微機(jī)在機(jī)電一體化中的功用，大致歸納有以下幾個(gè)方面:
(1)對(duì)機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的直接控制。
(2)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的監(jiān)督和控制。
(3)對(duì)機(jī)械生產(chǎn)過(guò)程的參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)、顯示和分析處理。
(4)對(duì)車(chē)間或全廠自動(dòng)生產(chǎn)線的生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)度和管理。
(5)直接滲透到產(chǎn)品中形成帶有智能性的機(jī)電一體化新產(chǎn)品。
1．可編程控制器
可編程控制器簡(jiǎn)稱(chēng)pc或plc，是從早期的繼電器邏輯控制系統(tǒng)與微計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的。它的低端即為繼電器邏輯控制的代用品，而其高端實(shí)際上是一種高性能的計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)。plc以順序控制為其特長(zhǎng),它可以取代繼電器控制，完成順序和程序控制，能進(jìn)行pid回路調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)的位置和速度控制，也能構(gòu)成高速數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，以及與計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)，進(jìn)而使整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程完全自動(dòng)化等等。
圖1 典型的可編程控制器原理圖
2．單、多回路調(diào)節(jié)器
單、多回路調(diào)節(jié)器是簡(jiǎn)單的計(jì)算機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，即ddc系統(tǒng)。最初是因一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)只控制一個(gè)回路而得名。隨著微處理器的迅速發(fā)展和性能價(jià)格比的不斷提高，單回路和多回路調(diào)節(jié)器都以微處理器為核心，因而可稱(chēng)為微處理器控制儀表，也就是所謂的智能式調(diào)節(jié)器。由于單回路調(diào)節(jié)器的功能分散(符合危險(xiǎn)分散的原則)，硬件簡(jiǎn)單，軟件功能強(qiáng)，有自診斷功能，而且事故發(fā)生后有蓄電池保持實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)，可自動(dòng)轉(zhuǎn)入后備手動(dòng)操作，故可靠性很高，生命力很強(qiáng)。
圖2 單回路調(diào)節(jié)器原理圖
3．微型機(jī)測(cè)控系統(tǒng)
微型機(jī)測(cè)控系統(tǒng)有專(zhuān)用和通用兩種類(lèi)型。這種系統(tǒng)通常由計(jì)算機(jī)和過(guò)程i/o兩部分組成，其中計(jì)算機(jī)可以采用不同的cpu系列，而過(guò)程i/o部分則包含模擬量i/o子系統(tǒng)和開(kāi)關(guān)量i/o子系統(tǒng)等。系統(tǒng)可以采用順序控制方式，也可以采用ddc控制方式，或兩者兼而有之。
各種微型機(jī)程控裝置、數(shù)控裝置、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、微型自動(dòng)測(cè)量和控制系統(tǒng)即屬此類(lèi)。工業(yè)控制模板系統(tǒng)，如std總線、vme總線、multi總線工業(yè)控制機(jī)等也屬此類(lèi)。該系統(tǒng)除了有計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)的cpu、存儲(chǔ)器和聯(lián)接外部設(shè)備的人—機(jī)接口模板外，還有控制模擬量、開(kāi)關(guān)數(shù)字量，如熱電耦、電機(jī)、電磁閥等輸入/輸出的接口模板。這些模板均直接掛在系統(tǒng)總線即std總線上，cpu可以通過(guò)總線直接控制這些功能模板。在這個(gè)系統(tǒng)中，計(jì)算機(jī)總線即為系統(tǒng)總線。采用multi總線和vme總線的系統(tǒng)，大多采用這種結(jié)構(gòu)。
圖3 典型的std總線工業(yè)控制機(jī)系統(tǒng)組成示意圖
4．單片微機(jī)控制器
單片微控制器也稱(chēng)單片計(jì)算機(jī)。將cpu、ram、rom、定時(shí)/計(jì)數(shù)、多功能(并行、串行、a/d)i/o、通信控制器，甚至圖形控制器、高級(jí)語(yǔ)言、操作系統(tǒng)都集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上。由于單片微控制器的高度集成化，使它具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高、功耗小、價(jià)格低廉、易于掌握、應(yīng)用靈活等多種優(yōu)點(diǎn)。目前已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域。
5．分散型控制系統(tǒng)(dcs)
分散型控制系統(tǒng)(又稱(chēng)集散系統(tǒng))是計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)和圖形顯示(crt)技術(shù)相結(jié)合，完成過(guò)程控制和現(xiàn)代化管理的設(shè)備。分散型控制系統(tǒng)采用一臺(tái)中央計(jì)算機(jī)指揮若干臺(tái)面向控制現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)控計(jì)算機(jī)和智能控制單元可直接對(duì)被控裝置進(jìn)行測(cè)控，并向中央計(jì)算機(jī)報(bào)告過(guò)程情況。中央機(jī)負(fù)責(zé)全局的綜合控制、管理、調(diào)度、計(jì)劃，以及執(zhí)行情況報(bào)告等任務(wù)。分散型控制系統(tǒng)可以是兩級(jí)的、三級(jí)的或更多級(jí)的。集散型控制系統(tǒng)與集中型控制相比，其功能更強(qiáng)，具有更高的安全性和可靠性，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、組態(tài)也更為靈活方便，能分布于較大的地域。它發(fā)展很快，應(yīng)用很廣，是當(dāng)前大型測(cè)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要潮流。