淺談接口技術(shù)在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

張　舉

（新疆焦煤（集團(tuán)）有限公司洗煤廠新疆烏魯木齊830025）

淺談接口技術(shù)在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中的運(yùn)用

張舉

（新疆焦煤（集團(tuán)）有限公司洗煤廠新疆烏魯木齊830025）

隨著信息技術(shù)等的發(fā)展，機(jī)電一體化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也為人們的生產(chǎn)、生活提供了更多的便捷。接口是機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分，有效運(yùn)用接口，可以更好地將機(jī)電一體化產(chǎn)品中的各個(gè)組件有機(jī)地連接起來，使機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行能夠更加順暢、有效。因此，接口技術(shù)的研究與運(yùn)用，直接影響著機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)用效能，相關(guān)工作人員應(yīng)該積極創(chuàng)新接口技術(shù)，滿足機(jī)電一體化技術(shù)不斷發(fā)展的需求，進(jìn)而提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的質(zhì)量，更好地為人們的生產(chǎn)、生活服務(wù)。

接口技術(shù)機(jī)電一體化控制系統(tǒng)

一、接口技術(shù)在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的重要性

作為機(jī)電一體化中不可缺少的重要組成部分，機(jī)電接口是機(jī)電之間進(jìn)行有效鏈接的必備元件。正是基于這樣的分析，筆者以為，在機(jī)電一體化中應(yīng)該注重接口技術(shù)的運(yùn)用，以此來提高部件之間的有機(jī)連接，發(fā)揮接口的重要作用。接口技術(shù)運(yùn)用于機(jī)電一體化中，應(yīng)該在依據(jù)不同機(jī)械的類型和技術(shù)要求的基礎(chǔ)上，注重接口的正確連接方式及其技術(shù)要求，以此來滿足機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的需要。

二、簡述機(jī)電一體化接口與接口類型

機(jī)電一體化系統(tǒng)，即將機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系到一起，從而發(fā)揮機(jī)械電子的優(yōu)勢(shì)，提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的應(yīng)用性能。而接口是機(jī)電一體化產(chǎn)品的重要組成部分，它是連接機(jī)械系統(tǒng)與電子系統(tǒng)各個(gè)模塊的重要組件，具有調(diào)節(jié)、匹配、緩沖等性質(zhì)，可以有效地轉(zhuǎn)換電平、增加功率，使機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能得到提高；一些技術(shù)人員將接口加設(shè)抗干擾材料，可以將電子系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間相互隔離，防止兩個(gè)系統(tǒng)之間的信號(hào)受到干擾，影響電子系統(tǒng)與控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。接口的運(yùn)用，還可以進(jìn)行電路轉(zhuǎn)換，保證機(jī)電一體化產(chǎn)品中各個(gè)系統(tǒng)之間電流量的匹配，進(jìn)而提高機(jī)電一體化產(chǎn)品的運(yùn)行效率。

不同的機(jī)電一體化產(chǎn)品，其性能、工作原理等都存在差異，自然接口也不完全相同。也就是說，在運(yùn)用接口技術(shù)連接子系統(tǒng)的各個(gè)模塊時(shí)，需要運(yùn)用到不同的接口。技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況將接口分成兩類，即機(jī)電接口與人機(jī)接口。機(jī)電接口是指執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與傳感器之間的接口，它可以模擬信息的輸入與輸出，并為機(jī)電一體化系統(tǒng)提供平穩(wěn)的電流，以保證機(jī)電一體化產(chǎn)品能夠保持一個(gè)有序的運(yùn)行狀態(tài)。人機(jī)接口是指工作人員或者技術(shù)人員與計(jì)算機(jī)之間的接口，這種接口可以將工作人員的指令，利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行編碼形成有效的信息數(shù)據(jù)，并通過接口在各個(gè)子系統(tǒng)之間相互傳遞信息，以滿足實(shí)際需要。

三、機(jī)電接口的重要作用

1.機(jī)電接口有助于控制設(shè)備的電平穩(wěn)定轉(zhuǎn)換。利用機(jī)電接口能夠有效地使微機(jī)的I/O芯片（一般都是TTL電平）實(shí)現(xiàn)有機(jī)的過渡和穩(wěn)定，以避免機(jī)械的損傷。

2.機(jī)電接口有助于增強(qiáng)設(shè)備的抗干擾性。在接口處使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機(jī)系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離，能夠提高機(jī)電的抗干擾性。

3.機(jī)電接口有助于A/D（D/A）的轉(zhuǎn)換。在微機(jī)系統(tǒng)中，通過接口鏈接，使得彼此之間設(shè)置A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路，以保證微機(jī)所處理數(shù)據(jù)之間的一致性。

四、接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的運(yùn)用

1.概述接口技術(shù)。在機(jī)電一體化技術(shù)發(fā)展的過程中，接口技術(shù)是隨之發(fā)展起來的新型技術(shù)。顧名思義，它是將機(jī)電一體化中各個(gè)組件、系統(tǒng)相互連接，使其發(fā)揮最佳效用的技術(shù)。接口技術(shù)在機(jī)電一體化產(chǎn)品中的應(yīng)用，可以更加有效地使機(jī)電一體化產(chǎn)品中各個(gè)復(fù)雜的子系統(tǒng)模塊之間有效地連接起來，促進(jìn)其數(shù)據(jù)、信息的傳遞與轉(zhuǎn)換，使機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能得到提高。而隨著接口技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)也將得到更快的發(fā)展，并將向著網(wǎng)絡(luò)化、綠色化、智能化、模塊化方向發(fā)展，機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能也將越來越高，為人們生產(chǎn)、生活提供更多的便利。

2.接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的運(yùn)用。眾所周知，接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用，大大提高了機(jī)電一體化系統(tǒng)的性能，同時(shí)也促進(jìn)了機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展。

那么，接口技術(shù)到底是怎樣運(yùn)用到機(jī)電一體化系統(tǒng)中的呢？

（1）連接機(jī)電一體化系統(tǒng)中的各個(gè)子系統(tǒng)模塊，充當(dāng)“開關(guān)通道”。在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，各個(gè)子系統(tǒng)模塊相互連接，再通過電子系統(tǒng)進(jìn)行智能化控制，將信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行傳遞與轉(zhuǎn)換，使各個(gè)系統(tǒng)模塊都能夠在電子系統(tǒng)的控制下運(yùn)作。要想實(shí)現(xiàn)以上功能，就必須有連續(xù)的電流，而在接口技術(shù)運(yùn)用下的接口可以充當(dāng)“開關(guān)通道”，工作人員只需正確操作開關(guān)執(zhí)行器，為系統(tǒng)模塊之間的連接提供連續(xù)的、平穩(wěn)的電流，就可以有效實(shí)現(xiàn)以上功能。

（2）工作人員可以根據(jù)需要手動(dòng)接口，滿足工作需求。工作人員在操作監(jiān)控機(jī)電一體化系統(tǒng)運(yùn)作時(shí)，通過人機(jī)接口使系統(tǒng)按照工作人員的需要進(jìn)行運(yùn)作，這種被稱為人機(jī)接口。人機(jī)接口主要分成輸入與輸出接口，工作人員只需按照需要將指令通過硬件輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)就會(huì)按照需要將指令編碼成信息數(shù)據(jù)，并通過接口傳遞給各個(gè)系統(tǒng)模塊，輸出相應(yīng)的狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)等，以實(shí)現(xiàn)工作人員監(jiān)控機(jī)電一體化系統(tǒng)的目的，滿足工作需要。

（3）運(yùn)用接口技術(shù)，可以有效提高系統(tǒng)輸出信號(hào)的質(zhì)量。傳統(tǒng)的機(jī)電一體化技術(shù)中，接口的運(yùn)用還不是很成熟，導(dǎo)致系統(tǒng)顯示的數(shù)據(jù)、信息等質(zhì)量不高。隨著接口技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的機(jī)電一體化系統(tǒng)在運(yùn)用接口技術(shù)之后，有效地提高了數(shù)據(jù)、信息輸出的質(zhì)量。工作人員能夠有效控制輸出的數(shù)據(jù)、信息等運(yùn)行參數(shù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)、信息等進(jìn)行有效的調(diào)整，就可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控生產(chǎn)過程的目的。

五、接口技術(shù)在洗煤廠PLC自動(dòng)化控制中的應(yīng)用

PLC可編程控制器接口主要包括基本I/O接口及外設(shè)接口。

I/O接口分為輸入接口及輸出接口，是PLC與生產(chǎn)現(xiàn)場之間的連接部件，PLC通過輸入接口可以檢測被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)，同時(shí)PLC又通過輸出接口將處理結(jié)果送給被控對(duì)象以實(shí)現(xiàn)控制為目的。

同時(shí)PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器，PLC通過這些通信接口可與監(jiān)視器，打印機(jī)，其他PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信，PLC與監(jiān)視器連接，可將控制過程圖像顯示出來，與其他PLC連接，可組成多機(jī)系統(tǒng)連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂?，與計(jì)算機(jī)連接，可組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制欲管理相結(jié)合。

除上述接口外，PLC還有人機(jī)接口，人機(jī)接口裝置是用來實(shí)現(xiàn)操作人員與PLC控制系統(tǒng)的對(duì)話，最簡單、最普遍的人機(jī)接口裝置由安裝在控制臺(tái)上的按鈕，轉(zhuǎn)換開關(guān)，指示燈，聲光報(bào)警器等器件構(gòu)成。

六、運(yùn)用接口技術(shù)需要注意的問題

接口技術(shù)是在機(jī)電一體化技術(shù)上發(fā)展起來的，所以在運(yùn)用接口技術(shù)的時(shí)候，需要注意以下問題：技術(shù)人員在運(yùn)用接口技術(shù)將接口連接于各個(gè)子系統(tǒng)模塊之間，需要注意接口技術(shù)是否與機(jī)電一體化技術(shù)相匹配，是否能夠符合機(jī)電一體化產(chǎn)品在性能上的要求，這些都是技術(shù)人員需要思考的問題。只有合理選擇、運(yùn)用接口技術(shù)，才能為機(jī)電一體化產(chǎn)品的性能正常發(fā)揮起到基礎(chǔ)的作用；任何技術(shù)在運(yùn)用過程中，都需要進(jìn)行調(diào)試，以確保技術(shù)運(yùn)用的科學(xué)性、合理性與可靠性。同樣，接口技術(shù)的運(yùn)用也需要進(jìn)行智能調(diào)試。一般來說，技術(shù)人員在運(yùn)用接口技術(shù)連接各個(gè)子系統(tǒng)模塊之后，就要及時(shí)地進(jìn)行系統(tǒng)測試與接口的智能調(diào)試，這樣才能在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，保證機(jī)電一體化產(chǎn)品的可靠運(yùn)行，也可以為以后接口技術(shù)的發(fā)展提供參考；接口在使用過程中，人機(jī)接口是比較常見的，它是根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要而進(jìn)行的人工調(diào)整的接口，也就是說，這種接口是可調(diào)的。因此，技術(shù)人員運(yùn)用接口技術(shù)必須積極思考機(jī)電一體化產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)效能，并注重接口技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)能夠按照要求合理調(diào)控，結(jié)合實(shí)際情況運(yùn)用接口技術(shù)。這樣的接口技術(shù)才能保證機(jī)電一體化系統(tǒng)可以按照需要隨時(shí)進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)智能化、網(wǎng)絡(luò)化，提高接口技術(shù)的運(yùn)用效果。

七、結(jié)束語

總而言之，在我國現(xiàn)階段的工業(yè)發(fā)展過程中，隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷深入，一些相關(guān)的技術(shù)也隨之不斷發(fā)展。而在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，接口技術(shù)是其中一項(xiàng)極為重要的技術(shù)。在機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，要根據(jù)各個(gè)部件的具體功能要求來具體選擇適當(dāng)?shù)慕涌冢⒅亟涌诘倪x擇。只有做到這些，才能做到不僅可以提高機(jī)電一體化系統(tǒng)控制性能的需要，也能夠做到確保系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。因此，筆者通過本文介紹了接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的具體運(yùn)用，便于讀者參考及學(xué)習(xí)。

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