机电一体化技术专业毕业综合实践报告毕业论文.doc
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1、机电一体化技术专业毕业综合实践报告摘要近年来,我国各行各业竞相发展,依靠机电一体化技术,大幅度地提高产品的性能、质量和可靠性,提高制造水平,增加产品的应变能力,提高劳动生产率,节约大量能源和材料消耗。船舶系统也在利用机电一体化技术改造旧设备和开发新产品方面做了大量的工作,取得一定的成效。它已使人们清楚地认识到,机电一体化技术和产品的发展,是实现高效、安全、船舶机电产品更新换代的重要途径。本文对机电设备在船舶的应用及安全操作进行阐述。安全操作机电设备是船舶重要管理体系之一,是船舶企业提高经济效益的重要条件。船舶的机械化程度不断提高,由于船舶生产条件和生产环节的复杂性,机电设备的使用范围大大增加。
2、但是高效的机电设备管理工作在船舶起步较晚,作为设备使用、管理、维护并重的基层单位,仍处于粗放式的管理状态。本文对此提出一些管理措施,对船舶机电的管理与维护有着一定的借鉴意义。关键词: 机电一体化技术船舶应用发展趋势机电设备 操作目录引言4第一章 实习单位综述5第二章 船舶电工岗位责任7第三章 机电一体化技术在船舶的应用83.1 概述83.2机电一体化技术的应用及发展83.3 机电一体化技术在PLC控制系统中的主要应用12第四章 船舶机电设备134.1 动力装置134.2 船舶操纵设备174.3 舵设备214.4 系舶设备24第五章 实习体会27致谢29参考文献30引言毕业综合实践报告是我们在校
3、期间最后一次综合训练,它将从思维、理论以及动手能力方面给予我们严格的要求。使我们综合能力有一个整体的提高。它不但使我们巩固了本专业所学的专业知识,还使我们了解、熟悉了船舶这一部门有关的技术规程、规定、导则以及各种图形、符号。它将为我们以后的学习、工作打下良好的基础。由于船舶生产条件和生产环节的复杂性,这对机电设备的安全运行提出了更高、更严格的要求。据统计:在我国船舶的固定资产总额当中,传统的机电设备管理方法已不能够适应当前形势的发展,因此,应严格执行管理制度化,提高机电队伍的整体素质,进行机电设备的技术改造,建立质量监控与检修体系,加快机电管理信息化建设和严格执行岗位责任制。第一章 实习单位综
4、述南京卓航机电有限公司,长期以来专门从事与各大中型船厂合作,承接各类船舶电气建造工程、以及电气配套产品、设备的生产和供应的民营企业。前身为通州市鼎博工业设备安装有限公司,2008年迁址南京,更名为:南京卓航机电有限公司。公司分设经营、生产、技术、工程、管理五个部门。经营部门 主要负责对外,船舶电气方面的技术咨询和技术协议、服务、市场评估、监理、监造与船舶行业的电气相关的业务咨询。生产部门 主要从事船舶电气辅助材料、配套产品的生产和销售。技术部门 主要从事对承接各类船舶的电气图纸设计、生产设计、和相关的项目调试、以及向船东船检交验。工程部门 主要从事修、造船的生产组织、施工人员组织、生产计划的编
5、排,质量的检验,以及工程的施工。管理部门 主要负责对各个项目部的工程计划、进度以及对其他船厂船舶建造过程中提供配套的生产管理人员。公司自成立以来,坚持以人为本、技术、质量至上,提供让客户满意的优质服务为宗旨,并派员做好各个项目部的现场技术指导和生产管理工作。以最优质的服务对所有承接的项目、对所有的客户负责,我公司通过3年多的实践,获得了所有的客户以及船东船检的好评和认可。公司目前拥有专门从事船舶电气施工人员500余人,其中船舶电气工程师、技术员10人、大专生60余人、中专及中技生100余人、公司电气特殊工种操作证和焊工特殊工种操作证60%以上。本公司自成立以来,拥有一批长期从事船舶电气建造的管
6、理、技术人员,技术力量雄厚。更有一批长江、沿海各个船厂的精英加盟,壮大我们的队伍,使我们公司的技术力量、管理的水平不断的提高。二年来优化组合的施工队伍,由熟练的专业施工人员和船厂一些多我公司是一支经过十年从事技术、管理的人员组成,这些人员专门从事船舶电气行业工程建造过程中的生产计划、组织、管理、技术设计。并对新进员工的严格要求,对其技术和动手能力进行培训、作业指导和管理,使得我们公司的实力不断壮大,能够承接国内外的各种船舶的电气建造,调试工程。 第二章 船舶电工的岗位责任机电设备操作人员属于特殊工种岗位,要确保设备的正常安全运行,首先要提高设备操作人员的责任心。同样的设备、同样的使用环境,有责
7、任心和没有责任心的人员操作设备,其效果大不一样。有责任心的人员操作设备时,能够严格遵守设备的操作规程操作设备,经常清理设备周围及设备上的粉尘,保持设备清洁,经常注意观察设备的运行情况,一旦发现有异常现象能及时停机,叫维护人员到现场检查维修,及时排除故障隐患。严格执行设备维修人员及设备操作人员的岗位责任制,并与经济利益挂钩。在机电班工长的领导下,负责全所电气设备的安全运行,保养维修,更换和安装工作。1 认真执行电气设备养护、维修分工责任制的规定,使分工范围内的电气线路、设备、设施始终处于良好养护状况,保证不带故障运行。2 对全所的电气线路、设备、设施,认真做好定期检查保养工作,同时做好保养记录,
8、发现问题及时解决。3 负责提出电料备货计划,按要求协助机工搞好机械维修保养,保好电气操作员的技术辅导工作。4 负责全所电气控制、动力拖动、照明信号、广播及通讯设施的安全运行,正常使用,保养维修、更换和安装工作。5 抓好本所用电安全和节约用电,严格遵守电工操作规程,禁止违章操作或作业。6 遵章守纪,服从分工,积极完成班组和领导分配的其它各项任务。第三章 机电一体化在船舶的应用3.1概述机电一体化技术机械、计算机、信息和自动控制技术综合运用的复合技术,是微电子技术向传统机械工程渗透而的融合机械工程、电气工程、计算机技术、信息技术等为一体的新兴综合技术。机电一体化技术顺应了当今科学技术发展的规律,显
9、示了强大的生命力。造船需采用的机电设备才能,而机电一体化则船舶是高产高效的最好选择。机电一体化将机械与电子技术融为一体,使物流、能流、信息流融为一体。3.2 机电一体化技术的应用及发展前景机电一体化是一种复合技术,是机械技术与微电子技术、信息技术互相渗透的产物,是机电工业发展的必然趋势。文章简述了机电一体化技术的基本结构组成和主要应用领域,并指出其发展趋势。关键词:机械工业;机电一体化;数控;模块化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、
10、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
11、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著进步、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-传感机三位一体
12、的伺服驱动单。 (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
13、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
14、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)C IM S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
15、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
16、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R
17、S232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1cm 3,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
18、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
19、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
20、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。3.3机电一体化技术在PLC控制系统中的主要应用随着改革开放的深化和加入WTO,我国的内外贸易量大幅增长,因而作为外贸货物主要运输工具的船舶也得到飞速发展,船舶的大型化、自动化越来越被市场所需要。作为船舶自动化重要组成部分的船舶辅助机械自动控制系统也因采用高新技术获得新的生命力。本文研究的工作主要包括五个部分:一、根据船舶辅锅炉的工作特点,设计PLC在船舶辅锅炉自动控制系统中的应用方案,主要有PLC选型及输入输出点的设计,画出系统控制梯形图
21、并分析工作原理;二、根据交流三速变极调速起货机的工作要求,确定采用PLC控制的方法,进行控制系统的硬件设计和软件设计,并分析工作原理:三、设计了PLC在三相异步电动机控制中的应用,给出了控制梯形图、程序及输入、输出接线图;四、研究了用PLC实现船舶组合起动屏自动控制的方法,进行了系统的电源设计和软件设计,给出系统工作流程图;五、探讨了船舶机舱监视系统应用PLC的可行性,将继电器报警线路改为用PLC控制报警,给出系统硬件图和软件梯形图,并分析了PLC机的选型、抗干扰和应用PLC的经济效益和社会效益等问题。综合以上船舶辅助机械自动控制系统采用PLC技术的实例分析,可以得出船舶辅助机械自动控制系统不
22、但可以使用PLC技术取代传统的继电器接触器控制技术,而且前者比后者更可靠、更小巧,维护保养更方便的结论,从而为船舶自动化开辟了一条新的路径。第四章 船舶的机电设备一艘营运的船舶必须安装有各种各样的设备。通过这些设备的应用来完成船舶的航行、靠离泊、装卸货物等生产作业,并保证船舶和人员的安全。船舶的主要设备有动力设备、操纵设备、装卸设备和安全设备等。船舶动力设备船舶必须配置一整套符合规范要求的动力装置和辅助设备后,才能在水上航行。这些动力装置包括有船舶主动力装置、辅助动力装置、蒸汽锅炉、制冷和空调装置、压缩空气装置、船用泵和管路系统、造水装置和自动化系统等。这此机电动力设备主要集中于机舱,专门管理
23、这些设备的技术部门是轮机部。4.1动力装置4.1. 1主动力装置图4-1船舶推进装置示意图1-遥控操作台;2-主机;3-传动设备;船舶主动力装置又称“主机”,它是船舶的心脏,是船舶动力设备中最重要的部分,主要包括: (一)主机能够产生船舶推进动力的发动机的一种俗称,包括为主机服务的各种泵和换热器、管系等。目前商船的主机是以船舶柴油机为主,其次是汽轮机。 4.1.2 传动装置把主机的功率传递给推进器的设备,除了传递动力,同时还可起减速、减震作用,小船还可利用传动设备来改换推进器的旋转方向。传动设备因主机型式不同而略有差异,总的来说由减速器、离合器、偶合器、联轴器、推力轴承和船舶轴等组成。图4-2
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