機電一體化產業前景分析
現在的機電一體化技術，是機械和微電子技術緊密集合的一門技術，他的發展使冷冰冰的機器有了人性化，智慧化。那麼你對於該專業的興趣有多少，是否想要報考該專業呢?下面跟著小編一起了解一下2017年機電一體化專業的就業前景吧!
四大原則
構成機電一體化系統的五大組成要素其內部及相互之間都必須遵循介面耦合、運動傳遞、資訊控制與能量轉換四大原則。
介面耦合：
兩個需要進行資訊交換和傳遞的環節之間，由於資訊模式不同(數字量與模擬量，序列碼與並行碼，連續脈衝與序列脈衝等)無法直接傳遞和交換，必須透過介面耦合來實現。而兩個訊號強弱相差懸殊的環節之間，也必須透過介面耦合後，才能匹配。變換放大後的訊號要在兩個環節之間可靠、快速、準確的交換、傳遞，必須遵循一致的時序、訊號格式和邏輯規範才行，因此介面耦合時就必須具有保證資訊的邏輯控制功能，使資訊按規定的模式進行交換與傳遞。
能量轉換：
兩個需要進行傳輸和交換的環節之間，由於模式不同而無法直接進行能量的轉換和交流，必須進行能量的轉換，能量的轉換包括執行器，驅動器和他們的不同型別能量的最優轉換方法及原理。
資訊控制：
在系統中，所謂智慧組成要素的系統控制單元，在軟、硬體的保證下，完成資訊的採集、傳輸、儲存、分析、運算、判斷、決策，以達到資訊控制的目的。對於智慧化程度高的資訊控制系統還包含了知識獲得、推理機制以及自學習功能等知識驅動功能。
運動傳遞：運動傳遞使構成機電一體化系統各組成要素之間，不同型別運動的變換與傳輸以及以運動控制為目的的最佳化 。
智慧化控制技術(IC)
由於鋼鐵工業具有大型化、高速化和連續化的特點，傳統的控制技術遇到了難以克服的困難，因此非常有必要採用智慧控制技術。智慧控制技術主要包括專家系統、模糊控制和神經網路等，智慧控制技術廣泛應用於鋼鐵企業的產品設計、生產、控制、裝置與產品質量診斷等各個方面，如高爐控制系統、電爐和連鑄車間、軋鋼系統、鍊鋼———連鑄———軋鋼綜合排程系統、冷連軋等。
分散式控制系統(DCS)
分散式控制系統採用一臺中央計算機指揮若干檯面向控制的現場測控計算機和智慧控制單元。分散式控制系統可以是兩級的、三級的或更多級的。利用計算機對生產過程進行集中監視、操作、管理和分散控制。隨著測控技術的發展，分散式控制系統的功能越來越多。不僅可以實現生產過程控制，而且還可以實現線上最最佳化、生產過程實時排程、生產計劃統計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜合系統。DCS具有特點控制功能多樣化、操作簡便、系統可以擴充套件、維護方便、可靠性高等特點。DCS是監視集中控制分散，故障影響面小，而且系統具有連鎖保護功能，採用了系統故障人工手動控制操作措施，使系統可靠性高。分散式控制系統與集中型控制系統相比，其功能更強，具有更高的安全性。是當前大型機電一體化系統的主要潮流。
開放式控制系統(OCS)
開放控制系統(Open Control System)是計算機技術發展所引出的新的結構體系概念。“開放”意味著對一種標準的資訊交換規程的共識和支援，按此標準設計的系統，可以實現不同廠家產品的相容和互換，且資源共享。開放控制系統透過工業通訊網路使各種控制裝置、管理計算機互聯，實現控制與經營、管理、決策的整合，透過現場匯流排使現場儀表與控制室的控制裝置互聯，實現測量與控制一體化。
選型與設計
控制系統各功能元件的選型與設計：
1.微控制器選用INTEL公司生產的8031微控制器
微控制器，它主要透過並行8255口擔負控制系統的訊號處理：接收系統對轉矩、閥門開啟、關閉及閥門開度等設定訊號，並提供三相PWM波發生器所需要的控制訊號;處理IPM發出的故障訊號和報警訊號;處理透過模擬輸入口接收的電流、電壓、位置等檢測訊號;提供顯示電動執行機構的工作狀態訊號;執行控制系統來的控制訊號，向控制系統反饋訊號;
2.三相PWM波發生器PWM波的產生通常有模擬和數字兩種方法。模擬法電路複雜，有溫漂現象，精度低，限制了系統的效能;數字法是按照不同的數字模型用計算機算出各切換點，並存入記憶體，然後透過查表及必要的計算產生PWM波，這種方法佔用的記憶體較大，不能保證系統的精度。為了滿足智慧功率模組所需要的PWM波控制訊號，保證微處理器有足夠的時間進行整個系統的檢測、保護、控制等功能，文中選用MITEL公司生產的SA8282作為三相PWM發生器。SA8282是專用大規模積體電路，具有獨立的標準微處理器介面，晶片內部包含了波形、頻率、幅值等控制資訊。
3.智慧逆變模組IPM 為了滿足執行機構體積小，可靠性高的要求，電機電源採用智慧功率模組IPM。該執行機構主要適用功率小於5.5kW的三相非同步電機，其額定電壓為380V，功率因數為0.75。經計算可知，選用日本產的智慧功率模組PM50RSA120可以滿足系統要求。該功率模組集功率開關和驅動電路、制動電路於一體，並內建過電流、短路、欠電壓和過熱保護以及報警輸出，是一種高效能的功率開關器件。
4.位置檢測電路
位置檢測電路是執行機構的重要組成部分，它的功能是提供準確的位置訊號。關鍵問題是位置感測器的選型。在傳統的電動執行機構中多采用繞線電位器、差動變壓器、導電塑膠電位器等。繞線電位器壽命短被淘汰。差動變壓器由於線性區太短和溫度特性不理想而受到限制。導電塑膠電位器較為流行，但它是有觸點的，壽命也不可能很長，精度也不高。筆者採用的位置感測器為脈衝數字式感測器，這種感測器是無觸點的，且具有精度高、無線性區限制、穩定性高、無溫度限制等特點。5、電壓、電流及檢測 檢測電壓、電流主要是為了計算電機的力矩，以及變頻器輸出迴路短路、斷相保護和逆變模組故障診斷。由於變頻器輸出的電流和電壓的頻率範圍為0～50Hz，採用常規的電流、電壓互感器無法滿足要求。為了快速反映出電流的大小，採用霍爾型電流互感器檢測IPM輸出的三相電流，對於IPM輸出電壓的檢測採用分壓電路。
6)、通訊介面為了實現計算機聯網和遠端控制，選用MAX232作為系統的序列通訊介面，MAX232內部有兩個完全相同的電平轉換電路，可以把8031序列口輸出的TTL電平轉換為RS-232標準電平，把其它微機送來的RS-232標準電平轉換成TTL電平給8031，實現微控制器與其它微機間的通訊。
7.時鐘電路時鐘電路主要用來提供取樣與控
制週期、速度計算時所需要的時間以及日曆。文中選用時鐘電路DS128
機電一體化
87。DS12887內部有114位元組的使用者非易失性RAM，可用來存入需長期儲存的資料。
8.液晶顯示單元 為了實現人機對話功能，選用MGLS12832液晶顯示模組組成顯示電路。採用組態顯示方式。透過選單選擇，可分別對閥門、力矩、限位、電機、通訊和引數等訊號進行設定或除錯。並採用文字和圖形相結合的方式，顯示直觀、清晰。
9.程式出格自恢復電路為了保證在強幹擾下程式出格時系統能夠自動地恢復正常，選用MAX705組成程式出格自恢復電路，監視程式執行。如圖2-3所示，該電路由MAX705、與非門及微分電路組成。工作原理為：一旦程式出格，WDO由高變低，由於微分電路的作用，由“與非”門輸入引腳2變為高電平，引腳2電平的這種變化使“與非”門輸出一個正脈衝，使微控制器產生一次復位，復位結束後，又由程式透過P1.0口向MAX705的WDI引腳發正脈衝，使WDO引腳回到高電平，程式出格自恢復電路繼續監視程式執行。
機械製圖、電氣CAD工程實踐、電工技術基礎、工程力學、機械設計基礎、機械加工工藝、數控機床程式設計、微控制器原理與應用、電子技術基礎、檢測與感測技術、液壓與氣動技術、機床電氣控制(電機與電氣控制)、PLC、電力電子技術、數控加工工藝與程式設計、數控機床與維修、機電一體化技術(機電控制技術)、自動化控制原理(PC控制與組態)、供配電技術等。
實訓課程
電工技術基礎實訓、金工實習、電子技術基礎實訓、微控制器原理與應用實訓、液壓傳動實訓、電力拖動控制線路實訓、PLC程式設計實訓、數控機床維修實訓、畢業實訓、職業生涯規劃、大學生涯規劃、職業環境認知、成功素養拓展、工作能力提升、激情自主創業、求職過程勝出、初涉職場轉型等。
專業軟體
設計製圖：AUTO CAD、UG、solidworks、3ds max等
程式設計模擬：PLC程式設計setp7(西門子PLC組態程式設計除錯軟體)、;51微控制器程式設計keil(AT89系列、8051核心)模擬Proteus (很多微控制器支援C++，包括凌陽十六位微控制器);數控程式設計模擬斯沃數控、宇龍數控模擬系統;維修模擬數控機床維修模擬軟體。
PC組態軟體：wincc(西門子)、組態王、崑崙組態等。
電子模擬：NI Multisim 、Proteus 等
液壓與氣動模擬：AMEsim、MSC等
培養目標與就業方向
1、培養學生具有機、電、液一定的理論知識和較強的實踐技能。
2.具有機械加工裝置的初步操作技能和數控加工、數控程式設計的能力。
3.具備從事機電技術必需的理論知識和綜合職業能力的機電裝置、自動化裝置和生產線的執行與維護人員，並具有裝置改造能力的高等技術綜合性應用型人才。
4.能在機電裝置製造企業、從事機電產品設計與開發、企業與車間生產技術管理等工作，以及機電一體化裝置的安裝、除錯、維修、銷售及管理;普通機床的數控化改裝等。
就業前景
機電一體化是指在機構得主功能、動力功能、資訊處理功能和控制功能上引進電子技術，將機械裝置與電子化設計及軟體結合起來所構成的系統的總稱.實操性人才缺乏，各企業高薪聘請機電一體化專業人才，在深圳地區例如：富士康、三星、華為、等一線企業擁有大量高薪職位就業前景十分廣闊.以下由工控行業網為您進行的機電一體專業就業前景的方向分析。
機電一體專業就業方向
1、從事機電一體化液體灌裝生產線及商品包裝自動化機械執行、維護、管理、技術改造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才.
可在大型啤酒、飲料、食品及商品包裝生產企業從事現代化自動機與生產線的維護和管理工作，也可在相關的自動機與生產線的生產廠家或設計部門、營銷單位從事技術工作.
2、機電一體化專業(計算機輔助設計與製造方向 )
從事機電產品的計算機輔助設計(CAD)與計算機輔助製造(CAM)，並熟練使用和維修數控加工裝置的機電一體化高等技術應用性專門人才.
可在模具設計也製造、機械加工、塑膠、五金、電子產品、計算機生產等企業從事數控機床的加工工藝設計程式設計，數控機床的除錯、維護及加工操作，從事生產和技術管理工作，也可以從事國內外數控裝置的營銷工作.
3、機電一體化專業(模具CAD/CAM方向)
從事利用計算機技術和數控加工技術對模具進行設計和製造等工作的機電一體化高等技術應用性專門人才.
可在模具、機械、五金、塑膠、家電等生產企業從事模具計算機輔助設計與製造等方面的技術工作，也可在企事業單位從事與本專業有關的經營、管理工作.
4、機電一體化專業(機電CAD技術方向)
在機電一體化產品、裝置的設計、製造、維修、管理、技術改造與服務過程中專門從事用電腦繪圖設計、資訊處理和資料管理的高等技術應用性專門人才.
可在機械設計、製造與裝備行業、模具製造業，輕工、家用電器、電子製造業從事設計、製造、技術改造、產品營銷、裝置管理與維護等工作.
機電一體專業就業前景
有關研究報告顯示“機電一體化”一詞最早是日本提出的，在上世紀80年代初，日本名古屋大學最早設定了機電一體化專業.如今已改稱為“機械電子工程”專業;在高職高專則仍延用機電一體化專業名稱. 機電一體化專業是精密機械--電子技術(含電力電子)--計算機技術等多門學科交叉融合的產物，屬高新技術，也是當前發展最快的技術之一，它是先進製造技術的主要組成部分.它的發展推動了當前製造技術的迅速更新換代，是產品向高、精、快迅速邁進，使勞動生產率迅速提高.由於中國逐漸成為世界製造業基地加上傳統企業面臨大規模的技術改造與裝置更新，國內急需大量先進製造技術專業人才.因此該專業畢業生就業前景很好，而且待遇也高.畢業生主要在各行政、企業、事業單位從事機械、電氣工程、常用電器的維修、安裝與除錯以及技術管理等工作.
機電一體化專業就業前景到底怎樣呢?市場調研發現機電一體化專業是一個寬口徑專業，適應範圍很廣，學生在校期間除學習各種機械、電工電子、計算機技術、控制技術、檢測感測等理論知識外，還將參加各種技能培訓和國家職業資格證書考試，充分體現重視技能培養的特點.學生畢業後主要面向珠江三角洲各企業、公司，從事加工製造業，家電生產和售後服務，數控加工機床裝置使用維護，物業自動化管理系統，機電產品設計、生產、改造、技術支援，以及機電裝置的安裝、除錯、維護、銷售、經營管理等等。
隨和經濟的發展和科技的進步，越來越多的產品智慧化、自動化、網路化，這些產品除了要用到機械驅殼，還需要用電路來控制，電的部分已經不再是簡單的開關電路，而是用大規模的積體電路，微控制器、感測器、可程式設計控制器等智慧元件被用來和裝置的機械部分想結合。單純的機械活著單純的電子已經不能適應行業發展的需要，漸漸地就出現了機電一體化①這個學科。機電一體化最早出現在1971年日本雜誌《機械設計》的副刊上，到目前這個學科已經逐漸成熟了。
機電一體化技術包含六個部分，它們分別是：
第一， 機械技術。 機械技術是機電一體化的基礎，機械技術的`著眼點在於如何與機電一體化技術相適應，利用其它高、新技術來更新概念，實現結構上、材料上、效能上的變更，滿足減小重量、縮小體積、提高精度、提高剛度及改善效能的要求。在機電一體化系統製造過程中，經典的機械理論與工藝應藉助於計算機輔助技術，同時採用人工智慧與專家系統等，形成新一代的機械製造技術。
第二， 計算機與資訊科技 。其中資訊交換、存取、運算、判斷與決策、人工智慧技術、專家系統技術、神經網路技術均屬於計算機資訊處理技術。
第三， 系統技術 。系統技術即以整體的概念組織應用各種相關技術，從全域性角度和系統目標出發，將總體分解成相互關聯的若干功能單元，介面技術是系統技術中一個重要方面，它是實現系統各部分有機連線的保證。
第四， 自動控制技術 。其範圍很廣，在控制理論指導下，進行系統設計，設計後的系統模擬，現場除錯，控制技術包括如高精度定位控制、速度控制、自適應控制、自診斷校正、補償、再現、檢索等。
第五，感測檢測技術。感測檢測技術是系統的感受器官，是實現自動控制、自動調節的關鍵環節。其功能越強，系統的自動化程式就越高。現代工程要求感測器能快速、精確地獲取資訊並能經受嚴酷環境的考驗，它是機電一體化系統達到高水平的保證。
第六， 伺服傳動技術。 包括電動、氣動、液壓等各種型別的傳動裝置，伺服系統是實現電訊號到機械動作的轉換裝置與部件、對系統的動態效能、控制質量和功能有決定性的影響。
機電一體化系統主要由五個部分組成：機械本體、檢測感測部分、電子控制單元、執行器和動力源。機械本體包括機架、機械連線、機械傳動等，它是機電一體化的基礎，起著支撐系統中其他功能單元、傳遞運動和動力的作用。與純粹的機械產品相比，機電一體化系統的技術性能得到提高、功能得到增強，這就要求機械本體在機械結構、材料、加工工藝性以及幾何尺寸等方面能夠與之相適應，具有高效、多功能、可靠和節能、小型、輕量、美觀的特點;檢測感測部分包括各種感測器及其訊號檢測電路，其作用就是檢測機電一體化系統工作過程中本身和外界環境有關參量的變化，並將資訊傳遞給電子控制單元，電子控制單元根據檢查到的資訊向執行器發出相應的控制;電子控制單元又稱ECU(Electrical Control Unit )，是機電一體化系統的核心，負責將來自各感測器的檢測訊號和外部輸入命令進行集中、儲存、計算、分析，根據資訊處理結果，按照一定的程度和節奏發出相應的指令，控制整個系統有目的地進行;執行器的作用是根據電子控制單元的指令驅動機械部件的運動。
執行器是運動部件，通常採用電力驅動、氣壓驅動和液壓驅動等幾種方式;動力源是機電一體化產品能量供應部分，其作用是按照系統控制要求向機械系統提供能量和動力使系統正常執行。提供能量的方式包括電能、氣能和液壓能，以電能為主。[2]機械作為減輕人類勞動強度的一種工具，自從出現以來就一直不斷地發展進步。模組化、網路化、智慧化、自動化、系統化和綠色化已經成為機械發展的方向。在未來的幾個世紀，並沒有什麼東西能取代機械的位置。也就是說，這個行業還有很長的路要走，它在人們消費的比重將不斷提高。而這個行業的競爭也會變得越來越激烈，只有不斷創新，只有把機電一體化產品的軟硬部分完美地結合起來才能做成優異的機電一體化產品。
發展方向
機電一體化向智慧化方向邁進.20世紀90年代後期，各主要發達國家開始了機電一體化技術向智慧化方向邁進的新階段。一方面，光學、通訊技術等進入了機電一體化，微細加工技術也在機電一體化中嶄露頭腳，出現了光機電一體化和微機電一體化等新分支;另一方面，對機電一體化系統的建模設計、分析和整合方法，機電一體化的學科體系和發展趨勢都進行了深入研究。同時，由於人工智慧技術、神經網路技術及光纖技術等領域取得的巨大進步，為機電一體化技術開闢了發展的廣闊天地，也為產業化發展提供了堅實的基礎。
關注六個發展方向：
機電一體化是集機械、電子、光學、控制、計算機、資訊等多學科的交叉綜合，它的發展和進步依賴並促進相關技術的發展和進步。未來機電一體化的主要發展方向有：
1.智慧化。智慧化是21世紀機電一體化技術發展的一個重要發展方向。人工智慧在機電一體化建設者的研究中日益得到重視，機器人與數控機床的智慧化就是重要應用。這裡所說的“智慧化”是對機器行為的描述，是在控制理論的基礎上，吸收人工智慧、運籌學、計算機科學、模糊數學、心理學、生理學和混沌動力學等新思想、新方法，模擬人類智慧，使它具有判斷推理、邏輯思維、自主決策等能力，以求得到更高的控制目標。誠然，使機電一體化產品具有與人完全相同的智慧，是不可能的，也是不必要的。但是，高效能、高速的微處理器使機電一體化產品賦有低階智慧或人的部分智慧，則是完全可能而必要的。
2.模組化。模組化是一項重要而艱鉅的工程。由於機電一體化產品種類和生產廠家繁多，研製和開發具有標準機械介面、電氣介面、動力介面、環境介面的機電一體化產品單元是一項十分複雜但又是非常重要的事。如研製集減速、智慧調速、電機於一體的動力單元，具有視覺、影象處理、識別和測距等功能的控制單元，以及各種能完成典型操作的機械裝置。這樣，可利用標準單元迅速開發出新產品，同時也可以擴大生產規模。這需要制定各項標準，以便各部件、單元的匹配和介面。由於利益衝突，很難制定國際或國內這方面的標準，但可以透過組建一些大企業逐漸形成。顯然，從電氣產品的標準化、系列化帶來的好處可以肯定，無論是對生產標準機電一體化單元的企業還是對生產機電一體化產品的企業，規模化將給機電一體化企業帶來美好的前程。
3.網路化。20世紀90年代，計算機技術等的突出成就是網路技術。網路技術的興起和飛速發展給科學技術、工業生產、政治、軍事、教育及人們的日常生活都帶來了巨大的變革。各種網路將全球經濟、生產連成一片，企業間的競爭也將全球化。機電一體化新產品一旦研製出來，只要其功能獨到，質量可靠，很快就會暢銷全球。由於網路的普及，基於網路的各種遠端控制和監視技術方興未艾，而遠端控制的終端裝置本身就是機電一體化產品。現場匯流排和區域網技術是家用電器網路化已成大勢，利用家庭網路(home net)將各種家用電器連線成以計算機為中心的計算機整合家電系統(computer integrated appliance system，CIAS)，使人們在家裡分享各種高技術帶來的便利與快樂。因此，機電一體化產品無疑將朝著網路化方向發展。
4.微型化。微型化興起於20世紀80年代末，指的是機電一體化向微型機器和微觀領域發展的趨勢。國外稱其為微電子機械系統(MEMS)，泛指幾何尺寸不超過1立方厘米的機電一體化產品，並向微米、奈米級發展。微機電一體化產品體積小、耗能少、運動靈活，在生物醫療、軍事、資訊等方面具有不可比擬的優勢。微機電一體化發展的瓶頸在於微機械技術，微機電一體化產品的加工採用精細加工技術，即超精密技術，它包括光刻技術和蝕刻技術兩類。
5.綠色化。工業的發達給人們生活帶來了巨大變化。一方面，物質豐富，生活舒適;另一方面，資源減少，生態環境受到嚴重汙染。於是，人們呼籲保護環境資源，迴歸自然。綠色產品概念在這種呼聲下應運而生，綠色化是時代的趨勢。綠色產品在其設計、製造、使用和銷燬的生命過程中，符合特定的環境保護和人類健康的要求，對生態環境無害或危害極少，資源利用率極高。設計綠色的機電一體化產品，具有遠大的發展前途。機電一體化產品的綠色化主要是指，使用時不汙染生態環境，報廢后能回收利用。
6.系統化。系統化的表現特徵之一就是系統體系結構進一步採用開放式和模式化的匯流排結構。系統可以靈活組態，進行任意剪裁和組合，同時尋求實現多子系統協調控制和綜合管理。表現之二是通訊功能的大大加強，特別是“人格化”發展引人注目，即未來的機電一體化更加註重產品與人的關係。機電一體化的人格化有兩層含義。一是機電一體化產品的最終使用物件是人，如何賦予機電一體化產品人的智慧、情感、人性顯得越來越重要，特別是對家用機器人，其高層境界就是人機一體化。另一層含義是模仿生物機理，研製各種機電一體化產品。
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