接口技术在机电一体化控制系统中的应用分析

接口技术在机电一体化控制系统中的应用分析

康文韬

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摘要：伴随着我国现代化工业生产水平快速发展, 接口技术的发展和应用在机电一体化控制系统中可以说是发挥着越来越重要的作用, 本文阐述了接口技术的概念, 讨论了接口技术在工业机电一体化操作与控制生产中的具体应用, 分析了如何才能够更好地应用接口技术, 从而进一步提升我国工业机械化生产中的机电一体化操作控制水平。

关键词：接口技术；机电一体化；控制系统应用

引言

近几年来, 全球电子科学技术正在飞速的发展, 同时也为我国工业机电一体化技术的快速发展带来了巨大的冲击。众所周知, 机电一体化的控制系统主要是由机械生产设备和计算机电子操作控制系统两部分组成, 因而负责连接两部分系统的接口技术能否正常发挥控制和信号转换, 将直接影响着工业机电一体化生产水平的高低。

1. 接口技术

接口技术是指在计算机系统操作中, 通过应用接口技术的方式, 能够快速提高硬盘数据的传送效果, 目前市面上所应用的数据接口技术, 在数据传输效果上得到了很大的提升, 一般常见的接口主要有并行接口和串行接口, 还有像是USB技术接口等数据连接方式, 将数据传输传送速度提升到了每秒66MB, 通过接口技术的应用可以将中央处理器中所储存的数据快速地提取出来, 进而提升了计算机系统的操作性能。

2. 机电一体化中的接口技术

而所谓的机电一体化技术, 主要是将现代化电子生产技术和机械化操作技术结合在一起, 从而快速提高我国工厂的现代化工业生产效率, 提升工业产品生产质量。机电一体化操作控制系统中的接口技术, 一般指的是能够连接机械电子设备的接口介质技术, 同时也是两大操作系统的连接部分, 可以针对机电控制系统中的部件和组块进行修改和重新组装, 使得机电自动控制系统始终处于健康的运行状态下, 与此同时, 通过完善接口技术, 还能够有效地避免工厂机械生产系统和自动化控制系统受到非正规信号的干扰, 影响到工业机械生产中的信号转换, 最大程度上提升了现代化工业机电一体化生产的安全性, 减少了工厂安全生产事故发生的次数。

3. 接口技术在机电一体化控制系统中的具体应用

3.1 机电接口

在机电一体化控制系统中，机电接口是连接机械部件与电气系统的关键部分。它负责将机械运动转换为电信号，或者将电信号转换为机械运动。这种转换是通过各种传感器和执行器实现的。

在实际应用中，机电接口还需要具备一定的智能化功能。例如，通过配置软件或固件，实现对接口参数的灵活设置和调整，以适应不同设备和应用场景的需求。此外，一些高级的机电接口还支持远程诊断和维护功能，方便工程师对系统进行监控和故障排查。现代工厂在应用机电一体化系统进行生产操作与控制设计时, 接口技术的应用起到不可或缺的作用, 能够使机械设备的运行功率放大, 同时实现机械生产系统和电子操作系统之间的数据转换, 通常情况下计算机系统使用的都是I/O接口的芯片, 因而在实际的工业生产中需要实施A/D技术转换, 并针对机械生产中的操作步骤进行数字模拟化的技术转换。

3.1.1 输入接口

而机电接口技术的应用主要是针对模拟信号来说的, 在输入接口处, 需要针对被控制机械设备对象进行数据信息号的变换, 在机电一体化系统的输入接口处, 可以将电路系统中的模拟信号变成计算机处理系统所使用的数字信号, 完成对机电一体化系统的控制转换, 我们都知道, 计算机操作控制系统只可以识别出数字类型的模拟信号, 并且对其进行数字化的处理, 在机械化的生产操作过程中, 还需要进一步识别并处理机械设备的电压、电流模拟信号, 才能够更好地完成电路系统中的工作信号转换, 进而调节并控制机电一体化控制系统中的电路电压和电阻。

3.1.2 输出接口

在机电一体化系统中的输出接口, 主要是由控制型接口, 模拟信号数学处理器以及电路系统中的模拟开关信号组成的, 在输出接口的位置处, 通常会把计算机中央处理所计算出来的数字信号性进行模拟信号转换, 将计算机系统所下发的程序指令通过输出接口变成机械生产设备能够识别并应用的模拟操作信号, 进而实现对工厂工业生产的机械自动化管理, 完成远程操作并控制机械生产对象的现代化机电生产要求, 经过机电输出接口的应用和实施, 能够高效地完成对机械生产系统的变频控制, 进行直流电和模拟型号之间的技术转换, 可以更好地控制机电一体化生产进度。

3.2 开关信号的通道接口

在现代化工业机电一体化生产和操作控制中, 对于电路系统中开关信号的处理也很重要, 包括机电控制电路的开启和关闭, 相关指示灯能否正常显示, 机械控制电路中继电保护装置和基础装置的开关闭合情况, 机械生产设备是否可以正常开始工作和停止作业。通常来说, 开关信号大多采用的是二进制信号传输方式, 用1代表“ON”的意思, 用0来代表“off”也就是关闭的意思。

3.2.1 输入接口

在开关信号传输的输入接口位置, 传输通道的输入接口是由输入缓冲器装置来进行信号隔离, 进而需要安装电路信号转换装置以及运行程序的原代码编入装置, 此时输入接口位置的主要工作就是调整信号, 并将信号传递给电子控制系统, 所以开关信号传输的输入接口又被叫作数字DI通道, 需要注意的是, 接口进来的数字信号电平大多数同计算机控制系统的电平不相符, 应当进一步进行电平的数字转换, 同时使用降噪隔离手段, 排除无关信号的干扰。

3.2.2 输出接口

在机电一体化控制系统的运行操作中, 对于开关信号的输入接口装置主要是由输出储存器, 输出驱动装置以及指令地址编译码构成。从理论上来讲, 开关信号的输出接口通道为DO型数字通道, 这种DO型数字通道的设计原理主要是把电子控制系统中央处理器计算完成的信号, 进行了数学逻辑处理以后, 再次传送到了机电控制系统当中的开关控制器装置上, 例如机械电路系统中的继电保护器, 通过优化DO输出接口技术的方式, 能够很好地提升机电控制电路中的开关执行速度, 确保机电一体化控制系统的正常开关运行。

3.3 人机接口

3.3.1 输入接口

在工业机电一体化生产和控制操作时, 人机接口主要指的是连接我们人类同机电控制系统之间的信息传递装置。其中人机输入接口设计主要分为两种类型, 一种是拔盘类型, 另一种是键盘类型。拔盘和键盘都属于计算机操作系统中的输入设备, 通过拔盘输入的方式, 可以修改系数, 实现对简单目标的技术操控, 以“BCD”码方式将数据输入到计算机控制系统中。而使用键盘进行计算机语言编程, 会稍微复杂一些, 需要操作者熟练掌握ACCESS语言以及C语言才能完成。

3.3.2 输出接口

机电控制系统中人机接口输出装置, 主要是针对LED显示装置来说的, 而且LED显示灯价格比较便宜, 随处都可以购买到, 因而在工业机电一体化控制生产中的应用也比较多, 目前我国工厂中所使用的LED显示装置主要是点阵式和七段式的发光二极管, 点阵式的LED显示灯可以展现出多样化的文字, 一般会在较大的显示屏幕中使用, 而七段式的LED灯就比较简单一些, 通过电平值的不同来进行信号显示。

结论

综上所述, 随着机电一体化控制技术在我国现代化工业生产中应用范围越来越广, 接口技术的创新和应用也受到了人们更多的重视, 对于机电一体化控制系统的设计与完善, 离不开接口技术的支持与保障, 也就是说, 接口技术水平的高低, 在某种程度上会影响着机电一体化控制系统功能的发挥, 因而在今后的工业化创新发展, 要进一步加强对机电接口技术、开关信号的通道接口技术以及人机接口技术的创新设计。

参考文献

[1]程敏.机电一体化装置电气控制系统优化分析[J].科学与信息化，2023,13(02):91-93.

[2]何贵全.机电一体化系统中智能控制的应用及其发展趋势[J].装饰装修天地，2023,17(10):61-63.