關(guān)于接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用

1、<p>　　關(guān)于接口技術(shù)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用</p><p>　　【摘 要】隨著科技的發(fā)展，生產(chǎn)力有了科技的加入而得到了很大的提升。 現(xiàn)代工業(yè)采用的設(shè)備幾乎都是機(jī)電一體化設(shè)備，而隨著人類對(duì)物質(zhì)要求的提升，機(jī)電一體化也在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，以滿足人們的需要。接口技術(shù)是機(jī)電一體化中重要的組成部分，隨著機(jī)電一體化的發(fā)展，接口技術(shù)也有了很長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步。 本文以機(jī)電一體化控制系統(tǒng)為例，對(duì)人機(jī)接口和機(jī)電接口進(jìn)行了探索和

2、討論。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】機(jī)電一體化;接口技術(shù);人機(jī)接口;機(jī)電接口 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TH-39 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　工業(yè)生產(chǎn)力是衡量一個(gè)企業(yè)綜合實(shí)力的重要標(biāo)桿，提高生產(chǎn)力就是提高企業(yè)的綜合實(shí)力。 提升企業(yè)的生產(chǎn)能力，就要大量發(fā)展現(xiàn)代化生產(chǎn)，全面引進(jìn)機(jī)電一體化設(shè)備，掌握現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)，熟悉機(jī)電一體化設(shè)備的使用

3、。在機(jī)電一體化設(shè)備中，接口技術(shù)是一種很重要的技術(shù)，它主要起到的是紐帶作用，只有人機(jī)、機(jī)電配合默契，才能夠有效地提升機(jī)電一體化設(shè)備的生產(chǎn)效率，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)力的發(fā)展，進(jìn)而提升企業(yè)的綜合實(shí)力以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。 </p><p><b>　　1．機(jī)電接口 </b></p><p>　　由于機(jī)械系統(tǒng)與微電子系統(tǒng)在性質(zhì)上有很大差別, 兩者間的聯(lián)系須通過(guò)機(jī)電接口進(jìn)行調(diào)整、匹配、緩沖

4、,因此機(jī)電接口起著非常重要的作用: (1)行電平轉(zhuǎn)換和功率放大。一般微機(jī)的 I/O 芯片都是 TTL電平,而控制設(shè)備則不一定,因此必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換;另外,在大負(fù)載時(shí)還需要進(jìn)行功率放大; (2)抗干擾隔離。 為防止干擾信號(hào)的串入,可以使用光電耦合器、脈沖變壓器或繼電器等把微機(jī)系統(tǒng)和控制設(shè)備在電器上加以隔離; (3)進(jìn)行 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換。 當(dāng)被控對(duì)象的檢測(cè)和控制信號(hào)為模擬量時(shí), 必須在微機(jī)系統(tǒng)和被控對(duì)象之間設(shè)置 A/D 和D/A

5、轉(zhuǎn)換電路, 以保證微機(jī)所處理的數(shù)字量與被控的模擬量之間的匹配。 </p><p>　　1.1 模擬信號(hào)輸入接口 </p><p>　　模擬信號(hào)輸入接口是用于鏈接模擬信號(hào)傳輸線路的重要接口，我們知道，由于在線性傳輸中，傳輸通道只能接受二進(jìn)制編碼或者一些特殊符號(hào)的傳輸方式，而無(wú)法傳輸具體的信息。 我們傳輸?shù)男畔⑼ǔ６际蔷唧w的電子信息，這一類信息無(wú)法直接傳送，我們就可以采用模電轉(zhuǎn)換器，將電子信息

6、轉(zhuǎn)換成為模擬信息，通過(guò)模擬信號(hào)輸入接口，最后通過(guò)傳輸通道進(jìn)行傳輸。就像我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫碾娫捑€鏈接寬帶網(wǎng)絡(luò)的原理是一樣的。 而現(xiàn)實(shí)生活中，我們所使用的調(diào)制解調(diào)器就是一個(gè)模電轉(zhuǎn)換器。 </p><p>　　1.2 模擬信號(hào)輸出接口 </p><p>　　在機(jī)電一體化系統(tǒng)中，我們采用的信號(hào)通常都是和電壓相關(guān)的信號(hào)，如交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速、直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速器、滑差電動(dòng)機(jī)調(diào)速器等。 我們通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)

7、信號(hào)進(jìn)行傳輸?shù)臅r(shí)候，計(jì)算機(jī)無(wú)法識(shí)別數(shù)字信號(hào)之外的其他信號(hào)，所以，我們要借助模電轉(zhuǎn)換器的幫助，將我們的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行傳送，而模擬信號(hào)輸出接口就是輸出轉(zhuǎn)換之后信號(hào)的，該接口受到經(jīng)過(guò)摸電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換好的模擬信號(hào)，然后將信息傳入我們的網(wǎng)絡(luò)，這是最快捷的控制機(jī)制。 </p><p>　　1.3 開(kāi)關(guān)信號(hào)通道接口 </p><p>　　在機(jī)電一體化的控制系統(tǒng)中，常常會(huì)出現(xiàn)一種最基本的信號(hào)“開(kāi)”和

8、“關(guān)”，開(kāi)關(guān)的閉合與斷開(kāi)就直接表現(xiàn)在指示燈上面，燈亮著則表明開(kāi)關(guān)是閉合狀態(tài)，反之亦然。 其實(shí)在我們的機(jī)電一體化系統(tǒng)當(dāng)中還有很多類似的開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)的數(shù)量很龐大，對(duì)于管理上來(lái)講，很是繁雜混亂。如何才能夠管理好這些開(kāi)關(guān)，我們就可以借助開(kāi)關(guān)信號(hào)通道接口。我們可以簡(jiǎn)單地將開(kāi)關(guān)的兩種狀態(tài)用計(jì)算機(jī)上通用的二進(jìn)制 “0”和“1”來(lái)表示。 有了二進(jìn)制，我們可以很清楚的知道系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)的具體情況以便于隨時(shí)管理。 </p><p>　　(

9、1)輸入通道接口。 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入通道接口的任務(wù)是將來(lái)自控制過(guò)程的開(kāi)關(guān)信號(hào)、邏輯電平信號(hào)以及一些系統(tǒng)設(shè)置開(kāi)關(guān)信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)。 這些信號(hào)實(shí)質(zhì)是一種電平各異的數(shù)字信號(hào),所以開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入通道又稱為數(shù)字輸入通道(DI)。 由于開(kāi)關(guān)信號(hào)只有兩種邏輯狀態(tài)“ON”和“OFF”或數(shù)字信號(hào) “1”和 “0”,但是其電平一般與計(jì)算機(jī)的數(shù)字電平不相同,與計(jì)算機(jī)連接的接口只需考慮邏輯電平的變換以及過(guò)程噪聲隔離等設(shè)計(jì)問(wèn)題,它主要由輸入緩沖器、電平隔離與轉(zhuǎn)換電路和

10、地址譯碼電路等組成。 </p><p>　　(2)輸出通道接口。 開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出通道的作用是將計(jì)算機(jī)通過(guò)邏輯運(yùn)算處理后的開(kāi)關(guān)信號(hào)傳遞給開(kāi)關(guān)執(zhí)行器 (如繼電器或報(bào)警指示器)。它實(shí)質(zhì)是邏輯數(shù)字的輸出通道,又稱為數(shù)字輸出通道(DO)。 DO 通道接口設(shè)計(jì)主要考慮的是內(nèi)部與外部公共地隔離和驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)執(zhí)行器的功率。 開(kāi)關(guān)量輸出通道接口主要由輸出鎖存器、驅(qū)動(dòng)器和輸出口地址譯碼電路等組成。 </p><p>

11、;<b>　　2.人機(jī)接口 </b></p><p>　　人機(jī)接口是操作者與機(jī)電系統(tǒng)(主要是控制微機(jī))之間進(jìn)行信息交換的接口。 按照信息的傳遞方向,可以分為輸入與輸出接口兩大類。 機(jī)電系統(tǒng)通過(guò)輸出接口向操作者顯示系統(tǒng)的各種狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)及結(jié)果等信息; 另一方面, 操作者通過(guò)輸入接口向機(jī)電系統(tǒng)輸入各種控制命令,干預(yù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),以實(shí)現(xiàn)所要求的功能。 </p><p>

12、<b>　　2.1 輸入接口 </b></p><p>　　(1)撥盤輸入接口。 撥盤是機(jī)電一體化系統(tǒng)中常見(jiàn)的一種輸入設(shè)備,若系統(tǒng)需要輸入少量的參數(shù),如修正系數(shù)、控制目標(biāo)等,采用撥盤較為方便,這種方式具有保持性。 撥盤的種類很多,作為人機(jī)接口使用最方便的是十進(jìn)制輸入、BCD 碼輸出的 BCD 碼撥盤。BCD 碼撥盤可直接與控制微機(jī)的并行口或擴(kuò)展口相連,以 BCD 碼形式輸入信息。 (2)鍵盤

13、輸入接口。 鍵盤是一組按鍵集合,向計(jì)算機(jī)提供被按鍵的代碼。 常用的鍵盤有: 1)編碼鍵盤,自動(dòng)提供被按鍵的編碼(如 ASCII 碼或二進(jìn)制碼); 2)非編碼鍵盤,僅僅簡(jiǎn)單地提供按鍵的通或斷(“0”或“1”電位),而按鍵的掃描和識(shí)別,則由設(shè)計(jì)的鍵盤程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 前者使用方便,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本高;后者電路簡(jiǎn)單,便于設(shè)計(jì)。 </p><p><b>　　2.2 輸出接口 </b></p>

14、;<p>　　在機(jī)電一體化系統(tǒng)中,發(fā)光二極管顯示器(LED)是典型的輸出設(shè)備,由于 LED 顯示器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、可靠性高、壽命長(zhǎng)、價(jià)格便宜,因此使用廣泛。 常用的 LED 顯示器有 7 段發(fā)光二極管和點(diǎn)陣式 LED顯示器。 7 段 LED 顯示器原理很簡(jiǎn)單,是同名管腳上所加電平高低來(lái)控制發(fā)光二極管是否點(diǎn)亮而顯示不同字形的。 點(diǎn)陣式 LED 顯示器一般用來(lái)顯示復(fù)雜符號(hào)、字母及表格等,在大屏幕顯示及智能化儀器中有廣泛應(yīng)用。

15、 </p><p><b>　　3.結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　接口技術(shù)在機(jī)電一體化系統(tǒng)中起著重要的銜接作用，優(yōu)良的接口技術(shù)可以加快系統(tǒng)真難過(guò)信息和能量的傳遞， 大大提高生產(chǎn)效率，并且讓系統(tǒng)所有部分都能夠有機(jī)的結(jié)合在一起，形成一個(gè)完整的生產(chǎn)體系。 隨著機(jī)電一體化生產(chǎn)的快速發(fā)展，接口技術(shù)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，而且在整個(gè)機(jī)電一體化系統(tǒng)中，地位越來(lái)越重要，相對(duì)的，接口技

16、術(shù)的進(jìn)步對(duì)于機(jī)電一體化系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，也是有著促進(jìn)作用。 我們從機(jī)電一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō)，就是選取企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中所需的設(shè)備，然后，在各個(gè)設(shè)備之間添加接口，使得所有設(shè)備能夠形成一個(gè)完整體系。 由此可見(jiàn)接口的重要性， 接口的好壞直接影響著機(jī)電一體化系統(tǒng)的系能、效率以及穩(wěn)定程度，企業(yè)應(yīng)該對(duì)接口技術(shù)有一個(gè)新的認(rèn)知，重視接口技術(shù)的發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p&