學機電一體化論文大全11篇

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二、實施名師引領，改革教師考核機制，組建專兼結合教學團隊

機電一體化技術專業實施專業雙帶頭人制度，選聘了專業水平高、業務能力強的校內專業教師作為校內專業帶頭人，同時聘請三環氣門驅動(湖北)有限公司技術總監羅學照高級工程師作為校外專業帶頭人，充分發揮專業雙帶頭人在專業建設、技術服務等方面的作用。與此同時，還聘請夏明揚高級工程師為機電一體化技術專業湖北“楚天技能名師”，并建立了名師工作室。夏明揚高工重點指導產學研合作，指導人才培養方案的制定、實訓基地建設、課程建設等工作，充分發揮了楚天技能名師的專業引領作用和在專業建設中校企合作、工學結合的橋梁紐帶作用。學校將“雙師”素質教師的培養作為專業師資隊伍建設的重點，在教師培養和考核方面進行了全面的改革。根據《黃岡職業技術學院雙師素質教師認定與管理辦法》、《黃岡職業技術學院師資隊伍建設“六個一”工程實施意見》、《黃岡職業技術學院教師社會實踐鍛煉及服務行業企業管理辦法》，實施了雙師素質教師培養“六個一”工程，即要求每一位專業教師密切聯系一個企業、結交一個兼職教師朋友、深入一個專業建設、開發一門專業課程、每年做好一項研究、建好一個個人網站，達到在學生中有權威、教改中有作為、企業中有威信、行業中有影響、服務中有貢獻的“六有”要求。同時，專業教師必須通過教師教育教學能力達標、專業實踐能力達標、企業工作經歷達標的“三證聯認”的測評才稱為合格教師。機電一體化技術專業30名專業教師中，“雙師”素質教師達到93．3%，教師合格率100%。按照開放性和職業性要求，通過校企合作多渠道聘請行業、企業專家作為兼職教師。要求兼職教師和專任教師共同參與專業人才培養方案的制訂，共同開發工學結合課程和工學結合教材，共同建設實訓實習基地，共同進行實訓教學和學生頂崗實習的管理等工作。機電一體化技術專業目前建有30余名的兼職教師資源庫，常年聘用20余名企業專家作為兼職教師。

三、強化實踐育人，打造多元主體的實踐教學基地

引東貝集團歐寶機電有限公司入校門，在校內建立“歐寶實訓室”，引進現代企業“8S”管理模式，融入企業現代文化，將東貝集團歐寶機電有限公司壓縮機億元生產線瘦身建成校內“歐寶實訓室”，供學生實訓實習。引深圳博寶科技有限公司入校門，成立“深圳博寶科技(黃岡)沖壓制造事業部”，以“校中廠”的模式，實施企業化運作，獨立核算，共同建設校內生產性現代制造技術實訓基地，為學生提供生產性實訓場所，使專業生產性實訓達50%以上。與東貝集團歐寶機電有限公司合作，將學校搬到企業，成立了“廠中校”———黃岡職業技術學院歐寶學院。公司生產副總擔任院長，學校專業團隊負責人擔任副院長，成立了教務科、學生科、技術科和培訓科，分別由雙方骨干人員任職。與湖北彤鑫發動機有限公司合作，在企業建立“黃岡職業技術學院數控加工實習工廠”，專業每位學生在工廠進行為期兩周的編程與加工的生產教學，學生與工人同生活、同刷卡考核、同生產勞動。與武漢TCL空調器有限公司合作在公司設立專門培訓部，公司人事經理任培訓部主任，學校派專人管理，學校派教師、企業派技術員，共同組成教師隊伍為學生在廠期間上課。這些“廠中校”、實習工廠、培訓部的建立，既滿足了教學需求，又節省了教學投入;既提供了真實的學習環境，又讓學生帶薪實習;既培育了學生的職業素質，又培養了學生的職業技能。達到了提高學效果、為企業創造經濟效益雙贏的目的。

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為使機械設計制造及其自動化專業學生在學習過程中，有機會將所學到的各門專業課的知識綜合性地應用到接近于生產實際的過程中，為他們走上工作崗位后應用這種新的理念打下基礎，學院除了建立適合于現代教學法模式的幾個獨立的專業實驗室外，籌建了一個開放式自動化綜合實驗室。在這個綜合實驗室中，我們開發了一套完全接近于生產實際的模塊化柔性制造系統，由省部共同投資。實驗室的開放性主要體現在兩個方面:一是系統組成具有開放性，系統中不同生產廠家的設備可相互兼容，便于以后擴展;二是實驗室資源具有開放性，實驗室可面向校內外各種層次的學生或培訓學員，做到資源共享，擴大受益面。

1FMS系統組成

柔性制造系統機電一體化訓練設備，包含一條閉環柔性輸送裝置和六自由度并聯加工中心(加工站)、三自由度數控雕刻機及其控制系統、四自由度上料檢測站及其控制系統、搬運站、安裝站、安裝搬運站、智能分類站、現場總線、多層次立體原料庫及其控制系統、多層立體成品庫及其控制系統、自動化輸送線及變頻調速控制系統、PLC數據采集及物料監控系統、系統監控及管理控制軟件。

工業控制計算機通過運動控制卡發送位置信號給旋轉立體上料庫電機驅動器，電機驅動器驅動步進電機旋轉一定角度，實現零件位置對準，同時設置檢測開關，通過PLC采集至計算機，判斷托盤上相應位置是否存在零件。自動上料機器人將待加工物料送至加工位置后，系統驅動鎖緊裝置進行物料定位固定，上位機按指定程序控制六自由度并聯機器人，進行零件前序的加工。在主界面中點擊數控雕刻機控制按鈕，進人數控雕刻機控制界面，三自由度數控雕刻機主要實現對工件端面的雕刻，通過用戶編制G代碼也可以用軟件將模型轉化為G代碼，然后通過計算機的串口將G代碼傳到雕刻機，雕刻機執行G代碼。

零件前序加工完畢后，計算機控制零件搬運機器人將加工完的零件搬運至下一工序的加工位置。

在主界面中點擊立體倉庫狀態按鈕，進人立體倉庫狀態界面。立體倉庫狀態是用來實時顯示立體倉庫倉位的占用情況，系統實時檢測各個倉位的狀態，然后系統給碼垛機發指令決定碼垛機下一次將裝配的成品放人哪個倉位，操作者通過觀察狀態位的圖標情況，操作者就可以知道哪個倉位是否為空，并且知道各個倉位物件的重量，通過生產統計還可以知道立體倉庫一共有多少個成品，每一類成品的個數及總重量。

2系統特點

(1)包含多種關鍵技術及單元，使學生了解更多的知識;機器人技術;物流倉儲自動控制系統;立體倉庫;自動輸送線;自動碼垛機;物流倉儲管理和監控;PLC控制系統;傳感器技術;計算機網絡通信技術和現場總線技術;計算機控制;網絡化視頻監控技術;數據庫技術;多軸運動控制器;氣動技術;步進電機及驅動;伺服電機及驅動;VC,VB等高級語言編程。

(2)結合機電教學，編制了的實驗指導書，包含多個實驗:為了方便教學實際使用，我們為系統提供了專門實驗指導書，其內容涵蓋機械、控制、機器人示教、插補、自動裝配、碼垛等多項實驗，供本科生、專科生和研究生專業選開，教師也可以根據實際情況，在實驗指導書的基礎上增開設計性、綜合性實驗。

(3)交互式圖形化操作界面:系統控制軟件采用WINDOWS操作系統，具有交互式和圖形化特點，操作簡單易學，自動化程度高，使教師和學生在很短的時間之內就可以掌握對系統的操作。

(4)豐富的狀態反饋功能:通過計算機與各單元及傳感器的通訊，將系統中各環節的狀態顯示在操作界面上，使操作者通過計算機隨時了解系統各環節的工況、狀態、運行數據，掌握系統運行狀態。

(5)完善的生產及物料存儲統計功能:根據現代柔性制造系統的特點及倉儲物流的發展動向，不但在工作過程和原理上仿真實際生產過程，而且開發了生產及物料存儲數據庫，根據系統的運行隨時記錄和分析生產和存儲數據。

(6)開放式系統結構:為了增強學生的參與性，系統采用了開放式結構，提供了完善的控制功能動態鏈接庫和二次開發函數，不用了解底層復雜的時序和操作過程，只需要在VC或VB中簡單的幾行代碼，學生即可開發出自己的運動或控制功能，激發學生的學習興趣。

(7)網絡化視頻監控:系統提供網絡化視頻監控模塊，使操作者在操作系統的同時，也可通過電腦屏幕實時觀看系統的實際運行狀況。同時對于有條件的學校，可將控制計算機與校園網相連解，使更多的學生和老師通過網絡觀看現場實驗過程，提高系統利用率，也可實現遠程教學。

3如何應用FMS進行本科實驗教學

由于近年來高校的擴招，學生人數大幅上升，而大型實驗設備臺套數少;而且大型實驗設備的實驗通常包括編程、上機、結果分析等，需要的時間較長。因此，大型設備開設的實驗不能簡單的照搬其它實驗教學的模式。我們分別探索了以下幾種模式:

3.1開設綜合設計性實驗

本中心老師提出項目申請，參加學校實驗室設備管理處組織的“工程實踐”和機電工程學院組織的“機電一體化實訓中心”項目。這些項目結合指導老師的科研項目，通過雙向選擇接受學校相關專業本科三年級以上的學生參加。學生分為2-4人一組;在教師的指導下，首先查閱文獻和學習FMS的有關知識，編制程序，上機測試;實驗的內容根據項目的研究內容而定，一般涉及多種設備;實驗時間根據老師和學生雙方商定，實行彈性制，不拘泥于課堂安排的時間。由于學生人數少，在實驗過程中可以做到師生面對面的隨時交流。

例如:作業計劃與調度教學實驗。

“作業計劃與調度教學實驗”的內容是讓學生根據給定的加工工件信息，設計一個單件小批量零件加工的“作業計劃與調度”的仿真系統，使目標函數“最長流程時間”的值最小，然后對仿真結果進行驗證。實驗的目標是:使學生加深對“作業計劃與調度”概念的理解，掌握車間調度的方法，培養學生理論與實踐相結合的能力，提高學生的學習興趣和積極性。實驗系統要具備以下功能:

(1)提供一個很好的、有代表性的研究對象，也就是使學生知道他們是在那個車間、那個環境為加工那些工件設計“作業計劃與調度”的方案;

(2)提供一個很好的仿真環境及工具，用來建立仿真模型，使學生形象直觀地看到車間調度的運行過程;

(3)提供實現“作業計劃與調度”的算法和軟件開發環境，使學生了解并掌握該算法的原理，并在仿真環境中實現算法，得到仿真結果;

(4)提供一個真實環境，如FMS車間或可真正運行的FMS車間模型，在此環境中對上面得到的仿真結果進行驗證。

針對“FMS教學實驗系統”只討論一種特殊情況，即最長流程時間Fmax的計算先討論n/m/P/Fmax問題，目標函數是使最長流程時間最短。最長流程時間又稱作加工周期，它是從第一個工件在第一臺機器開始加工時算起，到最后一個工件在最后一臺機器上完成加工時為止所經過的時間，由于假設所有工件的到達時間都為零(Ri,I=1,2,3，…,n)，所以Fmax等于排在末位加工的工件在車間的停留時間，也等于一批工件的最長完工時間Cmax。

設n個工件的加工順序為S=(S1,.S2,……，,Sn)，其中Si為排第i位加工的工件的代號。以CK(Si)表示工件Si在機器Mk上的完工時間，Pk表示工件Si在Mk上的加工時間，K=1,2,3,……,m；i=1,2,……,n,

式(1)是一個遞推公式，當由式(1)得出Cm(sn)時，Fmax、就求得了。在熟悉以上公式之后，可以直接在加工時間矩陣上從左向右計算完工時間。對于某一工作地，在給定的一段時間內，順次決定下一個被加工的工件。

3.2開設選修課

由于學習FMS的有關知識，需要學生們具有一定的專業知識;而且大型設備一般只有一套設備，要面向學生人數眾多的本科生開設實驗課有一定的難度。因此，我們首先開設了FMS的選修課。在講授FMS技術的理論知識的基礎上，開設FMS的上機實驗課，學生分為3-5人一組。由于課堂講授FMS的時間有限，加之是選修課;因此，在實驗課之前，面對設備再介紹一次設備的原理、結構和用途等，以加深學生的印象;然后指導學生編制程序、適當的上機操作，輔導學生處理實驗結果。

3.3為本科畢業設計提供實驗

本科生的畢業論文是進行專業基本技能培養的重要環節，同時也是培養學生創造性思維方法、提高動手和解決問題能力的不可缺少的過程。參加本科畢業論文的學生，有充分的時間利用所掌握的專業基礎知識，解決具體的問題;因此畢業論文是本科生學習和掌握大型實驗設備的一個非常好的機會。

4FMS進行本科教學的體會和希望

4.1FMS進行本科教學的效果

通過上述三種方式向本科生開放大型實驗設備，對學生選擇專業有一定的幫助，也增加了學生參加推薦免試研究生和就業等的競爭力。例如，一名機電學院的學生參加了“FMS研究”項目后，對數控技術有關知識和應用有了一定的了解和興趣，報考研究生時選擇數控技術專業。另一名機電學院的學生參加“開放式數控系統的研究”，學習了切削圖形設計、數控雕刻機及其控制系統等一系列操作，在老師的指導下自己操作選擇刀具和切削參數，觀察不同的切削過程，加深了所學的理論知識，熟悉了作業計劃與調度的原理、立體倉庫的基本操作;該生通過面試后順利地被華中科技大學錄取為研究生。

近年來為了適應地方經濟和社會發展的需要，拓寬人才培養領域，在開設綜合性實驗項目和選修課時，也接受其他學院的學生。學生結束項目后，對所參加的研究工作非常有興趣。

相比較而言，綜合設計性實驗效果明顯好于選修課的實驗。前者由于有充分的時間，我們摒棄了傳統的驗證實驗的模式，采取了“雙向互動”，教師以更多的精力啟發學生的創造力，調動其主動性和積極性，發揮他們運用所學的知識去解決實際問題。對這種實驗模式，學生表現出極大的興趣。這種實驗教學模式，不僅拓展了學生現代科學技能的理論和知識;在實驗方法，應用技能方面也得到了提高，為他們今后走上社會，服務于社會，縮短理論與實踐的差距奠定了良好的基礎。

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由于每屆或每班的指導教師不同，設計題目、內容、要求、難易程度偏離太大。如有數控機床改造設計、伺服系統控制設計、交通燈控制設計等，要求、工作量也不相同。有的設計任務偏難，有的設計任務又太簡單。

（2）設計資料缺乏。

由于機電一體化是一門新興的技術和專業，這方面的知識內容都在相關的雜志刊物登載，書籍相對少一些。要進行課程設計，收集這方面的資料較困難。沒有現成的資料匯編及設計手冊，學生要花費較多的時間找資料，往往是教師幫助尋找資料。而且沒有像機械零件設計那樣的系統完整的課程設計指導書。在設計中盲目性較大。

（3）師資不足。

最早幾年機電專業方向只有一個班或兩個班，指導教師有2~4人即可。一般由主講或熟悉機電一體化控制系統課程的教師指導。近幾年隨著學生的擴招，機電專業擴展到4~5個班，指導教師需要8~10人，明顯不夠，因此有必要進行培養。

2機電一體化課程設計改進措施

（1）編寫合適的機電一體化課程設計指導書，配齊設計資料。

到目前為止未見過公開出版的機電一體化課程設計指導書，所以有必要編寫合適的機電一體化課程設計指導書，并收集較全的資料進行匯編，與指導書匯編成冊。

（2）規范設計題目，統一要求。

規范設計題目不是整個設計都用同一個題目，而是在一個范圍內選擇題目，教師根據所選的題目按統一的要求下達任務書。設計題目一般以簡易數控機床設計、數控機床改造設計、機器人及控制設計較為合適。在市場上可見的機電產品多得很，不是所有的機電產品都適合做題目，因其難易程度是不同的。機電專業的課程設置是以機床設計、機器人設計控制為典型產品的，在機電一體化課程設計中要反映課程設置的內容。機電專業方向課程有機電一體化系統設計、計算機控制技術、機械制造裝備設計、機器人導論等課程。這些課程的內容在電的方面主要介紹了以計算機為核心的控制系統；機械方面介紹了機械運動、機械傳動、機械結構及相關的標準部件，如滾動導軌、滾珠絲杠等。在選題及設計中要反映上述的內容。因此規范化的題目主要為數控車床（或銑床、鉆床等）設計、車床（或銑床、鉆床等）數控化改造設計、或是工業機器人及控制設計。這些都具有一定的機械部分內容，如數控機床進給軸傳動部件，機器人的腰身、手臂運動部件及滾珠絲杠、導軌的應用等。電的方面包含數控系統電路設計，計算機控制系統設計及對機械部分的控制；從而實現了機電結合。對規范化的題目、要求及上述設計內容都已編入指導書中。

（3）指導教師的培養。

首先被培訓的教師可以跟班聽課，熟悉掌握相關的課程內容，然后在機電一體化課程設計進行中跟班輔導，以培養出合格的指導教師。

（4）加強督察。

當指導教師接到指導課程設計任務后，首先拿到機電一體化課程設計指導書，根據要求寫出課程設計任務書；并由教研室主任或院教學指導委員會審查，合格才可向學生下達任務。指導中，教師要填寫指導日志，隨時記錄指導中的難點、及出現的問題和解決方法，并進行小結，以便下一次指導時提高設計水平。

3機電一體化課程設計指導書主要內容

3.1設計題目確定及要求

3.2總體方案確定

（1）總體方案設計；

（2）繪制總體方案圖。

3.3伺服系統機械傳動部件設計

（1）切削力計算；

（2）滾動絲杠螺母副的計算與選型；

（3）伺服系統傳動設計；

（4）步進電機當量扭矩計算及選型；

（5）機械傳動結構設計（繪制一個軸的機械裝配圖）。

3.4控制系統硬件電路設計

（1）確定控制系統方案及繪制系統框圖；

（2）單片機的選用；

（3）存儲器的選用與擴展；

（4）譯碼電路設計；

（5）接口電路設計；

（6）繪制控制系統硬件電路原理圖。

3.5基本的參考圖表匯編。

4近一屆學生機電一體化課程設計進行情況

4.1教師配備

近一屆機電專業學生，每屆有四個班進行機電一體化課程設計，共配備6名教師；其中有四名為獨立指導教師，兩名為輔導教師，為培養新的指導教師儲備力量。

4.2指導書的使用及設計過程

設計學生和指導教師每人一份機電一體化課程設計指導書。教師按照要求寫出機電一體化課程設計任務書，并經研究所長審查后發給學生。設計題目主要有CA6140普通車床數控化改造設計、C6132普通車床數控化改造設計。在同一個題目的學生中，要求設計進給軸部件時，一部分學生設計X軸進給部件，另一部分學生設計Z軸進給部件。整個過程根據設計任務書的題目、要求和機電一體化課程設計指導書給出的設計步驟、方法，先進行總體方案設計，再進行機械傳動部件設計，最后進行CNC硬件電路設計。整個過程經過了機械、電子兩方面的訓練，實現了機電結合，達到預期效果。

4.3填寫指導日志

教師在指導設計的過程中，及時填寫指導日志，記錄設計中的難點、問題，并進行小結。

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2會計電算化“教學做”一體化模式探索

會計電算化“教學做”一體化中依據會計實際工作崗位典型工作任務，結合財務軟件自身系統，多采用任務驅動法，對所學內容多采用項目模塊化教學。在實際教學過程中，以企業真實業務為載體，設置教學情境，提出任務要求，老師講解同時學生分角色進行操作。最后進行綜合模擬實訓練習，這樣更易被學生接受，能激發他們的學習興趣，提高課堂教學效果。

3會計電算化“教學做”一體化的實施

3.1建立一體化的教學環境實施會計電算化一體化教學需要相應的硬件和軟件，這需要學校在資金上給予支持，需要配備電算化多媒體機房，保證學生人手一臺電腦，每臺電腦上裝上相應的會計核算軟件，同時配備多媒體投影儀、音響、話筒，方便教師演示操作，同時學生跟著做。要有專人負責，定期清理維護電腦，保障課堂使用。

3.2建設一體化教學的師資要實現“教學做”一體化的軟條件是培養或擁有合格的雙師型教師。會計電算化的教學是以學生為主，教師為主導，教師是學生的領路人，給學生提供咨詢幫助，教師的素質能力高低直接影響到教學質量的高低。雙師型教師不單單有雙證就可以，同時要具有較強的專業知識和業務實踐能力，不僅能講授理論知識，也能指導學生實踐操作。因此需要學校加強師資的培訓，可以利用校企合作，讓會計專業老師定期到企業參加實踐活動；或是聘用既有實踐經驗又有豐富的理論知識的企業會計工作人員兼職會計電算化實訓指導教師。

3.3改進課堂教學組織“教學做”一體化教學模式使學生由被動地接受知識向主動學習、手腦并用轉變，為了提高學生的學習興趣和動手能力，需要改進課堂教學模式。可以將班級同學進行小組分配，每組有一個或幾個專業知識扎實動手能力強的學生，實現小組成員相互幫助，培養學生的自主學習能力，以“先進”帶動“后進”，不讓一個學生掉隊。在教學過程中實行模塊化教學，分崗分角色實訓，使學生對會計工作有一個完整的認識，熟悉并能處理各個崗位之間的關系。對于進度較慢的學生，課余時間機房可以免費開放，供大家學習。鼓勵學生參加會計電算化類技能大賽和考證，比如會計信息化技能大賽，達到以賽促學，以賽促教的目的，提高學生學習的主動性和應變能力，提升學生的綜合素質。

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1．教學過程可遵循的思路

理實一體化教學過程中在完成項目的同時需要對理論知識進行講解，并且適時要有示范性操作。這就需要對教學過程有嚴密合理的設計思路。應綜合考慮以下幾點：

（1）教學目的：必須掌握哪些基本知識和技能；

（2）該項目的重點、難點；

（3）所需設備和場地；

（4）教學過程編排；

（5）學生分組，設備配置；

（6）安全注意事項；

（7）考點。只有構思好課堂教學的全過程，才能有的放矢地組織好教

2．理實一體化教學教案應注重項目實施的方案設計

項目實施的方案設計主要包括講授和操作示范、學生分組、操作訓練、巡回指導、技術糾正及安全事項等。這一部分是教案的核心內容，要充分體現教師的主導作用和學生的主體作用。教案應重視項目實施的方案設計，避免在教案中羅列大量的教學內容。

3．項目實施

以電工技術中三相異步電動機降壓啟動一節為例。將理論教材中“三相異步電動機降壓啟動”一節與實習教材中“三相異步電動機星三角降壓啟動”合為一個課題。具體的教學步驟如下：

（1）拿出三相異步電動機實物，先向學生展示電動機外形，介紹電動機的作用，讓學生直觀地認識電動機。

（2）教師現場集中指導學生。一般2～3名學生共用一臺電動機；教師進行講解連接電路原理；由教師借助掛圖、投影、示教等工具對照實物，講解電動機的主要結構特點、作用及工作原理。講解星三角換接啟動的原理及過程，以此讓學生認識電動機及其零部件的名稱及其作用；放電視錄像（電路安裝的全過程）；強調安裝時的注意事項。

（3）在教師的指導下，學生隨教師一起安裝電路。

（4）學生以小組為單位練習安裝，并對照項目方案，仔細研究涉及的相關理論知識。

（5）當堂進行課程測評。測評方法包括：口試，教師提問學生口答。如教師問三相異步電動機為什么要進行降壓啟動？主要有哪幾種啟動方式？筆試，教師發給學生提前打印好的實訓報告。如測試之一：星三角降壓啟動的啟動電流分別是多少？控制電路的各部件的作用是什么？學生答完試卷后，當堂交試卷，教師批閱后馬上講解。現場操作技能測試。教師指定每組由一位學生按教師講述演示電路的安裝順序及其啟動原理，完成后由當時在場觀看的學生和教師共同打分。講知識、教方法、練能力是理實一體化教學的實質。教師應該將理論知識貫穿到各個實際應用的項目和任務中，讓學生在訓練技能的同時，主動去學習理論知識，通過理論來合理地指導實踐，這樣在實際操作時不易走彎路。

二、培養學生的主觀能動性

在教學過程中，必須充分調動學生的學習主動性、積極性，發揮其主觀能動性。主觀性愈強，其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和創造性就愈強，學習效果也就越好。所以，在理實一體化教學過程中，由于直觀的刺激作用，激發了學生的興趣，他們能運用所學的知識自覺地、積極地參與教學活動。采用理實一體化教學后，大大提高了學生的積極性和能動性。分析學情可知，職業學校學生有一個共同的特點，就是形象思維比較好，實際動手能力比較強。基于這點，我校堅持從以人為本的思想出發，一方面尊重學生學習的主觀能動性，加強對學生的正面引導；另一方面加大實踐教學的力度，采用實物示范教學的方法，盡可能地把教學內容形象化，引導學生，激發其學習的興趣。通過形象化教學，使他們由原來的知道是什么升級為知道為什么。理實一體化教學從學生的共同特點出發，使他們從根本上得到發展和完善。課堂上以學生為主體，讓學生充分發展個性，提出自己的獨到見解，并運用到實踐中加以驗證，在不斷的實踐過程中增強學生的主體意識，培養開拓精神和創新才能。

三、組建理實一體化教學團隊

理實一體化教學團隊是實施理實一體化教學的資源保障。理實一體化教學要求教師在具備豐富的專業知識的基礎上，必須有熟練的操作技能。因此，在派教師到企業進行專業技能培訓的同時，也可以將企業的師傅和能工巧匠聘請到課堂，成為教師團隊的一員，進而方便團隊內部的合作和交流。讓教師積極參與到應用課程的開發和研究，組織教師編寫和制作多媒體課件，編寫教材和制訂課程的項目實施方案。將理論教師和實習教師合理配置，使其在教學實踐中相互幫助，取長補短，共同提高。結合實際，采取一些行之有效的、形式多樣的方法，來提高教師的專業水平。理實一體化的教學模式使教師的知識結構有了新的變化。逐步把教師全部“逼”上“雙師型”軌道，使每位老師都要去鉆研業務，深入企業和實踐一線了解企業文化、崗位需求和每個崗位所涉及的知識點，從而設計出與之相適應的教學方案，來提高課堂教學質量。因此，“雙師型”師資的培養也從機制上得到了保證。

四、改變考核方法，構建有效的評價機制

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二、對口單招《電子線路》課程理實一體化的實施

1.緊扣對口單招《電子線路》的考試大綱。

理實一體化在對口單招《電子線路》中的實施，其首先需要緊扣課程的考試大綱，突出大綱中的重點，對考點進行梳理，對難點進行精確的分析，并對電子技術在社會中的發展情況，以及考綱的變化趨勢適時關注。以此為標準，電子線路中線路集成的應用將會逐步強化，刪減分立元件部分，以將各種知識的綜合應用進行強化。在此基礎上，結合電子專業學生現有的知識水平和社會對電子專業人才的需求情況，根據考試大綱對教學的目標適時調整。例如，《電子線路》課程中所涉及到的高等數學知識比較多，受學生知識水平的限制會出現聽不懂的情況，此時教師根據《電子線路》課程和學生的特點，逐步增強學生掌握簡單電路圖的能力，如此這樣，學生在電子線路知識的掌握上就更加符合社會和企業的需求。

2.注重《電子線路》課程中理論知識與實踐的結合。

結合目前對口單招電子線路的命題趨勢分析，《電子線路》試題中理論和實際的聯系正在逐步加強，并和實驗方面的聯系更加的緊密。《電子線路》是一門以實驗為基礎的學科，課程中所規定需要演示的實驗教學都應該做好，像課程中所涉及的晶體二極管認識與檢測、三極管認識與檢測、放大電路的仿真與測試、直流穩壓電源的安裝與調試等數字電路邏輯功能的測試，教師都需要及時地指導學生進行。同時，通過這些比較典型的電路實驗，學生不僅可以對電子線路中的相關基本技術概念予以良好的掌握，對常見單元電路的工作原理進行了解，還能讓學生在學習各種相關的基本測試儀器和設備性能的基礎上，培養良好的學習興趣，并通過這些學習興趣掌握電子線路相關設備的應用技能和技巧，在動手實踐中提高自己分析問題和解決問題的能力。同樣，在理實一體化的教學過程中，其教學效果的實現離不開具體的實踐，教學過程中，學生需要一個良好的實踐平臺，并在這個平臺中多做實踐。教學中，加大對實驗室和實訓場所的投入，加大和相關企業的合作，這對電子專業學生理論和實踐能力的提高有著重要的幫助。

3.加強教師自身實踐能力的提高，采取新的教學方法。

課程教學的實施是依靠教師來進行的，而在《電子線路》理實一體化的實現中教師是關鍵，只有教師的自身能力得到了提高，才能更好地向學生傳授知識。從對口單招《電子線路》課程理實一體化考試大綱和社會的發現需求分析，教師實踐能力的提升可以通過進入企業接觸最新電工電子技術，多組織教師去一些先進的學校學習和實踐，多安排教師對《電子線路》課程進行學術研究討論等活動來實現。對口單招《電子線路》這一課程中理實一體化的良好實現，不僅需要教師對學生的學習積極性充分地調動，還需要教師采取創新的教學方法來提高教學的效果。以項目教學法和情景教學法為例，教師在講解《電子線路》中半導體課程時，在講解完相關的理論知識后，將一些半導體發給學生，讓學生借助萬能表對半導體進行檢測，這樣不僅能夠更好地對半導體的理論知識進行掌握，還能夠讓學生在檢測中發現半導體中所出現的問題，促進學生對萬能表使用功能的回顧。與此同時，在教學中采用多媒體進行輔助教學，利用多媒體技術中所具有的聲像、字畫功能，將《電子線路》課程中的知識形象地展現給學生，能夠有效地促進教學中理論知識從死記硬背到理解型思維教學的轉變。而多媒體能夠將電路圖局部放大，能夠對半導體、載流子等形式的過程進行演示，這在最大限度上提高了學生的學習積極性，促進著學生實踐能力的提升。

4.洞悉誤區，適時解疑。

在《電子線路》這一課程中，其所涉及到的知識是比較系統的，很多知識中還具有非常強大的聯系性，因此導致學生在學習的過程中經常會出現概念混亂、實踐操作誤區不斷的情況。理實一體化教學模式的實施中，《電子線路》課程中的誤區是非常多的，以比較常用的放大器為例，其在操作的過程中如果不能正確地將放大器的交直流通路畫出，就會導致動態指標和靜態工作點的混亂，而在概念不清晰的情況下，放大器輸出和輸入算式無法正確表達，以經驗去實施只能得出一個錯誤的結論。同時，在集成運放這些環節中，學生對虛斷和虛短的概念如果不是非常清楚，那么在分析運放電路這一問題時就無從下手，即使生搬硬套地去拼湊也無法導出結果。而針對部分學生分析題目時往往主觀臆斷，不喜歡在電路上對電壓急性和電流方向進行標注的問題，非常容易導致學生對《電子線路》中集成運放列式的錯誤。《電子線路》學習中，問題的存在是無法避免的，但是，教師需要指導學生對誤區和問題進行詳細的分析，在分析的過程中以實踐去證明概念的真實性，通過實踐操作的方法將解決問題，洞悉誤區，這樣不僅能夠加強對概念的認識，還能在認識的基礎上以實踐提高學生自身分析問題的能力。

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1．教學過程可遵循的思路

理實一體化教學過程中在完成項目的同時需要對理論知識進行講解，并且適時要有示范性操作。這就需要對教學過程有嚴密合理的設計思路。應綜合考慮以下幾點：

（1）教學目的：必須掌握哪些基本知識和技能；

（2）該項目的重點、難點；

（3）所需設備和場地；

（4）教學過程編排；

（5）學生分組，設備配置；

（6）安全注意事項；

（7）考點。只有構思好課堂教學的全過程，才能有的放矢地組織好教學。

2．理實一體化教學教案應注重項目實施的方案設計

項目實施的方案設計主要包括講授和操作示范、學生分組、操作訓練、巡回指導、技術糾正及安全事項等。這一部分是教案的核心內容，要充分體現教師的主導作用和學生的主體作用。教案應重視項目實施的方案設計，避免在教案中羅列大量的教學內容。

3．項目實施

以電工技術中三相異步電動機降壓啟動一節為例。將理論教材中“三相異步電動機降壓啟動”一節與實習教材中“三相異步電動機星三角降壓啟動”合為一個課題。具體的教學步驟如下：

（1）拿出三相異步電動機實物，先向學生展示電動機外形，介紹電動機的作用，讓學生直觀地認識電動機。

（2）教師現場集中指導學生。一般2～3名學生共用一臺電動機；教師進行講解連接電路原理；由教師借助掛圖、投影、示教等工具對照實物，講解電動機的主要結構特點、作用及工作原理。講解星三角換接啟動的原理及過程，以此讓學生認識電動機及其零部件的名稱及其作用；放電視錄像（電路安裝的全過程）；強調安裝時的注意事項。

（3）在教師的指導下，學生隨教師一起安裝電路。

（4）學生以小組為單位練習安裝，并對照項目方案，仔細研究涉及的相關理論知識。

（5）當堂進行課程測評。測評方法包括：口試，教師提問學生口答。如教師問三相異步電動機為什么要進行降壓啟動？主要有哪幾種啟動方式？筆試，教師發給學生提前打印好的實訓報告。如測試之一：星三角降壓啟動的啟動電流分別是多少？控制電路的各部件的作用是什么？學生答完試卷后，當堂交試卷，教師批閱后馬上講解。現場操作技能測試。教師指定每組由一位學生按教師講述演示電路的安裝順序及其啟動原理，完成后由當時在場觀看的學生和教師共同打分。講知識、教方法、練能力是理實一體化教學的實質。教師應該將理論知識貫穿到各個實際應用的項目和任務中，讓學生在訓練技能的同時，主動去學習理論知識，通過理論來合理地指導實踐，這樣在實際操作時不易走彎路。

二培養學生的主觀能動性

在教學過程中，必須充分調動學生的學習主動性、積極性，發揮其主觀能動性。主觀性愈強，其求知欲、自信心、刻苦性、探索性和創造性就愈強，學習效果也就越好。所以，在理實一體化教學過程中，由于直觀的刺激作用，激發了學生的興趣，他們能運用所學的知識自覺地、積極地參與教學活動。采用理實一體化教學后，大大提高了學生的積極性和能動性。分析學情可知，職業學校學生有一個共同的特點，就是形象思維比較好，實際動手能力比較強。基于這點，我校堅持從以人為本的思想出發，一方面尊重學生學習的主觀能動性，加強對學生的正面引導；另一方面加大實踐教學的力度，采用實物示范教學的方法，盡可能地把教學內容形象化，引導學生，激發其學習的興趣。通過形象化教學，使他們由原來的知道是什么升級為知道為什么。理實一體化教學從學生的共同特點出發，使他們從根本上得到發展和完善。課堂上以學生為主體，讓學生充分發展個性，提出自己的獨到見解，并運用到實踐中加以驗證，在不斷的實踐過程中增強學生的主體意識，培養開拓精神和創新才能。

三組建理實一體化教學團隊

理實一體化教學團隊是實施理實一體化教學的資源保障。理實一體化教學要求教師在具備豐富的專業知識的基礎上，必須有熟練的操作技能。因此，在派教師到企業進行專業技能培訓的同時，也可以將企業的師傅和能工巧匠聘請到課堂，成為教師團隊的一員，進而方便團隊內部的合作和交流。讓教師積極參與到應用課程的開發和研究，組織教師編寫和制作多媒體課件，編寫教材和制訂課程的項目實施方案。將理論教師和實習教師合理配置，使其在教學實踐中相互幫助，取長補短，共同提高。結合實際，采取一些行之有效的、形式多樣的方法，來提高教師的專業水平。理實一體化的教學模式使教師的知識結構有了新的變化。逐步把教師全部“逼”上“雙師型”軌道，使每位老師都要去鉆研業務，深入企業和實踐一線了解企業文化、崗位需求和每個崗位所涉及的知識點，從而設計出與之相適應的教學方案，來提高課堂教學質量。因此，“雙師型”師資的培養也從機制上得到了保證。

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不斷發展的現代科學技術推動了不同學科的交叉與滲透；推動了工程領域的技術改造與革命；推動了機械工業的技術結構、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系發生巨大變化；推動了工業生產由“機械電氣化”邁入以“機電一體化”為特征的發展階段。機電一體化是指在機構的主功能、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。

一、機電一體化的核心技術

機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、計算機技術與信息技術、系統技術、自動控制技術、傳感檢測技術及伺服傳動技術，根據系統功能目標要求，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。

1、機械技術：是機電一體化的基礎，機械技術的著眼點在于如何與機電一體化技術相適應，利用其高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、性能上變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善性能要求。

2、計算機與信息技術：其中信息交換、存取、運算、判斷與決策、人工智能技術、專家系統技術、神經網絡技術均屬于計算機信息處理技術。

3、系統技術：即以整體概念組織應用各種相關技術，從全局角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，接口技術是系統技術中一個重要方面，是實現系統各部分有機連接的保證。

4、自動控制技術：其范圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計后的系統仿真，現場調試，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。

5、傳感檢測技術：傳感檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程序就越高。

6、伺服傳動技術：包括電動、氣動、液壓等各種類型的傳動裝置，伺服系統是實現電信號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態性能、控制質量和功能有決定性的影響。

二、機電一體化的發展過程

機電一體化的發展過程大體可以分為三個階段

1、初級階段

20世紀60年代以前為第一階段，也稱為初級階段。論文大全。在這一時期，人們自覺不自覺地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，這些機電結合的軍用技術，戰后轉為民用，對戰后經濟的恢復起到了積極的作用。那時，研制和開發從總體上看還處于自發狀態。由于當時電子技術的發展尚未達到一定水平，機械技術與電子技術的結合還不可能廣泛和深入發展，已經開發的產品也無法大量推廣。

2、高速發展階段

20世紀70—80年代為第二階段，也稱為高速發展階段。這一時期，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出現，為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。這個時期的特點是:mechatronics一詞首先在日本被普遍接受，大約到20世紀80年代末期在世界范圍內得到比較廣泛的承認；機電一體化技術和產品得到了極大發展；各國均開始對機電一體化技術和產品給予很大的關注和支持。

3、智能化階段

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，機電一體化進入深入發展時期。一方面，光學、通信技術等進入機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支；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，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。這些研究，使機電一體化進一步建立了堅實的基礎，并且逐漸形成完整的學科體系。

三、機電一體化的發展趨勢

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。機電一體化的主要發展方向大致有以下幾個方面。

1、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，是在控制理論的基礎上，吸收人工智能、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、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。

2、網絡化

20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網絡技術。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。因此，機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。

3、微型化

興起于20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。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，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。

4、綠色化

工業的發達給人們生活帶來巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適；另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重污染。于是，人們呼吁保護環境資源，回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有很好的發展前景。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不污染生態環境，報廢后能回收利用。論文大全。論文大全。

5、系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通信功能的大大加強。一般除RS232外，還有RS485等智能化通信接口。

綜上所述，機電一體化的出現不是孤立的，它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和產物。當然，與機電一體化相關的技術還有很多，并且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]王靜 淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢 同煤科技 2006、(4)

[2]石美峰 機電一體化技術的發展與思考 山西焦煤科技 2007、(3)

[3]李建勇 機電一體化技術北京科學出版社 2004、

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機電一體化技術是面向應用的跨學科的技術，它是機械技術、微電子技術、信息技術和控制技術等有機融合、相互滲透的結果。

1機電一體化技術的發展狀況 1.1 數控機床的問世,為機電一體化技術的發展寫下了歷史的第一頁; 1.2 微電子技術為機電一體化技術的發展帶來了勃勃生機; 1.3 可編程序控制器、'電力電子'等的發展為機電一體化技術的發展提供了堅強基礎; 1.4 激光技術、模糊技術、信息技術等新技術使機電一體化技術的發展躍上新臺階.

2機電一體化技術發展方向

機電一體化是機械、微電子、控制、計算機、信息處理等多學科的交叉融合，其發展和進步有賴于相關技術的進步與發展，其主要發展方向有數字化、智能化、模塊化、網絡化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。 2.1 數字化

微控制器及其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。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。 2.2 智能化

即要求機電產品有一定的智能,使它具有類似人的邏輯思考、判斷推理、自主決策等能力。論文參考網。隨著模糊控制、神經網絡、灰色理論 、小波理論、混沌與分岔等人工智能技術的進步與發展，為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。 2.3 模塊化

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、動力接口、環境接口的機電一體化產品單元模塊是一項復雜而有前途的工作。在產品開發設計時，可以利用這些標準模塊化單元迅速開發出新的產品。 2.4 網絡化

由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾。而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品，現場總線和局域網技術使家用電器網絡化成為可能，利用家庭網絡把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統，使人們在家里可充分享受各種高技術帶來的好處，因此，機電一體化產品無疑應朝網絡化方向發展。 2.5 人性化

機電一體化產品的最終使用對象是人，如何給機電一體化產品賦予人的智能、情感和人性顯得愈來愈重要，機電一體化產品除了完善的性能外，還要求在色彩、造型等方面與環境相協調，使用這些產品，對人來說還是一種藝術享受。

2.6 微型化

微型化是精細加工技術發展的必然，也是提高效率的需要。微機電系統(Micro ElectronicMechanical Systems，簡稱MEMS)是指可批量制作的，集微型機構、微型傳感器、微型執行器以及信號處理和控制電路，直至接口、通信和電源等于一體的微型器件或系統。

2.7 集成化

集成化既包含各種技術的相互滲透、相互融合和各種產品不同結構的優化與復合，又包含在生產過程中同時處理加工、裝配、檢測、管理等多種工序。為了實現多品種、小批量生產的自動化與高效率，應使系統具有更廣泛的柔性。首先可將系統分解為若干層次，使系統功能分散，并使各部分協調而又安全地運轉，然后再通過軟、硬件將各個層次有機地聯系起來，使其性能最優、功能最強。 2.8 帶源化

是指機電一體化產品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和大容量電池。由于在許多場合無法使用電能，因而對于運動的機電一體化產品，自帶動力源具有獨特的好處。論文參考網。帶源化是機電一體化產品的發展方向之一。 2.9 綠色化

綠色產品是指低能耗、低材耗、低污染、舒適、協調而可再生利用的產品。在其設計、制造、使用和銷毀時應符合環保和人類健康的要求，機電一體化產品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態環境，產品壽命結束時，產品可分解和再生利用。

3 典型的機電一體化產品 機電一體化產品分系統(整機)和基礎元、部件兩大類。典型的機電一體化系統有：數控機床、機器人、汽車電子化產品、智能化儀器儀表、電子排版印刷系統、CAD／CAM系統等。典型的機電一體化基礎元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構等。論文參考網。這些典型的機電一體化產品的技術現狀、發展趨勢、市場前景分析從略。

4 機電一體化的技術應用

在重工業企業中，機電一體化系統是以微處理機為核心，把微機、工控機、數據通訊、顯示裝置、儀表等技術有機的結合起來，采用組裝合并方式，為實現工程大系統的綜合一體化創造有力條件，增強系統控制精度、質量和可靠性。

4.1 智能化控制技術(IC)

由于重工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術。智能控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經 網絡等，智能控制技術廣泛應用于重工業企業的產品設計、生產、控制、設備與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、冷連軋等。 4.2 分布式控制系統(DCS)

分布式控制系統采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現場測控計算機和智能控制單元。分布式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分布式控制系統的功能將越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現在線最優化、生產過程實時調度、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴展、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，采用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分布式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性，是當前大型機電一體化系統的主要潮流。 4.3 開放式控制系統(OCS)

開放控制系統(Open Control System)是目前計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的信息交換規程的共識和支持，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的兼容和互換，且資源共享。開放控制系統通過工業通信網絡使各種控制設備、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的集成，通過現場總線使現場儀表與控制室的控制設備互聯，實現測量與控制一體化。 4.4 計算機集成制造系統(CIMS)

重工業企業的CIMS是將人與生產經營、生產管理以及過程控制連成一體，用以實現從原料進廠，生產加工到產品發貨的整個生產過程全局和過程一體化控制。目前重工業企業已基本實現了過程自動化，但這種“自動化孤島”式的單機自動化缺乏信息資源的共享和生產過程的統一管理，難以適應現代重工業生產的要求。未來重工業企業競爭的焦點是多品種、小批量生產，質優價廉，及時交貨。為了提高生產率、節能降耗、減少人員及現有庫存，加速資金周轉，實現生產、經營、管理整體優化，關鍵就是加強管理，獲取必須的經濟效益，提高了企業的競爭力。

4.5 現場總線技術(FBT)

現場總線技術(Fied Bus Technology)是連接設置在現場的儀表與設置在控制室內的控制設備之間的數字式、雙向、多站通信鏈路。采用現場總線技術取代現行的信號傳輸技術(如4～20mA，DC直流傳輸)就能使更多的信息在智能化現場儀表裝置與更高一級的控制系統之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。通過現場總線連接可省去66%或更多的現場信號連接導線。現場總線的引入導致DCS的變革和新一代圍繞開放自動化系統的現場總線化儀表，如智能變送器、智能執行器和現場就地控制站等的發展。 4.6 交流傳動技術

傳動技術在重工業中起著至關重要的作用。隨著電力、電子、技術和微電子技術的發展，交流調速技術的發展非常迅速。由于交流傳動的優越性，電氣傳動技術在不久的將來由交流傳動全面取代直流傳動，數字技術的發展，使復雜的矢量控制技術實用化得以實現，交流調速系統的調速性能已達到和超過直流調速水平。現在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用，同步電機或異步電機實現可逆平滑調速。交流傳動系統在軋鋼生產中一出現就受到用戶的歡迎，應用不斷擴大。

綜上，我們不難發現機電一體化技術在現在的社會生產中占據了越來越多的行業和領域，并且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，機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。

【參考文獻】

1李建勇. 機電一體化技術[M]．北京：科學技術出版社，2004．

2張華． 機電一體化技術應用[M]． 北京：電子工業出版社，2002．

3芮延年． 機電一體化系統設計[M]． 北京：機械工業出版社，2004．

4唐懷斌． 工業控制的進展與趨勢 [J]．自動化與儀器儀表，1996（4）

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機電一體化主要是指將機構的主要功能以及動力、信息處理、控制等功能與電子科技相結合，實現機械裝置與電子化控制軟件、設計有機結合，形成全新的系統。它具有多功能、高質量、高可靠性、低能耗等特定功能價值，涵蓋了“技術”和“產品”兩個方面，是一個功能強大的系統。

當前，機電一體化已經發展成為了一門具有專門系統的學科領域，當今科學發展日新月異，機電一體化也將逐漸被賦予新的內容。

2 機電一體化技術發展現狀

2.1 機電一體化技術在電力行業的發展現狀

近年來，“機電一體化”這個名詞越發流行，它最初只被認作為機械與電子的簡單結合，但隨著微機性能不斷提高，以及信息技術、數據庫、光學，尤其是通信技術逐漸進入機電一體化，機器可以通過遙控和網絡化實現機電一體化，生產范圍也日益普及。

機電一體化目前多應用于汽車制造、裝備制造、機械加工等行業，其優越的性能在電力行業的應用還處于初級階段。電力行業發展需要集成化、智能化，也需要人性化、綠色化，這些都是機電一體化技術能夠做到的，因此，機電一體化技術在電力行業的應用還遠遠不能滿足行業發展的需求，還有待進一步地研究并投入應用。

2.2 機電一體化技術的發展趨勢

當今數字化、綜合化、網絡化以及個性化的技術革命是以微電子、軟件、計算機和通信技術為核心引發的，對全球經濟、社會、科技和軍事等方面發展影響深刻，也影響了機電一體化學科的發展趨勢。據有關預測表明，機電一體化技術的發展方向如下所述。

（1）朝著光電一體化發展：一般由傳感、動力、信息處理、機械結構等部件即可組成機電一體化系統，加入光學技術，并利用其特點，能有效完善機電一體化系統中的傳感、動力和信息處理部件。（2）朝著柔韌化發展：今后的機電一體化系列產品，會有足夠的冗余度來運轉執行和控制系統，對突發事件應對能力加強，柔韌化改善。該系統的子系統之間相互獨立，均服務于總系統，而本身也具有“自律性”，能就不同環境而做出差異反應，同時，單個子系統的故障不會影響總系統性能發揮，使得總系統柔韌性加強。（3）朝著智能化發展：未來的機電一體化系列產品的“全息”特點將會更突出，表現為極強的智能化，這是由于信息技術、模糊技術都在快速發展，識別能力增強。

3 機電一體化技術在電力行業中的應用探究

3.1 交流電機的正反轉控制設計

在生產實踐過程中，常要求用一臺電動機的正反轉控制方向相反的兩個運動，如小車的左行、右行，機械手的上升和下降等。

交流電機的正反轉控制電氣設計如圖1所示。

要實現三項鼠籠型異步電動機的正反轉控制，只要把三相線當中的任意兩相調換位置即可。如圖1，加入接觸器KM1閉合時電動機正轉，當接觸器KM1斷開，論文接觸器KM2閉合時，電動機就會反轉。

3.2 機電一體化技術在水電站廠設備中的應用

隨著光電式互感器、智能化開關等機電一體化設備的出現，水電廠的自動化技術逐漸進入到數字化階段。

（1）水電廠設備機電一體化結構分析。

水電廠設備機電一體化結構主要分3層。其中過程層，隨著信息技術發展，采用了新一代光電電壓互感器、光電電流互感器，能夠直接采集數字量，提高了抗干擾和抗飽和性能，開關裝置也實現了緊湊化和小型化。

（2）水電廠自動化的發展趨勢。

目前，水電廠機電一體化不斷更新技術，其發展趨勢主要有智能化、人性化及用戶二次開發等。

智能化指系統可根據人為存儲的命令對事件進行推理、判斷及歸納。在一定條件下能代替人工操縱，經過歸納和判斷，自動操作、提示信息，使機組安全地運行。智能化越高，對人員要求越低，對自身及控制設備的狀態能給出準確判斷、統計及報警提示。

3.3 機電一體化技術在電站輔機產品研制中的應用

（1）微機勵磁調節器：該裝置典型的有UNITROP系列，響應快、精度高、穩定可靠、結構緊湊、抗干擾、運行和維護方便、可靠性高，在市場上應用非常廣泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自動調節器分別適用于≤50 MW等級的無刷勵磁汽輪發電機、≤600 MW和≥135 MW等級的汽輪發電機組的自動勵磁電壓調節器。（2）勵磁繞組絕緣電阻監測裝置：該裝置典型的有GFDS-9001E型，采用80C196單片機技術。用來測量勵磁繞組與地之間的絕緣電阻，一般采用在線檢測的方式，監測發電機與勵磁機勵磁繞組之間絕緣情況。（3）發電機氣體純度監測裝置：該裝置典型的有GHS-1型，由純度風機、純度儀和變送器等部件構成。優點為：性能穩、無污染、不漂移、維護便捷，獨有的微處理器結構容易使壓力、環境和溫度相互補償，精度高。（4）勵磁電流電壓測算儀：該裝置典型的有GES-9001型，用于測量勵磁電流和電壓，并可顯示發電機的電流、電壓、功率因數、頻率、有功和無功功率以及轉子氫溫、繞組溫度等。適用范圍較廣，可供3～600 MW的發電機組使用，性能好，質量可靠。

4 結語

機電一體化技術伴隨著當前科技的進步快速發展，所發揮的作用日益明顯，但是其在電力行業的應用遠不能滿足當前的需求，還需要進一步地研究并應用。

參考文獻

[1] 章浩，張西良，周士沖.機電一體化技術的發展與應用[J].農機化研究，2006（7）：46-47.

篇（11）

2機電一體化向智能化邁進的發展歷程

2.1數控機床。與西方發達國家相比,我國機電企業出現較晚,隨著我國建筑行業規模不斷擴大,機電企業的發展是確保實現高質量建筑工程的必然要求。在我國機電一體化的出現,一開始受數控機床技術的影響,在20世紀中期,人們的日常生活開始觸及電子應用設備,電子應用設備是推動機械產物必然發展的需求,由于當時電子應用設備實際操作受限,其機械化產物質量達標還不能得到保證,因此,機電一體化的運作還不能廣泛地應用在我國機電企業中。2.2微電子技術。在20世紀中期,機電一體化應用數控機床技術領域存在著較大的問題,不能滿足當今時代機電工程施工的具體要求,所以,仍需要借助其他技術進一步實現機電一體化。微電子科學技術的出現,給機電一體化的發展帶來了新的希望,隨著我國機電工程規模不斷擴大,對其施工技術的要求也在不斷增加,這一時代機電。一體化應用微電子技術,推動了機電一體化順利實施,微電子技術的出現,將我國機電工程帶到了一個嶄新的發展領域,其各項技術的共同運行促使機電一體化技術的正常運行。2.3可編程控制器的出現在20世紀中后期階段,機電一體化技術的發展邁向了較為成熟階段,先前的微電子技術雖然在一定程度上能為機電一體化技術的發展奠定基礎,隨著新時代的發展,機電一體化技術實際應用領域越來越多,微電子技術還不能完全滿足機電一體化技術在任何情況之下解決所有問題,因此,在這一時期,出現了可編寫程序的控制器,該控制器主要功能是通過可編寫的特點使之自動化操作,應用該控制器最早的國家是美國,美國汽車制造行業中將該控制器應用得十分充分。隨著機電控制器技術的不斷成熟,在我國機電施工的過程中大量應用該控制器,技術的不斷成熟,并且通過大量實踐應用將新時代研制出的新型機電控制器大量投入到生產過程。隨著這項技術的成熟,國家為了更好地控制新時代研制出的新型機電控制器,制定了很多關于該領域技術相應的管理條例,從宏觀角度上來看,機電一體化技術的發展經歷了從單一到復雜的過程,從單一的結構體演變成各個復雜的系統,在機電一體化技術的功能方面,不但實現了自動化機電一體化技術,同時賦予機電一體化技術智能化特點。當今時代,機電一體化技術具有遠程控制操作端,使新型機電一體化技術實現便捷化轉換,而且通過遠程控制端信息快速傳達各個接收端,接收端在接收信息后的第一時間通過新時代信息處理技術快速篩選和整理,新時代機電一體化技術在研發領域更偏向于它的實際應用價值,形成了新時代機電一體化系統。2.4激光光電子技術。隨著新時代社會科技水平的不斷提高，機電一體化規模不斷擴大，可控制的編程器已經不能完全滿足新時代機電企業的發展，為了更好地迎合當代機電一體化企業可以更好地向智能化推進，激光光電子技術的出現，將機電一體化智能化推向了至高點，利用當下十分先進的激光技術，借用光電子在激光中的優勢，而且光電子技術能夠在可編程操控基礎之上，能夠進一步優化先前所有用于機電一體化所有技術，完善整個智能化過程，從根本上改變機電一體化智能化發展的很多干擾因素，擺脫不必要因素的影響，確保在激光光電子技術的支撐之下，更加快速高效地實現機電一體化智能化發展。總而言之，利用當下十分先進的激光技術，我國機電企業可以抓住這一優勢，對光電子在激光技術的支撐之下，能夠讓機電企業一體化智能化推進目標更快實現，機電企業應根據當今社會機電行業發展的趨勢，并且一直關注當下社會先進的科學技術，利用新時代先進的科學技術和機電一體化企業發展的趨勢的動態，并且根據自身企業在社會發展過程中的發展趨勢，將機電一體化和新時代先進的科學技術巧妙地融合在一起，研制出更為先進的機電一體化技術，迎合新時代社會發展的趨勢，重點研究機電一體化向智能化發展需要的哪些前提條件，并根據自身機電企業發展的優勢，加強機電一體化相關技術的研究，研制出高質量高效率機電一體化向智能化發展的先進技術，以確保我國機電企業在未來發展中能夠一直處于世界前沿水平。

3對新時代機電一體化向智能化發展的思考

當今時代,社會飛速發展,帶動了我國各行各業的不斷發展,機電一體化智能化的發展趨勢是我國新時代順應社會發展的必然要求,新時代機電一體化發展以其智能化的存在優勢,是一個控制機電領域的系統組織,依靠新時代微電子技術,在機電一體化設備的制作過程中,其數字化管理系統實現過程利用微電子控制器更簡單地解決了這一問題。當今時代數控機床技術不斷成熟,計算機應用系統飛速發展,給新時代機電一體化技術數字化系統奠定了基礎,并且通過計算機先進的技術實現虛擬化管理和集成管理。在我國機電行業的發展中,機電一體化技術是實現機電產品數字化屬性的重要手段。在20世紀末,最早將機電一體化推向智能化邁進的國家是西方很多發達國家,機電一體化智能化推進不但給這些發達國家創造巨大的經濟價值,并且將機電一體化這一偉大的智能成果推向了世界前沿。比如:像很多可編程的控制器可以促使機電一體化向智能化邁進所生產的機電產品擁有數字化管理系統,當今時代,電子信息技術尤為發達,在機電一體化數字化管理系統中,更加有力地提升了機電一體化數字化管理系統的數字化創造。新時代下,機電一體化已經向智能化推進,隨著時間的推移,機電一體化向智能化推進的步伐在潛移默化的影響著我們國家。

4結語

當今時代快節奏的生活越來越普遍存在于我們的生活之中,機電一體化向智能化推進符合新時代生活理念,機電一體化向智能化可以推進的過程大體分成幾個階段,首先在數控機床技術的出現,機電一體化向智能化推進有了一點起色,接著微電子技術和可編程的控制器將機電一體化智能化推向了十分成熟階段,為機電一體化智能化數字系統奠定了發展基礎,光電子技術的出現將機電一體化智能化邁進推向了最高端,是新時代先進科學技術的必然發展產物,隨著機電一體化智能化技術的不斷發展,機電一體化技術在我國慢慢的發展起來。

作者:王濤 單位:陜西交通建設集團公司西長分公司

參考文獻