机电一体化中的接口问题分析

机电一体化中的接口问题分析

胡浩

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摘要：本文通过对机电一体化概论的分析，对机电一体化接口技术进行分析和研究。

　　关键词：机电一体化；接口技术

　　一、机电接口技术的作用

　　1.传递信息和能量

　　传输信息和能量是机电一体化系统中接口技术的基础和前提。在传递信息和能量的过程中，接口技术的应用可以使系统中的信息传递和能量转换更加顺畅，可以将系统的各个部分有机地联系起来，从而在此基础上形成一个比较完整的信息系统。另外，在信息和能量传输的过程中，随着机电一体化技术的发展，接口技术变得越来越重要，这就意味着接口技术设计是一个极其重要的功能，一个好的接口往往直接关系到设备的控制性能。机电一体化系统也影响着系统运行的稳定性和可靠性。另外，在传递信息和能量的过程中，工作人员要注意及时保存重要信息的监控记录，以便在出现故障时能够迅速排除故障，迅速恢复供电，并终于可以有效改善电源。集成系统本身的安全性和可靠性。

　　2.提高产品性能

　　机电一体化系统中接口技术的重要性不言而喻，提高产品性能是不言而喻的。众所周知，接口技术是我国机电一体化体系的重要组成部分。这项技术往往涉及到信息和能量在系统中的传递和转换是否顺畅，因此可以大大提高产品本身的性能。此外，机电一体化系统人员在提高产品性能的过程中，还应注重机电接口技术与解决机电及相关领域技术问题的有效结合，即解决技术应用过程中的技术问题，因此在此基础上，推动接口技术在机电一体化系统中应用水平的不断提高。

3.优化基础构图
　　优化基本组成是机电一体化系统中接口技术的核心内容之一。一般来说，在机电一体化系统接口技术的应用过程中，工作人员要注意闭合开关的基本组成顺序，这样才能有效避免断路器再次跳闸的现象。此外，在优化基本组成的过程中，机电系统工作人员要对两侧的断路器进行闭锁和分闸，对故障点进行闭锁和分闸，有效保证输电的顺利运行。另外，在优化基本组成的过程中，机电系统工作人员应保证开关在一定时间后闭合，开关闭合后的一段时间内检测开路电流，并保证电源配电系统发生故障后，通过分段器和重合器供电，完成系统的修复和故障的有效处理，促进接口技术在配电系统中应用效率的不断提高机电系统在此基础上。
二、机电一体化中的接口技术
1、人机界面
　　人机界面是操作者与机电系统（主要是控制计算机）进行信息交换的界面。根据信息的传输方向，可分为输入接口和输出接口两大类。机电系统通过输出接口向操作者显示系统的各种状态、运行参数、运行结果等信息；另一方面，操作者通过输入接口向机电系统输入各种控制指令，对系统的运行状态进行干预，以达到所需的功能。
1.1输入接口
(1)拨号输入接口。刻度盘是机电一体化系统中常用的输入设备。如果系统需要输入少量的参数，如校正系数和控制目标，则使用刻度盘更方便，具有记忆性。刻度盘的种类很多，作为人机界面使用最方便的是十进制输入、BCD码输出的BCD码刻度盘。BCD码盘可直接与控制微机的并口或扩展口连接，以BCD码形式输入信息。
(2)键盘输入接口。键盘是为计算机提供所按下的代码的键的集合。常用的键盘有：
A。编码键盘，自动提供键入的代码（如ASCII码或二进制码）；
b.非编码键盘只是简单地提供按键的通断（“0”或“1”电位），而对按键的扫描和识别是通过设计的键盘程序来实现的。前者使用方便，但结构复杂，成本高；后者电路简单，易于设计。
1.2输出接口
　　在机电一体化系统中，发光二极管显示器(LightEmittingDiodeDisplay,LED)是典型的输出设备，由于其结构简单、体积小、可靠性高、寿命长、价格低等优点而得到广泛应用。常用的LED显示屏有7段发光二极管和点阵LED显示屏。7段LED显示屏的原理很简单。加在同名管脚上的电平控制发光二极管是否点亮显示不同的字体。点阵式LED显示屏一般用于显示复杂的符号、字母和表格等，广泛应用于大屏幕显示器和智能仪表。
2、机电接口
　　由于机械系统和微电子系统在本质上有很大的不同，两者之间的连接必须通过机电接口进行调整、匹配和缓冲，因此机电接口起着非常重要的作用：
(1)水平电平转换和功率放大。一般来说微机的I/O芯片都是TTL电平，但控制设备不一定，必须进行电平转换；此外，负载较重时还需要功率放大；(2)抗干扰隔离。为防止干扰信号串联，可在电器上采用光电耦合器、脉冲变压器或继电器将微机系统与控制设备隔离；
(3)进行A/D或D/A转换。当被控对象的检测和控制信号为模拟量时，微机系统与被控对象之间必须设置A/D、D/A转换电路，以保证微机处理的数字量与被控模拟量之间的关系数量。
2.1模拟信号输入接口
　　在机电一体化系统中，反映被控对象运行状态的信号是传感器或变送器的输出信号，通常这些输出信号是模拟电压或电流信号（如用于位置检测的差动变压器、用于温度检测的热电偶）电阻器、感温电阻器、测速用测速发电机等）计算机要控制被控对象，必须获得反映系统运行情况的状态信号，但计算机只能接受数字信号。要达到获取信息的目的，就应该有一个将模拟电信号转换成数字信号的接口

——模拟信号输入接口。
2.2模拟信号输出接口
　　在机电一体化系统中，生产过程中控制执行器的信号通常是模拟电压或电流信号，如交流电机变频调速、直流电机调速器、转差电机调速器等，计算机只能输出数字信号，通过计算产生控制信号，达到控制生产过程的目的。应该有一个将数字信号转换成模拟电信号的接口——模拟信号输出接口。任务是将计算机输出的数字信号转换成模拟电压或电流信号，以驱动相应的执行器，达到控制对象的目的。模拟信号输出接口一般由控制接口、数模信号转换器、多通道模拟开关和功率放大器组成。
2.3开关信号通道接口
　　在机电一体化系统的控制系统中，最基本的输入/输出信号之一需要经常处理，即数字（开关量）信号，包括：开关的闭合和断开；指示灯的亮灭；继电器或接触器电机的吸合和释放；电机的启动和停止；阀门的开启和关闭等。这些信号的共同特点是二进制逻辑“1”和“0”的出现。在机电一体化控制系统中，二进制数对应的每一位都可以代表生产过程中的一种状态，并以此状态作为控制的依据。
　　三、接口技术应用中需要注意的几个问题
　　可以说，接口技术是在机电一体化基础上发展起来的一门科学技术。也就是说，机电一体化技术是接口技术的前提和基础。为此，在机电一体化系统中使用接口技术时，必须注意以下问题：
1、技术人员在使用接口技术连接机电系统各子系统时，应充分考虑接口技术与机电系统的兼容性。只有合理选择接口技术，机电一体化系统才能最大程度地发挥其作用。如果选择的接口技术与系统不匹配，将影响系统的稳定可靠运行。
2、无论是何种技术在研发和应用过程中，都需要经过严格的调试。在保证技术可靠性和功能性的基础上，允许应用到预设领域，当然，接口技术也不例外。特别是技术人员在使用接口技术完成各子系统的连接后，应及时测试系统功能是否能正常运行，同时重点测试各接口的运行情况。及时发现问题，并及时采取相应的技术措施加以解决，从而充分发挥接口技术在系统中的作用。
3、人机界面是机电一体化系统中比较常用的界面类型之一。该接口是根据实际生产需要手动调整的接口。也就是说，人机界面是可调的。为此，技术人员在使用接口技术时，必须充分考虑机电系统的生产能效，并以此作为接口高效稳定运行的基础。
结束语
　　综上所述，机电一体化系统的接口技术是与机电一体化相关的重要手段，也是关键的影响因素。因此，在具体工程中，要全面掌握机电一体化系统，把握其接口技术的关键点，促进机电一体化水平的进一步提高。
　　参考文献：
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