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關鍵詞:智能 網絡 環保
眾所周知,基于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化,帶來了機械工業在技術、產品結構、功能與構成、生產方式及管理體系的變化,使工業生產進入了以機電一體化為主要特點的階段。
一、什么是機電一體化
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。
二、目前機電一體化技術的基本狀況
回顧機電一體化發展歷史,可以把機電一體化的發展概括為三個階段:20世紀60年代以前為第一階段,即初級階段,在此階段,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;20世紀70-80年代為第二階段,即興旺發育階段,在此階段,由于計算機技術、控制技術、通信技術的發展,為機電一體化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物質基礎;20世紀90年代后期為第三階段也稱為高級階段,即機電一體化技術開始向智能化方向邁進的新階段,此為深入發展時期。
中國是從20世紀80年代初開始機電一體化技術的研究和應用,列入“863”計劃中,許多大專院校、研究機構及一些大中型企業做了大量工作,取得一定成果。但與先進國家相比仍有很大差距。
三、機電一體化的優勢方向探討
據科學估測,機電一體化的主要發展方向大致有智能化、網絡化、環?;葞讉€方面,這也是機電一體化的技術優勢所在。
(一)關于智能化
這是21世紀機電一體化技術的一個重要發展方向。人工智能在機電一體化的研究中日益得到重視,機器人與數控機床的智能化就是重要應用之一。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,使它具有判斷推理、邏輯思維及自主決策等能力,以求得到更高的控制目標。
(二)關于網絡化
這是20世紀90年代,計算機技術等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、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。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。機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
(三)關于微型化
實際上,微型化興起于20世紀80年代末,主要說的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。在西方發達國家稱為微電子機械系統,泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,這些產品在生物醫療、軍事、信息等方面具有無可比擬的優勢。其瓶頸在于微機械技術。
(四)關于環保化
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,具有遠大的發展前景。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。
(五)關于系統化
本文所述之系統化,其表現特征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。再一個特質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。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系,機電一體化的人格化有兩層含義:一層是如何賦予機電一體化產品人的智能、情感、人性等等,顯得越來越重要,特別是對家用機器人,其高層境界就是人機一體化;另一層是模仿生物機理,研制出各種機電一體化產品。事實上,許多機電一體化產品都是受動物的啟發而研制出來的。
四、結論
根據以上的敘述可以結論,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前景也將日益獲得人類的關注并為人類創造更大的社會效益與經濟效益。
(作者單位:青海鹽湖工業股份有限公司鉀肥分公司)
參考文獻:
展鵬科技(603488.SH,下稱“公司”)是國內擁有自主變頻控制核心技術并較早應用于電梯門系統的企業,經過多年發展,公司已形成包括電梯門系統、電梯一體化控制系統、電梯轎廂及門系統配套部件等產品在內的多元化電梯配套產品體系,產品廣泛應用于載客電梯、載貨電梯、特種電梯等各類垂直電梯制造領域。
近年來,經濟的快速發展和大規模的基礎設施建設為中國電梯行業帶來了空前的發展機遇。電梯行業實現了前所未有的快速發展。2005-2015年,中國電梯產量年復合增長率高達18.86%。截至2015年年底,中國電梯保有量到達425.96萬臺,無論是保有量、年產量還是年增長量,均已位居世界第一。
從長期看,城鎮化、工業化的進程仍將持續,國內保障房廉租房等住宅的建設需求、基礎設施和商業地產的投資需求、舊樓加裝電梯需求、原有電梯的維修更換市場需求、低層建筑安裝電梯需求、較快增L的出口量等因素促進中國電梯產業良好發展。
電梯行業的繁榮發展帶動了電梯部件制造企業的迅速壯大,涌現了包括公司在內的一批優秀的電梯部件供應商,經過持續的自主研發和技術創新,技術水平和生產工藝水平已逐步接近或達到國際先進水平。
公司自成立以來,努力以自主掌握的變頻驅動、智能控制、數據通信和機械設計技術,為客戶提供技術先進、質量可靠和性能優越的機電一體化產品。
作為國內電梯部件供應商中擁有自主變頻控制核心技術并將該技術較早應用于電梯門系統的企業,經過十余年的發展,公司憑借先進的技術、優質的產品和良好的服務,已成為電梯門系統領域的領先企業,產品得到市場的廣泛認可,市場占有率達到7.8%。
公司具備電梯門系統、電梯一體化控制系統等產品個性化定制和多樣化生產的能力和優勢。如,在電梯門系統領域,根據電梯門機控制器使用的不同技術,公司能夠提供應用VVVF變頻控制技術、永磁同步變頻控制技術和交流矢量變頻控制技術等多種產品系列;在電梯控制系統領域,公司能夠提供電梯一體化控制器、內呼板、外呼板、指令板等多種電梯一體化控制系統產品。
同時,公司還具有提品整體化解決方案優勢。公司以自主變頻控制技術和機械設計技術為基礎,產品由電梯門系統逐步向電梯一體化控制系統、電梯轎廂等領域延伸,形成了較為完整的產品系列,能夠為客戶提供涵蓋電梯門系統、電梯一體化控制系統、轎廂及門系統配套部件等多方位的電梯部件產品,成為國內少數能夠實施產品整體化解決方案的電梯部件供應商之一。
在產品品質優勢上,公司嚴格按照GB/T 19001-2008―ISO 9001:2008標準要求建立質量管理體系,編制和執行具有全員參與性的公司質量控制程序體系。同時,公司以精益化管理為目標,全面推進6S管理,“數字式門機控制器(FE-D3000)”等產品獲得歐洲CE認證,“數字式VVVF同步帶防爆門機產品”獲得國家級儀器儀表防爆安全監督檢驗站防爆合格證。
關鍵詞:機電一體化; 優越性; 發展趨勢
機電一體化是將多種技術有機融合的一種綜合技術,發展至今已獨立門戶,成為有自身體系的新型學科,隨著時代進步和技術的發展,還將被賦予新的內涵。機電一體化產品的功能是通過其內部各組成部分功能的協調和綜合來共同實現的。從其功能性結構來看,機電一體化產品具有自動化、智能化和多功能的特性,而實現這種多功能一般需要其具備五種內部功能,即主功能、動力功能、檢測功能、控制功能和執行功能,而實現這些功能的各個組成部分及其技術就構成了機電一體化產品的總體或系統。機電一體化產品應用范圍非常廣泛,可以延伸至生產中的各個領域,其相對于傳統的機電產品,具有更高的可靠性與安全性,更佳的性能以及強大的復合能力與適應能力。
一、機電一體化的優越性
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。
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。
3.使用性能改善。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。
4.具有復合功能并且適用面廣。機電一體化產品跳出了機電產品的單技術和單功能限制,具有復合技術和復合功能,使產品的功能水平和自動化程度大大提高。
5.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。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。
二、機電一體化產品的構成及特點
1.機械系統。機電一體化產品的機械系統包括機身、框架、機械傳動和連接等機械部分。這部分是實現產品功能的基礎, 因此對機械結構提出了更高的要求,需在結構、材料、工藝加工及幾何尺寸等方面滿足機電一體化產品高效、多功能、可靠、節能和小型輕量等要求。
2.動力系統。動力系統為機電一體化產品提供能量和動力功能,去驅動執行機構工作以完成預定的主功能。動力系統包括電、液、氣等動力源。機電一體化產品以電能利用為主,包括電源、電動機及驅動電路等。
3.傳感與檢測系統。傳感器的作用是將機電一體化產品在運行過程中所需要的自身和外界環境的各種參數轉換成可以測定的物理量,同時利用檢測系統的功能對這些物理量進行測定,為機電一體化產品提供運行控制所需的各種信息。
4.信息處理及控制系統。根據機電一體化產品的功能和性能要求,信息處理及控制系統接收傳感與檢測系統反饋的信息,并對其進行相應的處理、運算和決策,以對產品的運行施以按照要求的控制,實現控制功能。機電一體化產品中,信息處理及控制系統主要是由計算機的軟件和硬件以及相應的接口所組成。
5.執行機構。執行機構在控制信息的作用下完成要求的動作,實現產品的主功能。機電一體化產品的執行機構一般是運動部件,常采用機械、電液、氣動等機構。
三、機電一體化的發展趨勢
1.智能化趨勢。智能化是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。具體而言,一方面,光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭角,出現了光機電一體化和微機電一體化等新支。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,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,也為產業化發展提供了堅實的基礎。
2. 模塊化趨勢。模塊化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、環境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。如研制集減速、智能調速、電機于一體的動力單元,具有視覺、圈像處理、識別和測距等功能的控制單元,以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣,可利用標準單元迅速開發出新產品,同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準,以便各部件、單元的匹配和接口。由于利益沖突,近期很難制定國際或國內這方面的標準,但可以通過組建一些大企業逐漸形成。顯然,從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定,無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業,規?;瘜⒔o機電一體化企業帶來美好的前程。
3. 網絡化趨勢。20 世紀 90 年代,計算機技術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、政治、軍事、教育等日常生活都帶來了巨大的變革。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。而且由于網絡的普及,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?,F場總線和局域網技術的應用使家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家電系統,能使人們呆在家里就可分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑將朝著網絡化方向發展。
4. 環保趨勢。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,這是時代的趨勢。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,具有遠大的發展前景。
結語:機電一體化的發展推動了我國制造技術的迅速更新換代,使冰冷冷的機器有了人性化并且更加智能,機電一體化的出現不是偶然的,是社會進步的體現,是生產力發展到一定階段的必然要求,是科學技術的結晶。隨著我國數字化的信息技術革命以及多元信息化步伐的加快,機電一體化技術必將朝著智能化、網絡化、綠色化等方向邁進,創造更大的經濟效益與社會效益,給我們的生活帶來巨大的變革。
參考資料
關鍵詞:石油機械;機電一體化;優勢分析;技術應用
機電一體化的發展是現代科技進步的體現,通過對計算機技術在機械設備上的應用,實現了更加精確和自動化的應用體驗。在石油工業中,傳統的機械設備已經不能夠滿足現代化的采油需求,為了提高石油能源的利用率,提高采油質量,必須要引進更加精確的機械設備。機電一體化在石油工業中的應用,將智能化和自動化的采油技術帶到了實際的工作中,保證了石油工程更高效、更準確的運作。
一、機電一體化的的應用優勢分析
1、可靠性提高
機電一體化的設備應用,不僅具有精確的操作參數的設計,在控制系統中還增加了保護控制系統的經歷,通過一些限定值的設定,一旦設備中發生過載、不穩定電流和失控情況時,保護系統就會自動停止運作,保證施工作業的安全性。這種安全系統的建立,保證了大型機械設備的完好,以及施工工人的人身安全,提高了油田施工的可靠性建設。
2、更多的應用性能
機電一體化的智能化設計,不僅提高了機械工作的精確度,縮短了工作時間,在功能的開發中也進行了多樣性的設計,在一種機電一體化設備中,可以通過計算機系統的設立和機械參數的輸入,就可以實現多功能的應用,不僅減少了工程機械設備的數量,還較少了設備管理與維護的資金使用。另外,在較多應用功能的設計中,提高了機械工作的范圍,促進了機電一體化機械的高效利用。
二、機電一體化技術應用分析
1、傳感技術
傳感器是機電一體化設計中的重要元件,是保證機械可靠運作和精確度提高的關鍵。其實質是對機械設備進行反饋機制的建立。機電一體化設備在運作中會對外界環境信息和自身的信息進行采集,如承重多少、電壓大小等,并經測定值通過傳感器傳輸給輸入信號端口,并與理想的參數值進行比較,合格與否會出入給控制系統,并進行運行和停運的選擇。傳感技術的應用有效的保證了機械的正常運轉,并通過數字記錄、顯示、信號處理和檢測識別等提高了機械的靈敏度,實現了智能化的自我修正。
2、自動技術
機電一體化的設計中具有自動化技術的應用,這種自動化主要通過微計算機的操作實現的,但是在實際的工作中,并不是通過參數提供和開關的操作就可以的,還要對具體的施工作業環境進行分析,對自動化系統的理想操作結果與實際操作結果進行比較,通過機電一體化機械的自我診斷對自身進行參數的修正,并在補償技術的應用中,真正發揮出實際作業的效果,提高設備的適應性和準確度,真正做到自動化系統的應用。
3、系統技術
系統技術涉及到整體概念,是將整體概念應用在相應技術上的過程,因為它從系統目標和全局角度出發,把總體進行分解,使其變成互相聯系的一些功能單元。一般來說,接口技術是其中比較重要的方面,能夠幫助總體系統的各部之間形成有機連接。
4、接口技術
接口就是使用某種方式連接機器的各個組成部分。其主要可以分為:軟件接口;電—機械接口;電氣—氣動、液壓接口;模擬量—數字量接口;電—氣、液接口;電氣—電子接口。
5、信息數字化處理技術
與傳統的機械操作相比,機電一體化機械的應用實現了信息數字化處理,通過對石油等工程施工環境的勘查,能夠將識別的聲音、圖像等,并在微計算機軟件中進行數據分析,不僅有利于施工設計的參考,同時也有利于安全作業的進行。這種通過計算機軟件和硬件的綜合應用,能夠在復雜的環境中快速的處理信息,提高了工作的效率。
三、機電一體化技術在石油工程中的應用
石油工程根據施工環境具有施工危險系數高、工作難度大等特點,這不僅要求施工人員的專業性,還要求工程機械設備必須符合施工標準,并在良好的方案設計中完成高效率的石油開發。機電一體化機械的設計與應用,解決了石油勘探和開發中的較多問題,在降低工作危險性的同時,通過可靠的自動化應用保證了石油開采的控制量。下面就具體應用和使用原則進行分析:
1、強化認識
機電一體化技術屬于近年來興起的一種高科技智能技術,它的優勢雖然很明顯,但是有很多從事了多年石油采集工作的員工對此并不一定有較為清晰的認識。而且有一部分員工可能也不樂于接受新鮮事物,所以要加強對機電一體化技術的宣傳和學習,需要員工能夠適應新的技術手段所帶來的新的工作方式。
2、進行實地調研
實地調研是為了對整個行業的薄弱點與優勢進行充分的了解。這樣才能夠有針對性地對產品進行設計、引入和推廣。經過野外的實地調研以后,獲得一份較為準確的調研報告,確定對機電一體化技術最需要的作業環節和內容,從而有針對性地進行引進。
3、實用性應用
機電一體化技術雖然具有極大的優勢,但也不能盲目地推廣,在對機電一體化石油機械設備的引進中務必要注意實用性原則??梢圆扇≡圏c的方式進行試驗,如果效果良好的話再進行進一步的推廣。比如說先從石油化工設備入手,或是從隨鉆測試、計算機操作、泵站臺、轉油站以及對成套的車裝設備進行控制等都是比較不錯的切入方式。一旦切入以后要進行充分的觀察和研究,分析該設備在實際運轉中的不足及優勢,在此基礎上再進行相關的推廣工作。
四、結語
通過以上石油機械機電一體化相關問題的分析,我們可以知道,雖然機電一體化的設備應用能夠提供給工程更加智能和準確度的應用,但是在實際的工作中也要有專業性操作和前期的基礎準備。在石油工程的復雜環境中,機電一體化機械能夠在自我診斷、檢測和作業中保證石油的輸出質量,在現代能源緊缺的環境下,機電一體化已經成為了不可或缺的應用技術,并將會在未來的建設中通過新技術的革新,推動社會經濟的進一步發展。
作者:鄭洪越 單位:大慶石化工程有限公司
參考文獻:
關鍵詞:石油機械設備 機電一體化 概念 應用
一、前言
近年來,我國的石油工業依然保持著旺盛的發展勢頭,不斷為國家經濟的發展注入活力,伴隨著科技的發展和進步,石油機械在技術水平和制造工藝上卻沒有將最新創新和發展成果應用于生產實踐中以適應石油工業的發展要求。目前看來,機電一體化是我國石油機械制造的重要發展方向,電子技術的引入使得機械的性能得以在軟件和硬件兩方面獲得極大地提升,從而將傳統的機械轉變為智能機械。使石油作業可以更為高效、可靠、靈活,并且具備較高的精度及較為簡化的結構。
二、機電一體化的概念及特征
機電一體化技術是目前機械制造行業的新技術類型,它是將微電子、電工電子、機械、信息、接口、信號變換及傳感器技術進行有機結合的一門綜合技術,可以說,目前的現代自動化生產設備大部分屬于機電一體化設備[1]。進一步來講,它是把電子器件的控制及信息處理功能融合或附加于機械裝置之上,使得機械不再完全依靠人工進行操作,轉而擁有了一定的“智能”。
機電一體化技術大致包括如下幾種技術類型:
首先是機械技術?;跈C電一體化的機械技術往往通過一些科技手段來滿足結構、性能及材料上的進一步需求,以便機械向著重量更輕、體積更小、精度更高、剛度更強以及性能更優良的方向轉變。一般來說,機械技術往往借助電腦技術的輔助,因為常常需要采用專家系統或人工智能技術的配合。
其次是電腦技術。機電一體化技術離不開電腦技術的重要作用。電腦技術也可以叫做計算機的信息處理技術。主要包括信息的存取、交換、判斷、運算及決策,也包括人工智能、專家系統以及神經網絡等技術類型。
第三是系統技術。系統技術涉及到整體概念,是將整體概念應用在相應技術上的過程,因為它從系統目標和全局角度出發,把總體進行分解,使其變成互相聯系的一些功能單元。一般來說,接口技術是其中比較重要的方面,能夠幫助總體系統的各部之間形成有機連接。
第四是自動技術。自動技術包括范圍是比較廣泛的,控制理論是自動技術的基礎,在此之上可以設計出相應的系統,并通過現場的調試等進行不斷的完善,最終滿足機械制造的目標和要求??刂萍夹g主要包括一些高精度的定位、自適應及速度控制,也包括自診斷校正、再現、補償及檢索等方面的技術。
第五是傳感技術。傳感技術與系統息息相關,對于系統來說,它相當于人的眼睛、鼻子、耳朵等感受器官,是能夠幫助系統完成自動調節及自動控制的關鍵技術。通常意義上,傳感技術的功能越強也就意味著系統自動化程度越高。目前,包括石油工業在內的很多工業都受到傳感器功能強度的制約。傳感器需要經受得住環境的嚴酷考驗并能夠精確、快速地獲得信息,從而保障機電一體化維持在較高的水平。
第六是伺服技術。伺服技術主要是為了完成電信號向機械動作的轉變,它包括液壓、氣動、電動等不同類型的部件和傳動裝置,會影響到系統的控制質量、動態性能與功能。這幾種技術都是機電一體化技術中必不可少的重要組成部分,對于機械的機電一體化水平具有十分重要的影響。對于石油工業來說,應用智能化的機電一體化技術對于提升石油工業的發展水平具有十分重要的意義。
三、機電一體化技術在石油機械制造中的應用
石油行業具有較高危險性、較大工作量以及較低勞動效率,并且還要消耗掉大量能源,十分有必要采用機電一體化技術進行作業,以便改善以上的弱點。因為石油采集等涉及到的機械類型比較多,無論是陸地采集還是海上采集,地面設備還是地下設備都需要極高的精度和良好的設備性能。此外,石油采集等過程中還涉及到精密的儀器和大型的設備,有的設備是固定的,有的設備是車裝或是船載的,這些設備都是單純憑借人力難以使其高效、協調運轉的。故而,機電一體化技術的出現對于石油機械設備制造業來說是一個良好的發展契機,應積極對原有的機械設備進行改造,從而提升整個行業的工業水平,在這個過程中應注意以下幾點原則:
強化認識原則。機電一體化技術屬于近年來興起的一種高科技智能技術,它的優勢雖然很明顯,但是有很多從事了多年石油采集工作的員工對此并不一定有較為清晰的認識。而且有一部分員工可能也不樂于接受新鮮事物,所以要加強對機電一體化技術的宣傳和學習,需要員工能夠適應新的技術手段所帶來的新的工作方式。
進行實地調研。實地調研是為了對整個行業的薄弱點與優勢進行充分的了解。這樣才能夠有針對性地對產品進行設計、引入和推廣。經過野外的實地調研以后,獲得一份較為準確的調研報告,確定對機電一體化技術最需要的作業環節和內容,從而有針對性地進行引進。
做好規劃。設備的更新需要相對長期的變更過程,比如儀表、電子及機械等多個部門之間需要協調發展才能最終實現全面性的機械設備升級,但這必然不是短期內能夠實現的目標[2]。所以需要制定一個科學的規劃,針對野外調查報告中的結論以及公司發展的實際情況等進行綜合性考慮,可以先從一些普及率比較高、成本比較低、并且相對簡單的產品入手,采用分階段和分步驟的方式逐漸更換及改造目前的設備。
實用性原則。機電一體化技術雖然具有極大的優勢,但也不能盲目地推廣,在對機電一體化石油機械設備的引進中務必要注意實用性原則。可以采取試點的方式進行試驗,如果效果良好的話再進行進一步的推廣。比如說先從石油化工設備入手,或是從隨鉆測試、計算機操作、泵站臺、轉油站以及對成套的車裝設備進行控制等都是比較不錯的切入方式。一旦切入以后要進行充分的觀察和研究,分析該設備在實際運轉中的不足及優勢,在此基礎上再進行相關的推廣工作。
四、結語
近年來,我國的石油機械設備的發展一直比較緩慢,這是由多種復雜原因共同造成的。但是毋庸置疑,能夠提升生產力和勞動效率的新技術必然是任何行業發展的未來方向,亦即機電一體化技術及設備在石油機械行業中必將得到越來越廣泛的應用。對此,我國的石油機械制造業應積極抓住這一發展契機走上飛速發展的軌道。
參考文獻
[1]毛加佳.探究石油機械機電一體化[J].科學導報,2013,(9):264.
關鍵詞:機電一體化;石油化工機械;機械性能
前言
機電一體化是信息技術、機械技術以及電子技術等多方面的學科相互滲透、相互融合結果,由此來說,機電一體化是一門綜合性很強的學科,隨著機電一體化技術在石油化工機械的廣泛應用,進一步使石油化工企業的生產效率和科技化水平得到了提高,大幅度的增加了企業綜合競爭能力,但是由于中國在石油化工機械方面的機電一體化措施起步比較晚,與國際水平還具有著相當的差距。石油化工中機電一體化的研究探討與應用,是阻擋現今國內石油化工工程發展的主要問題。
1.機電一體化概念和在石油化工機械中的應用價值分析
1.1對機電一體化概念的分析
機電一體化指的是機械設備、信息設備以及軟件進行合理的有機結合,通過計算機軟件和科學技術有效的實現機械設備的數字化和信息化,進一步的提高機械設備的智能性以及功能性水平[1]。在結構上來分析,機電一體化具有自動化、智能化以及功能化等特性。通過石油化工機械機電一體化的應用。有效地實現石油化工機械的故障檢查、自動報警以及在線監控。對于石油化工機械的發電與傳動系統進行動態監控,一旦石油化工機械工作時出現故障就會自動報警、自動檢查定位,大幅度的提高了石油化工企業的工作效率和企業自動化水平。
1.2機電一體化在石油化工機械中的應用與價值分析
隨著世界經濟的飛速發展以及石油化工行業的深化改革,機電一體化在石油化工機械中的應用,也成為了時展的趨勢。進一步促進中國石油化工行業整體發展的要求,提高生產的高效性與安全性、機械設備的信息化水平、工作環境的整潔度以及采礦結構的優化性。在其他一些發達國家,機電一體化技術已經相對成熟,廣泛應用于石油化工企業之中,并且更加強了企業的管理水平和技術水平。
1.3機電一體化的應用能大幅度的提高石油化工企業的生產效率
對于中國國內石油化工企業的現狀分析,雖然絕大部分企業都已經采用了機械生產這種生產模式,但從宏觀上來看,工人的勞動強度大、危險性高、作業環境太差,并且機械化水平較低[2]。由于這些潛在的因素,嚴重的阻擋了中國石油化工健康而又快速的發展腳步,隨著機電一體化應用水平以及應用程度的提高,能夠在提高石油化工企業生產效率的同時,將生產成本降到最低,并且也使企業的綜合競爭能力得到了極大的提高。
1.4在線監控、自動報警和故障診斷功能的應用
目前大部分的石油化工企業正在或者已經完成了石油化工機械監控系統的安裝與使用,監控系統能夠有效地監控石油開采系統、動力系統、制動系統、液壓系統以及運輸系統等重要工作系統。如果一旦這些系統發生異?,F象,那么監控系統能夠第一時間向有關負責人發出警報、電話或者短信進行提醒,在線監控的優點有很多,不僅可以自動診段故障信息,還能及時的發出警報,既減少了維修時間和成本,也提高了設備的使用壽命,并且對相關安全事故責任人的管理水平進行了有效的提高[3]。
2.機電一體化在石油化工機械中應用的發展方向
2.1石油化工機械的智能化
隨著生產實際的需求和科學技術的發展,對于產品智能化的要求也逐漸增多。這對于機電產品有了新的要求和標準,需要機電產品具有相當的智能性,能夠進行邏輯判斷和推理,并且自主進行決策。如今,人工智能化技術在不斷發展,心理學,混沌動力學以及神經網絡等方面的技術研究都有了新的進展與發現,這位提高機電一體化水平,提供了更好的發展前景。
2.2網絡化趨勢發展
具有機電一體化技術的石油化工機械產品一經研制出來,只要質量沒有問題,并且功能有其獨到之處,那么很快就會暢銷全國。由于信息的全球化發展以及網絡的普及,各種遠程監視和控制技術將一定會得到飛速發展,對于機電一體化來說,這種遠程控制的終端設備本身就是其在實際意義上的一種體現。并且伴隨著家用電器網絡化,家庭網絡將不同的家用電器通過計算機為中心,將其連接成計算機集成家電系統,這也是機電一體化在向著網絡化發展的一種體現,一旦機電一體化與網絡相結合,那么,對于石油化工機械制造來說,也是一次重大的突破。
2.3對于石油化工機電一體化技術應用發展趨勢的總分析
機電一體化技術應用于石油化工機械設備的發展趨勢包括:其一,以信息技術和軟件程序為前提的設備智能化應用;其二:實現全面國產化,擺脫對于外國產品高度依存的困境;其三:進一步提高石油化工機械設備的自動化水平;其四:進一步加大高度自動化石油化工機械設備的研究力度,實現石油化工機械從實驗室到生產一線的轉變;其五:通過機電一體化技術的應用實現石油化工機械設備的集成化和迷你化;其六:對于機電一體化在石油化工機械方面的應用,不僅要擴大企業的利潤空間,提高企業的生產效率,還要相應地降低生產成本,減少員工的工作壓力,實現更加全面的現代化改造。
3.結論
從上文的分析與討論來看,隨著科技的迅速發展和社會的不斷進步,機電一體化技術與石油化工機械的緊密結合已經成為了發展的必然趨勢,雖然二者結合的設備在實際的工作中還存在著一些問題,但是它的高性能和智能化等特點都要明顯強于當今石油化工領域的其他技術,所以,它是現在以及未來石油化工機械制造的發展的一個新的方向,在我國石油化工生產領域中扮演著不可缺少的重要角色。
參考文獻:
[1]葉濤.淺析先進制造技術在工程機械行業的應用[J].機器人技術,2011(9):56-58.
【關鍵詞】液晶玻璃;整體模組;一體化結構
1.發展歷程以及研究意義
隨著電視由最初的CRT到之后的平板再到如今的LED平板,電視機由最初的小而厚向目前的大而薄發展。2008年以來,我國為了經濟的持續發展,進一步實行擴大內需的政策,以利國、利企、利民為原則,實行了惠農政策,財政部開展家電下鄉,并在國家的“十二五”規劃中把電視機的研發作為國家信息產業的重點項目。因此,本文以電視一體化結構的優化設計來加以研究,不僅對我國企業的技術創新有重要作用,而且對我國的經濟結構的戰略性調整,與世界經濟發展接軌有促進作用。CRT于2009年全面退出我國的主流市場,之后液晶電視開始在我國電視市場得到全面普及,各大電視企業要想在目前的市場競爭中占據不敗之地,必須積極地進行創新,實現電視機在提高產品性能的同時降低成本。否則就會被市場所淘汰。電視如果要達到輕薄、低成本,那么就必須攻破目前平板電視的工業設計,而由于面板技術、電路技術、注塑技術的限制,液晶電視要突破再薄1mm都相當困難,對電視一體化結構進行優化設計,可以使液晶模組的成本降低20%以上,從而達到了節時、節材、節能的設計理念,為企業創造更多的價值,提高企業的效益,使得企業在市場競爭中立于不敗之地。
2.整機模組一體化結構的概念
整機模組一體化結構,也就是說,把整機結構與模組結構整合在一起,實現一體化設計生產。與新的一體化結構的液晶電視相比,傳統的液晶電視結構通常以顯示屏與其他結構件相結合的組成方式,顯示屏是其中的一個整體組件,采購模組生產線主要生產顯示屏,然后整機生產線用剛生產的顯示屏通過組裝的方式生產出電視整機。其中,顯示屏的主要部件包括:液晶玻璃、背光模組(功能是為液晶玻璃提供背光源和支撐)。而新的一體化結構對驅動電路、液體模組結構以及一體化電源進行了深入的研究。具備了傳統技術所不具備的優點。第一,一體化結構可以達到結構件復用,使得結構件數量減少,從而把物料的成本降到很低。第二,一體化結構設計可以最大限度的壓縮整機的邊框厚度和寬度,使電視在造型上達到目前人們的審美。第三,改進后的生產線使得整機組裝和模組組裝結合在同一個生產流水線上,減少了人力,避免了以往屏體的運輸或周轉等帶來的用費,節約了時間,減少了用費。提高了生產效率,從而降低了產品成本,增加了收益。
3.一體化結構的優化設計
3.1 普通液晶模組的構成
一般意義上液晶模組結構的核心是由以下幾部分組成,如下圖2所標示。
3.1.1 背光部分
要想使液晶電視變得輕薄,背光部分是開發的重要區域,它是電視機的發光源,主導液晶模組的發光裝置,它的重量和厚度在液晶模組中占相當大的比例。它主要含有以下部分:
背板(cover bottom):是連接電視機后殼、信號主板PCB、液晶模組、電源等等,對其強度額要求很高;
反射片(reflector):主要功能是反射光線,以免光流失;
擴散板(diffuserplate):使得燈管發出的光均勻擴散;
擴散片(diffuser sheet):對均勻擴散光起到進一步的促進作用;
增光片(prism):主要功能使光線聚集,提高電視機的亮度50%;
膠框(guide panel):固定光源和面板,起支撐作用;
絕緣片(insulator):主要裝配在electrode PCB和cover bottom中間,避免有高壓電場的PCB與cover bottom導電,從而造成事故;
3.1.2 前框case Top
這包括兩部分:分離式與一體式。一體式易于組裝,但其造價成本高;分離式與此相反。主要功能使液晶面板得以固定。
3.1.3 液晶面板open Cell
這是液晶顯示屏的關鍵部件,也即所稱的玻璃,無論是原材料的選擇,還是制造工藝、制造設備的要求都很高。
3.2 通常液晶電視結構邊緣的局部剖面由以下構成
如圖1所示:虛線部分是顯示屏構件,實線部分是整機結構件。整機部分的核心結構件包含后殼、面板以及固定顯示屏的壓條等等。安裝的時候,先把顯示屏固定在面殼力,用壓條等固定顯示屏,然后安裝其他部件,最后一步固定后殼即可。
圖1 普通液晶電視結構邊緣局部剖面圖
3.3 一體化結構技術方案(如圖2所示)
整機模組的一體化結構設計方案如下:分拆原來的顯示屏背光模組結構,之后結合整機的前殼和后殼進行整體設計。面殼,也即前框和大后殼,也即背板,可以共同供模組和整機使用,其中原來電視顯示屏的背光部分的關鍵部件和玻璃都安裝在背板與面殼形成的封閉空間的內側,和原來的顯示屏體大致相同。這樣原來整機的后殼就可以減少到只遮蓋電路板的小后殼即可。
普通電視的整機結構和通常整機模組的一體化結構的安裝方式差不多相近:首先把液晶玻璃安在面殼里,接下來安裝背光部分,之后把背板蓋上,最后安裝整機模組的其他部件并把小后殼蓋上。
圖2 一體化結構電視邊緣局部剖面圖
如圖3所示:這為一般模組的一體化結構邊角的局部剖視圖和基本的安裝流程。這一過程是在原有的整機結構形式上發展而來的一種新型的一體化結構形式。從前部分依次向后部分安裝,安裝的過程中不需要翻轉。首先仍是把玻璃安裝到面殼里,之后把模組的面殼和中框連在一起,把液晶玻璃固定在中框和面殼中間,之后依著中框按順序安裝光學膜片、導光板,之后蓋上反射膜,接下來蓋上背板,然后在背板上安裝其余的部件,這樣就完成了整機的安裝。
圖3 常規一體化結構局部剖視圖及裝配流程
如上所述的安裝過程看起來簡單而且易于操作,實際在后續實際生產過程中出現了一系列的問題。第一,這種結構的安裝是以面殼為基準,而面殼一般采用的是塑膠件,塑膠件的特點是尺寸精度要求相對低,但其熱膨脹系數比較大。和面殼相比,面殼一般為框式結構,如果用塑膠件,就會出現裝配變形的問題。因此,一方面,在組裝光學膜片和液晶玻璃得利用工裝等輔助加以定形,這樣對裝配的效率造成影響。另一方面,光學部件的安裝一般以中框為基準,而中框又以面殼為安裝標準,這樣使得精度達不到,整機背光的光學性能得不到控制??傊@樣的工藝使得生產一臺電視機所需的勞動時間增加,成本增加,勞動生產率降低,不能達到目前發展的要求。
3.4 一體化結構的優化設計
鑒于上述論述中原有的模組結構的弊端,以下將以原來的模組結構為基礎,對電視的一體化結構進行優化設計。
如圖4所示:我們對電視的裝配方式進行調整:首先把背板作為基準,安裝背光部分于背板內,然后再安裝液晶玻璃,之后安裝前框,也即面殼,通過翻轉,再安裝整機模組的其他部分。這種安裝順序對于生產檢測有利,從而提高生產率。
如圖4所示:這是電視一體化結構的優化設計之后的局部剖面圖和簡單的安裝流程圖。這一安裝流程為:首先把背板作為基準,先安裝燈條,放入反射膜、導光板、光學膜片,之后在背板上安裝模組的中框,使得背光部分被壓住,之后才可以把液晶玻璃安裝在中框上,蓋面殼,用卡鉤結構固定,翻轉,連接背板與面殼。必須依這樣的順序來。這樣安裝的好處是使得整機模組中邊框的寬度變大,實現審美大的要求。
圖4 一體化優化結構的局部剖視圖及裝配流程
對比兩種安裝方式可發覺:電視一體化優化設計后的安裝方式與傳統的安裝方式完全相反,而且在安裝的過程中需要翻轉,這樣的安裝方式看起來很繁瑣,但卻在實際的生產中發揮著很大的作用。這樣的安裝以背板為基準,背板要求的材料一般為鈑金件,這樣尺寸精度就會提高,更主要的是背板是整個的一個大結構,在安裝過程中不易產生變形,這與面殼的框式結構截然不同。
4.結語
通過對液晶電視一體化結構的優化設計,改變了原來的安裝程序,攻破了原有的難題,降低了企業的成本。實現了目前消費者對于電視性能和審美的要求。相信通過不斷地創新,電視會越來越滿足人們的需求。
參考文獻
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