其他專業課程的學習、生產實習和就業上崗打下扎實的理論和實踐基礎。

如何開展《電工電子》課程的教學

教學內容設置應有別于電子技術應用、汽車維修等專業 電子技術應用等專業要求學生必須掌握較扎實的電工電子理論知識，因為只有這樣才能接著學習其他課程，否則就會造成知識脫節。在這些專業里，《電工電子》課程設置的課時會多得多，開設的相關科目也會很多。但是，在機電一體化專業里，《電工電子》課程只是一門專業基礎課程，讓學生掌握一些最基本的電工電子常識，能為其他課程服務就夠了，完全沒有必要追求太多的復雜理論知識。無論是電工基礎，還是電子技術基礎，都是概念、理論內容多，內容難學，范疇也太廣，如果按照傳統的課程結構教學，肯定會造成學生理論知識學得不深，實踐知識缺乏的局面?！峨姽る娮印氛n程在機電一體化專業里最多開設一學年，每周4課時，因此，電工電子內容必須少而精，講授一些與其他課程有關聯的知識點，能為其他課程服務就足夠了。如電工方面可以設置電路的基本概念和基本定律、直流電路、正弦交流電路、三相交流電路、變壓器等內容。電子技術方面可以設置常用半導體元器件、整流和穩壓電路、各種放大電路、數字電路基本知識、組合邏輯電路和時序邏輯電路等內容。梳理好教學大綱，定好教學內容，這樣才能達到良好的教學效果。

淡化理論知識，注重實踐效果 職業教育的最終培養目標，是要求學生具有實踐能力——解決實際問題的綜合能力，要求學生掌握技能去完成某種工作活動。實踐性教學是理論聯系實際、提高操作技能的重要手段，是培養應用型人才不可缺少的一環，加強實踐性教學也是形成中職教學特色的重要舉措。比如在講授“晶閘管”一課時，筆者先組織學生安裝一個“可調光的臺燈電路”。安裝成功后，學生對電路產生了非常大的興趣，很想了解電路調光的原理，這時筆者引導他們認識到調光最重要的元件是晶閘管，那么，他們自然對晶閘管知識充滿了興趣。再如，在學習串聯型直流穩壓電源電路時，首先以學生常見的直流電源引入，比如用各類電池、充電器和學生實驗臺上的直流電源給學生感性的認識，接下來以變壓、整流、濾波、穩壓四個環節為直流電源組成部分，學生使用示波器進行測量、比較，讓學生自己明白以上四個部分的作用。接著通過各種充電器的輸出電流和電壓的不同引入器件的選擇，從穩壓環節引入串聯型直流電源，采用分立元件讓學生分組進行實際電路的焊接和測量，最后從穩壓效果、焊接質量、個別問題提問等環節對學生進行考核。這樣，通過注重實踐、淡化理論，學生不但掌握了技能，也通過實踐掌握了理論知識。

嘗試多種教學手段 教學手段不應該只停留在課堂上講理論或實驗室里做實驗，還應探討用更多的教學手段來提高教學效果。（1）采用多媒體教學手段。現在很多學校教室都配備了多媒體平臺，開展多媒體教學已不是難事。利用多媒體教學有助于解決學時少、內容多的矛盾。用傳統方法教學，因經常要在黑板上作圖、推導公式，費時較多，教師普遍反映該門課程課時緊張，為趕課時，不得不簡化或放棄許多對教學有益的作圖。采用多媒體來輔助教學，可省去教師大量板書的時間，增加教學信息量，有助于解決學時少、內容多的矛盾，同時，有助于將抽象的內容直觀化。電工電子課程理論性強、內容抽象，在傳統教學方式中往往只能在理論上進行論述、推導、驗證和說明，并借助一些公式來闡明問題，很難給學生較直觀的印象。另外，有些實驗也因為設備的限制不能開展。而多媒體課件中可插入視頻、動畫，將電路的實際工作情況展現給學生，融視聽技術于一體，把抽象的問題變得更為直觀、更易理解和掌握。（2）與實際生產相結合。職業學校的學生要成為現代化建設生產第一線需要的技能型人才，就不能閉門讀書，而必須走向社會，投身社會實踐，接觸專業生產，在實踐中與普通勞動者相結合，了解社會，了解生產實際。因此，在條件允許的情況下可以多讓學生接觸實際生產，以讓他們感受到所學知識的重要性。要以產促教，鼓勵學生深入生產實際，把教學活動與實踐生產緊密結合起來。

科學技術的日新月異，社會的需求變化很快，使得中職的教育內容、教學方法都必須及時更新，與時俱進，否則將會與時代脫節。我們在教育過程中要不斷鉆研新內容，摸索新思路，以更好地適應社會發展需要。

參考文獻：

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第4篇：機電一體化的基本概念范文

關鍵詞:機電一體化 應用領域 發展方向

1、機電一體化概述

機電一體化技術是將機械技術、電工電子技術、微電子技術、信息傳感器技術、接口技術、信號變換技術等多種技術進行有機地結合,并綜合應用到實際中去的綜合技術。它是基于上述群體技術有機融合的一種綜合技術,而不是機械技術、微電子技術以及其它新技術的簡單組合、拼湊。這是機電一體化與機械加電氣所形成的機械電氣化在概念上的根本區別?！皺C電一體化”涵蓋“技術”和“產品”兩個方面。機電一體化產品不僅是人的手與肢體的延伸,還是人的感官與頭腦的延伸,具有智能化的特征?，F代化的自動生產設備幾乎可以說都是機電一體化設備。

2、機電一體化技術的應用領域

2.1 數控機床

我國機床擁有量高居全球之首,2010年產值達1260億元人民幣,超過意大利排名世界第三。數控機床代表了一個國家機床生產的水平。目前,我國生產的數控機床約占國內市場份額的31%,其余從境外進口。時下我國中高端數控機床市場的絕大部分被境外產品占領,其中高端數控機床國內產品的市場占有率僅4%左右。經過多年發展,我國機床生產雖然取得了很大成績,但就技術水平和整體實力而言,在世界上僅處于第二梯隊的中前位置,美歐日排在第一梯隊。數控機床具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力,并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

2.2 自動機與自動生產線

在國民經濟生產和生活中廣泛使用的各種自動機械、自動生產線及各種自動化設備,是當前機電一體化技術應用的又一具體體現。如:2000～80000瓶/h的啤酒自動生產線;18000～120000瓶/h的易拉罐灌裝生產線;各種高速香煙生產線;各種印刷包裝生產線;郵政信函自動分撿處理生產線;易拉罐自動生產線;FEBOPP型三層共擠雙向拉伸聚丙烯薄膜生產線等等,這些自動機或生產線中廣泛應用了現代電子技術與傳感技術。如可編程序控制器,變頻調速器,人機界面控制裝置與光電控制系統等。

2.3 機器人

機器人是20世紀人類最偉大的發明之一。從某種意義上講,一個國家機器人技術水平的高低反映了這個國家綜合技術實力的高低。機器人已在工業領域得到了廣泛的應用,而且正以驚人的速度不斷向軍事、醫療、服務、娛樂等非工業領域擴展。毋庸質疑,21世紀機器人技術必將得到更大的發展,成為各國必爭的知識經濟至高點。

在計算機技術和人工智能科學發展的基礎上,產生了具有感知、思維和行動功能的智能機器人,是機構學、自動控制、計算機、人工智能、微電子學、光學、通訊技術、傳感技術、仿生學等多種學科和技術的綜合成果。智能機器人可獲取、處理和識別多種信息,自主地完成較為復雜的操作任務,比一般的工業機器人具有更大的靈活性、機動性和更廣泛的應用領域。智能機器人作為新一代生產和服務工具,在制造領域和非制造領域具有更廣泛、更重要的位置,如核工業、水下、空間、農業、工程機械（地上和地下）、建筑、醫用、救災、排險、軍事、服務、娛樂等方面,可代替人完成各種工作。同時,智能機器人作為自動化、信息化的裝置與設備,完全可以進入網絡世界,發揮更多、更大的作用,這對人類開辟新的產業,提高生產水平與生活水平具有十分現實的意義。

2.4 汽車電子化產品

汽車上比較常用的一般有5種儀表和3種相應的傳感器,即電流表、機油壓力表、水溫表、燃油表、車速里程表等指示儀表和機油壓力傳感器、水溫傳感器和油量傳感器。

目前,電子化儀表已經取代機械式儀表。這是由于機械式儀表一旦出現故障將很難處理,而電子化儀表則不同。采用電子化儀表不僅可以改進駕駛員的目視性,還有助于汽車儀表的多樣化。

3、機電一體化技術的發展方向

3.1 光機電一體化

一般的機電一體化系統是由傳感系統、能源系統、信息處理系統、機械結構等部件組成的。因此,引進光學技術,實現光學技術的先天優點能有效地改進機電一體化系統的傳感系統、能源（動力）系統和信息處理系統。光機電一體化是機電產品發展的重要趨勢。

3.2 自律分配系統化（柔性化）

未來的機電一體化產品,控制和執行系統有足夠的“冗余度”,有較強的“柔性”,能較好地應付突發事件,被設計成“自律分配系統”。在自律分配系統中,各個子系統是相互獨立工作的,子系統為總系統服務,同時具有本身的“自律性”,可根據不同的環境條件作出不同反應。其特點是,子系統可產生本身的信息并附加所給信息,在總的前提下,具體“行動”是可以改變的。這樣,既明顯地增加了系統的適應能力,即柔性,又不會因某一子系統的故障而影響整個系統。

3.3 全息系統化（智能化）

今后的機電一體化產品“全息”特征將越來越明顯,智能化水平也越來越高。這主要得益于模糊技術、信息技術尤其是軟件及芯片技術的發展。除此之外,其系統的層次結構也由簡單的“從上到下”的形勢轉而變為復雜的、有較多冗余度的雙向聯系。

3.4 “生物--軟件”化

今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大,并且往往在結構上是處于“靜態”時不穩定,但在動態（工作）時卻是穩定的。這有點類似于活的生物,即當控制系統（大腦）停止工作時,生物便“死亡”,而當控制系統（大腦）工作時,生物就很有活力。仿生學研究領域中已發現的一些生物體優良的機構可為機電一體化產品提供新型機體,但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。這一研究領域稱為“生物—軟件”或“生物—系統”,而生物的特點是硬件（肌體）與軟件（大腦）一體,不可分割。由此看來,機電一體化產品雖然有向生物系統化發展的趨勢,但要達到這一目的還需要有一段漫長的道路去走。

3.5 微型機電化

目前,利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術,在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。當我們將這一成果用于實際產品時,就沒有必要區分機械部分和控制器了。屆時機械和電子完全可以“融合”,機體、執行機構、傳感器、CPU等可集成在一起,體積很小,并組成一種自律元件。這種微型機械學是機電一體化的重要發展方向。

4、結語

機電一體化是許多科學技術發展的結晶,是社會生產力發展到一定階段的必然要求。隨著科學技術的發展,各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯,是機械工業發展的必然趨勢。是21世紀機械工業的主角,在各方面均可帶來顯著的經濟效益和社會效益,具有廣闊的發展前景。

參考文獻

[1]君蘭工作室.機電一體化,科學出版社（北京）,2009.

第5篇：機電一體化的基本概念范文

【關鍵詞】機電一體化;微電子技術;光電子技術

一、機電一體化的基本概念

機電一體化是在以機械、電子技術和計算機科學為主的多門學科相互滲透、相互結合過程中逐漸形成和發展起來的一門新興邊緣技術學科，而機電一體化產品是在機械產品的基礎上，采用微電子技術和計算機技術生產出來的新一代產品。機電一體化技術同時也是工程領域不同種類技術的綜合及集合，它是建立在機械技術、微電子技術、計算機和信息處理技術、自動控制技術、電力電子技術、伺服驅動技術以及系統總體技術基礎之上的一種高新技術。

二、機電一體化的發展及其特點

（1）數控機床問世：自從1952年美國第1臺數控銑床問世至今已50個年頭。我國數控機床制造業在80年代曾有過高速發展階段，尤其是在1999年后，國家向國防工業及關鍵民用工業部門投入大量技改資金，使數控設備制造市場一派繁榮。

（2）微電子技術的發展：我國的集成電路產業起步于1965年，經過30多年發展，已初步形成包括設計、制造、包裝業共同發展的產業結構。微電子技術是現代電子信息技術的直接基礎，如微機控制的數控機床己不再是傳統的機床;又如汽車的電子化導致汽車工業的革命，目前先進的現代化汽車，其電子裝備已占其總成本的70% 。進入信息化社會，集成電路成為武器的一個組成單元，電子戰、智能武器應運而生。雷達的精確定位和導航，戰略導彈的減重增程，戰術導彈的精確制導，巡航導彈的圖形識別與匹配，以及各類衛星的有效載荷和壽命的提高等等，其核心技術都是微電子技術。

（3）可編程序控制器（PLC）的應用于工業：上世紀60年代后期，美國汽車制造業開發出一種新型的工具取代繼電控制盤。

（4）激光技術、模糊技術、信息技術等新技術的出現：以激光技術為首的光電子技術是未來信息技術發展的關鍵技術，它集中了固體物理、波導光學、材料科學、微細加工和半導體科學技術的科研成就，成為電子技術與光子技術自然結合與擴展、具有強烈應用背景的新興交叉學科，對于國家經濟、科技和國防都具有重要的戰略意義。

與傳統的機電產品相比，機電一體化產品具有下述優越性：

（1）使用安全性和可靠性提高

機電一體化產品一般都具有自動監視、報警、自動診斷、自動保護等功能。在工作過程中，遇到過載、過壓、過流、短路等電力故障時，能自動采取保護措施，避免和減少人身和設備事故，顯著提高設備的使用安全性。機電一體化技術應用于安全監控系統，能夠極大提升煤礦的安全系數。通過對大功率和長距離式帶式輸送機的應用，煤礦的井下效率獲得了很大的提升。隨著國家對煤礦安全規程相關條款的不斷完善，我國的各個煤礦，不論大中小，也不論是高瓦斯還是瓦斯突出的礦井都必須按照規定裝備上礦井監控系統。此舉促進行了生產監控系統的工廠的出現和繁榮，不僅給煤礦提供了更多的機會去選擇，而且也使廠家在競爭中提升了產品的質量。多年來，實踐表明，應用了機電一體化的安全監控系統為我國的煤礦安全生產做出了十分突出的貢獻。

（2）生產能力和工作質量提高

機電一體化產品大都具有信息自動處理和自動控制功能，其控制和檢測的靈敏度、精度以及范圍都有很大程度的提高，通過自動控制系統可精確地保證機械的執行機構按照設計的要求完成預定的動作，使之不受機械操作者主觀因素的影響，從而實現最佳操作，保證最佳的工作質量和產品的合格率。同時，由于機電一體化產品實現了工作的自動化，使得生產能力大大提高。例如，數控機床在數控裝置中使用了信息自動處理和自動控制對工件的加工穩定性大大提高，生產效率比普通機床提高5～6倍。

（3）可操作性能大大改善

機電一體化產品普遍采用程序控制和數字顯示，操作按鈕和手柄數量顯著減少，使得操作大大簡化并且方便、簡單。機電一體化產品的工作過程根據預設的程序逐步由電子控制系統指揮實現，系統可重復實現全部動作。高級的機電一體化產品可通過被控對象的數學模型以及外界參數的變化隨機自尋最佳工作程序，實現自動最優化操作。主要產品包括電火花加工機床、線切割機、超聲波加工機以及激光測量儀等。這類產品的特點是執行機構為電子裝置。

（4）調整和維護方便

機電一體化產品在安裝調試時，可通過改變控制程序來實現工作方式的改變，以適應不同用戶對象的需要以及現場參數變化的需要。這些控制程序可通過多種手段輸入到機電一體化產品的控制系統中，而不需要改變產品中的任何部件或零件。對于具有存儲功能的機電一體化產品，可以事先存入若干套不同的執行程序，然后根據不同的工作對象，只需給定一個代碼信號輸入，即可按指定的預定程序進行自動工作。機電一體化產品的自動化檢驗和自動監視功能可對工作過程中出現的故障自動采取措施，使工作恢復正常。

三、機電一體化的未來應用趨勢

1.數控機床

數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。比如，現在最先進的數控機床德國著名的德馬吉DMG Deckel Maho 5軸萬能機床，它具有極高的機床精度，使得該系列萬能銑床成為了5軸加工中心新的里程碑。通過 duoBLOCK®方案與帶一體式、直接測量系統的精確回轉工作臺的組合，duoBLOCK®機床展現出更大的準確度、高動態性能以及由此帶來的生產率的大幅提高。

WOP技術和智能化系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

2.計算機集成制造系統

這個系統的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

3.柔性制造系統

柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

4.第3代工業機器人

第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性;第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化;第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

隨著科技的發展和電子技術的成熟和廣泛應用，機電一體化產品在國民經濟建設、企業的技術改造和電子產品的更新換代方面將會發揮越來越重要的作用。機電一體化是機械、電子技術和計算機科學技術等多種技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。當然，機電一體化的發展不是孤立的，與機電一體化相關的技術還有很多，并隨著科學技術的發展，各種技術相互融合的趨勢將越來越明顯，機電一體化技術的發展與應用也將更加廣闊。

參考文獻

[1]李建勇.機電一體化技術[M].北京：科學出版社，2004.

[2]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業出版社，2004.

[3]姜培剛，蓋玉先.機電一體化系統設計[M].北京：機械工業出版社，2011，06.

作者簡介：

鄒志慧（1993―），男，山東蒙陰人，現就讀于德州學院。

第6篇：機電一體化的基本概念范文

【關鍵詞】機電一體化系統；傳感器；檢測技術；自動控制

傳感器作為機電系統中的一種重要器件和裝置，能夠完成對規定信息的檢測，同時，將檢測到信息轉換成一種可用的信號進行輸出。傳感器主要是為控制系統提供正常運行所需要的信息，對系統自身的作業狀態和控制對象與環境的狀態進行檢測。伴隨著現代技術的不斷發展，傳感器發揮著越來越重要的作用，尤其是傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用，為機械智能化提供了一種新的研究方向。

1.傳感器和機電一體化的介紹及其聯系

傳感器技術在機電一體化系統中占有重要地位，是機電一體化系統的重要組成部分，傳感器技術的高低水平，對于機電一體化系統的整體技術水平具有重要的影響，傳感器技術越先進，機電一體化的水平就越高。

傳感器在機電一體化系統中的作用好似人體的感覺器官，傳感器發明的靈感就來源于人體的視覺、嗅覺等五個器官獲取信息的作用，作為一種新型的技術，傳感器能夠將外界環境給予的刺激信號轉換為可以讀取的可用信號，然后將其傳遞給系統進行分析。傳感器的定義包含三個方面，分別是能夠進行檢測任務的測量裝置，將需要被測量的物理量、化學量和生物量作為輸入量和輸出物理量，其中輸出的物理量可以是光，也可以是氣，但是，最主要的是電量。

傳感器的種類多種多樣，因此在實際應用中具有多種分類，但是，由于目前的物理量能夠通過不同的測量原理進行測量，導致無法對傳感器進行統一的分類。因此，既可以根據工作原理進行分類，也可以根據輸出信號的性質進行分類，還可以通過傳感器的作用對其進行分類，這三種分類是比較常見的分類方法。在選擇所需的傳感器時，要綜合考慮各種影響因素，只有選擇合適的傳感器，才能保證測量結果的正確性。

2.傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用

傳感器作為機電一體化系統的最重要技術之一，已經在各種自動化產品中得到了廣泛的應用。

2.1傳感器在溫度測量中的應用

測量方法可以分為接觸式和非接觸式兩個大類。當傳感器與被測對象相互接觸時，兩者之間能夠發生熱傳遞，當傳感器的感溫器件與被測物體的溫度達到一致時，傳感器顯示的溫度即為被測物體的溫度，這種測量方法即為接觸式，該方法具有操作簡便，結果精確度高的特點，經濟實惠，但是缺點也非常明顯，在溫度達到一致的過程中，需要一定的等待時間，同時，傳感器的熱敏元件會吸收一部分所測物體的熱量，若所測物體的溫度過高，或者具有腐蝕性和毒，很容易造成元件的損壞，因此，應用有一定的限制；還有一種是根據物體的熱輻射性質進行測量，物體輻射的電磁波能量大小與物體本身的溫度具有特定的關系，因此，通過特殊的檢測裝置對這些電磁波信號進行接收和分析，然后將接收到的信號轉換成溫度的表現形式，就可以實現物體的非接觸式測量。這種測量方法避免了接觸式測量產生的測溫滯后問題，而且擁有更大的測量范圍，消除了應用限制，而且不會影響被測物體的溫度場，但是，這種測量方法測量時較為繁瑣，同時測得的結果不夠準確。

2.2傳感器在壓力測定中的應用和在流量測量中的應用

壓力測量在工業上是比較常見的一種數據測量，對于工業生產具有重要作用，因此，測量壓力的傳感器種類很多：利用水銀或者水作為測量液的U型管和單管壓力計，在低壓或者負壓時常用這種簡便的傳感器；還有一種是根據彈性形變原理的彈性式壓力表，其中的壓力測定傳感器的測量基礎是波紋管、彈簧管和膜片等具有硬性變形的材料，這種傳感器在低壓和微壓時具有很好測量特性。

流量的測量具有很多方法，一種是速度式的流量傳感器，它能夠根據流過已知截面的流體速度進行測量，然后將這種速度轉換成對應的溫度信息，這類傳感器有很多，像轉子傳感器、電磁波傳感器和渦旋傳感器等。另外一種是容積式流量傳感器，它的測量原理是測量單位時間內已知容積的容室排出流體的次數，然后對瞬時流量和總的流量進行測量，這類傳感器通常指刮板和旋轉活塞式。還有一種是質量式的流量傳感器，包含量熱式、角動量式等5種傳感器。

2.3機械加工過程的傳感檢測技術

首先，切削過程和機床運行過程中的傳感技術應用。在進行切削時，傳感器主要是用來提高切削的速度，減少制造成本，以及檢測金屬材料的切割。傳感器通過對切削過程中的力、振動、聲音發射和電機的功率等進行檢測，來辨識切削過程中切削力和振動的變化情況。當機床運行時，傳感器的主要作用是對驅動系統、軸承和回轉系統、溫度的監測和控制以及安全性進行檢測，檢測結果中包含了機床發生故障時停留的時間，加工工件的粗糙程度，同時還能夠得到加工過程中的加工精度和準確度，以及液的使用量和機床的運行狀況等。

其次，工件加工過程中的傳感。傳感器的早期應用是監視工件的加工過程，這也是傳感器最廣泛的應用，然而，早期的傳感器由于技術的限制，只能起到對質量的監控作用，直到20世紀80年代，才開始應用到工件的識別和安裝位置上。主要用來檢測工件的加工過程是否達到了規定的工件加工標準程序，也就是被加工的工件是否滿足生產要求以及工件的安裝位置是否在規定的安裝位置。目前，由于傳感器技術的限制，還無法很好的完成這些工作，因此，我們還需要進行更加深入的研究，完善傳感器的識別和檢測功能。

最后是砂輪的檢測和傳感。材料的切割過程主要是切割和磨削。砂輪的磨損程度對于切削的質量和精度具有重要的影響，當磨損過大時，很難保證切削過程中的精度和質量，破壞元件表面的完整性，這就是砂輪失效現象。導致這種情況出現的主要因素是沒有對機床出現的故障進行及時的處理，嚴重時甚至出現危險事故，威脅到員工的人身安全和企業的財產安全，而機床故障的檢測就是由傳感器完成的。

2.4傳感器在工業機器人中的應用

工業機器人通過各種傳感器對自身、操作對象和作業環境進行感知，進行準確的操作，其中，內部傳感器能夠獲得自身的狀態信息，外部傳感器則可以實現對操作對象和外部環境的感知，這對于工業機器人的操作是一個非常重要的過程。

在機器人的各個關節上安裝微動開關、電渦流、和光電開關等傳感器，能夠對機器人的零位和極限位置進行檢測，零位能夠幫助機器人進行重復定位，保證操作的精度和軌跡的精度，而極限位置的檢測則可以對機器人起到保護作用，保證機器人的動作在安全范圍內。

位移傳感器通常也安裝在機器人的每個關節上，然后將檢測到的位移信息轉換成位置控制信息，實現對機器人的位移控制。加速度和速度傳感器對機器人的速度和加速度進行控制。而安裝在機器人手腕和手抓部位的觸覺傳感器，則通過觸覺得到操作對象的位置，然后根據得到的位置信息對手抓位置進行調整，使之更加準確的抓住操作對象。

3.總結

總之，無論是廣闊的宇宙太空和海洋，還是基礎科學，各種各樣的傳感器和檢測技術在各個方面發揮著重要的作用。但是，雖然我國傳感器技術的研發和傳感檢測技術的應用取得了一些成績，然而，同國外的先進技術相比，仍然存在著巨大的差距，因此，我們要對研究方法和設備做出更多的提高，從而增強傳感器和檢測技術的整體運用。

【參考文獻】

[1]展茂東，鄭渭穎，署趙濱等.淺談傳感器與檢測技術在機電一體化系統中的應用[J].中國新通信，2013，（18）：68-68.

[2]黃少敏.關于機電傳感檢測技術的探討[J].中國高新技術企業（中旬），2013，（6）：62-63.

第7篇：機電一體化的基本概念范文

關鍵詞：工學結合；工商融和；綜合職業能力

作者簡介：周曲珠（1966-），女，湖南攸縣人，蘇州經貿職業技術學院，教授。（江蘇 蘇州 215009）

基金項目：本文系蘇州經貿職業技術學院重點教改課題（項目編號：JY1211）、蘇州經貿職業技術學院一般教改課題（項目編號：JY1128）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）08-0057-03

機電一體化產業已成為新世紀經濟發展的重要支柱之一。企業對機電一體化技能型人才的大量需求讓各職業院校不斷擴大招生規模，每年這方面培養的畢業生也在逐年增加。各個學校在專業培養目標上雖然也在不斷進行研究與調整，但企業仍然招不到合適人才，就業形勢“喜中帶憂”。

一、改革人才培養模式，提高人才培養質量

服務地方經濟是高職教育的使命和高職教育改革的源動力。蘇州“十二五”期間全市工業發展的核心是全面加快結構轉型，制造業也由單純制造向服務制造升級，并且蘇州要大力發展營銷經濟，這給學院的機電一體化專業改革提供了契機。這些年來大家一直都在致力于改革現有的人才培養模式，向著既具有專業技能又具備營銷素質的方向改革，走工學結合的道路，同時依托行業和緊密合作性企業，根據企業的產品和工作任務需求優化學習領域，從而為企業培養出具有“工商融和”素質的高端技能型機電專業人才。

1.依托合作企業，分析職業崗位、工作任務及能力要求

蘇州經貿學院的機電一體化專業是具有機電一體化技術方向、數控加工技術方向、自動化技術與設備營銷方向、模具設計與制造方向的專業群，是省級特色專業和重點建設專業。根據該專業的學生畢業后主要面向蘇州地區的企業生產和服務兩大領域，并根據對緊密型合作企業的職業崗位進行分析，分析企業對機電專業人才能力和知識結構需求及對本專業人才的實踐能力、素質的要求，分析專業的職業能力架構要求和知識架構要求以及本校學生的學習能力，總結出該專業的學生應該具備的專業能力（以其中的數控加工技術方向為例）如圖1所示。

2.確定“工學結合”的人才培養模式

蘇州經貿學院的數控加工技術專業明確了主要面向蘇州制造業，學生能在生產、服務第一線從事數控機床操作、編程、安裝調試、設備維修、質量控制、產品營銷及售前售后的服務工作，從而要培養學生“既懂工藝、會編程、精操作、善維護，又要能管理、能銷售、可提升”，即具備數控技術素質又具備營銷貿易素質的高端技能型人才。因此該專業的人才培養模式根據職業技術教育以及企業需要采用了“1.5+0.5+0.5+0.5”的模式，學生1.5學年在學校學習前期專業必需的具備專業素質和專業技能的職業知識，0.5個學期是校內數控考工考證和企業工學交替，0.5年回校學習相關職業能力課程，0.5個學期在企業進行頂崗實習的人才培養模式；教學進程安排中會考慮合作企業的生產特點、生產任務和兼職教師工作時間的具體情況給予動態調整，可以實行集中與分散相結合、分段組織、分組教學、機動授課等靈活、彈性的教學組織形式，使學生的學習過程與企業工作過程對接，全面提高人才培養的質量和水平。

3.建立合理的學習領域和課程體系

學習領域是經過整體化的職業分析得到的一個課程系統。[1]當企業由傳統的以泰勒分工為基礎的科層管理向以人為中心的精益生產模式轉變，企業要求生產一線的技術與管理人員不僅要具有單獨解決問題的能力，而且要具備“跨越邊界”與人交流的團隊合作精神。[2]因此，培養基于“工學結合、工商融和”的人才需要改革學習領域，從單一技能培養向具有“綜合職業能力”的“多面手”方向轉變，為此本專業將課程體系由原來的“老三段”改革為現在的“新四類”：職業素質課程、職業知識課程、職業能力課程和職業拓展課程。設置實用合理的課程體系，使人才培養規格與職業崗位任職要求對接、課程內容與職業標準對接、教學過程與生產過程對接、學歷證書與職業資格證書對接，使培養的畢業生更加符合行業企業的需要。本專業的課程體系如圖2所示。

二、實踐效果分析

基于“工學結合、工商融和”的機電專業（數控加工技術方向）人才培養模式的優勢是毋庸置疑的：學生既具有專業技能又具備營銷素質，就業面廣；讓學生通過在校學習期間的工學交替體驗到企業文化，縮短學生與企業用人要求之間的差距；通過工學交替、畢業頂崗實習不僅培養學生盡快適應工作的各種實際能力，包括組織能力、協調能力和分析解決實際問題的工作能力，而且能讓學生清楚自己的職業興趣、企業要求與自己以后的努力方向。

近幾年來，企業對職業技術學院學生的要求越來越高，這種實際能力的培養單靠校內的教學是遠遠不夠的。工學結合可以使得培養的學生更加貼近企業崗位的需求，是學校幫助學生走向社會、了解社會的重要舉措。近幾年蘇州經貿職業技術學院機電一體化專業的畢業生供不應求，一次性就業率都是100%，而且企業、學生的滿意度、就業質量都在逐年提高，常常有企業通過已經在崗的學生來向學校要人。

三、存在的問題

工學結合這種模式使企業、學生及學校達到了多贏的局面，值得提倡。但也有不少問題是值得大家重視的。

1.工學結合、校企合作需要政府的支持，希望勞動部門和教育管理部門能通過立法給予制度管理和保障

目前學校讓學生進行工學交替都是靠學校、老師依靠人情去與企業聯系，企業大多是不愿意的。因為企業都是自負盈虧的，尤其是對于科技含量較高的企業不愿接收學生來實習鍛煉。如果政府能給合作培養人才的企業給予政策上的支持和優惠，使企業把職業教育的育人功能融入企業價值鏈中，在創造經濟利益的同時主動承擔為社會培養高技能應用型人才的任務，[3]相信會有很多企業樂于幫助學校進行工學交替的人才培養模式改革。這方面在國外已經做得很好，值得借鑒如德國、新加坡等政府在政策層面上給予的支持。

2.希望社會及媒體給予積極引導與支持

現在的學生大多是獨生子女，從小學到中學再到大學一直是坐在教室里聽課、寫作業，突然讓他們根據企業的要求干一天活就會覺得太累了，更別說迎合企業的需要進行8小時以外的加班了。這個時候有些學生吃不消叫苦叫累本也很正常，電視媒體不合適的評點反向會助長這些學生的負面情緒，把本可以疏導好的事情弄復雜了?，F在這些學生大多是獨生子女，現在他們成人了，國家及社會的有序發展要靠這一代獨生子女的茁壯成長才能支撐起來。所以讓他們吃點苦，小到個人、家庭，大到國家都是有好處的，希望媒體在輿論上給予正面的疏導，這必將會更有利于他們的成長。

3.加快完善校企合作機制的各項規章制度

企業的基本目標是盈利，學校在校企結合實踐中基本上都實行“零成本”運作，從而產生了工學結合在質量和數量上的問題。[3]如何保障學校教學組織實施有章可循，保障學生的雙重角色，需要政府的支持，不僅需要學校與企業在工學交替的時節、內容上進行溝通和安排；更需要制度的保障、機制的完善，以提高企業參與工學結合的積極性，引導企業在創造經濟利益的同時主動承擔為社會培養高技能應用型人才的責任，使得工學結合是在政府主導下的企業與學校共同進行的培養模式。

參考文獻：

[1]趙志群.對工學結合課程一些基本概念的認識[J].中國職業技術教育，2008，（33）.

[2]王煒波.工學結合課程建設的內涵與著力點[J].職業技術教育，

第8篇：機電一體化的基本概念范文

【關鍵詞】PLC 一體化教室 建設方案

【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）27-0031-02

“理論與實踐一體化”教學法作為現代技工院校的一種教學方法已經被大家所認識，他將理論與實踐有機結合起來，讓師生在同一個場所中圍繞一個具體的任務進行邊教、邊學、邊做完成教學任務。這種教學方法改變了傳統的理論教學和實踐相分離的教學形式，避免了理論課堂和實踐課堂重復教學的問題，使學生學完相關理論知識后，能很快通過實踐進行鞏固和提高，增強了學生的理論學習興趣，加強了對理論的理解，為學生走向實際工作崗位增強了適應能力。

實施理論與實踐一體化教學的物質基礎就是理論實踐一體化的教學場所，教學場所設施布置是否合理，對于學習過程、學習效果以及最終實現課程目標具有十分重要的影響。技工院校應當根據典型工作任務和學習情境的要求，為師生創設一個既能滿足理論教學，又能滿足實踐“一體化”的場所。“PLC”是電氣自動化專業的核心課程之一，如何建設一個“PLC一體化教室”，是職業院校電氣自動化專業老師共同研究的課題，本人結合多年的PLC實訓教學經驗，提出一點想法供大家參考。

一 PLC一體化教室功能的要求

1.學習環境的仿真性

技工院校的畢業生應該是中高級技能人才，學生畢業后就應該很快能夠適應崗位需求，所以學生在校的實踐環境應該盡可能地仿真實的工作環境，讓學生盡可能地感受職業環境，感知企業文化，熟悉未來崗位的情況，這樣有助于培養和提高學生的綜合職業能力，使其能迅速適應崗位。

2.設備的先進性

我們培養的高技能人才要適應未來的需要，要符合我國現代化建設的需要。PLC技術被公認為是現代工業自動化的三大支柱（PLC、機器人、CAD/CAM）之一，為了保證PLC一體化教室的實訓裝備和實訓內容能夠符合自動化行業發展的需求，緊跟自動化技術的發展，PLC一體化教室的建設必須和現代工業自動化行業的企業緊密合作，學院領導要有足夠的眼光，緊跟時展前沿，具有搶占技術高地的意識，使設備的投入具有適度的前瞻性、持久性。

3.功能的多用性

技師學院的機電一體化、電氣自動化等不同專業的學生，還有不同學制的學生、進行維修電工技能培訓的社會上的在職人員都會用到PLC一體化教室進行不同層次的學習。所以，在建設教室時要考慮各種需求，避免重復建設，因此PLC一體化教室這個平臺的建設，要能滿足單項基本功能技能訓練、專業模塊技能訓練、綜合功能技能訓練等多功能的要求。通過這個平臺，教師能夠開展教學研究和科技開發以及職業技能鑒定和技能大賽，為企業提供技術服務與技術支援，與企業合作形成雙贏的良好發展局面。

二 PLC一體化教室的建設方案

針對上述功能的要求，本人設置的PLC一體化教室的布局圖（見下圖），左側是學習區，配置黑板、投影儀、講臺和一體化桌椅；學習區的上面是學生工具柜，下面是材料準備區；教室的右側是實踐操作區。

1.教室場地的建設

PLC一體化教室是一個多功能教室，在教室中既要設置全班的理論教學區，又要為每個學生設置實踐操作區，所以需要更大的空間，以20人的班級進行建設，需要不低于100平方米的場地空間為宜。教室要具有多媒體教學、實物展示、演練等功能。教室內實踐操作區四周墻體上要配備三相四線的動力電源，供每個工位通電試車所用；理論教學區每個桌椅下需要配備220V單相電源地插，供桌上的電腦和儀器、儀表等使用。

2.可移動桌椅的配置

每臺桌椅上配置一臺筆記本電腦，桌椅必須是可移動的，方便學生根據需要將桌椅在理論教學區和實踐教學區進行位置調整，這樣，集中桌椅就可作為多媒體計算機房，進行各種計算機輔助軟件的學習，桌椅分散到每個實訓臺就可以用于編寫程序和繪制電路圖用。每張桌提供220V電源插座，供電腦和各種儀表使用。

3.實訓臺的配置

每臺實訓工位制作成立式網孔板且可以移動，提供三相四線電源和單相電源。因自動化技術的特點是技術更新快，PLC一體化教室的建設必須考慮自動化技術的動態發展，最好建設為本著平臺+設備的模式進行，重點建設一個平臺，而設備應該能夠動態更新，并且能夠任意組合?？梢苿拥牧⑹骄W孔板就是一個平臺，上面安裝哪些器件根據需要而定，這樣既保護了投資，又為教學實訓提供了可操作的柔性。實訓臺呈U形擺放，這樣教師有更好的視覺照顧到每個實訓的學生。

4.材料的準備區

講臺的下方設有材料準備區，包括材料倉庫、臺虎鉗和臺鉆。

5.學生工具柜

學生的工具柜放置在教室的進門處，為學生設置為一人一門的工具柜。

三 PLC一體化教室的設備配置

現在各職業院校的PLC實訓設備主要以西門子、三菱和松下等型號為載體進行PLC知識的學習。PLC一體化教室的構建，要充分調研目前國內外自動化技術的發展歷史和發展趨勢，并對國內自動化行業企業的需求做出深入的研究，緊緊圍繞自動化技術相關行業，滿足培養的人才符合社會和企業對人才的要求。在配備設備時，要做到適度的超前并留有可發展的空間，在此，以西門子產品為主線進行實訓設備的配置，建議每個實訓臺主要基本設備配置為：西門子S7-300PLC、S7-200PLC、變頻器、觸摸屏、PROFIBUS、ETHERNET通信模塊等。

四 總結

經過多年的實訓教學經驗和廣泛而深入的調研分析，本文提出的PLC一體化教室的建設方案既可以滿足不同層次學生或學員進行單項基本技能訓練、專業模塊技能訓練和綜合素質訓練的需要，也可以滿足教師進行教學研究和科技開發的平臺要求，體現了現代職業教育思想和理念，體現了職業學校獨特的培養模式，可以有效地支持PLC課程的項目化的課程實踐。

參考文獻

[1]趙志群.職業教育工學結合一體化課程開發指南[M].北京：清華大學出版社，2009

[2]王磊、盧望.維修電工專業一體化實訓室建設方案的研究[J].時代青年，2012（1）

第9篇：機電一體化的基本概念范文

長期以來，“城市的準確定位”被認為是城市總體規劃要研究的頭等大事。在我國，大部分規劃教科書上都有這樣的表述：從客觀層面上把握城市發展的定位、定性、定向，這是城市宏觀決策人首先要關注的問題。如果在定位、定性、定向的問題上不花大力氣去深入研究，即使總體規劃做得再細、再具體，也將因目標和結構不合理，給城市發展帶來全局性的問題，犯歷史性的錯誤。這幾乎已經成為無庸置疑的經典結論。我們將為城市尋找準確定位的戰略行為稱之為定位理論。

城市定位理論是假設城市內外環境的變化及不確定性很低，城市自身的產業結構及組織結構都處于穩定狀態。在一個可以持久的、有吸引力和發展前景的環境中有利可圖的準確定位，這就是定位理論追求的均衡狀態。但這種因“準確定位”所獲得的城市競爭力優勢持續的時間，取決于選擇的市場定位多大程度上是穩定不變的。因此，從城市定位與城市競爭力的關系分析，我們不難看出城市定位理論在當今這個時代有一定的局限性，還存在著某些缺陷。

城市定位理論的缺陷之一，就在于由于城市定位的理論注重研究與城市原有主導產業、自然資源相關的外部環境因素，而對城市內部的因素分析僅局限于針對“定位”而展開的協調安排（這不能充分體現城市在后工業時代或知識經濟時代本質意義上的競爭能力）。因此，定位理論雖然能夠明確什么樣的城市定位是有利的，但由于現代的城市外部環境、科學技術及產品（尤其是對以自然資源為原材料的替代用品）更新變化快得讓人眼花繚亂，圍繞既定的產品進行市場分析往往不得要領。消費者的口味變化，朝陽行業的轉移，都會使定位理論苦心經營的城市競爭力失去目標。我們可以設想，如果英國曼徹斯特仍然按照紡織業來定位，美國的圣何塞仍然追求杏子栽培與加工，尤他市、華盛頓市頑固地堅持原來的城市定位，人類社會將會減少出色的經貿中心、硅谷和仿生學集聚的高科技領地。這樣的話，這些地區要么仍然是田園風光，要么早已因貧困潦倒而衰落。尤其值得一提的是，傳統“定位理論”假設制訂和實施城市規劃的專家和官員們能把握未來變化的全部信息，從而準確地讓城市“定位”在未來變化有利的位置上。這在“信息爆炸”、競爭環境迅速變化的時代是不可能的，這里列舉的成功變化城市并不是以出色的規劃定位而成功的。

城市定位理論缺陷之二，是由于大部分城市都在采用類似的分析方法追求幾乎相同的目標定位。其結果是造成各個城市產業嚴重同構、重復建設盛行、大量企業產能過剩、區域城市之間惡性競爭、城市建設千城一面（表1）。

表1九五期間中國部分大城市的功能定位和支柱產業選擇（注：參見：《開放導報》，1997年，第5期，第14頁。）

城市

定位

第二產業支柱產業

深圳

現代化國際性城市

計算機及軟件、通信、電子及基礎

元器件、機電一體化、視聽、輕工、

能源

廣州

現代化國際大城市

汽車、摩托車、電子通信、家電、

石化、醫藥、食品、冶金

哈爾濱　國際經貿城

機械（含汽車）、電子、儀器醫藥、

化工

長春

國際化大都市

汽車、食品醫藥、建筑建材、光機

電一體化、生物工程、新材料

沈陽

現代化國際性城市

機械、汽車、制藥石化、電子信息

業

大連

社會主義北方香港

機械、電子、石化、（含醫藥）、

汽車及零邯件、冶金、建材

濟南

現代化國際性城市經

機電儀一體化的機械制造、重型汽

濟強市

車、摩托車為龍頭的運輸機械、家

電、化工

青島

現代化國際城市

機械電子、化工橡膠、飲料食品、

紡織服裝、海洋業、醫藥、新型建

材、家電

杭州

現代化國際風景旅游城市　大型設備及成套制造、汽車及零部

件、家電、電子通信設備、精細化

工和醫藥、化纖

寧波

現代化國際港口城市

石化、機械、電子、輕紡、建筑建

材

南京

現代化國際性城市

計算機及通信設備、家電、汽車摩

托車、石化及精細化工、建筑建材

武漢

現代化國際性城市長江中　鋼鐵、汽車機械及汽車制造、冶金、

游、華中地區經濟中心

食品、醫藥、化工、建筑

成都

現代化國際大都市

電子及通信設備制造、機械及汽車

制造、冶金、食品、醫藥、化工、

建筑

重慶

長江上游經濟中心

汽車摩托車、重大機械設備、冶金、

化工建筑建材

西安

我國北方西部中心城市

汽車、電子、輕工、電力機械制造

國際旅游城市

業、制冷設備制造業

廈門

現代化國際風景旅游城市　機械、電子、化工、電力、建材

北京

現代化國際性城市

汽車、電子、機械裝備；電子信息、

生物工程、新醫藥、光機電一體化、

新材料；冶金、輕工、建材

天津

現代化國際港口大都市

機械（汽車、機械裝備），電子（

通信設備計算機），化工（石化、

海洋化工、精細化工）、冶金

上海

國際經濟中心城市

汽車、通信設備制造業、電站成套

設備及大型機電設備制造業、家電、

石化及精細化工、鋼鐵、集成電路

與計算機、現代生物技術及新醫藥、

新材料

城市定位理論缺陷之三，表現為定位理論往往以鄰近的競爭對手城市為參照構思的戰略，可能導致方向性錯誤。在迅速變化的環境中，對現有的城市競爭力的主要威脅，并不僅僅來自已經存在的競爭對手，而是來自于擁有嶄新思維的“創業型城市”。以競爭對手為參照，忽略現代科技創新的特性的結果，往往是與原來的競爭對手一起被“創業型城市”的迅速崛起而取代之。

2城市競爭力的基本概念

競爭是市場經濟的最高權威。國與國、城市與城市之間的競爭成敗，都取決于城市競爭力。世界上許多城市無可奈何地衰落和“莫名其妙”的興起，皆是因城市競爭力的強弱不同所致的。城市競爭力，是以城市發展的質量、效率和潛力來衡量其獲得外界發展機遇和加快自身發展的能力，強調的是與其他城市的橫向比較，是動態的，是相比較而起伏的，著眼于未來的發展，表達的是城市發展的后勁。

但城市競爭力是一個很難準確界定的概念，在不同的社會發展階段，影響城市競爭力的主導因素是不同的，每個城市所體現的城市競爭力也是不同的。如農業經濟時代的城市競爭力，主要表現在剩余產品交易范圍及數量的大?。ㄟ@也與是否交通便利及周邊土地肥沃與否有關）、以及對外敵入侵的抗御能力等方面；工業經濟時代的城市競爭力，主要表現為資本、勞動力、工業原料的集聚、加工和交換的能力、交通便利的程度等；知識經濟時代的城市競爭力，則是在競爭和發展過程中，與其他城市相比較所具有的吸引、爭奪、擁有控制轉化人才資源以創造價值和占領市場的能力。一個企業要在激烈的市場競爭中生存發展，必須要有一個核心競爭力。城市同樣也如此。在城市之間的相互競爭中，引進企業核心競爭力（注：核心競爭力戰略理論基礎是基于資源（知識）的理論和企業能力理論，基于資源的理論是對美國多元化的大企業紛紛收縮戰線的現象反思的結果。美國多元化經營的大企業對各種產品市場無孔不入，但是各種產品之間往往沒有內在聯系，產品生產范圍過大曾經使得歐美的大企業在日本企業的攻勢面前節節敗退。與定位戰略研究內部因素時以涉及產品的各種活動為主不同，核心競爭力理論試圖深入到企業內部活動背后的邏輯性，從各種企業能力中尋找凝聚競爭力的藥方。）的概念，可以突出不同城市獨具的競爭力要素以及抓住城市發展的主要矛盾。

3城市核心競爭力理論的內涵

首先，城市核心競爭力理論認為，城市的環境變化較快，相對穩定均衡狀態存在的時間始終有明顯的限制。環境不僅正在經歷著明顯的變化，而且還不時會被劇烈的質變所突破。因此，該理論認為，應通過培養城市的核心競爭力使城市在變化的環境中立于不敗之地。

其次，城市核心競爭力理論的重心在于研究城市內部的因素，力求合理地組織城市內部的各種資源，以形成別的城市不易模仿的獨特的競爭能力。解決競爭力問題的中心策略是“應該培養什么樣的城市競爭力？”進一步的探討，將研究重心置于城市和外部環境之間的界面上，兼顧城市內外各種主要因素，使抓住轉瞬即逝的機會成為可能，成為一個對發展機遇時刻有準備的城市。

最后，城市核心競爭力理論講求的是努力超越自己過去成功的經驗和發展歷程。這對于我國正在經歷體制轉軌的大多數內地城市來說是尤為重要的。因為在傳統計劃經濟下，城市職能被扭曲了，其基本經濟活動主要是為了城市自身的正常運轉和滿足市民的日常需求。而不是為周邊甚至更廣闊的地理空間提供商品交易服務的平臺，城市更多地表述為“生活型”和“生產配套型”的職能。對這樣一些因國家定點而形成的大型生產基地相伴而生的城市，如果不從戰略上超越自身成功的“跑部錢進”項目定位的經歷，無疑會因無法適應市場經濟和全球化的競爭而急劇衰落。

4城市定位理論與城市核心競爭力理論的區別（表2）

表2城市定位理論與核心競爭力理論的比較

城市定位理論

城市核心競爭力理論

理論來源

城市組織經濟學

基于資源（知識）的競爭

力理論

理論假設

城市內外環境不確定性低，　城市內外環境變化快，偶

組成環境和城市的單元之

爾還有質變，不同的單元

間差異性小。單元的變化

是異質的，這種異質性可

節奏基本相似同步

持續較長時間

中心戰略問題　定位在什么發展目標

應該培養什么樣的城市組

織應變能力

戰略目標

明確定位

形成獨特的競爭力

戰略參照物

競爭力城市

自身（過去成功模式）

戰略步驟

識別一個有吸引力的目標；　確立一個戰略意愿或藍圖，

選擇一個有利的定位；采

積累戰略資源和培養核心

用相應的保護性策略

能力；在不同的環境和機

遇情況下，運用獨特的戰

略資源和核心能力進行爭奪

競爭優勢來源　獨特而準確的目標定位

獨特、不易模仿的戰略資

源和競爭能力

內在風險

很難隨環境的變化迅速改

培養戰略資源和競爭力對

變目標定位

環境變化應有的適應性

5城市核心競爭力與城市綜合競爭力的區別

當前比較流行的稱謂是城市綜合競爭力的提法，與城市核心競爭力相比較，有以下區別：

(1)城市綜合競爭力作為一種概念的提出，體現了新的發展觀：發展不是簡單的經濟增長，它同時應該包括社會的全面進步、人類自身的解放與完善。城市的政治、社會、文化的發展包括精神文明、信息、道德、價值觀等等，都應是發展的應有之義。這些觀念應該說都是正確合理的，但如果我們將城市競爭力的探討與關于“發展”這樣的大課題混同起來，其結果只能使城市競爭力成為“什么都可以往里裝的大籮筐，”內涵過于復雜，體系十分龐雜。自然就難以抓住城市競爭力的主要矛盾。城市核心競爭力的概念并不否定社會、政治、人文等范疇對競爭力的影響，而是將它們的作用抽象歸納到那些對城市未來發展起到決定性作用，以及對城市捕捉發展機遇有直接影響的“人才資源”這樣的子系統之中了。

(2)城市綜合競爭力概念提出，文化的發展不僅為城市競爭力的提升提供精神動力和智力支持，而且也因創造經濟價值、增強城市服務功能和改善城市環境，而成為城市競爭力的重要組成部分。此外，文化還能塑造城市形象，成為體現城市競爭力的外在標志（注：參見：蒯大富：《一流文化塑一流城市》，文匯報，2001年11月12日第5版。）。這些提法無疑是正確的。但文化自身也是一個十分寬泛的概念。如果將其單獨列出來成為對城市競爭力獨立貢獻的分工或單一作用因子，則會造成重復計算。因為，就一個城市而論，其企業的組織方式、產權結構、市民的創新熱情、制度安排以及對人才的吸引能力等等，都無疑已經包含了文化的因素。就像蛋自質是構成人類的食品的基本要素那樣，如果我們在點菜時既點了魚肉，又點了蛋白質只會造成雙重付費而并不能增加營養。