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關鍵詞:一體化污水處理生物接觸氧化 MBR 工藝特點比較
中圖分類號:U664.9+2 文獻標識碼:A
1、前言
我國是一個水資源匱乏的國家,但是近年來關于水資源被污染的事件不斷,我們賴以生存的水環境不斷的遭到破壞,為了有效的保護水環境,解決水資源短缺的問題,中水回用是有效途徑之一。中水指各種排水經處理后,達到規定的水質標準,可在生活、市政環境等范圍內雜用的非飲用水。中水可節約水資源,減少環境污染,具有良好的綜合效益。
對于小型生活居住區或邊遠地區,周邊無城市污水管網可直接接入,設置一體化污水處理裝置處理生活污水以此作為回用水源,是十分必要的。
2、工作機理及形式
一體化污水處理中接觸氧化和MBR是兩種常用的處理工藝。
生物接觸氧化工藝用于中水處理在國內有30年的歷史了,大部分能通過當時的驗收,并且運行良好。2000年前后,國內有了MBR應用實際工程的先例。
2.1 生物接觸氧化法
生物接觸氧化法(biological contact oxidation process)是從生物膜法派生出來的一種廢水生物處理法,即在生物接觸氧化池內裝填一定數量的填料,利用棲附在填料上的生物膜和充分供應的氧氣,通過生物氧化作用,將廢水中的有機物氧化分解,達到凈化目的。
生物接觸氧化法中填料的應用歷史很古老,早在20世紀初期就取得了實踐效果。當時使用的填料是砂礫、枝條、木棒、木片、軟木片等。形狀不規則,尺寸和孔隙率不均勻,比重不適宜等,使得接觸氧化法在好長一段時間內未被廣泛應用。直到20世紀70年代初開發研究蜂窩填料,才使生物接觸氧化法得到了推廣使用。因此,可以看出填料同生物接觸氧化法的生命力密切相關。
接觸氧化工藝中采用較多的硬性(圖1)、軟性、半軟性(圖2)、組合型(圖3)、懸浮型(圖4)及固定化微生物型填料(圖5)。
圖1硬性(蜂窩)填料 圖2半軟性填料
圖3組合式填料
圖4懸浮填料
圖5固定化微生物型填料
2.2 MBR法
MBR又稱膜生物反應器(Membrane Bio-Reactor),是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術。它利用膜分離設備將生化池中的活性污泥和大分子有機物截留,省掉二沉池。因此,活性污泥濃度可以大大提高,水力停留時間和污泥停留時間可以分別控制,而難降解的物質在反應中不斷被降解。
膜生物反應器主要由膜分離組件及生物反應器兩部分組成。MBR工藝中膜一般為微濾膜(MF)和超濾膜(UF),大都采用0.1-0.4μm膜孔徑。為了便于工業化生產和安裝,提高膜的工作效率,在單位體積內實現最大的膜面積,通常將膜以某種形式組裝在一個基本單元設備內,這類裝置稱為膜組件。工業上常用的膜組件形式有五種:板框式、螺旋式、圓管式、中控纖維式和毛細管式。
根據生物反應器和膜組件結合的方式不同,膜生物反應器可分為分置式(圖1)和一體式(圖2)。
分置式是指膜組件與生物反應器分開設置,壓力驅動靠加壓泵。分置式的特點是運行穩定可靠,操作管理容易,易于膜的清洗、更換。但一般條件下為減少污染物在膜表面的沉積,由循環泵提供的水流流速都很高,動力消耗較高。
一體式是將膜組件置于生物反應器中,通過真空泵抽吸,得到過濾液。一體式的最大特點是運行費用低,但在運行穩定性、操作管理方面和膜的清洗更換上不如分置式。
3、工藝設計
以某小型生活區為例,定員10人,用水定額按250L/人·天計,供水水量2.5m3/d,站內排放污水主要是值班人員盥洗生活用水,污水量:按生活水量的95%計:生活污水2.375m3/d。
3.1接觸氧化法
工藝流程見圖:
設計參數:
污水處理量為Q=0.5m3/h;
出水指標BOD:20mg/L;COD:60mg/L;SS:20mg/L;PH:6~9。
流程描述:生活污水首先進入化糞池,經化糞池預處理后的污水進入站內設置的1.0m3/h一體化地埋式污水處理裝置內,污水經初沉、生物接觸氧化、消毒處理(投加氯片消毒)等,其出水水質應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的一級B水質標準要求, 達標污水排入污水調節池,定期拉運或回用。
污水裝置區16.0m×8.0 m的區域,包括格柵池、調節池、風機房、污水處理裝置等單體。
3.2 MBR(一體式)法
工藝流程見圖:
設計參數:
污水處理量為Q=0.5m3/h;
出水指標BOD:10mg/L;COD:50mg/l;SS:10mg/L;PH:6~9。
流程描述:生活污水首先進入化糞池,經化糞池預處理后的污水進入站內設置的0.5m3/h一體化地埋式污水處理裝置內,污水經初沉、MBR池、消毒處理(投加氯片消毒)等,其出水水質應達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》GB18918-2002的一級A水質標準要求, 達標污水站內綠化。
污水裝置區10.0m×6.0 m的區域,包括格柵池、調節池、風機房、污水處理裝置等單體。
4、總結
接觸氧化與MBR工藝特點比較:
4.1 接觸氧化法:
(1) 兼有活性污泥法和生物膜法的優點,且有處理效果好,耐沖擊能力強;
(2) 設置了生物填料,不會產生污泥膨脹;
(3) 控制簡單,對操作人員要求很低;
(4) 能耗低,相比MBR來說運行費用低。
(5) 填料壽命一般為5-10年,根據水質情況需要進行更換
(6) 工藝為傳統工藝,占地稍大。
4.2 MBR法:
(1) 出水水質好,優質穩定,處理負荷高,剩余污泥產量少
(2)可去除氨氮及難降解有機物
(3) 不需要設置沉淀池及過濾系統,出水可直接回用。
(4)操作較簡單,易于實現自動控制
(5) 膜組件造價高,維護費用高,國產膜壽命2-3年,進口膜4-5年。
(6)占地面積小,不受設置場合限制
接觸氧化工藝具有很多優點,在我國的污水再生回用方面得到了廣泛的應用,為國內水資源保護和節水做了很大的貢獻。直到現在,接觸氧化工藝依然憑借自身微生物生命力強的特點在很多難降解的工業廢水處理中大顯身手。MBR工藝依靠著極好的出水水質在一些要求較高的水處理領域用的越來越多。總的來說各有優點,在水量小,變化系數大的時候,MBR的可靠性更好,在水質要求高的情況下,MBR也更加合適。
參考文獻
[1] 接觸氧化和MBR法用于建筑中水處理的幾點比較,郭清斌,給水排水動態,2008.2
[2] 淺談MBR中水回用工藝,楊瑩,廣州建筑,2013.1
[3] 生物接觸氧化處理工藝中填料處理效果的比較,汪艷霞等,山西建筑,2004.12
[4] 生物接觸氧化/超濾膜工藝處理小區生活污水,王鄧紅等,中國給水排水,2012.10
關鍵詞:機電一體化技術;發展趨勢;產品功能;協調和綜合
現代技術革命總是伴隨著學科間的交叉和大綜合,通過這種交叉和綜合總是能夠推動工業技術的飛速發展,當前微電子技術和計算機技術的結合就推動了機械工業的技術變革,這就使得機械的加工、結構、功能等方面都會產生較大的變化,機械加工有電氣化已經進入了機電一體化時代,工業生產到了極大的提高。
從當前科學技術的反戰大趨勢來看,機電一體化是個必然趨勢,也是科技革命的必然產物,機電一體化的發展必將影響傳統機械、電氣工業化工生產,逐步引領工業產業結構向智能化、自動化、高效能的方向發展。
1 機電一體化技術特點
機電一體化的結構功能主要包括:整體功能、動力功能、信息處理、控制功能等方面,尤其是控制功能結合現代電子技術的設計,通過相應軟件實現自動化的控制,構成了一個完整的機電一體化系統。機電一體化從交叉學科而來,目前已經是自成一體,具備了具有自身專業特色的新的學科,其總的特征是:綜合運用自控技術、機械技術、計算機技術、傳感、技術、接口技術和電力電子技術的合理配置,實現最優化的系統工程,在功能上能夠實現高效能、多功能、高可靠性的目標,其核心技術包括軟件和硬件,硬件的要求是比較高的,涵蓋高性能的機械本體,傳感器和驅動信息單元。軟件部分主要是起到保證準確性和可靠性的控制程序。
機電一體化技術和相應的產品已經滲透到各個領域涵蓋范圍廣泛,目前我們所能接觸到的所有工業生產領域都已經覆蓋了機電一體化的技術,其生產產品根據專業類別分為“數控機械類、電子設備類 、機電結合類、電液伺服類、信息控制類”。
2 機電一體化技術的應用發展
在制造業技術高速發展的今天,應用機電一體化的產品也是層出不窮,在2013年我國新增機器人3.7萬臺,成為全世界2013年機器人數量增加最多的國家,據統計在2014年新增機器人數量已達到5.6萬臺,從這個方面也可以看出智能化、自動化結合微電子技術的行業發展是機電一體化的發展大方向,通過機電一體化技術的發展將帶動各個行業共同的發展。
2.1 發展歷程
“機電一體化”很多人簡單的理解為機械與電子的結合。在早期我們國內剛剛接觸到機電一體化時僅是將機械和電子學的簡單融合,稱作機械電子學,近些年由于其不可抵擋的發展勢頭,機電一體化的的稱謂更加適合。機電一體化技術的發展離不開微處理技術的進步發展,微型芯片技術的進步必將帶動相應的數控、機器人、電子控制等機電一體化前沿技術的革新,當然在不同的行業由于行業特殊性,也勢必存在相對低級的機電一體化,在當前應該是高級和低級并存,以效率優先為標準。隨著整個國家產業結構的升級和改變,我們越來越提倡綠色經濟,綠色工業,機電一體化也應向環保、節約的方向發展。另外在硬件方面,以電腦控制為主的機電結構集成化技術日趨成熟,而與之緊密結合的控制技術、驅動部分、機械結構部分都將提高集成化程度,高度集成化降低了使用和操作的難度,另外整體的機械效率也得到了較大提高。
2.2 技術應用
在現代機械制造業中充分利用電子計算機技術和現代制造技術,制造工程領域的新技術相繼誕生,如數控技術、柔性制造技術、現代集成制造系統、虛擬制造、敏捷制造等。在飲料加工行業,利用機電一體化實現飲料自動灌裝,使單機的自動化程度有了較大的改善和提高,整個飲料生產及其包裝生產線的自控技術和生產能力得到了極大的改善,使其競爭能力遠遠超過傳統的機械控制的同類設備。在金屬加工企業中利用CIMS技術將人與生產經營,生產管理和過程控制有機組合,連成一體,實現從原料采集到進廠技工,再到生產、加工、銷售發貨等等整個生產過程都有機電一體化的技術體現。
3 機電一體化產品的發展趨勢
今后隨著網絡技術和計算機技術的發展,機電一體化產品的發展趨勢將向智能化、微型化、網絡化、自源化、人性化、綠色化的方向發展。智能化即要求機電產品有一定的邏輯思考、判斷推理、自主決策等智能,為機電一體化技術發展開辟了廣闊天地。數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、通用性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程控制操作、診斷和修復。目前我國擁有機床接近320萬臺,是當今世界上機床數量最多的國家,但是處于技術領先的數控機床不到一成,而在這些機床中大部分也都是一些普通數控機床。機床中的電氣傳動部件,近些年也在逐漸向交流傳動轉變,電氣傳動技術被交流傳動所取代是必然趨勢,數字技術的發展將復雜的矢量控制技術變為現實,而且交流調速系統的性能已經大大超過了直流調速水平。
機電一體化產品種類和生產廠家繁多,因此模塊化是一項復雜的工程。在產品開發設計時,利用標準化模塊開發出新的產品。模塊化是需要生產廠家統一認識,應該從行業發展角度出發,加速實現模塊化和標準化的進程。另外網絡技術的發展也會對機電一體化技術產生深遠影響,家庭網絡化可以將家用電器連接成集成家用電器系統,機電一體化產品無疑應朝網絡化、接近生活化方向發展。
4 結束語
隨著科學技術的發展, 機電一體化和各種專業技術相互融合的趨勢將越來越明顯,以機械技術、微電子技術的有機結合為主體的機電一體化技術是機械工業發展的必然趨勢,機電一體化技術的廣闊發展前景也將越來越光明。
參考文獻:
[1]姚全.21世紀機電一體化技術的發展趨勢[J].科技創新與應用,2012(29).
[2]黃鴻輝.對機電一體化技術發展趨勢的探究[J].電子制作,2013(07).
[3]張葆青,閆石,陳爽.機電一體化技術的現狀與發展趨勢[J].機床與液壓,2011(24).
關鍵詞:機電一體化;架構研究;組成結構
1.前言
隨著我國經濟的發展和國家科研實力的提升,人們已廣泛地接受了發展中的機電一體化這一新興。機電一體化技術是將不同領域的專業例如電子信息工程、機械工程、計算機應用工程等學科交叉結合,對這些學科取長補短以期實現整個工作平臺的最優化操作控制。
2.機電一體化功能介紹
機電一體化的主要功能就是將機械制造技術與不同領域的技術交叉互動實現最終應用,這些技術包括了電子技術、信息技術等先進的新興技術。機電一體化系統的顯著特點是根據實際情況,在確定了具有建設性方案的前提下,將機械技術和信息處理技術緊密協同和集成,以實現機械變換,用以滿足用戶多樣化的需求。具體來說,機電一體化功能包括了變換功能、目的功能和狀態變遷3部分。
變換功能主要通過人與機器分工協作相互配合,有目的地將輸入狀態中的過程對象變換為所期望產品的輸出狀態。這樣的變換功能系統可以看做是一個黑匣子,其中輸入已知,輸出也已知,黑匣子里的過程是未知的。在這一過程中,轉換對象的若干性質和特征會由功能中的單一步驟的改變而改變。只有用其他技術操作才能獲得所需要實現的輸出狀態。
目的功能是由機電一體化系統的眾多物理效應組成的,實施者、系統部件共同組成了該物理效應,這樣的物理效應是機電一體化功能變換實現所需的基本能力。對于設計者的思維習慣以及設計者對系統設計功能的理解來說,目的功能可以有效地表示設計意圖,更加貼近設計設。
在一體化連續類型的功能變換過程中,變換過程的輸出具有連續性的特點,輸出狀態由且僅由輸入狀態決定,這種由物質、能量和信息的連續流組成的系統稱為狀態變遷功能。這也是機電一體化系統的一種功能結構。
以上3部分機電一體化系統的功能組成很好的詮釋了機電一體化的復雜結構以及它所具有的特殊的性質,這樣的性質很好的服務于新型機械設計技術的應用與發展。
3.機電一體化架構分析
3.1. 基本架構分析
首先介紹機電一體化架構中的基本構成要素,這些技術是機電一體化發展應用的基礎環節。
3.1.1.系統技術。系統技術首先是以全局角度考慮了機電一體化系統的實現目標,將各種相關的技術組織結合在一起,然后將結合后的一體化系統分解成若干相互功能上相關聯的單元。
3.1.2.自動控制技術。自動控制技術運用于諸如定位的高精度控制設備、速度精確設置的速度控制設備、強大自適應性的控制設備、自我優化技術的自診斷校正、補償等設備。這一技術的應用可見及其范圍廣泛。在一體化系統的設計環節,甚至設計后的仿真調試階段都需要自動控制技術的指導。
3.1.3.機械技術。機械技術是機電一體化的基礎環節,這一技術的使用重點就是如何與機電一體化技術配合運用,利用所述其他新型技術的輔助作用,最終實現在重量上、體積上、精度上的優化即可以滿足重量的減小、體積的縮小、精度的提高、性能的改善等要求。在機電一體化系統的設計中,應在采用人工智能專家系統的同時有效結合先進的計算機輔助技術,以期形成新一代的機械制造技術。
3.1.4.計算機與信息技術。計算機信息技術是新發展的技術體系,它是計算機技術與信息技術的有效結合,包括了信息實時交換、在線存取、人工智能判斷與決策、神經網絡技術等。
3.2. 核心架構分析
其次介紹機電一體化架構中的核心構成要素。這些技術是機電一體化發展應用的關鍵環節。
3.2.1.驅動技術。之前作為驅動元件的電機在設計使用中已被廣泛采用,但是隨著科技的發展,內部裝有編碼器的電機以及三位一體的伺服驅動單元(控制專用組件-傳感器-電機)正在機電一體化的設計中逐漸占據重要的地位。
3.2.2.接口技術。信息數據傳遞格式的標準化、規格化是機電設備與計算機進行通信交換的基礎,為了便于信息的傳遞和維修應使用同一規格的接口技術。目前,先進的接口技術是高速串行接口,由于其開發成本低、還可以解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光耦器的大容量化等問題,故在機電一體化的設計中占據重要的作用。
3.2.3.軟件技術。一體化系統的使用離不開軟件的開發與硬件的設計。為了提高系統的生產效率,應逐步推行統一的軟件技術標準,即標準化的程序設計、模塊化的程序開發、固化的程序應用等。
3.2.4.信息處理技術。為了使機電一體化系統得到進一步的發展,必須運用先進的信息處理技術以提高設備的可靠性,包括了模數、數模轉換設備的可靠性和離線理數據的可靠性,進而提高整體系統的處理速度。
4.總結
機電一體化的應用使得機械生產業發生了史無前例的革新,是對傳統機械加工設計方法的重大改進。新型機電一體化系統的運用,將會推動機械產品更新換代的速度以及提高產品的使用效率。隨著科技水平的提高,各種相關的技術交叉配合已成為發展趨勢,與此同時機電一體化技術也會在經濟發展的同時得到更加廣闊的發展前景。
參考文獻:
[1]梁景凱,蓋玉先.機電一體化技術與系統[M].北京:機械工業出版社,2007.
[2]芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社,2004.
[3]仝永康.淺析機電一體化技術的應用與發展趨勢[J].科技風,2009(10).
[4]梁俊彥,李玉翔.機電一體化技術的發展及應用[J].科技資訊,2007(9).
[5]張春利.機電一體化技術在煤礦生產中的應用[J].科技創新導報,2010(13)
關鍵詞:機電一體化;發展趨勢;應用分析;
1 機電一體化概述
日本企業界在1970年左右最早提出“機電一體化技術”這一概念,它是將英文Mechanics的前半部分和Electronics的后半部分結合在一起構成的一個新詞,取名為“Mechatronics”,意思是機械技術和電子技術的有機結合,機電一體化技術即結合應用機械技術和電子技術于一體。隨著計算機技術迅猛發展和廣泛應用,機電一體化技術獲得前所未有的發展,成為一門綜合計算機與信息技術、自動控制技術、傳感檢測技術、伺服傳動技術和機械技術等交叉的系統技術,目前正向光機電一體化技術方向發展,應用范圍愈來愈廣泛。
2 機電一體化的發展現狀
機電一體化的發展總共經歷了3個階段。上世紀60年代以前是機電一體化發展第一階段(初級階段)。這個時期,人們主要利用電子技術的初步成果來完善機械產品的性能。第二個階段是上世紀70-80年代(快速發展階段)。這一時期計算機技術、控制技術、通信技術都得到了快速發展,為后來的機電一體化發展奠定了技術基礎。而大規模、超大規模集成電路與微型計算機的迅猛發展,則為機電一體化的發展提供了充分的物質基礎。第三階段則是上世紀90年代后期至今,這一階段機電一體化技術開始向智能化方向邁進,進入深入發展時期。此時光學、通信技術等進入了機電一體化,微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳,出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面對機電一體化系統的建模設計、分析和集成方法,機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。我國則是從上世紀80年代初才開始在這方面研究和應用。
3 機電一體化技術的應用
(一)機床數控領域
機電一體化在數控機床領域的發展已經有40年的歷史,在技術領域有了進一步的提高,無論是在結構上功能上還是在操作上都發展的比較完善。類型具有總線式、模塊化、緊湊型的結構,在開放性設計中,這種設計硬件體系和功能模塊具有層次性和兼容性的,可以大大提高用戶的使用效益和智能化的。在機電一體化的系統研究中分出多級的網絡,這樣能使復雜加工系統的作業能力的運行。
(二)計算機集成制造系統的領域及工業機器人
計算機系統的組合不是分散的子系統的組合,它是由全局的實踐總結出最優的系統的組合,它需要各個部門加強溝通,圍繞制造展開工作。當產品的集成度越高,就能夠使各個生產要素間的配置更加合理和完善。工業機器人首先出現的是不夠靈活的半機器人,它根據示范的動作進行重復的運動,在工作中,不會考慮工作環境和作業對象的變化。而現代的機器人,里面裝有不同的傳感元件,機器人可以作業環境和對象做出簡單的信息判斷,并能做出簡單的分析。這是機電一體化發展的新成果,也是其發展的前景所在。
4 機電一體化技術的發展方向分析
機電一體化是機械工業發展的進步的表現,近年來,機電一體化在國內外都有了全新的發展,并且廣泛的被人們用于各個行業,它的發展和進步依賴并促進相關技術的發展和進步。進入21世紀機電一體化技術將向以下幾個方向發展。
(一)機電一體化發展的智能化、數字化趨勢
首先機電一體化發展的智能化趨勢。機電一體化的發展打破了傳統機械自動化或者半自動化的局面,實現了智能化,這也是今后機電一體化的重要發展方向。嵌入式智能控制的算法運用,使機電一體化的產品發展為智能化,是模擬人腦的人工智能的產品,它可以根據系統的設置來做出判斷以及決策,可以取代人們的部分腦力勞動。其次機電一體化發展的數字化趨勢。奠定機電產品數字化的基礎是微控制器及其發展(如不斷發展的數控機床和機器人);而計算機網絡的迅速崛起則為數字化設計與制造鋪平了道路(如虛擬設計、計算機集成制造等);數字化要求機電一體化產品的軟件具有高可靠性、易操作性、可維護性、自診斷能力以及友好人機界面。數字化的實現將便于遠程操作、診斷和修復。
(二)機電一體化發展的網絡化趨勢
網絡技術在20世紀90年代異軍突起,其興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育以及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網絡將全球經濟、生產連成一片、企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研制出來,只要其功能獨到,質量可靠,很快就會暢銷全球。由于網絡的普及,基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾,而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。現場總線和局域網技術是家用電器網絡化已成大勢,利用家庭網絡將各種家用電器連接成計算機為中心的計算機集成家電系統(CIAS),使人們在家里分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此,機電一體化產品無疑朝著網絡化方向發展。
(三)機電一體化發展的微型化、模塊化趨勢
首先機電一體化將向微型化方向發展。機電一體化產品生產的廠家很多,但是如果統一開發標準機械、電氣、動力等方面的機電一體化產品并不是一件容易的事情,制定統一的標準,才能使各部件、單元匹配成功。機電一體化的生產商也可以根據自己產品的需要或者國外最新的產品的模型來進行創新,更新換代自己的產品,并不斷地擴大生產規模,使機電一體化的發展走向正規化和統一化。其次機電一體化將向微型化方向發展。在20世紀80年代末機電一體化向微型機器和微觀領域發展。國外稱其為微電子機械系統(MEMS),泛指幾何尺寸不超過1cm3的機電一體化產品,并向微米、納米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活,在生物t療、軍事、信息等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在于微機械技術,微機電一體化產品的加工采用精細加工技術,即超精密技術,它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
(四)機電一體化發展的綠色化、系統化趨勢
首先機電一體化發展的綠色化趨勢。所謂機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境,報廢后能回收利用。工業經濟給人們生活帶來了巨大變化。在人民物質豐富、生活舒適的同時資源卻在減少,生態環境在不斷惡化。于是,人們呼吁保護環境資源,回歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生,綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、制造、使用和銷毀的生命過程中,符合特定的環境保護和人類健康的要求,對生態環境無害或危害極少,資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品具有遠大的發展前途。其次機電一體化發展的系統化趨勢。系統具有隨時分解組合的功能,這種功能實現了多子系統互相調和以及整合的需要,機電一體化的系統功能,不但運用在通信系統以外,還運用在遠程通訊以及互聯網系統,局域網也慢慢的采用。機電一體化在系統方面未來的發展,是會越來越考慮人的因素,模擬人的智能的,甚至可以模擬生物的結構來發展。
關鍵詞:機電一體化技術;現狀;發展趨勢
中圖分類號: TH-39 文獻標識碼: A 文章編號:
現代的科學技術正以迅猛之勢進行發展,極大的推動了不同領域之間的交叉滲透與融合,機電一體化就是不同領域之間交融的產物。機電一體化產品是在原有的機械產品的基礎上,融合了微電子技術與計算機的技術所生產出的新產品。機電一體化的產品應用在工業上,大大提高了工作效率以及工作的質量,已經在工業中得到了普遍的使用。
一、關于機電一體化技術的特點
1、性能得到提高
機電一體化的生產設備在原有的基礎上加以改進,使得它在生產安全以及可靠性的方面都有了很大的提高。機電一體化的產品一般都具有報警、自動監視、自動保護、自動診斷等功能。在工作期間如果遇到了一些突發的狀況,比如過載、過流、短路等一些問題,機電一體化的產品能夠自動采取保護的措施,盡可能的避免或者是減少設備和人身的事故,對于設備使用的安全性有了顯著的提高。
2、效率得到提高
機電一體化的產品大都具有信息自動處理的功能和自動控制的功能。新產品的檢測和控制的靈敏度、范圍以及精度都有了很大的提高。機電一體化的產品通過自動控制的系統對機械進行控制,使機械規范的進行工作,可以精確的完成來自控系統設定的動作,從而得到最佳的操作,使其不受操作者的主觀因素的影響。不但可以提高生產的效率,也大大的提高了產品的質量。
3使用性能得到提高
機電一體化的設備基本上都是采用了程序控制和數字顯示的方式,操作臺上的操作按鈕以及操作手柄都已經在逐漸的減少,這樣做可以使操作人員進行操作的時候簡單、方便。機電一體化的產品是以程序為根本,電子控制系統根據已設定好的程序進行指揮實現操作,系統支持重復操作。
4、功能得到提高
機電一體化的設備具有復合功能并且得到了廣泛的應用,適用面也比較廣泛。原有的機械只具有單一的功能、單一的技術,機電一體化的設備技術不再是單純的只是單一技術,單一功能了,具有了復合的技術與功能,使得產品的自動化和功能水平上都有了很大的提高。
5、維護得到提高
機電一體化產品維護和調整都變的方便了很多,產品在進行安裝和調試的時候,是可以通過改變程序的控制來達到改變工作方式的目的。因此,更加的適應不同對象的需要以及現場的參數發生變化時的需求。機電一體化的的產品具有自動監視的功能和自動化檢驗的功能,可以在工作的過程中針對所出現的問題自動采取措施,使其恢復正常的工作狀態。
二、機電一體化產品的結構
機電一體化的產品是通過自身內部各個組成部分功能的綜合與協調來實現它自身的功能。從機電一體化產品的結構方面來看,該產品具有智能化、自動化以及多功能等特點,但是想要實現這種多功能基本需要該類產品中擁有五種內部的功能,就是主功能、檢測功能、動力功能、控制功能以及執行的功能,而機電一體化產品或者系統都是由這些功能的組成部分和技術構成的。
1、 機電一體化產品的機械系統
機械系統主要包括機身、機械傳動、框架以及連接等部分。機械系統部分是實現產品功能最基礎的部分,因此對于機械的結構要求也就更高了,需要在材料、結構、幾何尺寸以及工藝加工等方面來實現產品的多功能、高效率、節能、可靠以及小型輕量等要求。
2、 機電一體化產品的動力系統
機電一體化產品的動力功能和能量都是由動力系統來完成的。動力的系統主要包括電、氣、液等一類的動力源,一般的都是以電力為主的,比如電源、驅動電路、電動機等。
3、 機電一體化產品的傳感與檢測的系統
機電一體化產品在運行中所需要的自身和外在環境的各種各樣的參數進行轉換,使其成為能夠測定的物理量,這個過程都是由傳感器完成的。而檢測的系統就是對這些物理量進行精確的測定,從而為機電一體化產品提供運行控制所需要的各個種類的信息。
4、機電一體化產品的控制系統以及信息處理
為了滿足機電一體化產品的功能和要求,信息處理以及控制系統接收到了檢測和傳感系統發送的信息,然后對這些信息進行一些處理、運算和一些決策,對正在運行按照要求進行控制,達到控制的功能。在產品中,信息處理以及控制系統只要是用計算機的軟件、計算機的硬件以及各種接口組成的。
5、 機電一體化產品的執行機構
機電一體化產品的執行機構想要完成要求的動作,控制信息占據這重要的地位,只有在控制信息的作用下才能完成產品的主功能。 機電一體化產品的執行機構基本都是運動部件,經常性的采用電液、機械、氣動等機構。
三、機電一體化未來的發展方向
1 機電一體化的智能化
機電一體化技術中一個重要的發展方向就是智能化。智能系統廣泛應用得到了機電一體化的研究建設的重視,最重要的應用體現在數控機床與機器人的智能化,以控制理論為基礎,融合了人工智能、計算機科學、運籌學、心理學、模糊學、混沌動力學等新的思想與方法,對人類智能進行模擬,致使新一代的產品具有了推理、自主決定、邏輯思維等各種能力,得已達到更高的控制目標,更好的為工業加強效率。
2機電一體化的模塊化
由于現在生產機電一體化產品的廠家與種類比較多,所以十分有必要研制和開發有著標準的機械接口、電力接口、電氣接口、環境接口模塊。同時還需要制定各項標準,這樣可以方便各個部件,單元的匹配和接口。模塊化將會為機電一體化企業鋪墊一條暢通的大道。
3機電一體化的網絡化
網絡技術在20世紀90年代是計算機等最為突出的成就。機電一體化的新產品一旦問世,只要是擁有獨特的功能,并且可靠性比較高,質量能夠保證,相信很快就會風靡全球。現在的網絡以及得到了普及,以網絡為基礎的各種遠程操控和監控技術正在興盛的時期,而遠程的終端本身就是一種機電一體化的產品,因此機電一體化肯定也會向著網絡的方向發展。
4機電一體化的微型化
微型化興起于20世紀80年代末,是指機電一體化向微型化的方面發展,國外稱之為微電子,它的特點是體積小,耗能少,運動靈活。
5機電一體化的系統化
系統化的特征之一就是將系統的體系結構更進一步采用開放式與模式化的總線結構。系統可以進行靈活的組態,裁剪和組合,同時尋求實現多子系統的協調控制以及進行綜合管理。第二個特征就是它的通信功能得到了加強。
總結:
經過本文的分析,可以看出,機電一體化并不是一個孤立的個體,是一個由很多科學與領域交叉融合后的產物,隨著時代的發展以及生產力的需求,機電一體化的發展是必然的,因此機電一體化的技術將會有著廣闊的發展前景。
參考文獻:
[1] 卜燕萍,曾靜. 淺析機電一體化的進程與智能化趨勢[J]. 益陽職業技術學院學報, 2008,(02) .
[2] 董軍. 淺析機電一體化技術的現狀和發展趨勢[J]. 科技信息(學術研究), 2008,(03) .
[3] 張鑫. 淺談機電一體化的發展及趨勢[J]. 黑龍江科技信息, 2011,(06) .
[4] 胡家華. 機電一體化技術的應用及其發展趨勢[J]. 中國高新技術企業, 2011,(21) .
關鍵詞:機電一體化;內涵;汽車工業;應用
一、機電一體化的內涵
機電一體化綜合集成了電子工程和機械工程技術,實現了面向任務的機電一體化功能,它可以有效地協助技術設計人員對某項生產管理項目進行特定的技術開發和設計。機電一體化的方法論包括信息控制理論和工程系統理論,而一體化是機電一體化的核心思想。
二、機電一體化的特點
1.安全性高
機電一體化系統可以提供包括警報、監控、診斷、保護在內的一體化自動服務,在工作過程中當發生相關故障時可以自動采取保護辦法,諸如當工作電壓過高或過低時,會自動停止工作或發出警報提醒操作人員采取措施,最大程度上保障相關設備和操作人員的安全,保障財產設備等不受損害。
2.生產能力強
機電一體化產品系統的信息處理與控制一般都是自動化的,具有較高靈敏的檢測控制能力,在計算機控制系統的作用下可以更為精確地確保機械設備裝置完成所設計的動作,從而更好地保證產品的質量。更為重要的是,機電一體化產品系統自動化的控制和操作,極大地提高了產品的生產效率,降低了單位產品的成本。
3.適用范圍廣
機電一體化產品系統強大的技術綜合能力使之已經超越了單一產品功能的范疇,再加上其自身較高的自動化水平,可以滿足客戶更為復雜的需求,提供個性化解決方案。機電一體化產品較高的智能化、自我保護性、自動監控性、可擴展性使之可以應用于不同的環境和場合。
三、汽車工業領域機電一體化的應用
1.自動變速器系統
汽車自動變速器的主要作用是降低汽車行駛過程中的功率損耗,提升汽車動力系統的有效功率,通過增加變速檔數實現汽車的舒適安全行駛。汽車行駛過程中,發動機的實時運行狀態需要借助傳感系統進行測量,測量的數據信息通過電子監控設備進行處理,并且具有換擋信息程序、開關程序以及開關關閉程序,根據汽車最優行駛的條件要求來選擇相應的電子監控裝置。如汽車發動機啟動后,相關的警示燈關閉,說明系統功能正常;如果警示燈未關閉,那么這時的自動變速器就處于非電控狀態,但其仍然可以正常工作,只是相關的優化性能不再生效。
2.制動系統
起初的汽車一般在后輪安裝制動設備,隨著汽車行駛速度的不斷提升,單純在后輪安裝制動設備已經無法有效提供充足的制動動力,促使了汽車前輪也需要安裝相應的制動設備。當汽車制動設備工作時,汽車的動態軸負荷就會轉移、前輪的載重量就會增加、后輪載重量降低,但后輪發生抱死時更容易使汽車失去方向控制能力,于是汽車防抱死制動設備就產生了。汽車防抱死制動設備的主要功能就是可以感知制動發生時每個車輪的瞬間運動方向,并且根據相關情況調節制動設備的動力鉅大小,防止抱死現象的發生。ABS防抱死系統就是比較著名的電子監控技術,提升了汽車行駛的安全性。
3.計算機控制發電機系統
計算機微處理器或者集成電路用以控制發電機單元,利用傳感器負責接收電壓信號,并獲得發動機的脈沖數據,傳送到發動機電控單元中。信號模擬器通過數字模型輸出數字信號,以這些信息為基礎發電機控制單元對點火時間、燃料空氣比例、循環排氣效率進行優化計算,并將計算結果作為控制點火設備和燃料閥開關大小的參數,從而控制燃料與空氣的適當比例。在燃料空氣比增加時,會使得點火困難;當燃料空氣比降低時由于氧氣缺乏,造成燃料燃燒不充分,排放的氣體中一氧化碳的含量會增加。
4.激光測距雷達系統
在汽車前面部位安裝測距激光雷達,當激光光束遇到障礙物后就會散射,當散射信號被捕捉到,測出車輛與障礙物之間的距離,使用計算機系統對障礙物方位信息進行持續的動態測量和跟蹤,就能夠準確判斷障礙物是否在運動,并計算出其運動速度和車間距離,根據運行軌跡判斷其是否能夠與車輛發生碰撞,從而提醒車輛駕駛員調整車輛運行速度、方向。當出現危險情況時,系統會發出警報信息。
四、總結
機電一體化融合了眾多技術、跨越了多個領域,它是一種集成產品,特別是現代計算機系統為機電一體化的實現帶來了真正的飛躍和突破,成為工業生成自動化控制中的一項重要技術。它有效地提升了汽車產品的質量和駕乘舒適度,隨著機電一體化解決方案智能化和汽車工業的發展,兩者的融合深度將會進一步增強。
參考文獻:
[關鍵詞]PLC控制;機電一體化設備;安裝與調試
中圖分類號:TU346 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)14-0144-01
前言:智能化是現階段和未來生產設備發展的重要趨勢,機電一體化設備作為目前被廣泛應用的生產設備,其智能化發展趨勢十分明顯,PLC控制可以在一定程度上提高機電一體化設備的智能水平,并實現初步的智能化。
1 機電一體化設備進行PLC控制的必要性
1.1 提升機電一體化設備的工作能力
PLC設備的出現,是信息技術的發展和社會生產的需要雙重作用下的結果,其在機電一體化設備中應用,可以明顯提升后者的智能化水平,并通過對設備的智能化控制,提升工作能力。
機電一體化設備的應用十分廣泛,其動力往往是電能,在工作中也可能附帶其他附屬設備。傳統的設備在使用時,依賴于工人的經驗,這種主觀因素對于設備的工作效果有很大的影響。通過PLC控制,計算機程序取代了人為影響,只要設定合適的程序,設備就可以有效的工作。
1.2 未來的發展趨勢
時代的進步是大勢所趨,在設備方面,包括機電一體化設備,其發展的趨勢之一是由人工轉向智能化,由于智能化控制擁有合理利用資源、減少人工消耗、提升工作能力等突出優勢,可以預見的是,未來的機電一體化設備會在現有基礎上向更智能的方向發展[1]。
PLC控制具有一定的智能性,將相關技術應用于機電一體化設備,有利于機電一體化設備進一步向智能化的方向發展。
2 基于PLC控制的機電一體化設備的安裝與調試
2.1 安裝方案的確定
安裝方案的確定,應結合設備的具體情況,其主要內容是選取合適的PLC設備。
一般來說,不同的機電一體化設備需要的PLC設備也不同,而具體工作方式、工作內容的不同也會影響到PLC設備的選擇。在進行PLC設備挑選工作時,應遵循適用性第一、經濟性第二的原則。即選取的設備首先要充分適用,PLC設備是多種多樣的,其智能化水平也有不同,應根據機電一體化設備需求選定,經濟性原則是指所選PLC設備的性價比應該較高,以保證機電一體化設備正常工作為準,選擇價格較為合適的PLC設備。
2.2 對PLC控制程序的設定和安裝調試
選定PLC設備后,對其相關程序進行設定時,要充分結合機電一體化設備以及附屬設備的工作能力,確保由中央處理器發出的指令可以得到接受和執行。通常來說,PLC控制程序包括原料供應、生產加工、完成檢查、實時監測等必要內容,對于一些特殊的機電一體化設備,可以設定更多的相應模塊。
設定完成后,由專業人員進行安裝工作,之后通過計算機模擬或者實際操作的方式,測試PLC設備能否正常工作,如果設備工作有異常,則應對問題進行檢查和排除[2]。
2.3 變頻器參數設定和安裝調試
通常來說,變頻器參數設定的工作上限值要稍稍低于設備理論上的最大工作能力值,下限值要稍稍高于設備理論上的最小工作能力值,這是為了保護設備不會出現極限工作的情況,同時,變頻器參數設定應充分結合實際生工作情況,如果設備在70%負荷下就可以完成工作,可以通變頻器設定工作上限值為對應數值,從而避免資源浪費。
變頻器的安裝可以和PLC設備同時進行,也有部分變頻器和PLC設備是一體化的,調試方法也可以采取計算機模擬和實際操作相結合的方式,進行多次試驗,確保變頻器設定數值的可靠性。
2.4 線路系統安裝調試
線路系統包括電源線、輸出線、輸入線、導線等,調試需要針對所有線路進行,需要注意的是,調試進行時,如無必要應切斷電源,避免觸電事故。
線路系統安裝完成后,調試的內容包括輸出線和輸入線是否是分隔的、電源線、導線的安全性是否滿足需求、設備是否同時連接了直流電和交流電等。一般來說,為了避免相互干擾,輸入線和輸出線是分隔開來的,電源線要保證絕緣、同時要具有較強的電流通過能力,導線的絕緣性十分重要,也要注意導線不能過于密集和纏繞,另外,設備一般不應同時連接交流電和直接電。
2.5 氣路系統安裝調試
通常來說,并非所有機電一體化設備都具有氣路系統,部分有氣路系統的設備,其安裝和調試主要包括氣動機械手和傳輸帶等。
氣動機械手安裝位置與圖紙標注位置偏差不得超^1mm,高度偏差也應控制在1mm以內,旋轉可以通過螺絲實現。傳輸帶的安裝要注意皮帶的松緊度、傳輸流暢性以及水平度[3]。
2.6 安裝完成后總體調試
通常來說,機電一體化設備PLC控制安裝完成后,主要模塊包括輸入單元、輸出單元、可編程控制器、中央處理單元等,其基本模型如圖1所示。
在完成機電一體化設備PLC控制的各項安裝后,應進行必要的總體調試,包括指令的執行、參數的設定、電路和氣路系統的工作能力以及整體的安全性等,如調試結果無誤,則安裝完成。
總結:機電一體化設備的發展,是社會發展的客觀需求,隨著其應用范圍越發擴大,針對性的完善措施也不斷被提出,通過PLC控制,機電一體化設備更加智能化,對其安裝和調試進行探討,有利于機電一體化設備的PLC改造和進一步應用。
參考文獻
[1] 李勇軍.機電一體化設備的安裝調試及故障檢測分析[J].科技創新與應用,2016,32:118.
1.1機電一體化技術在煤礦運輸的應用
目前我國煤礦井下生產主要是依靠皮帶化處理運輸方式,使用帶式運輸機來實現整個煤礦井下運輸操作,這種運輸方式在煤礦運輸中的應用具有一定的可觀性,然在煤礦運輸中還存在一定的問題,比如說運輸跑偏、斷帶及打滑等現象都是利用帶式運輸方式所產生的問題。神東作為現代化礦井,采用了天津華寧生產的皮帶綜合保護裝置。該裝置安裝簡單,使用方便。連采、綜掘后配套膠帶運輸機必須安裝防滑、堆煤、跑偏、拉線急停、連鎖裝置、煙霧報警及超溫自動灑水裝置。綜采順槽、集中運輸、主運輸必須安裝防滑、堆煤、跑偏、張力、防撕裂、拉線急停、連鎖、煙霧報警及超溫自動灑水裝置,主要運輸巷上運膠帶運輸機還必須裝設逆止、制動裝置;下運膠帶運輸機必須安設制動裝置。有效地解決了帶式運輸方式所產生的問題。由此可見機電一體化技術強大的功能性,它不僅能夠提升煤礦設備的工作效率,同時還能夠實現煤礦生產的安全操作。此外,機電一體化技術在煤礦運輸中的應用,實現了煤礦設備的簡單操作,且設備動作趨于統一化,有效提升了煤炭開采的能力,在一定程度上能夠提高煤礦企業在生產運輸等操作中的經濟效益。
1.2機電一體化技術在煤礦安全監控系統中的應用
機電一體化技術在煤礦安全監控系統中的應用效果也不容小窺,可以說煤礦安全監控系統是機電一體化技術應用的具體實現。目前我國煤礦生產中常用的安全監控系統是KJ90型煤礦安全綜合監控系統,該系統技術先進、功能強大、可靠性高、實用性強,是一套集礦井安全監控、生產工況監控、網絡信息管理及多種監測子系統為一體的全網絡化礦井安全生產綜合監控系統。另外在機電一體化技術應用中應充分考慮煤礦生產操作實際狀況,從而合理應用機電一體化技術與煤礦安全監控系統,實現煤礦生產的實時監控,為煤礦生產操作提供強有力的安全保障,提升我國煤礦監測監控系統的整體性能。
2、機電一體化技術管理中的現存問題分析
2.1沒有充分發揮機電管理部門的職能
為了確保機電一體化技術的正確應用,充分發揮其在煤礦生產各個環節的作用力,很多煤礦企業在其內部設置了機電管理部門,但是就目前機電一體化技術管理現狀而言,相關工作人員在技術管理過程中并沒有發揮出機電管理部門的職能及功能性。大多數煤礦企業及其內部的管理與生產人員都把工作重心放在了煤礦生產上,并沒有對機電一體化技術管理予以過多的重視,從而導致機電一體化技術應用薄弱,管理網絡出現中斷等狀況。
2.2機電管理隊伍整體素質有待加強
機電一體化技術可以說是煤礦生產操作中的創新體現,煤礦企業雖然在煤礦生產操作中應用了機電一體化技術,對煤礦生產技術做了合理化調整,然而對煤礦機電管理人員的素質卻沒有引起足夠的重視。煤礦機電管理人員的綜合素質會直接影響機電管理的實施效果,一些素質不高的機電管理人員在機電管理工作中表現出極大的隨意性,管理力度不強,從而導致機電管理目標無法得以實現。
3強化機電一體化技術管理的有效措施
3.1充分發揮機電管理部門職能,采取統一化管理方式
要體現機電一體化技術在煤礦生產操作中的作用力,不僅要在煤礦生產中合理應用該技術,還需要建立機電管理部門,對煤礦生產操作實行統一化管理,對煤礦生產中的各個環節進行嚴格把控,只有這樣才能從根本上確保煤礦生產質量及安全性。在機電管理過程中,一般情況下機電管理部門需要對四個方面進行管理控制,第一應結合煤礦生產接續安排合理編制煤礦機電設備運行計劃;第二要求煤礦生產單位設備所用的易損配件進行合理提報計劃,機電職能部門及時跟蹤;第三對于煤礦機電生產中發生的事故進行追查,查找導致事故發生的原因,預防事故的發生;第四對于煤礦機電作業中的違章操作進行有效制止。
3.2強化機電管理人員綜合素質,關注機電管理實施力度
【關 鍵 詞】 機電一體化;項目教學法;原則;對策
所謂項目教學法,指的是在教師的指導下,學生親自處理一個項目的全過程,共同學習和實施的教學活動。方案設計、信息收集、項目實施和最終評價,都交由學生全權負責。教師通過項目教學法可以把所需傳授的技能或者知識以項目的形式布置給學生,基于小組合作和教師的指導來順利完成項目。通過項目教學法的開展,可以讓學生全面了解機電一體化專業所有環節和過程的具體要求。
顯然,項目教學法作為重要的實踐和創造活動,主要價值在于學生在處理項目的同時,獲得學習的樂趣,增強他們的學習積極性,在潛移默化的教學活動中掌握相關知識技能,培養他們運用知識發現、分析和解決問題的能力。
一、項目教學法的運用條件
結合我國機電一體化專業的特點,運用項目教學法的主要條件如下:首先,項目所設置的教學內容與應用價值必須具有高度關聯性,也就是要緊密聯系學生將來的工作需求;其次,在項目教學法的過程中,學生能夠自主安排和自主組織,因此教師一定要尊重學生的個性發展和選擇;最后,在完成項目之后,一定要對項目成果進行展示,并選擇多樣化的方式來評價成果。總而言之,利用項目教學法可以實現現實工作同教學內容的緊密聯系,調動教師教學的創造性,激發學生的創造性、自主性和參與性。
二、項目教學法在機電一體化教學中的應用原則
較之傳統教學方法而言,項目教學法在機電一體化教學過程中有著較大的特殊性和差異性。在傳統教學過程中,以課堂、課本和教師為中心,而在項目教學中,是以實踐、項目和學生作為教學中心。因此,在機電一體化教學中引入項目教學法必須遵循的原則主要如下:
1. 科學性原則。機電一體化教學在應用項目教學法時的教學目標,一定要對學生潛能進行充分挖掘。另外,還要把師生教學和學習的實踐和精力控制在適度范圍之內,避免師生承受過重的教學負擔和學習負擔。基于學生基礎、師資力量和教學實際條件來提升專業教學效果,培養學生的專業素質。
2. 系統化原則。高校和教師一定要尊重所有學生的個性發展和發展需求,重視學生創新能力的培養。培養學生創新能力的過程中,一定要使學生具備創新意識和創新精神,因此,機電一體化教學在引入項目教學的過程中,務必將創新精神同知識技能的傳授有機結合到一起,在傳授知識和技能的同時,進行創新意識和創新精神的教育。
3. 實踐性原則。對于以往所采取的傳統教學模式而言,只是單純片面地利用教材來開展知識傳授。而項目教學法則高度強調教學的實踐性,在項目教學法中,要求學生積極開展實踐活動,并不斷學習、總結和體驗,因此,引入項目教學法的機電一體化教學必須高度關注和重視實踐性原則。教學環節內,教師一定要充分掌握學生的專業知識基礎和實際操作經驗,重點幫助學生積累經驗。
4. 自主性原則。引入項目教學法的機電一體化教學主要基于學生的體驗和經驗來培養和增強學生的動手實踐能力,因此在項目教學法的應用實踐中,要鼓勵學生積極養成包括自主選擇和自主探究在內的自主性,并基于學生的學習興趣、學習需要和學習動機來作為機電一體化教學的核心內容,最終為他們營造能夠自由發揮個性的學習空間。
5. 層次性原則。現階段,由于機電一體化專業的實際情況和特點決定,傳統的教學模式還不能被項目教學法所完全取代。因為高校擴招等因素的影響,職業院校學生的知識基礎相對較為薄弱,還需要利用傳統教學方法來培養和鞏固學生的專業知識。
三、機電一體化中項目教學法的相關措施
1. 改革和優化當前的考核機制。機電一體化專業學生的知識掌握程度及教學質量需要通過考核來進行檢驗。項目教學法能夠同時實現專業知識的傳授以及學生實踐能力的培養,因此,對于項目教學法的考核,不僅應當考核理論知識水平,還應當考核學生的技能和能力,以便真實、客觀和全面地反映教學效果和教學質量。對于考核方式而言,應當采取項目操作、筆試和口試相結合的考核方式,采取教師作為評價主體、學生互評和學生自評的方式來評價項目效果。
2. 推進實訓基地的構建和完善。項目教學法尤其關注實訓基地的構建和完善。以德國為例,其職業院校的學生很長一段時間是在企業中進行學習和鍛煉。我國機電一體化專業應當充分學習和借鑒德國的成功經驗,關注實訓基地的構建,保持同企業之間的溝通聯系,以便增強學生的實踐動手能力,使學生的專業知識和實際操作能力能夠滿足企業的需求,增強學生適應環境的能力。
在機電一體化專業教學中引入項目教學法是為滿足當前教學改革要求的必然趨勢。由于機電一體化專業對于學生的素質和能力有著較高的要求,因此,廣大高校應當根據自身實際,積極應用項目教學法,以培養出社會和企業真正需要的高素質人才。
【參考文獻】
[1] 陳錦勇. 技校機電一體化專業“職業任務驅動”教學模式探討[J]. 職業,2011(6).
[2] 機電一體化職業技能培訓發展研究課題組. 我國機電一體化技能人才培養狀況分析[J]. 中國培訓,2010(12).