【正文】 信號 ,并通過運算產(chǎn)生控制信號 , 達到控制生產(chǎn)過程的目的 ,應(yīng)有將數(shù)字信 號轉(zhuǎn)換成模擬電信號的接口 —— 模擬信號輸出接口。 模擬信號輸出接口。 模擬信號輸入接口。 (3)進行 A/D 或 D/A 轉(zhuǎn)換。 (2)抗干擾隔離。一般微機的 I/O 芯片都是 TT L 電平 ,而控制設(shè)備則不一定 ,因此必須進行電平轉(zhuǎn)換 。本文以機電一體化控制系統(tǒng) (微電子系統(tǒng) )為例 ,將接口分為人機與機電接口兩大類。 第四篇 機電一體化系統(tǒng)可分為機械和微電子系統(tǒng)兩大部分 ,各部分連接須具備一定條件 ,這個聯(lián)系條件通常稱為接口?，F(xiàn)在無論大容量電機或中小容量電機都可以使用同步電機或異步電機實現(xiàn)可逆平滑調(diào)速。隨著電力電子技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展非常迅速?，F(xiàn)場總線的引入導(dǎo)致Ｄ CS 的變革和新一代圍繞開放自動化系統(tǒng)的現(xiàn)場總線化儀表，如智能變送器、智能執(zhí)行器、現(xiàn)場總線化檢測儀表、現(xiàn)場總線化 P LC(Progra mmable Logic Controller)和現(xiàn)場就地控制站等的發(fā)展。采用現(xiàn)場總線技術(shù)取代現(xiàn)行的信號傳輸技術(shù) (如 4～ 20 mA，Ｄ C 直流傳輸 )就能使更多的信息在智能化現(xiàn)場儀表裝置與更高一級的控制系統(tǒng)之間在共同的通信媒體上進行雙向傳送。美國、日本等一些大型鋼鐵企業(yè)在 20 世紀(jì) 80 年代已廣泛實現(xiàn) CIMS 化。未來鋼鐵企業(yè)競爭的焦點是多品種、小批量生產(chǎn)，質(zhì)優(yōu)價廉，及時交貨。 4 計算機集成制造系統(tǒng) (C IMS) 鋼鐵企業(yè)的 C IMS 是將人與生產(chǎn)經(jīng)營、生產(chǎn)管理以及過程控制連成一體，用以實現(xiàn)從原料進廠，生產(chǎn)加工到產(chǎn)品發(fā)貨的整個生產(chǎn)過程全局和過程一體化控制。“開放”意味著對一種標(biāo)準(zhǔn)的信息交換規(guī)程的共識和支持，按此標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的兼容和互換，且資源共享。是當(dāng)前大型機電一體化系統(tǒng)的主要潮流。 DCS 是監(jiān)視集中控制分散，故障影響面 小，而且系統(tǒng)具有連鎖保護功能，采用了系統(tǒng)故障人工手動控制操作措施，使系統(tǒng)可靠性高。不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)過程控制，而且還可以實現(xiàn)在線最優(yōu)化、生產(chǎn)過程實時調(diào)度、生產(chǎn)計劃統(tǒng)計管理功能，成為一種測、控、管一體化的綜 合系統(tǒng)。利用計算機對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、操作、管理和分散控制。 2 分布式控制系統(tǒng) (D CS) 分布式控制系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向控制的現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元。機電一體化技術(shù)在鋼鐵企業(yè)中主要應(yīng)用于以下幾個方面： 1 智能化控制技術(shù) (IC) 由于鋼鐵工業(yè)具有大型化、高速化和連續(xù)化的特點，傳統(tǒng)的控制技術(shù)遇到了難以克服的困難，因此非常有必要采用智能控制技術(shù)。在其設(shè)計、制造、使用和銷毀時應(yīng)符合環(huán)保和人類健康的要求，機電一體化產(chǎn)品的綠色化主要是指在其使用時不污染生態(tài)環(huán)境，產(chǎn)品壽命結(jié)束時，產(chǎn)品可分解和再生利用。所以，人們呼喚保護環(huán)境，回歸自然，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，綠色產(chǎn)品概念在這種呼聲中應(yīng)運而生。帶源化是機電一體化產(chǎn)品的發(fā)展方向之一。 8 帶源化 是指機電一體化產(chǎn)品自身帶有能源，如太陽能電池、燃料電池和 大容量電池。為了實現(xiàn)多品種、小批量生產(chǎn)的自動化與高效率，應(yīng)使系統(tǒng)具有更廣泛的柔性。自 1986年美國斯坦福大學(xué)研制出第一個醫(yī)用微探針， 1988 年美國加州大學(xué)Berkeley 分校研制出第一個微電機以來，國內(nèi)外在 ME MS 工藝、材料以及微觀機理研究方面取得了很大進展，開發(fā)出各種 ME MS 器件和系統(tǒng)，如各種微型傳感器（壓力傳感器、微加速度計、微觸覺傳感器），各種微構(gòu)件（微膜、微粱、微探針、微連桿、微齒輪、微軸承、微泵、微彈簧以及微機器人等）。 6 微型化 微型化是精細加工技術(shù)發(fā)展的必然，也是提高效率的需要。而遠程控制的終端設(shè)備本身就是機電一體化產(chǎn)品，現(xiàn)場總線和局域網(wǎng)技術(shù)使家用電器網(wǎng)絡(luò)化成為可能，利用家庭網(wǎng)絡(luò)把各種家用電器連接成以計算機為中心的計算機集成家用電器系統(tǒng)，使人們在家里可充分享受各種高技術(shù)帶來的好處，因此，機電一體化產(chǎn)品無疑應(yīng) 朝網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。這樣，在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計時，可以利用這些標(biāo)準(zhǔn)模塊化單元迅速開發(fā)出新的產(chǎn)品。 3 模塊化 由于機電一體化產(chǎn)品種類和生產(chǎn)廠家繁多，研制和開發(fā)具有標(biāo)準(zhǔn)機械接口、動力接口、環(huán)境接口的機電一體化產(chǎn)品單元模 塊是一項復(fù)雜而有前途的工作。例如在 CN C 數(shù)控機床上增加人機對話功能，設(shè)置智能 I/O 接口和智能工藝數(shù)據(jù)庫，會給使用、操作和維護帶來極大的方便。數(shù)字化的實現(xiàn)將便于遠程操作、診斷和修復(fù)。 1 數(shù)字化 微控制器及其發(fā)展奠定了機電產(chǎn)品數(shù)字化的基礎(chǔ)，如不斷發(fā)展的數(shù)控機床和機器人；而計算機網(wǎng)絡(luò)的迅速崛起，為數(shù)字化設(shè)計與制造鋪平了道路，如虛擬設(shè)計、計算機集成制造等。 發(fā)展“機電一體化”而臨的形勢 機電一體化工作主要包括兩個層次：一是用微電子技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，其目的是節(jié)能、節(jié)材，提高工效，提高產(chǎn)品質(zhì)量，把傳統(tǒng)工業(yè) 的技術(shù)進步提高一步；二是開發(fā)自動化、數(shù)字化、 智能化機電產(chǎn)品，促進產(chǎn)品的更新?lián)Q代。典型的機電一體化元、部件有：電力電子器件及裝置、可編程序控制器、模糊控制器、微型電機、傳感器、專用集成電路、伺服機構(gòu)等。 機電一體化產(chǎn)品 機電一體化產(chǎn)品分系統(tǒng)（整機）和基礎(chǔ)元、 部件兩大類。屆時機械和電子完全可以“融合”，機體、執(zhí)行機構(gòu)、傳感器、 CP U 等可集成在一起，體積很小，并組成一種自律元件。目前，利用半導(dǎo)體器件制造過程中的蝕刻技術(shù)，在實驗室中已制造出亞微米級的機械元件?？磥恚瑱C電一體化產(chǎn)品雖然有向生物系統(tǒng)化發(fā)展趨，但有一段漫長的道路要走。仿生學(xué)研究領(lǐng)域中已發(fā)現(xiàn)的一些生物體優(yōu)良的機構(gòu)可為機電一體化產(chǎn)品提供新型機體，但如何使這些新型機體具有活的“生命”還有待于深入研究。今后的機電一體化裝置對信息的依賴性很大，并且往往在結(jié)構(gòu)上是處于“靜態(tài)”時不穩(wěn)定，但在動態(tài)（工作）時卻是穩(wěn)定的。除此之外，其系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，也變簡單的“從上到下”的形勢而為復(fù)雜的、有較多冗余度的雙向聯(lián)系。今后的機電一體化產(chǎn)品“全息”特征越來越明顯，智能化水平越來越高。這樣，既明顯地增加了系統(tǒng)的適應(yīng)能力（柔性），又不因某一子系統(tǒng)的故障而影響整個系統(tǒng)。在自律分配系統(tǒng)中，各個子系統(tǒng)是相互獨立工作的，子系統(tǒng)為總系統(tǒng)服務(wù)，同時具有本身的“自律性”，可根據(jù)不同的環(huán)境條件作出不同反應(yīng)