摘要：接口技术是机电一体化设计应用中不可缺少的技术手段，在整个系统中承担着连接各工程模块的作用，从而实现一体化设计目标。文章首先对接口技术在机电一体化系统中的作用进行分析，进而探讨接口技术在机电一体化系统中的设计应用，以期为相关机电一体化系统研发工作提供参考。
关键词：接口技术；机电一体化；系统接口设计
一、接口技术在机电一体化系统中的作用
机电一体化系统由机械系统、电子系统两大部分组成，通过对其进行一体化设计，实现某方面的自动化综合控制功能。接口技术在机电一体化系统设计中主要负责连接各个子系统，实现机械系统与电子系统的有效结合。此外接口还具有调节、缓冲等功能，可以提高机电一体化系统使用性能，保证系统运行的安全性和稳定性。在接口技术的应用下，机械系统和电子系统可以分别进行较为独立的运行，然后通过接口完成数据交互，传达信息和指令，实现预期的系统功能目标。
因此，接口技术在机电一体化系统中占有重要地位，直接关系着一体化系统功能能否顺利实现。如果接口设计不合理，容易产生信号对冲、干扰、紊乱等问题，引发系统故障。在接口设计过程中，要充分考虑机电一体化系统的设计功能，判断各子系统能否通过接口进行有效的交互。此外，研发机电一体化系统的基本目标是提升工业生产效率及产品质量，由系统自动完成运行控制功能。因此，也需要保证接口运行效率和稳定性，避免机械系统、电子系统受到非常规信号干扰。在充分发挥接口技术的情况下，能够促进机电一体化系统设计水平的进一步提升[1]。
二、接口技术在机电一体化系统中的设计应用
（一）机电接口设计应用
在机电一体化系统的设计与实现过程中，通过合理设计机电接口，能够实现机械系统与电子系统间的数据交互。一般接口使用I/O接口芯片，在工业生产过程中，系统需要完成A/D转换，将机械装置中的模拟信号转换为数字信号，从而通过I/O系统传送给计算机，由计算机系统完成数据分析处理工作。在机电接口设计过程中，具体可分为输入接口和输出接口两部分进行。
在输入接口设计过程中，主要针对模拟信号进行操作处理，对控制对象设备的模拟信号进行变换。通过采用A/D转换器，将模拟信号变为计算机能够处理的数字信号，从而对机电一体化系统进行控制。在工业生产过程中需要处理的设备信号主要为电气设备的电压和电流信号，对其进行转换后，可以由计算机系统进行监测和控制，确保设备的正常运行。在输出接口设计方面，主要采用控制型接口，由电流系统模拟开关、数字信号处理器等部分组成。经过计算机系统的分析处理后，需要将产生的程序控制指令从输出接口下达给对应的电气设备，并完成数字信号转换工作，将其转换为设备可识别的模拟信号。其中，数字信号转换为模拟信号是输入接口处理的逆过程，也需要采用A/D转换器完成。在机电接口技术的设计应用下，可以保证机械系统与电子系统之间的信息交互效率，顺利完成系统控制任务，对机电设备进行一体化控制管理[2]。
（二）开关信号接口设计应用
在机电一体化系统的控制运行过程中，开关信号处理非常重要，具体包括机电控制电路开闭、指示灯状态控制、机械电路继电保护开关控制和电气开关控制等。机电一体化系统的开关正常工作，使其运行安全性的前提保障，如果在系统试车或检修过程中出现紧急情况，而开关控制无法正常使用，非常容易引发安全事故。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在开关信号接口设计过程中，需要保证接口运行的稳定性，避免因接口失效导致开关控制无法正常使用。开关信号采用二进制数进行表示，“1”代表开启信号，“0”代表关闭信号。在对开关信号接口进行设计时，也需要分为输入接口和输出接口两方面进行考虑。
其中输入接口需要采用输入缓冲器装置，实现信号隔离功能，在输入信号传输过程中，同样需要对其进行信号转换，然后由输入接口对信号进行调整，将其传送给电子控制系统。通常将输入接口称为数字DI通道，接口传送的数字信号电平可能与计算机控制系统不符，需要对电平信号进行数字转换，并采取降噪隔离手段，降低噪声干扰。在开关接口的输出接口设计过程中，主要通过设计输出储存器、驱动装置、地质译码器等，实现输出接口功能。输出接口一般称为DO通道，通过对电子控制系统计算的信号进行数学逻辑处理，然后经过接口传送给机电控制系统，控制开关控制器运行。比如在机械电路机电保护装置的控制过程中，通过对输出接口技术方式进行优化，能够提升电路开关动作速度，从而保障故障反应的及时性，避免系统中的设备受到损坏[3]。
（三）人机系统接口设计应用
人机系统接口设计是技术人员操作控制系统之间的接口部分，在工业机电一体化系统中，使用的人机输入接口主要为两种类型，即拔盘类型与键盘类型。两种方式均需要使用计算机系统输入设备，一般采用拔盘输入方式修改系数，实现一些便捷操作功能，采取“BCD”码方式对数据进行输入。键盘输入方式则负责输入复杂的计算机编程语言，技术人员需要掌握相应的编程技术，完成控制指令的编制和输入工作。在人机系统接口的输出装置设计过程中，主要采取LED灯显示方式，其优点是成本低、信息表达功能丰富。在工业机电一体化系统中使用较多的是点阵式发光二极管和七段式发光二极管，这两种LED灯显示装置都能够表达多种信息，满足人机系统接口输出需求。其中点阵式LED灯可以显示文字信息，七段式LED灯主要显示电平值信息。通过合理设计人机系统接口，可以确保指令的快速下达和信息的及时反馈，帮助技术人员提高系统运行管理效率。
（四）接口技术应用要点
上述分析介绍了多种接口在机电一体化设计中的设计方法，在接口技术的应用过程中，应注重发挥其解决不同系统间信息交互问题的优势，确保机电一体化系统设计目标的顺利实现。相比之下，对机电一体化系统功能、性能影响较大的是机电接口与人机接口。前者为系统内部的信息交换提供了技术解决方案，是系统自动化控制的关键。后者则是人机交互功能的实现基础，技术人员可根据需要随时对系统运行参数进行设定和调整，在自动运行与半自动运行状态之间进行切换。在接口技术的应用过程中，通过把握好设计要点，充分满足机电一体化设计需求，可以促进其设计水平的提升。
结束语
综上所述，接口技术是机电一体化系统设计与实现的底层支持技术，负责解决系统间的数据交换问题。接口设计的合理性关系到整个系统的运行效率。通过采取科学的设计方法，确保接口设计满足系统运行控制需求，并保证接口功能的完善性，能够为机电一体化系统的稳定运行提供保障，最大化的降低接口信号干扰问题。
参考文献
[1]张千朋,陈龙,宋广全.接口技术在机电一体化系统中的应用[J/OL].现代工业经济和信息化,2019(03):82-83[2019-05-10].
[2]刘杰.接口技术在机电一体化控制系统中的应用[J].中国新技术新产品,2017(16):4-5.
[3]王建博.机电一体化中的接口技术的实践应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(17):139.
论文作者:严洪运
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：接口论文; 系统论文; 机电一体化论文; 信号论文; 技术论文; 过程中论文; 机电论文; 《电力设备》2019年第4期论文;