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初论机电一体化

已有 567 次阅读| 2011-8-25 04:25

学习机电一体控制

     机电一体,就是机械与电子科技的合并,在现代已经得到普及应用,但是只局限在操作面,维修依然停留在简单层次,机械维修和电子维修依然分开,不少机电一体的学校培养的都是操作人员,维修人员基本都要工程师水平,主要是我国科技基础薄弱,个人难以掌握,大多比较高级的技术人员依然停留在继电器(电磁铁接触器)控制层面,对于涉及单片机,编程,复合电路的复杂机电一体控制的理论难以通过,理论不通过,就无法掌握,对于传统的经验积累在高科技领域效果微小,头脑风暴已经来临

     全国工业现在已经慢慢走向内地,并且设备科技含量大大提高,基本脱离原来的电工电子层面,传统维修人员趋于淘汰,新青年在学习机电方面必须朝向一体化进军,否则这碗饭就吃不了多久,传统机电技术主要表现为:汽车等机械维修,电磁感应方面维修(电动机类),电子设备(家电),液压传动,以及大宗设备的焊,烧,断,改制等,但是这些在现在都趋于淘汰,当然不会完全的淘汰,任何时代都需要一些基础的行业,就像种地一样,虽然慢慢的越来越少人做了,但是是永远存在的。不是完整意义上的淘汰,而是不再那么吃香了,很多人说这个行业不好了,那个行业也不好做,似乎都被上辈人吃掉了肉,现在的人喝汤都比较难了,其实不是这样的,是这些技术在进步,传承上辈人的技术已经不能再适应现在科技的需要了,纵观中国工农业发展,自动化,一体化,计算机化将是将来五十年的重点技术,哪怕是抽个水,开个车,磨下面粉,都可能是自动化设备,用电脑控制(或则单片机),这对于中国目前从事初级技术行业的人员来说,是不小的挑战,毕竟我国从事技术行业的人文化水平都不是很高,大学毕业的人很少从事这些行业,初高中(初中居多)从事技术行业的占很大比例,这就给了新从事技术行业人员很大的压力,试想初高中文化要学机械,电子,芯片,编程等,有多大的难度?

      前期一个工厂老板带我去参观他的设备,制造化工原料的设备,他说整个韶关都没有人能修他的设备,每次坏了都要去广州请工程师来维修,十分麻烦,耽误生产,如果你可以攻克这个方面,多少钱我都愿意出,只要你能修好,不让我停产。他的设备是典型的机电一体,而且是不怎么复杂的机电一体,由电脑控制大量的交流接触器,接触器控制电动设备的工作与停止,复位等,达到自动生产的目的,由此可见中国技术人员的技术含量的相当低的,十分不能适应市场需要,就广州的工程师就要服务整个广东,这个人才缺口是巨大的。

      我参观后感到巨大的压力,一台简单的电脑,几十个交流接触器,噼噼啪啪不断的发出开关通断的声音,无数的发光二极管在闪烁,这是从来就没有接触的设备,我深感自身技术的落后,同时看到巨大的市场契机,如果可以攻克微电脑机电一体,必然在未来有很大的舞台施展,工业化朝向内地,就给内地的技术人员更高的要求,停留在上一辈的技术层面必将淘汰。我决定往机电一体方面发展,虽然难度很大,感觉就像修汽车的要学修宇宙飞船那样的难,但是目前对于理论能够初步的理解,我相信这个天赋,我可以尝试,在此,每次有技术突破就在此记录,激励自己,希望大家能给一点鼓励,这个真的是太难了,单片机,编程,电子,哪一个都不是简单的活,对于我这个从事电磁感应,自动化还停留在交流接触器层面的新人,想一想都是头大的事,大家的鼓励将是我继续的力量,介于当地环境技术的薄弱,目前是拜师无门,自然只能自学了,于是在www.51hei.com上逛了几天,我估量了一下自己,估计只能学到程序烧录和芯片硬件检查了,顶峰也就能够维修主板了,编程就是一个知识匮乏的问题了,真的是书到用时方知少啊,跪求各位在高校深造的学子们,好好学习啊,以后卖个青菜都可能觉得知识不够啊,有的人卖青菜,就只能卖一块钱一斤,但是有的人能够用科学知识解释他的青菜是绿色的,安全的,无公害的,就能卖十块钱一斤,还很好卖,你说你连青菜的营养成分都说不出,化学生物学都不是很懂,怎么吹出十块钱一斤的青菜?实在是佩服有幸在高校深造的莘莘学子居然有闲心混日子,或者总是以为学习谋略权术,为人之道,殊不知,谋士的基础,就是博学多闻,为人的基础,就是参透学术,那样才能有真正的权术,腹中空空,学得的都是虚假之术,不足以驾驭社会啊。。。

    对于单片机的控制线路问题

      首先是引脚,单片机有很多引脚,每一个引脚都有自己的用处,但是不需要去了解这些,要明白的就是,用户操作面的按钮是与这些引脚相连的,按钮发出信号传给单片机(信号这东西,其实就是电流)。单片机受到信号,按照固定的程序给另一个引脚输出电流,这个电流到达相应的开关,实现对元器件的控制,这就是控制过程。

      但是这个过程不是独立的,当单片机收到信号,也有其他的信号也在输入,一起反馈给单片机,决定其是否输出信号,输出了信号是否要中断等等,比如洗衣机收到开始按钮提供的信号,其他信号没有输入,那么单片机指导洗衣机开始工作,这时单片机突然收到无水的信号,那么单片机又马上按照程序中断信号的输出。这就是微电脑自动化。

      但是这些简单的单片机控制,其本身原理不难,但是附加了很多辅助电路,所以电路板看似就很复杂


      机电一体在全自动洗衣机上的应用

      全自动洗衣机是最简单的机电一体,首先是电子方面,电源介入后,通过整流电路(电子技术。单相桥式整流电路,用四个二极管组建,利用二极管的单向导通性把交流电转变成平滑的直流电)整流成直流,再经过变压器(电磁感应技术)输出两个电压的电流,旁路接通稳压电路和滤波电路(电子技术),最终输出稳定的5v直流电流供应给芯片,12v电压供给蜂鸣器(发出警告声),芯片在人工操作面的指导下发出脉冲电流(就是有通有断的电流)控制电机开关(电机开关就是交流继电器,有两个继电器控制电机的正反转和停止)

       基础就是电动机的正转,反转,停止,传统洗衣机是*机械始终装置来控制电机的运行,我们的自动化,只是要电动机实现自动正转反转和停止,传统洗衣机机械始终系统只能实现洗衣过程的自动化,而不能在停止洗衣后再次自动实现脱水过程,就好比电风扇的定时系统只能实现自动停止,而不能自动开机,定时开机关机,这就是机械自动化的缺点,自动化有限,所以要引进计算机芯片来实现更高级的自动化,更加智能地控制机械部分的运行。目前大多是自动化单片机控制设备都是和自动洗衣机的控制系统相似,正所谓一通百通就是这个道理。

        要实现电动机的自动运行,就是控制电动机的开关自动开关,要实现开关的自动化,就不能用机械力或者人力去按的开关,这里就要用到能够用电来控制的开关,就是交流接触器,交流接触器是用电磁感应原理的开关,通过小电流形成磁场,吸引开关进行通断,计算机的脉冲电流接入交流接触器,芯片内部的高频率时钟系统可以根据需要定时供给和断开电流供应,达到自动控制电机的目的。

       自动化并不是特别高深的理论,很简单,就是实现设备开关的自动通断,把问题集中在对开关的控制上,问题就不会那么复杂了,传统自动化用机械时钟实现对开关的控制,现在用芯片对开关的控制,芯片控制开关有几个前提,一个是芯片的用电区别于其他设备,必须要低压,稳定的直流电,那么在供电系统中就必须增加一个整流电路(交流变直流),一个稳压电路(稳定电压),一个变压电路(高压变低压),一个滤波电路(使电流的波形尽量趋于一条直线)。首先要懂得这几个简单的电路原理,最好能够自己设计制作这些电路,那么在自动化检修中就可以容易地识别,检测这几个电路有没有故障。

       单片机有了可*的供电,就要有信号输入,操作界面就是输入信号的地方,操作界面往往不是很难的电子技术,而且电子板很少出故障, 对于芯片内部结构,程序,只要能够检测出他有没有出故障就可以,不需要深入学习,然后就熟悉输出,输出很简单,就是输出到交流接触器

      对于这类机电一体化,重点在掌握那几个简单的电路以及检测该电路的正常与否,掌握通过对其他部件的工作状态来判定芯片是否工作正常,最好掌握用万用表测量芯片引脚来判定芯片状态。

       对于芯片的烧录程序,编程等,暂时不必深入研究,这种芯片(内含程序)虽然被厂家垄断,但是单片机是非常稳定的微型计算机,工作非常稳定,很难出故障,因此机电一体化虽然涉及广泛,整体理论高深,但是终端维修人员不必全部掌握,但是就那么几个简单的电路,也不是很容易掌握的。并且内部线路发杂,不是像我描述的那么简单,往往线路一多,就容易让维修人员丧失信心

       由此我想到,即使机器人,起基本原理都是不难的,都离不开芯片控制各种开关这个原理,比如机器人跳一段完整的舞蹈,就是芯片内部存储了这个固定的程序,控制机器人全部开关按照一定的顺序进行通断而已,当然这个简单的原理被无数次叠加重复就变得异常发杂了。

       当我写完这些字的时候,信心又大大的增加了。


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发表评论 评论 (1 个评论)

回复 hanfei1889 2011-8-27 11:02
时间出真知,不错的思考和总结。 继续努力。

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