接口技术在机电一体化系统中的应用

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[摘 要]在信息化的时代，机电一体化系统中的各个部分不再由简单的机械连接，不同部分而是通过信息、指令、数据关系进行连接，这就涉及到不同部分通信的接口，而不同部分的控制系统正是通过接口将其组成一个有机的整体。而且随着接口技术的不断进步，机电一体化系统可以融入更多的电子技术、信息技术以及机械技术等，构成更加复杂的机电系统。所以，现在很多科研工作人员正在积极研究机电系统接口新技术，从而进一步提高机电系统接口的利用效率，进而提高机电产品的功能。

[关键词]信息 通信 接口 机电产品

中图分类号：TH-39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）46-0266-01

引言：目前，机电一体化系统主要包括机械系统与电子系统，而不同系统之间的通信以及指令的交流是通过接口实现的。接口是机电系统的有机组成部分，科学合理利用接口，可以合理简化系统信息传递的复杂度，使机电系统各个部分有机地连接起来。所以，科学合理利用接口可以直接提高机电一体化产品的使用功能，这就需要科研工作人员积极创新接口技术，从而满足现代市场对机电一体化接口技术的需求，进一步提高机电一体化产品的品质。

一、 机电一体化系统中接口技术概述

1.1机电一体化系统中接口技术的作用

机电一体化产品就是将机械系统与电子系统有机地结合在一起，这样就可以同时利用机械系统与电子系统各自的优势部分，从而扩展其应用的范围。而机械系统与电子系统是利用接口来进行信息交流的，同时其可以起到调节、匹配、缓冲等功能，进行电平的转换，提高输出负载能力，这样就可以显著改善机电一体化系统的性能。随着新技术的出现，很多科研研究工作人员利用抗干扰材料优化接口，从而防止各个模块之间的相互影响；利用光电隔离器可以有效地将控制部分与电子部分相互隔离，从而防止系统之间的相互干扰，提高机电产品使用的可靠性；另外很多接口可以实现电路电平的转换，这样就实现了不同部分之间的电平匹配，从而保证后续电路能够正常工作，提高机电产品的工作效率。

1.2 机电一体化系统接口技术的原理分析

现在市场上机电一体化产品很多，不同的产品具有不同的工作原理，同时满足不同的需求，因此其利用的接口技术也就存在很大的差异。因此若要利用不同厂家生产的模块组成新产品时，就要了解到这些差异，再进行不同接口之间的匹配。目前科研工作人员将接口大致分为机电接口和人机接口。机电接口就是机械驱动机构与不同传感器之间的接口，其可以有效采集模拟信号的输入与输出，然后根据具体需求，为机电产品提供相应的工作电压与电流，这样就保证机电产品工作在规定的状态；人机接口就是机电产品操作工作人员与计算机之间的接口，其可以将操作工作人员的指令传输给计算机，在利用计算机信息传输网络进行编码，之后将数据信息传递到规定的部分，这样就实现了操作工作人员控制机电产品的目的。

二、 接口技术在机电一体化系统中应用分析

在机电一体化产品中，接口技术大大简化了各个子系统之间的联系方式，提高了产品的运行稳定性与可靠性，同时降低了机电产品的开发成本，这促使了更多人使用机电一体化产品。下面就接口技术在机电一体化系统中的应用进行详细的分析与探讨。

2.1 机电接口技术在机电一体化系统中的应用分析

2.1.1 机电接口用来采集模拟输入信号

机电接口可以作为机电一体化系统的模拟输入接口，一方面将传感器采集的外界信号输入到机电系统，该信号可以反映机械运动的状态，从而反馈给控制中心，进而使机械运行在规定的状态；另一方面接口采集的电压或者电流等信号很微弱，需要进行一定程度的放大，这样机电系统才能进行识别，所以接口又可以起到放大的功能。因此只有利用接口技术，机电系统才能对外界信号进行有效地分辨，才能将机械部分与电子部分有机结合在一起。

2.1.2 机电接口用来输出信号

机电接口可以作为机电一体化系统的模拟信号输出接口，保持机电产品的正常运行。机电接口就作为机械部分与电子部分的通信桥梁，那么电子部分才能有效识别机械输出信号，从而控制机械的运行状态。这主要是通过机电接口将微控制器输出的控制信号转换成机械部分能够识别的模拟电压信号或者模拟电流信号，从而实现机电一体化产品的智能化与信息化控制，提高控制效率。

2.1.3 机电接口用作开关信号

机电接口同样可以作为机电一体化系统中的开关信号。在机电一体化系统中，存在很多开关，那么为了保证其能够正常运行，要对机械部分与电子部分进行接口设置，使其能够正常通信。复杂的机电一体化系统存在很多指示灯、继电器、以及接触器等，通常这些器件的通断都设置有指示灯，那么就要利用机电接口来处理信号的模拟与输入状态。

2.2 人机接口技术在机电一体化系统中的应用分析

随着信息化技术的发展，现在很多机电产品都采用图形用户界面GUI来实现其操作控制，这就需要利用人机接口技术。人机接口技术主要作用就是将机电产品操作工作人员的指令转换为微控制器能识别的信号，从而实现操作人员与微控制器的信息交流，从而使机电产品工作在指定的状态下。目前大型机电产品，如工控机等，其人机接口主要是利用键盘输入接口与界面显示等进行。在这个过程中，操作人员可以利用键盘输入规定的机械运行参数信息，同时利用计算机界面进行显示，并可以进行实时控制，灵活改变参数，从而实现智能化管理，这样就把操作人员与计算机控制系统、键盘与计算机系统有机联系起来。

三、 接口技术在机电一体化系统应用中的注意事项

由于机电系统通常比较复杂，因此各个子系统之间都是通过接口联系起来的，所以机电产品操作工作人员将各个子系统有机组合在一起时，要注意接口之间的匹配问题，要满足机电产品的性能需求。要提高机电一体化产品的质量，必须要科学合理选择与运用接口技术；同时只有结合实际情况，认真调试机电一体化产品的接口，不断尝试，才能找到最佳接口通信策略，提高机电产品的稳定性与可靠性。通常来讲，虽然各个子系统处于最佳的工作状态，并不能保证组合的系统就处于最佳的工作模式，这需要工作人员进行子系统组合之后，进行系统测试与子系统接口的智能调试，才能及时发现问题、解决问题，提高机电产品的质量；人机接口还要满足客户的需求，符合工作人员的操作习惯，这样就需要根据具体需求进行适当调整。

四、总结

随着机电一体化系统的快速发展，机电产品变得日益复杂，因此需要解决各个模块之间的通信等问题，这样接口技术就应运而生，快速地发展起来，而且变得更加重要，同时新接口技术的发展进一步促进机电一体化产品的发展与进步。根据具体情况，不同的机电一体化系统需要不同的接口设计，而其接口性能的好坏与机电一体化系统的质量有直接的关系，影响机电产品的运行稳定性与可靠性，所以要认真研究机电一体化系统相关接口新技术。

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作者简介：毛茉（1987--），女，汉族，河南郑州人，河南省特种设备安全检测研究院工作人员，研究方向：电梯、起重机检验检测技术