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光電一體化技術(shù)范文第1篇

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；光機(jī)電一體化；應(yīng)用

對(duì)于現(xiàn)階段的生產(chǎn)、加工工作，基本上已經(jīng)達(dá)到了全自動(dòng)化的水準(zhǔn)，多項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)和應(yīng)用，都是從實(shí)際需求來出發(fā)的，在各個(gè)層面上利用先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備來完成良性循環(huán)，從而為社會(huì)的需求提供較多的幫助。我國(guó)在現(xiàn)階段的發(fā)展中，進(jìn)入到了一個(gè)特殊的時(shí)期，各項(xiàng)事業(yè)均取得了大幅度的進(jìn)步，發(fā)展空間也得到了很大的拓展。此時(shí)，想要在后續(xù)的工作中取得理想的成績(jī)，就必須將優(yōu)質(zhì)操作技術(shù)有效融入，保證機(jī)械設(shè)備的功能、體系等得到深度的優(yōu)化，最終獲得預(yù)期效果。

一、PLC控制技術(shù)分析

在過往的工作當(dāng)中，光機(jī)電一體化自動(dòng)盤花機(jī)的應(yīng)用，主要是通過傳統(tǒng)的手段來完成的，在很多方面都保持了較為穩(wěn)定的工作水準(zhǔn)。這種情況的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)，到近代以后，各類機(jī)械技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為很多設(shè)備的優(yōu)化都提供了較多的參考。從技術(shù)的角度來分析，PLC控制技術(shù)占有很高的地位，無論是在技術(shù)體系上，還是在技術(shù)功能上，都表現(xiàn)出了較大的進(jìn)步，很多工作的執(zhí)行都沒有出現(xiàn)漏洞及缺失。面對(duì)社會(huì)上物質(zhì)需求的大幅度提升，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用需要從多個(gè)方面予以把控。

（一）功能強(qiáng)大

PLC控制技術(shù)在應(yīng)用過程中，發(fā)現(xiàn)其功能異常的強(qiáng)大，能夠在很多方面達(dá)到突出的成績(jī)。一般而言，PLC的操作層次上，指令數(shù)量特別的多，能夠達(dá)到幾十條，甚至是上百條的指令。不同的指令內(nèi)容存在較大的差異，由此可以開展相應(yīng)邏輯問題的優(yōu)化處理，確保在不同類型的數(shù)據(jù)運(yùn)算上，能夠獲得精確的結(jié)果。在現(xiàn)階段所掌握的PLC控制技術(shù)當(dāng)中，普通計(jì)算機(jī)可以完成的工作，PLC控制技術(shù)同樣可以進(jìn)行良好的應(yīng)用。除此之外，考慮到機(jī)械工作的操作過程中，需要達(dá)到良好的人機(jī)互動(dòng)效果。PLC控制技術(shù)本身的功能，得到了很大程度的健全，其完全可以根據(jù)現(xiàn)實(shí)工作的需求，將人機(jī)界面良好的建立，將信息交換工作合理的完成，減少了過往工作的不足和缺失，從而在最終的工作價(jià)值上、工作效益上，達(dá)到一個(gè)最佳的水準(zhǔn)。

（二）系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方便

從主觀的角度來分析，現(xiàn)下的各項(xiàng)工作，其必須在工作效率、工作質(zhì)量方面達(dá)到兼得的效果，不能出現(xiàn)任何的差錯(cuò)。而我國(guó)隸屬于發(fā)展中國(guó)家的行列，機(jī)械層面上的內(nèi)容，必須要保證系統(tǒng)的簡(jiǎn)單性、可操作性、可靠性等。PLC控制技術(shù)在應(yīng)用過程中，自身的系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)過程中，能夠取得非常方便的效果，整體工作很少出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。例如，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用，其自身的控制邏輯，表現(xiàn)為程序的建立方法，利用程序更好的代替了硬件接線。如此一來，不僅在工作空間上得到了最大化的節(jié)約，同時(shí)在操作效果上也有所鞏固，告別了以往的問題，整體工作效果非常值得肯定。除此之外，PLC控制技術(shù)的系統(tǒng)，其采用的硬件，全部是高度集成化的模塊。這些模塊均表現(xiàn)為配套的特點(diǎn)，完全實(shí)現(xiàn)了系列化、規(guī)格化的目標(biāo)。我們?cè)趹?yīng)用PLC控制技術(shù)的時(shí)候，硬件系統(tǒng)與方案的搭建，在整體上表現(xiàn)出方便的特點(diǎn)。

（三）可靠性高

就機(jī)械操作本身而言，可靠性是一個(gè)不能忽略的特性，在很多方面都將產(chǎn)生極大的影響。當(dāng)下的各行各業(yè)，都必須在機(jī)械的幫助下，才能又好又快的完成。所以，我們?cè)诠鈾C(jī)電一體化盤花機(jī)的應(yīng)用上，即便PLC控制技術(shù)擁有了很多的特質(zhì)和功能，依然要對(duì)可靠性方面的內(nèi)容進(jìn)行深思熟慮，不能出現(xiàn)任何的問題，否則將會(huì)影響到其他工作的順利開展。

1. 在硬件設(shè)計(jì)層次上，PLC控制技術(shù)的輸入電路、輸出電路均得到了多個(gè)方面的優(yōu)化處理，兩種電路能夠與內(nèi)部的CPU進(jìn)行電隔離處理，整體工作方法具有高度的可行性。經(jīng)過大量的分析后，發(fā)現(xiàn)PLC控制技術(shù)的硬件設(shè)計(jì)工作，未出現(xiàn)嚴(yán)重的不足。自身的信息工作，主要是通過光耦器件來完成的，也可以通過電磁器件進(jìn)行傳遞，選擇性比較多。在PLC控制技術(shù)的內(nèi)部當(dāng)中，CPU板的運(yùn)作，對(duì)客觀情況做出了深入的考量，自身具備了良好的抗電磁干擾的屏蔽功能，為PLC程序的運(yùn)行，提供了更多的幫助。

2. 軟件實(shí)現(xiàn)層次上，PLC控制技術(shù)得到了很大的改變。一般而言，PLC的工作方式，主要是體現(xiàn)為掃描加中斷的方法來完成。該模式在應(yīng)用以后，可以保證PLC控制技術(shù)有序的來工作，將所有的混亂問題徹底的減少。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用后，PLC控制技術(shù)表現(xiàn)出的軟件可靠性非常顯著，整體上避免了繼電控制系統(tǒng)常出現(xiàn)的“冒險(xiǎn)競(jìng)爭(zhēng)”問題，自身的控制結(jié)果，能夠達(dá)到確定的情況，減少了很多不良因素的威脅。

二、PLC控制技術(shù)的應(yīng)用

光機(jī)電一體化全自動(dòng)盤花機(jī)是比較常用的設(shè)備，其在很多方面都取得了功能的進(jìn)步和應(yīng)用效果的提升。將PLC控制技術(shù)在設(shè)備中進(jìn)行應(yīng)用，不能單純的按照主觀想法來完成，還必須對(duì)客觀上的指標(biāo)實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入的分析。就現(xiàn)階段的技術(shù)而言，PLC控制技術(shù)整體上具備了較高的可靠性、可行性，未出現(xiàn)任何的不良問題。但對(duì)于光機(jī)電一體化全自動(dòng)盤花機(jī)來講，在其中應(yīng)用PLC控制技術(shù)，相當(dāng)于對(duì)技術(shù)限定了使用的環(huán)境和各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，如果出現(xiàn)了違背的情況，或者是在工作過程中表現(xiàn)為強(qiáng)制性的操作，都將對(duì)最終的結(jié)果構(gòu)成威脅。

建議在PLC控制技術(shù)的應(yīng)用上，從以下幾個(gè)方面出發(fā)：（1）通過對(duì)傳統(tǒng)手工制作絹花的工藝分析，結(jié)合 PLC、單片機(jī)程序控制技術(shù)、機(jī)械原理、電子技術(shù)等，實(shí)現(xiàn)手工加工過程的再現(xiàn)。（2）從電機(jī)馬達(dá)參數(shù)研究方面入手，結(jié)合 PLC 控制技術(shù)，使送料長(zhǎng)度、花瓣旋轉(zhuǎn)的角度等達(dá)到最佳。（3）通過研究氣動(dòng)控制技術(shù)，結(jié)合機(jī)械部件實(shí)現(xiàn)絹花的自動(dòng)裝訂系統(tǒng)。（4）在數(shù)字控制、硬件組成、新光電器件選用方面研究，以求達(dá)到絹花加工速度、質(zhì)量等方面的技術(shù)突破。從電氣化安全規(guī)則、人體學(xué)及安全防護(hù)、裝備自身的安全防范、及采用綠色環(huán)保材料的使用上，以求達(dá)到與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)接軌。（5）機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。全自動(dòng)盤花機(jī)主要由送料模塊、成型模塊、裝訂模塊組成，如何設(shè)計(jì)機(jī)器結(jié)構(gòu)，使其體積小、重量輕、易維護(hù)、易操作、可靠性高。

總結(jié)：

本文對(duì)PLC控制技術(shù)在光機(jī)電一體化全自動(dòng)盤花機(jī)當(dāng)中的應(yīng)用展開討論，現(xiàn)下的工作水平了有了很大的提升，多項(xiàng)工作的開展均未表現(xiàn)出任何的問題，創(chuàng)造的工作效益是非常值得肯定的。日后，需加深對(duì)PLC控制技術(shù)的研究，在各個(gè)方面減少不足，優(yōu)化體系的同時(shí)，不斷的推動(dòng)光機(jī)電一體化全自動(dòng)盤花機(jī)的進(jìn)步。

參考文獻(xiàn)

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光電一體化技術(shù)范文第2篇

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電；建筑；一體化；設(shè)計(jì)

Abstract: This paper introduces the photovoltaic power generation system, expounds the basic principles of the construction and photovoltaic energy integration system, focusing on the analysis of the integration design principle of (pv) power and building roof, metope, pervious to light component, curtain wall, sunshade component.

Key words: photovoltaic power; architecture; integration; design

中圖分類號(hào)：TM6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

建筑作為人類日常生活必需的生存空間，每年消耗著大量的能源，約占一個(gè)國(guó)家總能耗的40%左右。特別是在一些嚴(yán)寒地區(qū)，城鎮(zhèn)建筑能耗竟高達(dá)當(dāng)?shù)啬茉聪M(fèi)的50%左右1。開發(fā)各種新能源也成為人們考慮的重點(diǎn)，其中最重要的方法就是利用太陽能這一古老而永不枯竭的能源，太陽能光伏發(fā)電技術(shù)與建筑有機(jī)結(jié)合，降低對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴是今后一個(gè)階段建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展方向之一。

1.光伏發(fā)電系統(tǒng)

1.1太陽能電池的工作原理

太陽能發(fā)電有很多種方式其中大多數(shù)方法是通過將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，利用熱能進(jìn)行發(fā)電。光伏發(fā)電是比較直接的一種形式，它主要是利用一些材料受到光照后產(chǎn)生電流的物理原理，將這些材料制成發(fā)電原件的技術(shù)，這種技術(shù)可以將陽光直接轉(zhuǎn)換為電能，使用更加便利，應(yīng)用更加廣泛，近些年得到了極大的發(fā)展。

1.2光伏發(fā)電系統(tǒng)的種類

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)分為獨(dú)立式太陽能發(fā)電系統(tǒng)和并網(wǎng)式發(fā)電系統(tǒng)。獨(dú)立式太陽能發(fā)電系統(tǒng)，具有自己獨(dú)立的蓄電系統(tǒng)，白天將多余的電能存儲(chǔ)到蓄電池中，在夜晚或陰雨天電量少的時(shí)候從蓄電池中在提取電能，它的特點(diǎn)是獨(dú)立性強(qiáng)適合沒有電網(wǎng)的地區(qū)使用；并網(wǎng)式太陽能發(fā)電系統(tǒng)不同于獨(dú)立系統(tǒng)，它并聯(lián)入到電網(wǎng)中，白天發(fā)電時(shí)將電能輸送到電網(wǎng)系統(tǒng)中，將電網(wǎng)作為蓄電池，在需要時(shí)候在從電網(wǎng)中提取電能，它的特點(diǎn)是無需蓄電系統(tǒng)，但是需要電網(wǎng)支持。

1.3光伏發(fā)電的優(yōu)勢(shì)

光伏發(fā)電在使用過程中具有很多優(yōu)勢(shì)，首先在使用過程中不產(chǎn)生任何污染，沒有噪聲，沒有次生產(chǎn)物，且其產(chǎn)生的電能為高品位能源，不需二次轉(zhuǎn)化，維護(hù)其運(yùn)行的成本較低，不需要進(jìn)行二次追加投入，是一種理想的情節(jié)能源。

2.建筑與光伏發(fā)電一體化系統(tǒng)

光伏發(fā)電為建筑提供能源的方式很多，目前使用量最大的是在遠(yuǎn)離城市的沙漠地區(qū)建立大型的光伏發(fā)電廠，再過高壓輸電技術(shù)將電能輸送到用戶，這種方式在輸電過程中會(huì)造成大量的電能損失；還有一種形式是在能源負(fù)荷中心附近建立大型光伏發(fā)電廠，再通過電網(wǎng)將電能輸送到用戶，但能源負(fù)荷中心往往是經(jīng)濟(jì)中心，用地成本較高；于是目前催生出一種新的光伏發(fā)電應(yīng)用形式,將光伏發(fā)電原件直接裝在建筑的屋頂或墻面上，利用建筑作為光伏發(fā)電板的安裝場(chǎng)所，在這種情況下，建筑光電一體式系統(tǒng)就應(yīng)運(yùn)而生，簡(jiǎn)稱BIPV。

2.1太陽能電池板

太陽能電池板根據(jù)材料不同有很多種類，如多晶硅電池板，單晶硅電池板以及非晶硅和薄膜電池板。以單晶硅電池板發(fā)電效率最高，造價(jià)也最為昂貴，目前使用量最大的是多晶硅電池板。

2.2電池板板的安裝朝向和傾角

太陽的運(yùn)行軌跡每天和每時(shí)都有所不同，獲得最多太陽能的方法是是使太陽能電池板永遠(yuǎn)與太陽光線保持垂直，但是這就需要有雙軸跟蹤系統(tǒng)，造價(jià)高，且構(gòu)造復(fù)雜，一般情況下不采用這種形式。

目前我國(guó)太陽能發(fā)電板的安裝方向通常采用正南方向，傾斜角度通常為春秋分節(jié)氣正午時(shí)分的太陽高度角的互余角，這樣可以使光電板在全年獲得最大的能量，當(dāng)然主要朝向可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，有時(shí)甚至可以安裝在東西墻上。

3.光伏發(fā)電與建筑一體化的做法

3.1用光電設(shè)備作屋面板

屋面是光電板最理想的建筑一體化安裝部位，坡屋面那是最為理想的光電板安裝界面，坡屋面本身就為光電板提供了理想的傾斜角度，使其能夠獲得最大的能量，另外傾斜的屋面角度還可以防止冬季積雪。由于光電板在工作時(shí)其背面會(huì)產(chǎn)生較多熱量，當(dāng)光電板與屋面進(jìn)行一體設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到這種情況，在光電板與屋面之間設(shè)置空氣層或太陽能熱水系統(tǒng)給光電板降溫。

平屋面安裝發(fā)電板，需要進(jìn)行一些構(gòu)造設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)光電板的理想傾角，一般情況下是采用一些角鋼支撐，但是這種情況下光電板與建筑一體化的效果比較差，不是理想的光電與建筑一體化設(shè)計(jì)方法。

3.2用光電設(shè)備作建筑立面

建筑立面也是光電板的理想安裝界面，安裝時(shí)以南立面為主，北方地區(qū)南向墻面全年可以獲得40%~50%的太陽能，東西向也可以作為安裝立面，在全年東西向墻面也可以獲得20%~30%的太陽能輻射。需要注意的是在遮擋較為嚴(yán)重的立面不適合安裝太陽能光電板，陰影會(huì)遮擋掉大部分太陽能輻射。

3.3透明構(gòu)件光電板

隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)出現(xiàn)透明光電構(gòu)件，一種是半透明狀的，類似茶色玻璃，另一種是將光電元件排列成具有花格的圖案，花格之間是透明材料，形成斑駁的光影效果。這兩種材料都有透光性能，但透光量都較為有限，因此如采光要求高的情況下不易使用，或者大面積使用獲得較好的采光效果和發(fā)電效果。目前在很多建筑的中庭空間都在使用，創(chuàng)造出一種光影豐富的效果。

3.4光電幕墻

光電幕墻是一種新型的光電材料，它集發(fā)電與裝飾為一體，能夠很好的與建筑融合。它主要多個(gè)太陽能光電池經(jīng)加固處理，鑲嵌在特殊的透明度極高的低鐵玻璃中，彼此之間經(jīng)過其背面的導(dǎo)線相連，從而構(gòu)成了一個(gè)整體的光電板。這種材料外表光潔，色彩明亮，節(jié)能效果明顯，此幕墻體現(xiàn)了智能化特點(diǎn)，把太陽能光電技術(shù)集成到幕墻中不占有建筑面積，且太陽能光電板優(yōu)美的外觀，具有特殊的裝飾效果，更賦予建筑物鮮明的現(xiàn)代科技色彩。

3.5光電系統(tǒng)與遮陽設(shè)備

建筑遮陽系統(tǒng)也是光電一體化主要考慮的建筑構(gòu)件之一，建筑遮陽板與太陽能光伏發(fā)電兩者的任務(wù)恰好有機(jī)的統(tǒng)一在一起。遮陽設(shè)備提供了合適的傾斜角度，而光電板則是理想的遮陽材料。

電子樹是光伏建筑遮陽的一種新的應(yīng)用。它是以鋼結(jié)構(gòu)模仿樹枝的形態(tài)支撐頂棚，而頂棚部分采用太陽能電池板，模擬樹葉在陽光下光影斑駁的效果。

4.結(jié)語

在能源日益緊張的今天，太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化設(shè)計(jì)無疑是解決建筑能源問題的一條最佳出路。如果屋頂和立面全部采用光電板，它將足夠產(chǎn)生建筑所需要的能量，建筑不再成為能源的負(fù)擔(dān)，而是成為能源的資產(chǎn)。

參考文獻(xiàn):

光電一體化技術(shù)范文第3篇

論文關(guān)鍵詞：機(jī)電一體化,電力行業(yè),應(yīng)用

機(jī)電一體化主要是指將機(jī)構(gòu)的主要功能以及動(dòng)力、信息處理、控制等功能與電子科技相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)機(jī)械裝置與電子化控制軟件、設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合，形成全新的系統(tǒng)。它具有多功能、高質(zhì)量、高可靠性、低能耗等特定功能價(jià)值，涵蓋了“技術(shù)”和“產(chǎn)品”兩個(gè)方面，是一個(gè)功能強(qiáng)大的系統(tǒng)。

當(dāng)前，機(jī)電一體化已經(jīng)發(fā)展成為了一門具有專門系統(tǒng)的學(xué)科領(lǐng)域，當(dāng)今科學(xué)發(fā)展日新月異，機(jī)電一體化也將逐漸被賦予新的內(nèi)容。

2 機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，“機(jī)電一體化”這個(gè)名詞越發(fā)流行，它最初只被認(rèn)作為機(jī)械與電子的簡(jiǎn)單結(jié)合，但隨著微機(jī)性能不斷提高，以及信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)、光學(xué)，尤其是通信技術(shù)逐漸進(jìn)入機(jī)電一體化，機(jī)器可以通過遙控和網(wǎng)絡(luò)化實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化，生產(chǎn)范圍也日益普及。

機(jī)電一體化目前多應(yīng)用于汽車制造、裝備制造、機(jī)械加工等行業(yè)，其優(yōu)越的性能在電力行業(yè)的應(yīng)用還處于初級(jí)階段。電力行業(yè)發(fā)展需要集成化、智能化，也需要人性化、綠色化，這些都是機(jī)電一體化技術(shù)能夠做到的，因此，機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)的應(yīng)用還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足行業(yè)發(fā)展的需求，還有待進(jìn)一步地研究并投入應(yīng)用。

2.2 機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)今數(shù)字化、綜合化、網(wǎng)絡(luò)化以及個(gè)性化的技術(shù)革命是以微電子、軟件、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為核心引發(fā)的，對(duì)全球經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、科技和軍事等方面發(fā)展影響深刻，也影響了機(jī)電一體化學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)。據(jù)有關(guān)預(yù)測(cè)表明，機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展方向如下所述。

（1）朝著光電一體化發(fā)展：一般由傳感、動(dòng)力、信息處理、機(jī)械結(jié)構(gòu)等部件即可組成機(jī)電一體化系統(tǒng)，加入光學(xué)技術(shù)，并利用其特點(diǎn)，能有效完善機(jī)電一體化系統(tǒng)中的傳感、動(dòng)力和信息處理部件。（2）朝著柔韌化發(fā)展：今后的機(jī)電一體化系列產(chǎn)品，會(huì)有足夠的冗余度來運(yùn)轉(zhuǎn)執(zhí)行和控制系統(tǒng)，對(duì)突發(fā)事件應(yīng)對(duì)能力加強(qiáng)，柔韌化改善。該系統(tǒng)的子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，均服務(wù)于總系統(tǒng)，而本身也具有“自律性”，能就不同環(huán)境而做出差異反應(yīng)，同時(shí)，單個(gè)子系統(tǒng)的故障不會(huì)影響總系統(tǒng)性能發(fā)揮，使得總系統(tǒng)柔韌性加強(qiáng)。（3）朝著智能化發(fā)展：未來的機(jī)電一體化系列產(chǎn)品的“全息”特點(diǎn)將會(huì)更突出，表現(xiàn)為極強(qiáng)的智能化，這是由于信息技術(shù)、模糊技術(shù)都在快速發(fā)展，識(shí)別能力增強(qiáng)。

3 機(jī)電一體化技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用探究

3.1 交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制設(shè)計(jì)

在生產(chǎn)實(shí)踐過程中，常要求用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制方向相反的兩個(gè)運(yùn)動(dòng)，如小車的左行、右行，機(jī)械手的上升和下降等。

交流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制電氣設(shè)計(jì)如圖1所示。

要實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，只要把三相線當(dāng)中的任意兩相調(diào)換位置即可。如圖1，加入接觸器KM1閉合時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，當(dāng)接觸器KM1斷開，論文接觸器KM2閉合時(shí)，電動(dòng)機(jī)就會(huì)反轉(zhuǎn)。

3.2 機(jī)電一體化技術(shù)在水電站廠設(shè)備中的應(yīng)用

隨著光電式互感器、智能化開關(guān)等機(jī)電一體化設(shè)備的出現(xiàn)，水電廠的自動(dòng)化技術(shù)逐漸進(jìn)入到數(shù)字化階段。

（1）水電廠設(shè)備機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)分析。

水電廠設(shè)備機(jī)電一體化結(jié)構(gòu)主要分3層。其中過程層，隨著信息技術(shù)發(fā)展，采用了新一代光電電壓互感器、光電電流互感器，能夠直接采集數(shù)字量，提高了抗干擾和抗飽和性能，開關(guān)裝置也實(shí)現(xiàn)了緊湊化和小型化。

（2）水電廠自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。

目前，水電廠機(jī)電一體化不斷更新技術(shù)，其發(fā)展趨勢(shì)主要有智能化、人性化及用戶二次開發(fā)等。

智能化指系統(tǒng)可根據(jù)人為存儲(chǔ)的命令對(duì)事件進(jìn)行推理、判斷及歸納。在一定條件下能代替人工操縱，經(jīng)過歸納和判斷，自動(dòng)操作、提示信息，使機(jī)組安全地運(yùn)行。智能化越高，對(duì)人員要求越低，對(duì)自身及控制設(shè)備的狀態(tài)能給出準(zhǔn)確判斷、統(tǒng)計(jì)及報(bào)警提示。

3.3 機(jī)電一體化技術(shù)在電站輔機(jī)產(chǎn)品研制中的應(yīng)用

（1）微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器：該裝置典型的有UNITROP系列，響應(yīng)快、精度高、穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)緊湊、抗干擾、運(yùn)行和維護(hù)方便、可靠性高，在市場(chǎng)上應(yīng)用非常廣泛。UNITROL*1000、*F和*5000等自動(dòng)調(diào)節(jié)器分別適用于≤50 MW等級(jí)的無刷勵(lì)磁汽輪發(fā)電機(jī)、≤600 MW和≥135 MW等級(jí)的汽輪發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)勵(lì)磁電壓調(diào)節(jié)器。（2）勵(lì)磁繞組絕緣電阻監(jiān)測(cè)裝置：該裝置典型的有GFDS-9001E型，采用80C196單片機(jī)技術(shù)。用來測(cè)量勵(lì)磁繞組與地之間的絕緣電阻，一般采用在線檢測(cè)的方式，監(jiān)測(cè)發(fā)電機(jī)與勵(lì)磁機(jī)勵(lì)磁繞組之間絕緣情況。（3）發(fā)電機(jī)氣體純度監(jiān)測(cè)裝置：該裝置典型的有GHS-1型，由純度風(fēng)機(jī)、純度儀和變送器等部件構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)為：性能穩(wěn)、無污染、不漂移、維護(hù)便捷，獨(dú)有的微處理器結(jié)構(gòu)容易使壓力、環(huán)境和溫度相互補(bǔ)償，精度高。（4）勵(lì)磁電流電壓測(cè)算儀：該裝置典型的有GES-9001型，用于測(cè)量勵(lì)磁電流和電壓，并可顯示發(fā)電機(jī)的電流、電壓、功率因數(shù)、頻率、有功和無功功率以及轉(zhuǎn)子氫溫、繞組溫度等。適用范圍較廣，可供3～600 MW的發(fā)電機(jī)組使用，性能好，質(zhì)量可靠。

4 結(jié)語

機(jī)電一體化技術(shù)伴隨著當(dāng)前科技的進(jìn)步快速發(fā)展，所發(fā)揮的作用日益明顯，但是其在電力行業(yè)的應(yīng)用遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前的需求，還需要進(jìn)一步地研究并應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 章浩，張西良，周士沖.機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究，2006（7）：46-47.

[2] 袁中凡.機(jī)電一體化技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006.

光電一體化技術(shù)范文第4篇

關(guān)鍵詞：太陽能光伏幕墻建筑一體化

前言

2006年1月1日，我國(guó)實(shí)施《可再生能源法》，此后相繼出臺(tái)《可再生能源發(fā)電有關(guān)管理規(guī)定》、《可再生能源發(fā)電價(jià)格和費(fèi)用分?jǐn)偣芾碓囆蟹椒ā?、《可再生能源產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄》等。2009年，財(cái)政部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于加快推進(jìn)太陽能光電建筑應(yīng)用的實(shí)施意見》（財(cái)建[2009]128號(hào)）《、太陽能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》（財(cái)建[2009]129號(hào)）、《關(guān)于印發(fā)太陽能光電建筑應(yīng)用示范項(xiàng)目申報(bào)指南的通知》（財(cái)辦建[2009]34號(hào)），對(duì)太陽能光電建筑應(yīng)用進(jìn)行補(bǔ)貼支持。其中《太陽能光電建筑應(yīng)用財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》規(guī)定，支持項(xiàng)目應(yīng)滿足以下條件：

1、單項(xiàng)工程裝機(jī)容量應(yīng)不小于50kWp。2、發(fā)電效率：?jiǎn)尉Ч钁?yīng)超過16%，多晶硅應(yīng)超過14%，非晶硅應(yīng)超過6%。3、優(yōu)先支持光伏組件與建筑物實(shí)現(xiàn)構(gòu)件化、一體化。4、優(yōu)先支持并網(wǎng)式太陽能光電建筑應(yīng)用項(xiàng)目。5、優(yōu)先支持學(xué)校、醫(yī)院、政府機(jī)關(guān)等公共建筑應(yīng)用光電項(xiàng)目。

太陽能光電建筑應(yīng)用系統(tǒng)成本主要包括兩個(gè)部分：一是太陽能電池組件成本；二是安裝應(yīng)用成本，包括設(shè)計(jì)施工、平衡系統(tǒng)、電網(wǎng)接入等。2009年的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)確定為20元/瓦，占目前系統(tǒng)成本的近50%。

太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化有以下主要優(yōu)點(diǎn)：1、有效利用建筑表面(屋頂和墻面)，省去支撐結(jié)構(gòu)，節(jié)省土地資源。2、可原地發(fā)電、原地使用，節(jié)約送電網(wǎng)投資和減少損耗。3、BIPV系統(tǒng)舒緩夏季高峰電力需求，解決電網(wǎng)峰谷供需矛盾。4、建立多元化的有彈性的能源系統(tǒng)。5、國(guó)家政策補(bǔ)貼和電價(jià)優(yōu)惠可以給用戶帶來實(shí)惠。6、避免墻面溫度和屋頂溫度過高，改善室內(nèi)環(huán)境，降低空調(diào)負(fù)荷。7、光伏建筑一體化還會(huì)提高建筑工程的工業(yè)化程度，使建筑工程變成一種高度機(jī)械化、自動(dòng)化的高效率制作產(chǎn)業(yè)。但要做好太陽能光伏發(fā)電與建筑一體化，卻要解決一系列問題，包括技術(shù)層面和政策層面。

一、我國(guó)太陽能資源的分布

1、當(dāng)?shù)厝晏柲苜Y源

我國(guó)太陽能資源的地區(qū)分類概況，如圖1所示。

2、當(dāng)?shù)貧夂驙顩r

當(dāng)?shù)氐臍夂驙顩r也是影響太陽能光伏幕墻應(yīng)用的重要因素。

圖1我國(guó)太陽能資源分布圖

（1）溫度：環(huán)境溫度對(duì)太陽能光伏電池的效率有影響，一般來說，溫度越高效率越低。因此，在嚴(yán)寒、寒冷地區(qū)的氣候可以使得溫度的影響效應(yīng)降低；而在炎熱氣候條件下應(yīng)采取一定的措施，使得太陽能電池板的溫度不至于過高。

（2）抗風(fēng)、雪荷載、防雨等：光伏幕墻作為建筑構(gòu)件，還應(yīng)該根據(jù)項(xiàng)目當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，綜合考慮抗風(fēng)、防雨、雪荷載等問題。

（3）遮陽、采光的需求：通過光伏組件與玻璃幕墻的結(jié)合，通常會(huì)形成幕墻上的非透明或半透明部分，因此光伏幕墻具有一定遮陽的功能，同時(shí)也降低了玻璃幕墻的透光性能。不同氣候區(qū)的建筑對(duì)遮陽和采光的需求不同，因此光伏幕墻的設(shè)計(jì)也應(yīng)有所不同。

3、當(dāng)?shù)鼐暥群透鱾€(gè)朝向的太陽能照度情況

太陽能光伏幕墻的受光面與太陽的相對(duì)位置是決定光伏幕墻接受到的太陽能大小的重要因素。太陽位置常用兩個(gè)角度來表示，即太陽高度角β和太陽方位角A。

在當(dāng)?shù)貤l件下，幕墻上接受太陽能的大小則是由幕墻的安裝朝向的方位角和傾角決定的。

4、周圍建筑物遮擋

光伏幕墻安裝在建筑物上，可能會(huì)出現(xiàn)被周圍建筑遮擋的情況。如果部分太陽能電池被遮擋，被遮擋的電池把功率以熱的方式耗盡，降低整體發(fā)電效率。時(shí)間過長(zhǎng)易導(dǎo)致故障產(chǎn)生，造成整個(gè)光伏電池組件損壞。因此，光伏幕墻應(yīng)安裝在日照最多，陰影最少的地方；并且盡量保證組件上部和下部的空氣流通，以保持盡可能低的溫度。在建筑密度較高的城市，建筑應(yīng)用光伏幕墻應(yīng)結(jié)合建筑所在地塊建筑現(xiàn)狀和規(guī)劃，采用計(jì)算或?qū)嶒?yàn)的方法對(duì)遮擋問題進(jìn)行預(yù)測(cè)，盡量避免周邊建筑對(duì)光伏幕墻的遮擋。若存在太陽光大面積被遮擋的情況，則不適宜安裝光伏幕墻。

二、太陽能電池組件的選用

1、各種電池的能源轉(zhuǎn)換效率

（1）實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率。目前各類太陽電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率記錄見表1。

表1 目前各類太陽電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率記錄

電池種類 轉(zhuǎn)換率（%） 研發(fā)單位 備注

單晶硅電池 24.7 澳大利亞新雨威爾大學(xué) 4cm2面積

背接觸采光單晶硅電池 26.8 美國(guó)SunPower 公司 96倍聚光

CaAs多結(jié)電池 40.7 SpectroLab 333倍聚光

多晶硅電池 20.3 德國(guó)弗蘭霍夫研究所 1.002cm2面積

InCaP/CaAs 30.28 日本能源公司 4cm2面積

非晶硅電池 12.8 美國(guó)USSC公司 0.27cm2面積

CIGS電池 19.9 美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室 0.41cm2面積

CdTe電池 16.5 美國(guó)可再生能源實(shí)驗(yàn)室 1.032cm2面積

多晶硅薄膜電池 16.6 德國(guó)斯圖加特大學(xué) 4.017cm2面積

納米硅電池 10.1 日本鐘洲公司 2um膜（玻璃襯底）

染料敏化電池 11.0 EPFL 0.25cm2面積

HIT電池 21.5 日本三洋電機(jī)公司

（2）實(shí)際轉(zhuǎn)換效率。實(shí)際市場(chǎng)上銷售的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率達(dá)不到實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，實(shí)際效率如表2。

表2目前各類太陽電池的實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)換效率的記錄

電池種類 轉(zhuǎn)換率（%）

單晶硅電池 17%

多晶硅 15%

非晶硅 12%

（3）溫度對(duì)效率的影響。當(dāng)溫度升高時(shí)，光伏電池的發(fā)電效率將下降。不同的光伏電池，溫度系數(shù)有些差別。非晶硅電池的溫度系數(shù)要比晶體硅電池小，即非晶硅電池受溫度的影響比晶體硅電池小。在常見的光伏電池中，效率受溫度影響情況如下：?jiǎn)尉Ч枳畲?；多晶硅中等；非晶硅較小。

2、基于建筑一體化設(shè)計(jì)，電池組件的選用原則

在建筑光伏一體化設(shè)計(jì)中，對(duì)于建筑不同部位選用不同光伏電池的原則如下：

（1）多晶薄膜、非晶硅薄膜電池在建筑一體化設(shè)計(jì)中比較有優(yōu)勢(shì)，宜采用與建筑屋面、墻面、玻璃幕墻相結(jié)合的多晶薄膜、非晶硅薄膜電池。（2）應(yīng)按照地區(qū)，將太陽能電池板與屋面，東、南、西向墻面相結(jié)合。（3）根據(jù)建筑要求確定合適的玻璃性能（如采光）及結(jié)構(gòu)（如夾層、中空、異型）。（4）根據(jù)抗風(fēng)等要求確定玻璃的強(qiáng)度要求（鋼化、厚度）。

3、光伏組件需要解決的問題

（1）組件的生產(chǎn)問題。在光伏組件的生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)電池的特性選用面板玻璃，考慮透光性能、厚度、強(qiáng)度、平整度等。在夾膠生產(chǎn)工藝方面，應(yīng)選用專用的膠片，并在組件邊緣采用專用密封膠密封。在彎曲成型方面，應(yīng)注意電池的彎曲能力。在電池焊接、聯(lián)接、合片、引出線等工藝設(shè)計(jì)中要重點(diǎn)關(guān)注成品率。

（2）組件的安裝與使用問題。光伏幕墻組件在設(shè)計(jì)中應(yīng)把安裝方式作為重點(diǎn)之一。這其中包括組件固定方式，光伏幕墻的水密性，安裝、使用中的損壞問題，光伏組件背后的散熱問題等。

在設(shè)計(jì)中還應(yīng)充分考慮光伏幕墻的建筑使用要求和在壽命期的一系列問題，包括：與建筑外觀的協(xié)調(diào)；透光性能；應(yīng)考慮玻璃在夏季的升溫問題及熱炸裂問題；冬季玻璃構(gòu)造的保溫能力；光伏電池的效率衰減；光伏電池組件的使用壽命；組件的清洗、維護(hù)等。

4、比較適用于太陽能光伏幕墻的電池

（1）非晶硅太陽能電池。非晶硅太陽能電池?zé)o毒、無污染，技術(shù)成熟，多用于玻璃幕墻，特別適合在新建建筑使用。技術(shù)特點(diǎn)如下：

①對(duì)散射光、折射光、直射光等各種光源都有良好的吸收效應(yīng)，穩(wěn)定電流輸出，長(zhǎng)時(shí)間光電轉(zhuǎn)換。②沒有半導(dǎo)體效應(yīng)，不隨光照時(shí)間長(zhǎng)產(chǎn)生溫度升高，發(fā)電效應(yīng)不降低，更適合用于熱帶地區(qū)。③比晶體硅電池組件容易維護(hù)和清潔，不會(huì)因?yàn)椴糠株幱岸鴮?dǎo)致整塊電池組件發(fā)電效果大幅度下降。④薄膜太陽能電池造價(jià)是晶體硅電池的一半，而且不受原材料瓶頸的限制，適合于廣泛實(shí)用。⑤非晶硅太陽能電池光電轉(zhuǎn)換效率已達(dá)到13%。⑥制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，原材料消耗少，比較便宜等優(yōu)點(diǎn)。⑦非最佳角度陽光下的工作情況好于單晶硅太陽能電池，可自由裁剪，可充分利用合成的產(chǎn)品。

（2）銅銦鎵硒太陽能電池（CIGS）。銅銦鎵硒太陽能電池（CIGS）為柔性薄膜，用于曲面造型幕墻，突破平板限制。電池高效、低成本、性能穩(wěn)定，可大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。技術(shù)特點(diǎn)如下：①轉(zhuǎn)化率高:可以和傳統(tǒng)的單晶硅媲美，小面積可達(dá)19.9%，大面積可達(dá)11.2%。②性能穩(wěn)定，無污染。③制造成本低。④使用壽命長(zhǎng)。⑤柔性薄膜，用于曲面造型幕墻，突破平板限制。

三、一體化構(gòu)造的確定

1、光伏幕墻的基本構(gòu)造

光伏幕墻系統(tǒng)除了具備太陽能電池陣列、功率調(diào)節(jié)器等設(shè)備外，作為建筑的一部分，還應(yīng)具備以下功能的構(gòu)造：（1）作為建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)采取一定的措施，達(dá)到基本的隔熱保溫的要求。具體來說，光伏幕墻的傳熱系數(shù)、遮陽系數(shù)及內(nèi)表面溫度等參數(shù)應(yīng)達(dá)到相關(guān)要求。（2）電氣絕緣性能。（3）防水防潮。（4）作為建筑構(gòu)件，將受到風(fēng)荷載、雪荷載等外力的作用，應(yīng)具備一定的強(qiáng)度，保證建筑的護(hù)結(jié)構(gòu)不受到破壞，同時(shí)應(yīng)具備一定的剛度，以保證不至于變形。（5）作為玻璃幕墻或采光頂時(shí)，還應(yīng)滿足建筑采光的需求，應(yīng)具有一定的透明度。

2、BIVP的設(shè)計(jì)原則

(1)與建筑能完美結(jié)合，是建筑藝術(shù)與創(chuàng)意設(shè)計(jì)。光伏組件給建筑設(shè)計(jì)帶來了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇，畫龍點(diǎn)睛的BIPV設(shè)計(jì)會(huì)使建筑更富生機(jī)，環(huán)保綠色的設(shè)計(jì)理念更能體現(xiàn)建筑與自然的結(jié)合。(2)結(jié)構(gòu)安全性。光伏組件與建筑的結(jié)合，結(jié)構(gòu)安全性涉及兩方面：一是組件本身的結(jié)構(gòu)安全，如高層建筑屋頂?shù)娘L(fēng)荷載較地面大很多，光伏組件受風(fēng)變形時(shí)是否會(huì)影響到電池片的正常工作等。二是固定組件的連接方式的安全性。組件的安裝固定需對(duì)連接件固定點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算，并充分考慮在使用期內(nèi)的多種不利情況。建筑的使用壽命一般在50年以上，光伏組件的使用壽命也在20年以上，BIPV的結(jié)構(gòu)安全性問題不可小視。(3)發(fā)電性能(主要功能)，并電網(wǎng)匹配。(4)通風(fēng)、保溫、隔熱、散熱、采光、遮陽。(5)根據(jù)建筑功能需要，考慮發(fā)電用途。通常發(fā)電的用途包括:照明、抽水、空調(diào)、上網(wǎng)等。

3、BIPV的各種形式

目前，BIPV通常采用以下形式，在每種形式下，建筑要求如表3。

表3BIVP的各種形式

序號(hào) BIVP形式 光伏組件 建筑要求

1 光伏采光頂 雙玻璃光伏組件（透明） 建筑效果好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)、采光性好、遮風(fēng)擋雨、隔熱保溫

2 光伏屋頂 光伏屋面瓦 建筑效果好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)、遮風(fēng)擋雨、隔熱保溫

3 光伏幕墻（透明） 雙玻璃光伏組件（透明） 建筑效果好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)、采光性好、遮風(fēng)擋雨、隔熱保溫

4 光伏幕墻（非透明） 雙玻璃光伏組件 建筑效果好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)、遮風(fēng)擋雨、隔熱保溫

5 光伏遮陽板 雙玻璃光伏組件 建筑效果好、結(jié)構(gòu)強(qiáng)

6 屋頂光伏組件 普通光伏組件 建筑效果好

7 墻面光伏組件 普通光伏組件 建筑效果好

BIPV較適合的建筑部位有屋頂、風(fēng)雨棚、立面幕墻、大型遮陽百葉等位置。各種情況分析如下：（1）光電幕墻：只要地區(qū)合適、朝向合適，便可以采用太陽能光電幕墻。（2）光伏屋頂：屋頂為不透明，太陽能電池板能很好與其結(jié)合。直立鎖邊屋面板系統(tǒng)，BIPV配置合理有很好效果。BIPV形式玻璃采光頂。（3）風(fēng)雨棚：風(fēng)雨棚使用BIPV有優(yōu)勢(shì):①覆蓋面積大，且有最理想的太陽輻射角；②外觀形狀單一規(guī)整，方便太陽能板的布設(shè)；③維護(hù)和檢修非常方便。（4）電動(dòng)遮陽百葉BIPV：①能根據(jù)太陽高度角進(jìn)行調(diào)節(jié)，獲得最大太陽輻射量；②太陽能電池板能和遮陽百葉在外觀上能很好融合；③機(jī)械化程度高，BIPV應(yīng)用將更加廣泛和合理。（5）墻面：南向、東西向墻面，若無遮擋，也是很好的位置，可取得較好的效果。

4、太陽能光伏幕墻工程應(yīng)解決的問題

太陽能光伏幕墻需要結(jié)合建筑的總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，考慮環(huán)境、需求等一系列問題。

(1)與建筑外觀協(xié)調(diào)一致。(2)城市區(qū)大樓彼此遮蔽陽光。(3)建筑物的緯度、方位，以及環(huán)境干擾。(4)與建筑物結(jié)合一體，設(shè)計(jì)與施工均較復(fù)雜，技術(shù)要求度很高。(5)造價(jià)昂貴，投資大，業(yè)主缺少投資動(dòng)力。(6)晶體硅模板背部因通風(fēng)較差，溫度上升，發(fā)電效率可能降低10%以上。(7)垂直設(shè)置，將減少約40%的發(fā)電量。(8)當(dāng)陰影遮蔽一片模組的一部分時(shí)，將減少整片模組及其他串聯(lián)模組的發(fā)電量。(9)電氣聯(lián)接、電網(wǎng)聯(lián)接、電量計(jì)量、電氣保護(hù)等。

5、太陽能光伏幕墻工程問題的解決途徑

(1)通過對(duì)光伏幕墻接受的太陽輻細(xì)計(jì)算，避免大樓彼此遮蔽陽光的問題。(2)規(guī)定清洗時(shí)間間隔，定期清洗，以解決空氣質(zhì)量不好等環(huán)境問題。(3)行業(yè)開展共同研究，編制相關(guān)的行業(yè)技術(shù)規(guī)程，不斷提高光伏建筑一體化的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)。(4)采用薄膜電池，通過規(guī)?；a(chǎn)降低成本，優(yōu)化電網(wǎng)系統(tǒng)。(5)在夏熱地區(qū)使用，應(yīng)有夏季的背部通風(fēng)措施（60℃以下），并進(jìn)行溫度計(jì)算，減少溫升問題。(6)垂直設(shè)置時(shí)，應(yīng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，確定采用的電池、系統(tǒng)等，縮短投資回收期。(7)進(jìn)行光照陰影計(jì)算，確定最佳安裝位置。同時(shí)，采用弱光性能好的薄膜電池，減少陰影的影響。(8)制定配套的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指南，優(yōu)化電氣設(shè)計(jì)。

四、結(jié)語

光電一體化技術(shù)范文第5篇

【關(guān)鍵詞】PLC；光機(jī)電；一體化；實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

1概述

1.1PLC

PLC全稱為可編程邏輯控制器，它是一款可用于編程的存儲(chǔ)器，它主要是用于完成邏輯運(yùn)算的執(zhí)行、順序的控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)等用戶的指令，除此之外，它還可以運(yùn)用數(shù)字化或者模擬式輸出及輸入對(duì)機(jī)械生產(chǎn)進(jìn)行控制。可編程邏輯控制器具有許多特點(diǎn)，首先，可編程邏輯控制器使用起來十分方便，而且編程簡(jiǎn)單，其主要采用的是簡(jiǎn)單的梯形圖、邏輯圖或者簡(jiǎn)單的程序語句來表達(dá)，所以對(duì)于用戶來說，他們不用掌握十分完備的計(jì)算機(jī)知識(shí)，就可以很好地進(jìn)行操作。其次，可編程邏輯控制器的功能強(qiáng)大，價(jià)格還十分經(jīng)濟(jì)，故而其性能價(jià)格比是相對(duì)較高的。還有一點(diǎn)，就是可編程邏輯控制器的硬件配套往往十分齊全，用戶在使用時(shí)很方便，適應(yīng)能力強(qiáng)，很可靠，在抗干擾方面，其采用大量集中的繼電器，在減少接觸不良方面，可編程邏輯控制器在很大程度上具有優(yōu)勢(shì)，從而減少接觸不良帶來的許多故障。關(guān)于可編程邏輯控制器的維護(hù)和修理方面，其在設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試上的工作量少，從其維護(hù)工作來看，工作量也是相對(duì)較少的，而且操作起來方便，故障問題能夠很快地解決。

1.2光機(jī)電一體化

光機(jī)電一體化又叫做機(jī)械電子工程，這是機(jī)械工程與自動(dòng)化領(lǐng)域中的一個(gè)研究方向。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)不斷取得重大突破，光機(jī)電一體化的技術(shù)也在迅猛發(fā)展，光機(jī)電一體化在許多領(lǐng)域都有了應(yīng)用。從綜合層面來講，光機(jī)電一體化實(shí)際上是將許多技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合后的產(chǎn)物，其中就包括機(jī)械技術(shù)、電子工程技術(shù)、信息技術(shù)等等，在結(jié)合后將光機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中去，從而可以使得機(jī)械發(fā)展更加智能化和人性化。

2基于PLC的光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1組成要素

基于PLC的光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)過程中首先需要注意的是光機(jī)電一體化系統(tǒng)中的組成要素，主要有五大要素，分別是結(jié)構(gòu)組成要素、動(dòng)力組成要素、感知組成要素、運(yùn)動(dòng)組成要素和職能組成要素。結(jié)構(gòu)組成要素是整個(gè)光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)組建的基礎(chǔ)，它為整個(gè)系統(tǒng)提供了結(jié)構(gòu)的支持，也就是說，只有按照系統(tǒng)的要求，組建好結(jié)構(gòu)組成要素，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)能量的正常供應(yīng)和動(dòng)力系統(tǒng)的運(yùn)行。動(dòng)力組成要素在整個(gè)系統(tǒng)的建設(shè)中起到了提供動(dòng)力的作用，只有保證了動(dòng)力的充足，才能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定的工作。而感知組成要素在光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中主要是對(duì)系統(tǒng)自身的運(yùn)行狀態(tài)和工作環(huán)境的一個(gè)感知，從各種參數(shù)和狀態(tài)進(jìn)行收集、分析和處理，并且以可被識(shí)別的信號(hào)輸出，從而產(chǎn)生相應(yīng)的調(diào)控信息，使得整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)得以監(jiān)測(cè)。在運(yùn)動(dòng)組成要素常常與動(dòng)力組成要素相互搭配起作用，都是為系統(tǒng)運(yùn)行所需要的動(dòng)力提供基礎(chǔ)保障。職能組成要素在控制和處理信息部分發(fā)揮著巨大的作用，由于感知組成要素是作用于收集系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)，在收集到大量數(shù)據(jù)之后，就需要對(duì)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、存儲(chǔ)和加工，從而能夠使得整個(gè)系統(tǒng)按照獲得的指令進(jìn)行運(yùn)作?？偨Y(jié)來講，光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不可忽略這五大組成要素的基本功能和作用。

2.2設(shè)計(jì)原則

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中，不僅需要考慮各個(gè)組成要素的作用，還需要遵循設(shè)計(jì)的原則，這些原則主要分為四部分，分別是接口耦合、運(yùn)動(dòng)傳遞、信息控制和能量轉(zhuǎn)換四項(xiàng)基本原則。首先是接口耦合原則，也就是說兩個(gè)需要進(jìn)行信息傳遞的接口或者需要進(jìn)行傳遞的環(huán)節(jié)之間，如果其信息模式不一致就會(huì)造成信息無法傳遞的嚴(yán)重后果，因此，在這里就需要遵循接口耦合的原則，利用接口耦合使得信息得以傳遞。在信號(hào)相對(duì)較弱的兩個(gè)環(huán)節(jié)之間，也需要通過接口耦合來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)大信號(hào)的效果，從而能夠匹配，使得信號(hào)的變換更加清晰、可靠，而且更加快速、精準(zhǔn)。第二項(xiàng)原則，能量轉(zhuǎn)換原則，兩個(gè)需要進(jìn)行傳輸和轉(zhuǎn)換的環(huán)節(jié)之間，常常會(huì)出現(xiàn)由于信息模式的不同而無法進(jìn)行直接的信息傳遞，所以在這里不僅需要接口耦合，還需要能量的轉(zhuǎn)換，只有能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，才能使得執(zhí)行器、驅(qū)動(dòng)器等不同能量實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的工作效率。第三，信息控制，在光電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，在數(shù)據(jù)的收集、傳輸、存儲(chǔ)、分析等都是進(jìn)行信息處理的過程，而達(dá)到最優(yōu)的信息控制，是提高光電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量和效率最關(guān)鍵的一步。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的日益更新，機(jī)械智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代科技的標(biāo)志，所以，在光電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)中，遵循信息控制原則，實(shí)際上可以推進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)的智能化水平。第四，運(yùn)動(dòng)傳遞原則，在光機(jī)電一體化系統(tǒng)的各個(gè)組成要素之間，運(yùn)動(dòng)傳遞能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)要素的信息傳輸和運(yùn)動(dòng)控制的目的。

2.3具體設(shè)計(jì)

光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的就是要保證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完整性，下面就以水池補(bǔ)水系統(tǒng)為例，對(duì)基于PLC的光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析。首先是動(dòng)力部分，水池補(bǔ)水系統(tǒng)選擇電力作為動(dòng)力部分，動(dòng)力部分的設(shè)計(jì)需要滿足系統(tǒng)的動(dòng)力需求，以保證整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力源泉不會(huì)枯竭；就目前來講，常見的動(dòng)力源有電能、風(fēng)能、水能、人力、畜力等，而水池補(bǔ)水系統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)選擇電能即可。其次，是水池補(bǔ)水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)部分，在進(jìn)行光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要考慮實(shí)現(xiàn)的效果，從而有針對(duì)性地選取相適應(yīng)的結(jié)構(gòu)，在搭配其他部件，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化控制，這里以水池補(bǔ)水系統(tǒng)作為例子，這里的結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是需要?jiǎng)恿Σ糠謥韼?dòng)的，因此，它也是整個(gè)系統(tǒng)最后發(fā)揮作用的部分，也可以算是系統(tǒng)的核心；執(zhí)行器部分是控制系統(tǒng)的關(guān)鍵部分之一，在實(shí)際操作中，常常是需要通過信號(hào)路線與PLC連接，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的聯(lián)通和傳遞，在該水池補(bǔ)水系統(tǒng)的執(zhí)行器的選擇上，選取電動(dòng)截止閥和開關(guān)共同作為執(zhí)行器的部分，當(dāng)PLC產(chǎn)生信號(hào)并傳輸?shù)綀?zhí)行器部分，執(zhí)行器就可以根據(jù)指令完成其任務(wù)；在水池補(bǔ)水系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)部分在很大程度上需要PLC的支持，從而對(duì)信息進(jìn)行收集、加工和存儲(chǔ)操作，計(jì)算機(jī)部分對(duì)于整個(gè)水池補(bǔ)水系統(tǒng)來說起到了一個(gè)總控的作用，就如同大腦之于身體，顯而易見其重要性；水池補(bǔ)水系統(tǒng)的傳感器部分，需要利用PLC來對(duì)系統(tǒng)自身和工作環(huán)境進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，并且將傳感器收集到的信息傳輸給計(jì)算機(jī)部分，根據(jù)計(jì)算機(jī)程序的執(zhí)行，最終輸出結(jié)果，實(shí)現(xiàn)水池補(bǔ)水系統(tǒng)的隨環(huán)境調(diào)試，從而更好地完成其任務(wù)。

3結(jié)語

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的日漸取得重大突破，光機(jī)電一體化作為光學(xué)和機(jī)械電機(jī)工程相互綜合的產(chǎn)物，這項(xiàng)技術(shù)也在迅猛發(fā)展，并且在許多領(lǐng)域，光機(jī)電一體化都有了應(yīng)用。而為了推進(jìn)光機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，將PLC技術(shù)應(yīng)用在光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)當(dāng)中，起到了關(guān)鍵作用。本文基于PLC的光機(jī)電一體化實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，雖然文章在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排上還存在不足，但是希望通過文章能夠引起大眾對(duì)于PLC和光機(jī)電一體化的重視，并且在未來的研究中作出更多的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)

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