机电一体化自动化范文

导语：如何才能写好一篇机电一体化自动化，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】机电控制系统；自动控制技术；一体化设计

机电控制系统被制造业普遍运用，由于制造业不断的发展，如今对机电控制系统的要求也就越发的高，为了跟得上这种高要求的发展，设计者需要将更广泛的高科技元素融入其中，从而产生了自动化与一体化技术。

1 机电控制系统与自动控制系统的含义

1.1 机电控制系统内涵

机电控制系统的含义是指在无人参与情况下，运用控制设备将设备机器按照生产流程进行自动化预定设计运行操作。通过全方位的系统控制将控制对象和控制器相连接完成规定的目标。在机电控制系统中核心环节就是控制。在技术层面上来讲，机电控制运用了传感检测、伺服传动、通信以及自动控制等多项综合性技术手段，在信息处理和计算机微电子等技术领域上也有相关的应用和涉及。通过涵盖各方面的技术领域和技术理论最终形成四位一体的综合性系统技术。机电控制系统通过远程操控，管理人员运用计算机等网络系统进行异地网络平台的实时操控。

1.2 自动控制系统

自动控制系统是指让被控制对象按照预定的运行原理通过控制器的控制来进行自动的规律性运行。自动控制技术的核心是它所具有的实用性以及协调有效性等特征。自动控制系统依照控制内容分为不同的方面，高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断和校正控制等方面。

2 机电一体化设计构想

作为机械制造业的大国，我国对机械产品的需求越来越高，在信息化发展的进程中，机械制造业逐渐的融入了一体化的思想，使得机电设备更好的为制造企业服务。我国是机械制造业发达国家，对机械产品的要求是特别高的，在信息化发展的过程中，机械制造业正向一体化思想逐步迈进，这就让机电设备能够在制造企业做出更多成就。机电一体化的理论起源日本，在这样一理论指导下，日本设计出来功能一体化的设备，其中最为典型的就是软件、电子以及装卸三者有机结合，使得普通的机电设备供更为强大。机电一体化的理念逐渐的被世界各国所接受，并且在原有理论的基础上融入了更多的动力元素，进而形成了目前的机电一体化设计系统。研究人员对该系统的进行了基本的逻辑构想，他们认为现代的机电一体化系统应该具备智能化、模块化等功能，在这些功能的基础上，加进机械技术以及自动化控制技术，进而使得机电一体化系统具备优化配置项目的功能，使得系统的性能更加的优越。在设计机电一体化系统时，设计人员首先要对整个系统进行深入的研究分析，之后依据分析结果总结出设计方案的优缺点，最终设计出最佳的方案，方案完成之后还需要经过多次的考察，不断的修改与完成，最后才算是真正的定稿。设计系统是否满足要求，判定的标准就是该系统是否达到既定的目标，如果没有达到还需要进行充分的设计优化。从某种程度上来说，机电一体化系统就是设计人员意识形态最好的体现，在该系统中，设计人员将自身的理念融入其中，最终形成实体。

3 机电一体化产品设计方案

机电产品的设计就是一项高难度的工作，所以机电一体化产品的设计的难度可想而知，其既是一项高精度的工作，同时也是一项综合性要求高的工作，在设计过程中，设计人员及要掌握机电产品的相关理念，同时还需要掌握机电技术，两者相互配合，进而完成最终的设计结果。此外，机电一体化设计工作还要求设计人员了解机械产品的各项参数要求，比如产品造价、精度要求等，另外，还有一点设计人员必须考虑，即市场的反应，设计的机电一体化产品必须以市场需求为准，否则难以在市场上立足，设计也会以失败告终。一般情况下，机电一体化产品的设计可以划分为两步：第一步是开发设计，其设计的目标就是让产品能够达到性能要求；第二步是适应性设计，这一步主要是依据现有要求标准，对产品的细节以及功能进行完善，以使其性能得到最佳的优化。

4 机电一体化产品的设计方法

机电一体化产品的设计方法多样，具体选择哪种设计方法，主要是根据产品类型而定，通常情况下，设计人员主要是用三种设计方法，笔者总结如下：

4.1 取代法

该种设计方法一般情况下应用在电子线路中，其主要的功能就是代替机械式控制，以使机电产品更容易控制。传统的产品控制系统通常时候机械控制机构，但是在机电一体化设计方案中，将其用电子线路来替换，控制效果如何主要与电力线路设计是否完成有一定关系。如果机电产品只有单纯的依靠机械来运行，一般而言，只有单一机械能够完成控制工作，而是用电子线路来控制之后，主要是应用先进的计算机设备来完成控制任务，在控制中，传统的接触式控制企业逐渐的被取代，变为变速装备。这种设计既能够是机电一体化产品质量得到有效的提升，同时其实用性也明显的增强，与此同时，原有的机械机构也得到了相应的简化，使其结构更加简单易懂。这种设计方法与机电产品原有的结构基本上相同，因此改善起来更加容易，但是因为原有的机械产品限制明显，在设计时无法真正的做到全新的改革。

4.2 整体设计法

该设计方法主要针对的是机械产品的电力部分以及机械部分，通过合理的设计将两者有效结合，使其成为一个有机整体。为了能够使机电产品性能高，价格相对低廉，则需要将上述两个部分进行连接设计。整体设计方法是一种全新的设计理念，但是其并不摒弃所有的传统设计理念，而是调出传统思维，以一种全新的方式，设计出性能更加优良，质量更有保证的产品，这是该种设计方法所要达到的基本目标。

4.3 组合法

该种设计方法主要是将机械产品中所涉及到的各种功能模块进行有效的组合，进而使其成为一体化系统。但是在组合设计时，需要注意的是，不能采取单一组合的方式，这种方式无法完成预期的任务，必须整体组合，才能使各个功能模块的性能更优良，实现预期目标。这种设计方法，设计时间段，而且质量也能够有所保证，并且制造成本相对来说也比较低，后期使用期间，生产与维修更为方便。

5 结束语

综上所述，可知对机电控制系统自动控制技术与一体化设计进行探讨非常必要，尤其是在技术高速发展的今天，一体化技术会成为机械制造业发展的主流，成为未来机械设计的主导，因此需要对其进行深入探讨。

参考文献：

[1]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程，2013（8）.

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【关键词】机电控制系统 自动控制技术 一体化设计

由于我国生产技术和生产力的不断发展，生产规模也越来越大，因此自动化控制技术的应用越来越广泛，已经成为人们生活和工作中不可或缺的部分。近年来，随着电工电气制造业、机床电气业以及电子信息产品制造业等行业的发展，人们对机电一体化的关注度越来越高。

1 机电控制系统自动控制技术阐述

1.1 机电控制系统

机电控制系统是指在没有人参与的情况下由机械、设备等按照人们设计好的方式运行实现生产，通过机电控制系统，可以将控制器和控制对象等各种部件组成在一起。在实现机电控制系统的过程中，运用到的技术组要包括信息处理技术、计算机技术、电力电子技术、微电子技术等，此外还会应用传感检测技术、通信技术、过程控制技术好自动化控制技术来实现，并且这种技术并不是单独使用的，在机电控制的过程，需要将这些技术融合在一起形成综合技术，然后才能实现机电控制系统。机电控制系统的出现为工业制造和工业生产带来了很大的便捷，在很多领域和行业都得到了广泛的应用，例如航海航空路英语和生产领域。对于机电控制系统，虽然是设备和仪器的控制过程，但是需要人进行远程控制，管理人员主要通过计算机网络对机电控制的各种仪器和设备进行控制，因此机电控制系统是在网络平台的基础上发展起来的。

1.2 自涌刂萍际

自动控制技术是一种通过控制器对远程的控制对象进行操作的一种技术方式，自动控制技术的理论基础为自动控制原理，自动控制理论包括现代控制理论和经典控制理论，是由电器部件和机械部件等共同完成的，自动控制技术在自动控制系统中发挥着重要的角色。对于经典控制理论，研究对象是单变量的线性时不变系统，需要借助数学工具拉普拉斯变换，在频率域采用数学函数传递的方法进行系统分析，在负反馈闭环系统中，利用自动调节器，对系统的中心环境进行自动调节。

对于现代控制理论，研究对象主要为非线性、多变量和时变系统，需要借助数学工具中的线性代数、矩阵论和集合论等进行研究，其研究对象主要为自适应控制、最优控制、随机控制和鲁棒控制，在时间域内，采用状态控制的方法进行系统分析，通过对系统现在所处的环境以及状态对其下一步的状态进行预测，然后用状态方程的对整个系统过程进行描述。

2 机电一体化设计方法

对于机电控制系统的一体化设计，常用的设计方法主要包括组合法、取代法和整体法。

2.1 组合法

组合法是通过整合功能模块来实现设计的一种方法，在设计过程中，需要将具有不同功能的标准功能模块组成成机电一体化系统。机电控制系统的一体化是为了实现其功能的多样化，当利用简单的电子或者机械已经不能顺利完成制定的任务时，为了强化系统的功能性，可以将几个不同功能模块进行整合，形成一个具有多功能模块的综合系统，以实现其一体化设计，不同的功能模块通过相互作用对系统进行设计。组合法在机电一体化设计中应用非常广泛，尤其是在数控机床方面应用非常多，能够取得良好的效果，表现出多种优势，使数控机床的功能呈现出多样化特点，有效提高产品质量。此外，采用组合法进行一体化设计，并不需要重新设计，而是将各种功能模块整合在一起，因此一体化设计的周期比较短，设计过程比较简便，应用非常广泛。

2.2 取代法

取代法也是机电一体化设计的常用方法，在电子化产品的一体化设计中应用非常广泛，取代法就是采用电子线路代替机械控制结构的设计方法。机械控制结构是工业生产的重要组成部分，但是采用机械控制结构完成生产任务，运行过程比较单一，因此运行生产的效率低下。而采用电子线路代替及系统控制结构，就能够改变机械控制结构运行单一的缺陷，取得较好的效果。采用电子线路控制，整个过程需要分布进行。首先需要在微型的计算机或者控制器上编码出电子线路的相应程序，这样才能有效将电子线路和机械控制结构结合在一起，然后进行取代工作，接触式控制器也可以采用凸轮和变速结构等代替。通过取代法，不仅能够简化传统机械结构，同时还能够实现一体化设计，不断提升产品的性能和质量。

2.3 整体法

采用整体法设计机电一体化产品，是将电子部分和机械部分有机结合，充分利用电子技术和机械技术，从整体视角对机电一体化产品进行设计。这种基于整体的设计需要花费较大的时间，同时在设备成本上也更大，但是其由于是基于整体的设计，因此能够表现出创新的产品设计理论，和传统设计模式不同，可以全面提升机电一体化产品的性能和质量，体现出了设计过程的创新性。

三种不同设计法的比较见表1。

3 结语

机电控制系统在人们的生产活动中发挥着重要的作用，是一种融合多种技术的综合性技术系统，在新时代下，人们对机电一体化的需求越来越大，机电一体化设计的方法主要有组合法、取代法和整体法，不同设计方法各有优势，可以提高机械产品的性能和质量。

参考文献

[1]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程，2013，17（08）：36-37.

[2]李进生.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].通信电源技术，2013，30（01）：73-74.

[3]潘六寿.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].黑龙江科技信息，2015，5（01）：59-59.

作者简介

马荣鸿（1995-），男，广西壮族自治区人。现读于重庆大学。

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关键词：电气；工程；自动化

1.电气自动化控制系统的功能及特点

电气自动化控制系统的功能。电气自动化控制系统已经成为电力系统不可或缺的一个专业技术。电气自动化控制系统的基本功能主要可概括一下几点：（1）自动控制功能。即通过操作系统自动来控制分、合闸，比如当设备出现故障，开关能够自动的切断电源，以保护操作人员的人身安全、有利于设备的维护。（2）保护功能。即通过检测故障信号并能够为设备和线路提供保护（比如断开、切换等）的设备。比如当电压超过设备与线路允许的工作与范围限度时，能够自动切断，并发出警告信号。（3）监视功能。即指视听信号（比如灯光和音响等）对设备进行电气的监视，特别是人类的感官无法判断的，比如，判断一台设备是否处于通电的状态。（4）测量功能。即指在设备的运用和维护的过程中，需要对数据进行测量，以备了解设备的性能。通过各种仪表测量设备对线路参数（比如电压、电流、频率和功率大小等）进行定量的分析。

2电气自动化装置在电气工程中的运行

2.1 电气自动化与继电保护装置融合

继电保护装置就是在电气系统出现故障或者出现短路、过载等情况时，能及时传出警示信号并切断连接线路的装置。相比于传统的继电保护装置容易出现拒动和误动故障的情况，继电自动化装置能够实施实时的监测，对电气系统的各种设备运行的参数进行控制，此外，还能实施远程的控制，能够长期进行带电工作。继电保护装置通常情况下能检测电气系统中所有线路或电气设备中有可能发生故障或异常等问题，而且同时具有对电气系统特定范围内相关线路或电气设备实时监测的目的，一旦范围内的线路或电气设备发生异常或故障，继电保护自动化装置就会及时的做出一系列的解救反应。比如说某线路或电气设备发生短路或过载情况时，继电保护自动化装置会立即切断与其连接的线路，并通过危险信号传递的方式对此故障进行上报。由于继电保护装置主要在电气系统中起预防作用，因而其真正发挥效力的机会并不多。就其运行的特点来看，主要包括误动和拒动故障两种形式。误动是指继电保护自动化装置在电气系统未出现异常或故障时，发出错误的动作或错位的信号；而拒动是说电气系统发生故障或异常时，继电保护自动化装置不能及时的发现该异常或故障，不能有效的处理异常或故障，发挥不到应有的效用。此外，与传统的继电保护装置相比，该装置可以对特定线路或电气设备进行长时间的带电实时监测，并且还可以对所监测电气设备的运行参数进行控制。

2.2变电站电气自动化及配电自动化应用

变电站中自动化技术的应用是指在变电站应用信息处理技术和自动控制技术与传输技术相结合的基础上，通过电气自动化装置或者计算机硬件系统，代替人工进行各种作业，提高变电站的运行效率和管理水平的自动化系统。从这方面来讲，变电站中自动化技术的应用目的主要是为了多层次、全方位地监控变电站中各种电气设备的运行及安全状况来达到高效控制。其主要的特点有：以微机化的设备来替代之前使用的电磁式装置，实现操作监视的图像化、智能化。伴随着微机监控技术变电站以及变电站中的继电保护、自动测量设备、开关操作的远动、远程监控设备、事故和设备故障的自动记录设备等方面的设计应用，变电站正逐渐向着综合自动化方向发展。

3电气自动化应用的范围及构成形式

3.1电气工程中电气自动化系统的系统处理

电气工程中电气自动化系统的处理系统在电气工程设施方面主要通过传输信号屏蔽、设备接地信号处理、选择合适的抗干扰措施来实现。为了确保系统故障少、运行可靠、操作维护方便等，在电气自动化设备选择时，需要选择相应的经过长期检验证明其性能稳定可靠的设备来适应电气工程中现场的不同环境，保证系统的可靠稳定运行。

3.2电气工程中电气自动化导入微型计算机应用

由于电气自动化中微型计算机的引入，使系统能够完成自动记录并分析电气设施实际运转情况的反馈，还可根据当前设施运行趋势判定其误差以及发展情况，收集运行过程中的数据并分析以及判断误差。增强软件的循环查找和不同时间及环境状况的统计分析，直接进行统计数据的波形分析。为方便管理、电气工程中的电气自动化应用能够实现全程自动控制，还根据需要添加了必要的接口与界面，增强了系统的实用性。

3.3电气工程中电气自动化控制系统的设计

3.3.1监控方式的设计。电气自动化中运用的这种集中监控方式设计，具有运行稳定、维护方便、控制系统的技术要求不高、系统容易设计等优点。但由于这种方式是将系统的各个功能都集中到一个处理器进行优化处理的设计特点，往往造成处理器所承担的任务十分繁重，导致处理的效率受到影响。由于伴随着监控信息的大量增加以及电气设备监控的全面性要求，随之而来的是系统冗余下降、电缆数量增加，设施处理信息能力严重滞后，影响系统的稳定性和可靠性。

3.3.2电气工程中现场总线监控方式的设计。

等计算机网络技术已经普遍应用于发电厂、变电站工业自动化等综合自动化系统中，智能化电气设备的自动化进程进入了较快的发展时期。现场总线监控的设计形式使系统的应用更加有针对性，可以根据现场设备的具体情况进行调节和配置。由于各个装置设计的功能都是彼此独立的，并且都通过网络来进行连接控制，即使其中任何的一个装置发生故障，影响的仅仅是相应的元件，而不会导致整个系统的瘫痪。因此现场总线监控的控制设计在电气自动化中应用最多，同时也是最优的选择。

4电气工程中电气自动化应用的优势

4.1电气工程中电力设备的在线监测优势

随着变压器、短路器以及发电机等这些一次设备的应用，往往需要对其中关键的参数进行不间断的实时监测，这就要求监视设备不但能够反馈在线运行状态，同时也能够对设备的一些重要的参数变化趋势进行分析和预测，并判断设备中发生故障的原因，以缩短设备的保养周期，延长设备的实际使用期限，同时也为电力设备的实时状态检修提供了必要的保障。

4.2电气自动化应用下电气工程中电力设备的智能化

一般情况下，电力系统中的一次设备与二次设备的安装地点之间都要有一定的间隔，一般要求相隔几十米，有的甚至是要求几百米远，两者之间使用强信号电力电缆与大电流控制电缆来连接。在进行一次设备的结构设计时，往往要先考虑实现常规的二次设备的功能，这样做显然能够节约大量的电力信号电缆和控制电缆。

5.结语

电气工程中电气自动化的应用是一个国家经济发展水平的重要标志。电气自动化是现代电气工程的支撑，也是所有工业发展的基础与原动力，随着现代化、国际化和全球化的科学技术发展，电气工程中电气自动化的应用也得到了十分迅速的发展，并且已经被广泛应用在各个学科和领域当中。所以我们应该结合实际情况积极创新、广开思路，为我国的电气自动化在电气工程中的应用和发展做出应有的贡献。

参考文献：

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1 电力调度自动化系统中存在的不足之处

1.1 自动化的平台存在很大的差异 由于现阶段我国电力调度自动化系统中有很大的差异，使得系统平台之间无法实现统一。由于我们在进行电力调度时，是利用计算机进行有效地调度，若调度平台之间存在一定的不同，会造成电力调度出现一定程度的影响。同时，为了确保电力调度系统的稳定性和可靠性，需要在调度系统中应用RISC结构。但该结构存在一些不足之处，即无法实现电力其他方面的调度，无法实现电力自动化系统全方位的调度。

1.2 电力调度自动化系统中对集中控制功能不完善 由于在电力调度操作中，为实现对电力调度的有效调度，需要确保电网模拟和系统中整个数据库保持相同，即需要提高电力调度系统的集中控制力度。然而，现阶段电力调度系统的各项基本功能是在各自独立的基础上完成的，若实现电力调度系统的完善性，还需要实现电力调度系统中数据信息库和电网模拟两者之间保持准确无误。因此，未来在电力调度自动化系统中需要完善集中控制功能。

1.3 电力调度系统中电网模拟的多变性 在现阶段，随着城镇变电站数量逐渐增多和变电站改扩建规模逐渐加大，需要更高要求的电力调度系统，并准确的对数据进行记录分析，确保电力调度系统的正常运行。但是在该过程中，由于环节较多，很容易出现错误，影响整个电力调度系统的正常运行。因此，需要加强对电力调度系统的研究，探索出电网模拟的多边形规律，从而有效地实现电力调度系统的稳定运行，完善电力调度控制系统。

2 一体化技术在电力调度自动化系统中应用重要性

2.1 对系统网损进行优化管理 在电力调度自动化系统中应用一体化技术，可以有效地实现网损管理中运行自动化和智能化建设，很大程度上提高系统运行的稳定性。同时，网损管理子系统的工作，既不会对电力调度自动化系统存在明显的影响，且可以对电力系统运行中的网损进行全面的检测，对检测出的问题可以及时采取有效地解决措施，最大限度的降低网损发生的概率。

2.2 负荷管理 在电力调度自动化系统中，一体化技术需要根据供电电网的基本特点对电网的工作状态开展全面的监测，并根据监测分析结果对电力调度系统进行全方位的优化，保障电力调度系统的正常运行，有效减少电网运行中发生故障。此外，一体化技术，还可以实现对电网系统的运行负荷状态进行管理，实现电力调度自动化的高效性和准确性。

2.3 提高办公效率 在电力调度自动化系统中应用一体化技术，可以准确地实现调度信息子系统运行智能化和自动化，其可以完善电力调度信息管理系统，收集和分析电力调度信息的基本运行状态，并对电网运行中出现的问题，采取相应的解决措施，从而很大程度上提高电力调度自动化系统的工作效率，减少电力调度系统的失误。

3 一体化技术在电力调度自动化系统中的应用

3.1 平台的一体化 由于电力调度的工作基础是计算机平台，如果计算机操作系统不同，则会出现电力调度平台之间的差异。研究发现，由于计算机操作系统不同而导致的电力调度工作平台之间的差异，会阻碍电力调度信息之间的传输。因此，需要实现电力调度平台的一体化，利用中间耦合的方法作为信息传输的桥梁，例如，多采用CORBA和OMG作为中间传输平台，从而解决计算机操作系统不同而带来电力调度平台之间差异，一定程度上降低了操作系统和硬件的差异性，一定程度上解决了电力调度自动化系统的平台一体化建设。

3.2 电力调度图模的一体化 随着我国电力网络规模逐渐扩大，需要加大对电力调度信息的管理，但是在电力调度模拟过程中，由于环节较多，很容易出现错误，影响整个电力调度系统的正常运行。因此，需要加强对电力调度系统的研究，探索出电网模拟的多边形规律，并建立一个常用的图库模型，实现电力调度系统的高效稳定运行。

3.3 电力调度自动化的功能一体化 为了促进电力调度系统的发展，需要实现对电力调度信息和图形进行资源共享，从而真正意义上是实现电力调度自动化系统的一体化。但是为了实现功能一体化，需要增设一些中间装置，例如，可以在电力系统中安装节点机，将其安装在电力网络中合理位置，作为电力调度系统中应用模块的基础，为促进电力调度自动化系统的一体化建设作出贡献。

3.4 电力控制集中性 在目前电力调度系统的各项基本功能是在各自独立的基础上完成的，为了实现电力调度系统的完善性，还需要实现电力调度系统中数据信息库和电网模拟两者之间保持准确无误。为了实现电力调度控制系统的集中性，需要对电网模拟系统和电力系统两者之间进行同步化。

3.5 对电力调度系统运行状态监测 研究发现，电力调度系统是确保整个电力网络连续运行的关键因素之一，且它的合理调度可以确保用户用电设备运行稳定，而一体化技术，可以利用计算机网络实现对不同电力调度系统的资源共享，实时监测电力系统的运行状态，并对其运行故障制定合理的调整方案。

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【关键词】：电气工程；自动化；存在问题；解决对策

【引言】：我国电气工程的规模占据了非常重要的地位，为我国的国民生产总值的上升做出了巨大的贡献，随着现代化信息技术的出现，电气工程自动化在一定程度上更是实现了我国电气工程的高效运作。人们能够投入更少的人力和物力达到更高的作用效果。

1、我国电气工程及其自动化的现状

我国目前的电气工程自动化的发展速度是非常快的，在有着独特的编成数据和软件的基础之上，人们能够根据标准化的编成数据实现集成编写，大大降低了工程所消耗的时间。

目前阶段，我国电气工程自动化技术的发展过程主要面向网络数据的传输速度，随着互联网时代的逐渐发展，网络数据的传输速度在不断提升，当前电气工程数据类型的逐步增加使得电气工程及其自动化需要不断的进行改革和创新。

2、我国电气工程自动化存在的问题简述

目前阶段，我国电气工程及其自动化技术在实际操作和运行过程中存在一系列的局限性和问题，主要表现为电气节能以及质量控制两大类别。

2.1电气节能问题

我国现代化的电气工程发展速度非常迅速，很多产业都是基于电气工程及其自动化技术而存在的，一旦自动化技术在发展过程中出现了阻碍，那么会大大限制其他产业的发展。

而电气工程及其自动化技术在实际运行过程中需要各种先进的设备仪器以及先进的技术手段来辅助完成，如果对于先进设备仪器没有合理的控制好运转周期和运行时间，那么极有可能大大增加能源的损耗。因此现代化的技术手段在实际运行过程中依然有着一定的局限性，便是电气节能方面的问题。

有关电气工程人员需要对电气节能问题予以高度的重视，在管理的过程中保证基本的生产条件的基础之上，尽可能的优化和调整自动化技术的能源损耗，实现企业的可持续发展。

2.2质量控制

随着电气工程的逐渐发展，我国电气工程自动化企业的数量日益增多，而市场竞争力的逐步加强使得部分的企业会通过非法的途径来获取市场优势。部分的企业在制造相应的芯片过程中会通过降低产品质量来赢取更多的客户，比如说在一些微电子元件、计算机配件的生产过程中，虽然赢取了客户，但是却不利于企业的可持续发展；而如果在一些重要产业发展过程中采取这种管理生产方式，那么不仅会造成企业的名誉受到影响，甚至会影响到企业的生产安全。

因此电气工程及其自动化技术的生产和发展需要基于良好的质量控制而存在，企业也应当对生产的过程加以有效的监管和管理，保证生产的有序化和标准化，进而提升我国电气工程及其自动化技术的发展速度。

3、针对我国电气工程及其自动化缺陷的处理措施

前面笔者对我国目前阶段电气工程及其自动化技术的发展局限性以及可能存在的问题进行了分析和探究。总结来说质量控制以及电气节能技术一直以来都是影响我国电气工程自动化技术发展的两大因素。下面笔者针对这两大问题主要来阐述有效的解决对策。

3.1构建全面的自动化体系

工程自动化的运行需要基于良好的自动化体系而存在的，企业只有构建了全面有效的自动化管理体系以及平台，才能够更好的实现目标。

相关电气工程管理人员应当从电气工程自动化的日常管理入手，一方面从各个设备的日常维护和维修工作进行，重视对精密设备仪器的维护和养护工作，保证养护工作的标准性，通过构建相应的制度要求来保证设备仪器养护工作的规范化。另一方面在设备运行过程中，相关的管理人员应当根据实际的情况制定相应的设备运转体系，通过合理的控制设备的运行情况或选择恰当的设备运行方案等来达到最优化的节能效果，实现企业的可持续发展。

3.2重视网络结构的应用

电气工程及其自动化技术最重要的问题便是网络结构的应用。网络结构意味着信息数据的交换与共享，电气工程自动化技术基于良好的网络结构而运行能够实现高效的信息共享，与其他的产业和领域的自动化技术和水平相结合，能够实现电气工程的更好更快发展，同时也能够更好的实现对电气工程设备的监管和控制。

对网络结构的优化和设计还能够有助于提升电气工程的信息传输速度，使得工程自动化在发展的过程中立足于准确的数据传递而存在，实现数据的关联效果。

3.3 重视节能设计

电气工程及其自动化技术在实际发展的过程中需要重视节能方面的设计，电气工程及其自动化技术的影响范畴非常广泛，各行各业都有涉猎，因此保证电气工程自动化技术的节能设计将有助于企业的可持续发展。【1】

比如说，目前我国照明系统在大型企业当中占据了重要的能源损耗角色，很多企业照明系统耗费了大量的能源，而这些照明系统往往没有有效的发挥出作用效果，很多情况下都是在做无用功。因此针对照明系y存在的局限性，企业应当根据充分的借助自然环境的因素和效果，在设计的过程中将自然因素考虑在内，进而将照明系统的设计符合节能设计的标准，使其能够达到可持续发展的标准和要求。【2】

3.4 重视人员素质和管理能力的提升

电气工程自动化技术的发展还需要立足于良好的管理人员和技术人员，因此企业应当重视对人员的培养工作，定期的开展相应的讲座来帮助企业内部人员更好的了解与时俱进的技术发展，在应对一些技术上的难题过程中能够采取有效措施处理，实现电气工程自动化技术的有效发展。【3】

总结

综合上文所述，本文笔者主要从当前我国电气工程自动化技术发展过程中存在的局限性以及具体的解决对策入手进行分析探究。总结来说电气工程自动化技术的发展模式以及现状对于企业的生产等起到了非常重要的作用，不仅决定着企业的经济效益，同时也奠定了企业的市场竞争地位。企业在电气工程自动化技术的管理和实施中，应当充分的发挥其作用，同时降低不必要的能源损耗。

【参考文献】：

[1] 闫书畅.基于电气工程自动化的智能化技术应用探讨[J].科技创新导报，2013，（27）：96.

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[关键词]同期合闸　、VQC、备用电源自动投入、小电流接地系统的接地选线

1　同期合闸

1.1概要说明

同期合闸是变电站中经常遇到的操作，对减小冲击，提高系统稳定性具有重要作用。同期的条件有三点：频差、压差、角差合格。

同期要求为安全、准确、快速。三个条件中安全最重要，同期装置必须有完善的闭锁功能，宁拒动不误动。对差频同期，在系统角差为0时合闸，对系统的冲击最小；电厂中作为发电机的并网，快速性也很重要，捕捉第一次0角度合闸可以节省大量能源。

1.2　环网并列与差频同期

差频同期是指两个没有电气联系的两个系统的并列，包括发电机的并网及两个无联系电网的并列；两侧的频率不同，有可能捕捉到0角度合闸时机。环网并列是指两个本已有电气联接的系统，再在该点增加一个联络开关；两侧频率相同，相角差即为系统在这两点之间的功角，该角度在网络拓扑及负荷没有大变动时基本保持不变。

国内有的称之为检同期与捕捉同期，有的称之检同期与准同期，有的叫同频同期与差频同期。两个系统若频率相差在测量误差范围内，是同频，但却不能按同网来同期，为了物理概念上的清晰，本文定义这两种方式为环网并列与差频同期。

差频同期的目标是捕捉第一次的零相角差时机合闸，即自动准同期；环网并列相角差为两端的功角，仅是一个压差和功角的闭锁功能。

1.3　同期遥控方式及自适应识别

环网并列和差频同期的要求不同。装置虽然可以自适应地判断出是同频还是差频，但对频差很小的系统，这样作意味着牺牲一些时间来判断，会对合闸的时机带来延误。而调度员是了解系统的运行结构的，知道欲合闸的断路器是处于同频还是差频同期的位置，在发命令的时候即区分开同频同期、差频同期、遥控合闸命令会更好。装置的自动识别功能，是指在合闸命令下发后，自动判断是差频、同频还是无压状态，并由不同的约束条件进行操作。

1.4　合闸导前时间的计算

装置出口到断路器合上闸的动作时间，它的准确获得直接关系到同期点角差的准确性。常规方法是通过开入量的方式，即通过接入断路器的辅助接点，来计算发出合闸令到该信号变位的时间。该方法思路直接，容易实现；但问题是当断路器合上电流的时刻与辅助接点变位不一致的时差会引入误差，另外要接点抖动也影响精度。

本文提出一种模拟量检测导前时间的方法，即用电流的从无到有的检测。若采样装置采样速率能达到64点/周波（DF1700模块采样速率），则时间分辨率约为0.3毫秒，可以满足要求。这种方法要求引入电流的检测，分布式的同期系统一般是将同期功能融合在断路器的测控单元中，能满足这种要求。该方法物理概念更为清晰：从无流变为有流（而不是辅助接点变位）时，才算真正合闸成功。

1.5同期算法

同期是一项可靠性要求极高的操作。误动时的大角度合闸会给发电机及系统带来很大的冲击，降低发电机的使用寿命，或是带来系统的振荡及解列。而延误第一次最佳同期时期也是要尽量防止的。因此必须考虑高可靠性、高精度、多级闭锁、快速的控制算法与措施。

从装置可靠性上考虑，有的厂家采用双微机控制的方式，是一种好的思路。也可用硬件上的其它方法。算法上多重化计算及闭锁也很重要。

计算方法大体有两种，一是硬件整形脉冲比相的方法，一是通过采样点比较幅值和相位的方法。两种方法各有利弊，互相配合能产生完善而稳定的效果。

2　电压无功综合自动控制

2.1　VQC控制特性及控制模式的思考

相对于同期合闸，VQC则是一个时刻运行的、以整个变电站为对象的、相对慢速的一个控制系统。其控制策略复杂，对出口的实时性要求不高，但对闭锁的响应要求快速、完备。

现有站内VQC实现方式基本有3种：后台软件VQC、主控单元网络VQC、独立硬件的VQC。

后台软件VQC：将控制策略全部放在后台监控主机中，通过间隔层的测控单元获取数据，微机中VQC软件根据实时数据判断并发控制命令，由相应测控单元执行。优点是人机界面友好，方便调试和维护。

主控单元网络VQC系统：将控制核心下放到间隔层，由单独的CPU完成，但其IO的输入输出仍由间隔层IO测控模块完成。优点网络数据的得到更直接了一层，闭锁的速度较第一种方式快了一些。但界面一般较差，维护和设置不会太轻松。

独立硬件VQC系统：不依赖其他装置，本身溶输入输出与策略判断为一体。好处是闭锁的速度最快，从闭锁的角度讲可靠性最高。但问题是需要重复铺设大量的电缆，信号重复采集。

现在的问题是：用户选择时，既觉得独立硬件的VQC系统造价高、多拉电缆，又担心网络型VQC产品的可靠性：VQC对对闭锁的速度要求高。网络型VQC的问题是，当发出控制出口命令后，这时发生可主变保护或电容器保护动作等需闭锁的情况，无法弥补这个时间差。

换一个思路思考：把控制策略放在PC机中，而把闭锁策略放在相应的测控单元中。即后台控制+闭锁，间隔层闭锁。通过软PLC功能将需要的闭锁条件输入IO装置中，对后台发来的控制命令不是即刻执行，而是通过自身的闭锁逻辑检查，出口条件满足才能出口，这样既保证了实时的闭锁速度，又保证了后台策略的丰富。

对于以上三种方式是对电站内实现VQC的方法，但实际应用过程中有的局内不使站内单独VQC系统，因它是在站内单独的调节，往往满足不了系统要求，存在一定弊端，常使用系统综合电压无功自动调节，在调度自动化端实现，来调节整个系统的无功优化组合。

2.2　运行方式的自动识别

变电站运行方式会随着负荷和设备状况调整，这样就要求VQC要自适应跟随运行方式的改变，作出不同的控制策略。对不同的变压器组数、不同的一次接线方式，由母联、分段、桥开关、变压器的组合可以有多种接线方式，不同方式控制策略是不同的，这里面有一个模式识别的问题。

本文提出的识别方法不仅应包括母联、分段等的辅助接点的开入量；还包括母联、分段上的电流、相角等交流量。

2.3　全网无功电压控制

无功调控从本质上说是个全网的问题，而不是变电站的问题。建立在破坏网中其他部分无功基础上的本站平衡并不正确。无功电压控制追求的应该是全网的最优解，而不是某个站的最优解。各自为政的VQC调节，会造成多次调节或同时调节。在通信可靠保证的前提下，应该配合将全网VQC作在地、县调度自动系统中，即节省投资，又符合电网实际情况。

3　备用电源自动投入

3.1　可编程PLC功能的应用

由于备自投方式较多，不可能每种情况作一种装置，这就要采用相同硬件基础上的软件PLC功能：通过装置内嵌的PLC解释软件解释由外部对自投逻辑的重新编排，现场可设置

3.2　厂用电快速备自投

在火电厂中具有大量大容量的厂用机械电动机的厂用电切换过程中，备投就是一个快速备自投的问题。在工作电源消失后，大容量的旋转机械使得母线上电压的衰减是个逐渐下降的过程，并不是立即消失。由于电动机群在惰性作用，残压的幅值和频率是变化的，备用电源投入中，也存在一个最佳合闸时机的问题。一般最佳投入时间为失电后第一次的30゜角差范围内，对装置来说快速的处理器DSP及快速出口继电器的选择就很重要了。在失去第一次快速备自投入的机会后，等待下一次合闸时机就又是同期的问题了。

4　小电流接地系统的接地选线

100%的准确选线是个困扰多年的难题。常规的集中式的选线装置的问题是：1、多拉电缆；2、可能要改造CT；3、只引入零序电流，分析要素少，准确度低；4、不符合变电站自动化分布式的设计思想。将其做成分布式的应该会更好。

中性点经消弧线圈接地系统，零序电流与零序电压的夹角方向没有明确的反向关系，较难检测；5次谐波方法又存在信号小、信噪比低，准确度差的问题。

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机电一体化技术是将机械和微电子技术结合的一门新兴技术，机电一体化实现了机械的高度自动化、智能化和人性化，提升了机械设备的工作效率。机电一体化作为计算机技术在机械设备中应用的体现，是促进机械设备自动化水平提升的有效手段。因此，机电一体化在工程机械中的应用，不仅是未来工程机械现代化发展的必然趋势，也是人们对提升工程机械经济性、可靠性和安全性的需求。

1机电一体化在工程机械中的应用现状

我国在80年代初就开始了对机电一体化在工程机械中的应用技术进行研究，经过几十年的技术研究和发展，虽然我国机电一体化在工程机械技术方面取得了长足的进步，但机电一体化在工程机械中的技术应用于发达国家还有着很大的差距。随着我国改革开放以来经济发展速度的加快，现如今我国工程机械的机电一体化程度已经不能满足工程需要。近年来，我国计算机和智能控制技术的蓬勃发展，给机电一体化技术在工程机械中的应用带来了新的发展机遇。随着社会和国家对机械设备机电一体化的逐渐重视，我国工程设备机电一体化技术发展已经到了黄金时期。虽然我国微电脑工程机械控制技术相比于国外仍然有所不足，但随着机电一体化技术在工程机械中的不断发展、应用和实践，我国工程机械必然会越来越自动化、智能化和现代化，为我国社会和经济的发展贡献力量。

2机电一体化在工程机械中的应用优势

2.1提高产品的使用性能

机电一体化在工程机械中的技术应用，能够改变仪表显示方法并利用微电脑实现对工程机械的自动或半自动控制，传统显示仪表被数字仪表代替，能够使机械工程的仪表显示更加直观，方便操作人员的操作。利用微电脑代替传统工程机械的部分人工控制功能，能够减少工程机械的人工操作量，使工程机械的操作更加简单。机电一体化在工程机械中的技术应用，实现了工程机械的智能化自动控制，提升了工程机械的使用性能，提高了工程机械的工作效率。

2.2工程机械的调试和养护更加简便

机电一体化在工程机械中的应用，能够在不拆机检查的前提下，利用机电一体化的自检系统实现对工程机械的检修和调整。利用工程机械机电一体化工作参数的自我调整功能，还能够实现对工程设备工作模式的设计和切换，从而实现工程机械根据不同的工程特点自动或半自动的选择工作模式，提升工程机械在不同工程中的使用效果。

2.3提升工程设备的安全性能

应用机电一体化技术的工程机械，相比于传统的工程机械，具有自动报警、监控和自动状态修复功能。由于工程机械在工程项目中普遍工作量较重，工程机械内部部件磨损严重，因而工程机械的某些部件由于持续工作时间过长或过度劳损很容易发生问题。应用机电一体化的工程设备，能够随时对工作中容易发生疲劳的部件有效监控，当这些部件过度劳损并可能导致机械故障时自动调整工作状态或及时发出警报，实现对工程设备的保护。

3机电一体化在工程机械中的技术应用

3.1电子监控、自动报警和故障自诊在工程机械中的应用

工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等的运行状态出现故障将导致工程机械不能正常使用。如果不能轻易分辨工程机械的故障所发生的部位不但会耽误工程的进展而且还需要投入更多的人力和物力来用于维修。机电一体化用于工程机械中实现了其电子监控、自动报警及故障自诊的功能。当工程机械的任何部位发挥不灵活或者产生故障时，电子控制系统不仅能做出自动报警，还能准确地指出工程机械故障所发生的部位。机电一体化给工程机械所带来的该功能，还能帮助驾驶员缓解工作紧迫感，提高工程机械的工作效率。

3.2机电一体化用于柴油机的自动控制

工程机械由于对机械功率要求较高，因而普遍采用柴油机作为工程机械的动力核心。机电一体化在柴油机控制中的应用，能够有效的提升柴油机的经济型和动力性，并降低柴油机排放的废气量。传统的柴油机优化，将精力放在了提高柴油机的燃油耗率和降低柴油机污染物等级上。利用机电一体化系统对柴油机进行控制，能够使柴油机根据工程机械的运行状态合理调整柴油机的工作状态，实现对柴油机调速器和油门的自动控制，并实现柴油机的自动启停和自动升温控制等，机电一体化对柴油机工作状态的自动控制能够有效的提升柴油机的经济指标，并在满足工程对工程机械的功率要求的前提下实现降低排放指标的目的。

3.3机电一体化在工程机械中的应用能够实现工程作业的全自动化或半自动化

工程机械的自动化和智能化，是工程机械发展的趋势，为了提升工程机械的工作效率，为工程建设贡献力量，我们必须提升工程机械的自动化水平。机电一体化在工程机械中的应用，能够有效的提升工程机械的自动化水平，减少操作人员操作失误对工程建设的质量影响，在提高工作效率的前提上实现工程建设精度的提高。目前，专门研究和生产工程机械的单位，不约而同的将机电一体化在工程机械中的应用作为工程设备制造的发展重点，并成功推出了许多自动化、半自动化的工程机械设备。国内常用的工程机械中大部分已经普及了机电一体化系统，比如说挖掘机、推土机等都有了电子系统控制的自动变速箱，这种自动变速箱能够对发动机的功率有效控制，提高了燃油的经济型并减少了人工操作。

4结论

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关键词：传感器；检测技术；机电一体化；应用

目前机电一体化系统已经成为机械生产的主要发展趋势，其是在机械生产技术与电子技术的共同作用下完成的一种新的产品。实现机电一体化，能够在很大程度上提高机械设备的自动化性能，使其以更高的效率来完成各项作业，促进生产力水平的提高。而在机电一体化产品的自动化运行中，传感器是一种非常重要的组成部分，其与检测技术一起，保证了机电设备的自动控制和自动调节功能得以实现。以下本文重点来谈谈其具体应用。

1 传感器在机电一体化系统中的作用地位和种类

一般来讲，机电一体化系统结构大都是由多个模块组成，其中测量模块就是其中较为重要的组成部分，由传感器、调理电路和变换电路等构成。其在系统结构中所发挥的作用是采集信息，包括机电一体化系统的运行状态和系统行为的信息。在该模块中，输入参数是确定机械结构模块性能的物理参数，例如，强度、压力、位移、速度、力（力矩）以及变形等。输出参数是被测量的特征参数，如电压、电流、相位、频率等。系统对测量模块的要求，就是不失真地反映被测物理参数的时间变化曲线。这里包含了分辨率、精度、线性范围、动态响应等一系列技术指标。而无论是输入参数，或是输出参数，都必须要用到传感器来实现信息采集与传递。因此可以说，传感器在机电一体化系统中的地位作用是非常重要的，相当于人的感受器官，在运行中传感器要能够非常快速精准的采集到各种信息，并且还要能够保证在恶劣的环境条件下也可以精准快速的采集相关信息，这是一个高水平机电一体化系统的基本要求。因为如果传感器无法正常工作，就无法采集信息，系统的自动检测功能就会缺失，这样就会直接影响到系统的信息处理功能和控制决策功能，机电一体化的作用就无法充分发挥出来。

目前机电一体化中的传感器种类较多，按照其测量对象的不同可以分为内部信息传感器和外部信息传感器两种。其中内部信息传感器主要检测系统内部的位置、速度、力、力矩、温度以及异常变化。外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，他有与人体五种感官相对应的接触式和非接触式。如接触式的触觉传感器等。

2 传感器在机电一体化系统中的应用

传感器是左右机电一体化系统（或产品）发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中：工业机器人之所以能够准确操作，是因为他能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成、操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。通常微动开关、光电开关、电涡流等传感器安装在机器人的每个关节上进行零位和极限位置的检测，前者保证机器人的重复定位精度和轨迹精度，后者则起保护机器人和安全动作的作用。位移传感器一般也都安装在机器人的各关节上，用于检测机器人各关节的位移量，作为位置控制信息。速度、加速度传感器用来实现机器人各关节的速度闭环控制和加速度控制。触觉传感器装设在机器人腕、手爪等部位，通过触觉确认对象的位置从而修正手爪的位置以便能准确地抓住对象物。

CNC机床和MC加工中心是由计算机控制的多功能自动化机床，在实现其闭环控制的过程中，大量运用了位移（位置）、速度、限位及零位检测传感器，通过检测机床各轴的移动位置和速度进行位置数显、位置反馈和速度反馈，以提高运动精度和动态性能。

汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件，这不仅仅是体现在发动机上，为了更全而地改善汽车性能，增加人性化服务功能，降低油耗，减少排气污染，提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性，先进的检测和控制技术已经扩大到了汽车全身。在其所有重点控制系统中，必不可少地使用了曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、氧气传感器等各种传感器。

3 传感检测技术在机电一体化系统中的应用前景

与传感器相同，传感检测技术同样在机电一体化系统中发挥着重要作用，其主要作用在系统的自动控制和自动调节环境两个环节，该技术的应用水平高低直接影响着机电一体化系统运行水平的高低。因此，在机电一体化系统中，必须要合理的利用传感检测技术，只有充分发挥检测技术的作用，才能准确快速的检测出各个被控对象的所有参数信息情况，才能便于系统更好的得到控制。

可以说，传感检测技术是机电自动化发展中不可缺少的重要技术，是所有自动化方面的研究基础，其不但在工程技术研究方面发挥重要作用，在基础科学中也处于关键地位。因为在很多基础科学中的研究中，传感检测技术若得到提升，就会使传感器更加灵敏，从而能够捕捉到更多新的信息，为突破该领域技术提供了关键条件。也正是因为如此，有专家认为，传感器和传感检测技术就是支撑现代科学技术的重要依据和发展条件，所以我们应该进一步深入的研究传感检测技术，使传感器的功能得以完善，传感检测技术的应用更加灵活高效。

目前，传感检测技术已经成为机电一体化领域中不可缺少的重要因素，并在多个生产领域和生活领域中得到了广泛应用。在一些自动化水平较高的设备或装置中，都汇集了大量的传感检测技术。例如各种仪器设备、家电、办公自动化设备、工厂自动化中的计算机集成制造系统、CNC机床、加工中心、大型发电机组、轧钢生产线、汽车的机电一体化系统等等，甚至在一些国防领域的尖端武器装备中也都使用了传感器和传感检测技术。不仅如此，相信随着现代科技水平的不断提升，传感检测技术还将会进一步的得到完善，并在更多的行业领域中发挥作用，促进现代文明的快速发展。

结束语

总之，机电一体化已然成为未来机械行业的必然发展趋势，在机电一体化的发展进程中，加强对传感器和传感检测技术的研究是非常有必要的，这是因为传感器是决定机电一体化系统自动化水平的关键，只有传感器保持较高的灵敏度和较强的信息采集能力，才能使机电一体化系统等其他功能模块正常发挥作用，从而提高机电一体化系统的运行效率和质量。

参考文献

[1]张伟亮.机电技术中传感器技术的应用[J].电子技术与软件工程，2014（06）.

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关键词：机电一体化；电力系统；变压器；用电安全；智能化水平 文献标识码：A

中图分类号：TM76 文章编号：1009-2374（2016）19-0052-02 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2016.19.024

电力系统的稳定是保障人们用电安全的关键因素，随着社会经济的不断发展，电力系统机电一体化要求逐渐加大，电力系统智能化水平逐渐提高。因此，国家应该加强对电力企业的扶持力度，电力企业和发电站应该提升电气设备的机械化程度，加强对机电一体化人才的培养。电力设备的运用不仅可以大大提升电力系统的工作效率，还可以促使电力系统走向数字化、系统化、智能化、自动化，实现电力系统机电一体化。

1 机电一体化概述

随着科学技术的进步和信息技术在电力系统中的广泛运用，电力系统逐步走向数字化、智能化、系统化、机电一体化。技术和产品是机电一体化的两大核心内容。其中技术是指计算机技术、自动调控技术、机械技术以及其他新型技术的有机组合，这些技术的组合能够大大提高机电机械设备智能化水平。产品是指电器、电子零件品、机械设备等，比如办公用品类产品、家用电器类产品。机电一体化是现代信息技术的外在表现，是现阶段提高电力系统智能化水平的关键因素。随着机电一体化在电力系统中的广泛渗透，其作用和功能逐渐凸显，对于提高电力系统的智能化操作水平和保障电力系统的稳定性具有积极的影响。

2 机电一体化和电力系统分析

2.1 电气设备是机电一体化的产物

发电机、变压器是电力系统中的核心组成部分，是机电一体化的产物。其中发电机在电力系统中的功能是提高电气设备的工作效率。而发电机与变压器之间存在密切关系，将发电机输出电压进行调整的变压器，可以承担电能电压的负荷力，作为输电线路的重要部分。发电机、变压器、电动机、继电器和无功补偿装置等各种具有保护功能装置的设计、制造都离不开机电一体化。由此可见，电气设备是机电一体化的产物。

2.2 机电一体化在电力系统中占据主导地位

电力系统是一个系统化、科学化的系统，但是电力系统涉及的内容比较广，要想保障电力系统在实际运行与工作中的协调性，其难度系数较大。随着现代信息技术的不断发展，电力系统中的变电站、发电站、用户管理、输电配送网络管理等方面都在不同程度上用到了自动控制。例如生产中的自动检测、设置安全保护系统保护相关元件、运用计算机自动检测和管理用户用电情况、网络数据和信息的自动化储存和传输等。将现代信息技术引入电力系统的生产、运输与管理等各个环节，不仅可以提高电力系统的稳定性和安全性，还可以促使经济效率最大化的实现。

2.2.1 信息传输的自动化。发电厂、配电所、变电站和调度中心作为电力系统的四大核心要素，它们之间的信息传输是否准确和及时是影响整个电力系统安全与稳定的关键因素，因此做好电能在生产、传输过程中的调度、保护、控制、调节、测量工作是有效减少电力系统安全事故发生率的重要措施之一，也是提高用户用电管理水平的重要因素。将机电一体化与电力系统中的信息传输系统进行有机结合，不仅可以保证相关信息在第一时间传递给各个部门，确保信息的及时性和准确性，还可以实现各部门之间交流与沟通的智能化。这样一来，电力系统的运行效率和经济效率就会得到有效提升，电能运行质量也得到了保障。

2.2.2 反事故自动装置。作为一种事故报警装置，反事故自动装置可以在电力系统出现危急情况或者电气运行中出现故障问题时发出预警，使相关工作人员能够及时将事故问题进行解决和处理，从而有效避免运行中的安全隐患。反事故装置主要分为两种：一种主要作用于事故发生后；另一种可以防止事故发生。前者主要借助继电器的反应及时发现问题所在，从而帮助相关工作人员及时找到故障点，采取维修或者更换等方式清理故障，进而保障电力系统的稳定和安全运行。后者主要是借助运行系统安全保护装置维持电力系统的稳定性，一旦电力系统中出现故障，运行系统可以自动恢复到原来的稳定状态，防止电压出现震荡、崩溃等情况的发生。

2.2.3 供电系统自动化。供电系统在电力系统中的功能和作用是分配电力，电能从发电厂输出后，电力系统工作人员就应该实时监控每个区域供应的电能，实现供电系统的智能化。供电系统的自动化、智能化不仅可以为人们的生活和工作提供便利，还可以大大减少工作人员的工作压力，通过计算机管理系统实时监控电力系统的供电情况，代替以人工值班方式监控电力系统运行情况和供电系统供电情况，从而大大提高工作效率。

3 机电一体化在电力系统中的应用

3.1 机电一体化设备的应用

机电一体化设备是电力系统的中心框架，是电力系统的核心，在电力系统中起到稳定系统运行和提高运行效率的作用。比如变压器、互感器和其他自动装置等都是机电一体化设备的组成部分。其功能主要包括如下方面：一是为电力系统快速稳定运转提供源动力，保证电力系统稳定、安全、快速运行和工作；二是机电设备可以代替电力系统中变压器，可以自动调节电压输出功率，避免电路发生严重损耗和短路等现象。例如，在计算机系统中预先设置好变压器额定功率、额定电流、额定电压等指标系数，引入机电一体化自动控制方式，达到控制高压供电情况的目的；三是机电设备可以充当电力系统中的保护装置，不仅可以确保电力系统安全、稳定运行，还可以促使电力系统走向一体化、自动化、智能化。

3.2 技术的应用

将机电设备引入电气系统中，可以提高电力系统的运行水平。其技术的应用主要表现在以下两方面：

3.2.1 控制应用。为进一步促使电力系统经济效率最大化，并保障电力系统的稳定性，电力系统相关负责人就需要根据电力系统当前运行情况展开控制活动。电力系统在运行过程中，电压覆盖范围较广，每个区域的供电额度、输电情况等都需要工作人员全方位、多角度考虑与分析，并根据每个区域的实际需求量借助计算机管理系统进行协调分配和调度。由于电力系统涉及的内容较多，电力统计工作就比较复杂，其难度系数较大。基于这一点，加强电力统计工作的自动化和智能化分析就显得尤为重要。这就需要将机电一体化引入电力系统中，提高电力统计工作效率。比如，在电力系统中的主要环节中安置自动化检测与管理设备、电力智能化统计设备等，借助计算机管理系统实现电力系统管理、调度、分配工作的一体化和自动化，使总发电站、配电站、用户管理之间形成自动化可控网络，提高电力系统的运行效率。计算机管理系统可以实现电力系统的信息传输，还可以实现调度中心的自动化控制。调度中心在电力系统中的作用和功能主要是合理分配不同用电区域的用电额度、缩小服务距离，进而帮助相关工作人员在第一时间内了解和掌握每个区域的用电情况以及电力设备的使用情况，有利于调度中心工作人员根据系统显示情况统一开展调度工作。控制活动的开展不仅可以促使电力系统协调、稳定、安全运行，还可以大大提升输电线路运输效率，实现电力系统的自动化、智能化、一体化，促使电力系统经济效率最大化的实现。

3.2.2 保护应用。机电一体化可以大大减少电力系统中的安全故障，提高电力系统的安全指数。其表现主要如下：一是传统的控制方式主要是以人工监测方式为主，但是人工监测方式不能完全保障电力系统的安全性。以机电一体化代替人工监测，可以对电力系统实现远程监控，避免工作人员直接接触电力设备，从而降低安全事故的发生率；二是将电流保护装置、自动化调度保护装置、电线安全保护装置安装在电力系统中，可以保障电压的安全，减少电压出现短路、崩溃等现象。但是电路保护装置的安装工作需要建立在继电器稳定基础之上。继电器在电力系统中的作用是避免电路运输系统在电压出现短路时发生异常情况，进一步保障工作人员的安全。

4 结语

随着城市化脚步的加快，机电一体化渗透在生活和生产等各个方面。在电力系统中，无论是在电力系统运输管理方面，还是在信息传递方面，机电一体化的应用均较为广泛。换句话说，机电一体化在电力系统中的应用，不仅加强了电力系统的智能化和自动化，提高了电力系统的安全性和稳定性，还充分证明了两者相互促进的关系。在未来电力系统中，电力系统对机电一体化的依赖性将会增强。无论是在输电运输线路的管理方面，还是在用户用电管理方面，都会对机电一体化的需求大大增加，从而促使电力系统走向自动化。

参考文献

[1] 章利军.试论综合机械化和机电一体化在煤矿开采中

的应用[J].四川建材，2011，（4）.

[2] 孙虹丹.浅谈机电一体化技术在煤矿机械中的发展及

应用[J].才智，2011，（24）.

[3] 张寒松.浅析机电一体化技术的发展及其在钢铁行业

中的应用[J].机械制造，2012，（12）.

[4] 颜平.机电一体化产品在平顶山天安煤业生产中的应

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【关键词】机电一体化机械技术应用发展

1、前言

随着我国科学技术的不断发展，人们的生产及生活水平正在发生着巨大的改变，而这些改变正是得益于科学技术的不断应用，在众多的领域，科学技术正在不断的革新与改造，这就促使了很多学科相互交叉渗透，尤其是在机械工程领域，这一领域正在由以前的以机械电气化为主逐渐转变为机电一体化，这一转变很大程度上是由于微电子技术和计算机技术的快速发展而形成的，而这也促使了工程机械企业的技术结构、产品结构、生产方式、管理体系等发生了重大的改变。

2、对机电一体化的理解

时至今日，机电一体化已经发展成为一门有着自身特点及体系的新型学科，随着科学技术的不断革新与推进，一些新的血液还将会持续不断的注入进来。机电一体化技术的突破使得机械工业实现自动化控制成为了可能，机电一体化作为一门交叉性的新型学科，它不仅继承了电子学、机械学、信息学等其他学科的特点，同时还发展了自身的特点。从概念的外延来看，机电一体化包括了机电一体化技术和机电一体化产品两个方面。机电一体化技术是从系统工程的观点出发，将机械、电子和信息等有关技术有机结合起来，以实现系统或产品整体最优的综合性技术。为加快机电一体化的发展，我们必须解决和推进以下几个关键型技术的发展：

1）机械本体技术

机械本体技术应当从改善性能、减轻质量和提高精度等几个方面着手。机械系统的小型化及性能的优化都建立在机械本体的轻质化基础上，因此首先要减轻机械本体的质量，我们可以考虑选择用非金属复合材料代替传统的钢铁材料。以此来提高机械的快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。

2）信息处理技术

机电一体化与微电子技术的显著进步、信息处理设备的普及和广泛应用有着密切的关系。因此，为进一步的促使机电一体化的发展，必须提高信息处理设备的稳定性和可靠性。

3）传感技术

提高传感器的性能应当注重提高传感器的可靠性、灵敏度和精度，而提高可靠性与防干扰有着密切的关系，为避免干扰，目前光纤电缆传感器正在逐步的发展壮大。

4）软件技术

软件作为机械一体化系统中的重要组成部分，必须要和硬件协调一致的发展。为降低软件的研发成本没提高生产维修的效率，应当逐步推进软件的标准化，包括程序的标准化、程序模块化。软件程序的固化等。

3、机电一体化未来发展方向

1）自律分配化系统方向

当机电一体化发展到一定的程度，其执行和控制系统将获得足够的空间，具备很强的“柔性”，能够从容的面对突发事件，即被设计成“自律分配系统”，当这系统运行时，各子系统独立运行，互不影响，但其本身也具备足够的自律性，当外界环境发生变化时，他们也随之发生相应的变化以适应外界的变化。这一系统的特点是子系统可产生本身的信息并附加所给信息，在总体的指令条件下，每个子系统的“行动”都可以有所改变。这一特征，既避免了因为某一子系统的故障而使得整个系统瘫痪，在很大程度上增加了系统的柔性。

2）全息系统化方向

所谓的全息，即指全方位呈现，在将来的机电一体化发展中，其“全息”的特点将会越来越明显，机电一体化将从不同的角度使得“指令”得以准确执行，智能化发展是一大趋势，而这一发展趋势则主要得益于信息技术和模糊技术的高度发展。

3）光机电一体化方向

机械电子工程，是光机电一体化的别称，它是机械工程与自动化的一种，相对于传统的机电一体化技术，光机电一体化引进了光学技术，充分利用光学技术的特点，进一步改变优化机电一体化系统中的传感系统、信息处理系统、能源系统等各子系统。

4）模块化方向

在机电一体化的发展过程中，模块化始终是一项艰巨而又漫长的工程。机电一体化发展到今日，其产品种类和生产厂商繁多纷杂，研发和开发具备标准化电气接口、机械接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品是相困难的。然而，对于机电一体的模块化生产又是具备相当重要的意义的，这不仅能够降低机电一体化的生产、维修、维护的成本，还能有益于相关技术人员的培训。

5）仿生物系统化方向

信息处理是机电一体化的一大核心，随着机电一体化的发展，其承载的信息处理的负荷也将越来越大，而其往往在结构上处于“静态”时不稳定，处于“动态”时，较稳定。仿生物系统化的应用能够是这一问题得到根本上的解决。

4、机电一体化在机械工程中的应用

随着我国经济的不断发展，现代工程施工的规模及难度也在不断的加大，这在某种程度上要求工程机械具备良好的性能，其自动化的程度也将直接影响到工程施工的质量及经济效益。现代工程机械应当具备以下性能：施工质量、精度高；生产效率、经济效益好；性能稳定，工作可靠安全等，为满足这些性能要求，因此我们在工程机械领域引进了机电一体化技术，其应用范围主要包括以下几个方面。

4.1监督控制作用

电子监控系统，作为机电一体化系统中的重要组成部分，其对工程机械的发动机、传动系统、工作装置、制动系统和液压系统等运行状体进行监控，在机械工作当中一旦出现异常，电子控制系统能立即的触发报警系统并且准确的找出故障的所在位置，进而减少相关事故的发生，与此同时，也方便工作人员及时的检修和排除故障，极大地提高了工作效率，降低了不必要的经济损失。

4.2节能降耗，提高生产效率

相对于传统的柴油机能源利用率低，电控系统能够充分有效的发挥柴油机的输出功率，使柴油能够尽量完全燃烧、净化排气。为减少柴油机的能量损失，采用电子控制技术，根据负荷条件自动调节柴油机的油门，以此来增大能源的利用率。例如：日本小松公司挖掘机采用新型的节能控制器（OLLS系统），燃气可节省23%，同时机械的使用功率的利用率可达到98%之高，而这主要得益于其采用的卡特电子效率控制系统。

4.3提高作业精度

在工程机械设备上引进电子控制系统，不仅可以使称量自动化，而且还可以使称量变得更为精确，从而有效的避免了人工称量效率低、误差大的特点，进而使得成品的作业精度得到明显的提高。例如：在商品混凝土广泛普及的今天，许多的商品混凝土拌合站都在混凝土拌合设备上采用了微电控制的电子称量系统，并使计量过程实现了自动化，电子称量系统的引用，保证了混凝土的绝对配合比，极大的提高了混凝土的质量。此外，在沥青混凝土摊铺机上应用自动找平系统，使沥青摊铺质量得到了明显的提高，路面的平整度可达到0.127m/3m。

4.4作业过程的自动化或半自动化

工程机械实现自动化或半自动化，不仅可以减轻操作者的劳动强度，提高生产效率，还能有效的降低作业的安全系数。例如，日本三菱公司的挖掘机设有挖掘轨迹控制系统，操作人员在控制板上设定好铲斗的运动轨迹形状之后，微机控制系统能够根据各种角度传感器的信号，自动控制动臂、斗杆和铲刀的运动，实现各种形状和断面沟槽，斜面的准确开挖，从而使挖掘工作实现了自动化，同时也降低了人工开挖的危险性。

5、结语

综上所述，机电一体化在工程机械方面的应用越来越广泛，其使用价值也越来越高，机电一体化正逐步成为机械领域的发展方向，同时也为传统的机械行业带来了新的发展空间。在科学技术的各个分支高度发展以后，各分支之间的相互交融渗透是必不可少的，以机械技术、信息技术、电子技术为基础的机电一体化技术正是众多学科相互渗透融合的产物。我相信，在相当长的一段时间内，机电一体化技术将源源不断的应用于工程机械。

参考文献

[1]徐伟.机电一体化技术的概念、现状、发展及对策[A]；2009年促进中部崛起专家论坛暨第五届湖北科技论坛――装备制造产业发展论坛论文集（上）[C].2009年7）：2-5.

[2]陈军科.基于机电一体化背景下的工程机械应用[J].工会博览・理论研究，2009，08（4）：54-55.