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1国内外数控系统发展概况
随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
2数控技术发展趋势
2.1性能发展方向
2.1.1高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
2.1.2柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
2.1.3工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
2.1.4实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。
2.2功能发展方向
2.2.1用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
2.2.2科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
2.2.3插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
2.2.4内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
2.2.5多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3体系结构的发展
2.3.1集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。
2.3.2模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
2.3.3网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
2.3.4通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。
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2 数控技术发展趋势
2.1 性能发展方向
(1)高速高精高效化 速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。
(2)柔性化 包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。
(3)工艺复合性和多轴化 以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。
(4)实时智能化 早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。
2.2 功能发展方向
(1)用户界面图形化 用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前internet、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。
(2)科学计算可视化 科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于cad/cam，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。
(3)插补和补偿方式多样化 多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2d+2螺旋插补、nano插补、nurbs插补(非均匀有理b样条插补)、样条插补(a、b、c样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。
(4)内装高性能plc 数控系统内装高性能plc控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准plc用户程序实例，用户可在标准plc用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。
(5)多媒体技术应用 多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。
2.3 体系结构的发展
(1)集成化 采用高度集成化cpu、risc芯片和大规模可编程集成电路fpga、epld、cpld以及专用集成电路asic芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用fpd平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和crt抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。
(2)模块化 硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如cpu、存储器、位置伺服、plc、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。
(3)网络化 机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。
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)通用型开放式闭环控制模式 采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、cad/cam、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。
3 智能化新一代pcnc数控系统
当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代pcnc数控系统已成为可能。
智能化新一代pcnc数控系统将计算机智能技术、网络技术、cad/cam、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。
作者单位：张俊（北京市东直门外望京路4号，北京机床研究所数控工程中心，邮编：100102）
魏红根（北京机床研究所）
篇3
在现代制造系统中，追求的是高速、高精度、高可靠性，那么数控系统正好可以追求目标，数控系统的研发、及应用推广、人才培养必将会使制造业自动化得到全面的实现，为提高企业生产水品和现代化水平夯实牢固的基础。智能化数控系统是集制造科学、计算机科学、自动控制理论及图形技术、检测、监控技术等多学科的综合，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，在制造行业中起着举足轻重的作用，为制造行业的未来发展指明了方向。
1调度在日常工作中的职能
1.1维持运行正常、保证生产稳定
在很多行业中，编制生产计划和生产工作计划，由于人为因素，无论多么周密的考虑，多么具体的安排，也不可能预料到实际生产过程中的各种变化。实际生产过程中，情况十分复杂，不可预料，有人为的不安全因素，也有物的不安全状态，这都是问题出现的根源。一旦出现这些问题，就会造成生产波动，甚至造成生产过程中断，被迫停车，生产难于完成。作为调度就是要及时了解掌握各种不利因素。组织各有关部门、有关人员消除隐患，处理解决这些意外因素，以保证生产长期、稳定、安全运行，保证任务的完成。如果没有生产调度的指挥调度，要想及时解决生产过程中随时出现的问题，维持生产过程的正常运行，是非常困难的。
1.2收集有关数据、关注生产动态
生产调度不单要组织实现生产任务，在生产过程中，会有很多安全、工艺、设备、质量、环保、供应、销售、服务等方面的变化因素和许多波动的数据，需要准确及时地记录下来，这是一项繁琐但十分重要的基础工作。有了这些准确的数据和变化情形，才能够为各级领导、各部门了解生产、指挥生产提供分析的材料依据，可作为日后学习经验的有用材料。这些无非会加大调度的工作量。智能化数控系统会有效地解决这些问题。
1.3协调生产关系、贯彻领导指示
现代企业生产逐步趋向专业加工、深度加工，管理层分类过多。因此，协调好各项生产关系，对保证生产过程能够正常运行起着决定性的作用。这就要求调度在生产中要把各级领导对生产管理的指示，均通过生产调度传达下去，然后反馈给各级领导，等待他们的分析。
2智能化数控系统
数控技术，是一种采用计算机数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械加工过程中各种信息进行控制。当前数控技术已大量应用于机械加工装备，其中数控机床最为典型而得到广泛的应用。当前数控系统虽然具有高速、高精度、高可靠性的性能，但这些远远不能满足现代化的需求，所以智能化功能将成为未来数控系统的发展趋势，如加工运动规划、推理、决策能力以及加工环境的感知能力、智能数据库、制造网络通信能力、智能监控、智能编程等。
智能化是21世纪制造技业追求的一个大方向。随着信息技术日益更新，发展飞速，智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、工艺参数自动生成、学习控制、自适应控制、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且具有一定的人性化设计，并装有故障诊断专家系统使故障监控、自诊断和功能不断完善。可以熟练的应用到不同的行业领域，不出现任何错误。
那么智能化数控系统，就是所谓的模拟人的智能，让整个生产过程更加人性化。在数控系统中包含着模拟、延伸、扩展的智能行为的运行程序，如自学习、自识别、自规划、自修复、自繁殖等。智能数控系统通过对加工精度和效率的物理量进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，通过对这些微量的变化，快速的智能决策，做出实现最佳目标的方案，并应用于后续生产。如对进给快慢、切削深浅、坐标移动、主轴转动快慢等工艺参数进行实时控制，在最佳状态下，使机床实现加工过程。
3智能化数控系统在调度方面的几点应用
3.1协助调度有效排查故障
实际运行过程中的调度，经常会遇到一些意想不到的事件，如发生信号误传，电流波动或电压不稳等，在日常的主站系统中出现这种这些事件，是无法有效跟踪的，而且由于出现的不规律性，增加了工作人员的辨别难度，甚至是无从下手。没法做出处理。
智能化数控系统可以对这些事件进行长时间监控跟踪，并通过实时记录形成相应的事件。工作人员便可以通过该系统进行详细辨识，并可通过事件快速定位至原始报文，查找故障发生源。因为保存了全部的历史数据，使工作人员查找故障时能有详细的资料作为参考。
3.2对生产质量进行分析
由于智能化数控系统得到的数据等同于调度主站得到的数据，那么该系统分析出来的误码基本上是生产的真实情况。在运行过程中，由误码统计或帧简析列表都可以看得出生产的质量。这样工作人员，调度就可以第一时间发现问题，并及时做出处理，使生产恢复正常，保证生产质量，保证生产稳定。
3.3消除更多的缺陷和误差
在整个调度系统中，由于设备种类比较多，而且各个厂家也不一样，对控制的理解可能也存在一定的差异，就连同一种设备也是不同地区有不一样的执行方法。
微小的差异可能不会对系统造成太大的影响，但是却会蕴含着一些明显的缺陷，有时会导致时间顺序记录对时误差偏大。那么，这些微小的差异就可以通过智能化数控系统记录下来来，让问题得到更好的解决。
4智能化数控系统目前的实例效果
目前很多厂家都应用了智能数控系统，得到了各界的好评，并且还在开发和完善智能化数控系统。所以，调度方面智能化数控系统的投入使用，将使了一些调度业务和制度流程规范并固化，减少人为因素在业务处理过程当中的影响，提高工作效率。从总体使用情况来看，在调度运行管理、设备检修审批流程管理方面，能够提高综合管理水平，实现调度运行管理日志电子化，新设备投产审批和设备检修可以全部在网上流转。
5结束语
智能化数控技术的应用为制造行业带来了革命性的变更，不但给传统制造业提供了技术指导，使应用行业实现工业化，而且随着数控技术的智能化不断进步和运用领域的扩大，智能化数控系统将会在一些重要行业如：IT、电网、轻工、化工行业等的发展起着越来越大的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。智能化数控系统的运用，可以为生产行业精简人员，减少工人们的劳动量，减少事故发生率，提高生产效率，为制造业减少大量的开支。相信智能化数控系统必将给调度方面带来革新。
篇4
前言：随着社会的不断发展进步，在工业生产中，人们对机电一体化技术的控制能力和效果提出了更高的要求，为了实现对机械设备的有效控制，人们运用了智能控制。在微电子技术及超大规模的集成电路不断发展的条件下，目前我国的机电一体化技术越来越成熟，这为机电一体化的长远发展提供了良好的外部环境，呈现出更加强大的生命力和发展前景。所以，智能控制在机电一体化方面的研究是当前人们热衷的一大课题。
1、智能控制与机电一体化的关系论述
自 21 世纪的到来，智能化控制技术得到了有效的发展，并且广泛的应用到社会经济发展的过程当中。而将智能控制应用得到机电一体化技术当中，不仅为机电一体化提供了一个广阔的发展空间，还有效的促进了工业化的生产，为人类社会工业产业化的发展打下了扎实的基础。目前，我们除了将智能控制技术应用到机电一体化当中，还将许多先进的科学理论融入其中，从而形成了许多新思想、新理论，为机电一体化技术的发展提供了良好的发展前景。
2 、智能控制在机电一体化系统中的应用优势
作为机械工业与微电子工业未来发展的主要方向，机电一体化必将会在以后的机械设备生产中占据主要技术地位，而智能控制系统技术也将会得到更进一步的发展。智能控制系统相较于传统的自动化控制系统来讲，在机电一体化系统中是具有更大的应用优越性的。这主要体现在智能控制系统更加人性化和智能化，增强机电一体化的适应能力。
2.1 完善机电一体化系统的性能，由于智能控制系统主要是在外部环境和控制器的作用下实现控制作业的。因此其控制指令的形成是直接根按照外部环境的变化趋势来确定调控方案，这就省去了中间模型分析的环节，使机电一体化系统的性能更加快捷高效，工作精度更高，设备性能得到很大完善。
2.2 提高机电一体化的工作效率，采用智能控制技术能够实现机械设备依据操作人员所发出的命令编码自动进入工作状态，继而按照流程顺序完成系统运行，这样就仅仅只需要人力完成第一步指令输入即可，极大的提高了系统的运行效率，避免了因人为因素而引起的失误影响到工作效率。
2.3 增大机电一体化系统的安全可靠性，在机电一体化系统中，智能控制系统可以实现有效的智能控制，从而合理地调控设备中的结构或运行程序，这样就能够在很大程度上确保机电一体化系统的安全可靠。
3、 智能控制在机电一体化系统中的实际应用
3.1 机械制造中的智能控制
以经典的机械理论和计算机辅助技术并结合智能控制方法，在机电一体化系统的制造过程中形成了新行的机械制造工艺，并不断向智能制造系统方面发展。智能控制技术解决了现代较为先进的制造系统必须依靠不够精准和完备的数据来处理无法预测状况的问题，利用神经网络和模糊数学的方法，建立制造过程的动态模型，并以神经网络的学习和并行处理信息的能力实行在线的模式识别操作，对残缺不全的信息进行及时有效处理。
把智能控制技术应用于工程机械领域能够提高工程机械各种故障的自我诊断能力，提高了工作效率和工程质量，解决了传统控制力一直无法很好适应多变复杂对象的难题。特别是在一些特殊的情况工况中可以实现无施工人员的智能化、高质量的施工。向智能机械制造技术的方向发展是当前最先进的机械制造技术，其发展的基本原理是模拟人类制造机械的活动，利用先进的计算机技术及其它信息技术工具取代一部分人的脑力劳动。而对于一些残缺不全的信息而言，它利用模糊集合和模糊关系的特性，对于残缺不全的信息进行在线的模式识别。在高新科技和信息时代的引领下的背景下，人力操作为主的机电相关机械制造已经不能够适应时代的节奏，未来其主要发展方向就是将智能控制及其相关科学技术与传统的机械理论进行有效的融合。目前，工程机械的智能化主要体现：工程机械单机集成化操作与智能控制技术；工程机械的智能监控、检测、预报、远程故障诊断与维护技术；基于网络的机群集成控制与智能化管理技术，特别是智能型救灾工程机械已成为当前研制热点。
3.2 电力电子学研究领域中的智能控制
将智能控制技术引入电力系统，在电机电器设备的优化设计、故障控制和诊断等方面，都相当有成效。对电器设备的设计优化，可用先进的遗传算法进行优化计算，能大幅度缩短计算时间，有效节约成本，并提高电机电器的设计质量和效率。
3.3交流伺服系统中的智能控制
伺服驱动装置在机电一体化系统中的控制质量和系统动态性能方面发挥着关键性的作用，但交流伺服系统有着相当复杂的非线性和时变性等不确定因素，而智能控制技术以非线性控制方式将人工智能引入智能控制器，能很好地适应系统参数的时变情况，其在交流伺服系统的应用解决了建立精准数学模型的困难，提高了机电一体化系统的稳定性。
3.4 数控领域中的智能控制
数控领域所应用的智能控制有相当高的性能要求，尤其是在延伸、扩展和模拟的知识处理方面，如加工运动推理、网络通信制造能力以及感知加工环境的能力等，必须能进行自适应控制、自组织控制等，智能控制可以解决信息模糊、不确定性等控制问题，取得良好的成效。
随着科学技术与信息技术的发展，智能控制和数控相关领域逐渐。由于研究的对象和系统越来越复杂，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，大量学者、工程技术人员开始尝试应用智能控制理论，在机械加工、模具制造等领域运用数控技术。运用智
能控制新兴技术可以让数控技术实现智能编程、监控、建立智能数据库等重要目标。当今数控技术的发展方向主要是开放式数控系统的构建。建立统一系统平台，增强数控系统的柔性，借助于数学模型描述和分析的传统控制理论难以解决复杂系统的控制问题，调解变化频繁的需求与封闭控制系统之间的矛盾都是构建开放式数控系统的一些主要目的。
结语：
由上述分析我们可以看出，智能控制系统在机电一体化的发展过程中具有重要的核心地位。尽管智能控制技术是近年来方才被研发应用的新技术，但其发展速度却是非常快的，目前智能控制系统已经被广泛应用在多个领域，并发挥出良好的功能作用。我们相信，在未来科技技术的推动下，智能控制系统的功能必将更加强大，从而促使机电一体化的快速发展。为此我们仍然至少需要做到以下两点:(1加大研发力度，提高智能控制系统的理论研究水平。理论是技术发展的动力和依据，只有深入研究智能控制系统的理论，才能促使其更加快速、稳定的发展。(2不断扩大智能控制系统的应用范围，进一步增强其应用功能。从当前的智能控制系统发展现状来看，尽管其已经被应用在多个领域，但仍然具有很大的发展空问。主要能够再进一步的提高智能控制系统的性能，就可以促使其更好的为机电一体化的快速发展服务。
参考文献
[1]杨鹤年.机电一体化系统中的智能控制技术[[J].煤炭技术，2011（7) .
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智能控制技术（ICT：Intelligent Control Technology）是控制理论发展的一个新高度，开创了控制理论的新时代。智能控制技术解决的对象主要是那些用无法用传统方法解决的复杂系统的控制问题。“智能控制”指的是在无外界因素干扰的情况下能够自主地驱动智能机器来实现控制目标的自动控制技术。常用的智能技术主要包括模糊逻辑控制，神经网络控制，学习控制，专家系统，分层递阶控制等等。以智能控制为核心的智能控制系统具备一定的智能行为，例如：自学习、自适应、自组织等等。它主要用来解决工程上难以用数学方法精确描述的、随机的、模糊的、复杂的、柔性的控制问题。此外，工程机械中也经常应用智能控制系统，其深度和广度也是不可小觑的。
2、智能控制系统类别形式与特点
目前智能控制系统的应用已经相对普遍了，那么当前采取的智能控制系统都有哪些呢？
2.1分级控制系统
分级控制系统又称为分级阶梯控制系统，是美国普渡大学提出的控制理论。它的理论是在自适应控制和自组织控制的基础上提出的。它由低到高分为组织级、协调级和执行级这三个级别。具体情况如下所述：
1）执行级：根据上级发出的命令，执行确定的某些动作，并完成组织分配的各项任务。
2）协调级：此级由控制管理分层和控制监督分层组成。主要负责协调各项任务，以保证各项任务得以高质量完成。
3）组织级：它是通过用户和人机接口进行交互，执行最高决策的控制功能，对协调级和执行级的任务进行组织，监视并指导协调级和执行级这两个级别的行为。
2.2学习控制系统
学习控制系统是通过对内部结构进行判别、认知和调整后，利用对信号循环输入以及数据处理来保证良好的运行效果。它是一种自动控制系统，能在运行过程中逐步获得受控过程以及环境的非预知信息，积累控制经验，不断更新各种数据和资源，并且能在一定的评价标准体系下进行分类、估值、决策和不断改善。
2.3专家控制系统
专家控制系统是人机相结合的一种形式，它能将人的知识、经验、技能融合进计算机系统。在这个系统中，计算机数据库含有某个领域专家水平的知识和经验和技能，且次系统能像人的大脑一样对各种数据和资料进行分析、处理，然后利用这些知识、经验和技能来解决该领域的高水平复杂疑难问题。
2.4神经网络系统
神经网络是指由大量的人工神经元互联而组成的网络，这些人工神经元与生物神经系统的神经细胞相类似，神经网络也可以由大量象生物神经元的处理单元并联互联而成。智能网络结构形式主要运用了人工神经元模式、神经细胞模式。其中，神经网络的主要功能是模仿真人和智能控制。
机电一体化智能控制中的智能控制技术通常具有以下一种或者几种特点：
（1）分层递阶的组织结构：“智能递增，精度递减”的原理在智能控制系统的组织结构中得到了充分体现，此原理也是智能控制系统的一大特色。其协调层次与其所体现的智能成正比，二者相互促进、共同提高。
（2）多模态控制：智能控制系统通常采用多态控制，这种多态控制通常具有具有开、闭环控制相结合，定量控制与定性决策相结合，数学模型和非数学广义模型相结合的特点。
（3）自学习能力：学习控制系统是能够对一个过程或者环境的未知特征所固有的信息进行学习，并且能将其所得到的信息与其以往的经验相结合，用于进一步的估计、分类、控制或者决策的一种系统，它的整套模式使系统的性能得以改善和提高。和人们的学习能力一样，智能控制系统的学习功能也参差不齐，高层次的学习功能主要包括知识的更新与遗忘，它使系统的资源处于不断更新的状态，是一个动态的过程；低层次的学习功能则主要包括对控制对象参数的学习，它是一个相对的静态过程。
（4）自适应能力：智能控制系统中的智能行为实质是一种映射关系，反应了从输入到输出之间对应关系，我们可以把它看成是一种不依赖模型的自适应估计。因此，它具有很好的适应性能。由于系统具有插补功能，所以即使当系统的输入不是以前见过的例子时，甚至当系统中某些部分出现故障时，系统也能够不受干扰，像没遭到破坏之前一样正常地工作，给出适当的输出。如果智能系统更加强大的话，它还能够自我找出故障，甚至还具备自我修复的功能，体现了智能控制系统更加强大、更加完善的适应性能。
3、智能控制技术在机电一体化系统中的应用
目前机电一体化中的智能控制技术的应用已经成为一种潮流与趋势，数控机床和智能机器人就是反应这种趋势的最好的例子。数控机床的智能化体现在各类传感器对切削加工过程中以及加工过程前后的各种参数进行监测和比较，并且通过计算机系统对检测出来的数据资料进行分析整合，做出正确的判断与综合处理，自动对异常现象进行调整与加工，以保证加工过程的顺利进行与完成，从而保证加工出合格、高品质的产品。智能机器人是通过视觉、听觉、触觉等各类传感器检测工作状态，根据实际变化过程反馈的数据、信息然后做出正确的判断和决定。此外，智能控制系统在工程机械中的应用也相当广泛，其控制方法也是十分巧妙的，具体情况如下所述：
1）挖掘机通过检测液压系统的运行参数来识别载荷的大小：如检测液压系统中泵的输油压力，泵的控制压力，以及各机构的情况与状态.有的还检测先导手柄的系统流量和位移的情况等等。挖掘机控制器根据采集的信息，通过模拟控制理论理出所需要的信息和数据，为下一步的工作提供依据，以保证以后的工作得以顺利进行。
2）基于CAN总线的汽车起重机智能控制系统中采用总线分段。双CAN总线协议结构，既可以对起重机的动力系统、液压系统等做出全面系统的监测，又可以避免总线冲突，实现有效、快速通信。各种不同型号的汽车起重机需要具有不同配置的软件，对此我们要注意区分。
结语
无论是国内还是国外，对于机电一体化中对智能控制系统方面的研究已经很深入，不管是在现代机械上还是在典型机械上。相较于传统的钓控制方法智能控制系统更具有柔性和灵活性，优势很突出且实用性很强。以微处理器为核心的智能控制系统，在微电子技术、精密机械技术以及信息技术等领域展现出了更为广阔的发展前景和更具优势的发展空间。
篇6
1 系统总体设计方案
本系统由各个子系统各自完成各自的控制或数据监测，由数字化管理中心进行统一数据管理。
1.1 设备管理系统
1.1.1 供水系统
供水系统采用目前比较流行的恒压供水的方式。恒压供水的控制过程是PLC采集压力传感器的数值，并把它与设定压力比较，根据差值控制变频器增大或者减小水泵的速度实现压力恒定。泵分为两组，一组深水泵，一组地面泵。每组都有三个水泵，为了节省成本，每组中的两个水泵是工频控制的，另一个是变频器驱动的。通过这种工频+变频的方式实现水压无波动供水。系统的运行与停止，泵的启停，变频器频率的增加减少，出口压力的大小都可以在控制柜上的触摸屏进行操作。PLC与管理中心是通过以太网连接的，管理中心的服务器是通过OPC这种方式访问PLC内部的数据，并把数据保存在数据库中供查询。也可以在管理中心通过远程的方式对泵站进行直接控制。服务器根据泵站返回的实际数据，以画面的形式现在在电脑上实现监控。
恒压供水系统用到的主要设备有：（1）PLC控制器、触摸屏及相关输入输出模板（西门子300）。（2）压力传感器。（3）变频器及水泵。（4）控制柜及相关电气元件。
恒压供水系统主要有一下几个功能：（1）在线实时监控系统运行（提水量、供水量、供水压力、水池水位、设备运转及控制、水质是否达标情况等）。（2）管理中心的远程操作以及远程监控。（3）报警显示。（在管理中心和控制柜上都会有报警记录供查询）。（4）闭路电视监视（扩展）。
1.1.2 供电系统
供电系统要完成的任务是在线监测2个变电所和6个箱变的运行状况，监测数据包括每一路的开关状态、电流大小、负荷是否平衡、是否有过负荷现象、零线是否过电流等，如出现异常情况可马上给出提示和报警，控制中心可以及时采取措施，确保供电质量稳定可靠。
变电监控技术是一个相对比较成熟的领域，一般都是采用单片机完成数据的采集。其工作过程是单片机系统实时的分别采集变压器三项的电压、电流、频率等参数，然后经过计算得负载功率、负载是否平衡。
现在市场上有很多可以直接采集电网参数的智能模块，除了稳定、准确之外，他们还有多种接口，可以很灵活的同计算机等进行数据通讯，本系统中选用AC谐波表ACR350EGH就是这样的一款产品。本系统采用ACR350EH直接进行电网的数据采集，之后把数据跟单片机通讯。单片机把接受到的数据直接传递到服务器。考虑到变压器与服务器之间的距离，他们之间用光纤进行通讯。此外除了采集模块自带的数据显示之外，单片机系统还在现场进行声光报警。
1.1.3 路灯控制系统
这块控制需求上只是对路灯的管理。要求根据光强度、时间对路灯的开关进行控制，并根据灯运转情况报修。灯光管理主要体现出一个现代社会倡导的主题――节能。在每个路灯上都有一个微型控制系统。微型处理系统由光感元件、无线接收模块、微型处理器组成。微型处理器根据光的强度及设定时间对路灯进行开关。也可以由远程计算机直接对灯光控制。远程计算机控制主要有两点：第一是控制模式，一种是对某个或者整组路灯进行开关控制。模式控制主要有光强度控制、定时模式、光强度定时模式和节能模式。光强度定时模式是指预先设定的时间到或者光强度变弱到设定值，都会起动灯打开。节能模式是根据光的强度分区域开灯，即灯光不是整组被打开的，而是当光不是很暗的时候，隔几个灯打开一个，随着光逐渐变暗灯起动数目增加直至全部打开。灯的运行情况通过无线模块返回到服务器，需要保修的提示维修人员维修。
除了完成系统需要实现的功能之外，为了节省经济成本，在系统设计时计划一个无线控制单元控制好几个路灯，目前暂定的是六个。清单中一共是20个无线控制单元，那么就可以控制120个路灯。但是有一点需要注意的是尽管每个无线控制单元控制的路灯还可以增加，但是控制的灯越多，供电电缆的长度就会增加，这样也会带来成本的增加。在实际的施工时需要根据现场的情况设计一个最优最经济的模式。
2 系统展望
虽然这个系统是已经实现了后勤基本的数据化管理，但是根据当前技术和社会发展，对后勤管理提出更多的要求。为此在目前这个平台的需求之外提出了一下几点扩展，以供参考。
2.1 物联
现在社会都提出物资共享。如果能把几个后勤管理中心的物资能实现网络共享的话，就能实现以较低的成本实现物资运转。
2.2 车库管理
当汽车进入厂区时，根据摄像机扫描的车牌信息判断是不是本公司的或者公司授权可进入的，是的话打开栅栏。
2.3 定点对讲及小区广播。
参考文献
[1]熊建国.基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现[J].电子科技大学，2013，03，25.
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近年来，计算机网络技术、现代自动控制技术和通信技术在现代化建筑的设计建造中得到了广泛的应用，从而推动了人们生活方式的改变，特别是随着各种智能系统的广泛应用，使居民的居住环境向着信息化、自动化、安全化乃至智能化的方向发展。
国内，随着人们对智能化楼宇系统需求的增加，越来越多的生产商开发了不同种类和功能的自动化设备和网络通信设备、智能监控系统等，然而在智能楼宇系统的设计和施工时，根据不同功能划分的系统被分别安装，一方面造成不同生产商的设备之间互不兼容，在系统信息交互等方面存在诸多困难；另一方面由于不同功能的子系统间彼此独立，导致系统资源共享实现困难。这种异构的系统方案造成了智能楼宇设备使用的诸多不便，为了解决子系统之间以及硬件设备之间的互连和互操作性问题，就要求构成智能楼宇的电气设备的各个异构子系统具有开放式结构，所采用的协议和接口都要标准化和规范化，使资源达到充分的共享，高效率的完成规定的任务。
1智能楼宇监控系统的结构分析
智能监控系统技术运用楼宇智能化电气设备监控系统，为业主和用户提供良好的工作和居家环境，并使楼宇内的供配电、给排水、空调通风、电梯、照明等系统设备始终处在最佳运行状态，确保楼宇内各个子系统运行的经济性、稳定性和智能性。以达到舒适、安全、健康、经济和节能的目的，因此电气化智能化的楼宇系统广泛受到建筑设计、施工方的重视。
智能监控系统的主要功能是对各监控与管理可提供设备运行管理和楼宇经营管理，同时对楼宇进行节能控制。智能监控系统主要包括电气设备监控系统、供配电控制系统、空调系统、给排水监控系统、电梯系统等多个子系统构成，如图1所示。
楼宇智能化电气设备监控系统主要是对楼宇内的电力、照明、空调、给排水等机电设备或系统进行集中监视、控制与管理、以保证这些设备安全可靠地工作。
保证楼宇智能化系统顺畅、稳定运行的基本条件是安全可靠的软硬件系统。例如，供配电子系统在要确保楼宇基本供电的同时，还保证楼宇内电路的稳定性和电流的安全性。因此，必须在系统中同时嵌入各种监控设施，主要对楼宇内各个开关的闭合状态，电路中电流的大小以及升降压设备的温度等进行实时和全面的监控，从而保证楼宇内供配电的稳定安全，真正到达系统的智能化管理。
现代楼宇的节能是智能化楼宇面临的新课题。大型建筑的能耗主要包括照明、空调、供热、通风以及其他电器设备的使用等，为了使智能化楼宇的能耗明显降低，有必要通过使用各种节能设备和绿色能源，对楼宇的能耗进行智能化控制。实践证明，对各种设备的进行节能控制能够取得明显的节能效果。例如，在小区内应该对走廊，停车场等人员流动较小的区域设计回路分组控制电路，并使用声控和其他感应式传感器等；在楼宇的空调系统中，设计空调设备的最佳启动、停止控制电驴，对空调实施有效的节能控制，在减小系统能耗的同时还能降低楼宇电路系统的负荷，提高整个系统的稳定性和寿命；对于智能楼宇的给排水系统，可以设计出不同水箱、容器等的水位和水压的监测电路，并设计相应的水泵启动、停止控制系统，对楼宇的给排水进行节能控制。
图1智能楼宇系统示意图
CBD等综合性大楼是智能楼宇系统应用最多的方向。在综合性楼宇建筑中，一般都设包括办公室、写字间、会议室、饭店、公寓等，造成楼宇系统管理和监控的困难，特别是火灾等的监控更方面，如果人们的防火意识淡薄或者放松警惕，就会增加火灾的发生。
2智能化楼宇电气设备监控系统的综合设计
2.1基于CORBA的系统方案的总体设计
智能化楼宇电气设备监控系统，是指通过包含电气监控系统和智能化控制系统，对楼宇建筑内的主要电气设备，供配电线路的等实施自动化的检测、控制和保护，并通过通信系统等，发展通信等综合性的自动化功能，提供系统全局信息资源平台；基于互联网技术实施内外网络多种信息的融合应用，实现楼宇内相关业务操作的自动化与智能化，实现全面的更高层次的企业信息集成方案；在此基础上，对楼宇的电气设备等进行综合管理，进而实现管理的智能化、节能化等。
基于上述目的和原则，系统设计规划将充分利用CORBA技术的优点，并以现代系统设计的面向对象原理和模块化设计的思想，在ORB软总线的基础上，利用CORBA提供的不同的系统服务，并针对电气监控与电能量管理的公共服务，构建出一个符合业务逻辑和要求的工程对象。基于CORBA的系统设计方案如图2所示.
图2楼宇智能化监控系统组成示意图
2.2数据采集与监视控制系统的设计
数据采集与监视控制系统的功能主要是监督控制，对楼宇的电气设备运行进行实施和全方位的监视。考虑到数据采集及其监控系统的数据传输多采用远程通信方式，具备有远程通信和大范围分布的基本特点。由于远程通信方式的数据处理量很大，因此需要安设通信信号前处理设备，从而能够尽量减轻系统中心服务器的载荷。另外，数据采集与监控控制系统的监控范围庞大，数据系统繁杂，因此不能追求系统的快速响应能力，更多情况下应该同时考虑系统软件和硬件的多点监控能力和系统的全局稳定性。
一般情况下，SCADA子系统会根据现场设备的需要，对不同的通信线路、通信协议等的访问进行控制和数据采集，同时，SCADA子系统还会向上级的CORBA总线提供多种接口，通过使其他的协议和服务器，对上级系统进行访问。因此，SCADA子系统相对与下级子系统来说是禁闭的，但对其上级系统会提供统一的服务。因此，SCADA子系统可以被上级的服务器，通过不同的接口进行访问、控制和数据交换。
3总结
智能建筑的特征是将各种与信息相关的楼宇设备通过建筑内的综合布线系统连接起来，并保持这些设备与建筑的协调，从而舒适的信息化空间得以构成，人们在信启、社会中的快节奏和开放性需要得以满足。本文主要研究了此类楼宇智能化监控系统在设计、与施工应用中的若干问题，首先总结了楼宇智能化监控系统基本结构和功能，随后基于CORBA的系统方案对智能化楼宇电气设备监控系统进行了整体设计，最后指出了楼宇智能化监控系统在施工应用过程中的需要注意的问题。本文的研究对智能化楼宇监控系统的应用具有指导意义。
参考文献：
[1]李馨蓉.智能楼宇监控系统整体方案设计[J].计算机工程与应用,2002(5).
篇8
Intelligent management system for monitoring transfusion
SONG Yu， WENG Xin?wu
（College of Computer Science and Engineering， Changchun University of Technology， Changchun 130012， China）
Abstract： A monitoring and management system for medical transfusion is introduced， which includes one transfusion center management PC， one transfusion center manager， some transfusion monitor， some handheld terminal for nurses and some relay stations. The infrared photoelectric sensors is used in transfusion monitor to detect the information of liquid level and the dripping speed， the information is transmitted to the relay station wirelessly， and then transmitted to the transfusion center manager， after processed the information is sent to transfusion center management PC for visual management through upper computer. The system has the advantages of receiving transfusion and alarm information of patient wirelessly， unified information distribution， intelligent scheduling nurses and transfusion information centralized management， and so on.
Keywords： intravenous infusion； remote monitoring； wireless alarm； software design
0 引 言
目前，公知的输液报警装置都是在患者输液结束后，通过输液监控器以有线或无线方式向护士站或护士手持终端发送报警信号，护士根据收到的报警信号再进行相应的处理。这种方式都是被动式的处理。以护士站为中心接收报警的为例，每次护士都需要回到护士站才能得知有没有新的报警，而没法在处理完一个情况后立即处理下一个情况。以护士手持终端为中心接收报警为例，有时可能几个护士同时都去处理一个情况，而不能指定某一护士去处理。上述两种情况下都没有使护士护理效率最大化。
针对上述不足，本文提出了一种智能化输液监控管理系统。
1 系统总体结构框架
1.1 系统拓扑结构
本文介绍的智能化输液监控管理系统包括一台输液中心管理PC机、一个输液中心管理器、多个输液监控器、多个护士手持终端和多个中继站。输液中心管理PC机和输液中心管理器置于护士站，输液监控器使用时置于病房的输液管上，护士手持终端使用时每位护士一个，中继站每个楼层置一个。输液中心管理器和输液中心管理PC机以串口线相连。考虑到有的病房和护士站距离较远，如直接由输液监控器向输液中心管理器发射信号的话，可能会因为多道墙的阻隔而导致丢包率上升，因此本系统在每层楼道上增加一个中继站，同一楼层病房内的输液监控器向该中继站发送信号，再由中继站向输液中心管理器发射信号，输液中心管理器直接或通过中继站向护士手持终端发射信号，这就减少了无线信号被多道墙阻挡导致丢包的问题，从结构上保证了系统工作的可靠性。因此本系统采用的是树型拓扑结构，如图1所示。
图1 系统拓扑结构图
1.2 系统工作原理
本系统的工作原理为： 输液监控器的传感器把测试到的输液液位、点滴速度信息及呼叫、摘换瓶和欠压信号，由无线模块把信息发送至输液中心管理器，由输液中心管理器对这些数据进行计算处理，再根据相关规则，将这些数据转换为报警处理指示，转发至护士手持终端，医护人员根据护士手持终端提示进行操作，同时输液中心管理器通过上位机将数据上传至输液中心管理PC机，方便查看、管理患者输液情况及调度护士进行报警处理。
2 硬件电路
本系统主控芯片都采用ATmega16L单片机，外接8 MHz晶振，芯片内有模拟比较器、10位A/D转换、看门狗及电源管理等功能，无线通信模块都采用SRW1012模块，工作频率为435 MHz，GFSK调制方式，采用3.7 V锂电池经XC6206P332MR稳压芯片稳压到3.3 V作为系统电源。
输液监控器采用槽型红外光电开关作为输液液位、点滴速度检测传感器，点滴速度检测传感器检测到的信号作为ATmega16L模拟比较器的负极输入信号，ATmega16L模拟比较器的正极输入作为检测门限，输液液位检测信号作为ATmega16L的A/D转换输入。输液速度调节器采用微型步进电机作为伺服机构，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，使电机正传或反转带动夹持器夹紧或放松滴管，从而达到调节滴速的目的。并设置4个功能键， 8位数码管作为键盘显示单元，分别显示病房号、床位号及点滴速度。输液监控器硬件原理框图如图2所示。
图3为输液中心管理器硬件原理框图。时钟模块采用DS1302时钟芯片，作为输液信息的记录时间，SD卡用于存储输液和报警信息，UART接口采用MAX232作为上微机电平转换芯片，采用LCD液晶屏作为显示屏，设有4个功能键，声光振动报警单元包括一个LED和一个蜂鸣器。
图2 输液监控器硬件原理框图
图3 输液中心管理器硬件原理框图
图4为护士手持终端硬件原理框图。护士手持终端为方便显示输液信息及报警情况采用 LCD作为显示屏，设有4个功能键，并设有LED提示灯、蜂鸣器和振动马达作为提示。
图4 护士手持终端硬件原理框图
图5为中继站硬件原理框图。中继站主要完成将输液监控器上传的数据转发至输液中心管理器和建立网络的功能，这需要长时间的不间断运行，所以中继站的功耗较大，最好能够工作在有外接电源或容量较大的电池供电的条件下。
图5 中继站硬件原理框图
3 软件设计思想
3.1 通信协议
输液监控器向输液中心管理器发送的输液和报警信息有：病房号、病床号、输液信号、换瓶信号、摘瓶信号、呼叫信号、欠压信号；输液中心管理器向输液监控器发送应答信号。
输液中心管理器向护士手持终端机发送的数据有：护士手持终端机地址、病房号、病床号、输液信号、换瓶信号、摘瓶信号、呼叫信号、欠压信号、报警处理建议信号、撤销报警信号；护士手持终端机向输液中心管理器发送的数据有：护士手持终端机地址、开关机状态、正在处理信号、处理完毕信号、处于空闲信号、应答信号。
3.2 各节点软件设计
3.2.1 输液监控器软件设计
（1） 病房号、病床号设置：按 “设定”键，可依次选择病房号和病床号，选择某一位时，该位数码管将闪烁，按“置数”键在0～9循环改变其数值，设定好后，再按“设定”键，退出病房号、病床号设置，进入滴速设置；
（2） 滴速设置：此时滴速显示数码管将闪烁，置数方法和病房号设置一样，设置好滴速后，液滴速度会自动通过滴速调节器及滴速检测传感器将滴速调节到设定的滴速；
（3） 摘/换瓶报警设置：按“摘换”键，按键按下表示换瓶报警类型，反之，按键弹起表示摘瓶报警类型；
（4） 输液报警：液输完毕，输液监控器的阻断装置将自动阻断输液，防止回血发生，同时蜂鸣器将发出“滴?滴”的鸣叫声， LED指示灯闪烁，提醒患者，并自动向输液中心管理器发送换瓶或摘瓶报警信号；
（5） 一键呼叫：如果患者有特殊护理要求，按“呼叫”键；护士站接到呼叫信号后，指令护士处理。
3.2.2 输液中心管理器软件设计
（1） 报警处理规则：输液中心管理器接到输液和报警信息，发出“滴?滴?滴”的提示声，迅速将报警情况转发给全部在线的护士手持终端机及输液中心管理PC机；按照优先级从高到低的换瓶、摘瓶、呼叫、电池欠压、输液的报警顺序和时间先后顺序进行排序显示，并按照显示的顺序，指令护士轮流处理；
（2） 信息共享：当护士处理完指令事项后，护士要发处理完指令事项的信息；输液中心管理器将收到处理完毕信号，此时会向所有在线护士手持终端机发送撤除该条报警信息，并存入FLASH存储器，以备查看；
（3） 异常情况：在有患者输液但没有护士手持终端机在线时，输液中心管理器将发出长“滴?滴”的告警声音，直到有护士手持终端机在线，接受指令后，停止告警。
3.2.3 护士手持终端机软件设计
（1）开关机设置：护士手持终端机开机后，自动向输液中心管理器报告开机信息，护士手持终端机开机的数量将代表护士值班人数，护士手持终端机每次开机时，会接收到输液中心管理器发来的所有当前输液情况；护士手持终端机关机时，将自动发送离线信号到输液中心管理器后再断电，输液中心管理器将不再发送信息至该护士手持终端机；
（2） 报警提示：护士手持终端机接到输液中心管理器发来的指令，第二声光振动报警单元的蜂鸣器会连续发出两次“滴?滴?滴”的声音提示信号，LED指示灯连续闪烁，振动马达会连续发出“嘟?嘟?嘟”的振动提示信号，提醒护士接收报警信息和处理指令；
（3） 处理方法：护士按照输液中心管理器发来的处理建议，通过按“确定”键向输液中心管理器发送接收该处理指令；护士处理完事项后，再按“确定”键，护士手持终端机会自动向输液中心管理器发送指令处理完毕信号，此时该条报警信息将删除；
（4） 状态设置：按“状态”键选择处于工作状态还是空闲状态，“状态”键按下表示处于工作状态，反之，“状态”键弹起表示处于空闲状态，处于工作状态时则不能接收报警处理建议。
3.2.4 中继站软件设计
（1） 转发数据：转发输液监控器输液信息至输液中心管理器，转发输液中心管理器的应答信号至输液监控器；转发护士手持终端所在位置及状态信息至输液中心管理器，转发输液中心管理器的报警信息及处理建议至护士手持终端；
（2） 优先级：优先转发输液监控器给输液中心管理器的信号，其次转发输液中心管理器给护士手持终端的信号，再转发输液中心管理器给输液监控器的信号，最后转发护士手持终端给输液中心管理器的信号；
（3） 工作状态：在未转发数据时处于接收状态，先接收到的数据先转发，未发送成功的，经短暂延迟后再发，直至转发成功，处于发送状态时不接收数据。
3.2.5 上位机软件设计
输液管理中心PC机负责对全部的节点进行可视化的管理，包括对网络节点的实时监控、数据处理、滴速异常报警、输液完毕报警和系统参数设置等功能。软件使用 VB 进行开发，本输液监控管理软件主要适用于静脉输液监控管理系统的全部工作过程的控制，采用菜单式界面，直观明了、操作简单，具备监视、控制、设定、记录、查档、打印、出现输液故障语音提示等功能。
4 结 语
通过实际应用表明，该系统具有精度高、稳定可靠、组网灵活、提前预警、统一分配信息、智能调度护士和输液信息集中管理等优势，护士随时随地对整个病区的所有病房的详细输液信息一目了然，从而为患者能够提供及时有效的护理以及医院的智能化、网络化、规范化的管理提供了极大地保障。该系统可进一步推广使用在其他医疗监护领域，如获取病人的血压、体温、心率及其他病理信号。
参考文献
[1] 姚运萍，张育斌，陈宇，等.基于单片机的智能输液装置控制系统的设计[J].陕西科技大学学报，2010，28（4）：83?87.
[2] 吴飞，杨宏桥，张瞩熹.基于ZigBee的医院病区护理智能化无线监护系统[J].中国医疗设备，2008，28（10）：13?15.
[3] 陈宇，王玺.基于光电技术智能输液监控系统设计[J].核电子学与探测技术，2009，29（5）：1149?1153.
篇9
现代住宅小区的智能化已经成为一种趋势，配电系统是小区智能化建设的重要环节之一，它直接关系到人们的生产、生活，这就要求它必须具备足够的可靠性与安全性，而这种可靠性和安全性又来自智能控制技术的应用。
1 系统概述
1.1 控制系统的组成
小区智能化配电系统的控制体系有三个部分组成：设备层、网络层、管理层。智能化传感器和执行器组成最基层，也就是设备层；负责传递信息的是网络层，他就是我们常说的现场总线；监控计算机和系统软件则组成了最高层。
1.2 系统各部分功能及工作原理
（1）设备层。控制系统的设备层是通过现场的智能传感器将搜集到的各种物理参数及信息转化为特定的电量信号以供系统确认，进而转化成数字信号便于计算机处理，然后通过通信线路的传输和交换完成相应的指令动作。
整个控制系统是由很多采用分布式控制技术，以及各个设备现场分别安装独立的控制器，并在保持独立工作的同时又和其他控制器及中心计算机保持联系的控制器组成的。
（2）网络层。控制系统的网络层采用的现场总线技术，具有传输速率高、传输距离长等特点，它是小区智能化配电系统的神经网，将配电系统中各个相关设备、监控中心服务器、电脑等联系起来，给信息交换提供通道。这一特点正好适合小区智能化配电系统的智能化控制。
（3）管理层。控制系统的管理层采用系统集成技术，利用计算机和网路通信技术进行人机交换，将小区内的智能化子系统有机结合为一体，通过修改系统的运行参数来改变设备的运行状态，实现各子系统的协调工作。
2 配电子系统的控制技术
配电控制子系统作为小区智能化的动力系统，它具有负荷密度大、谐波大、峰谷差率大的特点，这个特点对供电质量要求就很高，所以必须对配电子系统的运行状态及供电质量要进行自动化监控。
2.1 智能控制的技术应用
配电子系统的可靠性和安全性是靠系统控制的几个主要特性来实现的，这些特性主要有：安全保护性、实时控制检测性、准确测量性、记录事件和故障录波性、通信与显示性。以下具体介绍其特性。
（1）安全保护性。它作为配电子系统最重要的性能之一，具有迅速隔离故障，保证供电可靠，免除更多住户由此造成的损害。其中保护模块又根据系统要求差异，分为过电压、欠电压保护；三段式电流保护；方向性电流保护三种形式。馈线需要采用三段式电流保护，在关键线路上应要求进行自动重合闸控制。
（2）准确测量性。它主要表现在测控系统对电压、电流功率因数、有功功率、无功功率、电网频率等参数进行准确的检测与计量。
（3）实时控制监测性。它可以完成系统开关的基地控制动作，三相多次合闸及实时检测开关的工作状态等工作。
（4）记录事件和故障录波性。它能记录下故障的类型、发生故障的时间、故障的最大值、故障前后的波形及主要开关状态等多个方面的信息，并能及时准确的对发生的故障进行分析处理。
（5）通信和显示性。它可以通过通信接口向控制中心提供设备的运行状态和线路的实时数据，由显示屏直观显示控制器运行状态、发生的故障、通信状态及开关状态等信息。
2.2 智能控制技术的实现途径。
智能控制技术的实现是利用支持微机保护装置、智能断路器、网络仪表、智能电压传感器、智能电流传感器、智能型的频率、功率、功率因素传感器对现场的数据进行采集，通过I-DG及现场总线将这些数据经EIC和SCM传输给管理层，在管理层内，通过与预先设定的正常值进行比较，判断配电系统运行是否正常，并对异常情况进行报警和记录。又通过EIC和SCM合理控制，经现场总线控制现场设备使智能化小区配电监控系统的远程监控和集中控制得以实现。
2.3智能控制技术与其他技术的不同之处
智能化控制技术是通过局域网及上级计算机调度端的联网来实现资源的共享，能进一步完善、强化能源计量和考核；能预防、防止事故的发生并可以最大限度的缩短设备的停电和检修时间，以保障整个配电系统的安全和可靠运行。
3 照明子系统的控制技术
照明系统主要包括生活照明和景观照明两部分。生活照明包括室内照明、路灯照明、楼道照明的等，它保证了居民的正常生活。而景观照明为小区居民生活提供一个更加优美、舒适的居住环境，为居民生活增添光彩。
3.1 照明控制技术的前景
由于传统的照明控制方法采用的是时间控制，对开灯关灯的时间设置都是一定的，不管是夏天还是冬天，是阴雨天还是晴天，开关灯时间是一定的，这不仅给人们的行走造成不便而且也造成了能源上的浪费，与现在提倡的节能减排、绿色环保相背。于是照明控制的智能技术应运而生，正好迎合了当今智能化小区的发展趋势。
照明智能化控制可以根据设置要求采取不同的供电方式，来达到不同时间、照度的要求。这种方式不但能很好的保证照明要求，而且还能够合理使用电源，有效节约能源，降低配电网的运作成本及维修等方面的费用。
由于照明智能化控制技术尚存在不足之处，其不足之处主要表现在对各个照明点安装声控或光控的智能控制器，感应周围环境的声音或光线对照明点的控制效果不能达到集中统一控制。这就要求我们开发出更先进的控制方式来满足人们的高质量生活。
3.2 照明智能控制系统的技术应用
（1）控制系统中利用式控制技术不仅能对住宅小区公共照明系统进行控制和管理，增强系统的可靠性，实现环保节能、降低管理难度及管理费用等功能，还可以将住宅小区的照明系统分区、分系统进行控制。道路、景观等照明都可以采用分区自动定时控制。
（2）智能控制系统的工作原理：它是利用各监测点的光电等智能传感器，搜集现场周围环境的光线强度、设备的工作状态等信息，转换为标准信号，通过C-DGP与现场总线，将这些信号经EIC和SCM传输给管理层，由中央监控装置完成集选功能规定的操纵控制，并经Ethernet总线由副控制器SCM实现系统的适时控制。另外，小区管理人员可以用中央监控室的PC机来监控管理照明系统，它可以监测到所有照明控制点和所有系统模块的工作状态，并根据检测的数据重新编排照明场景控制程序或对系统进行维护。
3.3 照明智能控制系统的优越性
小区智能化照明系统采用智能控制技术，它有着无与伦比的优越性，其主要表现在：改善居民的生活环境，提高人们生活的舒适性；可以达到节能环保降及低费用的目的；延长灯具的使用寿命，保护灯具，极大的降低了后期维修费用。4 结束语
社会在发展，人们的生活水平也在不断的提升，对居住的要求也越来越高，而配电控制系统以它安全、可靠、美化环境、节约能源及费用等优势，逐步深入到人们的日常生活。由此希望相关部门能研发出更先进的产品，提高住宅高新技术的含量从而提高人们的居住环境水平，来适应21世纪现代化居住生活的需要。
参考文献：
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目前，我国的姬菇栽培多数还停留在传统的大棚栽培方式上，传统的生产方式劳动强度大，设备简陋，受自然界影响很大，产品产量与质量均欠佳。一些有条件的生产企业已开始姬菇的数控智能工厂化栽培[1]。根据姬菇的适宜生长条件，采用最优的环境控制模式，进行智能工厂化大批量栽培姬菇，不受季节和环境的影响，实现全年可控、稳定的高效生产目标。与传统姬菇栽培方法相比，智能工厂化姬菇栽培具有以下特点：
一是产量高且稳定。姬菇在环境可控的菇房生长，可不受季节影响。在人工控制最适宜的生长条件下，产品质量稳定可靠。实现姬菇连续种植，解决传统种植因季节变化带来的不利因素。特别是夏季反季节栽培，将具有广阔的前景。
二是智能化管理。智能化系统对环境温度、湿度、CO2浓度、光照环境等参数进行监测，通过各种传感器实时采集每间菇房的环境因子参数，并通过网络传输到监控中心机的电脑及用户手机上，并根据栽培者设置的参数范围值进行自动控制通风系统、空气加压高端加湿系统、智能空调等环境调节设备，即在设置的参数值最低值和最高值系统自动开启、暂停，将数据控制在设置的范围值内。实现全天候智能自动控制、节能新型组合式的栽培菇房[2-3]。
三是可进行远程监控。通过无线网络或移动网络进行数据传揄，使管理者可远程视频、手机监控及时了解、控制姬菇生长过程中的各个环节，并在观察出现异常或参数出现偏差时予以排除和解决，实现精准化管理，充分发挥姬菇的产量潜能，确保姬菇产品的安全性与品质[4]。
四是数据自动采集并保存，查询方便。通过传感器，对温度、湿度、光照、CO2浓度等参数进行实时采集，详细记录，方便查询各参数值。只需在查询对话界面上输入所要查询的日期与时间，便可根据需要选择查询的菇房名称进行查询。每个关键点都需要周期性的记录，可轻松下载文本资源，方便管理者作研究分析与总结。另外，姬菇生产管理过程需要建立产品溯源的数据档案管理，为产品问题的追溯管理提供方便的渠道。
五是监控系统直接参与农产品质量检测环节。姬菇栽培过程始终处于透明和可控的状态，保障了产品的质量。系统同时对姬菇鲜菇生产管理的各个流程进行全程记录，从而能够及时准确地实现产品的生产追溯，杜绝农药残留和重金属等污染，让老百姓能够吃得放心。
六是原料本地化，节约农业资源。一般使用农产品下脚料为原料袋栽，破解农业资源短缺的制约，提高农业生产综合经济效益，能够达到循环、高效、生态之目的。
广西壮族自治区贵港市农业科学研究所自2013年下半年以来，开展利用农业数控智能化系统栽培姬菇的研究。根据姬菇的适宜生长条件，采用最优的环境控制模式，进行数控智能工厂化栽培姬菇，不受季节和环境的影响，实现全年可控、稳定的高效生产目标。经过2年的试验探索，已初步掌握该系统的调控技术，对姬菇智能工厂化栽培的特点及实际运行模式实践摸索，实现全天候远程监控和管理保温板房的姬菇鲜菇生产。笔者现将生产实践中的做法和体会总结如下，以供参考。
1 场地选择
数控智能化菇房的建造选址都要求地面平坦开阔，通风良好，排灌方便，周围环境卫生，无废水、垃圾、污染源，并远离禽厂、垃圾站等不洁场地，生产水源符合饮用水生产标准。还应注意培养料预湿场地、发酵场地，应与菇房至少间隔100 m以上，中间有建筑物或绿化带作间隔，以防止发酵场的病虫害污染菇房。
2 保温板房（菇房）的建造
科学的建筑方式是智能化环境监控系统的首要前提。从菇房的基建开始，就要结合温度、湿度和二氧化碳浓度等三大要素。从保温方式与通风效果方面考虑，做到冬季升温、夏季降温。保温板房材料应尽可能采用热导系数小的高效保温隔热材料，以减少保温层的厚度，提高菇房内使用面积。保温隔热材料的性能取决于材料的热导系数，热导系数愈小，其保温隔热的性能则愈好[5]。
3 菇房设备配置
菇房内配套安装智能化调控系统、制冷设备和空气加压高端雾化装置。购置移动式制冷设备，各菇房门口安装环境因子实时数据显示屏，并安装抽风机、送风机等基础设备。方便管理者准确掌握四大要素从而有机协调管理，解决了传统生产中劳动强度大的问题。
4 姬菇菌袋的制作与菌丝培养
姬菇栽培主要采用袋料栽培方式，使用配方为棉籽壳50%、玉米芯（桑枝）40.2%、玉米粉5%、石灰3%、石膏1%、磷肥0.5%、防腐剂0.3%（采用23 cm×36 cm×0.05 cm聚乙烯塑料袋，每袋干料0.75～0.85 kg）。常压灭菌6 h，冷却后接种，菇房要求提前做好清洁、消毒工作，以防止杂菌感染。接种后，将菌袋层叠摆放方式整齐叠放于菇房内的铁架上，置25 ℃的培养室内培养。
5 利用农业数控智能化系统进行全天候监控和管理姬菇的鲜菇生产
当菌丝达到生理成熟时即可进行姬菇鲜菇生产管理。姬菇出菇环境采用数字化智能系统进行在线监测和人工调控，以便于标准化生产和管理。
5.1 温度管理
由于数控智能化菇房不受季节限制，栽培者可根据需要的出菇时间，合理安排制作姬菇出菇菌袋（菌丝长满袋一般在25 d左右）。待菌丝长满后就可进入管理阶段。为探索到姬菇的最佳出菇温度范围值，笔者进行了多次出菇温度范围的处理，结果表明：设置温度范围太低，菇体生长发育慢并且浪费能源；设置温度范围过高，菌盖颜色会变浅，形状扭曲成喇叭花状，影响品质等级。结合高产、优质和节能等多方面考虑，最终确定将温度范围在智能专家系统上设定值为18～22 ℃，最能体现产品价值。
5.2 湿度管理
在专家系统上设置好相应的湿度参数范围值后，该系统则根据这个范围值进行智能控制。低于范围值时自动开启雾化加湿系统，达到范围值最高点时则雾化加湿系统自动停止。雾化加湿与传统的人工水管喷水相比较，前者加湿为迷雾小颗粒状水，自动补充湿度，更满足姬菇生长需要。首先，菇房的水分管理要根据菇房的保湿性能和外界气候变化的情况灵活掌握（有空气交换设备，有一定程度影响）。如果菇房内空气湿度设置不合理，太低或者太高会造成姬菇偏干或偏湿，影响菇质及产量，所以菇体水分把握是关键。经过多次试验，将菇房内空气湿度值设置在86%～95%之间最为合适，菇面湿润而保持合适水分。此外，要根据姬菇子实体发育期设置不同湿度值管理，催蕾期只要保持出菇口料面湿润为宜，转潮期养菌湿度要控制在80%以下。
5.3 换气管理
姬菇子实体生长期间需要有足够的氧气，即二氧化碳浓度不可过高。如果菇房内通气不良，二氧化碳过高很容易导致菇柄过长甚至长畸形菇，每潮菇的出菇旺季需要大量换气，因此在出菇期间结合湿度管理，将二氧化碳浓度设置在600～900 mg/kg之间为宜。
5.4 光线管理
菇房内的光线不能太明亮，出菇期间需要有适当、适量的散射光即可，以能看清报纸为度。
6 病虫害防治
姬菇菌丝培养阶段，常见的杂菌有绿色木霉、青霉、毛霉和红色链孢霉等，发现后应及时处理。子实体生长阶段，主要杂菌是粘菌，发现后应及时将染有粘菌的菌袋及时进行处理，同时加强菇房内的通风换气量。虫害主要有菇蝇和蚤蝇，可使用振频式诱虫灯，利用物理诱杀的方法扑杀害虫。
7 采收与产量
姬菇子实体成熟的标志为菌盖长至2～3 cm、菌盖边缘内卷、孢子尚未弹射。采收要及时，要保证菇体完整。整个栽培周期需要3～4个月，产量主要集中在第1、2、3潮，每采完1潮菇后应停水进入菌丝恢复期2～3 d，再进入加湿管理，每潮菇转潮需要5～12 d。从2013年下半年投入使用至今，利用数控智能系统共进行了6批姬菇生产管理试验，每批试验制作菌袋6 000袋，平均单产可在0.60～0.85 kg之间，取得了较好的效益。
8 结语
姬菇数控智能工厂化栽培是现代我国食用菌产业发展的必然趋势，它不仅打破了传统农业季节性生产的被动局面，促进了我国传统农业产业结构的升级换代，随着科技的进步及科研手段的不断完善，下一步将继续开展更多食用菌品种的开发与研究，加快农业食用菌数控智能工厂化的发展进程。
9 参考文献
[1] 梁晋谊，成传荣，许克勇，等.灵芝的工厂化栽培技术[J].食用菌，2015（3）：30-31.
[2] 高学敏，胡永光，堀部和雄.金针菇工厂化生产环境控制模拟模型[J].中国食用菌，2004（2）：22-24.
篇11
1 智能技术概述
智能技术又被称为人工智能技术，在对人类智能研究的基础上，对相关理论进行模拟和实践，最终研究出的一种与人类智能科学技术相类似的技术方式。智能技术作为计算机科学技术的一个重要分支，在电力自动化方面得到了广泛应用。从当前智能技术的发展状况来看，智能技术重点研究和探索的内容是专家系统和智能机器人。通常来说，智能技术将一些复杂的思考性问题，作为研究重点，在充分结合人工智能理论的基础上，对人类大脑所能思考的问题进行模拟，对收集的相关信息进行分析和研究，进而对动作做出正确的反应。鉴于智能技术对人类大脑思维进行模拟，因此，其在各个领域都得到了广泛使用，提高了各个领域发展过程中的智能化和自动化程度。
2 智能技术的优势分析
2.1 智能技术的运用优势
智能技术与以前的电力自动化控制技术相比，突出优点是运行之前不用建立控制模型，而以往的电力自动化控制技术，必须要事先建立控制模型，并且不同的项目工程建立的控制模型也不相同，有的项目则需要建立十分复杂的控制模型，给施工人员的工作带来较大难度，同时，浪费了大量的人力资源。然而，智能技术的应用，则大大降低了工作难度，同时减少了人力和物力资源的浪费，提高了工作效率，使项目初始设计阶段一些不能够有效把握的损失，得到了有效避免。智能技术与以往电力自动化技术相比，另外一个突出优点是反应速度快，大大减少了反应时间，提高了工作效率。
2.2 提高电力自动化控制系统的一致性
智能技术应用于电力自动化控制系统，能够统一处理不同的数据，无论是简单还是复杂的数据，经过系统的处理，能够得到高度一致的结果，提高了电力自动化控制系统的控制效果。
3 智能技术的电力自动化控制系统的设计
3.1 系统的架构设计
由于基于智能技术的电力自动化控制系统设计过程复杂，需要多个学科协同进行，才能够顺利完成，这就要求智能技术程序设计人员，必须拥有扎实的专业技能，还要全面系统了解电力系统相关专业知识。除此之外，程序员和需求人员都要深入基层进行实验操作，全面掌握操作步骤，对于比较容易出错的操作，要不断加以改进。
开发人员要全面系统学习计算机理论知识，才能够进行具体的程序编写，并且要充分结合智能化控制所要实现的控制目标，最终对设备实现智能操作。通过编写的计算机程序实现设备的智能操作，可以大大简化人工控制时间和工序，全面实现计算机自动控制，从而不断提高电力自动化设备运行的安全性和可靠性。
系统流程如图1所示。
3.2 控制系统的功能设计
3.2.1 数据智能采集传输
智能技术的应用替代了以往的人工数据控制电力设备的方式，实现了终端设备与控制平台的直接连接，终端仪表中的数据，可以通过数字化手段收集和传输，对设备进行的各种操作可以在第一时间内完成，从而提高了电力设备自动化控制效率。
3.2.2 智能监控与预警
基于智能技术的电力自动化控制系统，不需要人工进行操作，预警和监控全面实现了自动化，因此，智能监控技术，成为了保障电力设备安全运行的关键措施。预警和监控全面自动化的实现，得电力设备时刻处于安全可控状态，可以有效减少事故的风险。
3.2.3 智能故障录波
电力自动化控制系统在智能操作过程中，借助智能技术，使电力设备的智能故障滤波得以实现，能够全面记录设备故障滤波的模拟顺序和模拟过程，并且可以实现智能捕捉波形，大大提高电脑对设备的自动化控制效果，简化了记录工作，减少了人员工作量，同时也有利于电力设备的故障诊断。
4 应用技术评价及建议
4.1 优化电力设备的设计
篇12
1、电力系统中智能控制的应用领域
人工智能控制作为一门新的技术学科，涉及到多方面知识，如数学、哲学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论，人工智能控制技术运用于多个层次，在智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程上相当于催化剂，使工作更有效地进行着。在现代科学技术不断进步的社会，效率的提高是最重要的，无论在生产还是生活方面。计算机技术的广泛运用是当今社会发展的强有力保障，自动化生产、运输、传播离不开计算机编程技术。
2、智能控制的优势
把人工智能控制的方法引入电力控制系统，将控制理论的分析和理论的洞察力与人工智能控制的灵活框架结合起来，才有可能得到新的认识上的突破。人工智能控制主要表现在智能决策上，能够有效地解决复杂性和不确定性的控制问题。模糊控制就是在研究人的控制行为特点的基础上发展起来的。对于无法构造数学模型的被控制对象，让计算机模仿人的思维方式，进行控制决策。人的控制可以用语言加以描述，总结成一系列的条件语句，即控制规则。运用微机的程序来实现这些控制规则，这样就很像是人的思考行为了。因此，人工智能控制可以有效地解决现代工业生产中许多无法用数学模型精确描述的工艺工程，以及利用传统数字计算机难以获得令人满意效果的诸多问题，在电力系统应用中表现了很大的优势。
3、智能控制的主要应用方法
3.1模糊技术在电力系统中的自动化控制中的应用
“模糊理论”（FT）是将经典集合理论模糊化，它是一个经典集合论。模糊语言变量，模糊逻辑和模糊推理，是有完整的推理系统的智能技术。模糊控制是一种切实可行的方法，控制的模拟模糊推理和决策过程。它的原理是根据已知规则的控制和数据，由模糊输入量推导出模糊控制输出主要包括模糊化、模糊推理与模糊判决三部分。根据这三个部分的分析，做出正确的决策。
随着科学技术的进步和社会的不断发展，模糊控制理论也在随之改进，模糊控制的优点逐渐得到体现，并且已被广泛应用与推广。模糊理论在电力系统中的应用越来越多，显示了模糊理论在解决电力系统问题上未来的发展潜能。在国外的成功案例中也不断在使用这一控制技术。例如，在欧洲某些国家调度中心，研究用模糊控制的方法描述调度员的负荷预测方法，已取得了令人满意的效果。
在应用控制中，大多依据模型来进行，并且这一方法已经渐渐的被广泛接受。模型有简单的也有复杂的。一般线性模型为简单模型，但是实际应用中大多为复杂的非线性系统。在模拟非线性过程中，模糊关系模型（FRM）是一个简单而有效的方法，仍然只是“次优”方法。模糊关系模型来直接描述的输入和输出之间的关系，单输出系统是容易实现的，但实现多输出系统仍然是困难的。如果要为了克服这些缺点，要与其他人工智能技术和模糊理论相结合，并且在实际应用中取得良好的效果。
3.2专家系统在电力系统自动化控制中的应用
专家系统（ES）是发展较早、也是比较成熟的一类人工智能控制技术。专家系统主要由知识库和推理机构成，它根据某个领域的专家提供的特殊领域知识进行推理，模拟人类专家作出决策的过程，提供具有专家水平的解答。目前，电力系统运行和控制由有经验的调度人员借助自动化技术完成。这是由于一方面传统数值分析方法缺乏启发性推理的能力，同时也无法进行知识积累，另一方面电力系统自身的复杂性使一些必要的数学模型及状态量很难获取，单纯的数值方法难以满足电力系统的要求。因此，在电力自动化系统中引入电力专家的经验知识是十分必要的。
目前，全球都有不少与电力系统控制相关的专家系统投入试运行或进入实用化推广阶段，并取得了不错的效果，但是仍然存在着一些问题值得研究和探索：①当系统规模较大、规则较多时，完成推理的速度受到限制，因此目前已有的专家系统大多是用于离线，或者在线解决属于系统分析方面的问题，而在实时控制方面的应用还刚刚起步，有待进一步的研究；②现有的专家系统缺乏有效的学习机制，对付新情况的能力有限，而且容错能力较差，当系统发生故障或网络结构、系统参数、设备控制器配置等发生变化的情况下，将有可能得不到结果或给出错误的结果。如何与ANN、模糊推理等其它人工智能控制方法结合以提高专家系统的自学习能力和容错能力是值得研究的课题；③大型专家系统的建造周期长，知识的获取和校核比较困难，要建立完备的知识库，维护难度比较大，在建造专家系统之前必须充分考虑这些问题。
3.3人工神经网络在电力系统自动化控制中的应用
人工神经网络出现在上世纪40年代，（ANN）它是一个模拟的传输和处理，由人工只能模仿简单的控制，以神经元信息的人的基本特征连接而成。经历了七十多年的研究发展，在模型结构、学习算法等方面取得了许多重大的研究成果。与ES相比有三点优势，ANN的特点是用神经元和它们之间的有向权重来隐含处理问题的知识：首先，人工神经网络可以把信息分布存储，而且容错能力强；其次，人工神经网络有很强的学习能力，可以把知识实现自我组织，以适应不同的信息处理的需求；还有就是，人工神经网络计算神经元之间是相对独立性的，以方便的并行处理，执行速度更快。
篇13
建筑行业一直是关系到我国国民经济发展的热点问题，同时也给建筑的智能化带来了巨大考验，智能化建筑也已成为现阶段信息化技术改造的直接体现形式。而从能耗的角度进行分析，我国大部分建筑能耗逐年增加，楼宇的智能化与节能化技术已成为人们越来越关注的问题。为此，在今后的建筑建设过程中，应从规划、设计、施工以及后期运营管理等各个环节强化智能技能控制系统技术创新，彻底转变现阶段楼宇高能耗问题。在具体的工作开展过程中，应从设备配置及控制的节能策略、建筑设备的调试以及楼宇智能化技术的调试、优化等工作入手，充分利用智能化技术来提升楼宇能耗管理水平。
一、楼宇智能技能控制系统技术应用现状与强化技术创新的意义
我国建筑智能技术在楼宇自动化控制技术方面与发达国家相比还有着非常大的差距。受到智能建筑行业产业集中度低、规模小、技术粗糙等因素的影响，大部分楼宇智能化设备控制系统缺乏相应的设备运行策略，由于智能化节能使用策略的实施也就无从谈起。甚至对于部分楼宇智能化节能控制系统而言，处于半自动运行或不正常运行状态，严重影响了智能化节能系统的开发与应用，这无疑造成了对能源的巨大浪费。
对楼宇智能化节能系统技术的创新不仅能有效提升物业安全管理，还能有效确保楼宇内设备的正常运行。对于楼宇智能化节能控制系统而言，是对各类能耗报警信号做出快速反应的智能化中枢系统，同时也是以计算机为主的控制管理中心。为此，应根据楼宇的具体情况，建立一套完善的包括材料节能、电力节能、中央空调节能、结构、监管节能等为一体的智能控制系统，以便在降低楼宇能耗的同时，对楼宇内能耗状况进行实时监督，最大限度地降低能耗有效改善居室内决定环境质量的能源消耗。同时，对于现阶段的建筑智能化节能系统而言，还应充分体现出建筑与节能、健康以及环保的和谐，从规划设计过程中所涉及到的水、电、气等基础设施配置入手，从楼宇周边环境、楼宇结构布局、气候影响以及人的行为因素影响等方面进行综合研究，以在实现高效节能的同时，满足人们日常生活的基本需求。
二、强化楼宇智能技能控制系统技术创新的有效途径
（一）建筑材料创新，利用节能材料
对于我国现阶段的建筑而言，建筑能耗已成为社会总能耗的重要组成成分。一方面，我国能源紧缺，能源形势严峻；另一方面，建筑在规划、设计以及施工过程中存在着明显的能源浪费，在材料的应用过程中表现的尤为突出。为此，在今后的楼宇设计、施工过程中，应加强耐冲击、高保温、抗折压能力强的新型节能材料，以有效提升墙体的保温效果。
墙体保温材料种类较多，分有无机类、有机类与其他种类的材料，有机类。对于目前的应用而言，发泡塑料板材、颗粒类、岩棉等材料应用仍然占有较大比重，而玻璃发泡材料、水泥发泡材料、墙体字保温材料、保温装饰材料以及相变材料等材料的应用仍然较少，这些材料均是新型的高性能保温隔热材料。同时，还应加强如膨胀珍珠岩、聚苯板、岩棉、炉灰、炉渣、粉煤灰等传统保温材料的应用，这些材料在建筑中的应用既节能，又经济环保，能有效满足楼宇建设可持续发展需求。
（二）建立只能照明控制系统，有效节约能源
为有效解决能源，还应建立一套完善的楼宇照明智能化控制系统，在符合总线标准的前提下，选择以弱电总线通讯的方式来控制强电末端设备，以强化对灯光设备、安全防范、设备、AV设备及HVAC设备控制的开光控制、分散集中控制、调光控制开关控制、延时控制、远程控制、红外线控制以及与其他设备系统的联动控制，控制方式方面灵活、易于维修与维护且自动化程度高。随着高新技术的不断发展，人们对于生活环境质量提出了更高层次的要求。为了满足这种需求，新型楼宇建筑必须安装更为先进的智能技能照明控制系统，以满足不同使用者对于智能使用与管理需求，为楼宇建设者、用户等获取更大的经济效益。
（三）强化技术创新，实现门窗节能
对于楼宇建筑能耗而言，门窗是最为薄弱的部位，在总楼宇能耗中占有较大比重。其中，冷风渗透约占门窗总能耗的三分子一左右，传热损失占到百分之三十到四十。因此，在对门窗的设计过程中，应充分考虑这一问题，强化技术创新，在确保采光、管径以及通风等要求的同时，尽可能提升外门窗的气密性，从而优化其自身的保温性能。在此过程中，还应尽可能地降低楼宇住宅外门窗洞口面积，降低冷风渗透，以最大限度地降低门窗自身的传热损失。同时，除了应采取提升外门窗的气密性等常规的节能措施外，还应对住宅窗墙比，降低冷空气渗透，并充分借助建筑智能化控制技术，实现门窗的自动开启，以降低由认为因素所造成的热损耗与冷渗透。
（四）充分合理利用能源，强化地热能源利用
为了提升楼宇能源利用率，还应加强对地热能源的利用。在冬季可“取”出地热中的热量，给楼宇室内供暖；在夏季，将楼宇室内的热量“取”出来释放到地能中去。在现阶段的楼宇智能技能控制系统的建设过程中，应首先考虑加强智能化地热供暖和供热水技术的开发与应用，以提升地热清洁能源的利用率，满足对于能源利用的生态化需求。
（五）合理利用智能建筑自控系统，设置机电设备的启停控制时间
在智能化建筑控制系统建设过程中，应加强对于智能化启停控制技术的开发与完善，通过对机电设备最佳启停之间的计算最佳启停时间的计算，缩短不必要的设备启停时间，以此来实现楼宇建筑节能的目标。对于实行阶梯电价的部分地区而言，应充分利用智能楼宇建筑自控系统，在用电高峰期选择投入应急发电设备，在用电高峰时，自动卸除不必要的设备。通过对这些措施的实施，能有效实现避峰运行，降低用电高峰期用电负荷，从而减低楼宇用电设备运行费用
（六）构建中央空调智能化节能控制系统，降低能源损耗
在对楼宇中央空调的设计过程中，泵型号的选择是由最大负荷所决定的，而泵的定功率往往要大于设计的最大功率，这就造成了中央空调设备选型的能源浪费。同时，受到内外界不确定性因素的影响，系统的实际负荷处于不断变化过程中，多数时间内都处于部分负荷状态。为此，应强化技术创新，在楼宇中央空调中加装“中央空调节能控制系统”，对冷冻水泵、冷水机组以及冷却水泵的工作状态、楼宇室内外温度、冷冻、冷却水供回水温度、冷冻水压差以及主机设备功率消耗等参数进行实时监控，以提升设备运行的智能化运行。与此同时，还可通过计算机网络对整个楼宇中央空调系统的运行状况进行动态监控，以有效提升楼宇管理人员对用电设备的管理水平，同时也实现了楼宇空调系统的远程操作控制功能。
与此同时，还应加强智能化照明能效管理系统、供排水电效管理系统等楼宇各项功能系统的建立，以达到集中管理与分散控制的目的。智能化能效管理系统的建立还可实现对整套楼宇节能系统的自动化管理，并对各个子系统的运行状态进行检测，在系统出现异常运行状况时，进行异常信息自动报警，根据设备运行状况的动态记录数据与所显示的多种实时参数来提升楼宇智能化能效管理水平，最大限度地降低能耗与运行成本。
三、结束语
综上所述，加强楼宇智能技能控制系统技术创新工作，对提升楼宇能效管理水平，实现楼宇运行管理的集约化、智能化、自动化发展等发挥着非常重要的作用。为此，在今后的楼宇规划、设计、施工过程中，应加强新设备、新技术的完善与创新，顺应时代需求，强化对于楼宇智能化控制系统的研究与应用，以在实现降低楼宇能耗的同时，满足人们的日常居住需求。
