机电一体化的关键技术-关键的一步
机电一体化的关键技术-关键的一步
一 : 关键的一步 一辈子有多长无从知道，缘份究竟有多少没人明了。人生的路有多远并不重要，当务之急是珍惜生命的每一秒!慢慢的人生长路，关键的却往往只有一瞬间，有机会就要拼，成功失败与否，要的是结果，而享受的是过程。没有坎坷崎岖不叫命运，没有大风大浪不叫人生。青春仅仅是一个短暂的美梦，当你醒来时，它早已消失无踪。人生最要紧的，不是你站在什么地方，而是你要朝什么方向走。谁若游戏人生，他就一事无成；谁不主宰自己，永远都是奴隶。二 : 网站关键字的艺术第一课
　　学校要开网页课咯，处于好奇寒假去了解下cms的使用。 在同学的帮助下跌跌撞撞的建立个属于自己的网站!很开心啊然后在就是备案 这可是和国家打交道诶要认真哦。很认真的填写每一项备案程序等待消息! 　　网站终于备案成功 咯说来也奇怪 才交上去2.3天就批下来咯人家~~和建站以来都是一样神速啊!!接下来就是推广咯! 我的建的网站是阿偶影视网，一个p2p技术的电影网站，朋友都说电影网起步很难。竞争太大~~看来还真对啊 这几天来除咯朋友的光顾基本来不了什么其他流量而且网络上的电影网站真的多如牛毛 所以基本是网站有推广的那天 人会多点没推广就没人来咯~!!所以我仔细的想咯想题到底出错在那里。然后看咯许多关于推广的文章!!原来网站推广比建设还难!好的方法真的很重要! 　　找啊找....看啊看 方法其实不少，于是我尝试咯网络上比较流行的几种方法，首先找关键字和优化关键字。花咯一天的时间找咯个自己认为比较满意的关键字 就是 阿偶影视 因为网站的域名就是 ao=阿偶所以..然后 我又去百度和谷歌 等几个比较大型的搜索引擎看了看收录情况 呵呵还不错!决定咯就是你咯 这样想想找找一天又过去了。 　　又是菜鸟站长新的一天，找到合适的关键字不优化推广还是一样，所以今天当然要努力优化咯优化关键字还有门道，比如要适合自己网站的内容，一个搜索电影的网名不怎么可能会对书法教程感兴趣是把还有就是咩有一定的把握不能做太热门的关键字，这个也好理解比如谷歌收录的魔兽世界约有9,420,000项符合魔兽世界的查询结果你想如果你不是很拔尖 你能在9420000项查询结果中脱颖而出么，当然不排除一些super men 呵呵! 　　然后就是尽量减少用iframe和frame的框架结构。 如果你是动态网页，请控制一下参数的数量和URL的长度。百度更喜欢收录静态网页。 　　在同一个页面上，不要有过多链接。在那些站点地图类型的页面上，请把重要的内容给出链接，而不是所有细枝末节。链接太多，也可能会导致无法被百度收录。 　　还有就是 网页 meta信息检测怎么说呢?比如这个 是站长工具网的查询结果： 　　Title：首页-阿偶影视网 　　字符数量：8 个字符 建议长度：小于等于 80 个字符。 　　KeyWords：阿偶影视网，，阿偶影视网阿偶影视，阿偶影视网电影高兴，阿偶影视网免费电影，阿偶影视网免费电影网 　　字符数量：55 个字符 建议长度：小于等于 100 个字符。 　　Description：阿偶影视网阿偶影视网主要以提供免费优酷，土豆，qvod，迅雷电影在线观看的网站，所有youku，tudou，qvod最新电影电视剧均来源于网络，阿偶影视网是以在线电影免费观看为主的网 　　络娱乐平台。 字符数量：97 个字符 建议长度：小于等于 200 个字符， 也就是说模板index.html里的关键字的添加和长度 也是有技巧的不能太少也不能太多，太少搜索不到 而太多的话，一个关键字出现太多会被认为作弊是不会被收录的!所以站长们要经常去查询下自己网站的关键字，可以去站长工具网查询 对于我们做seo和了解自己网站信息的帮助可以说是很大的还有就是关注新闻、关注发展的动态，做关键字。比如现在的小沈阳 怎么火 我就不用说咯吧 　　以上就是我结合资料自己总结的一些心得 我还是菜鸟所以 用的语言还是比较菜鸟语 希望对新建立站点的朋友们有所帮助 高手不喜欢可以不看 不要喷哦，哇很晚，明天还要继续努力，今天就先写岛这里。 　　推广网站还有许多的方法比如 搜索引擎提交推广， 交换友情链接 信息推广发布，去各大博客，论坛，贴吧，网摘推广宣传和联盟的加入 　　总之要记住一句大家都认可的话 内容是王推广为皇~!!写心得不容易qq群： 希望能有更多的站长得到获益!!!我是阿偶 谢谢 三 : 技术揭秘一：12306是如何实现高流量高并发的关键技术？ 12306网站曾被认为是&全球最忙碌的网站&，在应对高并发访问处理方面，曾备受网民诟病。因此记者在第一时间联系到一位对12306改造非常关注的技术架构师，他从技术的角度，用科学论证的方式，指出原因所在，并根据他的经验进一步说明12306是如何实现高流量高并发的关键技术，与大家共享。以下为正文： 前言： 12306互联网售票系统在2011年下半年开始上线使用，但在2012年春运期间引发无数的争议。在2012年春运后，12306项目承接单位与多家IT公司联系，经过多次论证和POC 测试， 最终引入分布式内存运算数据管理云平台 - Pivotal Gemfire做试点，用以提高12306系统性能，解决&高流量和高并发&的难题。 高流量高并发是指某特定时间段的海量请求，根据过去的经验法则，高并发是指访问流量是平常流量的 3-5倍;但由于互联网和移动设备apps的普遍化，电商网站的促销模式&11.11&，或是厂商的&饥饿营销&，都会衍生&秒杀&现象。所以过去的经验法则用到12306春运售票系统，往往是远远低于实际的的流量。例如，12306平常一天的PV(page views)值大约是在 2500万到 3000万左右， 在2015年春运高峰日的PV值是297亿，流量增加1000倍，这样海量的请求，假如不能在短时间内动态调整网络带宽或增加服务器数量，就会造成网络阻塞或是服务器性能无法满足要求，甚至使整个系统不稳定。 12306成长之路 短短的3年，从2012年春运到2015年春运，12306网站从10亿的PV(page views)值增加到297亿PV值，PV值成长 30倍;网络带宽从 1.5G调整到12G，带宽成长8倍;而12306的售票量从110万增加到564万 ，成长5倍。出票处理能力从 每秒200张提升到 每秒1032张，也是5倍的成长。 PV值的增加是与放票的次数和可出售的票量有关系，例如，2015年PV值是2014年的2.3倍, 原因是放票次数多了5次&秒杀&，另外增加12% 的售票量。由此可见，互联网流量PV值的增加速度远远高于售票量增加的速度。
高流量除了代表网络容易造成阻塞以外，系统服务器也会面临更高的CPU负载，在此情况下又该如何应对呢?是选择基于原来系统框架上购买更昂贵的硬件做&scale up&升级呢 ?还是选择购买低成本的x86服务器，进行&可扩展云平台架构& scale out的改造设计呢?12306互联网购票系统的改造给我们一个很好的案例参考，也让政府单位和企业进一步了解了具体是如何实现的。 12306改造的关键技术& 建立可伸缩扩展的云应用平台 网站顺利过关，没有&瘫痪&，是值得庆祝的。根据互联网上的新闻，中国铁道科学研究院电子计算技术研究所副所长，12306网站技术负责人朱建生说，为了应对2015年春运售票高峰，该网站采取5项措施：一是利用外部云计算资源分担系统查询业务，可根据高峰期业务量的增长按需及时扩充。二是通过双中心运行的架构，系统内部处理容量扩充一倍，可靠性得到有效保证。三是对系统的互联网接入带宽进行扩容，并可根据流量情况快速调整，保证高峰时段旅客顺畅访问网站。四是防范恶意抢票，通过技术手段屏蔽抢票软件产生的恶意流量，保证网站健康运行，维护互联网售票秩序。五是制定了多套应急预案，以应对突发情况。 &利用云计算资源&，&按需及时扩充&和&快速调整&，这几个字眼是12306改造的精神，其核心就是要建立一个从下到上全面&可伸缩扩展的云平台&。底层的硬件架构要支持可伸缩扩展，上层的应用系统架构也需要支持可伸缩扩展。 1. 在过去数年，云计算的基础架构虚拟化已经非常成熟，也日益普遍部署;当网络阻塞时，可以动态增加带宽，当服务器 CPU到达高位时，可以快速从资源池获取虚拟机资源来分摊负荷。 &软件定义的数据中心& 可以轻易完成这些伸缩性扩展的配置。 2. 当客户将底层的架构都虚拟化后，网络设备，Web服务器，应用服务器都可以做&伸缩性&的扩展;但遇到一个难点就是&12306的应用系统框架&无法支持可伸缩扩展。原因是关系型数据库Sybase无法支持&应用系统&的伸缩扩展。 3. 客户在过去数年已经投入大笔经费在IT方面的建设，但&系统框架设计&还是沿用10几年前的三层设计，而且每年都在原来的基础上做不断的升级。当业务不断成长时，数据量也跟着成长，功能越来越多， 但系统性能越来越差。客户该如何选择呢 ?是 scale up? 还是 scale out ? 为什么选择Pivotal Gemfire构建12306的云应用平台? 要解决12306春运时高流量高并发的问题，如果单靠硬件升级解决的话，可能需要扩充数十倍的硬件服务器。但在春运以后，又该如何解决服务器过剩的问题呢? 要真正解决&高流量，高并发&的难题是需要从软件和应用系统层面出发，唯有实现&可扩展的应用云平台架构&，灵活和快速热部署的机制，才是真正解决高并发访问的根本。 在经过多次论证和POC测试后， 12306 最后选择Pivotal Gemfire作为系统改造的平台，其主要原因如下： 1. 关联数据节点设计：可以根据客户的业务逻辑特性和数据关联性，将关联性强的数据放置于同一个服务器节点，提高系统性能，避免分布式系统服务器的频繁数据交换。 2. 将数据移到内存：由于数据是放在内存里面，屏蔽传统数据库频繁访问， CPU与数据库的交互作用，影响服务器性能。内存的数据交换速度远高于磁盘速度上千倍， 极大提高系统性能。 3. 扩展和伸缩性：以Gemfire构建的应用云平台，是以 x86 PC服务器为主的硬件基础。在保证系统的性能下，此平台可以随着客户业务的成长来任意调配x86服务器的数量，避免以后昂贵的硬件升级带来的困扰。经POC测试结果显示，整个系统性能可随着服务器的数量的增加实现几乎线性的成长。 4. 数据可靠性：在同个集群里面可以有多个数据节点备份，数据可以自动同步，或是将内存数据持久化到硬盘或是数据库 5. 跨地域的数据分布或同步 ：可以透过&广域网&将指定的 Gemfire集群的内存数据&实时同步&到异地的数据中心。这是属于&应用层&的数据同步异于传统的&数据库&同步。 6. Pivotal Gemfire使用 x86 PC服务器，其性价比远远高于 Unix 小型机。 在后续章节，以12306为案例做进一步分析，使用Pivotal Gemfire会给12306带来什么好处。
注：相关网站建设技巧阅读请移步到建站教程频道。回顾12306 成长的烦恼 (1)网络阻塞是个门槛 网络是进入12306征程的起点，网络带宽快慢往往决定&秒杀&的结果，这在很多电商网站促销时时常发生， 因此12306也无法避免。下面数字是由互联网收集得到的，可能有偏差。但我们尽可能根据这些数目字来解析数年来网络原因发生的问题。 2012 年：12306 第一次在春运使用， 网络带宽1.5G，可以支持最大的PV值是11,250;根据报导，此系统有10,000人的登陆限制， 假如每人每秒点击一次的话，理论上是可以勉强支持正常的点击量。 但在购票尖峰日，有上千万的网民第一次上网购票，在无法登陆的情况下， 用户不断刷取首页，或是已登陆者无法得到系统的及时反应，不断点击页面，产生大量的请求，造成网络和系统的高负载，导致崩溃。 2013年 ：宽带增加一倍到达3G频宽，有20万用户登陆的限制，采取10次放票，分散流量，防止买票过度集中;但不幸的是&刷票软件&横行，每秒可以刷票数十次到数百次，高峰期有25万的PV值， 远远超过带宽的最大理论值 22,500 PV。 2014年 : 宽带增加到达5G，16次放票，有屏蔽刷票软件抢票的设计，有效阻挡90%的点击，但实名制有漏洞，每秒还是有15万次的浏览需求，远超过37,500 PV的的理论带宽承载量。 2015年 : 12306有21次放票，增加带宽到12G，手机订票(流量小)分担25%的12306售票，解决实名制的问题，可以阻挡95% 刷票软件的点击量，每秒最大有117,800次的浏览请求，此数目字已经很接近理论带宽承载量117,400 PV值。 根据上述解析， 2012年 & 2014年春运的网络带宽给12306带来很多问题。根据网民的反应，在带宽在 12G的情况下，虽然稍微有点卡， 但是大致的反应还是不错的。此轮点与我们的推论是大致符合。
1. PV值和放票次数是根据互联网的报导。 2. 2013年与2014年的PV值有10倍的差异， 2014年多了6次放票时段，票的出售量增加90%。但在 2013年，极有可能是大部分的票量集中在少数时段就放完，减少多次的&秒杀&发生。 3. 年， 12306 没有屏蔽抢票软件的设置。在2014年以后，实现了基本的屏蔽功能。 假设此在2014年可以阻挡90%抢票软件的点击， 在2015年可以阻挡 95%的点击。 4. 在2015年， 假设互联网的平均PV值的数据量是15K byte， 手机上网的PV值是 1K byte，占有25%的流量。 5. 带宽最大理论PV值/秒 ： 1G的带宽是1,000,000,000 bit/second,1 byte = 8 bits. 2015年平均PV值 =11.5K byte (含手机上网), 年的PV值= 15K bytes。 另外，假设考虑网络IP协议交换有10%的损耗。 6. 浏览请求最大PV值/秒：假设在每个放票时段，抢票的高峰期是5分钟(含查询， 下单，付款等操作)，在高峰期5分钟的下载流量是整个时段下载总量50%; 再假设有效的浏览下载量是5%上传的请求点击量，换句话说，有95%的点击量被屏蔽，可能是阻挡刷票软件，或是网络阻塞丢包，或是系统忙碌没有反应等等。 (2)服务器集群性能无法伸缩性扩展 参考互联网上的资料，12306服务器集群是传统的三层架构设计，如果不考虑最前端的F5负载均衡服务器，它是由 数百部 Web服务器集群和应用服务器集群构成前端，64部数据库小型机集群(用于专门实现并行计算每班车次的余票量)，和订单处理服务器集群构成后端。从专业的角度来看，此种框架设计是中规中矩的，国内99%的框架设计师都是如此设计。 如前述所提，由于Sybase数据库的原因，此种设计无法做伸缩性的扩展。因此，12306要进一步提高性能就面临很大的抉择。在此，先了解服务器集群性能与实际需求之间有多少差距。 回顾2012年到2015年，12306系统在这3年内有很大的变化。 1. 2012年春运 ：根据互联网上的信息，2012年 12306设计的售票指标是在100万张票的销售，这完全低估了互联网网民的实际需求，在尖峰日，有上千万人登陆。网络带宽，Web服务器集群，应用服务器集群，余票查询/计算集群,到订单处理集群, 这些设备性能完全无法应付高流量高并发的请求。由于极大的低估互联网的需求，造成12306整个系统不稳定。 在12306系统，余票查询/计算子系统是最复杂的， 最耗损服务器CPU资源。在整个客票系统里，有数十条行车路线，有3000多个车次(G,D,K,Z,C,..)，5000多个火车站，不同的席次(硬座，硬卧， 软座， 软卧， etc)，座位等级(商务， 一等， 二等)，和车票等级(一般，军人， 学生，残障，小孩)等因素，将这些参数换算成数学模型，那可是有数千亿条的排列组合。 2012年的余票计算系统实际处理能力据估计不会超过 300-400 TPS，而有效的余票查询请求远远高于3000 QPS (query per second)。另外，系统每隔10分钟更新车次的余票，这些余票信息是没有参考价值，因为在10分钟里已经售出数十万张票。如果要满足余票计算的需求达到至少 3000 TPS， 那么12306 需要再增加6倍的服务器，即将近 400部小型机(原有系统有64部服务器)。 2. 2013年春运：在2012年6月进行第一步余票查询/计算改造，使用Pivotal Gemfire改造后的结果是每秒至少支持 10,000 TPS 以上，此数目字已经足够应付高并发的需求，因此在2013年春运余票查询顺利过关。 由于集群计算能力大增，余票更新缩短到每隔2分钟提供最及时的信息。 在余票查询瓶颈移除后，订单处理服务器的瓶颈就出现在订单排队，网民必须等待数十秒到数十分钟才会得到订单的确认。订单的请求累积高达数千甚至数万个以上，估计当时订单处理服务器的处理能力不超过 200-300 TPS。 3. 2014年：在2013年后，进行&订单分库二级查询&处理，将订单生成与订单查询分开处理。因为订单查询的数量远远超过订单生成的数量。因此， 12306将查询订单的热点数据放在Gemfire集群， 将历史订单数据放在Hadoop集群。如此设计，不但提高订单查询的功能数十倍，而且订单生成的性能至少也提高5倍以上(使用原有服务器)。 4. 2015年：进一步使用Gemfire优化整个 12306系统，总共建立5个Gemfire集群。另外建立三个数据中心(高铁公司， 铁科院，和阿里云)，在阿里云上部署数百个虚拟机(有 Web服务器，应用服务器，和余票查询服务器集群)分流余票查询75%的流量，因为余票查询流量占据12306整体流量的90%。
在12306系统，余票计算的结果是放在&数据缓存应用服务器&，在2012年每隔10分钟更新每班车次的余票结果。如果新请求与上次更新的时间间隔低于10分钟，数据缓存系统就直接返回上次计算的结果。而在10分钟左右再重新计算新的请求。在10分钟的间隔，服务器集群需要计算3000多个车次的余票结果。自2013年以后，12306系统每隔2分钟更新车次余票结果。 使用Gemfire改造后12306的现状和启示 2015年的春运购票期间12306系统的表现是很令人瞩目的，它的效果和影响总结如下： 1. 提供&高并发，低延迟&的解决方案，一劳永逸，不用烦恼后续硬件升级的问题 2. 通过GemFire多集群技术，实现多重的高可用性，确保高峰压力下和系统异常的情况下保证业务的持续性。 3. 构建一个可扩展的云应用平台架构，灵活和快速热部署的机制，为未来混合云的部署打基础。 4. 余票查询集群性能提升 ： 使用数十部 x86服务器 (或是上百部虚拟机)可以达到 10,000 TPS以上，提升原来系统性能达30倍以上。原来的系统是使用64部Unix 小型机。 余票信息更新从原来10分钟缩短到2分钟，使信息更有参考价值。 5. 12306&订单分库二级查询&子系统： 将订单生成与订单查询分库处理，订单查询性能提高50倍， 订单生成性能提高4-5倍。 将热点订单放在Gemfire集群，将历史订单数据放在Hadoop集群。这是快数据和大数据结合的完美案例。 6. 混合云的应用： 使用Gemfire改造后的分布式系统，极易分散部署到不同的数据中心 例如，余票查询子系统可以独立于原来的大系统部署到公有云上，同时也可以再将此子系统一分为二，将另一部分服务器部署在私有云的数据中心。即按业务需求随时部署所需要的资源，来解决高并发的难题。
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机电一体化技术(中德合作)
培养目标：本专业培养具备良好的职业道德、人文素养和创新精神，适应自动化技术发展，系统掌握电工电子技术、自动化控制技术、机械技术、机电控制技术及信息技术等方面专业知识和技能，具有较强的实践能力，能适应电力运行设备、自动化控制设备和机电一体化设备等领域安装、调试、运行、生产、维护等实际工作能力具有国际视野的高素质技术技能人才。
主要课程：工程识图与测绘、电工基础、模拟电路原理与应用、数字技术、机械设计基础、电气设备控制与维修、气液控制装接与调试、可编程控制PLC、调节技术、AutoCAD、Pro/E三维零件设计、数控加工工艺与编程、机械装调与控制技术、金工实训、电工与电子技术实训等。
计算机辅助制造等。
学院总部地址：上海市奉贤区瓦洪公路3098号& 电话：021- 转各部
招生办地址：上海市中山南二路620号 电话：021- 传真：021-出自 MBA智库百科()
机电一体化技术(electromechanical integration technology)
　　机电一体化技术是以和微电子技术高度发展并向传统机械工业领域迅速渗透，、电子技术高度结合的现代工业为基础，将机械技术、电力电子技术、、、传感测试技术、接口技术等有机地结合并综合应用的。
　　、、无疑是机电一体化技术的理论基础，是机电一体化技术的方法论。
　　开展机电一体化技术研究时，无论在工程的构思、、设计方面，还是在它的实施或实现方面，都不能只着眼于机械或电子，不能只看到传感器或，而是要用系统的观点，合理解决信息流与控制机制问题，有效地综合各有关技术，才能形成所需要的或。
　　给定机电一体化系统目的与规格后，机电一体化技术人员利用机电一体化技术进行设计、制造的整个过程称为机电一体化工程。实施机电一体化工程的结果，是新型的机电一体化产品。图1给出了机电一体化工程的构成因素。
　　是的一个工作领域，而系统科学本身是一门关于“针对目的要求而进行合理的方法学处理”的。系统工程的概念不仅包括“系统”，即具有特定功能的、相互之间具有有机联系的众多要素所构成的一个整体，也包括“工程”，即产生一定效能的方法。机电一体化技术是系统工程科学在中的具体应用。具体地讲，就是以机械电子系统或产品为对象，以和计算机等为工具，对系统的构成要素、、信息交换和等功能进行分析、设计、制造和，从而达到最优设计、和最优管理的，以便充分发挥人力、物力和，通过各种组织管理技术，使局部与整体之间协调配合，实现系统的综合最优化。
　　机电一体化系统是一个包括物质流、能量流和的系统，而有效地利用各种信号所携带的丰富信息资源，则有赖于信号处理和信号识别技术。考察所有机电一体化产品，就会看到准确的、处理、利用在系统中所起的实质性作用。
　　将工程控制论应用于机械工程技术而派生的机械控制工程，为机械技术引入了崭新的理论、思想和语言，把机械设计技术由原来静态的、孤立的传统设计思想引向动态的、系统的设计环境，使科学的在机械技术中得以体现，为机械设计技术提供了丰富的现代设计方法。
　　随着的发展，机电一体化产品的概念不再局限在某一具体产品的范围，已扩大到控制系统和被控制系统相结合的产品制造和的大系统。目前，世界上普遍认为机电一体化有两大分支，即的机电一体化和机电产品的机电一体化。
　　生产过程的机电一体化意味着整个的机电一体化，如机械制造过程的机电一体化、冶金生产的机电一体化、化工生产的机电一体化、的机电一体化等。生产过程的机电一体化根据生产过程的特点(如和生产工艺是否连续)又可划分为离散制造过程的机电一体化和连续生产过程的机电一体化。前者以机械制造业为代表，后者以化工生产流程为代表。生产过程的机电一体化包含、、装配、检验的自动化，，经营管理自动化等，其中包含多个，其高级形式是(Computer Inte—grated Manufacturing System，)。其具体包括(，)、(，)、(Com．puter Aided Process Planning，)、CAD／CAM集成系统、(Flexible ManufacturingSystem，FMS)及计算机集成制造系统。
　　机电产品的机电一体化是机电一体化的核心，是生产过程机电一体化的物质基础。典型的机电一体化产品体现了机电的深度有机结合。近年来新开发的机电一体化产品大多都采用了全新的工作原理，集中了各种高新技术，并把多种功能集成在一起，在市场上具有极强的。由于在机电一体化产品中往往要引入仪器仪表技术，所以也有人称为机、电、仪一体化产品。由于液压传动具有功率大、结构紧凑、能大范围无级调速、快速性好、便于自动控制等优点，并且获得了广泛的应用，因此又有机、电、液一体化产品之说。由于用光传递信息无污染，抗干扰能力强，在很多新型机电产品中特别是仪器仪表中的应用越来越广泛，这类产品又称为机、电、光一体化产品。
　　发展机电一体化技术所面临的共性关键技术包括精密机械技术、传感检测技术、伺服驱动技术、计算机与、、接口技术和系统总体技术等。现代的机电一体化产品甚至还包含了光、声、化学、生物等技术的应用。
　　1．机械技术
　　机械技术是机电一体化的基础。随着高新技术引入机械行业，机械技术面临着挑战和变革。在机电一体化产品中，它不再是单一地完成系统间的连接，而是要优化设计系统结构、、体积、刚性和寿命等参数对机电一体化系统的综合影响。机械技术的着眼点在于如何与机电一体化的技术相适应，利用其他高、新技术来更新概念，实现结构上、材料上、性能上以及功能上的变更，满足减少质量、缩小体积、提高精度、提高刚度、改善性能和增加功能的要求。尤其那些关键零部件，如导轨、滚珠丝杠、轴承、传动部件等的材料、精度对机电一体化产品的性能、控制精度影响很大。
　　在制造过程的机电一体化系统，经典的机械理论与应借助于计算机辅助技术，同时采用与等，形成新一代的机械制造技术。这里原有的机械技术以和的形式存在。如计算机辅助工艺规程编制(CAPP)是目前CAD／CAM系统研究的，其关键问题在于如何将各行业、、技术人员中的、习惯和经验进行表达和陈述，从而实现计算机的自动工艺设计与管理。
　　2．传感与检测技术
　　传感与检测装置是系统的感受器官，它与的输入端相连并将检测到的信息输送到信息处理部分。传感与检测是实现自动控制、自动调节的关键环节，它的功能越强，系统的自动化程度就越高。传感与检测的关键元件是传感器。
　　机电一体化系统或产品的柔性化、功能化和智能化都与传感器的品种多少、性能好坏密切相关。传感器的发展正进入集成化、智能化阶段。传感器技术本身是一门多学科、知识密集的应用技术。传感原理、传感材料及加工制造装配技术是传感器开发的三个重要方面。
　　传感器是将被测量(包括各种物理量、化学量和生物量等)变换成系统可识别的、与被测量有确定对应关系的有用电信号的一种装置。现代工程技术要求传感器能快速、精确地获取信息，并能经受各种严酷环境的考验。与相比，传感器的发展显得缓慢，难以满足技术发展的要求。不少机电一体化装置不能达到满意的效果或无法实现设计的关键原因在于没有合适的传感器。因此大力开展传感器的研究，对于机电一体化技术的发展具有十分重要的意义。
　　3．伺服驱动技术
　　伺服系统是实现到机械动作的转换装置或部件，对系统的动态性能、控制质量和功能具有决定性的影响。伺服驱动技术主要是指机电一体化产品中的执行元件和驱动装置设计中的技术问题，它涉及设备执行操作的技术，对所加工产品的质量具有直接的影响。机电一体化产品中的伺服驱动执行元件包括电动、气动、液压等各种类型，其中电动式执行元件居多。驱动装置主要是各种电动机的驱动电源电路，目前多由电力电子器件及集成化的功能电路构成。在机电一体化系统中，通常微型计算机通过接口电路与驱动装置相连接，控制执行元件的运动，执行元件通过机械接口与机械传动和执行机构相连，带动工作机械作回转、直线以及其他各种复杂的运动。常见的伺服驱动有电液马达、脉冲油缸、步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。由于的发展，交流伺服驱动技术取得突破性进展，为机电一体化系统提供了高质量的伺服驱动单元，极大地促进了机电一体化技术的发展。
　　信息处理技术包括信息的、存取、运算、判断和，实现信息处理的工具大都采用计算机，因此计算机技术与信息处理技术是密切相关的。计算机技术包括计算机的和硬件技术、网络与、数据技术等。机电一体化系统中主要采用工业控制计算机(包括、可编程序控制器等)进行。人工智能技术、专家系统技术、神经网络技术等都属于计算机信息处理技术。
　　在机电一体化系统中，计算机信息处理部分指挥整个系统的运行。信息处理是否正确、及时，直接影响到系统工作的质量和。因此，计算机应用及信息处理技术已成为促进机电一体化技术发展和变革的最活跃的因素。
　　自动控制技术范围很广，机电一体化的是在基本控制理论指导下，对具体控制装置或控制系统进行设计；对设计后的系统进行，现场调试；最后使研制的系统可靠地投入运行。由于控制对象种类繁多，所以的内容极其丰富，例如高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、再现、检索等。
　　随着微型机的广泛应用，自动控制技术越来越多地与计算机控制技术联系在一起，成为机电一体化中十分重要的关键技术。
　　6．接口技术
　　机电一体化系统是机械、电子、等性能各异的技术融为一体的综合系统，其构成要素和子系统之间的接口极其重要，主要有电气接口、机械接口、等。电气接口实现系统间信号联系；机械接口则完成机械与机械部件、机械与电气装置的连接；人机接口提供人与系统间的交互界面。接口技术是机电一体化系统设计的关键环节。
　　7．系统总体技术
　　系统总体技术是一种从整体目标出发，用系统的观点和全局角度，将总体分解成相互有机联系的若干单元，找出能完成各个功能的技术方案，再把功能和技术方案组成方案组进行分析、评价和优选的综合应用技术。系统总体技术解决的是系统的性能优化问题和组成要素之间的有机联系问题，即使各个组成要素的性能和可靠性很好，如果整个系统不能很好协调，系统也很难保证正常运行。
　　在机电一体化产品中，机械、电气和电子是性能、规律截然不同的物理模型，因而存在匹配上的困难；电气、电子又有强电与弱电及模拟与数字之分，必然遇到相互干扰和耦合的问题；系统的复杂性带来的可靠性问题；产品的小型化增加的状态监测与维修困难；多功能化造成诊断技术的多样性等。因此就要考虑产品整个寿命周期的总体综合技术。
　　为了开发出具有较强竞争力的机电一体化产品，系统总体设计除考虑优化设计外，还包括、标准化设计、系列化设计以及造型设计等。
　　机电一体化技术有着自身的显著特点和技术范畴，为了正确理解和恰当运用机电一体化技术，我们还必须认识机电一体化技术与其他技术之间的区别。
　　(1)机电一体化技术与传统机电技术的区别。传统机电技术的操作控制主要以电磁学原理为基础的各种来实现，如、接触器等，在设计中不考虑或很少考虑彼此间的内在联系。机械本体和电气驱动界限分明，整个装置是刚性的，不涉及软件和计算机控制。机电一体化技术以计算机为控制中心，在中强调机械部件和电器部件间的相互作用和影响，整个装置在计算机控制下具有一定的智能性。
　　(2)机电一体化技术与并行技术的区别。机电一体化技术将机械技术、微电子技术、计算机技术、控制技术和检测技术在设计和制造阶段就有机结合在一起，十分注意机械和其他部件之间的相互作用。并行技术是将上述各种技术尽量在各自范围内齐头并进，只在不同技术内部进行设计制造，最后通过简单叠加完成整体装置。
　　(3)机电一体化技术与自动控制技术的区别。自动控制技术的侧重点是讨论、控制规律、分析方法和自动系统的构造等。机电一体化技术是将自动控制原理及方法作为重要支撑技术，将自控部件作为重要控制部件。它应用自控原理和方法，对机电一体化装置进行系统分析和性能测算。
　　(4)机电一体化技术与计算机应用技术的区别。机电一体化技术只是将计算机作为核心部件应用，目的是提高和改善系统性能。计算机在机电一体化系统中的应用仅仅是计算机应用技术中一部分，它还可以作为办公、及图像处理等广泛应用。机电一体化技术研究的是机电一体化系统，而不是计算机应用本身。
　　(1)整体结构最优化
　　在传统的机械产品中，为了增加一种功能，或实现某一种控制规律，往往用增加机械机构的办法来实现。例如，为了达到变速的目的，出现了由一系列齿轮组成的；为了控制机床的走刀轨迹，出现了各种形状的靠模；为了控制柴油发动机的喷油规律，出现了凸轮机构等。随着电子技术的发展，人们逐渐发现，过去笨重的齿轮变速箱可以用轻便的变频调速电子装置来代替；准确的运动规律可以通过计算机的软件来调节。由此看来，可以从机械、电子、硬件、软件等四个方面来实现同一种功能。
　　这里所指的“最优”不一定是尖端技术，而是指满足用户的要求。它可以是以高效、节能、节材、安全、可靠、精确、灵活、价廉等许多指标中用户最关心的一个或几个为主进行衡量的结果。机电一体化技术的实质是从系统的观点出发，应用机械技术和电子技术进行有机的、渗透和综合，以实现系统的最优化。
　　(2)系统控制智能化
　　系统控制智能化是机电一体化技术与传统的最主要的区别之一。电子技术的引入显著地改变了传统机械那种单纯靠操作人员按照规定的工艺顺序或节拍、频繁、紧张、单调、重复的工作状况。可以靠电子控制系统，按照预定的程序一步一步地各相关机构的动作及功能关系。目前大多数机电一体化系统都具有自动控制、自动检测、自动信息处理、自动修正、自动诊断、自动记录、自动显示等功能。在正常情况下，整个系统按照人的意图(通过给定指令)进行自动控制，一旦出现故障，就自动采取应急措施，实现自动保护。在某些情况下，单靠人的操纵是难以应付的，特别是在危险、有害、高速、精确的使用条件下，应用机电一体化技术不但是有利的，而且是必要的。
　　(3)操作性能柔性化
　　计算机软件技术的引入，能使机电一体化系统的各个传动机构的动作通过预先给定的程序，一步一步地由电子系统来协调。在生产对象变更需要改变传动机构的动作规律时，无须改变其硬件机构，只要调整由一系列指令组成的软件，就可以达到预期的目的。这种软件可以由软件工程人员根据控制要求事先编好，使用磁盘或数据通信方式，装入机电一体化系统里的存储器中，进而对系统机构动作实施控制和协调。
　　一、机电一体化技术发展的三个阶段
　　机电一体化技术的发展大体上可分为三个阶段。20世纪60年代以前为第一阶段，这一阶段称为初期阶段。特别是在二次世界大战期间，战争刺激了机械产品与电子技术的结合，这些机电结合的军用技术，战后转为民用，对战后经济的恢复起到了积极的作用。20世纪70～80年代为第二阶段，可称为蓬勃发展阶段。这一时期，计算机技术、控制技术、通信技术的发展，为机电一体化技术的发展奠定了技术基础。20世纪90年代后期，开始了机电一体化技术向智能化方向迈进的新阶段。由于人工智能技术、神经网络技术及等领域取得的巨大进步，为机电一体化技术开辟了发展的广阔天地。
　　二、机电一体化向光机电一体化发展
　　随着科学技术的迅猛发展，特别是光电子技术的蓬勃发展，使机电一体化逐渐向光机电一体化方向发展。
　　是在20世纪60年代激光技术问世之后，将传统光学技术与现代激光技术、光电转换技术、微电子技术、信息处理技术、计算机技术紧密结合在一起的一门高新技术，是获取光信息或者借助光来提取的重要手段。众所周知，21世纪是信息爆炸的世纪，随着高容量和高速度的信息发展，电子学和微电子学遇到其局限性。由于光子的速度比电子速度快得多，光的比无线电的频率高得多，使光予比电子具有更高的性能：超大容量(如一根比头发丝还细的用一束激光，理论上可同时传递近100亿路和1000万路，一张光盘可以存储6亿多个汉字)、超高速度、高保密性(激光在光纤中传播几乎不漏光，无信息扩散)、抗干扰性强、更高精度、更高分辨率、信息的可视性、应用领域广等，为提高传输速度和载波密度，信息的载体由电子过渡到光子是发展的必然趋势，它会使信息技术的发展产生突破。目前，信息的探测、传输、存储、显示、运算和处理已由光子和电子共同参与来完成。此外，由于激光具有高相干性、高单色性、高方向性和高亮度的特点，能够在万亿分之一秒积聚数百万亿千瓦的功率，温度高达数千万摄氏度。这使它成为一种非常有效的加工方法而被广泛应用于手术、切割、焊接、清洗、打孔、刻槽、标记、三维雕刻、光化学沉积、快速成形、金属塑性成形等。
　　由于光电子技术的蓬勃发展和无与伦比的优点，以及光电子技术向机电一体化技术的不断融合，使机电一体化的内涵和外延得到不断地丰富和拓展。国内外许多专家学者已将机电一体化更名为光机电一体化，并且将光机电一体化技术誉为21世纪最具魅力的。
　　三、机电一体化技术的发展方向
　　机电一体化是集机械、电子、光学、控制、计算机、信息等多学科的交叉融合，它的发展和进步有赖于相关技术的发展和进步，其主要发展方向有数字化、智能化、模块化、网络化、微型化、集成化、人格化和绿色化。
　　(一)数字化
　　和微控制器的发展奠定了单机数字化的基础，如不断发展的数控机床和机器人；而的迅速崛起，为铺平了道路，如计算机集成制造。数字化要求机电一体化产品的软件具有高可靠性、可维护性以及自诊断能力，其人机界面对用户更加友好，更易于使用，并且用户能根据需要参与改进。数字化的实现将便于远程操作、诊断和修复。
　　(二)智能化
　　智能化是21世纪机电一体化技术发展的主要方向。赋予机电一体化产品一定的智能，使它模拟人类智能，具有人的判断推理、、自主决策等，以求得到更高的控制目标。随着人工智能技术、神经网络技术及光纤通信技术等领域取得的巨大进步，大量智能化的机电一体化产品不断涌现。现在，“模糊控制”技术已经相当普遍，甚至还出现了“混沌控制”的产品。
　　(三)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是一项十分复杂和有前途的事情。利用标准单元迅速开发出新的产品，缩短开发周期，扩大生产规模，将给企业带来巨大的和美好的发展前景。
　　机电一体化水平的提高，使纺织机械的分部传动得以实现，这也使成为可能。不仅机械部分，就是电气控制部分也采用模块化的设计思想，各功能单元都采用插槽式的结构，不同功能模块的组合，就能满足千变万化的用户需求。模块化的产品设计，是今后技术发展的必然趋势。
　　(四)网络化
　　20世纪90年代，计算机技术的突出成就就是。各种网络将全球经济、连成一片，企业间的也。由于网络的普及和进步，基于网络的各种远程控制和状态监视技术方兴未艾，而远程控制的终端设备就是机电一体化产品。随着网络技术的发展和广泛运用，一些制造企业正向着更高的管理信息系统层次ERP(Enterprise Resource Planning，)迈进。
　　(五)微型化
　　微型化指的是机电一体化向微型化和微观领域发展的。微型化是精密加工技术发展的必然，也是提高效率的。微机电一体化发展的瓶颈在于微机械技术，微机电一体化产品的加工采用精细加工技术，即超精密技术，它包括光刻技术和蚀刻技术两类。
　　(六)集成化
　　集成化既包含各种技术的相互渗透、相互融合，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、的自动化与高效率，应使系统具有更广泛的。如特吕茨勒新型梳棉机就集成了一体化并条机IDF，可节省机台、简化工序、增加柔性、提高效率。
　　(七)人格化
　　机电一体化产品的最终使用对象是人，如何在机电一体化产品里赋予人的智能、情感和人性显得越来越重要，特别是以人为本的思想已深入人心的今天，机电一体化产品除了完善的性能外，还要求在色彩、造型等方面都与环境相协调，柔和一体，小巧玲珑，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。
　　(八)绿色化
　　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。21世纪的主题词是“环境保护”，绿色化是时代的趋势。在其设计、制造、使用和销毁的过程中，要符合特定的环境保护和人类健康的要求，对生态环境无害或危害极小，资源利用率最高。
　　一、可编程控制器的一般原理及组成
　　(一)概述
　　可编程控制器的起源可以追溯到20世纪60年代。(GM)公司为了适应汽车型号不断更新的需要，提出希望有这样一种控制设备：
　　(1)它的继电控制系统设计周期短，接线简单，成本低。
　　(2)它能把计算机的许多功能和继电控制系统结合起来，但编程又比计算机简单易学、操作方便。
　　(3)系统通用性强。
　　1969年研制出第一台可编程控制器，用在GM公司生产线上获得成功。其后日本、德国等相继引入，可编程控制器迅速发展起来。但这一时期它主要用于顺序控制，虽然也采用了计算机的设计思想，但实际上只能进行逻辑运算，故称为可编程逻辑控制器，简称(Progra mmable Logic Controller)。
　　进入20世纪80年代，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，才使得可编程控制器有突飞猛进的发展。其功能已远远超出、顺序控制的范围，故称可编程控制器简称PC(Progra tamable Controller)。但由于PC容易和个人计算机(Personal Computer)混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。
　　目前PLC功能日益增强，可进行控制、位置控制。特别是远程通信功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统(FMS)，使得PLC如虎添翼。无怪乎有人将PLC称为现代工业控制的三大支柱(即：PLC、机器人和CAD／CAM)之一。
　　目前PLC已广泛应用于冶金、、机械、轻工等领域，为工业自动化提供了有力的工具，加速了极点一体化的实现。
　　二、PLC的基本结构及工作原理
　　(一)PLC的基本结构
　　PLC生产厂家很多，产品结构也各不相同，但其基本组成部分大致相同。PLC采用了典型的计算机结构，主要包括CPU、、和输入、输出接口电路等。其内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。如果把PLC看作一个系统，该系统由输入变量一PLC一输出变量组成，外部的各种开信号、、传感器检测的各种信号据均作为PLC的输入变量，它们经PLC外部输入到内部寄存器中，经PLC内部逻辑运算或其他各种运算、处理后送到输出端子，它们是PLC的输出变量。由这些输出变量对外围设备进行各种控制。这里可以将PLC看作一个中间处理器或变换器，以将输入变量变换为输出变量。
　　下面具体介绍各部分作用。
　　1．CPU
　　CPU是中央处理器(Centre Processing Unit)的英文缩写。它作为整个PLC的核心，起着总指挥的作用，它主要完成以下功能：
　　(1)将输入信号送入PLC中存储起来。
　　(2)按存放的先后顺序取出用户指令，进行编译。
　　(3)完成用户指令规定的各种操作。
　　(4)将结果送到输出端。
　　(5)响应各种外围设备(如编程器、等)的请求。
　　目前PLC中所用的CPU多为单片机，在高档机中现已采用16位甚至32位CPU，功能极强。
　　2．存储器
　　PLC内部存储器有两类：一类是RAM(即)，可以随时由CPU对它进行读出、写入；另一类是ROM(即)，CPU只能从中读取而不能写入。RAM主要用来存放各种暂存的数据、中间结果及用户正在调试的程序，ROM主要存放监控程序及用户已经调试好的程序，这些程序都事先烧在ROM芯片中，开机后便可运行其中程序。
　　3．输入、输出接口电路
　　它起着PLC和外围设备之间传递信息作用。为了保证PLC可靠工作，设计者在PLC的接口电路上采取了不少措施。这些接口电路有以下特点：
　　(1)输入采用光电耦合电路，可大大减少。
　　(2)输出也采用光电隔离并有三种方式，即继电器、和晶闸管。这使得PLC可以适合各种用户的不同要求。如低速、大功率负载一般采用继电器输出；高速大功率则采用晶闸管输出；高速小功率可以用晶体管输出等等。而且有些输出电路做成模块式，可插拔，更换起来十分方便。
　　除了上面介绍的几个主要部分外，PLC上还配有和各种外围设备的接口，均采用插座引出到外壳上，可配接编程器、打印机、录音机以及A／D、D／A、模块，可以十分方便地用电缆进行连接。
　　(二)PLC的工作原理
　　PLC虽具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I／O扫描方式，有键按下或I／O动作，则转入相应的子程序，无键按下，则继续扫描。PLC则采用循环扫描工作方式。在PLC中，用户程序按先后顺序存放。
　　PLC从第一条指令开始执行程序，直至遇到结束符后又返回第一条。如此周而复始不断循环。每一个循环称为一个扫描周期。若输入变量在扫描刷新周期发生变化，则本次扫描周期中输出变量相对应的输入产生了响应。反之，若输入变量刷新之后，输入变量才发生变化，则本次周期的输出不变，即不响应，而要到下一次扫描期问输出才会产生响应。由于PLC采用循环扫描的工作方式，所以它的输出对于输入的响应速度要受到扫描周期的影响。扫描周期的长短主要取决于这几个因素：一是CPU执行指令的速度；二是每条指令占用的时间；三是指令条数的多少，即程序长短。
　　对于慢速控制系统，响应速度常常不是主要的，故这种工作方式不但没有坏处反而可以增强系统抗干扰能力。因为干扰常是脉冲式的，短时的，而由于系统响应较慢，常常要几个扫描周期才响应一次，而多次扫描后，瞬间干扰所引起的误动作将会大大减少，故增强了抗干扰能力。
　　但对于时间要求交严格、响应速度要求较快的系统，这一问题就须慎重考虑。应对响应时间作出精确的计算，精心编排程序，合理安排指令的顺序，以尽量减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。
　　总之，采用循环扫描的工作方式，是PLC区别于微机和其他控制设备的最大特点。
　　(三)PLC的特点
　　PLC的特点可以大致归纳如下：
　　(1)抗干扰能力强和可靠性高。PLC的设计者采取了各种措施来提高可靠性，主要有这样几个方面：
　　①输入、输出均采用光电隔离，提高了抗干扰能力。
　　②主机的输入电源和输出电源均可相互独立，减少了电源间干扰。
　　③采用循环扫描工作方式。提高抗干扰能力。
　　④内部采用“监视器”电路，以CPU可靠地工作。
　　⑤采用密封防尘抗振的外壳封装及内部结构，可适应恶劣环境。
　　由于采取了这些措施，使得PLC有很强的抗干扰能力，实验证明一般可抗1 kV、1μs的窄脉冲干扰。其(MTBF)一般可达5～10万h。
　　(2)采用模块化组合式结构，使系统构成十分灵活，可根据需要任意组合，易于维修，易于实现分散式控制。
　　(3)编程语言简单易学，便于普及。PLC采用面向控制过程的编程语言，简单、直观，易学易记，没有微机基础的人也很容易学会，故适于在工矿企业中推广。
　　(4)可进行在线修改，柔性好。
　　(四)PLC的应用场合
　　PLC在国内外已广泛应用于、采矿、、、、、机械制造、汽车装卸、造纸、、及等各行各业。它的应用大致可分为以下几种类型：
　　(1)采用开光逻辑控制。这是PLC最基本的应用范围。可用PLC取代传统继电控制，如机床电气、电机控制中心等，也可取代顺序控制，如高炉上料、电梯控制、货物存取、、检测等。总之，PLC可用于单机、多机群以及生产线的自动化控制。
　　(2)用于机械加工的数字控制。PLC和计算机数控(NCN)装置组合成一体，可以实现数值控制，组成数控机床。
　　(3)用于机器人控制，可用一台PLC实现3～6轴的机器人控制。
　　(4)用于闭环过程控制。现代大型PLC都配有PID字程序或PID模块，可实现单回路、多回路的调节控制。
　　(5)用于组成多极控制系统，实现工厂自动化网络。
　　(6)目前在我国铁路客车的自动控制和行车安全检测等得到广泛应用，是我国铁路客车装备和技术的发展方向。
章回华,苏东主编.第一章 MPS自动生产线实训设备概述 典型生产线原理、安装与调试.北京理工大学出版社,2009.04.
刘龙江主编.第一章 机电一体化概述 机电一体化技术.北京理工大学出版社,2009.02.
马崇启主编.第一章 机电一体化基础知识 纺织机电一体化.中国纺织出版社,2010.05.
禹春梅主编.项目一 认识机电一体化技术 机电一体化技术应用.科学出版社,2010.09.
穆征主编.第一章 纺织设备机电一体化技术概述 纺织设备机电一体化技术.中国纺织出版社,2008.9.
铁路职工岗位培训教材编审委员会编.第四章 新型(准高速)客车技术 车辆钳工.中国铁道出版社,2011.01.
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