时间：2023-09-19 18:29:23
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关键词：矿井；机电一体化；信息集成；交互共享
随着电力电子技术、计算机技术、网络通信技术、自动控制技术等快速发展，其在煤矿机电一体化产品中的合理应用和技术升级，为煤矿数字化、智能自动化、网络集成化的机电一体化产品的研发和应用提供了重要技术支撑，为信息智能化矿井动态安全管理奠定了良好的基础。机电一体化水平较高的国家，其采煤系统从井下采煤工作面、掘进工作面、通风、供水、提升，到井上的视频监控、可视化管理、集控中心等，均建立基于DSP数据处理为核心的采煤作业监控、监测、保护系统，确保煤矿机电一体化设备功能的高效、稳定、可靠发挥，工作效率得到大大提高，能耗大大降低[1]。我国在最近10多年的研发和应用过程中，煤矿机电一体化产品的性能、使用范围均有了很大提高，基本覆盖了整个采煤系统的全过程各环节，大大提高了采煤工作效率和安全可靠水平，但同国外发达国家相比，其机电一体化信息化自动化水平依然存在一定差距。因此，大力发展我国煤矿机电一体化、智能自动化、信息可视化水平，就显得尤为重要。
1 发展煤矿机电一体化自动化水平的方向探讨
煤矿机电一体化集成监控系统，是以运行环境数据、实时运行数据、图像视频等基础数据智能自动化处理为核心，实现对煤矿机电一体化系统运行工况、周围环境、安全隐患、人员操作、设备性能等进行在线实时检测分析，避免机电一体化系统中由于某些自动化传感器的局限性引起安全隐患或故障的漏报或误报，有效弥补煤矿机电一体化监控系统在煤矿生产作业全过程中的监控盲区，降低事故发生率，确保工作人员及机电设备长期处于高效、安全的运行工况，有效提高机电一体化系统的综合自动化、信息化水平。
1.1 建立本质安全的机电一体化无线通信系统
结合RFID无线射频技术、WiFi无线终端通信技术、PDA手持式电话等为核心的机电一体化无线通信网络技术，结合远距离通信以太网、工业电视等光纤通信技术，对煤矿作业面上的机电一体化设备的运行工况、人员工作位置、作业环节等的实时数据信息进行采集，经远距离传输到地面的集控中心，实现对作业面上机电一体化设备和人员的信息的动态采集、传输、运算分析和管理。但由于煤矿作业环境较复杂，需要监控点、面较多，这对无线通信和光纤通信网络自身的综合防爆性能提出了更高的要求。因此，研究监控内容丰富、系统集成化程度较高、极限功率本质安全的通信技术，是煤矿机电一体化监控系统发展的重要方向。
1.2 建立无人工作面远程集中遥控系统
目前，煤矿井下采煤工作面已结合PLC、变频器等机电一体化控制设备，实现了采煤工作面中有人巡视和操控条件下的顺槽遥控和记忆割煤，但由于作业面工序较复杂、工艺内容较多，以及井下作业环节较复杂，还需要结合井下机械设备、电气设备、通风系统、供水系统等，进一步提高操控系统运行的安全可靠性，实现无人工作面的地面远程遥控，确保井下具有较高的瓦斯、供水、通风防护等系统的集成监控，提高作业环境的安全防护水平。
1.3 建立基于信息集成互享的煤矿机电一体化安全生产集成管理系统
目前，我国多数煤矿机电一体化设备和各种检测、监测、保护子系统大多是独立运行模式，不能实现系统间数据的相互集成共享和互操作，造成大量的机电一体化信息资源孤岛产生，造成大量的数据信息资源的丢失和浪费。因此，建立具有统一通信网络和数据处理平台的煤矿机电一体化安全生产集成自动化管理系统，已成为煤矿机电一体化发展的重要方向。
2 基于信息交互的机电一体化集成自动化管理平台的建立
在煤矿机电一体化信息集成自动化管理平台系统建设中，统一数据传输网络平台和统一软件及数据仓库平台，需要从系统硬件结构、软件配置等方面确保信息化矿山中的机电一体化各检测、监测、监控子系统模块的集成统一。通过统一数据传输模式、统一数据表达形式、统一数据处理格式和统一数据管理方式等，实现数据信息的相互集成共享，避免数据孤岛出现，提高数据的综合利用效率水平。
煤矿井下中的机电设备硐室、空压风机房、中央供水系统、水泵房、胶带、运输带、工作面等作业面上的无人值守，远程监控，自动操作，是煤矿机电设备安全稳定生产急需解决的问题。当矿井工作面有人巡视的条件下，通过顺槽遥控技术已是较为成熟的技术，但是发展无限远程遥控依然还需要进一步加深研究。通过信息集成互相平台的建设，可以对井下作业面上的机械设备、供电设备、运输设备、供水设备、通风设备、采掘设备、检测保护系统等系统信息的统一采集、集成统一，并可以结合视频技术、3D GIS技术等，实现三维可视化直观表达和智能运算分析[2]，形成矿井全过程的动态监测、控制、管理的集成一体化管理，有效提高矿井机电一体化系统的综合运行安全可靠水平和生产管理的效率效益水平。基于信息交互的机电一体化集成自动化管理系统，其逻辑组成结构如图1所示。
图1是某煤矿机电一体化集成自动化管理系统的逻辑组成结构，其包含了环境监测分站（瓦斯、粉尘等）、中央变电所、采区变电所、中央泵房（供水系统）、采煤机、给煤机、通风系统、传输胶带等子系统。通过工业现场总线，将底层（机电设备）的一体自动化操控保护系统与地面上的集控中心有机互联，便于地面作业人员进行远程运作管理和操控。通过大屏幕，工作人员可以可视化了解井下机电设备的实时运行工况状态，便于其根据实际情况制定高效合理的调控策略，有效提高采煤作业的工作效率和作业安全。机电信息一体集成化，是煤矿机电设备研究发展的重要方向，同时也是一个不断提高和深化的过程，需要在工作实践中不断优化改进。
3 结束语
煤矿机电一体化设备种类和性能的不断完善，尤其是具有防爆性能的矿用传感器技术的进一步提高，能够检测到矿井作业面上更多机电设备的运行工况状态和周围环境信息，增加了煤矿机电一体化产品的信息化、智能自动化、网络集成化功能水平。结合PLC、变频器、RFID、3D GIS、视频监控等技术，建立信息交互的机电一体化集成自动化管理系统，可以实现对整个矿井作业面的全面、完整地信息采集、远程传输、运算分析和智能决策生产，确保煤矿机电一体化设备系统功能的高效稳定发挥，提高工作面作业效率和安全水平。
参考文献
【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）.
一、机电一体化专业自动化生产线教学改革的目标
在一些与国防工业有关的院校中，为机电一体化专业的学生开设的核心课程是“自动化生产线的安置安装和调整调试”，教授这门课程的教师所用的教学方法通常以学科体系为基础，教学内容偏离实际运用，实际操作与理论知识的关联很少，导致在相关工作岗位中出现了人才匮乏的现象，这样的课程知识让学生感到单调、笼统，进而对学习没有了当初的向往和兴趣。为了填补高技能岗位的人才缺失，现阶段完成培养“工学结合”的机电一体化人才的目标后，就要改革从工作过程中得到的项目课程，高职院校要把培养的核心放在学生实践能力的培养上，不断加强学生的职业素养和能力，重新安排技能培养与理论教学的内容，建立以项目化为主导的，将理论知识与实践操作相结合的教学方式。
二、机电一体化专业自动化生产线教学改革的内容
在进行项目化教学时教师要在工作的过程中开发教学的项目，在设计教学项目时要把基础定在较经典的工作任务中。在教学过程中，教师要将课堂讲解和学生的实践操作结合在一起，改变传统的教学方式，选择课程时要以培养学生“自动化生产过程中的安置安装、调整调试、维修保养”的这些能力为重点，并将这些安排成七个步骤。学生刚开始学习时要清楚自己的任务，在完成工作任务的时候需掌握理论知识并培养未来工作中必须具备的能力，利用课程当中涉及的教学项目，让学生学习并熟悉自动化生产线安置安装、调整调试、维修保养的知识技能。进行项目化教学的时候，教师必须要求学生掌握自动化生产线所涉及的电气、气动、机械等的安装、试调以及相应程序的设计和试调，还要让学生学会对机械故障的检查和维修，对相关文件的编排和归档，通过这些加强学生的职业能力，例如动手操作能力、团队合作能力、学习能力以及与人交往的能力。
三、机电一体化专业自动化生产线教学改革策略探究
现如今社会发展的愈来愈快，对每一个行业人才的要求愈来愈高，对机电一体化专业的自动化生产线人才的要求也不例外，因此，高职院校在对课程进行改革的时候，必须要做到“核心是改革，主导是创新”，确保教学的质量。
1.教学内容的设计符合机电一体化专业自动化生产线学生特点
院校在为机电一体化专业的学生开设自动化生产线的课时不能在一个基点上停滞不前，院校与教师要根据学生的思维进行教学，要运用灵活多样的方法，针对学生的学习情况进行相应的教学；在教学中还要体现学生的主体地位，引导学生去学习，培养学生积极的学习态度，完美衔接所有课程，以课本为中心延伸教学内容，扩宽学生的视野，还要鼓励学生自主创新。
2.提升学生理论与实践相互为用的能力
机电一体化专业的学生需要有较强的实践操作能力、在实践过程中灵活运用理论知识的能力。从专业的要求来看，院校得把培养学生独立完成任务的能力与动手操作能力作为目标，要为学生提供实践机会，要求学生在实践过程中运用理论知识、深入理解理论知识，让学生在实践过程中总结并积累工作经验；给学生搭建平台，组织及举办关于专业与职业的各类比赛，动员学生积极参加活动，让学生在比赛过程中，提高学习效率。当机电一体化专业的学生在进行自动化生产的实践时，教师要引导学生，让学生独立进行实践操作，并让学生独立对相关设备进行保养与维修，若是有能力较强、知识学得较扎实的学生，教师就可以让他们改造及研发其他相关的项目。
3.提升学生学习的主观能动性和学习积极性
在以往的教学过程中，教师是课堂的主体，机电一体化专业的学生在学习自动化生产的时候几乎没有机会动手操作、实地锻炼，教师在很多情况下只注重自己教的过程，忽视了学生的学习情况，导致学生在学习的过程中完全是被动的。目前有一种项目教学方法，这种方法指的是在教学之前先进行一项项目，后期再利用完整的项目对学生进行教学，换句话说就是教师对学生进行适当的引导把操作项目的事物交给学生。这样既加强了学生的动手能力，又实现了在实践中融入理论知识的目的。机电一体化专业的学生只有将传感器、触摸屏、伺服系统、变频器、PLC等技术熟悉掌握并可以将这些技术融为一体时才算掌握了机电类的知识以及自动化生产的学习，在进行项目教学时，学生可以利用完成的项目深入理解自动化生产线中涉及的电气原理，也能学到设计PLC程序的要领。
指导老师：戴胜坤
设计要求：1、安装资料及要求。包括：平面图；用电负荷情况；供电电源情况；气象及水文资料等。
2、选子：位置、型号的选择
3、土建施工
4、设备安装
课题二、小电流接地系统的故障选线的研究
指导老师：戴胜坤 地故障时，故障特点不是非常明显，故障选线就显得很有必要，所以，要求学生
比较详细的了解国内外小电流接地系统故障选线的研究现状和研究方法，对现有
的选线方法进行总结并加以改进，找到适合的故障选线的方法；3、 利用ATP的仿真软件对小电流接地系统进行仿真；4、撰写毕业论文。
课题三、64点温度监测与控制系统的设计
指导老师：游佳
设计内容：64点温度监测与控制系统针对室温环境下的温度监控，如大型机组的轴温，大型变压器油温，化学反应过程，环境测试等。控制核心采用微处理器或单片机，监测64点温度，温度范围0～100℃，采用半导体温度传感器AD590，按矩阵方式切换输入信号。输出8路开关控制信号和2路PWM模拟信号（具备PID控制能力）。同时要求利用微处理器或单片机的已有通讯接口或其它工业控制网络实现数据上传和控制。
设计要求：1.总体方案设计，需要提出至少两种切实可行的方案，并加以比较，选择一种最优方案；
2.根据总体方案设计硬件电路，需要有理论依据，有分析计算过程，选择的主要元件要有原理和说明，所有元件必须有型号和参数；
3.软件设计，使用汇编语言或C语言编成。主要软件必须能在设计制作的硬件电路上正确运行 ，且能够显示被测试对象的温度；
4.制作硬件电路，调试硬件和软件，完成温度检测与测试点切换，实现温度上传并在屏幕上显示或存盘；
5.撰写毕业论文，严格按照毕业论文标准，论文引用其它文章和相关技术资料不得多于40%。
课题四、 用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统的设计
指导老师：潘纹
一、设计任务与要求：
用单片机8051设计一个十字路口的红、绿、黄交通信号灯控制系统，要求如下：
1）用红、绿、黄三色发光二极管作信号灯。考虑到学生设计时的难度，只考虑一条道路相对的两个方向，每个方向有红、绿、黄三个灯。红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，每隔30秒红绿灯交替变化。在每次由绿灯亮变成红灯亮或者由红灯亮变成绿灯亮的交替变化转换时要求黄灯闪烁5秒，给行驶中的车辆有时间停靠到禁行线之外。
2）能实现正常的计时显示功能。用倒计时方法显示红灯、绿灯、黄灯还需亮的时间。
3）能实现控制器总清零功能。 按下某个键后，系统实现总清零，计数器由初始状态开始计数，对应状态的指示灯亮。 二、根据设计任务与要求：画出设计总电路图，写出设计程序。
课题五、单片机步进电机控制器的设计
指导教师：游佳
设计要求:1.用MCS-51单片机,通过软件编程,设计一个步进电机控制器。要求能对步进电机实现正、反转及速度控制，同时能对步进电机进行位置控制，即能控制步进电机从一个位置精确地运行到另一个位置。
课题六、传感器在机电一体化系统中的应用及发展的研究
指导老师：周小薇
论文要求：1.了解传感器在机电一体化系统中的作用及地位
2.机电一体化系统中常用传感器的类型、特点、结构及用途等
3.如何为机电一体化系统选择传感器（举例说明）
4.机电一体化系统中常用传感器的发展
相关知识：本课题要求学生综合《传感器技术》《机电一体化技术》《控制电机》等相关知识进行编写。
课题七、水轮机制动系统的设计
指导老师：周小薇
设计要求：
掌握一定的电气控制技术的基础知识，可以利用PLC进行编程，并且对气压传动和液压传动有一定的了解。还要求能够运用基本的绘图软件进行绘图。
设计内容：
本设计共有三个部分：电气控制部分、流体控制部分、PLC编程部分。
（一）电气控制部分设计任务： 2.24点制动闸动作后向PLC发出制动成功或复位信号
3.压力站气路压力数显示向PLC发出4～20mA的模拟信号
4.根据PLC传送来的4～20mA的模拟信号，显示相应的转速。
（二）流体控制部分设计任务：
采用节流阀控制流量，水份分离器净化空气，两个三通换向阀分别控制汽缸的上、下腔；气液混用三通球阀进行气、油的转换控制，多块压力表可直接读数等。
（三）PLC编程部分设计任务：
根据给出的梯形图进行编程。
课题八、毕业设计题目：恒压供水系统设计
指导教师：黄卫庭
构成：PLC系统、变频器、检测保护电路、转速测量等环节
要求：1、采用PWM变频调速
2、有具体结构图及外形图
3、选用元器件合适
4、有控制电路图、主电路原理图、PLC程序框图和清单
[注意：选题要结合实际供水工作。要求写明本设计所涉及的分析方法或技术手段（如定性、定量分析的方法）；要求有学生独立的见解，设计内容要详细写明具体步骤]。
课题九、两种液体混合的设计
指导老师：叶俊 一、控制要求
1．初始状
此时各阀门关闭，容器是空的。 SL1=SL2=SL3=OFF
M＝OFF
二、起动操作
按下起动按钮，开始下列操作： (2)液体B流入，液面达到SL1时，YV2=OFF，M＝ON，开始搅拌；
(3)混合液体搅拌均匀后（设时间为l0s），M＝OFF，YV3＝ON，放出混合液体；
(4)当液体下降到名 SL2时，SL2从ON变为OFF，再过20s后容器放空，关闭YV3，YV3=OFF，完成一个操作周期；
(5)只要没按停止按钮，则自动进入下一操作周期。·
三、停止操作
按一下停止按钮，则在当前混合操作周期结束后，才停止操作，使系统停止于初始状态。
四、要求：用欧姆龙型PLC技术设计
课题十、机械手控制的设计
指导老师：叶俊
一、机械手工作过程，且每次循环动作均从原位开始。
二、控制要求
1．在传输带A端部，安装了光电开关PS，用以检测物品的到来。当光电开关检测到物品时为ON状态。
2.机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运转。当光电开关检测到物品后，传送带A停。
3．传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转）上。
4.机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。
5．按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。
6.机械手的上升／下降和左移／右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现，每个线圈完成一个动作。
7.抓紧／放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。
8.机械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。
9.抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制（设为2s）。
要求：用欧姆龙型PLC技术设计
课题十一、建立机械全自动洗衣机的工作电路模型
指导老师：方玮
结构：由电动程控器、水位开关、安全开关（盖开关）、排水选择开关、 不排水停机开关、贮水开关、漂洗选择开关、洗涤选择开关等组成。工作原理：通过各种开关组成控制电路，来控制电动机、进水阀、排水电磁铁及蜂鸣器的电压输出，使洗衣机实现程序运转。
主要内容：进水控制电路，电动机控制电路，排水系统电路等。
要求：结合洗衣机的工作过程，给出以上电路模型号并说明原理，论文不少于5000字
课题十二、工厂变配电所的设计
指导老师：居剑文
一、设计的要求
根据设计课题的技术指标和给定条件，能够独立而正确地进行方案认证和设计计算，要求概念清楚，方案合理，方法正确，步骤完整。
要求会查阅有关参考资料和手册等
要求学会选择有关元件和参数
要求学会编制有关电气系统图和编制元件明细表
要求学会编写设计说明书
二、设计说明书的内容
负荷计算及无功功率补偿计算。
变配电所所址和型式的选择。
变电所主变压器台数、容量及类型的选择（配电所设计不含此内容）。
变电所主结线方案的设计
短路电流的计算
变配电所一次设备的选择
变配电所二次回路方案的选择及继电保护装置的选择与整定
变电所防雷保护与接地装置的设计
编写设计说明书及主要设备材料清单
10、绘制变电所主结线图、平面图和必要的剖线图、二次回路图及其它的施工图样。
课题十三、电缆－架空混合线路的继电保护问题的研究
指导老师：方玮 研究现状，了解目前电缆－架空混合线路的保护的配置的方法，优缺点，并根据
电缆的特点，架空线路的特点，提出适合于混合线路的保护的方案；
3、 提出适合于电缆－架空混合线路的继电保护的方案； 4、撰写毕业论文。
课题十四、铰链四杆机构的运动特性分析
指导老师：潘纹
设计任务与要求
1）对铰链四杆机构中的曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构三种基
本类型的运动特性进行分析。
2）每种类型各举一个日常生活中常见的实例，画出其基本图表。对每种
类型要求用falsh或者authorware等做一个能动的形象逼真的例子。如吊起重物的起重机、运动的火车的机轮、椭圆仪、翻箱机、机械手爪等。
课题十五、数控铣床及加工中心产品加工工艺设计
指导老师：倪祥明 课题十六、机械手直线运动液压系统的制作
指导教师：黄国祥
目的：实现机械手水平、垂直两个方向的机械运动
任务：1、系统方案的设计与计算；液压泵、液压阀等技术参数的选择；液压辅助部件的选择与购买。
2、液压缸的加工制作。
3、液压系统的安装与调试。
4、电路系统的安装。
5、技术资料整理与电子文档的制作。
要求： 1、分组布置任务，每组可以是1人以上。
2、电子文档要求打印，字数不少于5000字。
3、现场展览制作产品，参加答辩。
课题十七、“中国结”造型设计
指导教师：张蓉
1.毕业设计的基本任务
着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建中国结造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。
2.毕业设计的基本要求
通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：
灵活运用所学Pro/e软件创建“中国结”,打印出造型设计步骤和造型图；
对造型出来的“中国结”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；
写出500字左右的论文小结
培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；
通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。
3.“中国结”造型参考图：
（造形和尺寸自定义）
课题十八、“福娃”造型设计
指导教师：罗进生
1.毕业设计的基本任务
着重提高在CAD/CAM软件应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过创建“福娃”造型设计、市场推广、资料整理等环节，初步掌握应用CAD/CAM进行工业造型设计的方法和基本技能。
2.毕业设计的基本要求
通过毕业设计各环节的实践，应达到如下要求：
灵活运用所学Pro/e软件创建“福娃”,打印出造型设计步骤和造型图；
对造型出来的“福娃”进行包装设计。如用Photoshop或3dmax等软件进行包装，打印出用于市场推广的效果图；
写出500字左右的论文小结；
培养一定自学能力和独立分析问题、解决问题能力；
通过毕业设计实践，树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的工作作风，并培养自己具有一定的生产观点、经济观点、全面观点及团结协作的精神。
3.“福娃”造型参考图：
课题十九、大功率高频直流开关电源的设计
指导老师： 倪涛
通过该题目的设计,加强电力电子的学习和理解，系统学习开关电源的设计方法，综合运所学过的知识,培养独立工作，解决实际问题的能力，为走向工作岗位打一定的基础
内容：
按技术参数设计一台直流开关电源
主要技术参数：
输入电压：三相交流380V 输入频率：50HZ
输 出：恒流50安 输出电流变动范围：0---50安连续可调
输出电压：0—60伏
要求：
1.按要求分阶段写文字材料；
2. 3.论文要按要求格式打印；
4.独立完成
设计步骤：
1.阅读国内外有关 2.选定开关电源集成控制器，学习其工作原理、应用方法；
3.主电路方案选择，要有技术经济比较；
4.主电路设计；
5.元器件的设计、计算、选择；
6.控制电路、保护电路的设计；
7.打印论文
课题二十、三层楼电梯PLC控制系统设计与调试
指导老师：倪涛
设计内容： 1、不允许同时有两层楼要求停电梯；
2、当二层不需要停时，能越过二层直接到达所需楼层。
要求：
分阶段写文字材料；
2、 3、论文要按要求格式打印；
4、独立完成
步骤：
1、设计I/O配线表。
2、设计出电梯控制的梯形图。
3、写出指令表。
4、用编程器输入指令。
调试运行。
课题二十一、车辆出入库管理PLC系统设计
指导老师：杨芳
内容：编制一个用PLC控制的车辆出入库管理梯形图控制程序,控制要求如下:
1、入库车辆前进时,计数器加1,后退则减1.
2、出库车辆前进时计数器减1,后退则加1.
3、要求有显示屏指示车库内车辆的实际数目.
要求：
1.根据题意设计显示电路，并按图连接。
2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。
3.编制梯形图及指令语句表。
4.完成系统调试，实现控制要求。
课题二十二、水塔水位控制PLC系统设计
指导老师：杨芳
内容：1、保持水池的水位在S3——S4之间，当水位低于S3，则打开阀门进水，水位到达S4时，则关闭阀门。 水塔水位控制面板
要求：1.根据题意设计显示电路，并按图连接。
2.画PLCI/O接口连线图，并按图连接。
3.编制梯形图及指令语句表。
4.完成系统调试，实现控制要求。
课题二十三、用PRO/E软件进行玩具造型设计
指导教师：罗进生
要求：利用软件进行实体造型，写出具体造型步骤。步骤清晰合理，造型思路明确。可以自己设计玩具形状，分析所设计玩具市场前景。
参考图样：
课题二十四、基于PROE软件的机械制图三维模型库开发及应用
指导老师：李广坤
1.您认为机电一体化和电气自动化两个专业专业的培养目标应如何定位？学生主要可从事的工作有哪些？
2、请对机电一体化和电气自动化两个专业教学计划总体板块设置的合理性和完整性提出你的意见或建议；
3、请对机电一体化和电气自动化两个专业实验实训基地建设规划、管理方案提出你的意见或建议；
4、请对机电一体化和电气自动化两个专业校企双方共同进行顶岗实习的过程控制与管理的模式提出你的意见或建议；
5、请对机电一体化或电气自动化两个专业专业核心课程设置的合理性提出你的意见或建议；
6. 请谈一谈机电一体化或电气自动化两个专业未来发展方向，请谈一谈您认为机电一体化或电气自动化先进知识和理念有哪些？
以下议题可供行业专家参考：
7、机电一体化或电气自动化两个专业学生在贵单位主要工作任务有哪些？目前我院机电一体化和电气自动化两个专业专业毕业生是否满足你们企业的要求？哪些专业课程或者能力对于机电一体化和电气自动化两个专业学生比较重要，需要强化？
8.若您接触过我们机电一体化的毕业生，该专业毕业生在机和电两方面专业表现如何？
9、您认为机电一体化或电气自动化两个专业的学生应该具备哪些理论知识和专业技能？对于基础理论和实践能力，您认为学生应该更偏重于哪方面？
10.您认为机电一体化或电气自动化两个专业在工学结合、校企合作方面采取什么方法能够取得比较好的成效，最终使企业愿意接受？
关键词：高技能人才基地 校企合作 机电一体化
国家级高技能人才基地机电一体化（电气自动化方向）专业建设内容主要包括构建完善的高技能人才培训体系、提升校企合作培训能力、总结高技能人才培训规律建设三个方面。机电一体化（电气自动化方向）专业以校企合作为基础，大力推行“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式，根据岗位能力的需求分析，创新“三元二翼一目标”的人才培养模式，构建“基于典型工作任务为特征，融工学于一体”的课程体系，并辐射引领系部相关专业的共同发展；完成核心课程标准的制定，充分利用现有资源，完成省级精品课程的申报评审以及多门校本教材的撰写工作；建设专业教学资源库，促进了教育的信息化与网络化；建成专业教师工作室，在技能竞赛和教科研等方面为教师提供了学习提升的平台。在师资队伍建设方面，通过师徒结对、学习交流、内培外引等途径，优化构建结构合理、综合素质高、实践能力较强、富有热情的师资团队；与大中型企业共建校外实训基地；建成维修电工技师（高级工）实训场地，电气故障检修室、电气仿真模拟实训中心，实现了校内外实训实习的有机衔接和区域职教的共同发展。
一、项目建设工作机制与举措
1.成立机构，加强组织保障
为了保障国家级高技能人才基地建设任务的顺利进行，本专业建设以系主任总负责，实行项目建设责任制。系部建设领导小组对所有建设项目实施过程监控，定期召开例会，沟通信息，保证建设项目的进度和质量，保证项目的良性运行。
2.建章立制，规范项目建设
项目组严格执行学校制定的管理办法，按照学校的要求对建设任务进行层层分解、有效落实，遵循目标管理与过程管理相结合、专家指导与小组研究相结合，为建设项目的有效推进、预期目标的顺利实现提供了制度保障。
3.细化任务，明确工作职责
系部成立专业建设日常工作组织机构，对各建设模块确定具体负责人，并落实参与建设人员，在学校的统一部署下，项目组将重点建设专业落实分解为三级子项目，并逐级指定专人负责；对具体参与建设的人员进行工作细化，明确各自的工作任务，通过制度的激励与约束，进一步强化“全员创建”意识。
4.学习借鉴，加深沟通交流
积极参加各级各类的建设工作会议及相关培训，与参与国家级高技能人才基地建设的兄弟学校广泛交流，积极调研，取长补短，共建共享，互相促进。
二、项目建设特色
坚持以校企合作办学为平台，以师资队伍建设为基础，以“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式为核心，进行了一系列的改革创新与实践躬行。通过全体师生的锐意探索和孜孜追求，本专业在构建完善的高技能人才培训体系、校企合作提升培训能力、总结技能人才培训规律三大方面均取得了丰硕成果。
1.构建完善的高技能人才培训体系
学校依据“校企合作、工学交替、顶岗实习、双赢共进”的人才培养模式，参照德国“双元制”的培养要求和自身情况创新了“三元两翼一目标”的人才培养模式，“三元”即学校元、公共实训基地元、企业元，“三元”为基础，同轨并重；“两翼”即产教融合模拟工厂和企业师生工作站，“两翼”为支撑，围绕“工学结合”，深化校企合作；重视职业素养的教育，贯彻“德技双优”，最终实现高素质技能人才培养这一“目标”。并以此为框架，实现了国家职业标准内容、德国工商联合会职业标准内容以及学历教学内容的“三融合”，形成了课程内容与职业标准对接、产业与专业设置对接、教学过程与生产过程对接、教师与企业管理者对接、学生与企业员工对接的“五对接”。
2.校企合作提升培训能力
本专业与多家企业签订校企合作协议，共建校外实训基地，在教科研及资源共享等多方面进行深度交流合作。充分利用本专业多年与德国合作的积淀优势，在企业的大力支持与配合下，结合国情校情，积极探索“双元制”本土化的切实可行之路。
灵活采用企业师生工作站、订单式冠名班等多形式创新型校企合作模式，直接与生产一线对接，促进校企间的项目合作和课题研发，切实提升教师的教科研水平，实现校企的深度交流与合作。
履行社会服务职能，强化社会服务意识，承担社会服务责任。充分利用专业师资与教学资源，不断扩大社会培训规模，积极开展退役士兵、省级机关事业单位技师等各类专项培训等，获得了良好的社会声誉与经济效益。
三、建设成果
本专业在建设过程中注重内涵建设，通过不断地挖掘积累与提炼优化，形成了突显本专业特色的多个典型案例，内容涵盖了人才培养模式与课程体系改革、师资队伍建设与校企合作等各个方面，充分展示了本专业的建设过程与取得成果。
1.引进国际化职业认证，推动品牌化专业发展
关注本专业实现德国“双元制”本土化的过程中，建立创新型教学模式和教学方法，并成功对校企合作模式进行转型升级的实施过程和具体做法。
2.借力国际化课证融合，创新实践型评价模式
关注本专业根据项目教学法的理念，创新改革评价考核模式，并取得丰硕成果的实施过程和具体做法。
3.建成企业师生工作站，适应产教研融合发展
教师下企业进行实践锻炼和企业的技术人员进学校任教是职业教育发展的大方向。本专业通过搭建企业师生工作站这一平台促进了教师与企业零距离对接，为校企合作的深入发展提供了全新思路。
4.试点兴趣驱动教学法，引导学生科研争创新
目前职业院校正在大力开展教学改革，本专业尝试让兴趣驱动教学法与项目教学法相结合，让学生成为教学活动的主体，寓教于乐，提高学习效率。
5.多元意识晨会谱新篇，潜移默化润物细无声
本R到岷献ㄒ堤厣，融合学校“树型”教育体系的优势，借鉴企业的先进管理经验，创新晨会的形式，潜移默化地提升学生的职业素质。
四、存在的问题和改进措施
由于制度和文化等方面的差异，本专业在探索“双元制”本土化的过程中取得了诸多成绩，也发现了一些问题。尤其在校企合作方面，需要继续总结、不断优化，借助职教集团的资源优势实现与区域大中型企业的深度合作。同时，通过项目建设，本专业的师资队伍总体水平显著提升，在后高技能人才基地建设阶段，要进一步加强对青年教师的培养力度。培训模式的形成与建设成效的体现需要时间的积累和沉淀，后续还需不断进行调整与完善。
在当前的机电控制领域，机电一体化和自动化控制应用愈加广泛，能够有效发挥对机电产品质量的优化，切实提升生产效率，推动机电企业发展模式的改革，在根本提升行业智能化水平，促进整个经济和社会的进步。为此，机电企业需要重视自动化和一体化新的发展形势。本文阐述了机电控制系统和自动化控制技术的涵义，分析了自动控制技术在机电控制系统中的价值，与当前机电领域发展实际相结合，探讨了机电一体化在机电控制系统中的应用方式，以期实现机电一体化的持续、长远发展。
关键词：
机电控制系统;自动化控制技术;一体化设计
0前言
随着科技的不断进步，自动化控制技术应用更加广泛，在整个社会发展中必不可少。借助自动化生产控制技术，能够实现生产规模的合理扩大，技术先进性突出。生产力的提升对机电制造业提出了了更高的标准和要求，需要满足多层次机电标准，借助自动化控制系统，切实提升生产效率。因此，机电一体化发展迅速，在整个行业发展中意义重大。
1对机电控制系统和自动化控制技术涵义的阐述
1.1对机电控制系统涵义的分析
对于机电控制系统，主要是借助计算机进行生产程序的设置，实现对装备的远程控制，达到对生产过程的掌握，其主要特征是自动化、智能化和高效化。立足机电控制系统自身的性质，自动化是其突出的特点，与通信领域的能力进行结合，达到对整个过程的全面监控，同时，强化对细节的检测，及时解决生产中的问题。立足机电工作人员，其智能化的特点能够有效降低工作压力，减少人工失误，一旦遇到机械生产环境威胁，能够借助智能机电控制系统对人的操作的替代，有力维护工作人员的安全。立足机电行业自身，在机电控制系统的应用下，整个行业更具整体性，能够高效地提升生产效率，综合控制能力得以增强。
1.2对自动化控制技术的阐述
自动化控制技术依赖的是控制装置和控制器，先行进行生产程序的设定，在无需人力协助的情况下，遵守生产规程，与人力控制相比，其优势十分明显，如借助硬盘驱动，能够实现伺服系统的精准定位，即使运行环境比较复杂，也能实现较为稳定的工作状态。
2自动控制技术在机电控制系统中应用途径的分析
2.1对自动控制技术在机电控制装备中应用的介绍
对于自动控制而言，其核心和关键性的内容就是装备和控制器，简言之，就是如果需要进行装备运转速度的记录，借助控制器测试就能够实现。很多机电企业都关注新型自动控制技术的应用，例如，PLC技术。将控制器置于机电控制装备中，能够实现整个生产系统的有效合成，在生产监控中，能够有效、快速地发现问题所在，防止出现较大程度的损失，实现了对产品的全面优化。在整个自动化进程中，控制器的作用是实现了对人工的替代，借助精密仪器，避免误操作的产生。
2.2对自动控制技术在机电微型计算机领域的应用的介绍
这一应用主要是借助控制装备实现模型的构建，通过微信计算机，实现对生产程序的有效控制，其优势十分突出，首先，实现了对自动控制和机电规模管理的调整和协调，使得单元性的技术得到有效结合，生产价值巨大，产品科技含量提升，生产时间被显著缩短，对产品使用寿命也产生了正面影响，给企业减少了相对一部分投入。立足这些优势，需要研发人员不断进行新机电模型的研发，切实满足生产需要。其次，立足安全，将自动化融入微型计算机，对危险的感知和反应能力增强，能够及时发现生产漏洞，有效控制机器的运行状态，降低损失。再次，立足机电一体化，自动化技术为机电一体化奠定了技术基础，主要体现在传感检测领域。
3对机电控制系统一体化设计的全面阐述
机电一体化设计具有较为广泛的覆盖领域，主要体现在机械、电子等领域，只有不断强化机电一体化加工技术，才能实现对整个机电控制系统的完善，加快机电智能化发展进程。机电一体化的集点是网络化、模块化、智能化和微型化，尤其是模块特征更加明显。鉴于制造业的庞大规模，类型复杂，在进行机电一体化产生研发的时候，要注重模块化，形成产品标准，注重新型机电产品的研发。微型化的特征主要立足信息技术的发展，不受时刻限制，较大程度地提升了机电一体化的影响力。
3.1对机电线路中一体化设计的分析
这一领域的设计主要体现在电子线路方面。传统的机电控制中，实现了线路与装备的隔离，设备运行中，很难实现对产品的全面、及时的了解，设备使用率不高。在应用机电一体化之后，微型计算机和控制器作用于系统，工作效率提升。在一体化设计中，产品质量被优化，工程流程被简化，因此，机电企业需要重视引进，对传统机电设备进行淘汰，发挥科技的力量，加快模块经济的发展。
3.2对机械装置中一体化设计的介绍
对于机电控制而言，系统性突出，能够实现对机械、控制、生产装备的有效统筹，加快一体化设计，因此机电工程师需要平衡三者之间的关系，融入一体化设计理念。要善于运用创造性思维，深入进行探讨，引进机电人才，重视实践活动，营造协作氛围，借用科技改变一体化模式，提升综合实力。
3.3一体化设计在机电功能模块中的发展
这一应用主要是指对整个机电控制系统和自动化控制技术进行统筹，将各个部分进行联结，借助控制器实现对各个部分的控制。模块一体化设计要立足整体，突破单一部分的功能，最大限度地发挥一体化的优势。要立足企业实际，选择最佳机电组合，最大限度地实现经济效益。
4结束语
综上，对于机电一体化而言，其是在机电控制系统和自动化控制技术相互融合的基础上产生的，能够有效实现对企业投资和收益的关系的调整，切实提升生产效率，推动智能化发展速度。因此，对于机电企业，需要重视研发机电一体化产品，加大信息使用，发挥自动化的优势，促进经济模式的转变，节约投资，提升人员素质，强化人才建设，形成机电一体化的整体营销战略，树立企业品牌。
参考文献：
[1]王亚.机电控制系统的自动控制技术与一体化设计[J].科学大众(科学教育),2015(03):178.
[2]王印束.基于动力传动系统一体化的双离合器自动变速器控制技术研究[D].吉林大学,2012.
