接口技術在機電一體化控制系統中的應用

劉杰

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

關鍵詞：接口技術；機電一體化；控制系統；應用

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

0.引言

近幾年來，全球電子科學技術正在飛速的發展，同時也為我國工業機電一體化技術的快速發展帶來了巨大的沖擊。眾所周知，機電一體化的控制系統主要是由機械生產設備和計算機電子操作控制系統兩部分組成，因而負責連接兩部分系統的接口技術能否正常發揮控制和信號轉換，將直接影響著工業機電一體化生產水平的高低。圖1為機電一體化系統的基本組成。

1.接口技術

接口技術是指在計算機系統操作中，通過應用接口技術的方式，能夠快速提高硬盤數據的傳送效果，目前市面上所應用的數據接口技術，在數據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技術接口等數據連接方式，將數據傳輸傳送速度提升到了每秒66MB，通過接口技術的應用可以將中央處理器中所儲存的數據快速地提取出來，進而提升了計算機系統的操作性能。

2.機電一體化中的接口技術

而所謂的機電一體化技術，主要是將現代化電子生產技術和機械化操作技術結合在一起，從而快速提高我國工廠的現代化工業生產效率，提升工業產品生產質量。機電一體化操作控制系統中的接口技術，一般指的是能夠連接機械電子設備的接口介質技術，同時也是兩大操作系統的連接部分，可以針對機電控制系統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始終處于健康的運行狀態下，與此同時，通過完善接口技術，還能夠有效地避免工廠機械生產系統和自動化控制系統受到非正規信號的干擾，影響到工業機械生產中的信號轉換，最大程度上提升了現代化工業機電一體化生產的安全性，減少了工廠安全生產事故發生的次數。

3.接口技術在機電一體化控制系統中的具體應用

3.1機電接口

現代工廠在應用機電一體化系統進行生產操作與控制設計時，接口技術的應用起到不可或缺的作用，能夠使機械設備的運行功率放大，同時實現機械生產系統和電子操作系統之間的數據轉換，通常情況下計算機系統使用的都是I/O接口的芯片，因而在實際的工業生產中需要實施A/D技術轉換，并針對機械生產中的操作步驟進行數字模擬化的技術轉換。圖2所示為A/D轉換器的連接示意圖。

3.1.1輸入接口

而機電接口技術的應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備對象進行數據信息號的變換，在機電一體化系統的輸入接口處，可以將電路系統中的模擬信號變成計算機處理系統所使用的數字信號，完成對機電一體化系統的控制轉換，我們都知道，計算機操作控制系統只可以識別出數字類型的模擬信號，并且對其進行數字化的處理，在機械化的生產操作過程中，還需要進一步識別并處理機械設備的電壓、電流模擬信號，才能夠更好地完成電路系統中的工作信號轉換，進而調節并控制機電一體化控制系統中的電路電壓和電阻。

3.1.2輸出接口

在機電一體化系統中的輸出接口，主要是由控制型接口，模擬信號數學處理器以及電路系統中的模擬開關信號組成的，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字信號性進行模擬信號轉換，將計算機系統所下發的程序指令通過輸出接口變成機械生產設備能夠識別并應用的模擬操作信號，進而實現對工廠工業生產的機械自動化管理，完成遠程操作并控制機械生產對象的現代化機電生產要求，經過機電輸出接口的應用和實施，能夠高效地完成對機械生產系統的變頻控制，進行直流電和模擬型號之間的技術轉換，可以更好地控制機電一體化生產進度。

3.2開關信號的通道接口

在現代化工業機電一體化生產和操作控制中，對于電路系統中開關信號的處理也很重要，包括機電控制電路的開啟和關閉，相關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裝置的開關閉合情況，機械生產設備是否可以正常開始工作和停止作業。通常來說，開關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”也就是關閉的意思。

3.2.1輸入接口

在開關信號傳輸的輸入接口位置，傳輸通道的輸入接口是由輸入緩沖器裝置來進行信號隔離，進而需要安裝電路信號轉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整信號，并將信號傳遞給電子控制系統，所以開關信號傳輸的輸入接口又被叫作數字DI通道，需要注意的是，接口進來的數字信號電平大多數同計算機控制系統的電平不相符，應當進一步進行電平的數字轉換，同時使用降噪隔離手段，排除無關信號的干擾。

3.2.2輸出接口

在機電一體化控制系統的運行操作中，對于開關信號的輸入接口裝置主要是由輸出儲存器，輸出驅動裝置以及指令地址編譯碼構成。從理論上來講，開關信號的輸出接口通道為DO型數字通道，這種DO型數字通道的設計原理主要是把電子控制系統中央處理器計算完成的信號，進行了數學邏輯處理以后，再次傳送到了機電控制系統當中的開關控制器裝置上，例如機械電路系統中的繼電保護器，通過優化DO輸出接口技術的方式，能夠很好地提升機電控制電路中的開關執行速度，確保機電一體化控制系統的正常開關運行。

3.3人機接口

3.3.1輸入接口

在工業機電一體化生產和控制操作時，人機接口主要指的是連接我們人類同機電控制系統之間的信息傳遞裝置。其中人機輸入接口設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中的輸入設備，通過拔盤輸入的方式，可以修改系數，實現對簡單目標的技術操控，以“BCD”碼方式將數據輸入到計算機控制系統中。而使用鍵盤進行計算機語言編程，會稍微復雜一些，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，因而在工業機電一體化控制生產中的應用也比較多，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光二極管，點陣式的LED顯示燈可以展現出多樣化的文字，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。

結論

綜上所述，隨著機電一體化控制技術在我國現代化工業生產中應用范圍越來越廣，接口技術的創新和應用也受到了人們更多的重視，對于機電一體化控制系統的設計與完善，離不開接口技術的支持與保障，也就是說，接口技術水平的高低，在某種程度上會影響著機電一體化控制系統功能的發揮，因而在今后的工業化創新發展，要進一步加強對機電接口技術、開關信號的通道接口技術以及人機接口技術的創新設計。

參考文獻

[1]楊志威.接口技術在機電一體化系統中的應用[J].電子技術與軟件工程，2015（6）：125.

[2]王維君.淺談接口技術在機電一體化控制系統中運用[J].河南科技，2013（1）：137.

[3]張其成.接口技術在機電一體化系統中的應用[J].產業與科技論壇，2013（2）：69-70.

[4]袁耀輝.關于機電一體化系統的接口技術探討[J].廣東科技，2013（Z1）：46-47.

[5]黎洪洲.智能控制及其在機電一體化系統中的應用研究[J].信息系統工程，2014（3）：103-104.