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本文目錄一覽:
機電工程是什么
機電工程師執(zhí)業(yè)工程范圍包括:機電、石油化工、電力、冶煉,鋼結構、電梯安裝、消防設施、防腐保溫、起重設備安裝、機電設備安裝、建筑智能化、
環(huán)保、電子、儀表安裝、火電設備安裝、送變電、核工業(yè)、爐窯、冶煉機電設備安裝、化工石油設備、管道安裝、管道、無損檢測、海洋石油、體育場地設施、凈化、旅游設施、特種專業(yè)。
隧道機電工程設計研究?
1照明設計的總結
隧道機電工程里面的照明工程就是為了提供足夠的光照度供人民在隧道中通行,這里里面的入口光線設計、過渡段光線設計、基本段和出口段光線設計都要考慮安全因素。入口段光線設計:對光線明顯變化,人的眼睛需要一定的調整時間。如果隧道入口光線設計不合理,駕駛員在入隧道后會因為人眼需要對光線變化適應期而產生短暫的“失明”而造成交通事故。過渡段光線設計的目的為了讓駕駛員適應隧道這個駕駛環(huán)境,所以這一段路程的照明應該是漸變的,就是將入口段的較強照明逐漸下降到基本段的強度。
因為人眼對光照變化的適應有一定極限范圍,如光亮變化大于1:3,人眼就很難沒察覺的適應。過渡段應該以基本段照明強度三倍為上限。基本段光線設計:一般基本段是整個公路隧道中最長的部分,這里面的光線好壞直接影響駕駛員在隧道駕駛安全問題。其光線的設計基本按照隧道的長短和人類對光線的舒適程度來確定。出口光線設計的目的和入口段一樣,防止出現因亮度差異,減少駕駛員對光照的適應時間。我們本著安全考慮,規(guī)范這四個方面的設計,專門起草了《公路隧道照明設計規(guī)范》。
整體上來說取得的效果是良好的。但是也有不少情況存在。主要情況如下:應該設置光照的隧道沒有設計光照,《公路隧道照明設計規(guī)范》規(guī)定在100m以上的隧道都設計照明,為了降低成本有些500米左右的隧道都沒有照明設施。有些隧道有了光照設計,為了運行成本考慮,不開啟或者不全部開啟。我們隧道照明設計中明確規(guī)定照明控制應根據季節(jié)和光照等六種情況進行控制,但是,從設計開始時,就沒有嚴格的數據庫支持這個控制方案,設計過程也基本沒有很成熟的辦法來實現這個要求,在驗收光照設計時,也基本不能全部驗證這方面的設計。根據上面情況,我們應該更加監(jiān)督《公路隧道照明設計規(guī)范》的落地情況。季節(jié)和光照的問題,我們更應該從建立數據庫、設計更加科學、實用的控制系統(tǒng)來實現這個有關安全的設計要求。技術上,應該提倡充分利用減光措施和設置合理的交通誘導標志來完善隧道照明設計,應該鼓勵使用節(jié)能燈具。
2通風設計的總結
公路隧道是一個相對封閉的空間,自然空氣流通不暢,尤其是一些比較長的隧道。公路隧道的里面的空氣質量很差,有害氣體主要來源于汽車排出一氧化碳、氮氧化合物、碳氫化合物、醛類、有機化合物等汽車尾氣,其中威脅最大就是一氧化碳氣體。再者汽車行駛過程中產生的灰塵也是造成空氣質量差原因之一。揚塵還能降低隧道內可見度影響隧道交通環(huán)境。
隧道通風設計就是引進大量新鮮空氣,排出一定量汽車產生的廢氣,這樣的做法可以稀釋空氣有害物質的含量,提高可見度,從而保證人體健康和車輛行駛安全。同時,通風還是預防和撲救火災的一項有效設計。我國現有通風設計主要縱向通風、橫向通風、和半橫向流出通風這三種形式。比較三種通風方式,各有利弊。選擇隧道通風方式主要考慮隧道長度和最大設計交通流量這兩個因素。確定通風方式后,配齊相應數量的風機。機電工程設計中,還需要確定不同交通條件下的通風控制模型。
我國《公路隧道設計規(guī)范》中規(guī)定了一氧化碳、可見度、風速等數據,機電工程設計安裝氧化碳(CO)、能見度(VI)和風速儀(TW)等檢測儀器自動采集數據,通過通風控制計算機運算來調控通風大小。近幾年,我國隧道設計中通風設計技術得到國內外專家的認可,例如絡云山隧在通風設計上就大膽創(chuàng)新,取得良好的經濟和功能效益。不過,為了降低工程成本,選用的模式沒有問題,可是依據的基礎數據往往比較小,也就是沒考慮極端情況。這是通風設計中的安全隱患。這樣就要求通風設計參照更加真實的數據,設計量要加上一定量的安全系數。
3消防設計的總結
公路隧道中的特殊空間和運行條件決定消防設計的重要性。公路隧道這個相對封閉的空間和大量機動車輛的運動都容易造成火災和火災發(fā)生后損失比較大現在消防設計中主要有化水消防和化學消防以及報警、監(jiān)控和控制系統(tǒng)。消防系統(tǒng)中機電工程主要從監(jiān)控隧道環(huán)境和報警設計為主,比如,測定隧道中空氣的可燃氣體的濃度來起到預警的作用;通過設計手動和自動火災報警按鈕來達到出現火災時能第一時間確定發(fā)生火災的位置或者區(qū)域的作用,并在火災剛開始時,啟動水消防。
對火災情況實時監(jiān)控的設計可以讓監(jiān)督人員隨時根據火災情況做出科學、合理的疏散方案。機電工程中這些設計對處理火災起到很好的作用,是隧道消防系統(tǒng)中重要的一部分。近幾年,我過越來越重視這方面的設計,取得很好的效果。不過也存在一些問題:機電設計工程中預防設計還不是太科學和實用,這方面需要采用更加先進的技術來實現;機電工程中有這方面的設計,可是設計時考慮的情況比較單一,不能完全滿足復雜的情況變化。這需要我們設計時要基于比較嚴重的來設計。
4總結
總之,安全無小事。隧道機電工程這三項有關安全的設計是機電設計中需要優(yōu)先考慮。我們應該在現在的基礎上,吸收更多先進技術、積累理論和現實數據進一步提高隧道中安全系數。相信在將來,公路隧道機電工程一定會采納新工藝、新技術和新設備,公路隧道機電工程將更加先進、更加安全。這樣一來,高速公路就能更加安全、更加便捷。
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設計一個機電工程對象的步驟有哪些
機電一體化系統(tǒng)機電設計工程的設計:
一、機電一體化系統(tǒng)開發(fā)的設計思想
機電一體化的優(yōu)勢,在于它吸收了各相關學科之長并加以綜合運用而取得整體優(yōu)化效果,因此在機電一體化系統(tǒng)開發(fā)的過程中,要特別強調技術融合,學科交叉的作用。機電一體化系統(tǒng)開發(fā)是一項多級別、多單元組成的系統(tǒng)工程。把系統(tǒng)的各單元有機的結合成系統(tǒng)后,各單元的功能不僅相互疊加,而且相互輔助、相互促進、相互提高,使整體的功能大于各單元功能的簡單的和,即“整體大于部分的和”。當然,如果設計不當,由于各單元的差異性,在組成系統(tǒng)后會導致單元間的矛盾和摩擦,出現內耗,內耗過大,則可能出現整體小于部分之和的情況,從而失去了一體化的優(yōu)勢。因此,在開發(fā)的過程中,一方面要求設計機械系統(tǒng)時,應選擇與控制系統(tǒng)的電氣參數相匹配的機械系統(tǒng)參數機電設計工程;同時也要求設計控制系統(tǒng)時,應根據機械系統(tǒng)的固有結構參數來選擇和確定電氣參數。綜合應用機械技術和微電子技術,使二者密切結合、相互協(xié)調、相互補充,充分體現機電一體化的優(yōu)越性。
二、機電一體化系統(tǒng)設計方法
擬定機電一體化系統(tǒng)設計方案的方法有取代法、整體設計法和組合法。
1、取代法
這種方法是用電氣控制取代原傳統(tǒng)中機械控制機構。這種方法是改造傳統(tǒng)機械產品和開發(fā)新型產品常用的方法。如用電氣調速控制系統(tǒng)取代機械式變速機構,用可編程序控制器或微型計算機來取代機械凸輪控制機構、插銷板、步進開關、繼電器等,以彌補機械技術的不足,這種方法不但能大大簡化機械結構,而且還可以提高系統(tǒng)的性能和質量。這種方法的缺點是跳不出原系統(tǒng)的框架,不利于開拓思路,尤其在開發(fā)全新的產品時更具有局限性。
2、整體設計法
這種方法主要用于全新產品和系統(tǒng)的開發(fā)。在設計時完全從系統(tǒng)的整體目標考慮各子系統(tǒng)的設計,所以接口簡單,甚至可能互融一體。例如,某些激光打印機的激光掃描鏡,其轉軸就是電動機的轉子軸,這是執(zhí)行元件與運動機構結合的一個例子。在大規(guī)模集成電路和微機不斷普及的今天,隨著精密機械技術的發(fā)展,完全能夠設計出將執(zhí)行元件、運動機構、檢測傳感器、控制與機體等要素有機地融為一體的機電一體化新產品。
3、組合法
這種方法就是選用各種標準模塊,像積木那樣組合成各種機電一體化系統(tǒng)。例如,設計數控機床時可以從系統(tǒng)整體的角度選擇工業(yè)系列產品,諸如數控單元、伺服驅動單元、位置傳感檢測單元、主軸調速單元以及各種機械標準件或單元等,然后進行接口設計,將各單元有機的結合起來融為一體。在開發(fā)機電一體化系統(tǒng)時,利用此方法可以縮短設計與研制周期、節(jié)約工裝設備費用,有利于生產管理、使用和維修。
三、機電一體化系統(tǒng)設計的內容
在機電一體化系統(tǒng)(產品)中控制系統(tǒng)設計的主要內容可歸結為:確定系統(tǒng)整體控制方案、確定控制算法、選擇微型計算機、進行系統(tǒng)的硬件和軟件設計,以及系統(tǒng)統(tǒng)調。
1、確定系統(tǒng)整體控制方案
(1)確定控制任務
在設計系統(tǒng)以前,必須對控制對象的工作過程進行深入的調查、分析和熟悉,并明確實際應用中的具體要求,按機械與電子功能劃分方案確定系統(tǒng)所要完成的任務,然后用控制流程圖或其他適當形式描述控制過程和任務,寫成設計任務說明書,作為整個控制系統(tǒng)設計的依據。
(2)構思控制系統(tǒng)的整體方案
1)確定系統(tǒng)的控制結構形式是開環(huán)還是閉環(huán)控制。
2)采用閉環(huán)控制時應考慮檢測傳感器的選擇和所要求精度級別,并考慮機構安裝、使用環(huán)境等問題。
3)選擇執(zhí)行元件是電動、氣動還是液壓或其他,根據控制對象具體要求,比較方案的優(yōu)缺點,擇優(yōu)而用。
4)明確微機在系統(tǒng)中的作用:是設定值計算、直接控制還是數據處理和應具備的功能,需要哪些輸入/輸出通道和配置哪些外圍設備等。最后,畫出系統(tǒng)組成的原理框圖和附加說明,作為進一步設計的基礎,并初步估算成本。
2、建立數學模型確定控制方法
建立系統(tǒng)的數學模型是個復雜過程,也是一個試探的過程,需要反復權衡。
1)根據已初步確定的控制系統(tǒng)的物理結構,采用合適的控制理論方法建立和組成各環(huán)節(jié)以及整個系統(tǒng)的數學模型表達形式。通過靜、動特性計算,為計算機進行運算處理提供依據。
2)根據不同的控制對象和不同的控制性能指標要求,選擇不同的控制算法。對過程控制設備的直接數字控制系統(tǒng)常用PID調節(jié)的控制算法;在位置數字隨動系統(tǒng)中常用實現最少拍控制的控制算法;機床數字控制中常使用逐點比較法、數字積分法和數據采樣法的控制算法。另外,還有多種最優(yōu)控制的控制算法、隨機控制和自適應控制的控制算法等供選擇。
3)當控制系統(tǒng)較復雜時,控制算法也比較復雜,為設計、調試方便,可忽略小的非線性、小延時等因素的影響,將控制算法作某些合理的簡化。利用計算機系統(tǒng)仿真技術,逐步將控制算法完善,直到獲得最好的控制效果。
總之,控制算法的確定是一個反復修正與試驗的漸進過程。
3、選擇微型計算機
對于微機所承擔的任務給定以后,完成同一任務的微機方案有多種。一般以既能完成給定任務(應包括處理確定的控制算法)、又能充分發(fā)揮選用微機的功能、再留有一定功能余量為原則來選擇。
從控制生產機械或生產過程要求出發(fā),微型機應滿足以下要求:
(1)有較完善的中斷系統(tǒng)
對于控制用計算機,實時控制功能是一大特點。它包含系統(tǒng)正常運行時的實時控制能力和發(fā)生故障時緊急處理的能力。這種處理和控制一般都采用中斷控制方式,即CPU及時接收終端請求、暫停原來執(zhí)行程序,轉而執(zhí)行相應的中斷服務程序,待中斷處理完畢,再返回繼續(xù)執(zhí)行原程序。
在選用與CPU相應的接口芯片時也應有中斷工作方式,以保證控制系統(tǒng)能滿足生產中提出的各種要求。對于比較復雜的控制,要考慮采用實時操作系統(tǒng)。
(2)足夠的存儲容量
由于微型機內存容量有限,當內存容量不足以存放程序和數據時,應擴充內存,或配備適當的外存儲器(如硬磁盤等)。
(3)完備的輸入/輸出通道
輸入輸出通道是系統(tǒng)外部過程和微機交換信息的通道。根據實際需要有開關量輸入/輸出通道、模擬量輸入/輸出通道、數字量輸入/輸出通道和實現快速、批量交換信息的直接數據通道。通道的操作方式有串行、并行以及隨機選擇與按某種預訂順序進行工作等。
(4)微處理器芯片的選擇
這一選擇的實質就是確定能滿足控制功能要求的微處理器的字長、速度和指令系統(tǒng)。這三者是相互依存的。一般選擇:
1)對通常的順序控制、程序控制可選用1位微處理器;
2)對計算量小、計算精度和速度要求不高的系統(tǒng)可選用4位微處理器,如計算器、家用電器控制及簡易控制等;
3)對計算精度要求較高、處理速度較快的系統(tǒng)可選用8位微處理器,如經濟型的線切割機床、普通機床的控制和溫度控制等;
4)對要求計算精度高、處理速度快的系統(tǒng)統(tǒng)可選用16位或32位微處理器,甚至采用精簡指令集運算的芯片RIRC或多CPU,如控制算法復雜的生產過程控制,要求高速運行的機床控制,特別是大量的數據處理等。
(5)系統(tǒng)總線的選擇
微型計算機主要由若干塊印制電路板(按功能模塊設計、制造)構成。各塊板之間的連接,當然是通過印制板的插座之間的連線來實現的。通常,為了給使用和維護帶來方便,希望插座之間的連線具有通用性——一個系統(tǒng)中的各塊印制板可插在任一插座上。同時,也是為了各廠家生產的電路板具有通用性、互換性,就要對插座及連線訂個標準。這就是系統(tǒng)總線選擇的由來。
目前支持微型計算機系統(tǒng)機構的總線有:STD Bus支持8位和16位字長;Multi Bus工型可支持16位字長,Ⅱ型可支持32位字長;S-100 Bus可支持16位字長;VERSA Bus可支持32位字長,以及VME bus可支持32位字長等。生產廠家為這類總線提供各種型號規(guī)格的OEM(初始設備制造)產品,包括主模塊和從模塊,由用戶任意選配。
4、系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)設計主要是依據上述控制方案、設計所要求和選用的微機類型,對系統(tǒng)進行具體的設計。其設計可分為硬件的接口設計和軟件設計兩大類型。
在對系統(tǒng)總體設計時,一個最重要的問題是如何解決微機、被控對象和操作者這三者之間可靠地適時進行信息交換的通道和分時控制的時序安排。也就是綜合考慮用硬件配置和軟件措施解決系統(tǒng)運行的次序安排,以保證系統(tǒng)有條不紊地運行。
(1)接口設計
對于一種產品(或系統(tǒng)),其各部件之間,各子系統(tǒng)之間往往需要傳遞動力、運動、命令或信息,這都是通過各種接口來實現的。機械本體各部件之間、執(zhí)行元件與執(zhí)行機構之間、檢測傳感元件與執(zhí)行機構之間通常是機械接口;電子電路模塊相互之間的信號傳送接口、控制器與檢測傳感元件之問的轉換接口、控制器與執(zhí)行元件之間的轉換接口通常是電氣接口。
機電一體化產品的內外接口實際上就是一種進行物質、能量和信息交換的界面,它具有存儲、轉換和服務功能。按功能可以將接口劃分為以下3種:
1)零接口。不需進行任何轉換,把具有結合關系的兩部分直接連接起來稱為零接口,如連接管、電纜、接線柱和剛性聯(lián)軸節(jié)等。
2)普通轉換接口。在具有結合關系的兩部分之間存在能量或信息的轉換,但不含微處理器的接口為普通轉換接口。如減速器、變壓器、電磁離合器、放大器、光電耦合器、A/D轉換器、D/A轉換器等。
3)智能轉換接口。它是一種含有微處理器的轉換接口,具有可編程的特點,因而能夠自動改變接口條件,如由微處理器編程的8255A,8279,PIO等。
目前,大部分硬件接口和軟件接口都已標準化或正在逐步標準化。對于硬件接口,在設計時可以根據需要選擇適當的接口,再配合接口編寫相應的程序。
(2)操作控制臺設計
微機控制系統(tǒng)必須便于人機聯(lián)系,通常都要設計一個現場操作人員使用的控制臺。這個控制臺一般不能用微機所帶的鍵盤代替。原因是現場操作人員需要的是簡單、明了、安全的操作面板,以實現對機器的操作。所以,要求操作控制臺應有以下功能:
1)有一組或幾組數據輸入鍵(數字鍵或撥碼開關等),用于輸入或更新給定值、修改控制器參數或其他必要的數據。
2)有一組或幾組功能鍵或轉換開關,用于轉換工作方式,啟動、停止系統(tǒng)或完成某種指定功能。
3)有一個顯示裝置或顯示屏,用于顯示各種運行狀態(tài)、參數及故障指示等??刂婆_上應該有一個“緊急停止”按鈕,用于有緊急事故時停止系統(tǒng)運行,轉入故障處理。
應當明確指出,控制臺上每一種信號都與系統(tǒng)的運行狀態(tài)密切相關。設計時,必須明確這些轉換開關、按鈕、鍵盤、顯示器和故障指示燈的作用和意義,仔細設計控制臺的硬件及其相應的管理程序,使設計的操作控制臺既能方便操作又保證安全可靠,即使操作失誤也不會引起嚴重后果。
(3)微型計算機控制系統(tǒng)的電源設計
微機控制系統(tǒng)中的電源,根據需要可以有不同的類型(直流和交流)和規(guī)格(電壓和功率)。按照使用情況,對性能的要求也不盡相同,在設計過程中應按實際要求合理選用調試,并控制電壓變動。電源本身要具有過壓、短路、過載保護和熱保護,否則將會造成不可彌補的損失。
(4)整機的安裝、聯(lián)接設計
這是一種整體結構設計。微機控制系統(tǒng)安裝既包括了與被控對象的聯(lián)接安排,也考慮了主機本身的安裝聯(lián)接問題。其設計原則應該是安裝、聯(lián)接的可靠性和使用、裝配、維護的方便性。
1)安裝、聯(lián)接結構具有防震性,即印制電路板、接插件和元器件包括電纜等應牢固地安裝在同一個機殼上,不因振動而松動。
2)采用標準或專用、制造質量好的防松接插件,以保證接觸可靠而又使用、維護方便。
3)布線結構要合理,能防止相互間的電磁耦合干擾。一定要使信號線和功率線進行隔離,分別走線。對模擬信號更要注意走線的長短和屏蔽,如走線太長,需要考慮進行信號增強等措施。
4)正確安裝安全地線、信號地線、屏蔽地線以及功率地線和強電地線,最終要進行地線連接。地線要采用一點接地型,即把信號地線、功率地線、被控對象地線(安全地)等連接到公共接地點。而總的公共接地點必須與大地接觸良好,一般接地電阻要小于(4~7)Ω。
(5)軟件設計
對于選定的微機控制系統(tǒng),其微機本身已有一定的軟件支持,一般這些軟件要求用戶了解其使用方法和基本原理。如果把微型計算機專門為某一控制領域而設計成專用的控制計算機,用戶就需要利用計算機的指令系統(tǒng)和相應的開發(fā)系統(tǒng)來設計系統(tǒng)軟件,即控制軟件、管理軟件、診斷軟件等。這些系統(tǒng)軟件的設計要求更有專用性和針對性。
在微機控制中,其軟件任務大體可以分為數據處理和過程控制兩大基本類型。數據處理主要包括數據的采集、數字濾波、標度變換,以及數值計算等等。過程控制主要是使微機按照一定控制算法進行計算,然后進行輸出去控制生產。
5、系統(tǒng)聯(lián)調
微機控制系統(tǒng)設計完成后,硬件電路要進行制作、安裝及試驗,并進行連續(xù)烤機運行。軟件各模塊要在微機上分別進行調試,使其正確無誤,然后存盤。上述工作完成后,就可將硬件與軟件組合起來進行系統(tǒng)聯(lián)調的模擬試驗,正確無誤后,進行現場實驗,直到正式運行。在這個階段,最重要的是仔細設計模擬調試的方法與步驟,以及所用的測試手段。
此外,在現場試驗前,要仔細檢查接線,無誤后才能進行現場調試?,F場調試的步驟根據不同對象要仔細考慮。首先要把涉及的自動保護項目進行實驗,確認有效后才可進入功能、參數等項目的試驗。
內蒙古理正機電設計工程有限公司怎么樣?
內蒙古理正機電設計工程有限公司是2012-07-26在內蒙古自治區(qū)呼和浩特市回民區(qū)注冊成立機電設計工程的有限責任公司(自然人投資或控股),注冊地址位于內蒙古自治區(qū)呼和浩特市回民區(qū)光明路七號景泰花園C1號樓(蘭太廣場)五層520-532號。
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內蒙古理正機電設計工程有限公司的經營范圍是機電設計工程:許可經營項目:無。 一般經營項目:機電設計咨詢服務,機電設備安裝(待資質證核發(fā)后憑資質證書經營)、系統(tǒng)運行維護服務。在內蒙古自治區(qū),相近經營范圍的公司總注冊資本為13000萬元,主要資本集中在 5000萬以上 規(guī)模的企業(yè)中,共1家。
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