接口技術(shù)在機電一體化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉杰

摘 要：伴隨著我國現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)水平快速發(fā)展，接口技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用在機電一體化控制系統(tǒng)中可以說是發(fā)揮著越來越重要的作用，本文闡述了接口技術(shù)的概念，討論了接口技術(shù)在工業(yè)機電一體化操作與控制生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，分析了如何才能夠更好地應(yīng)用接口技術(shù)，從而進一步提升我國工業(yè)機械化生產(chǎn)中的機電一體化操作控制水平。

關(guān)鍵詞：接口技術(shù)；機電一體化；控制系統(tǒng)；應(yīng)用

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A

0.引言

近幾年來，全球電子科學(xué)技術(shù)正在飛速的發(fā)展，同時也為我國工業(yè)機電一體化技術(shù)的快速發(fā)展帶來了巨大的沖擊。眾所周知，機電一體化的控制系統(tǒng)主要是由機械生產(chǎn)設(shè)備和計算機電子操作控制系統(tǒng)兩部分組成，因而負責(zé)連接兩部分系統(tǒng)的接口技術(shù)能否正常發(fā)揮控制和信號轉(zhuǎn)換，將直接影響著工業(yè)機電一體化生產(chǎn)水平的高低。圖1為機電一體化系統(tǒng)的基本組成。

1.接口技術(shù)

接口技術(shù)是指在計算機系統(tǒng)操作中，通過應(yīng)用接口技術(shù)的方式，能夠快速提高硬盤數(shù)據(jù)的傳送效果，目前市面上所應(yīng)用的數(shù)據(jù)接口技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸效果上得到了很大的提升，一般常見的接口主要有并行接口和串行接口，還有像是USB技術(shù)接口等數(shù)據(jù)連接方式，將數(shù)據(jù)傳輸傳送速度提升到了每秒66MB，通過接口技術(shù)的應(yīng)用可以將中央處理器中所儲存的數(shù)據(jù)快速地提取出來，進而提升了計算機系統(tǒng)的操作性能。

2.機電一體化中的接口技術(shù)

而所謂的機電一體化技術(shù)，主要是將現(xiàn)代化電子生產(chǎn)技術(shù)和機械化操作技術(shù)結(jié)合在一起，從而快速提高我國工廠的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)效率，提升工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量。機電一體化操作控制系統(tǒng)中的接口技術(shù)，一般指的是能夠連接機械電子設(shè)備的接口介質(zhì)技術(shù)，同時也是兩大操作系統(tǒng)的連接部分，可以針對機電控制系統(tǒng)中的部件和組塊進行修改和重新組裝，使得機電自動控制系統(tǒng)始終處于健康的運行狀態(tài)下，與此同時，通過完善接口技術(shù)，還能夠有效地避免工廠機械生產(chǎn)系統(tǒng)和自動化控制系統(tǒng)受到非正規(guī)信號的干擾，影響到工業(yè)機械生產(chǎn)中的信號轉(zhuǎn)換，最大程度上提升了現(xiàn)代化工業(yè)機電一體化生產(chǎn)的安全性，減少了工廠安全生產(chǎn)事故發(fā)生的次數(shù)。

3.接口技術(shù)在機電一體化控制系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

3.1機電接口

現(xiàn)代工廠在應(yīng)用機電一體化系統(tǒng)進行生產(chǎn)操作與控制設(shè)計時，接口技術(shù)的應(yīng)用起到不可或缺的作用，能夠使機械設(shè)備的運行功率放大，同時實現(xiàn)機械生產(chǎn)系統(tǒng)和電子操作系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，通常情況下計算機系統(tǒng)使用的都是I/O接口的芯片，因而在實際的工業(yè)生產(chǎn)中需要實施A/D技術(shù)轉(zhuǎn)換，并針對機械生產(chǎn)中的操作步驟進行數(shù)字模擬化的技術(shù)轉(zhuǎn)換。圖2所示為A/D轉(zhuǎn)換器的連接示意圖。

3.1.1輸入接口

而機電接口技術(shù)的應(yīng)用主要是針對模擬信號來說的，在輸入接口處，需要針對被控制機械設(shè)備對象進行數(shù)據(jù)信息號的變換，在機電一體化系統(tǒng)的輸入接口處，可以將電路系統(tǒng)中的模擬信號變成計算機處理系統(tǒng)所使用的數(shù)字信號，完成對機電一體化系統(tǒng)的控制轉(zhuǎn)換，我們都知道，計算機操作控制系統(tǒng)只可以識別出數(shù)字類型的模擬信號，并且對其進行數(shù)字化的處理，在機械化的生產(chǎn)操作過程中，還需要進一步識別并處理機械設(shè)備的電壓、電流模擬信號，才能夠更好地完成電路系統(tǒng)中的工作信號轉(zhuǎn)換，進而調(diào)節(jié)并控制機電一體化控制系統(tǒng)中的電路電壓和電阻。

3.1.2輸出接口

在機電一體化系統(tǒng)中的輸出接口，主要是由控制型接口，模擬信號數(shù)學(xué)處理器以及電路系統(tǒng)中的模擬開關(guān)信號組成的，在輸出接口的位置處，通常會把計算機中央處理所計算出來的數(shù)字信號性進行模擬信號轉(zhuǎn)換，將計算機系統(tǒng)所下發(fā)的程序指令通過輸出接口變成機械生產(chǎn)設(shè)備能夠識別并應(yīng)用的模擬操作信號，進而實現(xiàn)對工廠工業(yè)生產(chǎn)的機械自動化管理，完成遠程操作并控制機械生產(chǎn)對象的現(xiàn)代化機電生產(chǎn)要求，經(jīng)過機電輸出接口的應(yīng)用和實施，能夠高效地完成對機械生產(chǎn)系統(tǒng)的變頻控制，進行直流電和模擬型號之間的技術(shù)轉(zhuǎn)換，可以更好地控制機電一體化生產(chǎn)進度。

3.2開關(guān)信號的通道接口

在現(xiàn)代化工業(yè)機電一體化生產(chǎn)和操作控制中，對于電路系統(tǒng)中開關(guān)信號的處理也很重要，包括機電控制電路的開啟和關(guān)閉，相關(guān)指示燈能否正常顯示，機械控制電路中繼電保護裝置和基礎(chǔ)裝置的開關(guān)閉合情況，機械生產(chǎn)設(shè)備是否可以正常開始工作和停止作業(yè)。通常來說，開關(guān)信號大多采用的是二進制信號傳輸方式，用1代表“ON”的意思，用0來代表“off”也就是關(guān)閉的意思。

3.2.1輸入接口

在開關(guān)信號傳輸?shù)妮斎虢涌谖恢茫瑐鬏斖ǖ赖妮斎虢涌谑怯奢斎刖彌_器裝置來進行信號隔離，進而需要安裝電路信號轉(zhuǎn)換裝置以及運行程序的原代碼編入裝置，此時輸入接口位置的主要工作就是調(diào)整信號，并將信號傳遞給電子控制系統(tǒng)，所以開關(guān)信號傳輸?shù)妮斎虢涌谟直唤凶鲾?shù)字DI通道，需要注意的是，接口進來的數(shù)字信號電平大多數(shù)同計算機控制系統(tǒng)的電平不相符，應(yīng)當(dāng)進一步進行電平的數(shù)字轉(zhuǎn)換，同時使用降噪隔離手段，排除無關(guān)信號的干擾。

3.2.2輸出接口

在機電一體化控制系統(tǒng)的運行操作中，對于開關(guān)信號的輸入接口裝置主要是由輸出儲存器，輸出驅(qū)動裝置以及指令地址編譯碼構(gòu)成。從理論上來講，開關(guān)信號的輸出接口通道為DO型數(shù)字通道，這種DO型數(shù)字通道的設(shè)計原理主要是把電子控制系統(tǒng)中央處理器計算完成的信號，進行了數(shù)學(xué)邏輯處理以后，再次傳送到了機電控制系統(tǒng)當(dāng)中的開關(guān)控制器裝置上，例如機械電路系統(tǒng)中的繼電保護器，通過優(yōu)化DO輸出接口技術(shù)的方式，能夠很好地提升機電控制電路中的開關(guān)執(zhí)行速度，確保機電一體化控制系統(tǒng)的正常開關(guān)運行。

3.3人機接口

3.3.1輸入接口

在工業(yè)機電一體化生產(chǎn)和控制操作時，人機接口主要指的是連接我們?nèi)祟愅瑱C電控制系統(tǒng)之間的信息傳遞裝置。其中人機輸入接口設(shè)計主要分為兩種類型，一種是拔盤類型，另一種是鍵盤類型。拔盤和鍵盤都屬于計算機操作系統(tǒng)中的輸入設(shè)備，通過拔盤輸入的方式，可以修改系數(shù)，實現(xiàn)對簡單目標(biāo)的技術(shù)操控，以“BCD”碼方式將數(shù)據(jù)輸入到計算機控制系統(tǒng)中。而使用鍵盤進行計算機語言編程，會稍微復(fù)雜一些，需要操作者熟練掌握ACCESS語言以及C語言才能完成。

3.3.2輸出接口

機電控制系統(tǒng)中人機接口輸出裝置，主要是針對LED顯示裝置來說的，而且LED顯示燈價格比較便宜，隨處都可以購買到，因而在工業(yè)機電一體化控制生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較多，目前我國工廠中所使用的LED顯示裝置主要是點陣式和七段式的發(fā)光二極管，點陣式的LED顯示燈可以展現(xiàn)出多樣化的文字，一般會在較大的顯示屏幕中使用，而七段式的LED燈就比較簡單一些，通過電平值的不同來進行信號顯示。

結(jié)論

綜上所述，隨著機電一體化控制技術(shù)在我國現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用范圍越來越廣，接口技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用也受到了人們更多的重視，對于機電一體化控制系統(tǒng)的設(shè)計與完善，離不開接口技術(shù)的支持與保障，也就是說，接口技術(shù)水平的高低，在某種程度上會影響著機電一體化控制系統(tǒng)功能的發(fā)揮，因而在今后的工業(yè)化創(chuàng)新發(fā)展，要進一步加強對機電接口技術(shù)、開關(guān)信號的通道接口技術(shù)以及人機接口技術(shù)的創(chuàng)新設(shè)計。

參考文獻

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