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1國內外數控系統發展概況

隨著計算機技術的高速發展，傳統的制造業開始了根本性變革，各工業發達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發生根本性變革，由專用型封閉式開環控制模式向通用型開放式實時動態全閉環控制模式發展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。

2數控技術發展趨勢

2.1性能發展方向

2.1.1高速高精高效化速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

2.1.2柔性化包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。

2.1.3工藝復合性和多軸化以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。

2.1.4實時智能化早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為?？茖W技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。

2.2功能發展方向

2.2.1用戶界面圖形化用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前INTERNET、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。

2.2.2科學計算可視化科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于CAD/CAM，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

2.2.3插補和補償方式多樣化多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2D+2螺旋插補、NANO插補、NURBS插補(非均勻有理B樣條插補)、樣條插補(A、B、C樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。

2.2.4內裝高性能PLC數控系統內裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準PLC用戶程序實例，用戶可在標準PLC用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。

2.2.5多媒體技術應用多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

2.3體系結構的發展

2.3.1集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用FPD平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術，通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。

2.3.2模塊化硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如CPU、存儲器、位置伺服、PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。

2.3.3網絡化機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

2.3.4通用型開放式閉環控制模式采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、CAD/CAM、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

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2　數控技術發展趨勢

2.1　性能發展方向

(1)高速高精高效化　速度、精度和效率是機械制造技術的關鍵性能指標。由于采用了高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統以及帶高分辨率絕對式檢測元件的交流數字伺服系統，同時采取了改善機床動態、靜態特性等有效措施，機床的高速高精高效化已大大提高。

(2)柔性化　包含兩方面：數控系統本身的柔性，數控系統采用模塊化設計，功能覆蓋面大，可裁剪性強，便于滿足不同用戶的需求；群控系統的柔性，同一群控系統能依據不同生產流程的要求，使物料流和信息流自動進行動態調整，從而最大限度地發揮群控系統的效能。

(3)工藝復合性和多軸化　以減少工序、輔助時間為主要目的的復合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發展。數控機床的工藝復合化是指工件在一臺機床上一次裝夾后，通過自動換刀、旋轉主軸頭或轉臺等各種措施，完成多工序、多表面的復合加工。數控技術軸，西門子880系統控制軸數可達24軸。

(4)實時智能化　早期的實時系統通常針對相對簡單的理想環境，其作用是如何調度任務，以確保任務在規定期限內完成。而人工智能則試圖用計算模型實現人類的各種智能行為?？茖W技術發展到今天，實時系統和人工智能相互結合，人工智能正向著具有實時響應的、更現實的領域發展，而實時系統也朝著具有智能行為的、更加復雜的應用發展，由此產生了實時智能控制這一新的領域。在數控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著幾個主要分支發展：自適應控制、模糊控制、神經網絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等。例如在數控系統中配備編程專家系統、故障診斷專家系統、參數自動設定和刀具自動管理及補償等自適應調節系統，在高速加工時的綜合運動控制中引入提前預測和預算功能、動態前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數控系統的控制性能大大提高，從而達到最佳控制的目的。

2.2　功能發展方向

(1)用戶界面圖形化　用戶界面是數控系統與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計算機軟件研制中最困難的部分之一。當前internet、虛擬現實、科學計算可視化及多媒體等技術也對用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業用戶的使用，人們可以通過窗口和菜單進行操作，便于藍圖編程和快速編程、三維彩色立體動態圖形顯示、圖形模擬、圖形動態跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實現。

(2)科學計算可視化　科學計算可視化可用于高效處理數據和解釋數據，使信息交流不再局限于用文字和語言表達，而可以直接使用圖形、圖像、動畫等可視信息?？梢暬夹g與虛擬環境技術相結合，進一步拓寬了應用領域，如無圖紙設計、虛擬樣機技術等，這對縮短產品設計周期、提高產品質量、降低產品成本具有重要意義。在數控技術領域，可視化技術可用于cad/cam，如自動編程設計、參數自動設定、刀具補償和刀具管理數據的動態處理和顯示以及加工過程的可視化仿真演示等。

(3)插補和補償方式多樣化　多種插補方式如直線插補、圓弧插補、圓柱插補、空間橢圓曲面插補、螺紋插補、極坐標插補、2d+2螺旋插補、nano插補、nurbs插補(非均勻有理b樣條插補)、樣條插補(a、b、c樣條)、多項式插補等。多種補償功能如間隙補償、垂直度補償、象限誤差補償、螺距和測量系統誤差補償、與速度相關的前饋補償、溫度補償、帶平滑接近和退出以及相反點計算的刀具半徑補償等。

(4)內裝高性能plc　數控系統內裝高性能plc控制模塊，可直接用梯形圖或高級語言編程，具有直觀的在線調試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標準plc用戶程序實例，用戶可在標準plc用戶程序基礎上進行編輯修改，從而方便地建立自己的應用程序。

(5)多媒體技術應用　多媒體技術集計算機、聲像和通信技術于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數控技術領域，應用多媒體技術可以做到信息處理綜合化、智能化，在實時監控系統和生產現場設備的故障診斷、生產過程參數監測等方面有著重大的應用價值。

2.3　體系結構的發展

(1)集成化　采用高度集成化cpu、risc芯片和大規?？删幊碳呻娐穎pga、epld、cpld以及專用集成電路asic芯片，可提高數控系統的集成度和軟硬件運行速度。應用fpd平板顯示技術，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優點，可實現超大尺寸顯示，成為和crt抗衡的新興顯示技術，是21世紀顯示技術的主流。應用先進封裝和互連技術，將半導體和表面安裝技術融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數量來降低產品價格，改進性能，減小組件尺寸，提高系統的可靠性。

(2)模塊化　硬件模塊化易于實現數控系統的集成化和標準化。根據不同的功能需求，將基本模塊，如cpu、存儲器、位置伺服、plc、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標準的系列化產品，通過積木方式進行功能裁剪和模塊數量的增減，構成不同檔次的數控系統。

(3)網絡化　機床聯網可進行遠程控制和無人化操作。通過機床聯網，可在任何一臺機床上對其它機床進行編程、設定、操作、運行，不同機床的畫面可同時顯示在每一臺機床的屏幕上。

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)通用型開放式閉環控制模式　采用通用計算機組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結構，便于裁剪、擴展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數控系統。閉環控制模式是針對傳統的數控系統僅有的專用型單機封閉式開環控制模式提出的。由于制造過程是一個具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實現加工過程的多目標優化，必須采用多變量的閉環控制，在實時加工過程中動態調整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實時動態全閉環控制模式，易于將計算機實時智能技術、網絡技術、多媒體技術、cad/cam、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，構成嚴密的制造過程閉環控制體系，從而實現集成化、智能化、網絡化。

3　智能化新一代pcnc數控系統

當前開發研究適應于復雜制造過程的、具有閉環控制體系結構的、智能化新一代pcnc數控系統已成為可能。

智能化新一代pcnc數控系統將計算機智能技術、網絡技術、cad/cam、伺服控制、自適應控制、動態數據管理及動態刀具補償、動態仿真等高新技術融于一體，形成嚴密的制造過程閉環控制體系。

作者單位：張俊（北京市東直門外望京路4號，北京機床研究所數控工程中心，郵編：100102）

魏紅根（北京機床研究所）

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在現代制造系統中，追求的是高速、高精度、高可靠性，那么數控系統正好可以追求目標，數控系統的研發、及應用推廣、人才培養必將會使制造業自動化得到全面的實現，為提高企業生產水品和現代化水平夯實牢固的基礎。智能化數控系統是集制造科學、計算機科學、自動控制理論及圖形技術、檢測、監控技術等多學科的綜合，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，在制造行業中起著舉足輕重的作用，為制造行業的未來發展指明了方向。

1調度在日常工作中的職能

1.1維持運行正常、保證生產穩定

在很多行業中，編制生產計劃和生產工作計劃，由于人為因素，無論多么周密的考慮，多么具體的安排，也不可能預料到實際生產過程中的各種變化。實際生產過程中，情況十分復雜，不可預料，有人為的不安全因素，也有物的不安全狀態，這都是問題出現的根源。一旦出現這些問題，就會造成生產波動，甚至造成生產過程中斷，被迫停車，生產難于完成。作為調度就是要及時了解掌握各種不利因素。組織各有關部門、有關人員消除隱患，處理解決這些意外因素，以保證生產長期、穩定、安全運行，保證任務的完成。如果沒有生產調度的指揮調度，要想及時解決生產過程中隨時出現的問題，維持生產過程的正常運行，是非常困難的。

1.2收集有關數據、關注生產動態

生產調度不單要組織實現生產任務，在生產過程中，會有很多安全、工藝、設備、質量、環保、供應、銷售、服務等方面的變化因素和許多波動的數據，需要準確及時地記錄下來，這是一項繁瑣但十分重要的基礎工作。有了這些準確的數據和變化情形，才能夠為各級領導、各部門了解生產、指揮生產提供分析的材料依據，可作為日后學習經驗的有用材料。這些無非會加大調度的工作量。智能化數控系統會有效地解決這些問題。

1.3協調生產關系、貫徹領導指示

現代企業生產逐步趨向專業加工、深度加工，管理層分類過多。因此，協調好各項生產關系，對保證生產過程能夠正常運行起著決定性的作用。這就要求調度在生產中要把各級領導對生產管理的指示，均通過生產調度傳達下去，然后反饋給各級領導，等待他們的分析。

2智能化數控系統

數控技術，是一種采用計算機數字化運算、處理，并通過高性能的驅動單元對機械加工過程中各種信息進行控制。當前數控技術已大量應用于機械加工裝備，其中數控機床最為典型而得到廣泛的應用。當前數控系統雖然具有高速、高精度、高可靠性的性能，但這些遠遠不能滿足現代化的需求，所以智能化功能將成為未來數控系統的發展趨勢，如加工運動規劃、推理、決策能力以及加工環境的感知能力、智能數據庫、制造網絡通信能力、智能監控、智能編程等。

智能化是21世紀制造技業追求的一個大方向。隨著信息技術日益更新，發展飛速，智能化的概念開始逐漸滲透到各行各業以及我們生活中的方方面面，數控系統引入了自適應控制、模糊系統和神經網絡的控制機理，不但具有自動編程、前饋控制、模糊控制、工藝參數自動生成、學習控制、自適應控制、三維刀具補償、運動參數動態補償等功能，而且具有一定的人性化設計，并裝有故障診斷專家系統使故障監控、自診斷和功能不斷完善?？梢允炀毜膽玫讲煌男袠I領域，不出現任何錯誤。

那么智能化數控系統，就是所謂的模擬人的智能，讓整個生產過程更加人性化。在數控系統中包含著模擬、延伸、擴展的智能行為的運行程序，如自學習、自識別、自規劃、自修復、自繁殖等。智能數控系統通過對加工精度和效率的物理量進行檢測、建模、提取特征、自動感知加工系統的內部狀態及外部環境，通過對這些微量的變化，快速的智能決策，做出實現最佳目標的方案，并應用于后續生產。如對進給快慢、切削深淺、坐標移動、主軸轉動快慢等工藝參數進行實時控制，在最佳狀態下，使機床實現加工過程。

3智能化數控系統在調度方面的幾點應用

3.1協助調度有效排查故障

實際運行過程中的調度，經常會遇到一些意想不到的事件，如發生信號誤傳，電流波動或電壓不穩等，在日常的主站系統中出現這種這些事件，是無法有效跟蹤的，而且由于出現的不規律性，增加了工作人員的辨別難度，甚至是無從下手。沒法做出處理。

智能化數控系統可以對這些事件進行長時間監控跟蹤，并通過實時記錄形成相應的事件。工作人員便可以通過該系統進行詳細辨識，并可通過事件快速定位至原始報文，查找故障發生源。因為保存了全部的歷史數據，使工作人員查找故障時能有詳細的資料作為參考。

3.2對生產質量進行分析

由于智能化數控系統得到的數據等同于調度主站得到的數據，那么該系統分析出來的誤碼基本上是生產的真實情況。在運行過程中，由誤碼統計或幀簡析列表都可以看得出生產的質量。這樣工作人員，調度就可以第一時間發現問題，并及時做出處理，使生產恢復正常，保證生產質量，保證生產穩定。

3.3消除更多的缺陷和誤差

在整個調度系統中，由于設備種類比較多，而且各個廠家也不一樣，對控制的理解可能也存在一定的差異，就連同一種設備也是不同地區有不一樣的執行方法。

微小的差異可能不會對系統造成太大的影響，但是卻會蘊含著一些明顯的缺陷，有時會導致時間順序記錄對時誤差偏大。那么，這些微小的差異就可以通過智能化數控系統記錄下來來，讓問題得到更好的解決。

4智能化數控系統目前的實例效果

目前很多廠家都應用了智能數控系統，得到了各界的好評，并且還在開發和完善智能化數控系統。所以，調度方面智能化數控系統的投入使用，將使了一些調度業務和制度流程規范并固化，減少人為因素在業務處理過程當中的影響，提高工作效率。從總體使用情況來看，在調度運行管理、設備檢修審批流程管理方面，能夠提高綜合管理水平，實現調度運行管理日志電子化，新設備投產審批和設備檢修可以全部在網上流轉。

5結束語

智能化數控技術的應用為制造行業帶來了革命性的變更，不但給傳統制造業提供了技術指導，使應用行業實現工業化，而且隨著數控技術的智能化不斷進步和運用領域的擴大，智能化數控系統將會在一些重要行業如：IT、電網、輕工、化工行業等的發展起著越來越大的作用，因為這些行業所需裝備的數字化已是現展的大趨勢。智能化數控系統的運用，可以為生產行業精簡人員，減少工人們的勞動量，減少事故發生率，提高生產效率，為制造業減少大量的開支。相信智能化數控系統必將給調度方面帶來革新。

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前言：隨著社會的不斷發展進步，在工業生產中，人們對機電一體化技術的控制能力和效果提出了更高的要求，為了實現對機械設備的有效控制，人們運用了智能控制。在微電子技術及超大規模的集成電路不斷發展的條件下，目前我國的機電一體化技術越來越成熟，這為機電一體化的長遠發展提供了良好的外部環境，呈現出更加強大的生命力和發展前景。所以，智能控制在機電一體化方面的研究是當前人們熱衷的一大課題。

1、智能控制與機電一體化的關系論述

自 21 世紀的到來，智能化控制技術得到了有效的發展，并且廣泛的應用到社會經濟發展的過程當中。而將智能控制應用得到機電一體化技術當中，不僅為機電一體化提供了一個廣闊的發展空間，還有效的促進了工業化的生產，為人類社會工業產業化的發展打下了扎實的基礎。目前，我們除了將智能控制技術應用到機電一體化當中，還將許多先進的科學理論融入其中，從而形成了許多新思想、新理論，為機電一體化技術的發展提供了良好的發展前景。

2 、智能控制在機電一體化系統中的應用優勢

作為機械工業與微電子工業未來發展的主要方向，機電一體化必將會在以后的機械設備生產中占據主要技術地位，而智能控制系統技術也將會得到更進一步的發展。智能控制系統相較于傳統的自動化控制系統來講，在機電一體化系統中是具有更大的應用優越性的。這主要體現在智能控制系統更加人性化和智能化，增強機電一體化的適應能力。

2.1 完善機電一體化系統的性能，由于智能控制系統主要是在外部環境和控制器的作用下實現控制作業的。因此其控制指令的形成是直接根按照外部環境的變化趨勢來確定調控方案，這就省去了中間模型分析的環節，使機電一體化系統的性能更加快捷高效，工作精度更高，設備性能得到很大完善。

2.2 提高機電一體化的工作效率，采用智能控制技術能夠實現機械設備依據操作人員所發出的命令編碼自動進入工作狀態，繼而按照流程順序完成系統運行，這樣就僅僅只需要人力完成第一步指令輸入即可，極大的提高了系統的運行效率，避免了因人為因素而引起的失誤影響到工作效率。

2.3 增大機電一體化系統的安全可靠性，在機電一體化系統中，智能控制系統可以實現有效的智能控制，從而合理地調控設備中的結構或運行程序，這樣就能夠在很大程度上確保機電一體化系統的安全可靠。

3、 智能控制在機電一體化系統中的實際應用

3.1 機械制造中的智能控制

以經典的機械理論和計算機輔助技術并結合智能控制方法，在機電一體化系統的制造過程中形成了新行的機械制造工藝，并不斷向智能制造系統方面發展。智能控制技術解決了現代較為先進的制造系統必須依靠不夠精準和完備的數據來處理無法預測狀況的問題，利用神經網絡和模糊數學的方法，建立制造過程的動態模型，并以神經網絡的學習和并行處理信息的能力實行在線的模式識別操作，對殘缺不全的信息進行及時有效處理。

把智能控制技術應用于工程機械領域能夠提高工程機械各種故障的自我診斷能力，提高了工作效率和工程質量，解決了傳統控制力一直無法很好適應多變復雜對象的難題。特別是在一些特殊的情況工況中可以實現無施工人員的智能化、高質量的施工。向智能機械制造技術的方向發展是當前最先進的機械制造技術，其發展的基本原理是模擬人類制造機械的活動，利用先進的計算機技術及其它信息技術工具取代一部分人的腦力勞動。而對于一些殘缺不全的信息而言，它利用模糊集合和模糊關系的特性，對于殘缺不全的信息進行在線的模式識別。在高新科技和信息時代的引領下的背景下，人力操作為主的機電相關機械制造已經不能夠適應時代的節奏，未來其主要發展方向就是將智能控制及其相關科學技術與傳統的機械理論進行有效的融合。目前，工程機械的智能化主要體現：工程機械單機集成化操作與智能控制技術；工程機械的智能監控、檢測、預報、遠程故障診斷與維護技術；基于網絡的機群集成控制與智能化管理技術，特別是智能型救災工程機械已成為當前研制熱點。

3.2 電力電子學研究領域中的智能控制

將智能控制技術引入電力系統，在電機電器設備的優化設計、故障控制和診斷等方面，都相當有成效。對電器設備的設計優化，可用先進的遺傳算法進行優化計算，能大幅度縮短計算時間，有效節約成本，并提高電機電器的設計質量和效率。

3.3交流伺服系統中的智能控制

伺服驅動裝置在機電一體化系統中的控制質量和系統動態性能方面發揮著關鍵性的作用，但交流伺服系統有著相當復雜的非線性和時變性等不確定因素，而智能控制技術以非線性控制方式將人工智能引入智能控制器，能很好地適應系統參數的時變情況，其在交流伺服系統的應用解決了建立精準數學模型的困難，提高了機電一體化系統的穩定性。

3.4 數控領域中的智能控制

數控領域所應用的智能控制有相當高的性能要求，尤其是在延伸、擴展和模擬的知識處理方面，如加工運動推理、網絡通信制造能力以及感知加工環境的能力等，必須能進行自適應控制、自組織控制等，智能控制可以解決信息模糊、不確定性等控制問題，取得良好的成效。

隨著科學技術與信息技術的發展，智能控制和數控相關領域逐漸。由于研究的對象和系統越來越復雜，我國的機電一體化技術的發展對數控技術提出了更高的要求，大量學者、工程技術人員開始嘗試應用智能控制理論，在機械加工、模具制造等領域運用數控技術。運用智

能控制新興技術可以讓數控技術實現智能編程、監控、建立智能數據庫等重要目標。當今數控技術的發展方向主要是開放式數控系統的構建。建立統一系統平臺，增強數控系統的柔性，借助于數學模型描述和分析的傳統控制理論難以解決復雜系統的控制問題，調解變化頻繁的需求與封閉控制系統之間的矛盾都是構建開放式數控系統的一些主要目的。

結語：

由上述分析我們可以看出，智能控制系統在機電一體化的發展過程中具有重要的核心地位。盡管智能控制技術是近年來方才被研發應用的新技術，但其發展速度卻是非?？斓?，目前智能控制系統已經被廣泛應用在多個領域，并發揮出良好的功能作用。我們相信，在未來科技技術的推動下，智能控制系統的功能必將更加強大，從而促使機電一體化的快速發展。為此我們仍然至少需要做到以下兩點:(1加大研發力度，提高智能控制系統的理論研究水平。理論是技術發展的動力和依據，只有深入研究智能控制系統的理論，才能促使其更加快速、穩定的發展。(2不斷擴大智能控制系統的應用范圍，進一步增強其應用功能。從當前的智能控制系統發展現狀來看，盡管其已經被應用在多個領域，但仍然具有很大的發展空問。主要能夠再進一步的提高智能控制系統的性能，就可以促使其更好的為機電一體化的快速發展服務。

參考文獻

[1]楊鶴年.機電一體化系統中的智能控制技術[[J].煤炭技術，2011（7) .

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智能控制技術（ICT：Intelligent Control Technology）是控制理論發展的一個新高度，開創了控制理論的新時代。智能控制技術解決的對象主要是那些用無法用傳統方法解決的復雜系統的控制問題?！爸悄芸刂啤敝傅氖窃跓o外界因素干擾的情況下能夠自主地驅動智能機器來實現控制目標的自動控制技術。常用的智能技術主要包括模糊邏輯控制，神經網絡控制，學習控制，專家系統，分層遞階控制等等。以智能控制為核心的智能控制系統具備一定的智能行為，例如：自學習、自適應、自組織等等。它主要用來解決工程上難以用數學方法精確描述的、隨機的、模糊的、復雜的、柔性的控制問題。此外，工程機械中也經常應用智能控制系統，其深度和廣度也是不可小覷的。

2、智能控制系統類別形式與特點

目前智能控制系統的應用已經相對普遍了，那么當前采取的智能控制系統都有哪些呢？

2.1分級控制系統

分級控制系統又稱為分級階梯控制系統，是美國普渡大學提出的控制理論。它的理論是在自適應控制和自組織控制的基礎上提出的。它由低到高分為組織級、協調級和執行級這三個級別。具體情況如下所述：

1）執行級：根據上級發出的命令，執行確定的某些動作，并完成組織分配的各項任務。

2）協調級：此級由控制管理分層和控制監督分層組成。主要負責協調各項任務，以保證各項任務得以高質量完成。

3）組織級：它是通過用戶和人機接口進行交互，執行最高決策的控制功能，對協調級和執行級的任務進行組織，監視并指導協調級和執行級這兩個級別的行為。

2.2學習控制系統

學習控制系統是通過對內部結構進行判別、認知和調整后，利用對信號循環輸入以及數據處理來保證良好的運行效果。它是一種自動控制系統，能在運行過程中逐步獲得受控過程以及環境的非預知信息，積累控制經驗，不斷更新各種數據和資源，并且能在一定的評價標準體系下進行分類、估值、決策和不斷改善。

2.3專家控制系統

專家控制系統是人機相結合的一種形式，它能將人的知識、經驗、技能融合進計算機系統。在這個系統中，計算機數據庫含有某個領域專家水平的知識和經驗和技能，且次系統能像人的大腦一樣對各種數據和資料進行分析、處理，然后利用這些知識、經驗和技能來解決該領域的高水平復雜疑難問題。

2.4神經網絡系統

神經網絡是指由大量的人工神經元互聯而組成的網絡，這些人工神經元與生物神經系統的神經細胞相類似，神經網絡也可以由大量象生物神經元的處理單元并聯互聯而成。智能網絡結構形式主要運用了人工神經元模式、神經細胞模式。其中，神經網絡的主要功能是模仿真人和智能控制。

機電一體化智能控制中的智能控制技術通常具有以下一種或者幾種特點：

（1）分層遞階的組織結構：“智能遞增，精度遞減”的原理在智能控制系統的組織結構中得到了充分體現，此原理也是智能控制系統的一大特色。其協調層次與其所體現的智能成正比，二者相互促進、共同提高。

（2）多模態控制：智能控制系統通常采用多態控制，這種多態控制通常具有具有開、閉環控制相結合，定量控制與定性決策相結合，數學模型和非數學廣義模型相結合的特點。

（3）自學習能力：學習控制系統是能夠對一個過程或者環境的未知特征所固有的信息進行學習，并且能將其所得到的信息與其以往的經驗相結合，用于進一步的估計、分類、控制或者決策的一種系統，它的整套模式使系統的性能得以改善和提高。和人們的學習能力一樣，智能控制系統的學習功能也參差不齊，高層次的學習功能主要包括知識的更新與遺忘，它使系統的資源處于不斷更新的狀態，是一個動態的過程；低層次的學習功能則主要包括對控制對象參數的學習，它是一個相對的靜態過程。

（4）自適應能力：智能控制系統中的智能行為實質是一種映射關系，反應了從輸入到輸出之間對應關系，我們可以把它看成是一種不依賴模型的自適應估計。因此，它具有很好的適應性能。由于系統具有插補功能，所以即使當系統的輸入不是以前見過的例子時，甚至當系統中某些部分出現故障時，系統也能夠不受干擾，像沒遭到破壞之前一樣正常地工作，給出適當的輸出。如果智能系統更加強大的話，它還能夠自我找出故障，甚至還具備自我修復的功能，體現了智能控制系統更加強大、更加完善的適應性能。

3、智能控制技術在機電一體化系統中的應用

目前機電一體化中的智能控制技術的應用已經成為一種潮流與趨勢，數控機床和智能機器人就是反應這種趨勢的最好的例子。數控機床的智能化體現在各類傳感器對切削加工過程中以及加工過程前后的各種參數進行監測和比較，并且通過計算機系統對檢測出來的數據資料進行分析整合，做出正確的判斷與綜合處理，自動對異?，F象進行調整與加工，以保證加工過程的順利進行與完成，從而保證加工出合格、高品質的產品。智能機器人是通過視覺、聽覺、觸覺等各類傳感器檢測工作狀態，根據實際變化過程反饋的數據、信息然后做出正確的判斷和決定。此外，智能控制系統在工程機械中的應用也相當廣泛，其控制方法也是十分巧妙的，具體情況如下所述：

1）挖掘機通過檢測液壓系統的運行參數來識別載荷的大?。喝鐧z測液壓系統中泵的輸油壓力，泵的控制壓力，以及各機構的情況與狀態.有的還檢測先導手柄的系統流量和位移的情況等等。挖掘機控制器根據采集的信息，通過模擬控制理論理出所需要的信息和數據，為下一步的工作提供依據，以保證以后的工作得以順利進行。

2）基于CAN總線的汽車起重機智能控制系統中采用總線分段。雙CAN總線協議結構，既可以對起重機的動力系統、液壓系統等做出全面系統的監測，又可以避免總線沖突，實現有效、快速通信。各種不同型號的汽車起重機需要具有不同配置的軟件，對此我們要注意區分。

結語

無論是國內還是國外，對于機電一體化中對智能控制系統方面的研究已經很深入，不管是在現代機械上還是在典型機械上。相較于傳統的釣控制方法智能控制系統更具有柔性和靈活性，優勢很突出且實用性很強。以微處理器為核心的智能控制系統，在微電子技術、精密機械技術以及信息技術等領域展現出了更為廣闊的發展前景和更具優勢的發展空間。

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1 系統總體設計方案

本系統由各個子系統各自完成各自的控制或數據監測，由數字化管理中心進行統一數據管理。

1.1 設備管理系統

1.1.1 供水系統

供水系統采用目前比較流行的恒壓供水的方式。恒壓供水的控制過程是PLC采集壓力傳感器的數值，并把它與設定壓力比較，根據差值控制變頻器增大或者減小水泵的速度實現壓力恒定。泵分為兩組，一組深水泵，一組地面泵。每組都有三個水泵，為了節省成本，每組中的兩個水泵是工頻控制的，另一個是變頻器驅動的。通過這種工頻+變頻的方式實現水壓無波動供水。系統的運行與停止，泵的啟停，變頻器頻率的增加減少，出口壓力的大小都可以在控制柜上的觸摸屏進行操作。PLC與管理中心是通過以太網連接的，管理中心的服務器是通過OPC這種方式訪問PLC內部的數據，并把數據保存在數據庫中供查詢。也可以在管理中心通過遠程的方式對泵站進行直接控制。服務器根據泵站返回的實際數據，以畫面的形式現在在電腦上實現監控。

恒壓供水系統用到的主要設備有：（1）PLC控制器、觸摸屏及相關輸入輸出模板（西門子300）。（2）壓力傳感器。（3）變頻器及水泵。（4）控制柜及相關電氣元件。

恒壓供水系統主要有一下幾個功能：（1）在線實時監控系統運行（提水量、供水量、供水壓力、水池水位、設備運轉及控制、水質是否達標情況等）。（2）管理中心的遠程操作以及遠程監控。（3）報警顯示。（在管理中心和控制柜上都會有報警記錄供查詢）。（4）閉路電視監視（擴展）。

1.1.2 供電系統

供電系統要完成的任務是在線監測2個變電所和6個箱變的運行狀況，監測數據包括每一路的開關狀態、電流大小、負荷是否平衡、是否有過負荷現象、零線是否過電流等，如出現異常情況可馬上給出提示和報警，控制中心可以及時采取措施，確保供電質量穩定可靠。

變電監控技術是一個相對比較成熟的領域，一般都是采用單片機完成數據的采集。其工作過程是單片機系統實時的分別采集變壓器三項的電壓、電流、頻率等參數，然后經過計算得負載功率、負載是否平衡。

現在市場上有很多可以直接采集電網參數的智能模塊，除了穩定、準確之外，他們還有多種接口，可以很靈活的同計算機等進行數據通訊，本系統中選用AC諧波表ACR350EGH就是這樣的一款產品。本系統采用ACR350EH直接進行電網的數據采集，之后把數據跟單片機通訊。單片機把接受到的數據直接傳遞到服務器?？紤]到變壓器與服務器之間的距離，他們之間用光纖進行通訊。此外除了采集模塊自帶的數據顯示之外，單片機系統還在現場進行聲光報警。

1.1.3 路燈控制系統

這塊控制需求上只是對路燈的管理。要求根據光強度、時間對路燈的開關進行控制，并根據燈運轉情況報修。燈光管理主要體現出一個現代社會倡導的主題――節能。在每個路燈上都有一個微型控制系統。微型處理系統由光感元件、無線接收模塊、微型處理器組成。微型處理器根據光的強度及設定時間對路燈進行開關。也可以由遠程計算機直接對燈光控制。遠程計算機控制主要有兩點：第一是控制模式，一種是對某個或者整組路燈進行開關控制。模式控制主要有光強度控制、定時模式、光強度定時模式和節能模式。光強度定時模式是指預先設定的時間到或者光強度變弱到設定值，都會起動燈打開。節能模式是根據光的強度分區域開燈，即燈光不是整組被打開的，而是當光不是很暗的時候，隔幾個燈打開一個，隨著光逐漸變暗燈起動數目增加直至全部打開。燈的運行情況通過無線模塊返回到服務器，需要保修的提示維修人員維修。

除了完成系統需要實現的功能之外，為了節省經濟成本，在系統設計時計劃一個無線控制單元控制好幾個路燈，目前暫定的是六個。清單中一共是20個無線控制單元，那么就可以控制120個路燈。但是有一點需要注意的是盡管每個無線控制單元控制的路燈還可以增加，但是控制的燈越多，供電電纜的長度就會增加，這樣也會帶來成本的增加。在實際的施工時需要根據現場的情況設計一個最優最經濟的模式。

2 系統展望

雖然這個系統是已經實現了后勤基本的數據化管理，但是根據當前技術和社會發展，對后勤管理提出更多的要求。為此在目前這個平臺的需求之外提出了一下幾點擴展，以供參考。

2.1 物聯

現在社會都提出物資共享。如果能把幾個后勤管理中心的物資能實現網絡共享的話，就能實現以較低的成本實現物資運轉。

2.2 車庫管理

當汽車進入廠區時，根據攝像機掃描的車牌信息判斷是不是本公司的或者公司授權可進入的，是的話打開柵欄。

2.3 定點對講及小區廣播。

參考文獻

[1]熊建國.基于PLC的變頻調速恒壓供水系統設計與實現[J].電子科技大學，2013，03，25.

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圖書館是現代知識的文獻信息中心，是存儲和提供信息資源服務的地方，更是讀書和借書的最佳場所。其中收藏了大量高價值的科研資料和珍貴的文獻和史料，圖書資源豐富，可以滿足讀者的諸多圖書需求，很多圖書館不僅對外開放，而且充分利用現代信息技術，建立了電子圖書館，為讀者提供了更加方便的閱讀環境，讀者可以24小時不間斷地進行訪問。但是，由于目前圖書環境較為復雜，不夠安全，大量珍貴資料和高價值圖書缺乏安全保護措施，導致遺失和損毀的問題極為嚴重。再加上，圖書館廣泛開展文獻資源業務，數千人的閱讀交流環境，給讀者和工作人員的人身安全帶來了隱患，圖書館的安全狀態令人堪憂，急需要安防系統的保護，因此，有必要建立完善的監控系統，提高其智能化水平。圖書館監控系統的建立，包括視頻、環境和信息安全三方面內容，是防范安全事件發生的主要手段，也是現代化圖書館建設與管理的重要組成部分。增強監控系統的智能化和數字化水平，進行全程全天候監控，可以有效保護圖書館的設施、珍貴文獻和資料、人員的財產和人身安全等，有利于及時發現異常情況和突發事件，并采取積極有效的措施進行處理，進一步防止各種不安全事件的發生。

二、環境監控系統

（一）監控溫度和濕度

圖書館的紙質書籍和資料，以及大量數字化信息設備，比如上百臺計算機、服務器、存儲設備、交換機等，都對溫度和濕度有所要求，不僅溫度要控制在保存溫范圍內，濕度也要達到標準要求，否則會發生書籍腐爛、變質、變色的現象，設備功能降低，使用壽命變短的現象。因此，在進行系統設計時，可以在重要區域安裝若干個與主機通信設備相連的溫度和濕度傳感器，通過采集數據，及時發現異常狀況，發出警報通知相關人員。也可以利用帶有遠程通信接口的中央空調，通過安裝遠程監控軟件，方便進行遠程控制與通信。對于溫度正常，濕度較大的地區，只需安裝獨立的單體除濕器或者帶遠程喚醒與控制功能的除濕器即可。

（二）監控火災

紙質圖書和大量電子設備具有極強的可燃性，應注意防火。火災監控系統的設計包括火災預防和火災處理兩個部分，火災的預防通過煙霧報警器實現，不僅彌補了人工巡查的缺陷，還可以進行統一管理，通過網絡將聲光信號傳輸給監控中心，于是在電子地圖上顯示具體的報警位置?；馂牡奶幚硗ㄟ^自動水噴淋系統和氣體滅火系統實現，在火災監控系統中布置傳感器，監控噴淋系統的狀態，包括監測供水壓力值、管路水壓值、壓力開關狀態、水力警鈴狀態、水流指示器、報警閥狀態、終端輸出流量大小、報警和聯動功能裝置的狀態等，監控氣體滅火系統的狀態，包括監控儲存容器內氣體壓力值、輸送管道狀態、電磁驅動器、開關的狀態、控制和報警信號的裝置狀態等，傳感器將采集到的數據通過網絡上傳至監控計算機上，存儲并顯示出來，通過與標準值比較及時報警和提醒需進行檢修與維護的設備，以保障火災處理系統的正常狀態。通過上述系統，可以及時發現火災，及時采取救火方案，從而將損失降到最小限度內。

三、視頻監控系統

視頻監控系統可以用來震懾盜竊行為，不僅可以防止設備和書籍被損毀，還可以規范人員行為，為破案提供線索和證據。一般設置在進出口、公共走廊、閱覽室、書庫、機房等人流較多的場所中，由前端數據采集層、數據傳輸層、控制管理層、視頻應用層四個部分組成，包括采集圖像的攝像機、信號傳輸、系統控制軟硬件、存儲設備、顯示單元等，實現對設定區域的內進行視頻監控和信息記錄。當入侵報警系統前端的雙鑒探測器或紅外對射探測到報警信號后，系統通過報警聯動模塊將把開關量信號傳給監控系統的硬盤錄像機，集中管理平臺做出聯動動作，把對應于本報警區域的攝像機畫面切換到顯示屏上從而及時發現非法入侵者，顯示具置并報警。其中，圖像采集前端設備一般采用720P和1080P的槍機、半球和球機，光線不佳的地方可采用紅外一體機。傳輸設備根據距離遠近采用不同的線纜，在100米內和采用超5類線和6類線，超過一百米可采用多模光纖，更遠距離可采用單模光纖。存儲一般用NVR或IPSAN的模式通過網絡傳輸到存儲設備，存儲時間在30天以上。

四、信息安全監控系統

（一）監控地址

系統主要通過網絡在服務器端獲取終端用戶的IP，MAC地址，利用相關技術在服務器中生成地址匹配表。在終端用戶機器開啟或地址發生改變時，系統自動獲取本機的LP ，MAC地址，并上傳給預警中心服務器，對比生成的地址匹配表庫，判斷該終端狀態是否正常以及用戶是否合法，服務器發出相應的指令，控制或者禁止不合理的上網行為，同時給用戶發送相關的指令，進行日志記錄，實現上網用戶合法性的監控目標。

（二）監控攻擊行為

圖書館的攻擊行為和其他網絡一樣，主要利用TCP/IP協議的弱點和系統漏洞，通過拒絕服務（DOS）與分布式拒絕服務（ODOS）對網絡帶寬的流量和服務器某特定服務進行攻擊，會嚴重影響網絡設備的CPU利用率端口包轉發率端口流量帶寬網絡連接分布等參數。攻擊的主要方式包括偽造IP和MAC地址實現地址解析協議（ARP）欺騙，發送偽造的ARP包冒充網關或盜用他人IP地址造成沖突，欺騙路由和服務器等成為合法的用戶，大量發送正常的ARP請求造成主機不能及時處理，從而造成網絡設備拒絕服務。因此，在監控攻擊行為時，可以通過在網絡關鍵位置布置防火墻、IDS，VPN、流量控制設備等安全控制設備，抓取數據包，整合、分析IP，TCP，ICMP數據報頭，強化網絡管理系統的感知控制取證和告知能力，抓取主機的IP地址和試圖與本地主機連接的端口列表所提供的相關信息等方式，實時檢測數據包實現包括漏洞掃描探測、檢測端口掃描、遠程登錄探測、遠程桌面連接探測等網絡的常見攻擊行為或可疑行為。監視具有特定行為特征如ARP攻擊、DOS攻擊、蠕蟲病毒爆發等活動，發現網絡中不安全行為對自己的探測和攻擊并立即禁止，迅速定位網絡故障。達到高效、全面的事件統計分析，保證網絡穩定安全地運行。

（三）監控非法進程

實時監控網絡終端用戶的進程需要利用專門的監控軟件。根據進程名、進程創建的窗口名來判斷非法進程，還可以通過對操作系統的系統快照訪問獲得循環冗余校驗碼（CRC32）值，通過進程的執行文件大小獲得加載到內存的當前進程列表信息，對病毒、流氓軟件中一部份隨機生成的文件名適用。預警中心服務器通過對比分析每個網絡終端的進程與自身列表中通用進程特征，檢測出危險進程，實時提供所有線路應用流速趨勢、連接監控信息、流量管理狀態如應用流量及用戶流量排名等。

總結

總之，圖書館監控系統實行智能化，不僅降低了人力成本和勞動強度，還節省了運行維護費用，并且對文獻資料、書籍和設備起到保護作用，提高了人員的財產和人身安全系數，為讀者營造了一個舒適安全的讀書環境。建立智能化監控系統，就應該充分利用現代科學技術，整合多種系統的功能，進行多方位多層次的監控，提高監控效率，便于統一管理多臺設備，維護圖書館的公共秩序，進一步防止不安全事件的發生。

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1智能化總控系統概述

智能優化總控系統采用的事大型核心數字矩陣和網絡音頻路由的雙路由總控系統，相互備份，以便同步切換和統一控制，系統的安全性與可靠性也隨著后置加上四選一設備而大大提高。隨著網絡技術的高速發展，加之網絡音頻路由系統的綜合性能突出、價格低廉、布置簡單，總控系統網絡化是發展的必然趨勢，也是總控系統構建發展的方向，廣播領域在網絡化技術上也有了可靠的實踐和深入探索?？偪叵到y中的關鍵設備，有數字無源音分、數字音頻矩陣以及網絡音頻矩陣，實現全臺直播間、轉播、外轉等對信號的匯集、分配、傳輸、調度等功能，智能化監測監控應急系統就是在這些構架的基礎上設計的，性能卓越，智能化總控系統也是通過整合而來的，實現對全臺業務的全程監測監控，工作內容有：音頻工作站系統監測、關鍵點音頻信號監測監聽等，在各項工作的嚴格監控情況下，確保電臺信號播出的安全性，充分體現智能化總控系統的優越性能。

2智能化總控系統結構與組成

智能化總控系統工作時，分工明確，且各個功能獨立性高，互不干擾，每個分工由各個子系統完成，子系統之間的整合讓網絡總控系統具備自動化能力，就是所謂的智能化總控系統。系統具體組成如下所述。

2.1網絡化音頻傳輸系統

音頻信號的網絡化切換與傳輸室該子系統的主要任務，對各個音頻路由進行監測和控制，可監測到每一路的音頻實時信號。在信號傳輸過程中的安全保證是由子系統與矩陣系統構成互備結構達成的。

2.2空中信號質量監測監錄系統

信號傳輸都會在空中信號落腳，因此對空中信號的監測，可以間接獲取監錄時廣播播出的真實情況，對于廣播電臺來說，能播出聲音是不夠的，還要求空中信號達到總局要求的指標范圍。

2.3網絡化信號監測系統

對網絡化信號的監測是采用該子系統的CAS1000網絡音頻傳輸與切換功能，可以對各項關鍵信號實時監測，所有過程都是自動完成，且有故障報警功能。信號的監測場所一般在總控室，也能通過網絡技術設立在其他辦公室進行監測，達到信號遠程監測的目的。讓技術管理水平上升一個新的高度。

2.4智能化音頻信號DSP處理系統

該子系統的目的是通過設置的兩臺CNP800網絡音頻處理器保證音頻信號的傳輸質量。作為一款新型網絡化數字音頻處理器――CNP800，其功能室與CAS1000音頻路由器交換網絡音頻信號，對音頻信號處理的軟件由路由來設置。

2.5工作站狀態監測遠程控制系統

該系統負責全臺廣播的網絡監視工作。在工藝用房內由工作人員來進行網絡監視工作站狀態，實時掌握工作站的工作狀況，并對異常進行處理，及時上報工作情況。并及時糾正工作人員在操作上出現的一些失誤或工作站出現故障時進行處理，以提高工作效率，從而防止事故的發生。開機工作中數量的統計可由該子系統來實時把握，全面對工作站的使用時間、效率以及狀況體系進行監測。尤其體現在該系統的遠程遙控功能，既提高了工作站的集中度，又解決的維護上的一些困難，是相當有用的功能。

2.6設備狀態監測系統

實現各項設備集中監測是該子系統的目的，包括UPS電源、音頻路由器、調音臺、音分等的設備。此外，還能夠監測關鍵設備的工作溫度和環境溫度。自動對設備異常情況的發生做警報。設備溫度是對設備的工作狀態的直接反映，是監測設備的一種方法。設備故障的出現很可能是溫度產生了異常，所以設備故障的這種預警機制大大提高了設備工作的安全性。

2.7應急控制和智能化故障分析系統

該系統主要是對網絡信號進行監測，出現故障時自動報警，并對設備狀態進行監測，由智能系統對故障匹配最佳的解決措施，達到最好處理效果，保證設備工作的效率。網絡音頻矩陣可以通過備份管道的切換對信號故障進行有效切斷和移除。應急音源子系統會自動將出現故障的備份通道進行應急播出處理，并自動備份。此外，系統自帶的手機短信通知功能可以及時將系統的故障情況發送給相關人員，以便及時進行處理。

2.8應急音源系統

每個廣播節目在播出時可以利用該子系統的自動判斷功能了解情況，并作出相應的應急措施，系統會自動匹配與當前錄播節目的原本的錄播節目來播出，倘若是直播節目，會轉為相應的音樂來進行應急，確保廣播的播出效率和質量。

3智能化總控系統功能分析

3.1實現全網絡化音頻傳輸、監測和切換

采用目前比較先進的Cobranet網絡音頻傳輸標準，整合出更為出色的全網絡化音頻矩陣與傳輸系統，使系統變得更加明了，擺脫了大量的中間環節，對系統后期擴容以及維護都是大有好處的。

3.2全程監測關鍵音頻信號，并自動化處理故障

對全臺音頻信號的傳輸情況由值班人員來掌控。系統自帶信號故障處理的備案，并對故障發出及時警報，并按照備案進行應急處理，自動執行備份信號的切換，避免錯播或者停播現象的發生。

3.3設備接口模塊化，確保系統安全

模塊化的CAS設備的信號輸入輸出口，具有相當好的獨立性，模塊之間互不影響，此外冗余的網絡接口是CAS設備的特點，可在安全時間內，將出現異常的主網路信號自動切換到網絡接口，確保信號的不間斷性。從而提高網絡矩陣的安全性，使廣播播出跟家安全可靠。

3.4良好的可擴展性

智能化總控系統只需接入新信號源，還可配置支持Corbranet協議的硬件設備，設備兼容性強，體現出擴展性好，設備添加范疇廣，即可將新的數字或模擬信號引入網絡矩陣中，或是與其他網絡連接，使監控管理更加全面便捷。

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現代住宅小區的智能化已經成為一種趨勢，配電系統是小區智能化建設的重要環節之一，它直接關系到人們的生產、生活，這就要求它必須具備足夠的可靠性與安全性，而這種可靠性和安全性又來自智能控制技術的應用。

1 系統概述

1.1 控制系統的組成

小區智能化配電系統的控制體系有三個部分組成：設備層、網絡層、管理層。智能化傳感器和執行器組成最基層，也就是設備層；負責傳遞信息的是網絡層，他就是我們常說的現場總線；監控計算機和系統軟件則組成了最高層。

1.2 系統各部分功能及工作原理

（1）設備層?？刂葡到y的設備層是通過現場的智能傳感器將搜集到的各種物理參數及信息轉化為特定的電量信號以供系統確認，進而轉化成數字信號便于計算機處理，然后通過通信線路的傳輸和交換完成相應的指令動作。

整個控制系統是由很多采用分布式控制技術，以及各個設備現場分別安裝獨立的控制器，并在保持獨立工作的同時又和其他控制器及中心計算機保持聯系的控制器組成的。

（2）網絡層?？刂葡到y的網絡層采用的現場總線技術，具有傳輸速率高、傳輸距離長等特點，它是小區智能化配電系統的神經網，將配電系統中各個相關設備、監控中心服務器、電腦等聯系起來，給信息交換提供通道。這一特點正好適合小區智能化配電系統的智能化控制。

（3）管理層?？刂葡到y的管理層采用系統集成技術，利用計算機和網路通信技術進行人機交換，將小區內的智能化子系統有機結合為一體，通過修改系統的運行參數來改變設備的運行狀態，實現各子系統的協調工作。

2 配電子系統的控制技術

配電控制子系統作為小區智能化的動力系統，它具有負荷密度大、諧波大、峰谷差率大的特點，這個特點對供電質量要求就很高，所以必須對配電子系統的運行狀態及供電質量要進行自動化監控。

2.1 智能控制的技術應用

配電子系統的可靠性和安全性是靠系統控制的幾個主要特性來實現的，這些特性主要有：安全保護性、實時控制檢測性、準確測量性、記錄事件和故障錄波性、通信與顯示性。以下具體介紹其特性。

（1）安全保護性。它作為配電子系統最重要的性能之一，具有迅速隔離故障，保證供電可靠，免除更多住戶由此造成的損害。其中保護模塊又根據系統要求差異，分為過電壓、欠電壓保護；三段式電流保護；方向性電流保護三種形式。饋線需要采用三段式電流保護，在關鍵線路上應要求進行自動重合閘控制。

（2）準確測量性。它主要表現在測控系統對電壓、電流功率因數、有功功率、無功功率、電網頻率等參數進行準確的檢測與計量。

（3）實時控制監測性。它可以完成系統開關的基地控制動作，三相多次合閘及實時檢測開關的工作狀態等工作。

（4）記錄事件和故障錄波性。它能記錄下故障的類型、發生故障的時間、故障的最大值、故障前后的波形及主要開關狀態等多個方面的信息，并能及時準確的對發生的故障進行分析處理。

（5）通信和顯示性。它可以通過通信接口向控制中心提供設備的運行狀態和線路的實時數據，由顯示屏直觀顯示控制器運行狀態、發生的故障、通信狀態及開關狀態等信息。

2.2 智能控制技術的實現途徑。

智能控制技術的實現是利用支持微機保護裝置、智能斷路器、網絡儀表、智能電壓傳感器、智能電流傳感器、智能型的頻率、功率、功率因素傳感器對現場的數據進行采集，通過I-DG及現場總線將這些數據經EIC和SCM傳輸給管理層，在管理層內，通過與預先設定的正常值進行比較，判斷配電系統運行是否正常，并對異常情況進行報警和記錄。又通過EIC和SCM合理控制，經現場總線控制現場設備使智能化小區配電監控系統的遠程監控和集中控制得以實現。

2.3智能控制技術與其他技術的不同之處

智能化控制技術是通過局域網及上級計算機調度端的聯網來實現資源的共享，能進一步完善、強化能源計量和考核；能預防、防止事故的發生并可以最大限度的縮短設備的停電和檢修時間，以保障整個配電系統的安全和可靠運行。

3 照明子系統的控制技術

照明系統主要包括生活照明和景觀照明兩部分。生活照明包括室內照明、路燈照明、樓道照明的等，它保證了居民的正常生活。而景觀照明為小區居民生活提供一個更加優美、舒適的居住環境，為居民生活增添光彩。

3.1 照明控制技術的前景

由于傳統的照明控制方法采用的是時間控制，對開燈關燈的時間設置都是一定的，不管是夏天還是冬天，是陰雨天還是晴天，開關燈時間是一定的，這不僅給人們的行走造成不便而且也造成了能源上的浪費，與現在提倡的節能減排、綠色環保相背。于是照明控制的智能技術應運而生，正好迎合了當今智能化小區的發展趨勢。

照明智能化控制可以根據設置要求采取不同的供電方式，來達到不同時間、照度的要求。這種方式不但能很好的保證照明要求，而且還能夠合理使用電源，有效節約能源，降低配電網的運作成本及維修等方面的費用。

由于照明智能化控制技術尚存在不足之處，其不足之處主要表現在對各個照明點安裝聲控或光控的智能控制器，感應周圍環境的聲音或光線對照明點的控制效果不能達到集中統一控制。這就要求我們開發出更先進的控制方式來滿足人們的高質量生活。

3.2 照明智能控制系統的技術應用

（1）控制系統中利用式控制技術不僅能對住宅小區公共照明系統進行控制和管理，增強系統的可靠性，實現環保節能、降低管理難度及管理費用等功能，還可以將住宅小區的照明系統分區、分系統進行控制。道路、景觀等照明都可以采用分區自動定時控制。

（2）智能控制系統的工作原理：它是利用各監測點的光電等智能傳感器，搜集現場周圍環境的光線強度、設備的工作狀態等信息，轉換為標準信號，通過C-DGP與現場總線，將這些信號經EIC和SCM傳輸給管理層，由中央監控裝置完成集選功能規定的操縱控制，并經Ethernet總線由副控制器SCM實現系統的適時控制。另外，小區管理人員可以用中央監控室的PC機來監控管理照明系統，它可以監測到所有照明控制點和所有系統模塊的工作狀態，并根據檢測的數據重新編排照明場景控制程序或對系統進行維護。

3.3 照明智能控制系統的優越性

小區智能化照明系統采用智能控制技術，它有著無與倫比的優越性，其主要表現在：改善居民的生活環境，提高人們生活的舒適性；可以達到節能環保降及低費用的目的；延長燈具的使用壽命，保護燈具，極大的降低了后期維修費用。4 結束語

社會在發展，人們的生活水平也在不斷的提升，對居住的要求也越來越高，而配電控制系統以它安全、可靠、美化環境、節約能源及費用等優勢，逐步深入到人們的日常生活。由此希望相關部門能研發出更先進的產品，提高住宅高新技術的含量從而提高人們的居住環境水平，來適應21世紀現代化居住生活的需要。

參考文獻：

篇10

目前，我國的姬菇栽培多數還停留在傳統的大棚栽培方式上，傳統的生產方式勞動強度大，設備簡陋，受自然界影響很大，產品產量與質量均欠佳。一些有條件的生產企業已開始姬菇的數控智能工廠化栽培[1]。根據姬菇的適宜生長條件，采用最優的環境控制模式，進行智能工廠化大批量栽培姬菇，不受季節和環境的影響，實現全年可控、穩定的高效生產目標。與傳統姬菇栽培方法相比，智能工廠化姬菇栽培具有以下特點：

一是產量高且穩定。姬菇在環境可控的菇房生長，可不受季節影響。在人工控制最適宜的生長條件下，產品質量穩定可靠。實現姬菇連續種植，解決傳統種植因季節變化帶來的不利因素。特別是夏季反季節栽培，將具有廣闊的前景。

二是智能化管理。智能化系統對環境溫度、濕度、CO2濃度、光照環境等參數進行監測，通過各種傳感器實時采集每間菇房的環境因子參數，并通過網絡傳輸到監控中心機的電腦及用戶手機上，并根據栽培者設置的參數范圍值進行自動控制通風系統、空氣加壓高端加濕系統、智能空調等環境調節設備，即在設置的參數值最低值和最高值系統自動開啟、暫停，將數據控制在設置的范圍值內。實現全天候智能自動控制、節能新型組合式的栽培菇房[2-3]。

三是可進行遠程監控。通過無線網絡或移動網絡進行數據傳揄，使管理者可遠程視頻、手機監控及時了解、控制姬菇生長過程中的各個環節，并在觀察出現異?；騾党霈F偏差時予以排除和解決，實現精準化管理，充分發揮姬菇的產量潛能，確保姬菇產品的安全性與品質[4]。

四是數據自動采集并保存，查詢方便。通過傳感器，對溫度、濕度、光照、CO2濃度等參數進行實時采集，詳細記錄，方便查詢各參數值。只需在查詢對話界面上輸入所要查詢的日期與時間，便可根據需要選擇查詢的菇房名稱進行查詢。每個關鍵點都需要周期性的記錄，可輕松下載文本資源，方便管理者作研究分析與總結。另外，姬菇生產管理過程需要建立產品溯源的數據檔案管理，為產品問題的追溯管理提供方便的渠道。

五是監控系統直接參與農產品質量檢測環節。姬菇栽培過程始終處于透明和可控的狀態，保障了產品的質量。系統同時對姬菇鮮菇生產管理的各個流程進行全程記錄，從而能夠及時準確地實現產品的生產追溯，杜絕農藥殘留和重金屬等污染，讓老百姓能夠吃得放心。

六是原料本地化，節約農業資源。一般使用農產品下腳料為原料袋栽，破解農業資源短缺的制約，提高農業生產綜合經濟效益，能夠達到循環、高效、生態之目的。

廣西壯族自治區貴港市農業科學研究所自2013年下半年以來，開展利用農業數控智能化系統栽培姬菇的研究。根據姬菇的適宜生長條件，采用最優的環境控制模式，進行數控智能工廠化栽培姬菇，不受季節和環境的影響，實現全年可控、穩定的高效生產目標。經過2年的試驗探索，已初步掌握該系統的調控技術，對姬菇智能工廠化栽培的特點及實際運行模式實踐摸索，實現全天候遠程監控和管理保溫板房的姬菇鮮菇生產。筆者現將生產實踐中的做法和體會總結如下，以供參考。

1 場地選擇

數控智能化菇房的建造選址都要求地面平坦開闊，通風良好，排灌方便，周圍環境衛生，無廢水、垃圾、污染源，并遠離禽廠、垃圾站等不潔場地，生產水源符合飲用水生產標準。還應注意培養料預濕場地、發酵場地，應與菇房至少間隔100 m以上，中間有建筑物或綠化帶作間隔，以防止發酵場的病蟲害污染菇房。

2 保溫板房（菇房）的建造

科學的建筑方式是智能化環境監控系統的首要前提。從菇房的基建開始，就要結合溫度、濕度和二氧化碳濃度等三大要素。從保溫方式與通風效果方面考慮，做到冬季升溫、夏季降溫。保溫板房材料應盡可能采用熱導系數小的高效保溫隔熱材料，以減少保溫層的厚度，提高菇房內使用面積。保溫隔熱材料的性能取決于材料的熱導系數，熱導系數愈小，其保溫隔熱的性能則愈好[5]。

3 菇房設備配置

菇房內配套安裝智能化調控系統、制冷設備和空氣加壓高端霧化裝置。購置移動式制冷設備，各菇房門口安裝環境因子實時數據顯示屏，并安裝抽風機、送風機等基礎設備。方便管理者準確掌握四大要素從而有機協調管理，解決了傳統生產中勞動強度大的問題。

4 姬菇菌袋的制作與菌絲培養

姬菇栽培主要采用袋料栽培方式，使用配方為棉籽殼50%、玉米芯（桑枝）40.2%、玉米粉5%、石灰3%、石膏1%、磷肥0.5%、防腐劑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）。常壓滅菌6 h，冷卻后接種，菇房要求提前做好清潔、消毒工作，以防止雜菌感染。接種后，將菌袋層疊擺放方式整齊疊放于菇房內的鐵架上，置25 ℃的培養室內培養。

5 利用農業數控智能化系統進行全天候監控和管理姬菇的鮮菇生產

當菌絲達到生理成熟時即可進行姬菇鮮菇生產管理。姬菇出菇環境采用數字化智能系統進行在線監測和人工調控，以便于標準化生產和管理。

5.1 溫度管理

由于數控智能化菇房不受季節限制，栽培者可根據需要的出菇時間，合理安排制作姬菇出菇菌袋（菌絲長滿袋一般在25 d左右）。待菌絲長滿后就可進入管理階段。為探索到姬菇的最佳出菇溫度范圍值，筆者進行了多次出菇溫度范圍的處理，結果表明：設置溫度范圍太低，菇體生長發育慢并且浪費能源；設置溫度范圍過高，菌蓋顏色會變淺，形狀扭曲成喇叭花狀，影響品質等級。結合高產、優質和節能等多方面考慮，最終確定將溫度范圍在智能專家系統上設定值為18～22 ℃，最能體現產品價值。

5.2 濕度管理

在專家系統上設置好相應的濕度參數范圍值后，該系統則根據這個范圍值進行智能控制。低于范圍值時自動開啟霧化加濕系統，達到范圍值最高點時則霧化加濕系統自動停止。霧化加濕與傳統的人工水管噴水相比較，前者加濕為迷霧小顆粒狀水，自動補充濕度，更滿足姬菇生長需要。首先，菇房的水分管理要根據菇房的保濕性能和外界氣候變化的情況靈活掌握（有空氣交換設備，有一定程度影響）。如果菇房內空氣濕度設置不合理，太低或者太高會造成姬菇偏干或偏濕，影響菇質及產量，所以菇體水分把握是關鍵。經過多次試驗，將菇房內空氣濕度值設置在86%～95%之間最為合適，菇面濕潤而保持合適水分。此外，要根據姬菇子實體發育期設置不同濕度值管理，催蕾期只要保持出菇口料面濕潤為宜，轉潮期養菌濕度要控制在80%以下。

5.3 換氣管理

姬菇子實體生長期間需要有足夠的氧氣，即二氧化碳濃度不可過高。如果菇房內通氣不良，二氧化碳過高很容易導致菇柄過長甚至長畸形菇，每潮菇的出菇旺季需要大量換氣，因此在出菇期間結合濕度管理，將二氧化碳濃度設置在600～900 mg/kg之間為宜。

5.4 光線管理

菇房內的光線不能太明亮，出菇期間需要有適當、適量的散射光即可，以能看清報紙為度。

6 病蟲害防治

姬菇菌絲培養階段，常見的雜菌有綠色木霉、青霉、毛霉和紅色鏈孢霉等，發現后應及時處理。子實體生長階段，主要雜菌是粘菌，發現后應及時將染有粘菌的菌袋及時進行處理，同時加強菇房內的通風換氣量。蟲害主要有菇蠅和蚤蠅，可使用振頻式誘蟲燈，利用物理誘殺的方法撲殺害蟲。

7 采收與產量

姬菇子實體成熟的標志為菌蓋長至2～3 cm、菌蓋邊緣內卷、孢子尚未彈射。采收要及時，要保證菇體完整。整個栽培周期需要3～4個月，產量主要集中在第1、2、3潮，每采完1潮菇后應停水進入菌絲恢復期2～3 d，再進入加濕管理，每潮菇轉潮需要5～12 d。從2013年下半年投入使用至今，利用數控智能系統共進行了6批姬菇生產管理試驗，每批試驗制作菌袋6 000袋，平均單產可在0.60～0.85 kg之間，取得了較好的效益。

8 結語

姬菇數控智能工廠化栽培是現代我國食用菌產業發展的必然趨勢，它不僅打破了傳統農業季節性生產的被動局面，促進了我國傳統農業產業結構的升級換代，隨著科技的進步及科研手段的不斷完善，下一步將繼續開展更多食用菌品種的開發與研究，加快農業食用菌數控智能工廠化的發展進程。

9 參考文獻

[1] 梁晉誼，成傳榮，許克勇，等.靈芝的工廠化栽培技術[J].食用菌，2015（3）：30-31.

[2] 高學敏，胡永光，堀部和雄.金針菇工廠化生產環境控制模擬模型[J].中國食用菌，2004（2）：22-24.

篇11

一般來說，智能建筑往往是從樓宇的智能化開始的，嵌入式技術的應用使得智能建筑內的各種電氣設施如空調系統、通風系統、給排水系統、照明系統、變配電系統、電梯系統等等，通過網絡技術、信息技術的應用進行實時監控，取代了分散管理，既節省了能源、節省了人力的浪費，又提高了建筑的舒適性與安全性。

一、嵌入式技術概述

嵌入式是一種專用的計算機系統，一般情況下，嵌入式系統是將一個控制程序存儲在ROM中處理器控制板，是智能裝置或設備的一部分。近年來，嵌入式技術被廣泛應用于多個領域，如手表、微波爐、錄像機、工控、多媒體、網關、汽車等，有的還植入了操作系統。

嵌入式技術的應用距今已有30多年的歷史，主要以計算機技術為應用基礎，由嵌入式微處理器、硬設備、嵌入式操作系統及應用軟件等部分構成。在人們的工作、生活中，如工業控制、交通管理、信息家電、家庭智能管理系統、POS網絡及電子商務、環境監測、機器人等領域應用廣泛。隨著我國房地產業的快速發展，嵌入式技術同樣被廣泛應用于智能建筑當中，為人們的生活帶來更多舒適性體驗。樓宇智能化的概念已經越來越深入人心，鳥巢、水立方，上海金茂大廈、世博會中國館、環球金融中心等應用樓宇智能化的建筑不斷出現。目前樓宇智能化在北京、上海、廣州、深圳等一線城市高檔住宅中應用普遍，成為高檔物業新潮流，樓宇中通訊、監控、管理自動化程度越來越高。

二、基于嵌入式技術的智能樓宇的組成

1、建筑設備自動化系統（BA）

樓宇智能系統實現建筑物內的各種機電設備的自動控制，對建筑物內部的供水、變配電系統進行監控、測量，以保證大樓水電的正常供應，并能通過對空調、外墻照明等系統的綜合控制達到節約能源、減輕管理人員勞動強度的效果。該系統通過信息網絡組成分散控制、集中監視與管理集中系統對筑物內部的設備進行實時監管，能夠隨時按需調整建筑物內部的溫度、濕度、照明強度和空氣清新度，提供一個安全、舒適、高效而且節能的工作環境。

2、通訊自動化系統(CA)

通訊系統是保證建筑物內圖像、數據、語音、傳輸的基礎。該系統以數字程控交換機為核心的、以話音為主，兼有數據與通信的電話網，連接各種報告數據處理設備的計算機局域網、計算機廣域網、公用數據網、衛星通信網、無線電話網和綜合業務數字網等向使用者提供快捷、有效、安全和可靠的信息服務，包括語言文本、圖形、圖像及計算機數據等多媒體的通信服務。保證建筑物內語音、數據、圖像傳輸的基礎，同時與外部通信網相連，與外界互通信息。

3、辦公自動化系統（OA）

辦公自動化系統是運用計算機技術、通信技術、多媒體技術等先進技術，使人們的部分辦公業務借助于各種辦公設備，并由這些辦公設備與辦公人員構成服務于某種辦公目標的人機信息系統。辦公自動化系統由多功能電話機、高性能傳真機、各類終端、個人電腦、文字處理機、服務器、存儲設備等各種辦公設備、信息傳輸與網絡設備和相應配套的系統軟件、工具軟件、應用軟件等組成。

4、火災報警與消防聯動自動化系統（FA）

火災報警系統在現代智能建筑中起著極其重要的安全保障作用?；馂膱缶到y是智能建筑中的一個子系統但其又完全脫離其他系統或網絡的情況下獨立運行和操作，完成自身所具有的防災和滅火的功能，具有絕對的優先權。通過建筑物內不同位置的煙感和溫感探測裝置提供的信號進行確認后報警，同時啟動火災聯動系統，包括關閉空調、開啟排煙裝置、啟動消防專用梯并且啟動消防系統運作、緊急廣播疏散人群，從而使得盡可能的減少生命、財產損失。

5、安全保衛自動化系統（SA）

安全保衛自動化系統是通過安全防范、一卡通、公共應急廣播等系統對建筑物及周邊內日常出現的事件進行分析整理，通過文字、圖像、聲音等方式傳送到管理中心交管理人員處理，該系統能夠對建筑物及周邊各個方面不同種類的信息全方位監控，并能根據事件種類做出相應聯動將各個相關專業緊密的聯系在一起，能夠很大程度上節約人力、物力，真正做到系統自動。

三、基于嵌入式技術的樓宇智能化的發展趨勢

我國每年新增的建筑面積約20億平方米，加之政府對樓宇智能化建設規范化、科學化的引導，業內普遍看好樓宇智能化的發展。21世紀的住宅、居家新思潮――節能、環保、綠色、智能，在2010年上海世博會得到充分展示、各國場館展示了大量城市家居生活的新理念、新技術、新產品、新工藝，尤其是節能、低碳、綠色、智能等技術成為亮點、眾多場館集中應用國際先進的太陽能、LED照明、冰蓄冷、地源熱泵、屋面雨水收集利用、江水源循環冷卻降溫、氣動垃圾回收、綠地節水灌溉和可再生材料使用等多項節能技術和手段，展示了未來低碳、綠色智能城市建筑的前景和成功范例。在這樣的趨勢下，未來的智能樓宇發展方向要從深度和廣度方面來談。

1、通信技術

數據衛星通信技術在智能建筑中的應用與移動通信系統的結合,實現電視會議、遠程監控、遠程醫療和遠程教學。

2、網絡技術

網絡控制技術在智能建筑中的應用包括：改善智能建筑內樓宇自控系統、綜合保安系統、火災報警等異構網絡環境的控制與聯動結構；用控制網絡的分布式和嵌入式智能化技術為樓宇治理自動化提供新的治理模式；通過控制網絡通信實現實時數據治理與機電設備運行過程控制；利用信息網絡的應用集成，以實現對智能建筑內的機電設備與安全報警治理的遠程監控和數據采集。

3、節能控管系統

樓宇節能控管系統是將現代IT技術、智能樓宇控制技術及現代樓宇節能技術有機融合，采用開放的TCP／IP通訊協議，以BORRY專利技術――通用網絡控制器(NDDC)為核心，實現機電設備的網絡化．并創新性地將樓宇自控與節能管理融于一體的網絡節能控制系統。通過網絡對建筑物內的空調系統、供暖系統、給排水系統、變配電系統、照明系統及電梯系統等眾多分散設備的運行狀況、安全狀況、能源使用狀況實行集中監控、管理和分散控制，在滿足樓宇舒適環境的同時，實現樓宇各耗能子系統的網絡化、智能化及專家級的管理與服務，達到系統高效節能運行的目的。

4、物業治理技術

基于寬帶的物業治理是充分應用信息與網絡技術，將建筑智能化系統和計算機物業治理系統集成到綜合信息服務平臺上，實現具有集成性、交互性、動態性的物業治理模式。

5、無線網絡技術

該項技術利用微波、激光、紅外線作為傳輸介質，擺脫了線纜端聯接受地理位置制約的局限性。其在智能建筑中的應用表現為：在智能建筑內的餐飲、娛樂、購物等商業POS機的無線局域網的連接，實現移動電話瀏覽網頁，以及無線會議電視及視像信號的傳輸、交互和接入服務等功能。而廣度是指隨著時代的前進與發展，“智能建筑”的概念范圍也在不斷地發展與充實。早期智能大廈主要是指“樓宇自動化系統”。隨著科技的發展，建筑智能化技術在住宅建筑中的大量應用，供人們居住的具有智能化、信息化、數字化功能的住宅小區不斷涌現，智能小區改變了“智能建筑”原有的涵義，成為“智能建筑”的另一重要組成部分?！笆濉币巹澲校岢隽私ㄔO智慧城市的理念，這又拓展了智能樓宇所能涉及的范圍，通過技術革新和智能管理建設智能樓宇是智慧城市不可或缺的一部分?；谇度胧郊夹g的智能樓宇而構建起來的未來智慧城市將涉及多項智能服務領域，實現智能化電力、交通等公共服務，手機綁定一卡通，便能刷門禁、車禁、購物；無論身在何處，用手機都可開關電器、窗簾；企業用不著倉庫存儲，只需通過電腦控制物流……這些電影情節，將在智能城市中逐步上演。未來，城市服務將以創新的方式融入人們的生活；城市管理將變得更加快捷高效，將誕生更多新興的產業形態，出現更新的科技服務托管模式。“智能+互聯城市”的全新理念，意味著今后人們開始超乎想象的高新科技生活。

三、結語

基于嵌入式技術的智能樓宇是科技時代的必然產物，是信息技術與現代建筑的有機結合。在未來的建筑發展中，傳統的建筑模式必將被樓宇智能化所代替，這也是社會發展的必然性，面對信息化時代的到來，智能化、自動化技術將深入滲透到建筑行業中，未來，智能化樓宇將大放異彩，擁有無限廣闊的前景。

參考文獻

篇12

一、智能技術在電氣自動化控制系統中應用的優點

（1）不需要建立控制模型

當運用傳統意義上的自動化過程來對控制器進行控制的過程中，一般就會因為它控制的對象的動力學方程比較繁瑣，沒有辦法準確地對它進行有效地把握，這將導致在設計對象模型的時候有很多的無法估量的不可預知的目標因素出現，相應的這些因素就會對要執行的目標進行不可預知的影響，如改變某些參數。如果你有一些不確定的因素，他就不可能做出準確的模型設計，最后的結果就是自動控制的實際效率會降低到一定程度。

（2）操作流程簡單化

智能技術在電氣自動化控制系統中廣泛應用之后，不僅改變了傳統控制器調節能力差的現狀，還簡化了電氣控制系統的操作流程，使傳統控制器中數據更新力度差的現象得到了有效的解決。操作流程的簡單化，使操作人員的工作難度得到了極大的降低，在不具備專業操作技能的情況下也可以正確對機械進行操作，有效地降低了電氣自動化控制系統的難度，增強了機械設備的工作效率。

（3）具有非常強的一致性

一般來說，智能控制器的一個比較突出的優點就是擁有較強的一致性，處理不同的數據的時候就會顯現出來了，也就是說即使輸入一個很奇怪的數據它也會得到比較詳細的和充分的估計，讓自動化控制最基本的要求得到實現，這對這些的要求是有一個很好地保障的。不同的控制作用是通過不同的對象決定的，智能控制器沒有立即對一些控制對象的控制控制的行為采取行動，實現對特定對象的極端控制，但是，不可否認的是,它的效果還是很不錯的。

二、電氣自動化應用發展現狀

我國當前各行各業都比較廣泛的應用電氣自動化技術，這不但包括汽車及飛機這樣的復雜工程，還包括一些電器的生產也逐漸應用電氣自動化技術，可見其應用領域涉及面廣；尤其國家社會經濟發展步伐越來也快，也推動了電氣自動化的發展，而目前我國現階段也僅僅是在控制策略上把握電力系統自動化控制技術，向智能化、最優化及區域化的發展需要逐步來完成，仍需要一個過程，而在其發展的過程中，根據計算機技術及微型技術的應用，兩者相結合，是發展的關鍵，以此可以向多樣化方向發展，同時還要提高處理信息技術和微電子技術；在此過程中，充分利用科學技術的作用，更好的向多樣化發展；在發展手段上也要重視多樣化，對微機和電子電氣控制元件和通訊技術的控制也有所提高。

三、智能技術在電氣自動化控制系統中的應用

隨著社會主義市場經濟的迅速發展和科學技術的不斷進步，智能技術在電氣自動化控制系統中應用的范圍越來越廣泛。智能技術是計算機技術與人工智能理論的完美結合，雖然是近幾年才新興的技術，卻在各個領域中都得到了廣泛的應用。智能技術在電氣行業主要用于電氣自動化的控制、信息數據的采集和處理、各個系統的正常運行和電子技術的應用等。通過智能技術對電氣自動化可以進行有效的控制，提升機械設備的工作效率，促進電氣工程行業的快速發展。

（1）人工智能控制技術

人工智能控制技術的應用是促進電氣工程自動化發展的重要技術，也是其發展的主要趨勢。當前，人工智能控制技術在電氣工程自動化領域中已經獲得廣泛的應用，其控制方式主要有專家系統的控制模糊的控制和神經網絡的控制，主要運用的方面是：人工智能控制技術用以采集及處理全部模擬量與開關量實時的數據，對各環節運作實現實時監控，收集整理成數據庫；記錄故障特征與頻率且實行在線分析；全程跟蹤并智能的監視各個主要的設施與系統運行的狀態；員工不需要直接到生產一線，只需通過鼠標或是鍵盤達到控制系統的目的。

（2）在日常操作中的具體應用

電氣自動化技術的發展已經深入到人類社會生活的各個方面。電氣自動化技術的應尾,解決了傳統電氣控制中誤差高、效率低、操作復雜等問題,大大簡化了生產操作程序,甚至可以通過家用電腦對其進行操控。智能技術的發展與引入,使得電氣自動化操作更加簡便,能夠通過遠程控制方式,在有效規避惡劣生產環境的同時,降低誤差率與生產費用。我們可以預見,電氣自動化中智能技術的應用將進一步滲透到人們的日常生活中去,這不僅能提高人們的生活質量,同時也是對未來社會的一種積極探索。

（3）提高電氣設備故障的診斷能力

電力系統中電氣設備具有非線性、不確定性等故障特性，維修人員在對電氣設備進行故障診斷時如采用傳統的診斷方式根本不能準確的診斷出電氣設備故障的位置，不僅造成了設備的損傷，還加大了企業設備的成本投入，造成人力物力的極大浪費，阻礙企業的發展。

隨著社會的發展和科學技術的不斷進步，智能技術在電氣自動化控制系統的大量應用，幫助企業有效地解決了這一難題。在對電氣設備進行故障診斷時主要用到的診斷技術有神經網絡、模糊邏輯、專家系統等。如在配電保護故障診斷中專家系統主要用于對基于生產式規則的系統的故障診斷，這種方式的生成原理是用規則的形式將保護、斷路器的動作邏輯和運行過程中工作人員對電氣設備故障的診斷經驗等納入專家系統，形成專家系統故障診斷知識庫，在通過報警設施的反饋信息對專家系統知識庫進行科學準確的分析，最終得出電氣設備故障診斷的結論。專家系統在基于生產式規則系統故障診斷中得到廣泛應用主要是因為專家系統特性對故障診斷和基于生產式規則系統的影響所決定的。在專家系統中對基于生產式規則中的一些規則能夠進行合理的增加、刪減和修改，通過這種方式可以保障診斷系統的實效性、準確性和有效性，還能夠對一些不確定性問題進行及時處理，這種電氣故障診斷方式更能得出符合人類的語言習慣的結論，幫助工作人員更好理解故障診斷結果，節省維修時間，提高工作效率。

（4）完善電氣自動化控制系統

隨著社會進步，生產技術的革新，人們的生活更加智能化。智能技術作為計算機學科中一門新型技術，在電氣自動化控制系統得到了廣泛的應用。智能技術的大量運用，不僅提高了機械設備的工作效率，還完善了電氣自動化的控制系統，目前智能技術在電氣自動化控制系統主要的人工技術手段有兩種：一種是直流傳動控制系統，這種技術主要是應用于不同模式的判斷和多種信息的處理，對電氣自動化控制系統的完善具有推動作用。另一種是交流傳動控制系統，這種系統在實際運行中主要標準是對交流電氣設備及所驅動的客觀環境參數的監測和診斷，這種控制方式的使用可以有效地減少電氣自動化的定位時間，增強對負載轉矩及非初始速度變化范圍的控制，最終實現電氣自動化控制系統的完善。

參考文獻

[1]馬德光,陳海娟.電氣自動化控制系統中智能技術的應用[J].科技創新與應用,2013,05:18.

[2]任銘.電氣自動化控制中的人工智能技術研究[J].中國科技投資,2013,11:152.

篇13

建筑行業一直是關系到我國國民經濟發展的熱點問題，同時也給建筑的智能化帶來了巨大考驗，智能化建筑也已成為現階段信息化技術改造的直接體現形式。而從能耗的角度進行分析，我國大部分建筑能耗逐年增加，樓宇的智能化與節能化技術已成為人們越來越關注的問題。為此，在今后的建筑建設過程中，應從規劃、設計、施工以及后期運營管理等各個環節強化智能技能控制系統技術創新，徹底轉變現階段樓宇高能耗問題。在具體的工作開展過程中，應從設備配置及控制的節能策略、建筑設備的調試以及樓宇智能化技術的調試、優化等工作入手，充分利用智能化技術來提升樓宇能耗管理水平。

一、樓宇智能技能控制系統技術應用現狀與強化技術創新的意義

我國建筑智能技術在樓宇自動化控制技術方面與發達國家相比還有著非常大的差距。受到智能建筑行業產業集中度低、規模小、技術粗糙等因素的影響，大部分樓宇智能化設備控制系統缺乏相應的設備運行策略，由于智能化節能使用策略的實施也就無從談起。甚至對于部分樓宇智能化節能控制系統而言，處于半自動運行或不正常運行狀態，嚴重影響了智能化節能系統的開發與應用，這無疑造成了對能源的巨大浪費。

對樓宇智能化節能系統技術的創新不僅能有效提升物業安全管理，還能有效確保樓宇內設備的正常運行。對于樓宇智能化節能控制系統而言，是對各類能耗報警信號做出快速反應的智能化中樞系統，同時也是以計算機為主的控制管理中心。為此，應根據樓宇的具體情況，建立一套完善的包括材料節能、電力節能、中央空調節能、結構、監管節能等為一體的智能控制系統，以便在降低樓宇能耗的同時，對樓宇內能耗狀況進行實時監督，最大限度地降低能耗有效改善居室內決定環境質量的能源消耗。同時，對于現階段的建筑智能化節能系統而言，還應充分體現出建筑與節能、健康以及環保的和諧，從規劃設計過程中所涉及到的水、電、氣等基礎設施配置入手，從樓宇周邊環境、樓宇結構布局、氣候影響以及人的行為因素影響等方面進行綜合研究，以在實現高效節能的同時，滿足人們日常生活的基本需求。

二、強化樓宇智能技能控制系統技術創新的有效途徑

（一）建筑材料創新，利用節能材料

對于我國現階段的建筑而言，建筑能耗已成為社會總能耗的重要組成成分。一方面，我國能源緊缺，能源形勢嚴峻；另一方面，建筑在規劃、設計以及施工過程中存在著明顯的能源浪費，在材料的應用過程中表現的尤為突出。為此，在今后的樓宇設計、施工過程中，應加強耐沖擊、高保溫、抗折壓能力強的新型節能材料，以有效提升墻體的保溫效果。

墻體保溫材料種類較多，分有無機類、有機類與其他種類的材料，有機類。對于目前的應用而言，發泡塑料板材、顆粒類、巖棉等材料應用仍然占有較大比重，而玻璃發泡材料、水泥發泡材料、墻體字保溫材料、保溫裝飾材料以及相變材料等材料的應用仍然較少，這些材料均是新型的高性能保溫隔熱材料。同時，還應加強如膨脹珍珠巖、聚苯板、巖棉、爐灰、爐渣、粉煤灰等傳統保溫材料的應用，這些材料在建筑中的應用既節能，又經濟環保，能有效滿足樓宇建設可持續發展需求。

（二）建立只能照明控制系統，有效節約能源

為有效解決能源，還應建立一套完善的樓宇照明智能化控制系統，在符合總線標準的前提下，選擇以弱電總線通訊的方式來控制強電末端設備，以強化對燈光設備、安全防范、設備、AV設備及HVAC設備控制的開光控制、分散集中控制、調光控制開關控制、延時控制、遠程控制、紅外線控制以及與其他設備系統的聯動控制，控制方式方面靈活、易于維修與維護且自動化程度高。隨著高新技術的不斷發展，人們對于生活環境質量提出了更高層次的要求。為了滿足這種需求，新型樓宇建筑必須安裝更為先進的智能技能照明控制系統，以滿足不同使用者對于智能使用與管理需求，為樓宇建設者、用戶等獲取更大的經濟效益。

（三）強化技術創新，實現門窗節能

對于樓宇建筑能耗而言，門窗是最為薄弱的部位，在總樓宇能耗中占有較大比重。其中，冷風滲透約占門窗總能耗的三分子一左右，傳熱損失占到百分之三十到四十。因此，在對門窗的設計過程中，應充分考慮這一問題，強化技術創新，在確保采光、管徑以及通風等要求的同時，盡可能提升外門窗的氣密性，從而優化其自身的保溫性能。在此過程中，還應盡可能地降低樓宇住宅外門窗洞口面積，降低冷風滲透，以最大限度地降低門窗自身的傳熱損失。同時，除了應采取提升外門窗的氣密性等常規的節能措施外，還應對住宅窗墻比，降低冷空氣滲透，并充分借助建筑智能化控制技術，實現門窗的自動開啟，以降低由認為因素所造成的熱損耗與冷滲透。

（四）充分合理利用能源，強化地熱能源利用

為了提升樓宇能源利用率，還應加強對地熱能源的利用。在冬季可“取”出地熱中的熱量，給樓宇室內供暖；在夏季，將樓宇室內的熱量“取”出來釋放到地能中去。在現階段的樓宇智能技能控制系統的建設過程中，應首先考慮加強智能化地熱供暖和供熱水技術的開發與應用，以提升地熱清潔能源的利用率，滿足對于能源利用的生態化需求。

（五）合理利用智能建筑自控系統，設置機電設備的啟?？刂茣r間

在智能化建筑控制系統建設過程中，應加強對于智能化啟?？刂萍夹g的開發與完善，通過對機電設備最佳啟停之間的計算最佳啟停時間的計算，縮短不必要的設備啟停時間，以此來實現樓宇建筑節能的目標。對于實行階梯電價的部分地區而言，應充分利用智能樓宇建筑自控系統，在用電高峰期選擇投入應急發電設備，在用電高峰時，自動卸除不必要的設備。通過對這些措施的實施，能有效實現避峰運行，降低用電高峰期用電負荷，從而減低樓宇用電設備運行費用

（六）構建中央空調智能化節能控制系統，降低能源損耗

在對樓宇中央空調的設計過程中，泵型號的選擇是由最大負荷所決定的，而泵的定功率往往要大于設計的最大功率，這就造成了中央空調設備選型的能源浪費。同時，受到內外界不確定性因素的影響，系統的實際負荷處于不斷變化過程中，多數時間內都處于部分負荷狀態。為此，應強化技術創新，在樓宇中央空調中加裝“中央空調節能控制系統”，對冷凍水泵、冷水機組以及冷卻水泵的工作狀態、樓宇室內外溫度、冷凍、冷卻水供回水溫度、冷凍水壓差以及主機設備功率消耗等參數進行實時監控，以提升設備運行的智能化運行。與此同時，還可通過計算機網絡對整個樓宇中央空調系統的運行狀況進行動態監控，以有效提升樓宇管理人員對用電設備的管理水平，同時也實現了樓宇空調系統的遠程操作控制功能。

與此同時，還應加強智能化照明能效管理系統、供排水電效管理系統等樓宇各項功能系統的建立，以達到集中管理與分散控制的目的。智能化能效管理系統的建立還可實現對整套樓宇節能系統的自動化管理，并對各個子系統的運行狀態進行檢測，在系統出現異常運行狀況時，進行異常信息自動報警，根據設備運行狀況的動態記錄數據與所顯示的多種實時參數來提升樓宇智能化能效管理水平，最大限度地降低能耗與運行成本。

三、結束語

綜上所述，加強樓宇智能技能控制系統技術創新工作，對提升樓宇能效管理水平，實現樓宇運行管理的集約化、智能化、自動化發展等發揮著非常重要的作用。為此，在今后的樓宇規劃、設計、施工過程中，應加強新設備、新技術的完善與創新，順應時代需求，強化對于樓宇智能化控制系統的研究與應用，以在實現降低樓宇能耗的同時，滿足人們的日常居住需求。