机电一体化的系统组成

机电一体化的系统组成（10篇）

1.机电一体化的系统组成 篇一

机电一体化系统

多选题

CNC控制体统综合应用了（）技术。正确答案：ABCD CNC控制系统的基本组成包括（）。正确答案：ABCDE FR-A500变频器常用的外置选件可能有（）。正确答案：ABCDE PLC常用的编程元件有（）。正确答案：ABCDE PLC可以分为（）结构形式。正确答案：ABCDE PLC指令分为（）。正确答案：ABCD 步进电机可以为（）。正确答案：ABCDE 采用PWM技术的逆变器具具有（）特点。正确答案：ABCD 齿轮传动的优点有（）。正确答案：ABCDE 当PLC用于开关量逻辑程序控制时，其执行过程可分为（）。正确答案：ABCDE 电力电子器件有（）特点。正确答案：ABCDE 电气控制系统设计的步骤包括（）。正确答案：ABCDE 多选题

工业上所使用的机电一体化控制系统一般由（）组成。正确答案：ABCD 光电编码器的信号输出形式有（）。正确答案：ABCDE 光电编码器的信号输出形式有（）。正确答案：ABCDE 光栅内部由（）组成，正确答案：ABCDE 滚珠丝杠副的有点有（）。正确答案：ABCDE 恒量PLC性能的主要技术指标有（）。正确答案：ABCD 机电一体化包括（）。正确答案：ABCDE 机电一体化的优点有（）。正确答案：ABCD 基本单元加扩展型PLC是机电一体化产品常用的PLC，它由（）组成。正确答案：ABCDE 交流电机具有（）优点。正确答案：ABCDE 交流伺服驱动器常用的DO信号有（）。正确答案：ABCDE 交流伺服驱动系统硬件组成包括（）。正确答案：ABCDE 开环CNC属于经济性产品，一般无内置PLC，I/O信号直接连接到CNC的接口上，通常需要（）基本输入信号。正确答案：ABCDE

气动控制系统有一些基本的回路组成，包括（）。正确答案：ABCDE

数控机床种类繁多，包括（）。正确答案：ABCDE

无论就爱那个一个系统分解为多少子系统，都必须具备（）基本要素，才能称之为“机电一体化系统”，否则只能是一正确答案：ABCD

下列哪些属于FX系列PLC计数器（）。正确答案：ABCDE 现代工业自动化技术的4大支柱是（）。正确答案：ABCD 直线滑动导轨的截面形状常用的有（）。正确答案：ABCD

单选题：

∑Ⅱ操作单元分为（）个区域。正确答案：B

∑Ⅱ操作单元分为（）种显示模式。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.02，其对应报警名称为（）。正确答案：A

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.03，其对应报警名称为（）正确答案：B

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.04，其对应报警名称为（）正确答案：C

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.05，其对应报警名称为（）。正确答案：D

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.30，其对应报警名称为（）。正确答案：A

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.32，其对应报警名称为（）正确答案：B

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.33，其对应报警名称为（）正确答案：C

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.40，其对应报警名称为（）。正确答案：D

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b1，其对应报警名称为（）。正确答案：A

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.b2，其对应报警名称为（）正确答案：B

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.bF，其对应报警名称为（）正确答案：C

∑Ⅱ系列驱动器报警显示为A.C1，其对应报警名称为（）。正确答案：D

∑Ⅱ系列驱动器的DI输入信号ON电流可能为（）mA。正确答案：A

∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un000，代表（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un001，代表（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un002，代表（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00A，代表（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00B，代表（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00C，代表（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un00D，代表（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un012，代表（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un013，代表（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un014，代表（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器工作状态参考号为Un015，代表（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器集电极开路输出响应时间可能为（）ms。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-25/26，其作用是（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-27/28，其作用是（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-29/30，其作用是（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-31/32，其作用是（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-40，其作用是（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-41，其作用是（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-42，其作用是（）。正确答案：C ∑Ⅱ系列驱动器连接端端子号为CN1-43，其作用是（）。正确答案：D ∑Ⅱ系列伺服电机型号为SGMPH01AAA2S，由型号可知，该电机额定电压为（）。正确答案：B ∑Ⅱ系列伺服驱动器控制凡事设定参数参数号为Pn301，其对应参数名称为（）。正确答案：A ∑Ⅱ系列伺服驱动器型号为SGDM-01ADAR，由型号可知，该驱动器输入电压等级为（）V。正确答案：B CNC键盘简称为（）。正确答案：A CNC一次在不同的场合使用具有（）种不同的含义。正确答案：C CNC主轴控制包括（）方面内容。正确答案：B

FR-700系列S形加减速分为（）种方式。正确答案：D FR-A700系列变频的的参数Pr570=0时，负载类型为（）。正

确答案：A

FR-A700系列变频器的连接端端子号为FU，其意义代表（）。

正确答案：A

FR-A700系列变频器的连接端端子号为IPF，其意义代表（）。

正确答案：D

FR-A700系列变频器的连接端端子号为OL，其意义代表（）。

正确答案：C

FR-A700系列变频器的连接端端子号为RES，其意义代表（）。

正确答案：D

FR-A700系列变频器的连接端端子号为STF，其意义代表（）。

正确答案：A

FR-A700系列变频器的连接端端子号为STOP，其意义代表（）。

正确答案：C

FR-A700系列变频器的连接端端子号为STR，其意义代表（）。

正确答案：B

FR-A700系列变频器的连接端端子号为SU，其意义代表（）。

正确答案：B

FR-A700系列变频器若想反转禁止PU操作，则需要将Pr78参数

设定为（）。D

FS-0iC/0iD的特点有（）。正确答案：D

FX1S基本单元有（）种规格。正确答案：D FX3U基本单元有（）种规格。正确答案：C

FX系列PLC的输入OFF电流可能为（）mA。正确答案：A

FX系列PLC继电器输出电阻负载功率可能为（）W/点。正确答案：A FX系列PLC是日本三菱公司在F系列PLC基础上发展起来的小型PLC产品，主要由（）种基本型号，D PLC常用的编程语言有（）。正确答案：D PLC的功能有（）。正确答案：D PLC的输入电源通常有（）种。正确答案：B PLC的梯形图程序可用等效继电器控制线路进行描述。等效工作电路图分为（）部分组成。正确答案：C PWM控制逆变具有（）优点。正确答案：D STEPDRIVE C/C+步进驱动器由（）组成。正确答案：D 安川驱动器的参数功能与现实形式分为（）类。正确答案：B 按照功能区分，机械手可分为（）种。正确答案：D 按照控制信号的传递方式不同，液压伺服系统可分为（）种。正确答案：C 闭环CNC连接包括（）。正确答案：D 变频控制线性加速可分为（）种方式。正确答案：B 变频器操作模式一般分为（）种。正确答案：C 不仅驱动系统包括（）部分组成。正确答案：B 步进驱动器的输入来自位置控制装置的指令脉冲，输出连接到电机绕组，这样的驱动器应具有（）功能。正确答案：D 磁栅由（）组成。正确答案：D 磁栅由（）组成。正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为（）。正确答案：D 从用途上说，机电一体化传感器可归纳为（）。正确答案：D 当触发角a=0时，整流输出电压为最大值（）U。正确答案：C 德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是（）。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司中的LS100光栅产品中的S指的是（）。正确答案：B 等效工作电路图中的输入部分由（）部分组成。正确

答案：B

根据受力情况，滚珠导轨分为（）种。正确答案：B 根据输入信号的方式不同，伺服阀分为（）种。正确答案：B 功率MOSFET的优点有（）。正确答案：D

钩刀机械手换刀一次所需的基本动作分为（）步。正确答案：C

光栅常用的输出信号有（）。正确答案：D 光栅常用的输出信号有（）。正确答案：D

滚珠丝杠的精度等级分为（）各等级。正确答案：C 机电一体化产品是电子控制与机械装置的结合物，在产品设计时突出体现了（）个方面的思想。正确答案：B

机电一体化机械系统通常包括（）部分组成。正确答案：C

机电一体化控制装置包括（）。正确答案：D

机电一体化设备使用的驱动器可分为（）种。正确答

案：B

机械手一般由（）部分组成。正确答案：D

机械装置的运动要素包括（）。正确答案：D

机械装置的运动要素包括（）。正确答案：D

交流伺服驱动系统的优点有（）。正确答案：D

较常用的双螺母消除间隙的方法有（）种。正确答案：C 接近开关的输出线一般有（）种。正确答案：C 接近开关的输出线一般有（）种。正确答案：C 接近开关的特点有（）。正确答案：D 接近开关的特点有（）。正确答案：D

禁区保护包括（）。正确答案：D

控制系统的安全性包括（）方面。正确答案：B 利用液压缸传位实现定位的转塔刀架动作次序分为()部。正确答案：D 内置扩展选件与附件包括（）。正确答案：D 逆变电路可以采用（）基本形式。正确答案：D 气动马达分类包括（）。正确答案：D 驱动控制分为（）类。正确答案：B 若变频器操作错误代号为CP代表（）。正确答案：C 若变频器操作错误代号为Er.1代表（）。正确答案：A 若变频器操作错误代号为PS代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.CPU代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.EP代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.LF代表（）。正确答案：A 若变频器今报显示代号为E.THT代表（）。正确答案：A 弱变频器今报显示代号为E.OC1代表（）。正确答案：A 数控装置包括（）。正确答案：D 伺服驱动器的给定输入包括（）类。正确答案：B 系统设定包括（）个阶段。正确答案：B 下列哪个∑Ⅱ系列驱动器报警显示对应报警名称不是“绝对编码器初始化、通信错误”（）。正确答案：D 显像管显示器简称为（）。正确答案：B 液晶显示器简称为（）。正确答案：C 已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的辅助标记为（A）。

已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的输入电压等级为（A）。

已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品的系列号为（A）。

已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品控制电机功率为（B）。

已知一三菱FR-700系列变频器型号为FR-A520-S-40K-CH，此产品性能为（A）。

运动保护功能包括（）。正确答案：D

运动控制包括（）方面内容。正确答案：B

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板

上，（）按钮用于带锁旋钮。正确答案：D在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于换刀。正确答案：A

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于机床或CNC关闭按钮。正确答案：B 在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于机床或CNC启动按钮。正确答案：A 在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于进给保持。正确答案：D

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于冷却。正确答案：B

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于润滑。正确答案：C

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于循环启动。正确答案：C

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴点动。正确答案：D

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴反转。正确答案：B在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴停止。正确答案：C

在KND100T的CNC集成操作面板与KND机床操作面板上，（）按钮用于主轴正转。正确答案：A

在部分CNC上，为了能够在驱动器发生故障时，停止CNC运行，可能需要使用（）互锁输入信号。正确答案：D

在进行光栅信号处理时需要注意（）。正确答案：D 在进行光栅信号处理时需要注意（）。正确答案：D

直线滚动导轨副分（）个等级。正确答案：D

指令代码中AND代表（）。正确答案：B 指令代码中ANI代表（）。正确答案：C 指令代码中LD代表（）。正确答案：A 指令代码中OR代表（）。正确答案：D 指令一般由（）部分组成。正确答案：B 轴安全保护功能包括（）方面。正确答案：B 主轴位置控制包括（）。正确答案：D 自动换刀装置是数控机床加工中心的重要执行机构，它的形式多种多样，包括（）。D

判断

∑Ⅱ系列驱动器的内部参数不可以通操作单元显示、模拟量输出等方式进行监控。正确答案：B 50MHz以上的频段的电磁干扰一般可用“零相电抗器”消除。正确答案：B CNC的轮廓控制能力被称为CNC的轴控制功能。正确答案：B CNC可通过反向奸细补偿、螺距误差补偿等功能对机械传动装置的间隙、丝杠的螺纹误差进行自动补偿。正确答案：A CNC一词在广义上代表一种控制系统的实体。正确答案：B CNC一词在狭义上代表一种控制技术。正确答案：B CNC坐标轴控制能力被称为CNC的插补功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有Cs轴控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有定向准停功能。

FS-0iC/0iD不具有加工禁区功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有内置PMC功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有前瞻控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有倾斜轴控制功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有任意位置定位功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有软件限位功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有双电机驱动功能。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有同步控制功能。正确答案：B FX1N和FX2N系列PLC均可以进行AC100V输入/上相晶闸管输出。正确答案：B FX1S和FX3U系列PLC均具有高速计数、定位模块。正确答案：B FX系列PLC晶体管输出最小负载为2mA/DC5V。正确答案：B I/O扩展单元用来增加PLC的I/O点。正确答案：B I/O扩展模块是PLC的核心。正确答案：B KND100CNC具刚性攻丝功能。正确答案：B KND100CNC具有Cs轴控制功能。正确答案：B KND100CNC具有定向准停功能。正确答案：B KND100CNC具有加工禁区功能。正确答案：B KND100CNC具有内置PMC功能。正确答案：B KND100CNC具有前瞻控制功能。正确答案：B

KND100CNC具有倾斜轴控制功能。正确答案：B KND100CNC具有任意位置定位功能。正确答案：B KND100CNC具有双电驱动功能。正确答案：B KND100CNC具有同步进控制功能。正确答案：B

KND100M&KND100T的连接器XS54用于面板输入连接。正确答案：B

KND100M&KND100T的连接器XS56用于机床输入连接。正确答案：B

KOYO接近开关主要分为电感式和电容式。正确答案：A KOYO接近开关主要分为电感式和电容式。正确答案：A

PLC控制系统有时需要用一个按钮交替控制执行元件通断，这种控制方法称为二分频控制。正确答案：A

PWM调压驱动电源既可以实现高低压驱动功能还可以根据步进电机的运行频率自动改变供电电压。正确答案：A

北京KND公司生产的CNC可以直接与步进驱动器或通用型交流伺服驱动器连A

操作码可多可少，甚至没有。正确答案：B 操作数是唯

一、且必不可少的。正确答案：B

磁编码器与磁栅的区别主要在体积上。正确答案：B 磁编码器与磁栅的区别主要在体积上。正确答案：B

磁栅多用于位置显示，在数控机床或其他精密加工设备上作为闭环位置反馈装置的情况相对较少。正确答案：A

磁栅多用于位置显示，在数控机床或其他精密加工设备上作为闭环位置反馈装置的情况相对较少。正确答案：A

从原理上说，常用的接近开关有高频振荡型与静电电容型两类。

正确答案：A

从原理上说，常用的接近开关有高频振荡型与静电电容型两类。

正确答案：A

当刀库中的道具排列较密时，常用叉刀手。正确答案：A 当负载转矩超过电机输出转矩时将直接导致“失步”。正确答

案：A 得多SIKO公司生产的IH28M和IH58M磁栅编码器的最高转速均为6000r/min。正确答案：B 得多SIKO公司生产的IH28M和IH58M磁栅编码器的最高转速均为6000r/min。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ECN425/ERN430均属于绝对编码器。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ECN425/ERN430均属于绝对编码器。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ERM2484和ERM2485磁编码器都只有一种测量输出。B 德国HEIDENHAIN公司生产的ERM2484和ERM2485磁编码器都只有一种测量输出。答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ROD430/ROD1080结构均属于φ10实心轴。正确答案：B 德国HEIDENHAIN公司生产的ROD430/ROD1080结构均属于φ10实心轴。正确答案：B 德国SIKO公司生产的MN100与MB110磁栅磁性标尺类别均为绝对刻度。正确答案：B 德国SIKO公司生产的MN100与MB110磁栅磁性标尺类别均为绝对刻度。正确答案：B 电流控制型逆变在换流瞬间将产生瞬间冲击电压。正确答案：A 电压控制型逆变的电机电流波形为近似的正弦波。正确答案：A 电压控制型逆变器不能用于回馈制动。正确答案：A 电压控制型逆变只能进行回馈制动。正确答案：B FS-0iC/0iD不具有刚性攻丝功能。正确答案：B

功率二极管的工作原理与普通二极管相同。正确答案：A

固定I/O型PLC在机电一体化产品中用量最大。正确答案：B

光编码器是一种360°回转的位置测量元件。正确答案：A 光编码器是一种360°回转的位置测量元件。正确答案：A 光栅属于位置检测类。正确答案：A 光栅属于位置检测类。正确答案：A

滚珠丝杠螺母副的滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环称为内循环。正确答案：A

滚珠丝杠螺母副需要安装制动装置以满足其传动要求。正确答

案：A

混合式步进电机的结构与反应式步进电不同。正确答案：A 混合式步进电机在同样的定子电流下产生的转矩有大于反应式步进电机。正确答案：A

霍尔开关是基于霍尔效应的监测开关。正确答案：A 霍尔开关是基于霍尔效应的监测开关。正确答案：A

激光加工类数控机床称为加工中心。正确答案：B 继电器只能用用于驱动直流负载。正确答案：B

简单CNC系统内置的PLC和CNC分用两个cpu。B通信处理、输出刷新为PLC的公共处理部分，它与用户程序执行无直接关联。B

交流逆变需要使用专门的，用弱电控制强电的半导体器件，称为电力电子器件。正确答案：A

交流伺服电机不适合金属切削机床的主轴控制等“恒功

率负载”。正确答案：A

接近开关的动作具有之后特性。正确答案：A 接近开关的动作具有之后特性。正确答案：A

禁区保护用于紧急情况的停运与运行禁止。正确答案：B

晶体管输出即可以用于驱动交流负载，又可以用于驱动直流负载。B 绝大多数变频器都采用了“交-直-交”逆变。正确答案：A 控制系统包括了传统意义上的伺服驱动系统与电气传动系统两方面。正确答案：A

控制系统的现场调试是检查优化控制系统硬件软件，提高系统可靠性的重要步正确答案：A

控制系统运行的稳定性与可靠性是设计成败的关键。正确答案：A 利用转矩提升、断电V/f输出曲线来提升输出转矩时，频率为0时的输出电压一般不能超A 联动轴的数量是恒量CNC控制系统性能的重要技术指标之一。正确答案：A 能够控制的主轴数、Cs轴控制也归入轴控制的范畴。正确答案：A 逆变功率管不需要并联续流二极管。正确答案：A 气动方向阀与逻辑援建体积不同，所以功能也不同。正确答B 驱动器可以通过“增益”参数来改变输入输出特性的斜率。正确答案：A 实际光栅需要利用摩尔条纹进行检测。正确答案：A 实际光栅需要利用摩尔条纹进行检测。正确答案：A 实际控制系统大都采用了载波调制技术来生成SPWM波。正确答案：A 实际中通常拆用双电压驱动电源。正确答案：A 输出电路由输出触点与执行元件组成。正确答案：A 输出关闭信号MRS用于关闭变频器逆变功率管输出。正确答A 数据是PLC程序最基本的元素。正确答案：B 数据输入与显示装置是CNC控制系统中承担多维运动轨迹控制的核心部分。B 数控技术又称为计算机数控。正确答案：A 通过结构的改进与创新、新材料的应用等手短来提高精度与刚性、减轻重量、缩小体积是机电一体化产品技术的主要特点与研究A 通俗的来说，操作码告诉CPU要用什么去做。正确答案：B

通俗的来说，操作数告诉CPU要做什么。正确答案：B 通用驱动器在基本控制方式的基础上，往往还付加油“伺服锁定”、“指令脉冲禁止”等特殊控制方式。正A 网络与通信功能是PLC的基本功能。正确答案：B

为了保证功率管通断的有序进行，需要在交流伺服电机转子上安装用于位置检测的编码器或霍尔元件。A

为了对机械运动及加工过程进行数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件条件，这些硬件的整体称为CNC控制系统。正确答案：B

系统的设计应不惜一切简单实用、降低成本。正确答案：B

镶条应放在导轨受力面大的一侧。正确答案：B 信号处理是检测技术的关键。正确答案：B

液压管道安装是否准确牢固可靠和整洁，将对液压系统工作性能有着重要的影响。A

以加工中心和FMC为主要加工设备，配备物流系统、装卸机器人及其他设备，并由中央控制系统进行集中、统一控制和管理的制造系统称为刚性制造系统。正确答B 运动保护用于防止加工过程中的碰撞与干涉。正确答B在PLC程序中，需要产生恒0与恒1的程序段，以便随时使用。正确答案：A

在不影响系统刚性的前提下，系统的等效传动惯量应尽可能小。

正确答案：A

在交流电机控制系统中，关断不可控器件主要用于逆变主回路。

正确答案：B

在交流电机控制系统中，全控型器件主要用语整流主回路。正确

答案：B

在驱动器实际使用前，可先单独接通控制电源主电源，进行点动、回参考点运行试验。正确答案：A

在设备调试完成后么需要进行系统技术文件的整理与汇编工作。正确答案：A

在实际中，可以使用多个磁头串联的多间隙磁头，通过信号的叠加来增强输出信号。A

在实际中，可以使用多个磁头串联的多间隙磁头，通过信号的叠加来增强输出信号。A 在伺服系统中，通常才用负载角加速度最大原则选择总传动比。正确答案：A 整流电路的交流输入一般直接来自电网或为电网通过变压后的输出，所以其额定频率一定为50Hz。正确答案：B 整流电路的作用是将直流输入转换为交流输入。正确答案：B 只要CNC控制系统的脉冲当量足够小，拟合线就完全可以等效代替理论曲线。A 只要改变脉冲输出速度，即可改变坐标轴的运动速度。正确答案：A 只要改变坐标轴的脉冲分配方式，既可以改变拟合线的形状，从而达到改变运动轨迹的目的。正确A 执行装置是机电一体化系统的核心。正确答案：B 直流电机、感应电机、伺服电机、步进电机则是机电一体化系统常用的测量装置。答案：B 指令中的操作数又称指令代码。正确答案：B 主接触器不能用于驱动器正常工作时的电机启动停止控制，通段频率原则上不超过30MIN一次。正确答案：A 转子产生电磁力的前提是转子导条与旋转磁场之间存在切割磁力线的相对运动。A

2.机电一体化的系统组成 篇二

1 陕西某高速公路通信系统简介

1.1 通信系统的作用

为高速公路运营管理及监控、收费系统实施提供必要的语音业务及数据、图像传输通道。

1.2 高速公路通信系统的组成

光纤数字传输系统、紧急电话系统、数字、图像传输系统、光缆工程和电缆工程、通信电源系统。

1.3 光纤数字传输系统

光纤数字传输系统采用SDH (同步数字元系列) 干线传输系统和综合业务接入网相结合的方案。SDH用于与相邻路联网。在衡水设置ADM分路站, STM——4等级的A DM分插复用设备。在分中心设中继站, STM——4等级的中继器REG设备。综合业务接入网系统V5.2接口设备, 速率按STM——4等级SDH系统配置, 属SDH内置式综合业务接入网。

工程在总中心配置OLT (光线路终端) , 在通信站配置ONU (光网络单元) , 采用隔站相连方式构成自愈环, 提高系统可靠性。

1.4 监控系统的数据、图像传输

数据传输:沿线监控外场设备监控数据与分中心之间的数据传输是通过电缆、综合业务接入网音频话路完成。

监控外场设备数据传输采用模拟传输方式, 通信系统为监控系统在ONU和各站设备上提供了足够的VF音频话路接口。考虑到监控系统的数据上传至中心以及相邻的分中心之间的数据互传, OLT和ONU之间为监控数据的传播提供了2Mbit/s S数据通道, 并在OLT和ONU设备上为其提供了相应的数据接口。

图像传输:对于监控系统的外场图像传输, 通信系统为沿线每个摄像机的图像传输在主干线上提供了一芯光纤。图像信号和反向控制信号复用后, 通过光纤进行传输。

2 系统结构和模块功能

高速公路机电设备信息管理系统需要对各机电设备的各种信息进行采集、处理, 与控制指标比较后, 做出控制决策, 下达控制指令, 由执行机构准确实施, 以达到预期的控制目标。要深入了解控制的全过程, 需要对组成控制过程的各个环节进行分析, 并在此基础上找出其特点和规律, 采取相应的措施。

控制中心计算机系统包括主计算机、交通信息计算机、彩色图形显示计算机等。整个系统通过快速以太网将各个计算机联成网络, 各计算机与外场设备的连接方式为分布式控制系统, 并利用光环路载波系统进行数据信息的通信传输。这种局域网及其通信方式的优点是:通信灵活方便, 网络结构简单、传输速率高、可靠性强、实时性好, 可消除通信中的“瓶颈”现象。计算机系统的使用主要是使用其安装的应用软件控制、浏览数据以及图像等信息。

2.1 控制中心软件系统

控制中心软件系统为高速公路控制核心处理系统, 其功能包括:系统配置模块、信息查询与报表打印模块、信息发布等模块。具体构成各模块的功能为: (1) 系统配置模块程序包括:用户管理、系统管理、设备信息、数据管理。 (2) 信息查询与报表打印包括:系统结构与配置信息查询处理;设备基本信息查询处理。 (3) 设备运行状态查询处理;设备报警信息查询处理;各外场设备检测信息查询;用户信息查询;人工输入事件查询处理;操作员操作日志报表查询。 (4) 信息发布模块包括:可变情报板信息的采集和信息编辑发布。

2.2 系统运行应用

信息采集:需要采集的信息按性质可分为:数据、图像、语音三种类型。从信息反应的功能归属为环境干扰、设备状态、金额故障部位三大类。

(1) 信息采集方法由信息的特点决定。数据信息需要通过各种传感器将电量转换后再输出。 (2) 信息处理:要取得良好的信息系统管理效果, 必须对机电设备状态有一个比较全面的了解, 但是机电设备的某些状态无法直接测出, 只能凭借已测出的参数去估计、判断, 状况的出现与否、事件性质和严重程度都无法直接测出, 只能根据已测出的各种变量, 采取一定的数学分析方法去识别、判断。 (3) 控制策略:调整供求, 争取平衡是控制机电设备状态的基本思路。

3 高速公路机电系统信息技术

3.1 系统特点

(1) 基于.N E T的分布式开发技术架构。.NET平台是一个最易使用的具互动性的开发平台。 (2) 建立数据库和逻辑分析, 做到前台数据的展现和后台数据库及逻辑分析的分离, 在逻辑分析或后台数据库发生变化时无需修改前台现有数据。 (3) 各个分中心的备品备件出入库的种类和数量、各个收费站日常维护工作和维修情况、关于日常维护和维修时的经验交流都可以通过统一的平台从不同站点访问实现信息的共享。

3.2 系统架构

整个机电设备养护和维修管理系统分为四个层次和两大支撑体系, 即:网络传输层、核心数据层、软件支撑层、业务功能层和信息安全支撑体系、机电设备管理与数据规范体系。网络传输层构成了机电设备养和维修管理系统的基本通讯环境。系统的网络连接环境如下, 高速公路通信中心广域网络系统, 实现建立与各分中心, 分中心与各收费站的机电设备检测数据、统计维修基础数据上报的网路通道。

通过机电设备系统的信息技术, 节省了时间和不必要的工作量。在日常管理工作中可以发挥信息系统的整体价值, 实现高速公路管理信息化价值的提升, 总的来说本系统可以实现“五大提高”:一, 提高了预警能力。确保高速公路管处能实时、准确的掌握机电设备的各种信息, 提高交通安全和其它紧急、突发事件的预警能力。二, 提高应对能力。提高对各种机电设备维护的处理能力, 提高通信中心、分中心及收费站机电部门的工作效率, 特别是对涉及重要机电设备损坏等突发事件的紧急反应、应对能力, 提升养护水平。三, 提高管理能力。可以加大制度化建设力度, 优化营运环境, 通过“人”——“机”系统的有效和无缝对接, 实现系统人工智能辅助决策, 有效提高通信中心对分中心的指挥、调度、控制能力, 提高内部管理水平。四, 提高服务能力。为本单位人员、司乘、客户提供一站式服务, 在各项新技术的应用下提高通信中心业务处理的效率、效果, 提高对外服务能力, 最大限度提高司乘人员的满意度。五, 提高整体效益。提高了内部管理能力, 统一协调了机电设备资源, 降低各项开支。

参考文献

[1]刘浩.论管理信息系统在高速公路管理中的应用[J].科技经济市场, 2009 (6) .

3.机电一体化的系统组成 篇三

【关键词】机电一体化仿真容错;机电一体化;应用;领域

0.引言

机电一体化技术是在微型计算机为代表的微电子技术、信息技术迅速发展，向机械工业领域迅猛渗透，机械电子技术深度结合的现代工業的基础上，综合应用机械技术、微电子技术、信息技术、自动控制技术、传感测试技术、电力电子技术、接口技术及软件编程技术等群体技术，从系统理论出发，根据系统功能目标和优化组织结构目标，以智力、动力、结构、运动和感知组成要素为基础，对各组成要素及其间的信息处理，接口耦合，运动传递，物质运动，能量变换进行研究，使得整个系统有机结合与综合集成，并在系统程序和微电子电路的有序信息流控制下，形成物质的和能量的有规则运动，在高功能、高质量、高精度、高可靠性、低能耗等诸方面实现多种技术功能复合的最佳功能价值系统工程技术。

1.现代机电技术的集成化

现代机电产品正朝着集成化、自动化、智能化的方向发展,有的机电产品对人的依赖性越来越小,发生故障根本不可能由人去维修,有的机电产品形成大系统,一旦发生故障可能导致重大事故,并造成巨大经济损失。例如:美国发射的“勇气”号火星车和“机遇”号火星车,在太空飞行半年之久,一旦有了故障靠人去诊断和维修是根本不可能的;2008年8月巴西一枚VLS-3型卫星运载火箭,在接受最后检测时突然爆炸,导致现场21人被炸死,另有20多人身受重伤。

这些集成化、自动化、智能化的机电系统发生故障的随机性很强,往往难以预料,但工程实践表明除了少数突发故障以外,大多数故障是一个渐进的过程。如果早期发现,及时采取恰当的措施是完全可以防止的,机电产品容错设计与仿真技术研究以及容错技术的应用正是顺应了这种需求。

2.机电一体化技术现状

机电一体化占据主导地位是制造产业发展的必然趋势,而制造产业是整个科学技术和国家经济发展的基础工业,因而机电一体化在当前激烈的国际政治、军事、经济竞争中有举足轻重的作用,受到各工业国家的极大重视,并给予资金支持和必要的政策优惠。

日本将智能传感器,计算机芯片制造技术,具有视频、触觉和人一机对话能力的人工智能工业机器人,发展柔性制造系统等,列为高技术领域的重大研究课题。西欧提出五大关键技术领域24个重点攻关项目作为欧洲高技术发展战略目标,广泛合作研究计算机辅助设计、制造、生产、管理的柔性系统,实现工厂全面自动化等机电一体化。美国在制造业方面,加速产品推广,缩短产品生产周期,增加柔性和实现设计—生产—质量控制—一体化技术。

作为发展中国家,我国与发达国家相比工业技术水平存在一定差距,但有广阔的机电一体化应用空间。改革开放以来,特别是近年来,受国际金融危机影响,面临国际市场经济激烈竞争形势的挑战,国家和企业充分认识到机电一体化技术对我国经济发展的战略意义,机电一体化技术的研究、应用和产业化受到了前所未有的重视和发展。完成了《我国机电一体化发展途径与对策》研究,探讨我国机电一体化发展战略,提出了数控机床、工业自动化控制仪表等15个机电一体化优先发展领域和6项共性关键技术的研究方向和课题。我国已研制成功了一大批机电一体化科研成果,以数控技术为例,我国的数控技术经过“六五”、“七五”、“八五”和“九五”的20年的发展,基本上掌握了关键技术,建立了数控开发、生产基地,培养了一批数控人才,初步形成了自己的数控产业,到2010年我国机床的数控化率将达到16.5%～19.27%。这些成果的取得为我国在制造业机电一体化的研究和应用方面积累了宝贵的经验,必将推动我国机电一体化技术取得更大的进步和发展。

3.仿生硬件的容错技术新思路

基于仿生硬件的容错研究,对建立借鉴生物进化机制的硬件容错新理论、新模型和新方法,提高硬件系统的可靠性,具有至关重要的意义。

3.1胚胎型仿生硬件的容错体系结构和容错原理

仿生硬件可以分为进化型和胚胎型,其中胚胎型仿生硬件也称为胚胎电子系统,是模仿生物的多细胞容错机制实现的硬件。

胚胎型仿生硬件的容错体系结构,主要由胚胎细胞、开关阵和线轨组成。开关阵根据可编程连线的控制信号完成开关闭合,控制线轨内各线段的使用。胚胎细胞包含存储器、坐标发生器、I/O换向块、功能单元、直接连线、可编程连线、控制模块等。存储器用于保存配置数据位串,并根据细胞状态和坐标发生器计算出的结果,从配置位串中提取一段经译码后对胚胎电子细胞的换向块和功能单元进行配置。坐标发生器根据每个细胞最近两侧(左侧和下侧)邻居细胞的坐标为其分配坐标。

3.2胚胎型仿生硬件实现容错的策略

为了实现对故障细胞的容错,常用的容错策略有两种:行(列)取消和细胞取消策略,通过记录有错的单元位置,重新布线,用其他备用的单元来代替。但是对于连线资源故障,这些策略并未给出相应的对策。在深入研究胚胎仿生硬件容错体系结构的基础上,本文提出一种针对线轨故障的容错策略。

（1）行(列)取消策略。在行(列)取消中,若一个细胞出错,则它所在行(列)的所有细胞都将被取消,而该行(列)细胞的功能将被其上一行(右一列)的细胞所代替,即当一个细胞出错时,细胞所在行(列)上移(右移)到一个备用行(备用列)来代替它当前的工作。

（2）细胞取消策略。在细胞取消中,用备用细胞代替故障细胞分两个阶段。当某一行的出错细胞数超过备用细胞数时,整行被取消,行细胞上移,用备用行取代出错行的功能。

4.新时期机电一体化技术展望

机电一体化是多学科的交叉融合,综合了机械技术、微电子技术、自动控制技术、计算机技术、光学技术、电力电子技术、接口技术等技术,其发展进步依赖并促进了相关技术的发展,在多功能、高质量、高可靠性、低能耗上实现特定功能价值,新时期机电一体化技术呈现智能化、系统化、微型化等发展趋势。

伴随着智能技术的发展,机电一体化技术也呈现智能化发展的趋势。智能化即要求机电产品有一定的智能,使它具有类似人的逻辑思考、判断推理、自主决策等能力。例如在CNC数控机床上增加人机对话功能,设置智能I/O接口和智能工艺数据库,会给使用、操作和维护带来极大的方便。

【参考文献】

［１］高金吉.装备系统故障自愈原理研究.中国工程科学,2009(5).

［２］刘心松,朱鹰.容错并行处理系统结构研究.计算机应用,2008(1).

［３］姚睿,王友仁,于盛林.胚胎型仿生硬件及其关键技术研究.河南科技大学学报,2009(3).

4.机电一体化系统构成要素 篇四

机电一体化系统主要由动力、机构、执行器、计算机和传感器五个部分组成，相互构成一个功能完善的柔性自动化系统。其中计算软硬件和传感器是光机电一体化技术的重要组成要素。

（一）、动力源

动力源是机电一体化产品能量供应部分，其作用是按照系统控制要求向机械系统提供能量和动力使系统正常运行。提供能量的方式包括电能、气能和液压能，以电能为主。

（二）、机械技术

机械技术是机电一体化的基础，机械技术的着眼点在于如何与机电一体化技术相适应，利用其它高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上性能上的变更，满足减小重量、缩小体积、提高精度、提高刚度及改善性能的要求只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。只有机械本体减轻了重量，才有可能实现驱动系统的小型化，进而在控制方面改善快速响应特性，减少能量消耗，提高效率。在机电一体化系统制造过程中，经典的机械理论与工艺应借助于计算机辅助技术，同时采用人工智能与专家系统等，形成新一代的机械制造。

（三）、执行器

执行器的作用是根据电子控制单元的指令驱动机械部件的运动。执行器是运动部件，通常采用电力驱动、气压驱动和液压驱动等几种方式。

（四）、计算机与信息技术

其中信息交换、存取、运算、判断与决策、人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术均属于计算机信息处理技术。

（五）、传感检测技术

5.机电一体化系统设计试题_1答案 篇五

1、什么是机电一体化？

机电一体化技术综合应用了机械技术、微电子技术、信息处理技术、自动控制技术、检测技术、电力电子技术、接口技术及系统总体技术等群体技术，在高质量、高精度、高可靠性、低能耗意义上实现多种技术功能复合的最佳功能价值的系统工程技术。

2、什么是机电一体化的变参数设计？

在设计方案和结构原理不变的情况下，仅改变部分结构尺寸和性能参数，使之适用范围发生变化的设计方式。例如，同一种产品不同规格型号的相同设计。1-

3、机电一体化技术与传统机电技术的区别。

传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理的各种电器来实现，如继电器、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在设计过程中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。

4、试分析机电一体化技术的组成及相关关系。

机电一体化系统是多学科技术的综合应用，是技术密集型的系统工程。其技术组成包括：机械技术、检测技术、伺服传动技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术等应用。

5、一个典型的机电一体化系统，应包含哪些几个基本要素？

机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。我们将这些部分归纳为：结构组成要素、动力组成要素、运动组成要素、感知组成要素、智能组成要素；这些组成要素内部及其之间，形成通过接口耦合来实现运动传递、信息控制、能量转换等有机融合的一个完整系统。

6、试简述机电一体化系统的设计方法。

机电一体化系统的设计过程中，一直要坚持贯彻机电一体化技术的系统思维方法，要从系统整体的角度出发分析研究各个组成要素间的有机联系，从而确定系统各环节的设计方法，并用自动控制理论的相关手段，进行系统的静态特性和动态特性分析，实现机电一体化系统的优化设计。

7、机电一体化系统（产品）开发的类型。

机电一体化系统（产品）开发的类型依据该系统与相关产品比较的新颖程度和技术独创性，可分为开发性设计、适应性设计和变参数设计。

8、机电一体化的智能化趋势体现在哪些方面。

（1）诊断过程的智能化、（2）人一机接口的智能化、（3）自动编程的智能化、（4）加工过程的智能化

9、机电一体化的发展趋势体现在哪些方面。

高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展

10、机电一体化系统中的接口的作用。

接口主要完成电平转换、信号隔离、放大、滤波、速度匹配等

11、为什么说机电一体化技术是其它技术发展的基础？举例说明。

机电一体化技术是其他高新技术发展的基础，机电一体化的发展依赖于其他相关技术的发展，可以预料，随着信息技术、材料技术、生物技术等新兴学科的高速发展，在数控机床、机器人、微型机械、家用智能设备、医疗设备、现代制造系统等产品及领域，机电一体化技术将得到更加蓬勃的发展。

12、试分析机电一体化系统设计与传统的机电产品设计的区别。

机电一体化系统设计方法与用经验公式、图表和手册为设计依据的传统方法不同，它是以计算机为手段，其设计步骤通常如下：设计预测一→信号分析一→科学类比一→系统分析设计一→创造设计一→选择各种具体的现代设计方法（如相似设计法、模拟设计法、有限元法、可靠性设计法、动态分析法、优化设计法、模糊设计法等）一→机电一体化系统设计质量的综合评价

13、试简述机电一体化技术与并行工程的区别。

机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有机结合在一起，十分注意机械和其他部件之间的相互作用。而并行工程是将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装置。

14、机电一体化技术与自动控制技术的区别。

自动控制技术的侧重点是讨论控制原理、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。机电一体化技术是将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件。它应用自控原理和方法，对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。1-

15、试分析家用洗衣机脱水系统的工作原理，如何体现机电一体化技术的。

16、机电一体化技术与计算机应用技术的区别。

机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中一部分，它还可以作为办公、管理及图象处理等广泛应用。机电一体化技术研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。

17、试简述机电一体化系统的设计步骤。

计步骤通常如下：设计预测一→信号分析一→科学类比一→系统分析设计一→创造设计一→选择各种具体的现代设计方法（如相似设计法、模拟设计法、有限元法、可靠性设计法、动态分析法、优化设计法、模糊设计法等）一→机电一体化系统设计质量的综合评价。

18、试分析机电一体化技术在打印机中的应用。

打印机是典型的光机电一体化产品，材料、电子、光学、机械等领域的新技术都会很快地反映在打印机产品中，并推动打印机向自动化、人性化、多样化及更好地满足用户多种需求的方向发展。平推式走纸通道技术减少了由于纸张弯曲、卡纸造成的打印偏差，也使打印存折等复杂介质成为可能；平推式走纸还使纸张的进退纸速度加快，提高了柜台业务处理速度；而利用传感器 判断纸张边界的纸张定位技术使打印内容的定位更加准确，使用户只需将纸张放入打印机即可，不必再调整纸张进纸位置——这些技术促进了平推式票据打印机的发展。

引入LCD显示技术使打印机面板不再单调，液晶屏可以显示打印机状态、版本信息等内容，便于进行参数设置，使人机交流更加轻松，操作更加简单；Flash下载技术使打印机可以直接通过主机下载升级程序，改变了以往需要专业工程师拆机更换芯片的麻烦，升级更加方便、快捷，甚至用户都可以自己动手过一把“下载升级”的瘾；一些打印机厂商还根据用户的需要开发出了双用户模式，使打印机可以同时使用串口和并口进行打印，达到一机多用、一机多联的功能；部分高档的存折打印机还配备有磁条读写模块，使打印机不仅能够打印，还具有自动读取存折磁条信息的功能——存折进入打印机后，读写磁条信息、打印存折内容一气呵成，使柜台打印业务处理更高效，且保密性更好。

借助磁码打印技术（需特殊色带和打印装置）可使打印输出既具有可读性，又具有防伪、机读等特性，加强了系统的安全性、保密性、高效性。

安装了网卡的打印机可以实现多机共享、远程控制、远程管理、远程诊断功能；安装了无线网卡就可实现无线操作；再加上自动翻页装置就可实现自助补登功能。

安装了扫描头的打印机可以同时进行扫描工作，使打印机具有了输入设备的功能，而配备IC卡读写器的打印机还可以同时进行IC卡的读写工作，这就大大节省了柜台的宝贵空间。

19、如何保证机电一体化系统的高性能？

高性能化一般包含高速化、高精度、高效率和高可靠性。

1-20、列举各行业机电一体化产品的应用实例，并分析各产品中相关技术应用情况。

6.机电一体化系统抗干扰的策略研究 篇六

在具体的工程环境中, 对机电一体化系统进行干扰的因素有很多, 如周围的电网、空间等因素都会对其造成一定程度上的干扰。从干扰进入系统的渠道来分, 对系统造成干扰的干扰源主要有供电干扰、过程通道干扰和场干扰3种。以下就针对这3种主要的干扰源进行分析, 并提出具体的抗干扰措施。

1 供电干扰及其抗干扰策略

1.1 供电干扰

机械工程中使用的大功率设备, 特别是大感性负载设备在启停时, 会使得电网电压出现大幅度地涨落、浪涌等情况, 造成电网的严重污染。在电网中常常由于大功率开关的通断, 电动机的启停等原因造成出现几百伏、甚至几千伏的尖峰脉冲干扰。目前我国由于所采用的电网为高压 (220 V) 高内阻, 因此使得电网的污染较严重。根据有关数据显示, 电源的瞬时短路、欠压、过压、电网窜入的噪声引进CPU误动作及数据丢失占到各种干扰的90%以上。因此, 进行抗干扰设计时, 首要考虑的干扰源应该是电源干扰。

1.2 抗供电干扰的策略

1.2.1 配电系统的抗干扰性

要想有效地对供电干扰进行控制, 就要从配电系统上采取一些切实可行的措施, 设计选取科学合理的配电方案。

(1) 220 V交流—交流稳压器—低通滤波器—电源变压器—直流稳压器—系统供电输出是一种可以予以考虑的配电方案。该配电系统中利用交流稳压器来阻止电网供电中出现的过压或欠压问题, 以此来保证整个系统供电时的稳定性。再辅助使用一个一级低通滤波器, 来弥补稳压交流器不能抑制电网的瞬态干扰的缺陷, 二者共同来保证系统供电的稳定性。为了有效地抑制共模干扰, 可以在电源变压器的初、次线线圈间加静电屏蔽层, 以此断开通过电源变压器的初级与次级间寄生耦合电容传入系统的高频干扰信号。采用反激变原理设计的直流稳压电源, 能够很好的对尖脉冲进行抑制。因此, 以上的配电方案对于供电干扰有着较强的抵抗作用。

(2) 另一种有效的抗供电干扰的配电方式是分别用独立的变压、整流、滤波、稳压电路构成的直流电源给系统的各模块进行供电的分立式供电方案。分立式供电最大的优越性是它有效地减少了集中供电的危险性, 与此同时减少了公共阻抗以及公共电源的相互耦合, 不仅提高了供电的可靠性, 还有利于电源散热。

在进行以上2种配电供电时, 为达到最佳效果, 应该注意交流电的引入线要用粗导线, 直流电的输出线要用扭纹螺距较小的双绞线。

1.2.2 利用电源监视电路

电源监视电路是配电系统中经常采用的一种用来抵御微秒级的干扰脉冲及瞬电等恶性干扰的措施。电源监视电路需具有监视电源电压瞬时短路、瞬间降压和微秒级干扰及掉电的功能, 能够及时输出供CPU接受的复位信号及中断信号等功能。对配电系统中的干扰进行有效地抵御, 以保证其供电的稳定性。

2 过程通道干扰及其抗干扰策略

2.1 过程通道干扰

长线传输是造成过程通道干扰的主要原因。当系统中出现电气设备漏电、接地系统不完善, 或者传感器测量部件绝缘不好的情况时, 这时共模电压或差模电压就会串入通道中。如果各通道的传输线是同一根电缆或者是将其传输线捆扎在一起, 各路间将会产生相互间的干扰, 影响系统的正常工作。尤其当把0～15 V的信号线与交流220 V的电源线置于同一管道内时, 其产生的干扰就会更加严重。多路信号通常要通过多路开关和采样保持器进行数据采集后送入微机, 若这部分的电路性能不好, 幅值较大的干扰信号也会使邻近通道之间产生信号串扰, 这种串扰会使信号产生失真。

2.2 抗过程通道干扰的策略

2.2.1 光电隔离

光电隔离是指在长线传输时利用光电耦合器的电流传输特性把模块间2个光电耦合器件用连线“浮置”起来的方法。光电隔离措施可以消除电气功能模块间的电流流经公共地线时所产生的噪声电压互相窜扰的问题, 而且能够使长线驱动和阻抗匹配的问题得到合理的解决。

2.2.2 双绞线传输

双绞线具有同轴电缆所不具备的优点, 该优点是:虽然频带较窄, 但阻抗高, 并且能够降低共模干扰而成为长线传输方式中最常用的一种传输线。双绞线由于其特有的环路构成, 能够改变相关电磁感应的方向, 并使其互相抵消, 因此, 双绞线在长线传输中能够对电磁场的干扰起到良好的抵御作用。

2.2.3 阻抗匹配

如果长线传输过程中收发端的阻抗不匹配, 就会导致信号反射和信号失真等危害现象的产生, 其危害的严重程度与传输的频率及传输线长度密切相关。因此, 在进行长线传输时, 一定要保证收发两端的阻抗匹配, 确保信号的传输准确顺利地进行。

2.2.4 电流传输

根据相关研究以及实践经验证明, 在进行长线传输时, 采用电流进行传输与采用电压进行传输相比, 其具有更强的抗干扰能力, 因此, 为了确保更高的传输质量, 在长线传输时, 尽可能的选用电流传输。

2.2.5 合理布线

在设计阶段进行布线时, 应注意遵循以下原则:强电馈线必须单独走线, 强信号线与弱信号线应尽量避免平行走向。

3 场干扰及其抗干扰策略

3.1 场干扰

由于机械工程工作环境的特殊性, 机电一体化系统的周围总是避免不了存在着各种各样的场, 如磁场、电磁场、静电场以及太阳及天体辐射电磁波;广播、移动电话、通讯发射台的电磁波;周围中频设备 (如中频炉、晶闸管变送电源、微波炉等) 发出的电磁辐射等。这些无处不在的场, 都会对电源和传输线产生一定的影响, 进而使机电一体化系统中各个模块的电平发生变化或者使其产生脉冲干扰信号, 影响其正常工作, 使系统出现干扰故障。

3.2 抗场干扰的策略

有效地进行抵抗场干扰因素的方法是做好屏蔽和接地的工作, 在进行屏蔽和接地工作的过程中要注意以下4个问题:

(1) 将感应体接地时一定要注意不能形成回路, 这样才能简单而有效地消除静电干扰的问题。

(2) 通过将带屏蔽层的信号线进行单端接地处理, 可以有效地防止电磁场的干扰, 此过程中若选用绞线型的信号线效果更佳。

(3) 特别应注意不能把导线的屏蔽层当作信号线或共用线来使用。

(4) 在进行布线时, 为了有效避免互相串扰, 切不可在电源电路和检测、控制电路之间使用共用线, 也不能在模拟电路和数字脉冲电路之间使用共用线。

4 针对微机系统的软件抗干扰技术

以上介绍的各种措施都属于硬件上的抗干扰措施, 由于干扰存在的随机不确定性以及各种形式的干扰最终会反映在系统的微机模块中, 导致数据采集误差、控制状态失灵、存储数据窜改以及程序运行失常等后果的原因。为保证整个系统工作的可靠性, 在加强硬件抗干扰措施的基础上, 需采用各种软件抗干扰措施来加强微机系统的抗干扰能力。

实施软件抗干扰措施所需的前提条件是:

(1) 微机的硬件部分在干扰作用下不会受到损毁, 或易损坏的单元设置有监测状态可查询;

(2) 系统的程序及固化常数不会因干扰的侵入而变化;

(3) RAM区中的重要数据在干扰侵入后可重新建立, 并且系统重新运行时不会出现不允许的数据。

通过对相关数据进行采样的方式, 其中常用数字滤波、宽度判断抗尖峰脉冲干扰、重复检查法、偏差判断法等方法来检查判断是否存在干扰信号。而对程序运行失常的软件抗干扰措施一般有2种:

(1) 设置WATCHDOG功能, 由硬件进行配合共同工作来对软件的运行情况进行监视, 一旦遇到故障, 应及时做出相应的处理, 确保软件的运行处于正常的工作状态。

(2) 设置软件陷阱, 当程序指针失控而使程序进入非程序空间时, 在该空间中设置拦截指令, 使程序进入预先设置的陷阱中, 然后强迫其转入初始状态, 避免程序失控造成整个系统的紊乱, 而带来更严重的系统故障。

5 结语

在机械工程向“机电一体化”的方向发展时, 对电器一体化系统中存在的各种干扰源进行深入的研究探讨, 抓住其干扰的本质原因, 并提出具有针对性的合理可行的抗干扰措施, 对于有效地控制机电一体化系统工作的稳定性, 推进机械工程的机电一体化进程有着极其重要的现实意义。

摘要：主要对机电一体化系统在实际的工程应用中, 系统所受到的干扰问题进行了分析, 并且提出了一些有针对性的可行的方法策略。

关键词：机电一体化系统,抗干扰,方法策略

参考文献

[1]张建民.机电一体化原理及应用[M].北京:国防工业出版社, 1992

[2]天津电气传动设计研究所.电气传动自动化技术手册[M].北京:机械工业出版社, 1993

[3]魏俊明.机电一体化系统设计[M].北京:中国纺织出版社, 1998

7.机电一体化的系统组成 篇七

关键词：机电一体化 智能控制 应用研究

中图分类号：TP27 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）02（b）-0064-02

所谓的机电一体化系统中智能控制指的是机械设备在没有人控制的情况下实现自主驱动，为实现这一目的而开发的技术被称为智能化自动控制技术，对计算机对人类智能进行模拟领域而言，占据重要的作用，对比传统控制技术，这种技术最突出的体现为智能化，能够在设定控制目的后自动地完成，让社会发展提供的空间更为广泛，很多传统控制无法实现的目标在此技术的作用下得以实现。

1 智能控制系统类别形式

1.1 分级控制系统

我们称分级控制为分级递阶智能控制，要想运行控制必须依托控制自适应、控制自组织等，保障上述实现之后才能实现。该系统主要涉及的方面有三：组织级、协调级、执行级，每个级都有自己的作用和角色。

1.2 学习控制系统

针对我们的大脑来讲，智慧能力的外显为学习。学习控制系统主要是调整、认识和辨别内部的控制结构，依托循环的输入信号和很好的处理保障效果的良好性。不仅如此，其还能和一些非预知信息相结合，保障实现自动控制。

1.3 专家控制系统

这种系统的形成和我们人类的经验，技能等的融合然后借助计算机予以实现。其操作根据既定的程序和指令。专家系统内部的知识比较复杂，涵盖的知识繁多，这为实际问题的解决提供必要的智力支持，提升问题解决科学性和质量。

1.4 神经网络系统

当前，人工神经网络控制系统使用的最多。这种结构形式构成模式主要是人工神经元。神经细胞等。控制智能化以及模仿真人是这种网络系统的主要功能之一，在现代技术研究领域，这种系统成为新的研究内容，备受人们的关注。

2 智能与非智能控制对比

2.1 模型对比

在控制的时候，早期不是智能的控制技术，主要控制的对象已经模型化，这导致控制方式仅仅能识别固定的模型，运用的范围极为狭窄。但是智能控制系统并非如此，其不仅仅能够使用固定的模型，还能对未知模型的参数、结构等进行控制，对比传统的控制方式，其运用范围较大。

2.2 交换对比

要保障系统的正常运行，必须保障交换处理数据信号，要是缺乏数据信号的指示，机电一体化系统就无法操作。在输入和输出数据交换的过程中，非智能控制系统存在的故障有多种。但是智能控制可以使用送音器设备，由于其具有较高的精度，并和计算机技术相结合，提升传输定位准确性。

2.3 线性对比

在研究非智能控制理论知识的时候，研究线性问题已经取得极好的成果，但是非线性问题上缺乏理想可靠的运行效果。但把智能控制加入其中，能够把一些具有较高线性、非线性的问题很好地处理，能够把传统控制功能兼容进现在的功能之中，提升控制质量和效果。

2.4 控制对比

控制方面是智能控制和非智能控制最显著的区别，非智能控制具有较慢的运行速度、操作难度极大，会对系统的控制效果造成一定的影响；但是智能控制系统中存在很多控制功能，使用多种综合性的模式对控制效率进行改善。

3 智能控制在机电一体化系统运用中存在的问题

（1）智能控制系统还有待进一步完善功能和性能，在电子技术以及机械制造等行业中的发展需求还难以满足。使用智能控制系统虽然能够把传统机电一体化系统中的运行情况有所改善，提升运行效率，但是也存在一定的发展差距，在新的历史背景下难以满足实际的发展需求，外界环境会对其造成一定影响。

（2）机电一体化系统的运行效率能够被智能控制显著提升，但是系列突发情况依然存在。把智能控制系统应用于机电一体化之后，相关设备发出的指令就是其自动编码工作的基础，尽可能减少人为操作存在的故障，以免造成相关损失，提升工作的精确度，保障智能控制系统运转效率的提高，但是始终存在一些不可抗力，智能控制系统在当前情况下始终无法超越，所以我们要重视此方面的研究和探讨。

（3）有待提升机电一体化系统和智能控制的磨合度。在生产和经济的发展过程中，机电一体化具有不可替代的作用，一旦无法很好地实施智能控制工作，那么会对人们生活以及生产活动的开展造成一定的影响。因此我们要把智能控制工作很好地完善和改进。

4 机电一体化系统中智能控制的应用

4.1 机械制造中智能控制的应用

在对机电一体化系统进行制造的过程中，使用的方式为辅助计算机技术、智能组织技术等多种技术，这种制造机械技术较为新颖。当前此技术的发展方向为智能制造系统，要想借助计算机来对专家的智能思想进行思考，智能制造系统需要深入研究人脑的部分劳动，因此这必然涉及到智能控制技术。通过对神经网络学习功能的运用，对此项功能的运用使用于信息处理，在线操作使用模式识别繁体，这可以有效地处理信息残缺不全的情况。

4.2 机器人领域智能控制的应用

就动力学领域而言，机器人出现非线性情况，在传感信息中表现出大量信息和多个变量，这恰恰是使用智能控制的必备条件。把智能技术使用于机器人领域，事实上在该领域也广泛地应用，如机器人运行过程中如果前方有故障其可以自动避开，而不需要人为控制，其不仅能够在一定的路径下行走，还可以自行决定最优路线，一些机械手可以做出规定的动作，这些都是智能控制技术使用的结果，也就意味着智能控制技术把机器人领域进一步扩展。

4.3 交流伺服系统中智能控制的应用

伺服驱动装置是机电一体化典型产品，在其中扮演着重要的角色，其对质量控制、动态性的系统依赖性较大。作为具有较强复杂性的系统，其可以随时变动参数、不断扰动负载，同时，交流电动机自身以及控制的对象的非线性因素等各种影响因素，很难建立精准的数学模型。所以在交流伺服系统中引入智能控制，然后和现代交流伺服系统相结合，实现性能指标的提升。

4.4 数控领域智能控制的应用

就数控领域而言，不仅需要保障智能控制具有较高的性能，还需要对处理功能进行延伸和模拟。如加工运动推理、决策加工环境的感知能力等等。把经典控制论使用于控制之中，要是遇到的信息不清楚，或者建模环节无法进行，那么把智能控制思想引入其中，对比经典控制理论，大大扩展了智能控制的范围并提升控制效果，实现优化控制加工的过程。

针对一些领域中，其结果存在一定的不明确或者无法使用知识进行计算和推理，借助专家系统能够很好地解决。在该系统中集中了很多数控机床领域的专家，他们的思想和认知在一定的推理下，很多的分析故障信息最终根据故障的实际情况客观地给出解决措施。

参考文献

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[2]汪木兰，陆红伟，严爱珍.人工智能技术在数控系统中的应用研究[J].组合机床与自动化加工技术，2001（9）：16-17.

[3]翟亚芳，张天鹏，赵建周，等.基于STM32的家庭智能安防控制系统设计[J].黑龙江大学自然科学学报，2016（1）：118-123.

8.机电一体化的系统组成 篇八

A．增大系统刚度B．增大系统转动惯量

C．增大系统的驱动力矩D．减小系统的摩擦阻力

3．导程L0=8mm的丝杠驱动总质量为60kg的工作台与工件，则其折算到丝杠上的等效转动惯量为（B）kg·mm2。

A．48.5B．97

C．4.85D．9.7

4．传动系统的固有频率对传动精度有影响，（B）固有频率可减小系统地传动误差，（A）系统刚度可提高固有频率。A

A．提高，提高B．提高，减小

C．减小，提高D．减小，减小

5．下列哪种方法是采用单螺母预紧原理来消除滚珠丝杠副的间隙？（D）

A．螺纹调隙式B．双螺母垫片调隙式

C．齿差调隙式D．偏置导程法

6.齿轮传动的总等效惯量随传动级数(?A)。B

A.增加而减小B.增加而增加

C.减小而减小D.变化而不变

7．多级齿轮传动中，各级传动比“前小后大”的分配原则不适用于按（D）设计的传动链。

A．最小等效转动惯量原则（小功率传动装置）

B．最小等效转动惯量原则（大功率传动装置）

C．输出轴的转角误差最小原则

D．重量最轻原则

8．某机电一体化系统需要消除齿轮传动的齿侧间隙，采取下列哪种方法使得调整过程中能自动补偿齿侧间隙？（D）

A．偏心套调整法B．轴向垫片调整法

C．薄片错齿调整法D．轴向压簧错齿调整法

三、简答题

9.机电一体化的系统组成 篇九

考试科目:《机电一体化系统设计》第三章至第四章（总分100分）

学习中心（教学点）批次： 层次： 专业： 学号： 身份证号： 姓名： 得分：

一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分。）

1、直线光栅传感器属于（）数字信号传感器。

A、增量码

B、绝对码

C、BCD码 D、格雷码

2、在控制感性负载器件的直流功率接口中，为了保护功率管需要接入保护（）。A、电感

B、电阻

C、二极管 D、电容

3、为了消除A/D转换期间由于信号变化产生误差，需要采用（）电路。A、放大

B、采样保持

C、模拟开关 D、分压

4、晶体管作为无触点开关，其导通电阻和开路电阻，依次应该（）。A、前大后小

B、前大后大

C、前小后小 D、前小后大

5、设计键盘程序时要考虑（）。

A、消抖功能和延时功能 B、单次响应和延时功能 C、单次响应功能和消抖功能

D、延时功能和批处理功能

6、过零比较器常用于对信号的（）。

A、电平转换

B、整形

C、放大 D、阻抗匹配

7、有源滤波器比起无源滤波器，带负载能力依次（）。

A、前强后弱

B、前弱后强

C、前弱后弱 D、前强后强

8、按信息传递方向分有两种接口，它们是（）。

A、机械接口和物理接口 B、人机接口和机电接口 C、无源接口和有源接口

D、输入接口和输出接口

9、A/D转换器的转换速度依据对信号的（）频率确定。A、传送

B、变换

C、采样 D、放大

10、在计测系统中如果需要滤除信号中的高频干扰应该使用（）。A、低通滤波器

B、比较电路

C、微分电路 D、高通滤波器

二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。多选、少选、错选均不得分。)

1、在机电接口的功率接口中常用的驱动元件有（）。A、功率晶体管 B、晶闸管 C、功率场效应管 D、固态继电器

2、以下哪些是数字滤波算法（）。

A、算术平均滤波 B、RC高通滤波 C、RC低通滤波 D、滑动平均滤波

3、传感器的非线性补偿采用的软件方式包括（）。

A、定时法 B、计数法 C、计算法 D、查表法

4、光电编码盘在系统中一般用于测量（）。

A、电机转角

B、电机电流

C、电机温升 D、电机转速

5、滤波器的主要参数有（）。

A、截至频率 B、线性度 C、品质因素 D、带宽

三、判断题（本题共5小题，每小题1分，共5分。你认为对的打“√”，错的“×”，不需要改错。）

1、软件消抖法是指在键盘识别过程中采用触发器。（）

2、SSR是固态继电器的英文缩写。（）

3、采用增益补偿措施可以减少增益变动带来的误差。（）

4、相敏检波电路是信号调制电路。（）

5、计算机对外部状态采集方式可有两种，一种是查询方式，另一种是中断方式。（）

四、填空题（本题共10小题，每空1分，共10分）

1、增益误差补偿又称为

，采用软件方法对系统增益漂移进行补偿，其原理和数字调零方法类似。

2、D/A转换器中的数据锁存器可用来实现多路数字信号

转换。

3、拨码盘的A端接高电平时，数据输出为与拨码盘位置相对应的 码。

4、多位 LED数码管的显示控制方式有静态显示和。

5、在信号采集系统中采用

能使得单个A/D转换器进行多路信号转换。

6、中值滤波是

的一种。

7、对矩阵式键盘的逐行逐列查询方式称作

法。

8、表达滤波器对通频带以外的频率成分的衰减能力的参数是。

9、某光栅传感器输出两路相位相差90度的A、B两路脉冲，利用该两脉冲的边沿可得到栅距 的 细分信号。

10、机电一体化对检测系统在性能方面的基本要求是

、灵敏度和分辨率高；线性、稳定性和重复性好；抗干扰能力强；静、动态特性好。

五、简答题(本题共6小题，每小题5分，共30分)

1、在什么情况下要对增量式脉冲传感器的信号进行细分？

2、请画出模拟量检测系统的构成。

3、一般采用什么方法使得按键单次响应？

4、在键盘输入接口和数码显示接口中为了节省CPU时间应采用哪种管理方法？为什么？

5、列举几种传感器基本转换电路。

6、五大结构要素之间有几种接口？是什么接口？

六、简单应用题（本题共2题，共15分）

1、一计测系统对一压力值进行检测，压力值的范围为0---200MPa，当输入0MPa时，获得的采样转换值为（以十进制表示）0.5，当输入200 MPa时，获得的采样转换值为（以十进制表示）9.5。1）计算系统的灵敏度（每单位压力的采样转换值）。2）当采样转换值为5时，计算压力值。（8分）

2、设计4X4矩阵式键盘的接口。说明键值如何产生。（7分）

七、综合应用题（本题共2题，每题10分，共20分）

1、某系统需要测量输出轴的转速，在输出轴上已经装有均布120个凸齿金属齿盘。

1）选择传感器，并说明测量原理；2）给出算法实现测量每分钟转数；3）画出计算机测量的接口路径图。

2、在一交流伺服电机调速系统中，采用计算机通过变频器对电机进行调速，变频器的输入控制信号为0—5V的模拟信号，对应的输出频率为0—50Hz，电机转速为每分钟0—1500转。1）进行控制输出接口设计；2）如输出转速要求1200转，微机输出的数字量应为多少？（采用MCS51 系列单片机作微控制器，DAC0832 作D/A转换器）

附：参考答案：

一、单项选择题（本题共10小题，每小题1分，共10分）

1、A

2、C

3、B

4、D

5、C

6、B

7、A

8、D

9、C

10、A

二、多项选择题(本题共5小题，每小题2分，共10分。)

1、ABCD

2、AD

3、CD

4、AD

5、ACD

三、判断题（本题共5小题，每小题1分，共5分。）

1、×

2、√

3、√

4、×

5、√

四、填空题（本题共10小题，每空1分，共10分）

1、校准

2、同时

3、BCD

4、动态显示

5、多路模拟开关

6、数字滤波

7、动态扫描

8、倍频程选择性

9、四

10、精度

五、简答题(本题共6小题，每小题5分，共30分)

1、在检测直线位移和转角时采用增量式传感器如直线光栅和光电编码盘，传感器的分辨率是以脉冲当量表示即一个输出脉冲所代表的位移量或转角，为了达到要求的测量精度，脉冲当量应该足够小，即当传感器的脉冲当量和所允许的测量误差相比不足够小时就需要对传感器信号进行细分。

2、模拟量检测系统的构成：

*传感器信号调理信号预处理A/D计算机

3、使得按键单次响应，一般采用等待按键释放后再对键进行处理的方法。

4、在键盘输入接口和数码显示接口中为了节省CPU时间应该采用中断管理方法。采用中断方式定时读取键盘和输出显示，其余时间CPU可处理其它功能。

5、传感器基本转换电路有分压电路、差动电路、非差动桥式电路和调制电路等。

6、五大结构要素之间有三种接口。它们是机械接口、信息接口和物理接口。

六、简单应用题（本题共2题，共15分）

9.50.50.045/MPa(4分)

1、解：（1）灵敏度=200（2）压力值=（5-0.5）/0.045=100MPa（4分）

2、解：原理图（4分）

键值产生办法：1）列首号加行号；2）顺序计数法，计数值即为键值。（3分）

以上方法只须回答一种

七、综合应用题（本题共2题，每题10分，共20分）

1、解：（1）由于金属齿盘，可选择磁阻式传感器，磁阻是传感器是在一永磁铁上绕制一线圈，当齿盘转动切割磁力线造成回路磁阻变化使线圈产生感应电势，当磁盘转动一周输出120个脉冲。

+U_（3分）

注：采用光电传感器也可，关键是输出120个脉冲

（2）设f脉冲频率,n=每分钟转速

n60f0.5f 120f——齿盘为单齿时每秒钟脉冲个数 120测量方法：对传感器信号计数0.5秒，计数值即为n(4分)

（3）接口路径（3分）

计算机计数器传感器放大整形电平转换

2、解：

（1）根据变频器的要求，需要0—5V模拟电压。因此需要采用D/A转换器将计算机的输出数据转换为0-5V模拟量。（5分）

8计算机地址D/A转换器电压变换变频器控制线

10.机电一体化的系统组成 篇十

关键词：变频技术 锅炉 机电 一体化

0 引言

在社会主义市场经济快速发展的大环境下，电力企业改革正稳步推进，传统的锅炉已经很难满足现代社会的高要求和高标准。我国生产过程中使用的锅炉大多年数已久，技术也相对落后，锅炉的运行标准和实际状况之间存在较大的差距，为了解决上述问题，企业针对锅炉使用的实际状况进行全面地改造。经过改造的锅炉综合多项先进技术，使变频技术在锅炉和机电一体化节能系统中进行了有效地应用。该应用技术中变频技术发挥了至关重要的作用，在提高锅炉热效率的同时，还有效地节约了大量资源，在环保工作上有巨大的贡献。

1 锅炉变频系统概述

传统锅炉以变频控制器三相同步电机控制方式为主，这种单一、落后的控制方式已经很难满足现代社会的实际需求。为了提高锅炉的传热性能，减少资源浪费，研究人员针对锅炉的实际状况研究出来一种新型的控制方式——采用电脑编程的控制器。采用电脑编程的控制器可以对锅炉进行全方位控制，在实际运行过程中，自动编制程序可以准确记录锅炉中水位、水压以及热量等信号。另外，锅炉变频系统还能准确地控制锅炉内部各项参数状况，如进水量、燃烧以及输出热量等，如果工作范围比较安全，锅炉在运行过程中水位会逐渐降低、压力逐渐增加，还会出现火焰不正常等问题，如果出现以上问题，控制器会在第一时间内自动通知工作，并发出报警信号。假如控制器本身出现故障，计算机系统在发出报警信号后还会做出相应的保护，进而确保锅炉的正常运行。

2 锅炉系统存在的问题

锅炉系统由电仪器表控制系统、给水机、鼓风机和引风机共同组成，图1是锅炉系统的组成图。从图1中可以看出，鼓风机、引风机和驱动机的功率均为75kW，启动动力均来源于自耦变压器。通过调节操作器风门的大小获得鼓风机和引风机的风量。

假如锅炉正处于最大用气量阶段，锅炉处于满负荷状态才能正常运行，利用鼓风机和引风机有限风量的同时，锅炉炉排和减速机应该保持较快的运行状态，锅炉废水泵才能在有效的负荷状态下正常运行。在实际使用过程中如果想要最大程度地提高锅炉的运行效率，降低蒸汽的使用量，必须同时满足各设备的运行需求。假如锅炉正处于用气量比较均衡的状态，锅炉很难达到满负荷状态，鼓风机和引风机的有限风量不能得到全部利用，锅炉炉排和减速机运转速度比较慢，锅炉给水泵很难达到实际运行状态，此时，锅炉的运行效率会不断降低，蒸汽使用量也会不断增加。如果锅炉处于最小用气量阶段，锅炉实际运行负荷比较低，鼓风机和引风机的有效风量很难得到最大程度利用，锅炉炉排和减速机处于缓慢运行状态，造成大量蒸汽浪费。

3 变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用

锅炉机电一体化节能系统由测量检测仪表、可编程控制器以及变频变压调速器三部分共同组成，其中各组成部分在节能系统中发挥着至关重要的作用，缺少其中任何部门将很难发挥该系统的节能效益。笔者结合多年工作经验，对变频技术在锅炉机电一体化节能系统中的应用做了以下总结。

3.1 测量检测仪表

测量检测仪表在锅炉机电一体化节能系统中主要发挥着将各组成部分的运行参数调节成规范的标准信号作用，调节操作成功后即可以将各参数传送到可编程控制器中。锅炉机电一体化节能系统测量检测仪表测量和调节的参数主要有火焰的实际温度、蒸汽所承受的压力、进水的实际流量、鼓风机的风量以及烟气中的含氧量等。

3.2 可编程控制器及其系统程序的组成

可编程控制器及其系统程序的组成比较简单，主要组成元件有CPU微处理器、RAM和ROM、输入/输出线路、显示及辅助电路、总线以及通信辅助电路。可编程控制器在便于通讯的同时，还有利于联网工作的顺利开展，在实际运行过程中可以同时利用两台或者两台以上的PLC与计算机进行连接，从而实现全范围内共同控制的网络系统。PLC和微机控制系统共同作用于锅炉机电一体化节能系统时具有较强的扩展性，在运行过程中通过少量输入和输出模块既可以增加控制点或者控制网路，在提高锅炉运行效益的同时，减少蒸汽的浪费。可编程控制器是锅炉机电一体化节能系统中的核心部分，其主要目的是辨别和处理各种运行状态，在确保逻辑运算和联锁保护安全可靠的同时，还能同时输入多个模块对数据进行处理，最后将标准的模拟信号显示出来，在控制变频器运行速度的前提下，提高锅炉的运行效率。可编程控制器结构如图2所示。

■

图2 可编程控制器

可编程控制器的编程在锅炉机电一体化系统中发挥着至关重要的作用，该程序检测方式十分简单，仪表自身带有编程的功能，可以直接在面板上编写各类程序，编写后的程序在电池停止工作后自动保存，通常使用模块以运算功能和调节功能为主。运算功能的模块有前馈、基本调节、脉冲计数输出以及可变增益控制输出等。可编程控制器在实际运行过程中还配有自动报警系统，在完善锅炉机电一体化节能系统功能的同时，还能减少蒸汽的浪费量。

3.3 变频变压调速器及其节能原理

变频器在锅炉机电一体化节能系统中的实际作用通常通过鼓风机、引风机和给水系统表现出来，在实际应用过程中发挥着至关重要的节能作用。明确变压调速器及其节能原理首先应该明确交流异步电动机的转速，这个过程 必须明确了解定子供电频率、极对数以及转差率的实际值。另外，还应该对改变流量的节电原理进行准确分析，在明确风压和风量的实际值后，结合流体力学的知识可以得知电风机转速和电源频率之间的关系，为提高锅炉效率和降低蒸汽浪费量打下坚实的基础。

4 结束语

综上所述，通过采用可编程控制器和变频技术对锅炉控制系统进行改造，具有以下优势：

可以直观、集中地显示锅炉的运行参数，快速地计算出正常运行时的有用数据，同时在显示器上显示锅炉运行时的水位、压力、炉膛负压等参数；由于调节精度比较高，可以通过全自动控制引、送风比例，进而在一定程度上调节烟气中氧的含量，进一步使锅炉能够燃烧完全，烟囱不产生黑烟，减少了环境污染，其节能效果非常显著；在锅炉系统中包含鼓风机、引风机、给水泵等大功率电动机，由于锅炉本身的特性和造型的因素，这些风机大部分时间不会满负荷输出，原有方式采用阀门和挡板控制流量，浪费非常严重，通过对风机水泵进行变频控制，平均节能可以达到30%-40%；由于可编程调节器具有与上位机通信的功能，如果与上位机联机，将使整个生产系统形成集散控制管理系统，在运行过程中可以随时方便地修改各种运行参数的控制值，并且可以修改系统的控制参数，进一步提高现代化管理水平，改善操作环境，提高工艺控制水平。

在锅炉机电一体节能系统中，应用变频技术能从根本上提高锅炉的使用效率，降低蒸汽的浪费。因此，研究人员应该在明确锅炉变频系统概述的前提下，了解锅炉系统存在的问题，针对实际问题采取有效解决措施，从变频技术在锅炉机电一体节能系统中各方面的应用着手，了解测量检测仪表、可编程控制器及其系统程序的组成以及变频变压调速器及其节能原理等知识，不断强化锅炉系统的节能性，为行业的发展建设提供动力保障。

参考文献：

[1]孙继新，陈新.变频技术在锅炉机电体化节能系统中的应用[J].科技创新与应用，2014（06）.

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