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关键词:智能 网络 环保
众所周知,基于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,带来了机械工业在技术、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系的变化,使工业生产进入了以机电一体化为主要特点的阶段。
一、什么是机电一体化
机电一体化是指在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进电子技术,将机械装置与电子化设计及软件结合起来所构成的系统的总称。
二、目前机电一体化技术的基本状况
回顾机电一体化发展历史,可以把机电一体化的发展概括为三个阶段:20世纪60年代以前为第一阶段,即初级阶段,在此阶段,人们自觉不自觉地利用电子技术的初步成果来完善机械产品的性能;20世纪70-80年代为第二阶段,即兴旺发育阶段,在此阶段,由于计算机技术、控制技术、通信技术的发展,为机电一体化发展奠定了技术基础,大规模超大规模集成电路和微型计算机的出现,为机电一体化的发展提供了物质基础;20世纪90年代后期为第三阶段也称为高级阶段,即机电一体化技术开始向智能化方向迈进的新阶段,此为深入发展时期。
中国是从20世纪80年代初开始机电一体化技术的研究和应用,列入“863”计划中,许多大专院校、研究机构及一些大中型企业做了大量工作,取得一定成果。但与先进国家相比仍有很大差距。
三、机电一体化的优势方向探讨
据科学估测,机电一体化的主要发展方向大致有智能化、网络化、环保化等几个方面,这也是机电一体化的技术优势所在。
(一)关于智能化
这是21世纪机电一体化技术的一个重要发展方向。人工智能在机电一体化的研究中日益得到重视,机器人与数控机床的智能化就是重要应用之一。这里所说的智能化是对机器行为的描述,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学、生理学和混沌动力学等新思想、新方法,使它具有判断推理、逻辑思维及自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。
(二)关于网络化
这是20世纪90年代,计算机技术等的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。各种网络将全球经济、生产连成一片,企业间的竞争也将全球化。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
(三)关于微型化
实际上,微型化兴起于20世纪80年代末,主要说的是机电一体化向微型机器和微观领域发展的趋势。在西方发达国家称为微电子机械系统,泛指几何尺寸不超过1cm3的机电一体化产品,这些产品在生物医疗、军事、信息等方面具有无可比拟的优势。其瓶颈在于微机械技术。
(四)关于环保化
工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适;另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,绿色化是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。机电一体化产品的绿色化主要是指,使用时不污染生态环境,报废后能回收利用。
(五)关于系统化
本文所述之系统化,其表现特征是系统体系结构进一步采用开放式和模式化的总线结构。系统可以灵活组态,进行任意剪裁和组合,同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。再一个特质是通信功能的大大加强。一般除rs232外,还有rs485等智能化通信接口。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系,机电一体化的人格化有两层含义:一层是如何赋予机电一体化产品人的智能、情感、人性等等,显得越来越重要,特别是对家用机器人,其高层境界就是人机一体化;另一层是模仿生物机理,研制出各种机电一体化产品。事实上,许多机电一体化产品都是受动物的启发而研制出来的。
四、结论
根据以上的叙述可以结论,机电一体化的出现不是孤立的,它是许多科学技术发展的结晶,是社会生产力发展到一定阶段的必然要求和产物。当然,与机电一体化相关的技术还有很多,并且随着科学技术的发展,各种技术相互融合的趋势将越来越明显,机电一体化技术的发展前景也将日益获得人类的关注并为人类创造更大的社会效益与经济效益。
(作者单位:青海盐湖工业股份有限公司钾肥分公司)
参考文献:
展鹏科技(603488.SH,下称“公司”)是国内拥有自主变频控制核心技术并较早应用于电梯门系统的企业,经过多年发展,公司已形成包括电梯门系统、电梯一体化控制系统、电梯轿厢及门系统配套部件等产品在内的多元化电梯配套产品体系,产品广泛应用于载客电梯、载货电梯、特种电梯等各类垂直电梯制造领域。
近年来,经济的快速发展和大规模的基础设施建设为中国电梯行业带来了空前的发展机遇。电梯行业实现了前所未有的快速发展。2005-2015年,中国电梯产量年复合增长率高达18.86%。截至2015年年底,中国电梯保有量到达425.96万台,无论是保有量、年产量还是年增长量,均已位居世界第一。
从长期看,城镇化、工业化的进程仍将持续,国内保障房廉租房等住宅的建设需求、基础设施和商业地产的投资需求、旧楼加装电梯需求、原有电梯的维修更换市场需求、低层建筑安装电梯需求、较快增L的出口量等因素促进中国电梯产业良好发展。
电梯行业的繁荣发展带动了电梯部件制造企业的迅速壮大,涌现了包括公司在内的一批优秀的电梯部件供应商,经过持续的自主研发和技术创新,技术水平和生产工艺水平已逐步接近或达到国际先进水平。
公司自成立以来,努力以自主掌握的变频驱动、智能控制、数据通信和机械设计技术,为客户提供技术先进、质量可靠和性能优越的机电一体化产品。
作为国内电梯部件供应商中拥有自主变频控制核心技术并将该技术较早应用于电梯门系统的企业,经过十余年的发展,公司凭借先进的技术、优质的产品和良好的服务,已成为电梯门系统领域的领先企业,产品得到市场的广泛认可,市场占有率达到7.8%。
公司具备电梯门系统、电梯一体化控制系统等产品个性化定制和多样化生产的能力和优势。如,在电梯门系统领域,根据电梯门机控制器使用的不同技术,公司能够提供应用VVVF变频控制技术、永磁同步变频控制技术和交流矢量变频控制技术等多种产品系列;在电梯控制系统领域,公司能够提供电梯一体化控制器、内呼板、外呼板、指令板等多种电梯一体化控制系统产品。
同时,公司还具有提品整体化解决方案优势。公司以自主变频控制技术和机械设计技术为基础,产品由电梯门系统逐步向电梯一体化控制系统、电梯轿厢等领域延伸,形成了较为完整的产品系列,能够为客户提供涵盖电梯门系统、电梯一体化控制系统、轿厢及门系统配套部件等多方位的电梯部件产品,成为国内少数能够实施产品整体化解决方案的电梯部件供应商之一。
在产品品质优势上,公司严格按照GB/T 19001-2008―ISO 9001:2008标准要求建立质量管理体系,编制和执行具有全员参与性的公司质量控制程序体系。同时,公司以精益化管理为目标,全面推进6S管理,“数字式门机控制器(FE-D3000)”等产品获得欧洲CE认证,“数字式VVVF同步带防爆门机产品”获得国家级仪器仪表防爆安全监督检验站防爆合格证。
关键词:机电一体化; 优越性; 发展趋势
机电一体化是将多种技术有机融合的一种综合技术,发展至今已独立门户,成为有自身体系的新型学科,随着时代进步和技术的发展,还将被赋予新的内涵。机电一体化产品的功能是通过其内部各组成部分功能的协调和综合来共同实现的。从其功能性结构来看,机电一体化产品具有自动化、智能化和多功能的特性,而实现这种多功能一般需要其具备五种内部功能,即主功能、动力功能、检测功能、控制功能和执行功能,而实现这些功能的各个组成部分及其技术就构成了机电一体化产品的总体或系统。机电一体化产品应用范围非常广泛,可以延伸至生产中的各个领域,其相对于传统的机电产品,具有更高的可靠性与安全性,更佳的性能以及强大的复合能力与适应能力。
一、机电一体化的优越性
1.使用安全性和可靠性提高。机电一体化产品一般都具有自动监视、报警、自动诊断、自动保护等功能。在工作过程中,遇到过载、过压、过流、短路等电力故障时,能自动采取保护措施,避免和减少人身和设备事故,显著提高设备的使用安全性。
2.生产能力和工作质量提高。机电一体化产品大都具有信息自动处理和自动控制功能,其控制和检测的灵敏度、精度以及范围都有很大程度的提高,通过自动控制系统可精确地保证机械的执行机构按照设计的要求完成预定的动作,使之不受机械操作者主观因素的影响,从而实现最佳操作,保证最佳的工作质量和产品的合格率。
3.使用性能改善。机电一体化产品普遍采用程序控制和数字显示,操作按钮和手柄数量显著减少,使得操作大大简化并且方便、简单。机电一体化产品的工作过程根据预设的程序逐步由电子控制系统指挥实现,系统可重复实现全部动作。
4.具有复合功能并且适用面广。机电一体化产品跳出了机电产品的单技术和单功能限制,具有复合技术和复合功能,使产品的功能水平和自动化程度大大提高。
5.调整和维护方便。机电一体化产品在安装调试时,可通过改变控制程序来实现工作方式的改变,以适应不同用户对象的需要以及现场参数变化的需要。机电一体化产品的自动化检验和自动监视功能可对工作过程中出现的故障自动采取措施,使工作恢复正常。
二、机电一体化产品的构成及特点
1.机械系统。机电一体化产品的机械系统包括机身、框架、机械传动和连接等机械部分。这部分是实现产品功能的基础, 因此对机械结构提出了更高的要求,需在结构、材料、工艺加工及几何尺寸等方面满足机电一体化产品高效、多功能、可靠、节能和小型轻量等要求。
2.动力系统。动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,去驱动执行机构工作以完成预定的主功能。动力系统包括电、液、气等动力源。机电一体化产品以电能利用为主,包括电源、电动机及驱动电路等。
3.传感与检测系统。传感器的作用是将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。
4.信息处理及控制系统。根据机电一体化产品的功能和性能要求,信息处理及控制系统接收传感与检测系统反馈的信息,并对其进行相应的处理、运算和决策,以对产品的运行施以按照要求的控制,实现控制功能。机电一体化产品中,信息处理及控制系统主要是由计算机的软件和硬件以及相应的接口所组成。
5.执行机构。执行机构在控制信息的作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。机电一体化产品的执行机构一般是运动部件,常采用机械、电液、气动等机构。
三、机电一体化的发展趋势
1.智能化趋势。智能化是机电一体化技术发展的一个重要发展方向,是在控制理论的基础上,吸收人工智能、运筹学、计算机科学、模糊数学、心理学,生理学和混沌动力学等新思想、新方法,模拟人类智能,使它具有判断推理、逻辑思维、自主决策等能力,以求得到更高的控制目标。具体而言,一方面,光学、通信技术等进入了机电一体化,微细加工技术也在机电一体化中崭露头角,出现了光机电一体化和微机电一体化等新支。另一方面,对机电一体化系统的建模设计、分析和集成方法,机电一体化的学科体系和发展趋势都进行了深入研究。同时,由于人工智能技术、神经网络技术及光纤技术等领域取得的巨大进步,为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地,也为产业化发展提供了坚实的基础。
2. 模块化趋势。模块化是一项重要而艰巨的工程。由于机电一体化产品种类和生产厂家繁多,研制和开发具有标准机械接口、电气接口、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元是一项十分复杂但又非常重要的事。如研制集减速、智能调速、电机于一体的动力单元,具有视觉、圈像处理、识别和测距等功能的控制单元,以及各种能完成典型操作的机械装置。这样,可利用标准单元迅速开发出新产品,同时也可以扩大生产规模。这需要制定各项标准,以便各部件、单元的匹配和接口。由于利益冲突,近期很难制定国际或国内这方面的标准,但可以通过组建一些大企业逐渐形成。显然,从电气产品的标准化、系列化带来的好处可以肯定,无论是对生产标准机电一体化单元的企业还是对生产机电一体化产品的企业,规模化将给机电一体化企业带来美好的前程。
3. 网络化趋势。20 世纪 90 年代,计算机技术的突出成就是网络技术。网络技术的兴起和飞速发展给科学技术、工业生产、政治、军事、教育等日常生活都带来了巨大的变革。机电一体化新产品一旦研制出来,只要其功能独到、质量可靠,很快就会畅销全球。而且由于网络的普及,基于网络的各种远程控制和监视技术方兴未艾,而远程控制的终端设备本身就是机电一体化产品。现场总线和局域网技术的应用使家用电器网络化已成大势,利用家庭网络将各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家电系统,能使人们呆在家里就可分享各种高技术带来的便利与快乐。因此,机电一体化产品无疑将朝着网络化方向发展。
4. 环保趋势。工业的发达给人们生活带来巨大变化。一方面,物质丰富,生活舒适; 另一方面,资源减少,生态环境受到严重污染。于是,人们呼吁保护环境资源,回归自然。绿色产品概念在这种呼声下应运而生,这是时代的趋势。绿色产品在其设计、制造、使用和销毁的生命过程中,符合特定的环境保护和人类健康的要求,对生态环境无害或危害极少,资源利用率极高。设计绿色的机电一体化产品,具有远大的发展前景。
结语:机电一体化的发展推动了我国制造技术的迅速更新换代,使冰冷冷的机器有了人性化并且更加智能,机电一体化的出现不是偶然的,是社会进步的体现,是生产力发展到一定阶段的必然要求,是科学技术的结晶。随着我国数字化的信息技术革命以及多元信息化步伐的加快,机电一体化技术必将朝着智能化、网络化、绿色化等方向迈进,创造更大的经济效益与社会效益,给我们的生活带来巨大的变革。
参考资料
关键词:石油机械;机电一体化;优势分析;技术应用
机电一体化的发展是现代科技进步的体现,通过对计算机技术在机械设备上的应用,实现了更加精确和自动化的应用体验。在石油工业中,传统的机械设备已经不能够满足现代化的采油需求,为了提高石油能源的利用率,提高采油质量,必须要引进更加精确的机械设备。机电一体化在石油工业中的应用,将智能化和自动化的采油技术带到了实际的工作中,保证了石油工程更高效、更准确的运作。
一、机电一体化的的应用优势分析
1、可靠性提高
机电一体化的设备应用,不仅具有精确的操作参数的设计,在控制系统中还增加了保护控制系统的经历,通过一些限定值的设定,一旦设备中发生过载、不稳定电流和失控情况时,保护系统就会自动停止运作,保证施工作业的安全性。这种安全系统的建立,保证了大型机械设备的完好,以及施工工人的人身安全,提高了油田施工的可靠性建设。
2、更多的应用性能
机电一体化的智能化设计,不仅提高了机械工作的精确度,缩短了工作时间,在功能的开发中也进行了多样性的设计,在一种机电一体化设备中,可以通过计算机系统的设立和机械参数的输入,就可以实现多功能的应用,不仅减少了工程机械设备的数量,还较少了设备管理与维护的资金使用。另外,在较多应用功能的设计中,提高了机械工作的范围,促进了机电一体化机械的高效利用。
二、机电一体化技术应用分析
1、传感技术
传感器是机电一体化设计中的重要元件,是保证机械可靠运作和精确度提高的关键。其实质是对机械设备进行反馈机制的建立。机电一体化设备在运作中会对外界环境信息和自身的信息进行采集,如承重多少、电压大小等,并经测定值通过传感器传输给输入信号端口,并与理想的参数值进行比较,合格与否会出入给控制系统,并进行运行和停运的选择。传感技术的应用有效的保证了机械的正常运转,并通过数字记录、显示、信号处理和检测识别等提高了机械的灵敏度,实现了智能化的自我修正。
2、自动技术
机电一体化的设计中具有自动化技术的应用,这种自动化主要通过微计算机的操作实现的,但是在实际的工作中,并不是通过参数提供和开关的操作就可以的,还要对具体的施工作业环境进行分析,对自动化系统的理想操作结果与实际操作结果进行比较,通过机电一体化机械的自我诊断对自身进行参数的修正,并在补偿技术的应用中,真正发挥出实际作业的效果,提高设备的适应性和准确度,真正做到自动化系统的应用。
3、系统技术
系统技术涉及到整体概念,是将整体概念应用在相应技术上的过程,因为它从系统目标和全局角度出发,把总体进行分解,使其变成互相联系的一些功能单元。一般来说,接口技术是其中比较重要的方面,能够帮助总体系统的各部之间形成有机连接。
4、接口技术
接口就是使用某种方式连接机器的各个组成部分。其主要可以分为:软件接口;电—机械接口;电气—气动、液压接口;模拟量—数字量接口;电—气、液接口;电气—电子接口。
5、信息数字化处理技术
与传统的机械操作相比,机电一体化机械的应用实现了信息数字化处理,通过对石油等工程施工环境的勘查,能够将识别的声音、图像等,并在微计算机软件中进行数据分析,不仅有利于施工设计的参考,同时也有利于安全作业的进行。这种通过计算机软件和硬件的综合应用,能够在复杂的环境中快速的处理信息,提高了工作的效率。
三、机电一体化技术在石油工程中的应用
石油工程根据施工环境具有施工危险系数高、工作难度大等特点,这不仅要求施工人员的专业性,还要求工程机械设备必须符合施工标准,并在良好的方案设计中完成高效率的石油开发。机电一体化机械的设计与应用,解决了石油勘探和开发中的较多问题,在降低工作危险性的同时,通过可靠的自动化应用保证了石油开采的控制量。下面就具体应用和使用原则进行分析:
1、强化认识
机电一体化技术属于近年来兴起的一种高科技智能技术,它的优势虽然很明显,但是有很多从事了多年石油采集工作的员工对此并不一定有较为清晰的认识。而且有一部分员工可能也不乐于接受新鲜事物,所以要加强对机电一体化技术的宣传和学习,需要员工能够适应新的技术手段所带来的新的工作方式。
2、进行实地调研
实地调研是为了对整个行业的薄弱点与优势进行充分的了解。这样才能够有针对性地对产品进行设计、引入和推广。经过野外的实地调研以后,获得一份较为准确的调研报告,确定对机电一体化技术最需要的作业环节和内容,从而有针对性地进行引进。
3、实用性应用
机电一体化技术虽然具有极大的优势,但也不能盲目地推广,在对机电一体化石油机械设备的引进中务必要注意实用性原则。可以采取试点的方式进行试验,如果效果良好的话再进行进一步的推广。比如说先从石油化工设备入手,或是从随钻测试、计算机操作、泵站台、转油站以及对成套的车装设备进行控制等都是比较不错的切入方式。一旦切入以后要进行充分的观察和研究,分析该设备在实际运转中的不足及优势,在此基础上再进行相关的推广工作。
四、结语
通过以上石油机械机电一体化相关问题的分析,我们可以知道,虽然机电一体化的设备应用能够提供给工程更加智能和准确度的应用,但是在实际的工作中也要有专业性操作和前期的基础准备。在石油工程的复杂环境中,机电一体化机械能够在自我诊断、检测和作业中保证石油的输出质量,在现代能源紧缺的环境下,机电一体化已经成为了不可或缺的应用技术,并将会在未来的建设中通过新技术的革新,推动社会经济的进一步发展。
作者:郑洪越 单位:大庆石化工程有限公司
参考文献:
关键词:石油机械设备 机电一体化 概念 应用
一、前言
近年来,我国的石油工业依然保持着旺盛的发展势头,不断为国家经济的发展注入活力,伴随着科技的发展和进步,石油机械在技术水平和制造工艺上却没有将最新创新和发展成果应用于生产实践中以适应石油工业的发展要求。目前看来,机电一体化是我国石油机械制造的重要发展方向,电子技术的引入使得机械的性能得以在软件和硬件两方面获得极大地提升,从而将传统的机械转变为智能机械。使石油作业可以更为高效、可靠、灵活,并且具备较高的精度及较为简化的结构。
二、机电一体化的概念及特征
机电一体化技术是目前机械制造行业的新技术类型,它是将微电子、电工电子、机械、信息、接口、信号变换及传感器技术进行有机结合的一门综合技术,可以说,目前的现代自动化生产设备大部分属于机电一体化设备[1]。进一步来讲,它是把电子器件的控制及信息处理功能融合或附加于机械装置之上,使得机械不再完全依靠人工进行操作,转而拥有了一定的“智能”。
机电一体化技术大致包括如下几种技术类型:
首先是机械技术。基于机电一体化的机械技术往往通过一些科技手段来满足结构、性能及材料上的进一步需求,以便机械向着重量更轻、体积更小、精度更高、刚度更强以及性能更优良的方向转变。一般来说,机械技术往往借助电脑技术的辅助,因为常常需要采用专家系统或人工智能技术的配合。
其次是电脑技术。机电一体化技术离不开电脑技术的重要作用。电脑技术也可以叫做计算机的信息处理技术。主要包括信息的存取、交换、判断、运算及决策,也包括人工智能、专家系统以及神经网络等技术类型。
第三是系统技术。系统技术涉及到整体概念,是将整体概念应用在相应技术上的过程,因为它从系统目标和全局角度出发,把总体进行分解,使其变成互相联系的一些功能单元。一般来说,接口技术是其中比较重要的方面,能够帮助总体系统的各部之间形成有机连接。
第四是自动技术。自动技术包括范围是比较广泛的,控制理论是自动技术的基础,在此之上可以设计出相应的系统,并通过现场的调试等进行不断的完善,最终满足机械制造的目标和要求。控制技术主要包括一些高精度的定位、自适应及速度控制,也包括自诊断校正、再现、补偿及检索等方面的技术。
第五是传感技术。传感技术与系统息息相关,对于系统来说,它相当于人的眼睛、鼻子、耳朵等感受器官,是能够帮助系统完成自动调节及自动控制的关键技术。通常意义上,传感技术的功能越强也就意味着系统自动化程度越高。目前,包括石油工业在内的很多工业都受到传感器功能强度的制约。传感器需要经受得住环境的严酷考验并能够精确、快速地获得信息,从而保障机电一体化维持在较高的水平。
第六是伺服技术。伺服技术主要是为了完成电信号向机械动作的转变,它包括液压、气动、电动等不同类型的部件和传动装置,会影响到系统的控制质量、动态性能与功能。这几种技术都是机电一体化技术中必不可少的重要组成部分,对于机械的机电一体化水平具有十分重要的影响。对于石油工业来说,应用智能化的机电一体化技术对于提升石油工业的发展水平具有十分重要的意义。
三、机电一体化技术在石油机械制造中的应用
石油行业具有较高危险性、较大工作量以及较低劳动效率,并且还要消耗掉大量能源,十分有必要采用机电一体化技术进行作业,以便改善以上的弱点。因为石油采集等涉及到的机械类型比较多,无论是陆地采集还是海上采集,地面设备还是地下设备都需要极高的精度和良好的设备性能。此外,石油采集等过程中还涉及到精密的仪器和大型的设备,有的设备是固定的,有的设备是车装或是船载的,这些设备都是单纯凭借人力难以使其高效、协调运转的。故而,机电一体化技术的出现对于石油机械设备制造业来说是一个良好的发展契机,应积极对原有的机械设备进行改造,从而提升整个行业的工业水平,在这个过程中应注意以下几点原则:
强化认识原则。机电一体化技术属于近年来兴起的一种高科技智能技术,它的优势虽然很明显,但是有很多从事了多年石油采集工作的员工对此并不一定有较为清晰的认识。而且有一部分员工可能也不乐于接受新鲜事物,所以要加强对机电一体化技术的宣传和学习,需要员工能够适应新的技术手段所带来的新的工作方式。
进行实地调研。实地调研是为了对整个行业的薄弱点与优势进行充分的了解。这样才能够有针对性地对产品进行设计、引入和推广。经过野外的实地调研以后,获得一份较为准确的调研报告,确定对机电一体化技术最需要的作业环节和内容,从而有针对性地进行引进。
做好规划。设备的更新需要相对长期的变更过程,比如仪表、电子及机械等多个部门之间需要协调发展才能最终实现全面性的机械设备升级,但这必然不是短期内能够实现的目标[2]。所以需要制定一个科学的规划,针对野外调查报告中的结论以及公司发展的实际情况等进行综合性考虑,可以先从一些普及率比较高、成本比较低、并且相对简单的产品入手,采用分阶段和分步骤的方式逐渐更换及改造目前的设备。
实用性原则。机电一体化技术虽然具有极大的优势,但也不能盲目地推广,在对机电一体化石油机械设备的引进中务必要注意实用性原则。可以采取试点的方式进行试验,如果效果良好的话再进行进一步的推广。比如说先从石油化工设备入手,或是从随钻测试、计算机操作、泵站台、转油站以及对成套的车装设备进行控制等都是比较不错的切入方式。一旦切入以后要进行充分的观察和研究,分析该设备在实际运转中的不足及优势,在此基础上再进行相关的推广工作。
四、结语
近年来,我国的石油机械设备的发展一直比较缓慢,这是由多种复杂原因共同造成的。但是毋庸置疑,能够提升生产力和劳动效率的新技术必然是任何行业发展的未来方向,亦即机电一体化技术及设备在石油机械行业中必将得到越来越广泛的应用。对此,我国的石油机械制造业应积极抓住这一发展契机走上飞速发展的轨道。
参考文献
[1]毛加佳.探究石油机械机电一体化[J].科学导报,2013,(9):264.
关键词:机电一体化;石油化工机械;机械性能
前言
机电一体化是信息技术、机械技术以及电子技术等多方面的学科相互渗透、相互融合结果,由此来说,机电一体化是一门综合性很强的学科,随着机电一体化技术在石油化工机械的广泛应用,进一步使石油化工企业的生产效率和科技化水平得到了提高,大幅度的增加了企业综合竞争能力,但是由于中国在石油化工机械方面的机电一体化措施起步比较晚,与国际水平还具有着相当的差距。石油化工中机电一体化的研究探讨与应用,是阻挡现今国内石油化工工程发展的主要问题。
1.机电一体化概念和在石油化工机械中的应用价值分析
1.1对机电一体化概念的分析
机电一体化指的是机械设备、信息设备以及软件进行合理的有机结合,通过计算机软件和科学技术有效的实现机械设备的数字化和信息化,进一步的提高机械设备的智能性以及功能性水平[1]。在结构上来分析,机电一体化具有自动化、智能化以及功能化等特性。通过石油化工机械机电一体化的应用。有效地实现石油化工机械的故障检查、自动报警以及在线监控。对于石油化工机械的发电与传动系统进行动态监控,一旦石油化工机械工作时出现故障就会自动报警、自动检查定位,大幅度的提高了石油化工企业的工作效率和企业自动化水平。
1.2机电一体化在石油化工机械中的应用与价值分析
随着世界经济的飞速发展以及石油化工行业的深化改革,机电一体化在石油化工机械中的应用,也成为了时展的趋势。进一步促进中国石油化工行业整体发展的要求,提高生产的高效性与安全性、机械设备的信息化水平、工作环境的整洁度以及采矿结构的优化性。在其他一些发达国家,机电一体化技术已经相对成熟,广泛应用于石油化工企业之中,并且更加强了企业的管理水平和技术水平。
1.3机电一体化的应用能大幅度的提高石油化工企业的生产效率
对于中国国内石油化工企业的现状分析,虽然绝大部分企业都已经采用了机械生产这种生产模式,但从宏观上来看,工人的劳动强度大、危险性高、作业环境太差,并且机械化水平较低[2]。由于这些潜在的因素,严重的阻挡了中国石油化工健康而又快速的发展脚步,随着机电一体化应用水平以及应用程度的提高,能够在提高石油化工企业生产效率的同时,将生产成本降到最低,并且也使企业的综合竞争能力得到了极大的提高。
1.4在线监控、自动报警和故障诊断功能的应用
目前大部分的石油化工企业正在或者已经完成了石油化工机械监控系统的安装与使用,监控系统能够有效地监控石油开采系统、动力系统、制动系统、液压系统以及运输系统等重要工作系统。如果一旦这些系统发生异常现象,那么监控系统能够第一时间向有关负责人发出警报、电话或者短信进行提醒,在线监控的优点有很多,不仅可以自动诊段故障信息,还能及时的发出警报,既减少了维修时间和成本,也提高了设备的使用寿命,并且对相关安全事故责任人的管理水平进行了有效的提高[3]。
2.机电一体化在石油化工机械中应用的发展方向
2.1石油化工机械的智能化
随着生产实际的需求和科学技术的发展,对于产品智能化的要求也逐渐增多。这对于机电产品有了新的要求和标准,需要机电产品具有相当的智能性,能够进行逻辑判断和推理,并且自主进行决策。如今,人工智能化技术在不断发展,心理学,混沌动力学以及神经网络等方面的技术研究都有了新的进展与发现,这位提高机电一体化水平,提供了更好的发展前景。
2.2网络化趋势发展
具有机电一体化技术的石油化工机械产品一经研制出来,只要质量没有问题,并且功能有其独到之处,那么很快就会畅销全国。由于信息的全球化发展以及网络的普及,各种远程监视和控制技术将一定会得到飞速发展,对于机电一体化来说,这种远程控制的终端设备本身就是其在实际意义上的一种体现。并且伴随着家用电器网络化,家庭网络将不同的家用电器通过计算机为中心,将其连接成计算机集成家电系统,这也是机电一体化在向着网络化发展的一种体现,一旦机电一体化与网络相结合,那么,对于石油化工机械制造来说,也是一次重大的突破。
2.3对于石油化工机电一体化技术应用发展趋势的总分析
机电一体化技术应用于石油化工机械设备的发展趋势包括:其一,以信息技术和软件程序为前提的设备智能化应用;其二:实现全面国产化,摆脱对于外国产品高度依存的困境;其三:进一步提高石油化工机械设备的自动化水平;其四:进一步加大高度自动化石油化工机械设备的研究力度,实现石油化工机械从实验室到生产一线的转变;其五:通过机电一体化技术的应用实现石油化工机械设备的集成化和迷你化;其六:对于机电一体化在石油化工机械方面的应用,不仅要扩大企业的利润空间,提高企业的生产效率,还要相应地降低生产成本,减少员工的工作压力,实现更加全面的现代化改造。
3.结论
从上文的分析与讨论来看,随着科技的迅速发展和社会的不断进步,机电一体化技术与石油化工机械的紧密结合已经成为了发展的必然趋势,虽然二者结合的设备在实际的工作中还存在着一些问题,但是它的高性能和智能化等特点都要明显强于当今石油化工领域的其他技术,所以,它是现在以及未来石油化工机械制造的发展的一个新的方向,在我国石油化工生产领域中扮演着不可缺少的重要角色。
参考文献:
[1]叶涛.浅析先进制造技术在工程机械行业的应用[J].机器人技术,2011(9):56-58.
【关键词】液晶玻璃;整体模组;一体化结构
1.发展历程以及研究意义
随着电视由最初的CRT到之后的平板再到如今的LED平板,电视机由最初的小而厚向目前的大而薄发展。2008年以来,我国为了经济的持续发展,进一步实行扩大内需的政策,以利国、利企、利民为原则,实行了惠农政策,财政部开展家电下乡,并在国家的“十二五”规划中把电视机的研发作为国家信息产业的重点项目。因此,本文以电视一体化结构的优化设计来加以研究,不仅对我国企业的技术创新有重要作用,而且对我国的经济结构的战略性调整,与世界经济发展接轨有促进作用。CRT于2009年全面退出我国的主流市场,之后液晶电视开始在我国电视市场得到全面普及,各大电视企业要想在目前的市场竞争中占据不败之地,必须积极地进行创新,实现电视机在提高产品性能的同时降低成本。否则就会被市场所淘汰。电视如果要达到轻薄、低成本,那么就必须攻破目前平板电视的工业设计,而由于面板技术、电路技术、注塑技术的限制,液晶电视要突破再薄1mm都相当困难,对电视一体化结构进行优化设计,可以使液晶模组的成本降低20%以上,从而达到了节时、节材、节能的设计理念,为企业创造更多的价值,提高企业的效益,使得企业在市场竞争中立于不败之地。
2.整机模组一体化结构的概念
整机模组一体化结构,也就是说,把整机结构与模组结构整合在一起,实现一体化设计生产。与新的一体化结构的液晶电视相比,传统的液晶电视结构通常以显示屏与其他结构件相结合的组成方式,显示屏是其中的一个整体组件,采购模组生产线主要生产显示屏,然后整机生产线用刚生产的显示屏通过组装的方式生产出电视整机。其中,显示屏的主要部件包括:液晶玻璃、背光模组(功能是为液晶玻璃提供背光源和支撑)。而新的一体化结构对驱动电路、液体模组结构以及一体化电源进行了深入的研究。具备了传统技术所不具备的优点。第一,一体化结构可以达到结构件复用,使得结构件数量减少,从而把物料的成本降到很低。第二,一体化结构设计可以最大限度的压缩整机的边框厚度和宽度,使电视在造型上达到目前人们的审美。第三,改进后的生产线使得整机组装和模组组装结合在同一个生产流水线上,减少了人力,避免了以往屏体的运输或周转等带来的用费,节约了时间,减少了用费。提高了生产效率,从而降低了产品成本,增加了收益。
3.一体化结构的优化设计
3.1 普通液晶模组的构成
一般意义上液晶模组结构的核心是由以下几部分组成,如下图2所标示。
3.1.1 背光部分
要想使液晶电视变得轻薄,背光部分是开发的重要区域,它是电视机的发光源,主导液晶模组的发光装置,它的重量和厚度在液晶模组中占相当大的比例。它主要含有以下部分:
背板(cover bottom):是连接电视机后壳、信号主板PCB、液晶模组、电源等等,对其强度额要求很高;
反射片(reflector):主要功能是反射光线,以免光流失;
扩散板(diffuserplate):使得灯管发出的光均匀扩散;
扩散片(diffuser sheet):对均匀扩散光起到进一步的促进作用;
增光片(prism):主要功能使光线聚集,提高电视机的亮度50%;
胶框(guide panel):固定光源和面板,起支撑作用;
绝缘片(insulator):主要装配在electrode PCB和cover bottom中间,避免有高压电场的PCB与cover bottom导电,从而造成事故;
3.1.2 前框case Top
这包括两部分:分离式与一体式。一体式易于组装,但其造价成本高;分离式与此相反。主要功能使液晶面板得以固定。
3.1.3 液晶面板open Cell
这是液晶显示屏的关键部件,也即所称的玻璃,无论是原材料的选择,还是制造工艺、制造设备的要求都很高。
3.2 通常液晶电视结构边缘的局部剖面由以下构成
如图1所示:虚线部分是显示屏构件,实线部分是整机结构件。整机部分的核心结构件包含后壳、面板以及固定显示屏的压条等等。安装的时候,先把显示屏固定在面壳力,用压条等固定显示屏,然后安装其他部件,最后一步固定后壳即可。
图1 普通液晶电视结构边缘局部剖面图
3.3 一体化结构技术方案(如图2所示)
整机模组的一体化结构设计方案如下:分拆原来的显示屏背光模组结构,之后结合整机的前壳和后壳进行整体设计。面壳,也即前框和大后壳,也即背板,可以共同供模组和整机使用,其中原来电视显示屏的背光部分的关键部件和玻璃都安装在背板与面壳形成的封闭空间的内侧,和原来的显示屏体大致相同。这样原来整机的后壳就可以减少到只遮盖电路板的小后壳即可。
普通电视的整机结构和通常整机模组的一体化结构的安装方式差不多相近:首先把液晶玻璃安在面壳里,接下来安装背光部分,之后把背板盖上,最后安装整机模组的其他部件并把小后壳盖上。
图2 一体化结构电视边缘局部剖面图
如图3所示:这为一般模组的一体化结构边角的局部剖视图和基本的安装流程。这一过程是在原有的整机结构形式上发展而来的一种新型的一体化结构形式。从前部分依次向后部分安装,安装的过程中不需要翻转。首先仍是把玻璃安装到面壳里,之后把模组的面壳和中框连在一起,把液晶玻璃固定在中框和面壳中间,之后依着中框按顺序安装光学膜片、导光板,之后盖上反射膜,接下来盖上背板,然后在背板上安装其余的部件,这样就完成了整机的安装。
图3 常规一体化结构局部剖视图及装配流程
如上所述的安装过程看起来简单而且易于操作,实际在后续实际生产过程中出现了一系列的问题。第一,这种结构的安装是以面壳为基准,而面壳一般采用的是塑胶件,塑胶件的特点是尺寸精度要求相对低,但其热膨胀系数比较大。和面壳相比,面壳一般为框式结构,如果用塑胶件,就会出现装配变形的问题。因此,一方面,在组装光学膜片和液晶玻璃得利用工装等辅助加以定形,这样对装配的效率造成影响。另一方面,光学部件的安装一般以中框为基准,而中框又以面壳为安装标准,这样使得精度达不到,整机背光的光学性能得不到控制。总之,这样的工艺使得生产一台电视机所需的劳动时间增加,成本增加,劳动生产率降低,不能达到目前发展的要求。
3.4 一体化结构的优化设计
鉴于上述论述中原有的模组结构的弊端,以下将以原来的模组结构为基础,对电视的一体化结构进行优化设计。
如图4所示:我们对电视的装配方式进行调整:首先把背板作为基准,安装背光部分于背板内,然后再安装液晶玻璃,之后安装前框,也即面壳,通过翻转,再安装整机模组的其他部分。这种安装顺序对于生产检测有利,从而提高生产率。
如图4所示:这是电视一体化结构的优化设计之后的局部剖面图和简单的安装流程图。这一安装流程为:首先把背板作为基准,先安装灯条,放入反射膜、导光板、光学膜片,之后在背板上安装模组的中框,使得背光部分被压住,之后才可以把液晶玻璃安装在中框上,盖面壳,用卡钩结构固定,翻转,连接背板与面壳。必须依这样的顺序来。这样安装的好处是使得整机模组中边框的宽度变大,实现审美大的要求。
图4 一体化优化结构的局部剖视图及装配流程
对比两种安装方式可发觉:电视一体化优化设计后的安装方式与传统的安装方式完全相反,而且在安装的过程中需要翻转,这样的安装方式看起来很繁琐,但却在实际的生产中发挥着很大的作用。这样的安装以背板为基准,背板要求的材料一般为钣金件,这样尺寸精度就会提高,更主要的是背板是整个的一个大结构,在安装过程中不易产生变形,这与面壳的框式结构截然不同。
4.结语
通过对液晶电视一体化结构的优化设计,改变了原来的安装程序,攻破了原有的难题,降低了企业的成本。实现了目前消费者对于电视性能和审美的要求。相信通过不断地创新,电视会越来越满足人们的需求。
参考文献
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