微電子技術論文范文

導語：如何才能寫好一篇微電子技術論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1.1班級人數較多。大部分班級在45人左右，教師無法面面俱到，只能顧及少數同學，大部分同學只能處于跟隨的狀態，學習效果較差。

1.2課堂時間有限。課時安排有限，加之學生的接受能力較差，課堂教學推進緩慢，學生接受起來較為吃力，僅憑課堂上的45分鐘進行教學，如果班級有45個學生，教師進行逐個指導的話，每人才1分鐘，學生能學到什么，可想而知。

1.3學生學習興趣不高。學生學習興趣不高，主動性不夠，學習能力不強，只依靠老師講授，不愿意去學，是當前普遍存在于職業學校學生在學習電工電子技術課程時的問題，電工電子技術課程容量較大，涉及到的知識面較廣，而且有些內容層次較深。

1.4教學目標不能很好的完成。不少學生對電工電子技術課程基本知識的掌握不夠，思考問題解決問題的能力不足，學習的態度不夠端正，學習的方法存在著一定的偏差。而教育的過程是循序漸進的，需要教師和學生兩方面相配合。

1.5學生的心理情況。因為大部分學生在此前的學習過程中基本沒有接觸過電工電子技術的相關知識或者是根本沒有學習過相關課程。還有一部分學生的基礎知識很差，這就使得學生從心理上、思想上對這門陌生的課程有了畏難情緒，覺得這門課是一門難學的課程，吃力的課程，結果就會有厭學的情緒，從而不能深入的學習，最后的不良結果就是學不好這門課。

2微時代下“微教學”的現狀分析

目前來看，國內外對于微教學單元方面的研究多集中于課堂應用方面。

2.1從國內研究來看，吳玉龍在《“微教學單元”高職教學策略研究———以“知識點”和“技能點”》就針對高職科目中的微教學單元進行闡述。王世群在《“微波爐”加熱教育--微博在教學中的應用探析》一文中介紹了作者于實習期間在所處班級進行的微博實驗教學活動。

2.2從國外研究來看，R.W.Lucky于2010年發表的“ToTwitterOrNottoTwitter?”，用情境導入的方式，介紹了微博教育前景。KellyWalsh在文章“100WaystoTeachwithTwitter”中則花費了大量的精力總結他人的研究成果，列舉推薦關于微博教育應用的100多種方法。縱觀國內外的研究，學者都是將微教學單元側重于微博教學上。而對于電工電子技術課程的教學研究是將課堂的微教學與借助于移動互聯網平臺的現代網絡微教學相結合，更具有研究價值和實踐價值。

3“微教學”在電工電子技術課程中的作用研究

目前來看，職業學校的學生幾乎每個人都有一部手機，基本每部手機都正常上網，而且學生對于現代移動互聯網平臺工具的應用爐火純青，如何根據學生的實際情況，有效的借助于移動互聯網平臺，把“微教學”在電工電子技術課程中的教學與輔導作用有效的利用起來，擬從以下幾個方面構建微教學單元：

3.1微課堂：針對電工電子技術課程某一知識點，開展5~10分鐘的針對性攻略，讓學生在短時間內集中精力，展開學習。慢慢地，在課題研究的過程中，通過課堂實施總結出一套更加適合電工電子技術課程學生情況的教學方式。舉例：5分鐘時間，集中學極管的伏安特性，舉一反三，深入滲透。

3.2微辯論：針對電工電子技術課程教學，開展3分鐘微辯論，將學生分為正方與反方，鼓勵學生大膽發言。對于中職學生來說，他們的好勝心比較強，當被冠以“角色”的擔子，他們會積極準備，認真學習，參與微辯論。舉例：液晶電視與高清電視的區別在什么地方。

3.3微實訓：電工電子技術課程是一門實踐性很強的專業，因此，在教學中需要將理論與實踐相結合。在實踐教學上，我們就某一點知識，開展微實訓教學。舉例：就三極管開關電路實驗為標準，讓學生3人一組，組內進行實踐訓練。

3.4微競賽：可以就某一電路設計或者某一知識點進行微競賽，通過微競賽來提高學生的參與度，不僅考核學生的知識，更是讓學生感受到了學習的樂趣。與日常競賽不同，微競賽的重點在于知識趣味性。舉例：就三極管放大電路的安裝展開小組競賽，既有組內合作，也有組組之間競賽。

3.5微考核：在課堂上，就學生表現和教學進程進行階段性考核，這樣的考核一改傳統的“以考試成績為衡量標準”的方式，隨時開展動態考核能夠讓學生隨時保持考核的狀態。舉例：針對二極管整流電路這一節內容，讓學生在課堂上做出一個整流電路的作品來，并檢驗其結果。

3.6微信圈：通過微博、微信等新媒體強化學生與教師、專家甚至企業家的溝通，通過媒體來獲取信息資源，在很大程度上可以開拓學生的視野。教師也通過微信圈及時的對學生做出的成績給予表揚，對學生還存在的問題給予糾正和點評。舉例：在13高職電子班建立微信圈，老師隨時發出問題，學生也可隨時和老師溝通。

4“微教學”在電工電子技術課程中研究目標

“微教學”在電工電子技術課程中的研究目標主要包括以下方面：

4.1培養學生學習電工電子技術課程的興趣。通過微教學單元在電工電子技術課程中的改革研究進一步提高學生參與電工電子技術課程學習的積極性，培養學生學習興趣，提高學生學習能力。一改傳統教學模式，讓學生能夠更主動投入到學習中去。

4.2提高學生電工電子技術課程的知識技能。通過微教學單元的構建，讓學生的實踐能力、團隊協作能力、溝通能力及技能水平等都有較大的提升，有效達到技能目標。這就要求教師針對具體的課程內容，從學生角度出發，針對學生在學習該課程中可能出現或已經存在的問題，最后要讓學生真正掌握并能有效的應用電工電子技術知識。

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關鍵詞 半導體物理學 課程探索

中圖分類號：G642.421 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2016）02-0001-01

信息技術的基礎是微電子技術，隨著半導體和集成電路的迅猛發展，微電子技術已經滲透到電子信息學科的各個領域，電子、通信、控制等諸多學科都融合了微電子科學的基礎知識。《半導體物理學》是微電子技術的理論基礎，是電子科學與技術、微電子學等專業重要的專業基礎課，其教學質量直接關系到后續課程的學習效果以及學生未來的就業和發展。但是，《半導體物理學》具有理論性強、教學模式單一、教學內容更新慢等特點，使得學生在學習過程中存在一定的難度。因此，本文從課堂教學實踐出發，針對目前教學過程中存在的問題與不足，對微電子專業的《半導體物理學》課程進行探索。

一、教學內容的設置

重慶郵電大學采用的教材為電子工業出版社劉恩科主編的《半導體物理學》，該教材具有知識體系完善、涉及知識點多、理論推導復雜、學科交叉性強等特點，需要學生有扎實的固體物理、量子力學、統計物理以及數學物理方法等多門前置學科的基礎知識。另外，我們開設的學生對象為微電子相近專業的學生，因而在課程內容設置時有必要考慮學生知識水平及其知識結構等問題。雖然微電子學相近專業開設了大學物理等課程，但是大部分專業未開設量子力學、固體物理及熱力學統計物理等前置課程，學生缺少相應的背景知識。因此，我們在《半導體物理學》課程內容設置上，需要將部分量子力學、固體物理學及統計物理學等相關知識融合貫穿在教學中，避免學生在認識上產生跳躍。

從內容上，依據課程大綱《半導體物理學》主要分為兩大部分，前半部分著重介紹半導體的電子狀態及對應的能帶結構，電子有效質量、雜質和缺陷能級、載流子的統計分布，半導體的導電性與非平衡載流子，在此基礎上進一步闡述了費米能級、遷移率、非平衡載流子壽命等基本概念；后半部分對典型的半導體元器件及其性能進行了深入分析。基于以上分析，半導體物理課程對授課教師要求較高，需要教師采用多樣化的教學手段，優化整合教學內容，注重理論推導與結論同相關電子元器件的實際相結合，使學生較好地理解并掌握相關知識。

二、教學方法與教學手段

為了讓學生能較好地掌握《半導體物理學》中涉及的理論及模型，需要采用多樣化的教學方法和手段。基于《半導體物理學》課程的特點，在傳統黑板板書基礎上，充分利用PPT、Flash等多媒體軟件，實物模型等多種信息化教學手段，模擬微觀過程，使教學信息具體化，邏輯思維形象化，增強教學的直觀性和主動性，從而達到提高課堂教學質量的目的。

三、考核方式的改革

為了客觀地評價教學效果和教學質量，改革考核方式是十分必要的。針對《半導體物理學》課程特點，對考核方式作如下嘗試：（1）在授課過程中，針對課程的某些重點知識點，設計幾個小題目，進行課堂討論，從而增強學生上課積極性及獨立思考能力；（2）學期末提交針對課程總結的課程論文，使學生在對課程有更深入了解的同時激發學生的創造積極性。

《半導體物理學》是微電子技術專業重要的專業基礎課，為后續專業課程的學習打下理論基礎。要實現《半導體物理學》這門課的全面深入的改革，還有待與同仁一道共同努力。

參考文獻：

[1]湯乃云.微電子專業“半導體物理”教學改革的探索[J].中國電力教育，2012，（13）.

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論文摘要：光電子器件和部件廣泛應用于長距離大容量光纖通信、光存儲、光顯示、光互聯、光信息處理、激光加工、激光醫療和軍事武器裝備，預期還會在未來的光計算中發揮重要作用。本文將介紹國內外光電子技術及光電子產業的發展。

如果說微電子技術推動了以計算機、因特網、光纖通信等為代表的信息技術的高速發展，改變了人們的生活方式，使得知識經濟初見端倪，那么隨著信息技術的發展，大容量光纖通信網絡的建設，光電子技術將起到越來越重要的作用。美國商務部指出：“90年代，全世界的光子產業以比微電子產業高得多的速度發展，誰在光電子產業方面取得主動權，誰就將在21世紀的尖端科技較量中奪魁”。日本《呼聲》月刊也有類似的評論：“21世紀具有代表意義 的主導產業，第一是光電子產業，第二是信息通信產業，第三是健康和福利產業……”，可以斷言，光電子技術將繼微電子技術之后再次推動人類科學技術的革命。

1 世界光電子技術和產業的發展

光纖通信技術的發展速度遠遠超過當初人們的預料，光纖已經成為通信網的重要傳輸媒介，現在世界上大約有60%的通信業務經光纖傳輸，到20世紀末將達到85%，但從目前光纖通信的整體水平來看，仍處于初級階段，光纖通信的巨大潛力還沒有完全開發出來。目前，各種新技術層出不窮，密集波分復用技術（DWDM，在同一根光纖內傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力）、摻鉺光纖放大器技術（EDFA，可將光信號直接放大，具有輸出功率高、噪聲小，增益帶寬等優點）已取得突破性進展并得到廣泛的應用。現在DWDM系統和光傳輸設備中，光電技術的比例將從過去比重不到10%達到90%。一種全新的、無需進行任何光電變換的光波通信——“全光通信”，由于波分復用技術和摻鉺光纖放大器技術的進展，也日趨成熟，將在橫跨太平洋和大西洋的通信系統上首次使用，給全球的通信業帶來蓬勃生機。為此提供支撐的就是半導體光電子器件和部件。光電子器件和技術已形成一個快速增長的、巨大的光電子產業，對國民經濟的發展起著越來越大的作用。美國光電子產業振興協會估計，到2003年，光電子產業的總產值將達2000億美元。

Internet應用的飛速增長對電信骨干網帶寬提出越來越高的需求，為滿足需求的增長，人們可以鋪設更多的光纖，或靠提高單路光的信息運載量（現在主干網可以分別工作在2.5Gbps和10Gbps，并已有40Gbps的演示性設備）。但更主要的方法卻是靠發展波分復用技術，增加光纖內通光的路數（光波分復用的實驗記錄已經達到2.64Tbps）。波分復用技術的普遍運用為光電子器件和部件提供了廣闊的、快速增長的市場。無限戰略公司的報告指出：“信號傳輸用 1.31μm和1.55μm激光器市場1999年達到13億美元，比去年增加23%；1.48μm信號放大用激 光器1999年市場份額達到1.6億美元，比去年增加33%；980nm信號放大用激光器銷售額達2.9 億美元，比去年增長121%。整個激光器市場的份額1999年達18億美元，預期2003年將達到30 億美元”。美國通信工業研究公司（CIR）的研究預測，北美市場光電子部件的市場規模將由目前的28億美元增長到2003年的61億美元，約每年增長18.5%。密集波分復用設備銷售額也將從1998年的22億美元增加到2004年的94億美元。報告稱雖然10年內全光通信還不會全面商業化，但是全光交換將在幾年內成為市場主流，報告也指出盡管光學部件市場被大公司所占據，但仍有創新性公司進入的可能。

2 我國的光電子技術和產業

近10年來我國光電子技術研究在國家“863”計劃和有關部門的支持下有了突飛猛進的進展，在很多領域同國外先進國家只有兩三年的距離，個別領域還處于世界領先地位。

國內光電子有關產業基地在光電子器件、部件和子系統（如激光器、探測器、光收發模塊、EDFA、無源光器件）等已經占領了國內較大的市場份額，初步具備同國外大公司競爭的能力，在毫無市場保護的情況下，靠自己的力量爭得了一席之地，市場營銷逐年有較大的增長，個別產品還取得國際市場相關產品中的銷量最大的成績。我國相應研究發展基地和本領域高 技術公司的許多產品填補了國內相關產品的空白，打破國外產品在市場上的壟斷地位，同時爭取進入國際市場。

摻鉺光纖放大器（EDFA）是高速大容量光纖通信系統必需的關鍵部件，國內企業產品占國內市場40%的份額。我國也是目前國際上少數幾個有能力研制PIC和OEIC的國家。808nm大功率激 光器及其泵浦的固體綠光激光器，670nm紅光激光器已產品化和商品化并批量占領國際市場。國內移動通信的光纖直放站所用的光電器件，90%使用國產器件，國產1.55μmDFB激光器 戰勝了國外器件，占領了100%的國內市場。

但是，我們應當認識到在我國光電子技術發展中，光電子器件、部件雖是光通信、光顯示、光存儲等高技術產業的關鍵部分，但在整個系統和設備成本中所占的比重較小，其產值較低，目前科研開發主要處于跟蹤和小批量生產階段，光電子產業所需的規模化、產業化生產技術目前還未有實質突破；國內研究生產的光電器件和部件有相當部分還未能滿足整機和系統的要求，導致國外器件占據國內市場相當多的份額；在機制上仍未擺脫科研、生產、市場相互脫離的狀況。

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論文摘要 在人類所利用的能源當中，電能是最清潔最方便的；電氣傳動無疑有著很大的意義，隨著電力電子技術、計算機技術以及自動控制技術的迅速發展，電氣傳動技術也得到了長足的發展。本文在對大量國內外文獻分析的基礎上，總結和論述了我國在電力電子和電力傳動系統領域的研究現狀。

從學術的角度來看，電力電子技術的主要任務是研究電力電子器件（功率半導體）設備，轉換器拓撲結構，控制和電力電子應用，實現電力和磁場的能量轉換、控制、傳輸和存儲，以便實現合理和有效使用的各種形式的能源，高品質的人力的電力和磁場的能量。

1 電力電子的研究方向

就目前情況而言，我國電力電子的研究范圍與研究內容主要包括：1）電力電子元器件及功率集成電路；2）電力電子變換器技術的研究主要包括新的或電力能源的節約和新能源電力電子，軍事和空間應用等作為特殊的電力電子轉換器技術的智能電力電子變換器技術，控制電力電子系統和計算機仿真建模；3）電力電子技術的應用，其研究內容包括超高功率轉換器，在能源效率，可再生能源發電，鋼鐵，冶金，電力，電力牽引，船舶推進應用，電力電子系統的信息化和網絡；電力電子系統的故障分析和可靠性；復雜的電力電子系統的穩定性和適應性；4）電力電子系統集成，其研究內容包括標準化電力電子模塊；單芯片和多芯片系統設計，集成電力電子系統的穩定性和可靠性。

2 我國電力電子發展中存在的問題

當前的主要問題是：中國的電力電子產品和設備目前生產的大部分是也主要是晶閘管，雖然它可以創造一些高科技電子產品和電氣設備，但他們都使用電力電子外國生產設備和多組分組裝集成的制造方法，尤其是先進的全控型電力電子器件全部依賴進口，而許多關系到國民經濟和國家安全，在一些關鍵領域的核心技術，軟件，硬件和關鍵設備，我國的外資控制和封鎖。特別是在關系國民經濟和國家安全，更多先進水平的核心技術差距的關鍵領域，這種情況正在迅速變化的挑戰和我們的道德律令。

在過去，雖然我國國民經濟的各個部門，先后引進了國外先進技術，已開始注意到國內突出的問題，從表面上看，雖然對引進技術的絕大多數可以在幾年后達到國產化率70％的要求，但只要仔細分析，不難發現，并最終拒絕外國公司轉讓技術和關鍵部件，都涉及到高科技的電力電子技術和動力傳動產品在核心技術。

目前國外和問題的主要區別是：電力電子器件的全面控制，不能制造國內制造的高功率轉換器，低技術，設備可靠性差，電力電子數字控制技術水平仍處于初級階段；應用程序的控制技術和系統控制軟件的水平較低；缺乏經驗的重大項目等。高性能高功率轉換器設備幾乎全部從國外進口。

3 電力傳動系統的發展現狀分析

目前我國電力傳動系統的研究主要圍繞交流轉動系統展開，隨著交流電動機調速理論的突破和調速裝置（主要是變頻器）性能的完善，電動機的調速從直流發電機-電動機組調速、晶閘管可控整流器，直流調壓調速逐步發展到交流電動機變頻調速。交流傳動系統之所以發展得如此迅速，和一些關鍵性技術的突破性進展有關。它們是功率半導體器件（包括半控型和全控型）的制造技術、基于電力電子電路的電力變換技術、交流電動機控制技術以及微型計算機和大規模集成電路為基礎的全數字化控制技術。為了進一步提高交流傳動系統的性能，國內有關研究工作正圍繞以下幾個方面展開：

1）輸入電流為正弦和四象限運行開辟了新的途徑

高性能交流驅動系統電壓型PWM逆變器中的應用日益廣泛，PWM技術的研究更深入。 PWM功率半導體器件采用高頻開啟和關閉，成為一個在一定寬度的電壓脈沖序列法律的變化，為了實現頻率，變壓器，有效地控制和消除諧波的直流電壓。 PWM技術可分為三類：正弦PWM，優化PWM及隨機PWM。正弦PWM的電壓，電流和磁通正弦PWM計劃的目標包括。正弦PWM普遍提高功率器件的開關頻率將是一個非常出色的表現，在中小功率交流驅動系統等被廣泛使用。但為大容量的電源轉換設備，高開關頻率將導致大的開關損失，以及高功率設備，如GTO的開關頻率仍不做的非常高的在這種情況下，在最佳的PWM技術只是滿足的需求該設備。

2）應用矢量控制技術、直接轉矩控制技術及現代控制理論

交流電機交流驅動系統是一個多變量、非線性、強耦合、時變控制對象，變頻調速控制，電機控制的穩定狀態方程的研究動態控制非常令人滿意的結果的特點。 70年代初提出研究交流電機的控制過程的動態，不僅要控制每個變量的振幅，而控制的階段，為了實現交流電機磁通和轉矩的解耦矢量變換方法，促使高性能交流驅動系統逐漸向實際使用。高動態性能的電流矢量控制變頻器已成功應用于軋機主傳動，電力牽引系統和數控機床。此外，為了解決系統的復雜性和控制精度之間的矛盾，但也提出一個新的控制方法，如直接轉矩控制，方向控制電壓，特別是與微處理器控制技術，現代控制理論在各種控制方法也得到了應用，如二次型性能指標最優控制和雙位模擬調節器控制，可以提高系統的動態性能，滑（滑模）變結構控制可以提高系統的魯棒性，狀態觀測器和卡爾曼濾波器可以得到狀態信息不能測量，自適應控制能夠全面提高系統的性能。此外，智能控制技術，如模糊控制，神經網絡控制，也開始在交流變頻調速驅動系統用于提高控制精度和魯棒性。

3）廣泛應用微電子技術

隨著微電子技術的發展，數字式控制處理芯片的運算能力和可靠性得到很大提高，這使得全數字化控制系統取代以前的模擬器件控制系統成為可能。目前適于交流傳動系統的微處理器有單片機、數字信號處理器（Digital Signal Processor——DSP）、專用集成電路（Application Specific Integrated Circuit——ASIC）等。其中，高性能的計算機結構形式采用超高速緩沖儲存器、多總線結構、流水線結構和多處理器結構等。核心控制算法的實時完成、功率器件驅動信號的產生以及系統的監控、保護功能都可以通過微處理器實現，為交流傳動系統的控制提供很大的靈活性，且控制器的硬件電路標準化程度高，成本低，使得微處理器組成的全數字化控制系統達到了較高的性能價格比。

4 結論

雖然我國電力電子與電力系統傳動系統技術得到了長足的發展，但與發達國家相比仍然存在較大差距，許多關鍵技術有待突破，關鍵部件還長期依賴進口的局面還沒有打破。

參考文獻

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關鍵詞：變電站，設備，狀態檢修

 

隨著社會經濟的快速發展，對電力系統的穩定經濟運行提出了越來越高的要求，傳統的計劃停電檢修已不能滿足電力發展的要求，即用最低的成本，建設具有足夠可靠水平的輸送電能的電力網絡。科技論文，設備。電氣設備的狀態檢修勢在必行。各種微電子技術、通信測控技術的發展為電氣設備的狀態檢修提供了必要的條件。本文主要就變電站設備的狀態檢修結合實際工作進行一些探討。

1　狀態檢修的概念

狀態檢修是最近幾十年來發展起來的一種新的檢修模式，美國工業界認為：狀態檢修是試圖代替固定檢修時間周期，根據設備狀態確定的一種檢修方式。而在國內則認為：狀態檢修是利用狀態監視和診斷技術獲取的設備狀態和故障信息，判斷設備異常，預測故障發展趨勢，在故障發生前，根據設備狀態決定對其檢修。設備狀態檢修是根據先進的狀態監測和診斷技術提供的設備狀態信息，判斷設備的異常，預知設備的故障，在故障發生前進行檢修的方式，即根據設備的健康狀態來安排檢修計劃，實施設備檢修。狀態檢修不是唯一的檢修方式，企業根據設備的重要性、可控性和可維修性，需結合其他的檢修方式（故障檢修、定期檢修、主動檢修）一起，形成綜合的檢修方式。

相比以前的的檢修體制是預防性計劃檢修。這種體制出的問題是：設備缺陷較多檢修不足，設備狀況較好的又檢修過剩。也有國外的進口設備和一些合資企業產品，按設備的使用壽命運行，規定不允許檢修，隨著社會經濟的發展和科學技術水平的提高，由預防性計劃檢修向預知性的狀態檢修過渡已經成為可能。狀態檢修可以減少不必要的檢修工作，節約工時和費用，使檢修工作更加科學化。科技論文，設備。

2　變電站的狀態檢修

變電站一次設備的檢修應從實際出發，按照“該修的修，修必修好”的原則，并且結合變電站的具體情況進行合理選取。在新建或改建項目中可以率先引入狀態檢修把監測和診斷設備的安裝事先融入規劃設計之中。由于目前設備的狀態檢修依據大部分為根據檢修歷史及當前運行的實際情況，對設備進行評估后得出的結論。我們應揮設備的在線監測功能，完善設備的監測裝置，為狀態檢修提供充足的依據。至于那些故障率較低或非重要地區的變電站，為了預防事故的發生而全部采用價格高昂的監測診斷系統，有時從經濟上考慮是不合算的，可以只針對發生故障率較高的關鍵部件進行監測。安裝實用并且功能簡單的監測診斷設備，然后在探索設備使用壽命過程中，用科學的方法先逐漸延長變電站一次設備定期檢修的周期，待變電站資金寬裕時，再予以完善安裝監測裝置。

 

3　一次設備的狀態檢修

3.1　變壓器

（1）聲音異常。變壓器在正常運行時發出均勻的有節律的“嗡嗡”聲，如果出現其它不正常聲音，均為聲音異常。科技論文，設備。變壓器產生聲音異常的主要原因有以下幾方面：當有大容量的動力設備起動時，負荷突然增大；由于變壓器內部零件松動；當低壓線路發生接地或短路事故時。

（2）絕緣狀態檢測。變壓器的絕緣狀態主要是對變壓器的受潮和老化現象進行檢測。變壓器絕緣狀態檢測通過電氣絕緣特性試驗、油簡化試驗、絕緣紙含水量、老化試驗等進行狀態評估、分析。

（3）引線部分故障。引線部分故障主要有引線燒斷、接線柱松動等。引線部分與接線柱連接松動，導致接觸不良。引線之間焊接不牢，造成過熱或開焊。如果不及時處理，將造成變壓器不能正常運行或三相電壓不平衡而燒壞用電設備。

3.2　斷路器

斷路器常見的故障有：斷路器拒動、斷路器誤動、斷路器出現異常聲響和嚴重過熱、斷路器分合閘中間態、斷路器著火和斷路器爆炸等。由于直流電壓過低、過高，合閘保險及合閘回路元件接觸不良或斷線，合閘接觸器線圈極性接反或低電壓不合格，合閘線圈層次短路，二次接線錯誤，操作不當，遠動回路故障及蓄電池容量不足等因素，都能造成斷路器拒動。由于開關本體和合閘接觸器卡滯，大軸竄動或銷子脫落和操動機構等出現故障，都能造成斷路器拒動。

由于合閘接觸器最低動作電壓過低和直流系統出現瞬時過電壓，造成斷路器操作機構誤動；由于直流系統兩點或多點接地造成二次回路故障；由于互感器極性接反、變比接錯，造成二次回路錯接線；由于絕緣降低、兩點接地，造成直流電源回路故障以及誤操作或誤碰操作機構，這些都會導致斷路器誤動。

對此的處理方法是，先投入備用斷路器繼續供電，然后查明誤動原因，設法及時排除誤動的因素，使開關恢復正常運行。

3.3　隔離開關

隔離開關常見的故障主要有以下兩方面：

（1）隔離開關載流接觸面過熱。由于隔離開關本身的特點和設計的局限，不少載流接觸面的面積裕度較小，加上活動性接觸環節多，容易發生接觸不良現象。因此隔離開關載流接觸面過熱成為較為普遍的問題，隔離開關過熱部位主要集中在觸頭和接線座。

（2）接觸不良。由于制造工藝不良或安裝調試不當，使隔離開關合閘不到位，造成接線座與觸頭臂接觸不良從而導致接線座過熱。科技論文，設備。進行刀閘大修時常發現接線座與觸指（觸頭）臂連接的緊固螺母松動現象。這種情形一般是由于制造質量不良加上現場安裝時沒能檢查出來造成的。科技論文，設備。接線座與引線設備線夾接觸不良，多數是由于安裝工藝不良造成的。科技論文，設備。例如安裝時沒有對接觸面進行足夠的打磨和進行可靠的連接，銅鋁接觸時不采用銅鋁過渡材料等。

4　結束語

就技術層面看，目前在線監測得到的數據分析和綜合評判還處于初步狀態，最終的結論還需要人的參與，這與在線監測的數據積累不夠充足有關，在數據的融合和判據的效用方面還有許多工作要做。同時在管理上客觀要求提高運行人員的素質，打破目前按一次設備、二次設備、計量和通信等專業劃分的運行、檢修模式，以便詳細地分析所有能得到的信息資料，綜合判斷設備的狀態。

隨著我國電力體制改革的不斷深入，定期檢修制度已經不能完全適應形勢發展的需要。因此，迫切希望能實現對變電站一次設備檢修管理由“到期必修、修必修好”的方針向“應修必修、修必修好”的觀念轉變，對變電站一次設備實施狀態檢修。隨著國網公司智能化變電站的建設和在線監測技術、數字化變電站的快速發展，以及我國電力體制正逐步解除管制，對變電站一次設備實現狀態檢修將會極大地提高電網的供電可靠性，為社會的發展提供強勁、充足的電力能源。

參考文獻：

[1]黃樹紅李建蘭發電設備狀態檢修與診斷方法中國電力出版社.2008

[2]江蘇省電力公司電力系統繼電保護原理與實用技術中國電力出版社，2006

[3]關根志，賀景亮.電氣設備的絕緣在線監測與狀態維修[J]中國電力，2000,33(3)

[4]陳維榮，宋永華，孫錦鑫.電力系統設備狀態監測的概念及現狀[J].電網技術，2000,24(11)；12-17.

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【論文摘要】：機電一體化是一種復合技術，是機械技術與微電子技術、信息技術互相滲透的產物，是機電工業發展的必然趨勢。本文簡述了機電一體化技術的基本結構組成和主要應用領域，并指出其發展趨勢。

現代科學技術的發展極大地推動了不同學科的交叉與滲透，引起了工程領域的技術改造與革命。在機械工程領域，由于微電子技術和計算機技術的迅速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化，使機械工業的技術結構、產品機構、功能與構成、生產方式及管理體系發生了巨大變化，使工業生產由“機械電氣化”邁入了“機電一體化”為特征的發展階段。

一、機電一體化的核心技術

機電一體化包括軟件和硬件兩方面技術。硬件是由機械本體、傳感器、信息處理單元和驅動單元等部分組成。因此，為加速推進機電一體化的發展，必須從以下幾方面著手：

（一） 機械本體技術

機械本體必須從改善性能、減輕質量和提高精度等幾方面考慮。現代機械產品一般都是以鋼鐵材料為主，為了減輕質量除了在結構上加以改進，還應考慮利用非金屬復合材料。只有機械本體減輕了重量，才有可能實現驅動系統的小型化，進而在控制方面改善快速響應特性，減少能量消耗，提高效率。

（二） 傳感技術

傳感器的問題集中在提高可靠性、靈敏度和精確度方面，提高可靠性與防干擾有著直接的關系。為了避免電干擾，目前有采用光纖電纜傳感器的趨勢。對外部信息傳感器來說，目前主要發展非接觸型檢測技術。

（三） 信息處理技術

機電一體化與微電子學的顯著進步、信息處理設備（特別是微型計算機）的普及應用緊密相連。為進一步發展機電一體化，必須提高信息處理設備的可靠性，包括模/數轉換設備的可靠性和分時處理的輸入輸出的可靠性，進而提高處理速度，并解決抗干擾及標準化問題。

（四） 驅動技術

電機作為驅動機構已被廣泛采用，但在快速響應和效率等方面還存在一些問題。目前，正在積極發展內部裝有編碼器的電機以及控制專用組件-傳感器-電機三位一體的伺服驅動單元。

（五） 接口技術

為了與計算機進行通信，必須使數據傳遞的格式標準化、規格化。接口采用同一標準規格不僅有利于信息傳遞和維修，而且可以簡化設計。目前，技術人員正致力于開發低成本、高速串行的接口，來解決信號電纜非接觸化、光導纖維以及光藕器的大容量化、小型化、標準化等問題。

（六） 軟件技術

軟件與硬件必須協調一致地發展。為了減少軟件的研制成本，提高生產維修的效率，要逐步推行軟件標準化，包括程序標準化、程序模塊化、軟件程序的固化、推行軟件工程等。

二、機電一體化技術的主要應用領域

（一） 數控機床

數控機床及相應的數控技術經過40年的發展，在結構、功能、操作和控制精度上都有迅速提高，具體表現在：

1、 總線式、模塊化、緊湊型的結構，即采用多CPU、多主總線的體系結構。

2、 開放性設計，即硬件體系結構和功能模塊具有層次性、兼容性、符合接口標準，能最大限度地提高用戶的使用效益。

3、 WOP技術和智能化。系統能提供面向車間的編程技術和實現二、三維加工過程的動態仿真，并引入在線診斷、模糊控制等智能機制。

4、 大容量存儲器的應用和軟件的模塊化設計，不僅豐富了數控功能，同時也加強了CNC系統的控制功能。

5、 能實現多過程、多通道控制，即具有一臺機床同時完成多個獨立加工任務或控制多臺和多種機床的能力，并將刀具破損檢測、物料搬運、機械手等控制都集成到系統中去。

6、 系統的多級網絡功能，加強了系統組合及構成復雜加工系統的能力。

7、 以單板、單片機作為控制機，加上專用芯片及模板組成結構緊湊的數控裝置。

（二） 計算機集成制造系統（CIMS）

CIMS的實現不是現有各分散系統的簡單組合，而是全局動態最優綜合。它打破原有部門之間的界線，以制造為基干來控制“物流”和“信息流”，實現從經營決策、產品開發、生產準備、生產實驗到生產經營管理的有機結合。企業集成度的提高可以使各種生產要素之間的配置得到更好的優化，各種生產要素的潛力可以得到更大的發揮。

（三） 柔性制造系統（FMS）

柔性制造系統是計算機化的制造系統，主要由計算機、數控機床、機器人、料盤、自動搬運小車和自動化倉庫等組成。它可以隨機地、實時地、按量地按照裝配部門的要求，生產其能力范圍內的任何工件，特別適于多品種、中小批量、設計更改頻繁的離散零件的批量生產。

（四） 工業機器人

第1代機器人亦稱示教再現機器人，它們只能根據示教進行重復運動，對工作環境和作業對象的變化缺乏適應性和靈活性；第2代機器人帶有各種先進的傳感元件，能獲取作業環境和操作對象的簡單信息，通過計算機處理、分析，做出一定的判斷，對動作進行反饋控制，表現出低級智能，已開始走向實用化；第3代機器人即智能機器人，具有多種感知功能，可進行復雜的邏輯思維、判斷和決策，在作業環境中獨立行動，與第5代計算機關系密切。

三、機電一體化技術的發展前景

縱觀國內外機電一體化的發展現狀和高新技術的發展動向，機電一體化將朝著以下幾個方向發展：

（一） 智能化

智能化是機電一體化與傳統機械自動化的主要區別之一，也是21世紀機電一體化的發展方向。近幾年，處理器速度的提高和微機的高性能化、傳感器系統的集成化與智能化為嵌入智能控制算法創造了條件，有力地推動著機電一體化產品向智能化方向發展。智能機電一體化產品可以模擬人類智能，具有某種程度的判斷推理、邏輯思維和自主決策能力，從而取代制造工程中人的部分腦力勞動。

（二） 系統化

系統化的表現特征之一就是系統體系結構進一步采用開放式和模式化的總線結構。系統可以靈活組態，進行任意的剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現特征之二是通信功能大大加強，一般除RS232等常用通信方式外，實現遠程及多系統通信聯網需要的局部網絡正逐漸被采用。未來的機電一體化更加注重產品與人的關系，如何賦予機電一體化產品以人的智能、情感、人性顯得越來越重要。機電一體化產品還可根據一些生物體優良的構造研究某種新型機體，使其向著生物系統化方向發展。

（三） 微型化

微型機電一體化系統高度融合了微機械技術、微電子技術和軟件技術，是機電一體化的一個新的發展方向。國外稱微電子機械系統的幾何尺寸一般不超過1cm3，并正向微米、納米級方向發展。由于微機電一體化系統具有體積小、耗能小、運動靈活等特點，可進入一般機械無法進入的空間并易于進行精細操作，故在生物醫學、航空航天、信息技術、工農業乃至國防等領域，都有廣闊的應用前景。目前，利用半導體器件制造過程中的蝕刻技術，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件。

（四） 模塊化

模塊化也是機電一體化產品的一個發展趨勢，是一項重要而艱巨的工程。由于機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研制和開發具有標準機械接口、電氣接口、動力接口、信息接口的機電一體化產品單元是一項復雜而重要的事，它需要制訂一系列標準，以便各部件、單元的匹配和接口。機電一體化產品生產企業可利用標準單元迅速開發新產品，同時也可以不斷擴大生產規模。

（五） 網絡化

網絡技術的飛速發展對機電一體化有重大影響，使其朝著網絡化方向發展。機電一體化產品的種類很多，面向網絡的方式也不同。由于網絡的普及，基于網絡的各種遠程控制和監視技術方興未艾，而遠程控制的終端設備本身就是機電一體化產品。

（六

） 綠色化

工業的發達使人們物質豐富、生活舒適的同時也使資源減少，生態環境受到嚴重污染，于是綠色產品應運而生。綠色化是時代的趨勢，其目標是使產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的整個生命周期中，對生態環境無危害或危害極小，資源利用率極高。機電一體化產品的綠色化主要是指使用時不污染生態環境，報廢時能回收利用。綠色制造業是現代制造業的可持續發展模式。

綜上所述，機電一體化技術是眾多科學技術發展的結晶，是社會生產力發展到一定階段的必然要求。它促使機械工業發生戰略性的變革，使傳統的機械設計方法和設計概念發生著革命性的變化。大力發展新一代機電一體化產品，不僅是改造傳統機械設備的要求，而且是推動機械產品更新換代和開辟新領域、發展與振興機械工業的必由之路。

參考文獻

1、 李運華.機電控制[M].北京航空航天大學出版社，2003.

2、 芮延年.機電一體化系統設計[M].北京機械工業出版社，2004.

3、 王中杰，余章雄，柴天佑.智能控制綜述[J].基礎自動化，2006(6).

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關鍵詞：電子科學與技術；培養方案；產學研；微電子；專業

中圖分類號：G647 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）44-0224-02

天津工業大學電子與信息工程學院電子科學與技術專業成立于2002年9月，2003年正式開始招生，設定了微電子技術與光電子技術兩個專業方向，目前已開設的專業方向為微電子技術，以微電子器件和大規模集成電路設計與工藝為主要發展方向。電子科學與技術專業建設中我們廣泛地參考了清華大學、天津大學及國內其他重點大學的培養方案、教學計劃和實驗室建設，目前已具有“電子科學與技術”一級學科碩士點，建有半導體器件原理與測試綜合實驗室、半導體工藝實驗室和集成電路設計實驗室，達到了國內部分一流高校的微電子專業實驗室水平。十年的電子科學與技術專業建設中我們在本專業培養方案和教學計劃上做了大量的有益嘗試，以培養學生優良素質、綜合能力和就業競爭能力為重點，充分利用學校與企業、科研單位等多種不同的教育環境和教育資源以及在人才培養方面的各自優勢，把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲取實際經驗、實踐能力為主的生產、科研實踐有機結合的教育形式。

一、拓寬專業方向、夯實專業基礎

從電子科學與技術專業培養過程來看，為了突出專業方向，以往專業建設中我們往往設置了大量的專業技術方面的課程，但每門課程的課時數較少，同時壓縮了電子專業基礎課程的門數和課時數，造成學生基礎課沒有學好，專業課太多而每門課課時數過少以致學得囫圇吞棗，也就是專業基礎沒掌握牢，專業課更沒有學好。而大多數用人企業卻需要大量工作在生產現場，能夠處理生產當中各種實際問題的掌握豐富專業基礎知識的綜合性人才，這些人才所應掌握的知識不是一兩個專業能夠培養的。因此我們在電子科學與技術專業課程設置上不追求過新、過尖，注重拓寬專業基礎，增強學生的適應能力。通過基礎課和專業基礎課使學生打下較為扎實的專業基礎，培養學生的自學能力和分析問題、解決問題的能力。專業課設置不過窄、過深，給予了學生比較寬泛的知識，讓學生了解本專業的各種研究方向，同樣由于現在微電子技術發展很快，知識更新的周期很短，專業課不要求講得很深，主要讓學生了解本專業領域的主要業務范圍和處理問題方法。這樣培養學生在掌握扎實專業基礎知識基礎上，了解本專業方向的研究內容，掌握解決問題的基本思路和方法，以便能夠根據實際工作需要，迅速掌握相關專業知識。

二、電子科學與技術專業培養方案特點

電子科學與技術專業本科人才培養方案根據天津工業大學本科培養及學士學位要求制定。方案中規定了本專業學生在本科階段應修讀各類課程學分的最低要求，是審查本科生學習計劃、認定畢業資格、授予學士學位的主要依據。根據服務天津濱海新區經濟建設的電子科學與技術專業建設總體要求，對本專業調整了課程設置、學分要求和教學計劃，制定了本科人才培養方案和指導性教學計劃。培養方案具有以下特點。（1）加大培養方案的寬松度與靈活性，重視學生個性發展和創新能力培養。減少必修課程，增大選修范圍，使培養方案有更大的靈活性與適用性。學生可以在培養方案框架內，參考指導性教學計劃的建議，結合個人的實際情況自主選課。為學生的個性發展和創新能力的培養，創造了更大的空間。（2）重組專業基礎課和專業課，構建體現學科發展與專業特色的課程體系。大力度重組專業基礎課和專業課，拓寬專業的內涵，增大專業方向的靈活性和適用性。基本上按照學科大類構建學科大類基礎，按一級學科構建專業基礎，按一級學科或二級學科重組專業方向課程。（3）加強實踐，將“實踐、探索、研究”融入教學過程。為了提高學生的學習興趣和學習主動性，增強學生的動手能力、表達能力以及分析問題和解決問題的能力，培養學生的團隊意識，本專業實踐環節在學校和學院的公共實踐課的基礎上，又開設了專業課程專題設計和專業系列性實驗等實踐課程。專業課程專題實踐的目的在于，引導學生綜合運用前面所學的基礎知識解決實際中的問題，因此課程專題實踐的題目采取由學生自擬、專業委員會審核的制度來確定。為了培養學生的團隊意識，課程設計采取組隊的形式，由3～4名學生組成一個課題小組，互相分工合作完成設計。本課程專題實踐在第6學期開設，為期8～10周，由學生利用課余時間完成，采用畢業設計的模式進行管理，最后以實物演示和論文答辯的形式結束。開設專業系列性實驗課程的目的在于，通過階段性實驗使學生明確學習目的，并能理論聯系實際，激發學生的求知欲，提高學生的學習興趣。本系列性實驗課主要依托本專業的實驗、實踐平臺來開設，分別于第4、6、7學期為學生開出。第4學期的實驗課主要讓學生了解本專業實踐平臺的結構和框架，并提出一些專業上的問題，告知學生要通過后續課程的學習才能解決這些問題，使學生明確學習目的。第6學期的專題實踐以設計型專題實踐為主，使學生通過實踐了解實際系統硬件結構以及工作原理，并能根據用戶需求進行設計、制作和調試。第7學期的實驗以綜合性設計為主，熟悉芯片級、板級和系統級設計方法和步驟。

三、強化實踐教學環節

大力加強實習教學環節，拓展一批校外實習基地，才能使學生走出去，學得成，真正做到學有專長。在校內，我們充分發揮專業實驗室在實踐教學方面隨時性、方便性的優勢，配備高水平的實習指導教師，向學生全天候開放，讓學生利用課余時間根據自己的特長和興趣到專業實驗室進行操作和技能訓練。在校外，我們充分發揮高校科研優勢，為天津濱海新區企業服務，建立穩固的校外實習基地，為學生提供了鍛煉實踐能力的廣闊空間，目前我們在社會上選定“天津南大強芯半導體芯片設計有限公司”、“天津市森特爾新技術有限公司”、“天津市海博光電科技有限公司”、“天津工大海宇半導體照明有限公司”等一些相關的公司、企業建立了相對穩定的實習基地和協作關系，讓學生到公司、企業參加技術性比較強的專業實踐，這樣的實習取得了較好的實踐效果。

四、開拓“產學研”模式的特色人才培養

隨著濱海新區被納入國家“十一五”發展規劃，其強大的功能集聚優勢開始迅速形成，這為天津市相關電子產業提供了絕佳的發展機會。天津濱海新區戰略目標之一是以增強自主創新能力為核心，以集聚國內外研發資源為主線，構建與國際接軌的研發轉化環境以及高效并充滿活力的科技創新體系，建設一流水平的高新技術研發與轉化基地。以濱海新區為產業聚集，發展電子信息產業等新型高科技產業，將加快濱海新區的總體建設步伐，奠定天津濱海新區乃至環渤海地區及全國的電子信息產業龍頭地位。同時，國家科技部、財政部、國家稅務總局公布了電子信息技術領域為國家重點支持的高新技術領域之一。因此，作為服務于電子信息產業的關鍵學科，在天津發展電子科學與技術學科具有重大的戰略意義。依托電子科學與技術專業的建設，我們已初步建立微電子專業方向，在辦學理念、人才培養目標、培養模式、培養質量等方面具有自己顯著的特色，培養的學生在半導體器件、集成電路設計等方面的素質和能力優于其他院校電子科學與技術專業學生。為達到“產學研”教育模式的實現，我們在教學內容中滲透科研工作中的新科學、新技術、新工藝，在教學方式上加強針對能力培養的實踐教學，不斷由校內向校外，由教室向生產現場延伸，在教學效果上通過嫁接、轉化、推廣和應用新科技、新工藝，培養出大批能熟練應用新技術、新工藝，并具有一定創新能力的高素質人才。

五、搭建競賽平臺，提高學生的創新精神和實踐能力

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產品技術說明書寫作格式一、標題：直接注明產品名稱和文書種類，如《CY —116型全彩色有機發光液晶顯示屏設計說明書》。

二、首頁：包括封面、產品設計圖及說明書目錄等內容，其中封面應注明產品名稱、編號、設計者姓名、職務、協作單位、負責人、設計周期等；產品設計圖一般包括總圖、裝配圖、專用零件工作圖、產品包裝和安全管理圖等。

三、正文：主要包括產品設計的目的和意義，同類產品概況介紹，產品設計原理和主要工藝，產品結構、功能和用途，設計方案論證、主要技術參數計算，各種零件明細表，使用或操作說明書等。

四、落款：設計單位名稱和日期，也可在首頁中標明。

四、附件：主要包括參考文獻，與論文相關但又因篇幅限制不能在正文中詳細列出的數據、圖表、計算過程、結構演示、統計等資料。

產品技術說明書參考模板普通車床設計說明書

一、設計的目的及意義

在機械加工行業中，車床是應用時間最長、范圍最廣的專用加工設備之一，但傳統的車床在加工中要停車測量，占用了大量的輔助時間，不僅效率比較低、勞動強度大，而且加工精度偏低，尤其在軸向尺寸上較難控制。因此，大力發展在線測量技術對于機械制造進一步發展與提高具有深遠的意義；

隨著微電子技術的日新月異的發展，自50年代初發展起來的計量光柵測量裝置、感應同步器測量裝置和60年展起來的磁柵數量測量裝置的生產技術日益成熟，體積不斷減小，成本下降，而可靠性和加工精度有了大幅度提高，為發展機械加工中的在線測量奠定了基礎，有力地促進了機床行業的發展與提高。本產品是將數顯測量技術應用于普通車床上而構成的機電一體化產品，采用計量光柵或磁柵式數顯，可使~-Y--X．寸控制精度，特別是軸向尺寸精度，有較大幅度的提高，可使加工時間大幅減少，降低廢品率，同時提高機床效率40％以上，減輕工人的勞動強度。本機床的開發與應用，將為機械行業提供一種新型高效的加工設備。

二、主要技術參數

三、數顯裝置的選型

四、測量原理和安裝結構

1．測量原理(略)

2．安裝結構(略)

五、NJ6260型數顯普通車床的計算

計算結果表明，縱橫兩座標的定位精度均在0．009mm 左右，符合設計要求。

通過計算還可看出，阿貝誤差在機床定位誤差中占有很大比例，因此，適當提高相關部分的加工、裝配精度，將會進一步提高機床定位的精度。

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關鍵詞：CBM；車輛；維修

中圖分類號：U472文獻標識碼：A

CBM是隨著狀態監控和故障診斷技術的不斷發展而逐步出現的，通過內置傳感器或便攜式外部檢測設備進行測試，獲取裝備運行的特征量信息，借助各種智能推理算法（如物理模型、神經網絡、數據融合、模糊邏輯、專家系統等）實時評估裝備的技術狀態，在裝備故障發生前對其剩余壽命進行預測，并根據各種可利用的資源信息結合不同的決策目標實施決策的維修過程。

在CBM理論研究方面，主要是以狀態監測和故障診斷為主，對維修決策研究不夠。特別是對狀態模型、維修決策模型的建立、求解以及應用都缺乏深入系統的研究。但仍然取得了一些成績，如唐紅芳對汽輪機轉子和汽缸的二維模型進行了分析，建立了有限元模型，并采用C++語言編制了汽輪機以及缸體的溫度場實時在線監測程序[1]；張秀斌、王廣偉等應用比例風險模型（PHM）建立系統運行狀態與故障率之間的關系，并給出了維修狀態閾值[2]；袁志堅提出了一種電力變壓器狀態維修策略的模糊多屬性群決策方法，并通過某一變壓器狀態維修方案的決策過程，采用折衷型群決策方法具體探討了模糊多屬性群決策方法在變壓器狀態維修決策中的應用[3]；董玉亮提出了多狀態特征參數變權模糊綜合狀態評價方法，利用設備的監測診斷、維修歷史數據等信息，使狀態評價的結果更貼近設備的實際運行狀態，并利用這些結果建立了維修任務決策及優化模型[4]；呂文元、楊遠濤等利用濾波理論建立設備預測維修的優化模型[5]；北京航空航天大學曾聲奎結合故障預測與健康管理（PHM）的技術發展過程，闡述了PHM的應用價值[6]；邱立鵬在其碩士論文中闡述了基于各種指標的預測分析技術，并使用C++開發了一套完整的基于Microsoft Window9x對設備剩余壽命進行分析和預測的軟件[7]。

1先進傳感器技術

精確、及時、高效的數據是應用CBM的基礎，而傳感器作為獲取裝備狀態數據的一種有效工具，在CBM系統中具有重要的作用。傳感器技術作為一門專項技術，是以傳感器為核心，涉及測量技術、功能材料、微電子技術、精密與微細加工技術、信息處理技術和計算機技術等相互融合的技術密集型綜合技術，其發展趨勢主要體現在：發現新效應，開發新材料、新功能；向多功能集成化和微型化發展；傳感器的數字化、智能化和網絡化發展趨勢日益明顯。

目前有很多先進的傳感器技術被應用于CBM系統中，如光纖傳感器、壓電傳感器、碳納米管、微電子機械系統等，這些新型的傳感器具有精度高、使用范圍廣、工作溫度范圍大、智能化程度高等特點。在CBM系統中應用傳感器主要涉及兩個問題：

1.1傳感器的選擇

傳感器的選擇是獲取裝備狀態數據的首要環節，這是因為傳感器一旦確定，與之相匹配的數據處理、故障診斷及其相關儀器設備也就確定。因此測試結果的好壞，在很大程度上取決于傳感器的選取是否恰當。傳感器選擇的一般步驟如圖1所示。

1.2傳感器的安裝與使用

傳感器作為一種精密器件，只有正確的安裝與使用才能發揮其應有的工作性能，因而在其安裝與使用過程中，除了要遵循精密器件一般安裝使用規定外，還需要特別遵守如下注意事項：1）選擇合適的測試點并正確安裝傳感器；2）為確保被測信號的有效、準確傳輸，傳感器的電源電纜、數據傳輸線要符合規定，正確安裝；3）傳感器的定期標定與校準是保證數據采集系統正常功能的必要步驟。

2數據傳輸與預處理技術

2.1數據傳輸技術

目前主要有兩種數據傳輸方式，即有線傳輸和無線傳輸。有線傳輸是較為成熟的一種傳輸方式，主要是通過各種有線數據總線和各種網絡如Internet、Ethernet LAN（local area network）等進行數據的傳輸，并且大多都有各種通信標準、網絡協議如TCP/IP、UDP/IP等可以遵循。其數據傳輸的一般過程是，首先通過各種線纜將傳感器的數據采集并存儲在部件級的監測系統中，然后通過特定的有線網絡將部件級的監測數據傳輸到中央級存儲和監測處理系統。圖2為兩種數據傳輸方式的簡單系統構成。

2.2數據預處理技術

由于不同的狀態監測、健康評估和故障預測方法要求不同的數據類型，需要對采集的原始數據信息進行各種預處理，以使數據格式滿足后續處理的要求，同時也將便于傳輸和存儲。預處理包括數據的模數轉換、去噪聲、高通濾波、壓縮、信號自相關等。數據處理方式和技術要根據不同的目的進行選擇，如特征提取技術是為了進行故障識別和故障隔離；數據簡化是為了剔除不必要冗余的原始數據便于進一步處理；循環計數方法則是為了便于將連續的數據信息轉化為離散的數據信息等。

3信息融合技術

傳統的信息/數據融合是指多傳感器的信息/數據在一定準則下加以自動分析、綜合以完成所需的決策和評估而進行的信息處理過程。

信息融合系統的結構目前尚無形成統一的分類形式，從信息融合的功能角度，可將信息融合過程分為5層，即：檢測級（判決）融合、狀態級（跟蹤）融合、屬性級（目標識別）融合、態勢評估和威脅估計，如圖3所示，其中狀態評估和威脅估計主要用于軍事領域。

檢測級融合的功能主要是判斷目標的有無；狀態級融合的功能是估計目標的狀態（距離、運動速度等）；屬性級融合的目的是確定目標的身份。這3個層次的融合各有特點。在具體的應用中應根據融合的目的和條件選用。

4結論

本文貫穿車輛CBM應用流程的整個環節，利用RCM分析方法確定CBM的實施對象，明確了CBM在車輛維修中的關鍵技術，分析了關鍵技術的具體內容，為車輛開展狀態維修提供了技術支持。

參考文獻：

[1] 唐紅芳. 汽輪機壽命在線監測與管理技術研究[D]. 保定：華北電力大學（碩士論文），2004.

[2] 張秀斌，王廣偉. 應用比例故障率模型進行基于狀態的視情維修決策[J]. 電子產品可靠性與環境試驗，2002(4):19-22.

[3] 袁志堅，孫才新，袁張渝,等. 變壓器健康狀態評估的灰色聚類決策方法[J]. 重慶大學學報，2005,28(3):22-25.

[4] 董玉亮. 發電設備運行與維修決策支持系統研究[D]. 北京：華北電力大學（博士論文），2005.

[5] 呂文元，楊遠濤，方淑芬. 利用濾波理論建立設備預測維修的優化模型[J]. 東北電力學院學報，2000,20(1):22-24.

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關鍵詞：PLC 光機電一體化 物料輸送結構

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0009-01

光機電一體化實訓平臺是根據自動化工業生產現場而設計的集存儲、加工、裝配與輸送等結構為一體的實訓教學模塊，該實訓平臺模擬真實的工業現場，采用西門子PLC控制，通過設定變頻器與伺服驅動器動作參數，進行自動化操作，最終實現了工業現場的仿真教學。學生通過實訓，能夠了解工業現場的自動化控制，同時，在無法到達工業現場或大大降低實訓成本的情況下，鍛煉學生的動手能力、編程思想以及控制理念。

1 物料輸送結構的組成

物料抓取輸送結構主要由抓取機械手裝置、輸送單元、機械手升降裝置、PLC控制模塊和接線端口以及按鈕指示燈等部件組成。其中輸送單元結構如圖1所示、抓取機械手裝置如圖2所示。其功能為：驅動機械手裝置準確定位到相關單元的物料臺上，在其對應的物料臺上抓取工件，最后把工件輸送到指定地方后放下。

2 物料輸送結構的PLC控制

2.1 物料輸送結構控制要求

物料輸送結構單站運行的目標是測試設備輸送工件的功能。要求另外幾個工作單元先正常工作。而且在物料推出裝置的物料臺上放好了工件。具體控制要求如下：

抓取機械手從物料推出裝置物料臺抓取工件。抓取動作完成后，步進電機驅動抓取機械手向物料加工單元移動，移動速度大于等于3m/s；機械手移動到物料加工站料臺的正前方后，把工件放到加工站物料臺上。動作完成1秒后，抓取機械手裝置執行抓取工件的操作。抓取的順序與物料推出站抓取工件的順序相同。抓取動作完成后，步進電機驅動機械手裝置移動到物料裝配單元料臺的正前方。然后把工件放到物料裝配單元的物料臺上。放下工件動作完成 1 秒后，抓取機械手裝置執行抓取物料裝配站工件的操作。執行完動作1秒之后，再把工件移動到物料分揀單元。

2.2 PLC的輸入輸出點分配及系統接線

物料輸送單元所需的輸入和輸出點較多。其中，輸入信號主要包含按鈕與指示燈模塊中的開關與按鈕等主令信號，檢測氣缸和物料的傳感器信號等：輸出信號包含輸出到機械手裝置中各電磁閥的控制信號和輸出到伺服電機驅動器的脈沖和方向信號。基于需要輸出驅動伺服和步進電機的高速脈沖，實訓平臺上的PLC采用晶體管輸出型。因此選用西門子S7-200CPU226型PLC，共24點輸入，16點輸出。

2.3 物料輸送結構PLC控制流程圖

物料輸送控制是按照一定動作流程實現的，因此在程序編寫中采用順序控制法來完成，其步進控制流程圖如圖3所示：

3 結語

光機電一體化實訓平臺物料輸送結構采用的是模塊化設計，無論是機械結構還是控制系統都具有良好的擴展性、高度的柔性和靈活性。該實訓裝置已成功地使用于本課程的實訓教學中，具有一定的推廣應用價值。

參考文獻

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[2]徐沛.自動生產線應用技術[M].北京郵電大學出版社，2015.