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二、注重实践教学，提高学生的创新能力
学生每一项发明创造都离不开其在实践教学过程中实践能力的培养，学生实践能力的强弱，直接关系到他们的创造发明能力。在实践教学中学生会遇到很多问题，这个时候老师应该引导学生多想几个为什么，让学生去寻找解决问题的方法，例如：在实践教学中，老师可以给学生示范该项目应该“怎样做”，为什么“这样做”，“这样做”的好处，“不这样做”的害处达到启发学生的目的；同时还应该质问学生还有没有其它“怎样做”的方法，鼓励学生找出最有效、最简便、最科学的方法，通过在这样“做”的实践过程中培养学生的创新能力。另外再多开设一些具有难度和挑战性实验项目，让学生通过这种实验体会探索新知识的过程和科研实践的艰辛与乐趣，了解科研过程和研究方法，有助于培养学生创新精神和创新能力。例如：2014年全国职业院校技能大赛高职组“数控机床装调、维修与升级改造”竞赛项目，要求3名选手在300分钟内完成数控铣床升级改造为加工中心的竞赛内容，要想完成此次任务最关键的是在数控铣床上添加过刀库后，刀库是如何按照操作者的要求完成刀具换刀的，完成刀具换刀其核心就是刀库PMC的梯形图编辑。为了充分发挥学生的自主创新能力，我在辅导学生时，讲解了数控机床刀库是如何实施换刀的，以及数控机床在换刀过程中所涉及到的各种元器件在PMC梯形图中的逻辑关系，至于具体刀库换刀PMC的梯形图的编辑，需要学生运用所学理论、技能知识自主完成。从一台数控铣床升级到加工中心这就是一个技术创新。这样不仅培养了学生的独立工作能力，更重要的是给学生提供了创新平台，培养了学生的创新意识、创新思维、创新能力。
三、参与竞赛，促进创新能力的发展
职业院校应多参与省级、国家级甚至国际间的各种创新技能竞赛，缩小同国内国际同行业在创新能力上的的差距。因为创新技能竞赛的宗旨就是“比实用、比新颖”，对培养学生创新能力来讲是一个非常重要的环节。2012年全国职业院校技能大赛高职组“数控机床装调、维修与升级改造”竞赛项目要求3名选手在360分钟内除了加工出图纸要求的试切件、完成竞赛答题记录表、项目教学方案设计、教学资源成果及展示与答辩PPT外，还要完成三轴数控机床升级为四轴的竞赛内容。
1.1在建筑材料生产中的应用目前，我国在施工建设方面的要求越来越高，相应的，对于建筑材料的生产更是提出了较高的要求。这样一来，机电一体化技术就成了有关单位的首要选择。毕竟机电一体化是一种综合技术，其高质量、高性能、多功能、低能耗的特性对于建筑材料的生产有着至关重要的作用。此外，材料的级配控制对于现代建筑和公共设施相当重要。一旦有级配误差现象的出现，必定会减短建筑和公共设施的寿命，安全问题就得不到保障。然而，在建筑材料中应用机电一体化技术就可以实现微机控制，使级配的误差降到最小。
1.2在现代制造业方面的应用现代制造业强调有效利用一切资源，逐渐以机器代替人力来获得生产盈利，绿色的现代化制造具有虚拟化、网络化、智能化等特点。下面通过对Li/MnO2扣式电池生产过程的介绍来向读者说明机电一体化技术在制造业方面的应用。Li/MnO2扣式电池的生产有以下几道程序：先上负极片，然后加隔热板并把电解液注入其中，最后上正极片、渗透。这种自动组装生产的控制系统通过采用PLC技术进行控制，通过触摸系统中的传感器来监测生产过程中的状态，一旦有系统故障出现，机械装置就会自动报警。如果生产过程中出现不合格的产品，该系统还会将其自动剔除。漫反射光电开关、对射光电开关、磁性开关、行程开关、接近开关、压力传感器等原件在PCL控制系统中担任着检测作用，气缸、冲床、电视、振动料斗、状态显示灯以及声光报警器等部件在该系统中担任着执行作用。
1.3在钢铁企业中的应用
1.3.1分布式控制系统（DCS）一台中央电脑、若干台现场测控电脑和智能控制单元，这就是分布式控制系统的组成部件。通过中央电脑对现场测控电脑和智能控制单元的指挥来监视、管理、操作和分散控制生产过程。相比集中型控制系统，分布式控制系统具有安全性高、功能强的特点。很显然，分布式控制系统已成为引领机电一体化系统的潮流。
1.3.2开放式控制系统“开放”意味着解除封锁、限制。开放式控制系统可以使不同厂家的产品得到互换和兼容，实现资源共享，技术交流，促进企业共同进步。工业通信网络是开放式控制系统中重要组成部分，其可以实现管理计算机和控制设备的互联，从而集控制与决策、管理、经营于一体。
1.3.3计算机集成制造系统（CIMS）计算机集成制造系统是集人、技术、经营三者而成的一种产物。在钢铁企业中应用CIMS不仅可以提高劳动生产力，还可以提高员工的技术水平，可以对企业的发展做出极大的贡献。国家产业结构的优化离不开CIMS技术，CIMS技术的应用与推广，还可以提高企业在国际市场上的竞争力。
1.4在煤矿企业中的应用众所周知，煤矿的地下开采作业是非常危险的，恶劣的环境和无法预知的自然灾害时时刻刻都对工人的人身安全造成威胁。所以，世界各国都在力求寻找一种能够用机器替代人力的先进技术。而机电一体化技术正符合这一技术要求，可以使井下作业变得自动化、机械化。井下机器人的智能化操作对煤矿企业的发展有着史无前例的重要贡献。
2机电一体化的发展方向
2.1绿色化当今时代，人类的生活因工业科技的发展而发生着巨大变化。我们在享受着美好生活的同时，更应该注意到生态环境的污染，地球资源的减少。因此，工业绿色化已成为人们奋斗的目标。绿色的机电一体化产品在这个工业时代里必将发挥出重大作用。
2.2光机电一体化组成机电一体化系统的部件有能源系统、传感系统、机械结构和信息处理系统等。在机电一体化系统中引进光学技术，可以把光学技术优点用于其能源系统、传感系统和信息处理系统中，实现由机电一体化向光机电一体化的改进转变。
2.3智能化21世纪是一个智能化的时代，人工智能也逐渐运用于机电一体化技术中。机电一体化的智能化除了一些控制理论外，还吸收了多方面的新方法、新思维。例如，人工智能、计算机科学、生理学、心理学、模糊数学等等。尽管机电一体化产品是不可能和人类拥有相同智能的，但是，其高性能的微处理器却完全有可能使产品具有低级智能。
2.4网络化20世纪90年代，网络技术得到了突飞猛进的发展，在工业生产、科学技术、军事、教学等方面都有所应用。随着网络化的广泛普及，在网络的基础上应运而生的高科技技术也在改变着时代。属于机电一体化产品的远程控制终端设备在各种领域中都发挥出了其应有的价值。由于计算机的推广应用，使人们在家里就能享受到机电一体化带来的便利。所以，机电一体化的发展毫无疑问会向着网络化发展。
2区域模块化
区域模块化也是机电一体化发展的重要趋势之一，针对使机电一体化产品的各个单元实现区域模块化管理是一项比较复杂、涉及面广的工程，例如，在进行智能减速、智能变速等相关功能研制的过程中，要充分的实现集图形、图像识别、视觉效果等其他附属的功能的控制单元等模块化，这样可以更加标准、准确的衡量相应的控制单元以及动力单元，进一步的提高各个单元的性能，也可以使机电一体化产品相应的功能之间的联系更加紧密，使一个区域模块更加有效的运行，只有这样才能方便人们对机电一体化产品的应用，提高机电一体化产品的利用程度、可装配性、可维修性等，经过研究和推理，可以得出机电一体化模块是未来机电一体化产品的主要方向，随着未来技术发展的不断深入，机电一体化产品实现模块化的步伐也在不断的加深。
3环保绿色化
机电一体化技术的发展给人们的生产和生活中带来了巨大的变化，丰富了人们的的物质生活，同时也给人们的生活环境带来了负面影响，资源的过度开发利用，加重了生态环境的负担，近些年来，越来越多的国家和组织逐渐重视到环境保护的重要性，人们环保意识的增强，要求机电一体化产品在设计、制造、使用和销毁的过程中要减少对环境的污染，因此机电产品的环保绿色化是未来发展的一大亮点，人们环境保护意识的提高，造成了一些对环境有危害且危害较大的产品失去市场价值，设计和生产绿色环保的机电一体化产品具有很广阔的发展前景，也成为未来竞争的关键所在。
4网络化
计算机网络技术近些年来的发展势头更加迅猛，这也促进了机电一体化系统的进一步的发展，计算机网络技术的兴起及发展，给人们的生产、生活带来了巨大的变革，机电一体化技术的发展也受到了计算机技术的影响，机电一体化设备通过对计算机网络技术的应用可以有效的实现远程自动化控制。计算机网络技术的应用和改革开放的不断深入，使国际上先进的机电一体化产品不断涌入我国，这也为我国进行深入的研究提供了便利条件，促进了国内机电一体化技术的发展，机电技术发展和计算机技术的发展相辅相成，因此计算机技术的不断进步也有利于存进计算机网络技术的发展，目前，利用计算机网络技术可以实促进了机电一体化技术产品更加快捷的推向市场，和生产商之间的技术交流，计算机网络技术势必会推动机电一体化技术的发展，也会继续为人们提供更多、更优质的服务。
5微型精密化
机电一体化技术向微型精密化的方向发展的主要是纳米技术的不断深入发展，机电一体化的微型精密化产品体积小、携带方便、耗能低等，这些优点使得机电一体化产品的微型精密化技术不断进步，应用范围也逐渐扩大，因此，机电一体化微型精密化技术具有比较广阔的发展前景和强大动力，但是想要实现机电一体化微型精密化需要精密的加工工艺以及先进的设备作为强大的后盾，因此需要相关的研究人员不断努力，不断提高我国先进的技术发展。
2机电一体化系统异地设计多能量域集成仿真技术解析
结合早期设计经验分析,有关产品功能需求与工作原理需要得到进一步重视,所以在设计计算期间应该针对系统内部组件形态加以简化,包括线性近似、阻尼刚性影响忽略等。目前设计精确度不断提升,有关CAD、行为、配置模型逐步完善;现实中系统中组件主要采用实际模型搭配,其间有必要针对系统实际性能指标加以预测。因为非线性、时变、离散等实际情况都要考虑在内,涉及传递函数形式开始不再适用,数值求解便成为唯一出路。需要特别注意的是,透过产品模型中推导出如果所有组件的行为模型都已知,则根据系统的配置模型,利用Mapple等工具包可以进行符号求解。但由于整个开发项目参与者之间存在竞争合作并重关系,这便导致系统组件行为模型的形式多样性,包括HDL、XML等可执行代码及其他MDL等。这时可将系统组件模型进行封装,通过提供封装器的标准API接口,可以开发出各种系统组件模型的封装器。利用封装器可以实现基于配置的多能量域集成聚台仿真改造。在此基础上,如果利用CORBA/JAVA/XML/Web技术,则可实现机电一体化系统异地设计的分聚台仿真目标。此外,基于XML的多能量域集成产品建模机电一体化系统异地设计的演化过程对组件的可演化性提出了很高的要求。就是在设计的早期阶段,强调组件的功能需求及性能、结构与形状方面的约束,此时主要定义复合组件的接口、配置模型、附加的约束;而在设计的后期阶段,强调组件在系统中的装配关系、端口连结关系以及组件内部各能量域内的行为属性参数件是否满足设计需求,此时需要详细定义组件的端口模型、配置模型、行为模型、几何模型、关联模型、约束模型。需要特别注意的是,整个开发项目中,任何参与者之间都存在竞争、合作关系,这便令行为组件模型样式更加丰富多样,如XML、可执行代码等,此时技术人员可考虑进行组件模型封装处理,并透过封装器标准化API接口实现配置多能量域集成聚合仿真操作目标。
随着公立医院改革的不断深入，财会部门业务变的日益增多且复杂，为了减轻医院财务人员的劳动强度，提高社会和经济效益，加强医院财务管理，实现医院会计电算化已成为会计核算的重要手段。但由于会计信息化是一门新兴学科，起步晚，应用时间短，加上医院会计人员的信息化业务水平不同，使得医院在会计信息化过程中出现了一些问题。
一、当前医院会计电算化化存在的问题
1.对会计电算化工作重视程度不够
目前，许多医院普遍存在着对财务工作重视不够的现状，他们将主要精力和财力向一线部门临床和医技科室倾斜，普遍重视对医院医疗硬件的投资而忽视对软件的投入，认为财务部门只是医院的辅助科室，是为一线科室服务的部门。认为会计电算化只是会计核算工具的改变，计算机代替了手工记账，减轻了会计人员的劳动强度，提高了核算的效率，并未充分认识到其对医院管理水平的深刻影响，从而忽略了会计人员电算化的培训，不注重会计电算化软、硬件的升级换代。有些领导认为只要购买了会计电算化软件，医院的会计电算化工作就完成了，对电算化没有进行总体规划。
2.会计信息难以共享和交换
在一些医院，同时运行着医院管理信息系统、财务管理系统、医疗保险系统甚至更多，分别形成了较为完善的信息系统，可是由于各系统相互独立，每个系统都有大量的会计信息存在，而这些数据在每个系统之间达不到数据共享和交换，形成了信息孤岛。导致各核算单位的硬件重复配置，浪费了大量的人力、财力和物力，致使计算机技术、网络技术在会计工作中没有充分发挥其作用。
3.缺乏合格的会计电算化专业人员
一是财会人员不能充分利用软件，只会对软件简单的操作，只使用软件的基本功能，以笔者单位为例：我们使用的是亿能达会计软件，有工资系统、账务处理系统、出纳系统等式模块，我们只应用账务处理系统性，其他工资系统、出纳系统等，我们都没有应用。二是，财会人员对计算机知识的了解更是有限，一旦计算机或软件出现故障就束手无策，这样就会造成系统数据丢失，严重的还会导致系统崩溃。
4.会计电算化信息系统的安全性、保密性差
财务数据是一个单位的秘密，在很大程度上关系着这个单位的生存与发展，但大多数会计软件缺少数据保密性，缺乏操作日志记录功能，对操作人、操作时间和操作内容没有具体的记录，出现问题不便于追究责任，数据缺少必要的加密措施，财务人员不遵守内部控制制度等，这些都给不法份子带来可乘之机，对数据的真实性带来隐患。
二、完善医院会计电算化的对策建议
1.提高对会计电算化的认识
实现会计电算化不仅仅是记账技术的革命，而且对于会计学科本身也是一次大的革命，它可以把会计人员从繁琐的记账、算账、报账的工作中解放出来，也可以使他们能够将更多的时间、精力用于资金管理、资金分析、资金测评、内部会计控制中，进一步深化会计职能。这就需要医院领导的直接参与、全体职工的配合和病人的理解，只有这样，医院会计电算化才能够顺利地进行下去。
2.进一步完善会计电算化系统，将其作为医院信息系统的核心部分
信息孤岛是一个长期存在的现象，对现存的信息孤岛采用集成的方式，对个别无法集成的旧系统采用替换升级的方式实现信息共享，解决会计电算化的主核算系统与收费、医疗保险、物资管理、工资发放等系统的匹配。会计电算化系统的建设必须纳入医院管理信息建设的统一规划，从规划开始对现有系统进行全面的升级和改造，力求数据一方输入、多方共享，在硬件网络上与其他部门的管理系统共享一个网络平台。
3.加强对财务人员的培训
提高会计电算化人员素质可以可以两个方面进行：一是，积极组织财会人员进行培训，在培训的内容上要切合实际工作需要，及时更新培训内容，通过良好的培训机制，造就一大批既能够精通计算机信息技术，又专于财务管理知识的复合型高素质人才；二是，积极鼓励财会人员通过自学熟悉掌握会计软件的各项功能，充分利用会计软件的各项功能，为单位预测、决策和控制等管理工作服务提供有利的保障。
4.加强医院会计电算化系统的内部控制
2、降低管理成本，减轻工作人员的工作负担在煤矿机械中应用机电一体化可以实现机械运行的自动化和智能化，如此一来，煤矿企业就可以大大缩减机械运行管理工作人员，降低煤矿企业机械管理成本。除此之外，可以大大降低工作人员的工作负担，在机械运行管理工作中，管理人员不必再亲力亲为，每样工作都需要亲自进行管理方能够解决问题，保证工作效率，工作人员可以直接通过计算机控制程序实现机械管理的远程控制，甚至是无人智能化控制[2]。并且，应用机电一体化技术实现机械运行的自动化和智能化，还能够减少工作人员操作失误的出现，在传统的机械管理工作中，一旦管理人员经验不足或者是专业技术水平有限，在管理工作中就经常会出现工作失误甚至是工作错误问题，保证不了煤矿企业机械的正常运行，影响煤矿企业生产效率。而应用机电一体化技术，则可以有效避免该问题的出现。
二、煤矿机械中的机电一体化分析
1、提高安全生产监控系统的工作效率安全生产监控系统是煤矿企业生产工作体系组成中最重要的一个环节。在煤矿企业的生产过程中，安全生产监控系统能否稳定、高效运行不仅关系到企业生效效率的高低，还直接关系到包括企业机械运行安全以及工人施工安全等在内的企业生产的安全性。因此，在煤矿企业生产过程中，一定要对安全监控系统的运行状态引起足够重视，提升安全生产监控系统的工作效率，保证煤矿企业生产的安全性。我国在煤矿企业安全生产监控系统中应用机电一体化技术的发展时间比较短，所以技术上还存在一定缺陷。目前，机电一体化在安全生产监控系统中的主要应用表现在与X190系统的运用，该系统能够有效提升安全生产监控系统的智能水平，保证安全生产监控系统能够长期稳定、高效运行，进而提升煤矿企业的生产效率。
2、提高采煤机的工作效率煤矿企业的生产主要靠采煤机来实现，因此，提高采煤机的工作效率对提升煤矿企业的生产效率具有极为重要的推动作用。当在煤矿机械中应用机电一体化的理论被提出来之后，首先研究的对象就是在采煤机中应用，所以相对于其他煤矿机械中机电一体化技术的应用而言，采煤机中机电一体化应用技术发展的是最为完善的。机电一体化技术在采煤机中应用的最大体现就在于电牵引采煤机的研制。相对于传统采煤机而言，电牵引采煤机不仅能够实现采煤机的自动化和半智能化，还能够提供更加强大的牵引力，保证采煤机能够在各种复杂煤层中进行采煤工作[3]。并且，电牵引采煤机运行的稳定性也比传统采煤机稳定性强，耐磨损度高，还具有自动检测功能，可以通过定期自动检测对采煤机的状态进行检测，一旦发现故障，可以发出警报并准确指出故障位置，提示工作人员及时进行维修。
3、提高煤矿企业煤炭装载运输工作效率想要综合提高煤矿企业生产效率，除了要提升煤矿企业采煤作业的工作效率，还需要提升煤矿企业采煤工作完成后，煤矿装载运输作业的工作效率，可以说，生产、装载运输作业，就是整个煤矿企业生产工作中最重要的组成部分。而在装载工作中应用机电一体化技术，就可以实现装载运输工作的自动化和智能化，解放人类劳动力，提升科学发展力，进而提高装载运输工作效率。
1机电一体化技术发展
机电一体化是机械、微电子、控制、计算机、信息处理等多学科的交叉融合，其发展和进步有赖于相关技术的进步与发展，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、人性化、微型化、集成化、带源化和绿色化。
1.1数字化
微控制器及其发展奠定了机电产品数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而计算机网络的迅速崛起，为数字化设计与制造铺平了道路，如虚拟设计、计算机集成制造等。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、易操作性、可维护性、自诊断能力以及友好人机界面。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
1.2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。随着模糊控制、神经网络、灰色理论、小波理论、混沌与分岔等人工智能技术的进步与发展，为机电一体化技术发展开辟了广阔天地。
1.3模块化
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、动力接口、环境接口的机电一体化产品单元模块是一项复杂而有前途的工作。如研制具有集减速、变频调速电机一体的动力驱动单元；具有视觉、图像处理、识别和测距等功能的电机一体控制单元等。这样，在产品开发设计时，可以利用这些标准模块化单元迅速开发出新的产品。
1.4网络化
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使家用电器网络化成为可能，利用家庭网络把各种家用电器连接成以计算机为中心的计算机集成家用电器系统，使人们在家里可充分享受各种高技术带来的好处，因此，机电一体化产品无疑应朝网络化方向发展。
1.5人性化
机电一体化产品的最终使用对象是人，如何给机电一体化产品赋予人的智能、情感和人性显得愈来愈重要，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面与环境相协调，使用这些产品，对人来说还是一种艺术享受，如家用机器人的最高境界就是人机一体化。
1.6微型化
微型化是精细加工技术发展的必然，也是提高效率的需要。微机电系统(MicroElectronicMechanicalSystems，简称MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器以及信号处理和控制电路，直至接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。自1986年美国斯坦福大学研制出第一个医用微探针，1988年美国加州大学Berkeley分校研制出第一个微电机以来，国内外在MEMS工艺、材料以及微观机理研究方面取得了很大进展，开发出各种MEMS器件和系统，如各种微型传感器（压力传感器、微加速度计、微触觉传感器），各种微构件（微膜、微粱、微探针、微连杆、微齿轮、微轴承、微泵、微弹簧以及微机器人等）。
1.7集成化
集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合和各种产品不同结构的优化与复合，又包含在生产过程中同时处理加工、装配、检测、管理等多种工序。为了实现多品种、小批量生产的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的柔性。首先可将系统分解为若干层次，使系统功能分散，并使各部分协调而又安全地运转，然后再通过软、硬件将各个层次有机地联系起来，使其性能最优、功能最强。
1.8带源化
是指机电一体化产品自身带有能源，如太阳能电池、燃料电池和大容量电池。由于在许多场合无法使用电能，因而对于运动的机电一体化产品，自带动力源具有独特的好处。带源化是机电一体化产品的发展方向之一。
1.9绿色化
科学技术的发展给人们的生活带来巨大变化，在物质丰富的同时也带来资源减少、生态环境恶化的后果。所以，人们呼唤保护环境，回归自然，实现可持续发展，绿色产品概念在这种呼声中应运而生。绿色产品是指低能耗、低材耗、低污染、舒适、协调而可再生利用的产品。在其设计、制造、使用和销毁时应符合环保和人类健康的要求，机电一体化产品的绿色化主要是指在其使用时不污染生态环境，产品寿命结束时，产品可分解和再生利用。
2机电一体化技术在钢铁企业中应用
在钢铁企业中，机电一体化系统是以微处理机为核心，把微机、工控机、数据通讯、显示装置、仪表等技术有机的结合起来，采用组装合并方式，为实现工程大系统的综合一体化创造有力条件，增强系统控制精度、质量和可靠性。机电一体化技术在钢铁企业中主要应用于以下几个方面：
2.1智能化控制技术(IC)
由于钢铁工业具有大型化、高速化和连续化的特点，传统的控制技术遇到了难以克服的困难，因此非常有必要采用智能控制技术。智能控制技术主要包括专家系统、模糊控制和神经网络等，智能控制技术广泛应用于钢铁企业的产品设计、生产、控制、设备与产品质量诊断等各个方面，如高炉控制系统、电炉和连铸车间、轧钢系统、炼钢———连铸———轧钢综合调度系统、冷连轧等。
2.2分布式控制系统(DCS)
分布式控制系统采用一台中央计算机指挥若干台面向控制的现场测控计算机和智能控制单元。分布式控制系统可以是两级的、三级的或更多级的。利用计算机对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制。随着测控技术的发展，分布式控制系统的功能越来越多。不仅可以实现生产过程控制，而且还可以实现在线最优化、生产过程实时调度、生产计划统计管理功能，成为一种测、控、管一体化的综合系统。DCS具有特点控制功能多样化、操作简便、系统可以扩展、维护方便、可靠性高等特点。DCS是监视集中控制分散，故障影响面小，而且系统具有连锁保护功能，采用了系统故障人工手动控制操作措施，使系统可靠性高。分布式控制系统与集中型控制系统相比，其功能更强，具有更高的安全性。是当前大型机电一体化系统的主要潮流。
2.3开放式控制系统(OCS)
开放控制系统(OpenControlSystem)是目前计算机技术发展所引出的新的结构体系概念。“开放”意味着对一种标准的信息交换规程的共识和支持，按此标准设计的系统，可以实现不同厂家产品的兼容和互换，且资源共享。开放控制系统通过工业通信网络使各种控制设备、管理计算机互联，实现控制与经营、管理、决策的集成，通过现场总线使现场仪表与控制室的控制设备互联，实现测量与控制一体化。
2.4计算机集成制造系统(CIMS)
钢铁企业的CIMS是将人与生产经营、生产管理以及过程控制连成一体，用以实现从原料进厂，生产加工到产品发货的整个生产过程全局和过程一体化控制。目前钢铁企业已基本实现了过程自动化，但这种“自动化孤岛”式的单机自动化缺乏信息资源的共享和生产过程的统一管理，难以适应现代钢铁生产的要求。未来钢铁企业竞争的焦点是多品种、小批量生产，质优价廉，及时交货。为了提高生产率、节能降耗、减少人员及现有库存，加速资金周转，实现生产、经营、管理整体优化，关键就是加强管理，获取必须的经济效益，提高了企业的竞争力。美国、日本等一些大型钢铁企业在20世纪80年代已广泛实现CIMS化。
2.5现场总线技术(FBT)
现场总线技术(FiedBusTechnology)是连接设置在现场的仪表与设置在控制室内的控制设备之间的数字式、双向、多站通信链路。采用现场总线技术取代现行的信号传输技术(如4～20mA，DC直流传输)就能使更多的信息在智能化现场仪表装置与更高一级的控制系统之间在共同的通信媒体上进行双向传送。通过现场总线连接可省去66%或更多的现场信号连接导线。现场总线的引入导致DCS的变革和新一代围绕开放自动化系统的现场总线化仪表，如智能变送器、智能执行器、现场总线化检测仪表、现场总线化PLC(ProgrammableLogicController)和现场就地控制站等的发展。
2.6交流传动技术
传动技术在钢铁工业中起作至关重要的作用。随着电力电子技术和微电子技术的发展，交流调速技术的发展非常迅速。由于交流传动的优越性，电气传动技术在不久的将来由交流传动全面取代直流传动，数字技术的发展，使复杂的矢量控制技术实用化得以实现，交流调速系统的调速性能已达到和超过直流调速水平。现在无论大容量电机或中小容量电机都可以使用同步电机或异步电机实现可逆平滑调速。交流传动系统在轧钢生产中一出现就受到用户的欢迎，应用不断扩大。
参考文献
1杨自厚．人工智能技术及其在钢铁工业中的应用[J]．冶金自动化，1994（5）
2唐立新.钢铁工业CIMS特点和体系结构的研究[J]．冶金自动化，1996（4）
3唐怀斌．工业控制的进展与趋势[J]．自动化与仪器仪表，1996（4）
4王俊普．智能控制[M]．合肥：中国科学技术大学出版社，1996
现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透，引起了工程领域的技术改造与革命。在机械工程领域，由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，使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
一、机电一体化的核心技术
机电一体化包括软件和硬件两方面技术。硬件是由机械本体、传感器、信息处理单元和驱动单元等部分组成。因此，为加速推进机电一体化的发展，必须从以下几方面着手
（一）机械本体技术
机械本体必须从改善性能、减轻质量和提高精度等几方面考虑。现代机械产品一般都是以钢铁材料为主，为了减轻质量除了在结构上加以改进，还应考虑利用非金属复合材料。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。
（二）传感技术
传感器的问题集中在提高可靠性、灵敏度和精确度方面，提高可靠性与防干扰有着直接的关系。为了避免电干扰，目前有采用光纤电缆传感器的趋势。对外部信息传感器来说，目前主要发展非接触型检测技术。
（三）信息处理技术
机电一体化与微电子学的显着进步、信息处理设备（特别是微型计算机）的普及应用紧密相连。为进一步发展机电一体化，必须提高信息处理设备的可靠性，包括模/数转换设备的可靠性和分时处理的输入输出的可靠性，进而提高处理速度，并解决抗干扰及标准化问题。
（四）驱动技术
电机作为驱动机构已被广泛采用，但在快速响应和效率等方面还存在一些问题。目前，正在积极发展内部装有编码器的电机以及控制专用组件-传感器-电机三位一体的伺服驱动单元。
（五）接口技术
为了与计算机进行通信，必须使数据传递的格式标准化、规格化。接口采用同一标准规格不仅有利于信息传递和维修，而且可以简化设计。目前，技术人员正致力于开发低成本、高速串行的接口，来解决信号电缆非接触化、光导纤维以及光藕器的大容量化、小型化、标准化等问题。
（六）软件技术
软件与硬件必须协调一致地发展。为了减少软件的研制成本，提高生产维修的效率，要逐步推行软件标准化，包括程序标准化、程序模块化、软件程序的固化、推行软件工程等。
二、机电一体化技术的主要应用领域
（一）数控机床
数控机床及相应的数控技术经过40年的发展，在结构、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具体表现在
1、总线式、模块化、紧凑型的结构，即采用多CPU、多主总线的体系结构。
2、开放性设计，即硬件体系结构和功能模块具有层次性、兼容性、符合接口标准，能最大限度地提高用户的使用效益。
3、WOP技术和智能化。系统能提供面向车间的编程技术和实现二、三维加工过程的动态仿真，并引入在线诊断、模糊控制等智能机制。
4、大容量存储器的应用和软件的模块化设计，不仅丰富了数控功能，同时也加强了CNC系统的控制功能。
5、能实现多过程、多通道控制，即具有一台机床同时完成多个独立加工任务或控制多台和多种机床的能力，并将刀具破损检测、物料搬运、机械手等控制都集成到系统中去。
6、系统的多级网络功能，加强了系统组合及构成复杂加工系统的能力。
7、以单板、单片机作为控制机，加上专用芯片及模板组成结构紧凑的数控装置。
（二）计算机集成制造系统（CIMS）
CIMS的实现不是现有各分散系统的简单组合，而是全局动态最优综合。它打破原有部门之间的界线，以制造为基干来控制“物流”和“信息流”，实现从经营决策、产品开发、生产准备、生产实验到生产经营管理的有机结合。企业集成度的提高可以使各种生产要素之间的配置得到更好的优化，各种生产要素的潜力可以得到更大的发挥。
（三）柔性制造系统（FMS）
柔性制造系统是计算机化的制造系统，主要由计算机、数控机床、机器人、料盘、自动搬运小车和自动化仓库等组成。它可以随机地、实时地、按量地按照装配部门的要求，生产其能力范围内的任何工件，特别适于多品种、中小批量、设计更改频繁的离散零件的批量生产。
（四）工业机器人
第1代机器人亦称示教再现机器人，它们只能根据示教进行重复运动，对工作环境和作业对象的变化缺乏适应性和灵活性；第2代机器人带有各种先进的传感元件，能获取作业环境和操作对象的简单信息，通过计算机处理、分析，做出一定的判断，对动作进行反馈控制，表现出低级智能，已开始走向实用化；第3代机器人即智能机器人，具有多种感知功能，可进行复杂的逻辑思维、判断和决策，在作业环境中独立行动，与第5代计算机关系密切。
三、机电一体化技术的发展前景
纵观国内外机电一体化的发展现状和高新技术的发展动向，机电一体化将朝着以下几个方向发展
（一）智能化
智能化是机电一体化与传统机械自动化的主要区别之一，也是21世纪机电一体化的发展方向。近几年，处理器速度的提高和微机的高性能化、传感器系统的集成化与智能化为嵌入智能控制算法创造了条件，有力地推动着机电一体化产品向智能化方向发展。智能机电一体化产品可以模拟人类智能，具有某种程度的判断推理、逻辑思维和自主决策能力，从而取代制造工程中人的部分脑力劳动。
（二）系统化
系统化的表现特征之一就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，进行任意的剪裁和组合，同时寻求实现多子系统协调控制和综合管理。表现特征之二是通信功能大大加强，一般除RS232等常用通信方式外，实现远程及多系统通信联网需要的局部网络正逐渐被采用。未来的机电一体化更加注重产品与人的关系，如何赋予机电一体化产品以人的智能、情感、人性显得越来越重要。机电一体化产品还可根据一些生物体优良的构造研究某种新型机体，使其向着生物系统化方向发展。
（三）微型化
微型机电一体化系统高度融合了微机械技术、微电子技术和软件技术，是机电一体化的一个新的发展方向。国外称微电子机械系统的几何尺寸一般不超过1cm3，并正向微米、纳米级方向发展。由于微机电一体化系统具有体积小、耗能小、运动灵活等特点，可进入一般机械无法进入的空间并易于进行精细操作，故在生物医学、航空航天、信息技术、工农业乃至国防等领域，都有广阔的应用前景。目前，利用半导体器件制造过程中的蚀刻技术，在实验室中已制造出亚微米级的机械元件。
（四）模块化
模块化也是机电一体化产品的一个发展趋势，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、信息接口的机电一体化产品单元是一项复杂而重要的事，它需要制订一系列标准，以便各部件、单元的匹配和接口。机电一体化产品生产企业可利用标准单元迅速开发新产品，同时也可以不断扩大生产规模。
（五）网络化
网络技术的飞速发展对机电一体化有重大影响，使其朝着网络化方向发展。机电一体化产品的种类很多，面向网络的方式也不同。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。
（六）绿色化
工业的发达使人们物质丰富、生活舒适的同时也使资源减少，生态环境受到严重污染，于是绿色产品应运而生。绿色化是时代的趋势，其目标是使产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对生态环境无危害或危害极小，资源利用率极高。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，报废时能回收利用。绿色制造业是现代制造业的可持续发展模式。
综上所述，机电一体化技术是众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。它促使机械工业发生战略性的变革，使传统的机械设计方法和设计概念发生着革命性的变化。大力发展新一代机电一体化产品，不仅是改造传统机械设备的要求，而且是推动机械产品更新换代和开辟新领域、发展与振兴机械工业的必由之路。
【参考文献】：
1、李运华.机电控制[M].北京航空航天大学出版社,2003.
2、芮延年.机电一体化系统设计[M].北京机械工业出版社,2004.
机电一体化系统可分为机械和微电子系统两大部分，各部分连接须具备一定条件，这个联系条件通常称为接口。各分系统又由各要素（子系统）组成。本文以机电一体化控制系统（微电子系统）为例，将接口分为人机与机电接口两大类。
一、机电接口
由于机械系统与微电子系统在性质上有很大差别，两者间的联系须通过机电接口进行调整、匹配、缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：
（1）行电平转换和功率放大。一般微机的I/O芯片都是TTL电平，而控制设备则不一定，因此必须进行电平转换；另外，在大负载时还需要进行功率放大；
（2）抗干扰隔离。为防止干扰信号的串入，可以使用光电耦合器、脉冲变压器或继电器等把微机系统和控制设备在电器上加以隔离；
（3）进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，必须在微机系统和被控对象之间设置A/D和D/A转换电路，以保证微机所处理的数字量与被控的模拟量之间的匹配。
1、模拟信号输入接口。在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如位置检测用的差动变压器、温度检测用的热偶电阻、温敏电阻、转速检测用的测速发电机等）计算机要对被控对象进行控制，必须获得反映系统运行的状态信号，而计算机只能接受数字信号，要达到获取信息的目的，就应将模拟电信号转换为数字信号的接口——模拟信号输入接口。
2、模拟信号输出接口。在机电一体化系统中，控制生产过程执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电动机变频调速、直流电动机调速器、滑差电动机调速器等。而计算机只能输出数字信号，并通过运算产生控制信号，达到控制生产过程的目的，应有将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是把计算机输出的数字信号转换为模拟电压或电流信号，以便驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数字模拟信号转换器、多路模拟开关和功率放大器几部分构成。
3、开关信号通道接口。机电一体化系统的控制系统中，需要经常处理一类最基本的输入/输出信号，即数字量（开关量）信号包括：开关的闭合与断开；指示灯的亮与灭；继电器或接触器的吸合与释放；电动机的启动与停止；阀门的打开与关闭等。这些信号的共同特征是以二进制的逻辑“1”和“0”出现的。在机电一体化控制系统中，对应二进制数码的每一位都可以代表生产过程中的一个状态，此状态作为控制依据。
（1）输入通道接口。开关信号输入通道接口的任务是将来自控制过程的开关信号、逻辑电平信号以及一些系统设置开关信号传送给计算机。这些信号实质是一种电平各异的数字信号，所以开关信号输入通道又称为数字输入通道（DI）。由于开关信号只有两种逻辑状态“ON”和“OFF”或数字信号“1”和“0”，但是其电平一般与计算机的数字电平不相同，与计算机连接的接口只需考虑逻辑电平的变换以及过程噪声隔离等设计问题，它主要由输入缓冲器、电平隔离与转换电路和地址译码电路等组成。
（2）输出通道接口。开关信号输出通道的作用是将计算机通过逻辑运算处理后的开关信号传递给开关执行器（如继电器或报警指示器）。它实质是逻辑数字的输出通道，又称为数字输出通道（DO）。DO通道接口设计主要考虑的是内部与外部公共地隔离和驱动开关执行器的功率。开关量输出通道接口主要由输出锁存器、驱动器和输出口地址译码电路等组成。
二、人机接口
人机接口是操作者与机电系统（主要是控制微机）之间进行信息交换的接口。按照信息的传递方向，可以分为输入与输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数及结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制命令，干预系统的运行状态，以实现所要求的功能。
1、输入接口。
（1）拨盘输入接口。拨盘是机电一体化系统中常见的一种输入设备，若系统需要输入少量的参数，如修正系数、控制目标等，采用拨盘较为方便，这种方式具有保持性。拨盘的种类很多，作为人机接口使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码拨盘。BCD码拨盘可直接与控制微机的并行口或扩展口相连，以BCD码形式输入信息。
（2）键盘输入接口。键盘是一组按键集合，向计算机提供被按键的代码。常用的键盘有：
1）编码键盘，自动提供被按键的编码（如ASCII码或二进制码）；
2）非编码键盘，仅仅简单地提供按键的通或断（“0”或“1”电位），而按键的扫描和识别，则由设计的键盘程序来实现。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，便于设计。
2、输出接口。在机电一体化系统中，发光二极管显示器（LED）是典型的输出设备，由于LED显示器结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格便宜，因此使用广泛。常用的LED显示器有7段发光二极管和点阵式LED显示器。7段LED显示器原理很简单，是同名管脚上所加电平高低来控制发光二极管是否点亮而显示不同字形的。点阵式LED显示器一般用来显示复杂符号、字母及表格等，在大屏幕显示及智能化仪器中有广泛应用。
结语：
接口技术是研究机电一体化系统中的接口问题，使系统中信息和能量的传递和转换更加顺畅，使系统各部分有机地结合在一起，形成完整的系统。接口技术是在机电一体化技术的基础上发展起来的，随着机电一体化技术的发展而变得越来越重要；同时接口技术的研究也必然促进机电一体化的发展。从某种意义上讲，机电一体化系统的设计，就是根据功能要求选择了各部分后所进行的接口设计。接口的好与坏直接影响到机电一体化系统的控制性能，以及系统运行的稳定性和可靠性，因此接口技术是机电一体化系统的关键环节。
2课程设计的实施方式
课程设计实施方案：设计报告书是对整个设计过程的总结和提升，也是进行工程交流的重要文献资料，通过指导学生撰写课程设计报告书，培养学生撰写工程技术文档的能力。对设计说明书的撰写，提出如下要求：1）严禁课程设计报告抄袭，基本工作独立完成；2）根据任务书能提出合理的设计方案和机构的工作原理；3）设计要符合国家标准，学会使用设计手册、专业术语、专业名词规范；4）设计图图纸规范，符合设计说明书的要求，不照抄手册和案例，设计参数与图纸相一致；5）学会使用专业相关软件，对设计的机械机构和控制部分进行分析和仿真，是验证设计正确的有效手段之一；6）课程设计配备了一些实际的零部件可供学生设计使用，以及基本的控制电路，学生要具备一定的实践操作能力，掌握器件的选择与焊接，会进行程序的编写，掌握系统故障的检测与维修能力。课程设计采用分组式进行，每个小组3～5人，视工作量而定。课题难度较大可以分五人，原则上一般三人为一组。每个小组在规定的时间完成基本要求，每个学生都要参与该组课程设计答辩，通过问题了解学生在课程设计中所做的主要工作，检查有无抄袭情况、有无坐享其成的学生，结合设计报告书的撰写质量和实际所做的产品质量进行综合评定。
3实施效果
通过在重庆大学机械电子工程专业的实践，在机械电子工程专业中开设机电一体化课程设计，已基本摸索出培养机电复合型技术人才的规律。普通型题目实现机电融合、知识整合理论教学与工程实践并重。由于在教学中缺乏机电知识综合运用能力的培养和训练，学生在学习了机械设计、机械制造和电子技术、计算机技术和传感器技术等基础课程后，不能很好地将机、电的知识融会贯通，大多数学生也只是了解基本的机电设备的基本功能，在系统运用中存在问题，在机电一体化系统的综合设计方面存在不少困难。通过开设机电一体化课程设计实践教学环节，通过理论设计与实际操作，比如数控工作台进给系统的设计，从电机、联轴器、丝杠、导轨的设计到型号的选择、控制单片机的设计与仿真，最终实现数控工作台进给系统的装配与调试。机电一体化课程设计对学生的理论知识与实践紧密地连接起来，提高了学生的综合应用能力。创新型题目为学生参加机械创新竞赛做了铺垫通过课程设计，为机械学科学生参加如全国大学生机械创新设计大赛做了铺垫。在第六届全国大学生机械创新设计大赛（重庆赛区）中，学生荣获重庆赛区一等奖一项、二等奖一项。其中，“幻显黑板”作品获得国家专利。该作品包括了框架的设计、传动系统布置，控制系统采用单片机控制，执行元件有步进电机、直流电机、电磁离合器、电磁制动器、光电编码器等器件。本次参赛作品充分运用机电一体化技术，机电一体化课程设计改革效果显著。
随着时代的发展，供电公司的信息化体系不断健全，其自动化应用需求不断得到提升，这其中涉及到很多的工作模块，比如办公自动化系统，用电营销系统，输变电工程系统等，这都需要进行自动化程序的控制。目测来说，电能量计量遥测系统是这个控制体系的核心，其需要在专门的虚拟网络中进行传输。为了更有效的进行计算机信息网络的改善，进行电力专用通信网络的开拓是必要的，从而保证计算机网络的不断延展及其延伸，扩散到各个生产场所，保证为其信息化应用系统创造条件，保证其可靠性的信息传输，进行通信模块，计算机信息网络模块的传输，保证供电企业的信息一体化工作，从而满足当下工作的需要。为其创造统一性的信息传输平台，从而有利于供电企业的信息一体化过程。
2在通信及其信息网络系统的应用过程中
可以进行计算机信息网络系统的升级，保证信息网络整体系统的优化，按照企业的信息化工作需要，进行自动化应用系统的更新，保证其实时性、安全性及其可靠性，更好的满足不同工作业务的需要。更好的进行数据模块，故障模块的控制，更好的减少系统的崩溃率，从而更好的降低网络传输的不稳定几率，为网络信息化及其自动化应用系统的工作创造一个良好的条件，保证其统一信息传输平台的应用。通过对通信系统及其信息网络系统的整合，更好的进行计算机信息网络的延伸，更好的进行网络生产管理信息的良好运作。这就需要做好信息网络变电及其输电过程的业务控制管理，做好查询模块、统计模块等的工作，更好的进行生产管理信息的优化，保证其管理工作的效率提升。在实践工作中，电力企业信息化仍然面临着巨大的挑战，这些挑战涉及多个模块的内容。如果缺乏必要的策划控制，就容易导致信息的不完整性，也就难以保证电力系统的统一性。这就需要进行电力单位的管制，更好的保证电力企业的信息化进程。但是在这一发展过程中，如果缺乏健全的信息化构建系统，就难免出现电力企业信息化中的麻烦。这就需要针对电力企业的发展程度，进行不同个工作模块的优化。针对不同信息化含量的电力工作展开布置，保证策划程序的良好性，针对其业务进程及其管制展开分析，做好业务的整理工作，更好的进行信息化的建设，策划好各个信息体系的工作步骤，保证信息化的质量。
3不能缺乏计算机的有效管理
如果缺乏计算机的管理，其信息的发出及其接收就难以得到控制，也就难以进行信息的识别。这就需要按照当下计算机信息处理的工作需要进行控制，进行工作模块的标准化流程，做好计算机程序的各个工作，进行数据标准化的控制，及时的进行计算机的处理，保证数据库的良好管理，保证科学化、信息化管理模块的协调，保证电力系统管理水平的提升。随着社会的不断进步，电力信息面临着巨大的挑战，也面临着更好的发展机遇，很多的厂商都推出了面向电力行业的管理方案。经营决策者需要根据市场的信息及其需要进行企业发展策略的决定，这需要信息管理者们做好生产信息及其经营信息的管理工作，保证决策模块的优化，做好信息的积极处理工作。
二、关于计算机信息管理及其电力企业
信息一体化目标的分析在电力系统工作过程中，可以串联各个电力部门之间的信息化体系，保证电力单位的程序运作智能化，保证不同应用体系之间的相互结合，这样可以打破独立信息化体系运作之间的局限性，通过对电子商务的利用，更好的提升电力单位的市场竞争力，也有利于针对电力单位的工作步骤，进行工作范围的开拓，保证电力单位内部结构的协调性。凭借电子商务的使用推动电力单位在竞争中处于优势的地位。还有，针对电力单位内部机构中一些封闭的工作范畴，经过贯彻单位的整合运用，能够把电子商务和那些封闭的工作范畴有机联系起来，进而能够推动电力单位内部结构各个信息化的体系综合起来。通过对不同电力信息体系的结合，更好的保证电力系统的综合管理，保证不同模块中的数据信息的结合，保证这些数据材料的良好应用，进行电力单位的信息化体系的修整，以满足当下工作的需要，提升其应用效率。电力单位内部的作业程序要按照数字信息化的形式开展。如，在使用ERP软件体系搜索有关内容时，就要凭借综合模块进行完成，这就必须在完成电力单位信息体系的综合时要把有关的工作程序管制的体系综合起来。
