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机电一体化毕业论文(精选范例两篇)

所属栏目:机械设计及其自动化论文 发布日期:2021-01-24 17:46:07 论文作者:佚名

机电一体化又称机械电子工程,是机械工程与自动化的一种,英语称为Mechatronics,它是由英文机械学Mechanics的前半部分与电子学Electronics的后半部分组合而成。机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等多种技术进行有机地结合,并综合应用到实际中去的综合技术,现代化的自动生产设备几乎可以说都是机电一体化的设备。本文精心整理两篇机电一体化大专毕业论文范文供学者们参考!


机电一体化毕业论文第一篇

论文题目:刮板输送机电控系统的改进设计


摘要:结合矿用刮板输送机使用过程中出现的问题,以电控系统工作原理为理论基础,开展了刮板输送机电控系统的改进设计,并对该系统进行了运行测试。测试结果表明:该系统各项功能运行正常、稳定,可针对出现故障问题,采取对应的报警提示和保护措施,满足了矿用刮板输送机的使用要求。

关键词:煤矿; 刮板输送机; 电控系统;

引言

刮板输送机由于其工作时间的特殊性及井下环境的恶劣性,在使用过程中经常出现跑偏、堆煤、超温、烟雾较高等故障,目前主要采用人工方式进行事后解决,大大增加了设备的故障率和作业成本。而刮板输送机电控系统可对输送机的运行状态进行实时监控和故障检测,变事后解决故障为事前预防。因此,本文对刮板输送机电控系统进行探讨。

1 电控系统工作原理

矿用刮板输送机电控系统主要由控制台、人机界面、各类传感器、保护装置等部分组成,负责对输送机运行过程中的运行速度、温度、损坏程度、井下作业环境等方面的监控和多台设备的同步控制,以提高输送机井下作业效率和生产安全。目前,电控系统主要采用了主从式结构设计,其工作原理为:通过从站中PLC和传感器采集相关数据,利用RS485总线传递至主站中的主PLC和显示屏进行故障诊断和信号显示,主站再利用RS232总线将控制系统上传至上机位和主操作台,由上位机并向刮板输送机发出响应命令;经操作人员对故障进行确认后做出相应的操作,在自动控制下,主站PLC通过计算后,发出对应的动作和传达指令,并发送至从站PLC执行进一步的操作和监测,电控系统工作原理简图如图1所示[1,2]。同时,在该系统可针对同一故障类型进行了精准定位,通过自动控制,来阻止故障的进一步扩大。以此来实现对刮板输送机的控制。

2 电控系统主要功能设置

通过电控系统人机界面,可对刮板输送机的工作现场环境、带速、轴温等主要参数进行实时显示,该系统主要功能包括[3,4]:

图1 电控控制系统工作原理简图

1)连锁功能。该功能集成了手动、自动、检修、闭锁、就地等多种控制方式,可对电机的启动、停止等过程进行有序操作,属于软启动或软停止方式,能有效防止刮板输送机过程中出现堆煤现象;同时,该软启动或停止方式,能满足超负荷启动和低加速度时平稳启动,保证多级刮板输送机之间的有序运行;

2)动态显示功能。该功能主要通过人机显示界面,将输送机运行过程中的工作温度、打滑、堆煤、纵撕、烟雾等运行环境参数及故障信号进行实时显示,当故障发生时,可通过声光报警方式,实现对各类故障的报警和提示;同时,可对设备的运行状态进行动态图形化检测,并将其运行数据进行记录、保存;

3)故障保护功能。当设备运行时出现打滑、超速、堆煤等故障时,可通过该控制系统对输送机进行停车控制;同时,针对输送机运行过程中的温度过高、烟雾、着火等故障类型时,可自动启动洒水装置,甚至启动停车命令,以此来保障输送机安全运行。

3 电控系统设计

3.1 主站控制模块设计

主站控制模块包括继电器控制、PLC控制、工控控制、单片机控制等,其中,PLC控制是电控系统中的核心部分,采用了KC02系统设计的梯形图编辑与监控环境,其内核主要是基于windows操作系统进行开发,能通过梯形图进行快速编写程序,具有通用性强、操作方便、功能强大等特点,能在较短时间内实现程序的编写。其框架结构图如图2所示[5]。

图2 PLC控制结构框架

3.2 硬件连接设计

硬件连接的方式主要包括供电系统连接和可编程控制器的I/O连接,硬件的连接正常,是保证电控系统正常运行的关键。其中,PLC控制采用了人机界面COM1和COM2进行连接,PLC与从站之间的通讯线采用了RS485口进行连接,电源线通过动力输出线向PLC和上机位进行直流供电,其硬件连接图如图3所示。在硬件连接过程中,需注意以下几点:连接线应避免铺设在受电磁干扰影响较强的地方;低电平电源信号和通讯信号需与其他线路进行分开连接和铺设;针对关键线路,应按照标准要求,对线路进行接地处理;针对保护电路、紧急制动电路、、正反转等互锁电路连接时,需在PLC控制外部设置安全线路,保障系统内部出现故障问题时,电控系统能正常、安全的运行。

图3 电气控制系统硬件接线图

4 电控系统运行测试

4.1 I/O端子测试

该电控系统中,各类传感器、指示灯、按键等连接均对应着I/O端子。故采用了手动方式代替现场输入信号,对输入端子进行逐一检查和验证。在测试过程中,PLC输入端子指示灯显示正常,表明运行正常;同时,将传感器进行强行操作,其对应的I/O端子指示灯亮起,此时,主站和从站均出现了故障报警提示。另外,对系统中的RS485通讯口进行了测试,当主站和从站通电正常时,I/O端子和RS485通讯口的指示灯均亮起,并出现不停的闪烁现象,证明该端口运行正常,而一旦不闪烁,则表明通讯出现了故障。由此,完成了系统中各端子的测试,经测试,各I/O端子均运行正常、能针对各类情况发出不同类别的提示,可保证控制系统的运行正常。

4.2 系统联调测试

该控制系统联调测试前,首先将系统中硬件进行了连接和平台搭建,通电无误后,将PLC程序进行导入,并通过手动方式对传感器进行控制,此时观察系统运行效果。结合实际使用情况,电控系统运行过程中出现的故障问题,以控制程序为主,可通过以下步骤进行排查:将PLC接口指示灯进行单独检测;检测程序问题,对硬件和程序进行检查、更改。通过对系统的联调测试,系统运行稳定,主站和从站的各项指示灯均能正常显示,各按键功能操作正常,主显示屏能直观的将各类信号进行数字或曲线显示,且PLC能快速的对信号进行接收、处理并及时发出指令,满足了刮板输送机使用要求。目前,该系统已在煤矿企业的现场投入应用。

5 结论

1)该系统各项功能运行正常、稳定,能针对不同工况环境,采取对应的控制措施,针对出现故障问题,可启动对应的报警提示功能和保护措施,较好地满足了矿用刮板输送机的使用要求。

2)该系统的改进应用,对提高输送机井下运行状态的实时监控能力和故障检测具有重要意义,也促进了刮板输送机电气控制系统的自动化控制程度和水平的提高。

参考文献

[1] 吝柏。刮板输送机智能控制系统在煤矿综采工作面中的应用[J].技术与市场,2018, 25 (2) :141;143.

[2] 王宝琳。PLC技术在煤矿皮带运输集控系统设计中的应用[J].机械管理开发,2017, 32 (5) :123-124.

[3] 詹敏华。基于PLC的矿用皮带机电气控制系统应用研究[D].淮南:安徽理工大学,2016.

[4] 王亚滨。重型刮板输送机可控启动装置控制系统研究[D].太原:太原理工大学,2016.

[5] 祁国平,马雪静。世界首套智能控制刮板输送机成功研制[J].机械制造,2015, 53 (5) :8.


机电一体化毕业论文第二篇

论文题目:机电一体化技术的应用及发展趋势


摘要:进入二十一世纪以来, 我国逐渐重视科技兴国的理念, 近几年, 随着我国的科学技术水平飞速增长, 在各个行业领域都开始逐渐应用科学技术手段来减轻人工劳动力从而提高工作效率。机电一体化设备便是在科技兴国理念下, 所衍生出的一种机械设备, 该机械设备所应用到的领域十分广泛, 并且除了提高工作效率以外还解决了不少人工劳动力所无法进行的工作。近年来, 我们国家的机电一体化设备一直在不断发展, 进行完善和创新, 已经渐渐成为了一种专业化的技术, 为我国的经济发展起到了重要作用。下面, 本文就机电一体化设备, 探讨其未来的应用以及发展趋势。

关键词:机电一体化设备; 应用; 发展趋势;

一、引言

我国在科学技术水平上的发展不仅十分迅速,且发展的范围也十分广泛,机电一体化技术便是近几年新兴的技术领域,将该技术应用于机械设备中,使得机械设备进一步升级成为自动化、智能化。而要想使机械设备达到自动化、智能化这一目的,机电一体化设备的应用以及未来发展则是重中之重的工作环节,本文将对机电一体化设备的应用以及未来发展进行讨论。

二、机电一体化技术的概述

机电一体化也可以称为机械电子技术,从国外逐渐传递到国内,它是机械工程与自动化技术相结合后的产物。因此可以说机电一体化技术既离不开机械工程技术作为载体,也离不开自动化技术将其升华。虽然机电一体化技术所结合的技术种类比较清晰,但是该技术所涵盖的领域却十分广泛,除了依靠机械工程技术和自动化技术以外,要想达到真正的自动化目的还要结合计算机技术以及电子信息技术,近年来,人工智能技术也快速兴起,有关于人工智能技术研究成果频出,因此机电一体化技术的下一发展阶段必将结合人工智能技术[1]。

有关于机电一体化技术的机械设备距离人们的生活并不遥远,除了工厂和农场中的机械设备以外,汽车中的安全气囊、防滑刹车系统以及自动售票机都应用到了机电一体化技术。

机电一体化技术是由:机械技术、传感器技术、计算机与信息处理技术、接口技术、伺服驱动技术、自动控制技术等等许多高新技术组合而成的。

三、机电一体化技术的应用

(一)CIMS中的应用

CIMS的全称是计算机集成以及制造系统,是机电一体化技术重要的应用方面,通过系统的组合的形式,从而更好、更合理的实现全局管理的综合优化,以往通过人工技术的控制方式,将会被颠覆,机电一体化技术利用制造为基本的物流以及控制信息流,更快的实现产业决策、产品的研究开发、生产前的准备、以及实验管理相互的有机化。在企业内部利用机电一体化技术,使得集成度不断地提高,将不同的生产要素的配置进行进一步的优化,可以在最大的程度上去实现每一个要素之间的潜能。

(二)数控机床

众所周知,我国是一个工业化完成度比较高的国家,而工业中十分重要的就是数控机床的使用,我国的数控机床行业经过了四十多年的发展,不论是功能、构造还是操控精度都取得了极大的成就,数控技术中的机电一体化应用程度十分高。在构造方面来看,机电一体化技术的使用,使得数控机床行业变得更加紧凑和实行了总线式组织形式,结构更加的模块化,应用了更多的CPU以及多住总线的体系结构,在功能的方面来看,由于采用了开放性的设计,使得应用的WOP技术更加的智能化,并且对于模块化软件系统的使用,对应的储存器容量增加,而对于单板机以及控制机的使用,快速提高了在技术精度以及操控性方面的技术,为产业链条的发展提供了有力的技术支撑[2]。

(三)工业机器人

工业机器人中的机电一体化发展经历了三个阶段,第一个阶段要求工业机器人只是根据系统的要求进行不断的重复的特定动作以及运动,这个阶段的工业机器人对于整个系统的环节来说是适应性低,灵活性也很差;第二阶段的工业机器人内部装有的传感器更为先进,可以去自行收集作业区域的部分的目标信息,并利用自身的计算机进行综合的分析,从而做出合理的判断,利用反馈行为来进行控制具体的运行手段,在最后已经实行了实用化;第三阶段工业机器人已经发展成为了智能机器人,装有了更多的传感器,可以收集更多的感知,并配合系统进行严密的逻辑性思考,做出科学的评定和决策,这与机电一体化技术密切相关。

四、未来的发展趋势

(一)专业性

随着科技的不断发展,机电一体化设备的科技性越来越高,需要越来越多的高科技人才,所以必须要保证设备安装团队的专业性,这是影响设备使用质量的先决条件。其次,机电一体化设备并不都是体积较小的机械设备,在一些工厂中不乏大型机电一体化设备的安装工作,因此对于这一类机械设备必须要做到分工明确,一个团队中,有专门的人员负责相对应机械部件的安装工作,保证安装质量达标的同时,也能最大程度上提高安装速度[3]。

(二)微型化

1959年有人提出了关于微型机械的设想,现在的科学技术越来越发达,对于设备的小型化也提出了更高的要求,机电一体化技术也朝着这一方面不断地探索。如果系统的特征尺寸上升到纳米级别,许多的关键技术研究十分困难,面临许多的问题。所以机电一体化技术需要很好的应用到机械设备的小型化上,要基于系统的特性进行详细的分析,使得机电技术更好的应用。

五、结束语

总而言之,随着科技的不断发展,机电一体化技术的应用层面会越来越多,依照国内经济的蓬勃发展来看,经济的发展势必会推动机电一体化技术的发展,我们要不断引入世界先进的技术,在技术研究方面进行改革创新,成功促进产业结构的优化,以此来反哺经济的发展。

参考文献

[1]郎国成。试论采矿业机由一体化的技术发展趋势与应用[J].中国新通信, 2018 (2001) :164.

[2]付灵钟。试析煤矿机电一体化技术的应用及管理[J].科技风, 2018 (21) :136.

[3]杨璐嘉。机电一体化技术在矿山机械的应用及发展趋势[J].时代农机, 2018 (4506) :228.

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