淺談接口技術在機電一體化控制系統中的運用

張　舉

（新疆焦煤（集團）有限公司洗煤廠新疆烏魯木齊830025）

淺談接口技術在機電一體化控制系統中的運用

張舉

（新疆焦煤（集團）有限公司洗煤廠新疆烏魯木齊830025）

隨著信息技術等的發展，機電一體化已經成為一種發展趨勢，同時也為人們的生產、生活提供了更多的便捷。接口是機電一體化產品的重要組成部分，有效運用接口，可以更好地將機電一體化產品中的各個組件有機地連接起來，使機電一體化產品的運行能夠更加順暢、有效。因此，接口技術的研究與運用，直接影響著機電一體化產品的運用效能，相關工作人員應該積極創新接口技術，滿足機電一體化技術不斷發展的需求，進而提高機電一體化產品的質量，更好地為人們的生產、生活服務。

接口技術機電一體化控制系統

一、接口技術在機電一體化控制系統的重要性

作為機電一體化中不可缺少的重要組成部分，機電接口是機電之間進行有效鏈接的必備元件。正是基于這樣的分析，筆者以為，在機電一體化中應該注重接口技術的運用，以此來提高部件之間的有機連接，發揮接口的重要作用。接口技術運用于機電一體化中，應該在依據不同機械的類型和技術要求的基礎上，注重接口的正確連接方式及其技術要求，以此來滿足機電一體化控制系統的需要。

二、簡述機電一體化接口與接口類型

機電一體化系統，即將機械系統與電子系統有機地聯系到一起，從而發揮機械電子的優勢，提高機電一體化產品的應用性能。而接口是機電一體化產品的重要組成部分，它是連接機械系統與電子系統各個模塊的重要組件，具有調節、匹配、緩沖等性質，可以有效地轉換電平、增加功率，使機電一體化產品的性能得到提高；一些技術人員將接口加設抗干擾材料，可以將電子系統與控制系統之間相互隔離，防止兩個系統之間的信號受到干擾，影響電子系統與控制系統運行的可靠性。接口的運用，還可以進行電路轉換，保證機電一體化產品中各個系統之間電流量的匹配，進而提高機電一體化產品的運行效率。

不同的機電一體化產品，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，在運用接口技術連接子系統的各個模塊時，需要運用到不同的接口。技術人員根據實際情況將接口分成兩類，即機電接口與人機接口。機電接口是指執行機構驅動系統與傳感器之間的接口，它可以模擬信息的輸入與輸出，并為機電一體化系統提供平穩的電流，以保證機電一體化產品能夠保持一個有序的運行狀態。人機接口是指工作人員或者技術人員與計算機之間的接口，這種接口可以將工作人員的指令，利用計算機網絡進行編碼形成有效的信息數據，并通過接口在各個子系統之間相互傳遞信息，以滿足實際需要。

三、機電接口的重要作用

1.機電接口有助于控制設備的電平穩定轉換。利用機電接口能夠有效地使微機的I/O芯片（一般都是TTL電平）實現有機的過渡和穩定，以避免機械的損傷。

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

3.機電接口有助于A/D（D/A）的轉換。在微機系統中，通過接口鏈接，使得彼此之間設置A/D和D/A轉換電路，以保證微機所處理數據之間的一致性。

四、接口技術在機電一體化中的運用

1.概述接口技術。在機電一體化技術發展的過程中，接口技術是隨之發展起來的新型技術。顧名思義，它是將機電一體化中各個組件、系統相互連接，使其發揮最佳效用的技術。接口技術在機電一體化產品中的應用，可以更加有效地使機電一體化產品中各個復雜的子系統模塊之間有效地連接起來，促進其數據、信息的傳遞與轉換，使機電一體化產品的性能得到提高。而隨著接口技術的發展，機電一體化技術也將得到更快的發展，并將向著網絡化、綠色化、智能化、模塊化方向發展，機電一體化產品的性能也將越來越高，為人們生產、生活提供更多的便利。

2.接口技術在機電一體化中的運用。眾所周知，接口技術在機電一體化中的應用，大大提高了機電一體化系統的性能，同時也促進了機電一體化技術的發展。

那么，接口技術到底是怎樣運用到機電一體化系統中的呢？

（1）連接機電一體化系統中的各個子系統模塊，充當“開關通道”。在機電一體化系統中，各個子系統模塊相互連接，再通過電子系統進行智能化控制，將信息系統中的數據、信息進行傳遞與轉換，使各個系統模塊都能夠在電子系統的控制下運作。要想實現以上功能，就必須有連續的電流，而在接口技術運用下的接口可以充當“開關通道”，工作人員只需正確操作開關執行器，為系統模塊之間的連接提供連續的、平穩的電流，就可以有效實現以上功能。

（2）工作人員可以根據需要手動接口，滿足工作需求。工作人員在操作監控機電一體化系統運作時，通過人機接口使系統按照工作人員的需要進行運作，這種被稱為人機接口。人機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，系統就會按照需要將指令編碼成信息數據，并通過接口傳遞給各個系統模塊，輸出相應的狀態、運行參數等，以實現工作人員監控機電一體化系統的目的，滿足工作需要。

（3）運用接口技術，可以有效提高系統輸出信號的質量。傳統的機電一體化技術中，接口的運用還不是很成熟，導致系統顯示的數據、信息等質量不高。隨著接口技術的不斷發展，越來越多的機電一體化系統在運用接口技術之后，有效地提高了數據、信息輸出的質量。工作人員能夠有效控制輸出的數據、信息等運行參數，對這些數據、信息等進行有效的調整，就可以實現監控生產過程的目的。

五、接口技術在洗煤廠PLC自動化控制中的應用

PLC可編程控制器接口主要包括基本I/O接口及外設接口。

I/O接口分為輸入接口及輸出接口，是PLC與生產現場之間的連接部件，PLC通過輸入接口可以檢測被控對象的各種數據，以這些數據作為PLC對被控對象進行控制的依據，同時PLC又通過輸出接口將處理結果送給被控對象以實現控制為目的。

同時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視器，打印機，其他PLC、計算機等設備實現通信，PLC與監視器連接，可將控制過程圖像顯示出來，與其他PLC連接，可組成多機系統連成網絡，實現更大規模控制，與計算機連接，可組成多級分布式控制系統，實現控制欲管理相結合。

除上述接口外，PLC還有人機接口，人機接口裝置是用來實現操作人員與PLC控制系統的對話，最簡單、最普遍的人機接口裝置由安裝在控制臺上的按鈕，轉換開關，指示燈，聲光報警器等器件構成。

六、運用接口技術需要注意的問題

接口技術是在機電一體化技術上發展起來的，所以在運用接口技術的時候，需要注意以下問題：技術人員在運用接口技術將接口連接于各個子系統模塊之間，需要注意接口技術是否與機電一體化技術相匹配，是否能夠符合機電一體化產品在性能上的要求，這些都是技術人員需要思考的問題。只有合理選擇、運用接口技術，才能為機電一體化產品的性能正常發揮起到基礎的作用；任何技術在運用過程中，都需要進行調試，以確保技術運用的科學性、合理性與可靠性。同樣，接口技術的運用也需要進行智能調試。一般來說，技術人員在運用接口技術連接各個子系統模塊之后，就要及時地進行系統測試與接口的智能調試，這樣才能在第一時間發現問題、解決問題，保證機電一體化產品的可靠運行，也可以為以后接口技術的發展提供參考；接口在使用過程中，人機接口是比較常見的，它是根據實際生產需要而進行的人工調整的接口，也就是說，這種接口是可調的。因此，技術人員運用接口技術必須積極思考機電一體化產品的實際生產效能，并注重接口技術的各項指標能夠按照要求合理調控，結合實際情況運用接口技術。這樣的接口技術才能保證機電一體化系統可以按照需要隨時進行調控，實現智能化、網絡化，提高接口技術的運用效果。

七、結束語

總而言之，在我國現階段的工業發展過程中，隨著我國工業化進程的不斷深入，一些相關的技術也隨之不斷發展。而在機電一體化系統中，接口技術是其中一項極為重要的技術。在機電一體化系統的設計中，要根據各個部件的具體功能要求來具體選擇適當的接口，注重接口的選擇。只有做到這些，才能做到不僅可以提高機電一體化系統控制性能的需要，也能夠做到確保系統運行的穩定性和可靠性。因此，筆者通過本文介紹了接口技術在機電一體化中的具體運用，便于讀者參考及學習。

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［4］張慧慧，鄭剛.機電接口技術的內涵和發展.北京工業大學學報，2003（4）.