学文网智能化数控系统篇1
[关键词]数控技术 发展趋势 智能化
中***分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0016-01
引言
在计算机的组成系统中，技术起着至关重要的作用，当然其性能和功能也不例外，重要的是人也是系统的一部分，在现在发展的数控系统中，个人计算机技术和数控技术也越来越紧密结合在一起，由此产生了新一代的数控系统，正在逐渐取代以前的数控系统，成为现在市场的主要产品，计算机技术的改革，也将会影响到数控系统的体系结构，计算机技术的进步，将决定数控技术的进步和发展，因此计算机的快速进步也是必然的，未来还会有更多的高科技新型人才来主导整个计算机系统。
一、近年来数控系统的发展概况
在现在这个社会技术都在不断的创新，当然计算机技术也在快速发展，在近代，我国对于传统的技术开始了根本性的变革，各国家开始对技术进行了大规模的投资，并且开始对技术进行研究和开发，使之开始出现各种高科技技术，在现代的制造系统中，数控技术是起着关键作用的，它是集很多为一体的高科技技术，例如微电子、计算机、自动检测、自动控制和信息处理等等，具有高速率、精度高和柔性自动性的特点，对现代的制造业起到了非常关键性的作用，目前数控技术仍然在不断的进行技术性改革，完成了高科技的集成，在集成化的基础上，数控系统实现了超薄型、超小型等等，发展后的数控系统具有高效率、高速率、功能高等等，任何事物在发展的过程都会受到一定的外部干扰、内部干扰以及随机因素的影响，数控技术发展后的更加能适应于现在的发展，智能化技术能更好的适应于复杂的制造过程，而且效率更高、速度更快、精度更高等优点，因此，对于数控技术改革势在必行。利用数控系统原理的传感器，它的原理***如下***所示：
二、数控技术的发展趋势
（1） 性能发展方向：从性能方面进行分析，主要从高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化、实时智能化等几个小方面进行研究。在高速高精高效化方面，速度、精度、效率是机械制造技术的关键性能指标，由于采用了高速芯片，同时也采取了有效措施进行改善，使高速高精高效化已有了大大的提高。在柔性化方面，主要包括数控系统本身的柔性和群控系统的柔性，群控系统能根据不同生产流程的要求，进行动态调整，从而最大限度的发挥群控系统的效能。从工艺复合性和多轴化方面，其中以减少工序和辅助时间为主要目的的复合加工，正在朝着多轴、多系列控制功能的方向进行发展，数控技术的不断进步提供了多轴和多轴联动控制，实现了数控系统的不断发展和进步。从实时智能化方面，在科学技术发展至今，实时系统和人工智能紧密结合，向着更加好的领域进行发展，智能化越来越适应于现在的社会，在如今的数控领域，智能化数控技术占领主要地位，智能化技术的实现，使数控技术控制性能大大的得到了提高，从而得到了最好的控制效果。
（2） 功能方向发展：从功能方面进行分析时，主要从用户界面***形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、内装高性能、多媒体技术应用等方面展开分析，从用户界面***形化方面来说：用户界面是数控系统与使用者之间进行紧密联系的对话接口，由于不同用户有不同的想法，所以他们对界面的要求也不同，因此使得开发用户界面的工作量比较大，用户界面属于最困难的部分之一，必须进行改善，目前各种网络技术对用户界面提出了更高的要求，极大地方便了非专业用户的使用，起到了很好的作用。从科学计算可视化而言，科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，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，对提高产品质量、降低产品的生产成本、提高效率等方面具有重大意义。插补和补偿方式是多种多样的，不同的方式可以有不同的使用。在内装高性能方面，数控系统内装高性能控制模块，可直接用高级语言进行编程，用户可在标准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。多媒体技术应用集计算机、声像、和通信为一体的，在数控领域具有重大的应用价值。数控在各方面的应用如***2所示：
（3）体系结构的发展：主要从集成化、模块化、网络化、通用型开放式闭环控制模式进行了解，集成化采用高度集成化芯片和大规模的集成电路，提高了数控系统的集成度和运行的速度，改善性能，从而提高系统的可靠性。模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，通过使用不同的模块，从而实现不同档次的数控系统。网络化可进行远程控制和无人化操作，使操作起来更加方面快捷。通用型开放式闭环控制模式是一个制造过程具有多变量控制和加工工艺综合的一种方式。
三、智能化新一代的数控系统
经过我国科技人员的了解和研究，目前适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构、新一代智能化数控系统已成为可能，下面是这种数控系统的体系结构的示意***：可以得到新一代智能化数控系统是将计算机智能技术、网络技术、动态数据管理及动态仿真等各种高科技技术融合在一起，形成严密的制造过程闭环控制体系。
四、总结
数控技术的不断发展和不断创新，造就了现在的智能化的数控系统，是计算机技术进步的代表，当然技术进步也代表着社会的进步，智能化数控技术对现代的发展起到了很大的催动作用，使系统更加完善，同样也使技术更加能适应于各种复杂的情况，面对那么多复杂的情况，能够从容、有效的解决问题，在进行技术改革的过程中，不会出现那么多的问题，从而使正在进行的产业能够顺利的进行，不会因为技术问题而受到影响，这样能够减少很多的因为出现问题而带来的损失，能够高效率的完成工作，提高工作进程的速度，因此无论什么技术，都应该进行不断的创新，使之能更好的为我们工作， 智能化数控系统就是一个很好的证明，因此，我们应不断的致力于技术的改革和创新，这样才能使我们的国家更加强大和发达。
参考文献
[1]杨德余，曾丽颖.智能化数控技术系统的发展趋势研究[J].科学中国人，2015-03-25.
智能化数控系统篇2
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***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。
长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，cnc只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过cad/cam及自动编程系统进行编制。cad/cam和cnc之间没有反馈控制环节，整个制造过程中cnc只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正cad/cam中的设定量，因而影响cnc的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统cnc系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了cnc向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。
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***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***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。***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***编程和快速编程、三维彩色立体动态***形显示、***形模拟、***形动态跟踪和仿真、不同方向的视***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***形、***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***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***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***或高级语言编程，具有直观的***调试和***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、***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。
(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。
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）
参考文献
智能化数控系统篇3
【关键词】智能化；数控技术；调度；实际应用
前言
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***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***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***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。
参考文献：
智能化数控系统篇4
【关键词】低压配电；智能化；监控系统；分析
一、低压配电智能化监控系统的概述
随着社会的进步与计算机技术的成熟，传统的低压配电系统已不适应于时展对于低压配电系统智能化与安全性的要求。日新月异的计算机技术为其系统的稳定性与微处理器的技术上的运用提供可靠的保障，于是业内开始有人尝试将智能低压计算机机监控装置运用到低压配电监控中，希望借此技术实现对远程运行的设备进行实时监控的目的，无数事实证明，低压配电智能化监控系统得到了有效地运用，最大程度地实现了分散式监控，确保了低压供电的安全性，降低了巡检人员的巡检工作量。纵观当前市场上对低压配电智能化监控系统的运用情况，大多数的低压配电智能化监控系统都是建立在SCADA系统的基础上，再进行的创新与改进。这种系统可满足一般的监控需求，但是对于低压电力系统本身的特点，所以，目前还没有一种可以称为“金标准”的低压配电智能化监控系统，该系统可改善的空间仍较大。低压配电智能化监控系统中各元件所具备的功能有电动机控制、开关控制、电力质量监测等。事实上，该系统中的大多数原件都属于智能化原件。在实际运用中，智能化元件可根据自身的特点运行而不必完全依赖于计算机，这样可以保障低压配电智能化监控系统在运行过程中的有效性，满足控制过程的需求。
二、现行的低压配电智能化监控模式
2.1建立于PLC和普通断路器的智能监控模式[1]
该模式主要是通过PLC的接口使低压配电系统中的配电总量全部汇总于PLC，PLC再将配电总量上传到远程监控点，实行远程操作来控制断路器。这种监控模式的特点是PLC接口处的开关量的输出口与输入口，可有效抗击干扰，控制方式较为灵活，该智能模式的弊端是装置时的接线工作较为复杂，较易出现故障，而且模拟量的采集较为困难，因此，成本相对要高出许多。
2.2 建立于智能断路器的监控模式
该类型的智能监控模式就是将智能断路器与智能脱扣器相结合，实现对欠压、接地、长（短）延时与瞬时过流的保护作用，智能型断路器可对电压、电流、有功（无功）功率、频率等参数的状态和信息进行实时、有效的显示。可通过通信接口将数据上传给远程计算机，或是接受远程计算机和远程控制中心发送的控制指令。该智能模式的主要特点是进行数据采集，并将采集到的数据进行控制与保护并集合于断路器内，使断路器的性能得到了提升，但是该模式所涉及到的产品的造价均较高，监控系统较为分散。
2.3 基于数字智能仪表与普通断路器的监控模式[2]
该智能监控模式主要针对SOE事件及模拟数据进行记录，记录时通过计算机网络进行相关的信息监控：1.通过数字智能仪表将各种数据传送至远程的通信处理系统；2.接受远程处理系统的操作，在操作中可开闭断路器，而且断路器可接收经数字智能仪表传递过来的操作命令。该监控模式的特点为可将数字智能仪表与监控体系灵活有效地结合，充分的体现了分散式监控的特点，该智能监控系统的弊端就是涉及的模块相对繁多，数据的采集较易出现一定的重复率，并且故障的发生率较高，该智能监控模式的成本也相对较高。
三、低压配电智能化监控模式的优化设计
由于低压配电监控系统与网络通信及微处理技术有着密切的联系。近年来，随着一些新技术的运用，低压配电监控系统也得到了相应的改善。在对现有的低压配电监控系统的基础上进行总结，提出一种建立于DSP技术的新型低压智能化监控系统的设计方案。
3.1 新型低压智能化监控系统的设计方案
新型低压智能化监控系统主要由开关量输入与输出模块、人机接口单元（MMI）、数据采样单元（ADC）、二次变换器（PT/CT）、事故打印模块及数据处理单元（DSP微处理器）六个部分所组成。
3.1.1 二次变换器
二次变换器主要职责是将低压系统传送来的高电压电流转换成微机测控系统采样所需的低电压信号，再传输给微处理器（DSP）和数据采集单元进行数据采集与分析，而二次变换器中电压互感器（PT）和电流互感器（CT）的传送精准度直接影响着其后的结果。新型低压智能化监控系统中的二次变换器的技术指标需达到以下标准：额定状态下，对于电压和电流的测量精度大于0.12%，在短路大电流或含有直流分量的情况下，变换器不饱和，波形稳定， 保证20倍额定电会流下的误差
3.1.2数据采集单元
数据采集为32路同步数据采集通道同时采样，分时转换的方式，其中A/D转换芯片为LTC1608芯片，其分辨率达16位，转换率500ksps。在进行数据采样时，模拟信号首先通过一阶RC低通滤波器、采样保持器，再通过多路模拟开关传输到数据缓存区域。进行数据转换时，使用DSP内部定时器，定时启动32路同步采样系统采样，在AD转换结束时中断响应，由寄存器对多路模拟值逐次采样。
3.1.3数据处理单元
数据处理单元是基于TMS320VC33芯片研发的。数据处理单元的主要硬件为含有34K@32位的高速SRAM、256K@32位高速RAM、16K@8位EEPROM、1M@8位NVRAM及片外扩展128K@8位EPROM的芯片[3]。TMS320VC33芯片为32位的高性能CPU，其具有高速浮点运算能力；锁相环时钟发生器，其工作频率可达60MHz，可简化I/O、存储器的接口；对外部器件的控制较为灵活；装置初始值固定于板内的EEPROM，可及时修改，便于对程序的调试。
3.1.4 人机接口（MMI）
人机接口智能终端较富人性化，在低压配电监控系统及操作者间的信息交换扮演着关键角色。操作者不但可以通过MMI快捷地对设备进行操作，而且可以根据MMI模块的提示信息迅速地对低压配电系统的运行状态进行准确的判断。本次探讨的新型低压智能化监控系统的MMI模块是基于RCM2000芯片研发的。
3.1.5 微型打印机
这里所指的微型打印机采用的是智能点阵感热式并行打印机，而非击打式打印机。打印机内部有一片C51单片机控制打印头，打印机与DSP的通信可通过拔插短路块进行切换。
四、结语
总而言之，科技的进步与创新永不会停止，那就意味着低压配电智能化监控系统也会随着科学技术的进步而进步，前文所提及的建立于DSP技术基础上开发的新型低压配电智能化监控系统可最大程度的适应于当前环境对低压配电监控的需求，可彻底取代以往的RTU装置，有效的提升了网络化对于低压配电智能化监控系统的适用性，为生产与生活带来更大的便利。
参考文献：
[1]戎俊康.浅析智能变电站建设对继电保护工作的新要求[J].中国电力教育.2011 （36）
智能化数控系统篇5
关键词：电气自动化；控制技术；智能建筑；应用
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.149
1 引言
如今我国建筑行业的规模逐渐扩大，人们对建筑的功能性与环境的舒适度提出了更高的要求，建筑系统要求具备便捷的信息通讯以及完善的服务设施等配套系统，以便不断增强建筑功能的功能个性化与多样化需求，因此传统建筑电气系统已经不适合新时期智能建筑的发展，结合电气自动化控制技术是现今智能建筑发展的必然趋势。
2 电气自动化控制技术在智能建筑中的应用优势特点
2.1 智能建筑的概述
智能化建筑就是社会信息化技术与现代建筑技术有机结合的应用成果，主要基于建筑平台，将通信网络系统、办公自动化系统以及建筑设备结合在一起，形成一个集管理、服务、系统与结构于一体的最优组合，为人们提供一个便利、舒适、高效并安全的建筑环境。智能建筑结合计算机网络与综合布线方法，以便将建筑内的全部子系统功能综合配置在一起，实现对大楼内各基础设备（公共安全设备、消防设备、照明设备、变配电设备、给排水设施、供热设备、空调设施等）、办公自动化系统以及通信系统的综合管理。
2.2 智能建筑自动化控制应用的主要优势与基本特点
在具体应用时，智能建筑自动化控制系统主要根据现场控制器来高速处理建筑中的电梯、通风、照明、给排水、变配电、空调等系统，以便实现对这些系统的集散管理与控制。电气自动化控制技术在智能建筑中的主要应用特点就是要将建筑内部设备的运行状态进行优化，以便降低并节省设备运行的能耗，提高建筑设备的管理水平与自动化水平，为人们提供一个良好的居住与办公环境，提高管理人员与设备的工作效率。
2.3 智能建筑应用电气自动化控制技术的优势
可以数字化的对系统进行实时的监控，实现系统与设备全部工作流程内的高效与准确监控，将中心控制指令及时并准确的传达到整体建筑系统，并将信息反馈到智能建筑控制中心，以便对整体智能建筑系统的实时、连续与高效管控。
3 我国智能建筑中自动化功能的实现与系统的组成
（1）电气自动化控制系统的组成与原理：①输入并检测电气控制设备的瞬时被控值，实现数据的实时采集与获取；②将采集到的数据进行一定的逻辑计算，并将运算得到的结果作为控制信号及时传送到中央控制器，实现控制措施的实施应用；③将编制好的控制措施作为控制信号输出到具体系统中，以便实现控制与管理的任务，智能建筑自动化控制系统主要为电梯与综合布线系统、供配电系统、安全防范系统、消防报警与联动系统、智能照明控制系统、给排水系统以及空调系统中。
（2）实现智能建筑的自动化控制系统功能：①智能建筑的空调控制系统主要是对智能建筑空调末端系统、空调调节系统、通风系统、蓄冷系统、热交换系统以及冷水机组进行自动化的控制。对空调设备运行状态进行能耗累计、机组运行均衡控制、启停程序配置、故障报警、监视、检测等，并结合建筑室内的二氧化碳浓度与温度等来有效检测与调整室内的空气质量与温度；②自动化控制技术在智能建筑给排水系统中的应用主要是实时监视给排水系统的超低与超高水位报警、液位监测、故障报警、运行状态等；③智能建筑的智能照明控制系统就是对公共区域或建筑室内的照明根据特定程序来统一的控制，以便达到自动节能与控制的目的；④智能建筑的电梯监控系统就是对电梯实时的运行、故障、状况等进行管理与监控；⑤智能建筑的供配电自动控制系统就是实时检测配电系统的运行参数，并自动化的管理与统计建筑内的用电量；⑥智能建筑的消防控制系统由消防专用电话系统、消防联动控制、火灾自动报警系统、消防广播系统、火灾探测器等共同组成，并结合探测器来监控楼内火灾，以便控制相关系统来进行灭火处理。
上述这些电气自动化控制系统的功能实现主要利用子系统的功能组成，想要实现智能建筑电气自动化系统的高水平，还需要建立科学并完善的数字控制系统，并结合本地控制与远程管理中心相结合的管理模式，以便提供智能建筑自动化控制系统的灵活性与可靠性。
4 智能建筑中对BACnet协议与现场总线技术的应用
（1）智能建筑对现场总线技术的应用：在生产现场主要应用现场总线，将智能建筑的数字控制系统、自动化监测仪表与智能现场设备连接起来，从而实现控制系统、检测仪表与这些设备的多分支与全数字化结构相互联系的数据通信网络体系。将网络中智能化、数字化以及分散化的控制与测量设备作为网络控制的节点，并采用总线方式进行连接，以实现自动化控制功能与信息的相互交换功能。智能建筑的自动控制系统是过程控制的一种，因此智能建筑可以适用那些适合过程控制的通信标准协议。如今电气自动化控制中的现场总线技术在智能建筑中的应用最为广泛。
（2）智能建筑对BACnet协议的应用：该协议主要为楼宇自动控制网络的一种数据通讯协议，应用在智能建筑中具有以下特点：具有较可靠并先进的技术，同时控制系统开放性比较良好，不需要任何专用的芯片，因此可以通过任何制造商来生产，基于这些制造商的生产支持，可以有效缩减整体自动化控制系统的应用投资；实际通信过程采用先进并统一的交换方法与数据表示；智能建筑产品具有一致严格的等级标准；智能产品具有较好的操作互动性，可以便于自动化控制系统的集成与扩展。总之该协议可以通过其系统集成性来将智能建筑中的所有子系统集成在统一控制平台，以便在统一的进行管理、控制与监视，提高设备质量与管理效率，降低智能建筑的运行与管理成本，这也是如今我国智能建筑中最常有应用价值的电气自动化控制网络系统。
5 结束语
总而言之，如今智能建筑的发展不断提高其建筑物的功能要求与效果，而现代建筑的核心技术也逐渐转变为电气自动化控制技术。新时期我们要智能建筑对电气自动化控制技术的应用研究，以便推动着我国智能建筑快速并健康的发展下去。
参考文献：
[1]嘉春乔.气自动化控制在智能建筑中的运用[J].电子测试， 2016，07（06）：12-13.
智能化数控系统篇6
【关键词】智能控制;机电一体化;应用
机电一体化技术是指将机械技术、微电子技术、电力电子技术、信息技术等多种技术融合在一块的并且用于实际的综合技术。随着机电一体化的发展，机电一体化系统对控制的技术水平要求越来越高，原来的控制技术已经不能满足机电一体化系统的要求，因此，人们开始将目光投向发展比较迅速的智能控制，期望通过智能控制，达到机电一体化系统的控制目的。因此，本文将分析智能控制的特点和主要方法，探讨智能控制如何在机电一体化系统中得到应用，从而更好地实现对机电一体化系统的控制。
1.智能控制
1.1 简单介绍
智能控制（intelligent controls）在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。智能控制理论的研究和应用是现代控制理论在深度和广度上的拓展。20世纪80年代以来，信息技术、计算技术的快速发展及其他相关学科的发展和相互渗透，也推动了控制科学与工程研究的不断深入，控制系统向智能控制系统的发展已成为一种趋势。智能控制综合了多门学科，比如自动控制、人工智能、信息论和运筹学等，它克服了传统控制理论的许多缺点，能够用来控制各种复杂的系统。
1.2 智能控制与传统控制的比较
首先，智能控制包括传统控制，智能控制是传统控制的高级阶段。与传统控制相比，智能控制处理信息的综合能力更强，而且能够从全局优化系统。从结构上来看，智能控制的分布式、分级式和开放式结构也比传统控制更加先进。
其次，智能控制是多门学科进行交叉的结果，因此它比传统控制在理论体系上更加完善。智能控制系统具有足够的关于人的控制策略、被控对象及环境的有关知识以及运用这些知识的能力。智能控制系统能以知识表示的非数学广义模型和以数学表示的混合控制过程，采用开闭环控制和定性及定量控制结合的多模态控制方式。
再次，智能控制系统具有变结构特点，能总体自寻优，具有自适应、自组织、自学习和自协调能力。智能控制适用的对象和任务可以更加复杂、高度非线性、模型可以具有不确定性。同时智能控制系统有补偿及自修复能力和判断决策能力。
最后，智能控制系统还可以用数学表示混合控制过程，用知识描述非数学的广义模型，采用多模态控制方式，这种方式是定性决策、定量控制和开闭环控制相互结合的体现。
1.3 主要方法
目前，智能控制运用的主要方法为遗传算法控制、神经网络控制、模糊系统控制、专家系统控制、分级递阶控制、组合智能控制、混沌控制、集成智能控制、小波理论等等。
2.智能控制在机电一体化系统中的应用
2.1 智能控制在机械制造过程中的应用
智能加工技术是利用智能束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门技术，而智能如工艺研究之所以光器是智能加工技术应用的前提条件。机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从机电一体化系统设计课程论文而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。在此过程中利用神经网络技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理，利用模糊系统所特有的模糊关系与模糊集合等特征，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等 。
2.2 智能控制在机器人领域的应用
通常情况下，动力学中的机器人表现出的是非线性的、强耦合，而且变化具有不稳定的特征，由于信息量繁多而庞大，并且控制参数较多，需要通过智能控制来实现机器人在处理信息和参数的灵敏和快捷化。当前，智能控制技术已被广泛应用于机器人领域中的各个方面，在动力学方面，机器人是非线性、时变和强耦合的;在控制参数方面，是多变量的;在传感器信息上，是多信息的;在控制任务的要求方面，是多任务的，因此，从这些方面的分析可以得出智能控制非常适合运用于机器人领域。而且，目前在机器人领域也广泛地使用到了智能控制技术，比如机器人地行走路径规划、机器人的定位和轨迹跟踪、机器人的自主避障、机器人姿态控制等。在机器人领域，人们可以通过采用智能控制中的模糊控制、人工神经网络、专家系统技术进行环境建模和检测、机器人定位、汽车柔性制造等。为了提高机器人系统的适应能力，人们可以综合运用几种智能控制技术，例如机器人行走时可以主动的避让障碍物，还可按照规定的路径行走，其中机器人手臂可按指令完成相应预期动作。以上这些内容，都是采用了计算机神经网络智能控制技术实现的，由此可见智能控制在机器人领域中的应用也趋于成熟 。
2.3 智能控制在交流伺服系统的应用
伺服驱动装置是一种转换部件和装置，它能够使电信号转换为机械动作，并且决定着控制的功能和质量以及系统的动态性能，它是机电一体化的重要的组成部分。智能控制中电力电子技术的发展能够提高交流调速系统性能，实现直流的伺服系统向交流的伺服系统的转变。将智能控制引入交流伺服系统，能够帮助交流伺服系统应对比如负载扰动、参数时变、被控对象和交流电动机严重的非线性特性以及较强的耦合性这样一些不确定的因素，帮助交流伺服系统通过不确定的模型获得较满意的PID参数，满足系统的高性能指标要求。
常规的PID控制和智能控制技术相结合，能够形成智能PID，方法就是通过非线性的控制方式将人工智能引入到控制器，使系统的控制性能更好，并且能够不依赖控制器参数和精确的数学模型进行自动地调整，使得系统的适应性增强。
2.4 智能控制在数控领域的应用
随着科学技术的发展，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，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议;利用模糊系统技术可以将数控机械的加工过程进行优化，对一些模糊的参数进行调节，从而更加清晰地发现数控机械出现的故障，并找出相应的解决措施。在数控领域，还可以利用遗传进化算法，找到数控系统的最佳加工路径;还可以运用智能控制中的预测和预算功能，在高速加工时加强对综合运动的控制。
参考文献
[1]王成勤，李威，孟宝星.智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J].机床与液压，2008（8）.
[2]李景涛，韩英.机电一体化技术及其应用研究[J].机械管理开发，2010（01）.
智能化数控系统篇7
智能变电站是智能电网建设中实现能源转换和控制的核心平台之一，是智能电网的重要组成部分，它既是衔接智能电网发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节的关健，同时也是实现风能、太阳能等新能源接入电网的重要支撑。
根据智能变电站试点建设工程的经验总结，变电站自动化系统目前存在子系统繁多且***建设，集成度低等问题，不能实现信息共享和综合应用，不能满足调度支撑系统和大运行体系建设要求。为规范智能变电站自动化系统建设，实现信息充分共享和功能应用集成的目标，国家电网公司组织编写了《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》和《智能变电站一体化监控系统功能规范》。本文依据以上规范要求分析了一体化监控系统体系架构、五大功能、结构，对一体化监控系统配置、二次系统安全防护方案进行了重点研究。同时结合《变电站调控数据交互规范》，通过优化调控实时数据，直传设备告警信息，远程游览变电站全景，强化调控指令安全认证，实现对变电站的远程监控。
2 一体化监控系统架构
2.1 智能变电站以及智能变电站一体化监控系统概念
智能变电站：采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、***分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
智能变电站一体化监控系统：按照全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化的基本要求，通过系统集成优化，实现全站信息的统一接入、统一存储和统一展示，实现运行监视、操作与控制、综合信息分析与智能告警、运行管理和辅助应用等功能。
2.2 自动化系统架构
智能变电站自动化系统由一体化监控系统和输变电设备状态监测、辅助设备、时钟同步、计量等共同构成。一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。
智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态监测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制、运行管理等。 其逻辑关系如***1所示。
2.3 一体化监控系统架构
如***2所示，智能变电站一体化监控系统可分为安全Ⅰ区和安全Ⅱ区。
在安全Ⅰ区中，监控主机采集电网运行和设备工况等实时数据，经过分析和处理后进行统一展示，并将数据存入数据服务器。Ⅰ区数据通信网关机通过直采直送的方式实现与调度（调控）中心的实时数据传输，并提供运行数据浏览服务。通过数据规范化处理，生成标准的告警条文，经I区***形网关机直接以文本格式传送到调度（调控）中心。
在安全Ⅱ区中，综合应用服务器与输变电设备状态监测和辅助设备进行通信，采集电源、计量、消防、安防、环境监测等信息，经过分析和处理后进行可视化展示，并将数据存入数据服务器。Ⅱ区数据通信网关机、II区***形通信网关机通过防火墙从数据服务器获取Ⅱ区数据和模型等信息，与调度（调控）中心进行信息交互，提供信息查询和远程数据、***像浏览服务。
综合应用服务器通过正反向隔离装置向Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机信息，并由Ⅲ/Ⅳ区数据通信网关机传输给其他主站系统。
数据服务器存储变电站模型、***形和操作记录、告警信息、***监测、故障波形等历史数据，为各类应用提供数据查询和访问服务。
计划管理终端实现调度计划、检修工作票、保护定值单的管理等功能。视频可通过综合数据网通道向视频主站传送***像信息。
3 一体化监控系统功能
3.1 功能结构
智能变电站一体化监控系统的应用功能结构分为三个层次：数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能。
五类应用功能包括：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助应用。
3.2 运行监视
通过可视化技术，实现对电网运行信息、保护信息、一、二次设备运行状态等信息的运行监视和综合展示。包括运行工况监视、设备状态监测、远程浏览。
3.3 操作与控制
实现智能变电站内设备就地和远方的操作控制。包括顺序控制、无功优化控制、正常或紧急状态下的开关/刀闸操作、防误闭锁操作等。调度（调控）中心通过数据或***形通信网关机实现调度控制、远程浏览等。
3.4 信息综合分析与智能告警
通过对智能变电站各项运行数据（站内实时/非实时运行数据、辅助应用信息、各种报警及事故信号等）的综合分析处理，提供分类告警、故障简报及故障分析报告等结果信息。包含站内数据辨识、故障分析决策、智能告警。
3.5 运行管理
通过人工录入或系统交互等手段，建立完备的智能变电站设备基础信息，实现一、二次设备运行、操作、检修、维护工作的规范化。包括源端维护、权限管理、设备管理、定值管理、检修管理。
3.6 辅助应用
通过标准化接口和信息交互，实现对站内电源、安防、消防、视频、环境监测等辅助设备的监视与控制。
4 一体化监控系统结构
4.1 系统结构
智能变电站一体化监控系统由站控层、间隔层、过程层设备，以及网络和安全防护设备组成，各层设备主要包括：
站控层设备由监控主机、数据通信网关机、***形通信网关机、数据服务器、综合应用服务器、操作员站、工程师工作站、PMU数据集中器和计划管理终端等组成。
间隔层设备由继电保护装置、测控装置、故障录波装置、网络记录分析仪及稳控装置等若干个二次子系统组成。
过程层设备由合并单元、智能终端、智能组件等构成。
4.2 网络结构
智能化数控系统篇8
赛为智能商业建筑智能化集成系统（SIWILL-CB-IIS）是由合肥赛为智能有限公司自主研发的，该产品的系统功能强大，性能稳定，主要包括数据采集终端、实时数据库、分发服务器、Web服务器、数据控件、页面配置工具和系统配置工具等。
根据《智能建筑设计标准》，智能化集成系统（Intelligented Integration System，IIS）是将不同功能的建筑智能化系统，通过统一的信息平台实现集成，形成具有信息汇集、资源共享及优化管理等综合功能的系统。
赛为智能商业建筑智能化集成系统（SIWILL-CB-IIS）是由合肥赛为智能有限公司自主研发的，该产品的系统功能强大，性能稳定，主要包括数据采集终端、实时数据库、分发服务器、Web服务器、数据控件、页面配置工具和系统配置工具等。该产品为工业级组态平台，是以计算机控制技术为核心，结合现代通信技术、网络技术、软件技术和自动控制技术，将设备控制、消防检测及保安监控等系统集成一体化。该系统利用一个总控室，完成空调、电气、给排水、照明、电梯、消防和保安监控功能，并通过总控室向大厦各种监控设备发出控制指令控制其运作，同时通过对实时和历史数据挖掘形成分析报表，为建筑设施节能降耗调度、现代化管理提供决策支持。采用该系统既可以节省监控设备所需的空间和管理人员，又可以提高建筑内部设备管理水平。目前，智能建筑中的智能化集成系统的模式主要有四种：以接点方式进行系统集成、以串行通信方式进行系统集成、以楼宇自控系统BA为平白进行系统集成、基于子系统平等方式进行系统集成。赛为公司采用的基于子系统平等方式进行系统集成的模式，也是当前最先进的解决方案。
作为“2013年度中国智能化集成系统最佳解决方案奖”获得者，赛为智能商业建筑智能化集成系统的核心优势如下：系统基于B/S模式，用户通过浏览器便可在网内实现对本系统的访问，客户端可灵活部署；采用平等集成模式（采用第三方平台），任何子系统的宕机不影响对其他正常系统的监控；系统基于Windows内核构建，采用多进程、多线程方式保证系统性能，系统容量10万点，支持1万点/秒数据并发刷新实时库，现场数据至用户界面传输时间少于2秒，控制指令下达时间少于2秒；系统具备灵活的权限管理功能，可对任意数据点进行控制域划分，不同的用户可分配不同控制域的控制权限，从而实现灵活的系统控制权限管理；系统具备灵活的组态功能，包括子系统配置、设备及相关数据点配置、联动脚本的配置等，实时数据库支持多联动脚本引擎，客户端支持相应的网页脚本联动功能；系统具备***运行组态功能，在不影响系统正常运行的模式下，可对子系统、设备、数据点进行添加或删除；支持历史数据的自动备份与压缩，并提供历史数据查询和报表功能；系统支持广泛的标准接口接入，具有ODBC接口子系统的查询报表功能。
智能化数控系统篇9
关键词：机电一体化；智能控制；应用；研究
中***分类号：F407文献标识码： A
(一)、关于机电一体化的概述
1、机电一体化的含义
所谓机电一体化，又称机械电子学，是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多只技术进行有机地结合，并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。
机电一体化的基本内容与组成要素及原则机电一体化的基本内容包括以下几项内容：一是计算机与信息技术；二是机械技术；三是自动控制技术；四是系统技术；五是传感检测技术。机电一体化的组成要素包括：一是结构组成要素；二是动力组成要素；三是运动组成要素；四是感知组成要素；五是职能组成要素。机电一体化的四大原则包括：一是运动传递；二是能量转换；三是结构耦合；四是信息控制。
（二）、关于智能控制
1、智能控制的含义
“智能控制”指的是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术。控制理论发展至今已有100多年的历史，经历了“经典控制理论”和“现代控制理论”的发展阶段，现在已进入“大系统理论”和“智能控制理论”阶段。“机电一体化”是微电子技术向机械工业渗透过程中逐渐形成的一个新概念，是精密机械技术、微电子技术和信息技术等各相关技术有机结合的一种新形势。它是机械技术、微电子技术及信息技术相互交叉、融合的产物。
2、智能控制系统的特点
智能控制常具有以下一种或几种基本特点：
（1）分层递阶的组织结构：智能控制系统的组织结构体现了“智能递增，精度递减”的原理。其协调层次越高，所体现的智能也越高。
（2）多模态控制：智能控制系统常采用具有开、闭环控制结合，定性决策与定量控制结合，数学模型和非数学广义模型结合的多态控制。
（3）自学习能力：一个系统如果能对一个过程或其环境的未知特征所固有的信息进行学习，并将得到的经验用于进一步的估计、分类、决策或控制，从而使系统的性能得到改善，那么就称该系统为学习控制系统。学习控制系统是智能控制系统的一种，智能控制系统的学习功能可能有低有高，低层次的学习功能主要包括对控制对象参数的学习，高层次的学习功能则包括知识的更新和遗忘。
（4）自适应能力：智能控制系统中的智能行为实质上是一种从输入到输出之间的映射关系，它可看成是不依赖模型的自适应估计。因此它具有很好的适应性能。当系统的输入不是已经学习过的例子时，由于系统具有插补功能，从而可给出合适的输出，甚至当系统中
3、智能控制系统类别形式
智能控制系统具有一定的智能行为，它是用来解决工程上难以用数学方法精确描述的、复杂的、随机的、模糊的、柔性的控制问题。这些问题的特点是非线性的，用普通的控制方法难以实现。当前采取的智能控制系统如下所述：
（1）分级控制系统
分级控制系统又称为分级阶梯控制系统，是由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理论。它主要由三个控制级组成，由高到低分为组织级、协调级、执行级。具体情况如下：
a．组织级：通过人机接口和用户进行交互，执行最高决策的控制功能，监视并指导协调级和执行级的行为。
b．协调级：该级分为控制管理分层和控制监督分层。
c．执行级：执行确定的动作，完成组织级分配的任务。
（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、调整后，利用对信号循环输入和数据处理来保证良好的运行效果。它是一个能在其运行过程中逐步获得受控过程及环境的非预知信息，积累控制经验，并在一定的评价标准下进行估值、分类、决策和不断改善的自动控制系统。
（3）专家控制系统
专家控制系统是将人的经验、知识、技能融合进计算机的一种形式。在这个系统中，计算机数据库含有摸个领域专家水平的知识与经验，并且具有可以利用这些知识与经验解决该领域的高水平难题的特点，
（4）神经网络系统
神经网络是指由大量与生物神经系统的神经细胞相类似的人工神经元互联而组成的网络，或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神经细胞、人工神经元模式。智能控制与模仿真人是神经网络的主要功能
（三）、智能控制发展的趋势
智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应，其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。
（四）、智能控制在机电一体化系统中的应用
1、智能控制在机械制造过程中的应用
机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络及模糊系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数。在此过程中利用神经网络技术中的并行处理与学习功能将一些残缺不全的信息进行有效处理，利用模糊系统所特有的模糊关系与模糊集合等特征，可以将一些模糊的信息集合到闭环控制中的外环决策机构来选取相应的控制动作。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。
2、智能控制在数控领域中的应用
随着科学技术的发展，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，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议；利用模糊系统技术可以将数控机械的加工过程进行优化，对一些模糊的参数进行调节，从而更加清晰地发现数控机械出现的故障，并找出相应的解决措施。
3、智能控制在机器人领域中的应用
机器人所具有非线性、强耦合、时变性的特征主要体现在动力系统中，在控制参数的系统中机器人具有多任务及多边变性的特征，这些特征适合智能控制技术的应用。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面：一是机器人手臂姿态及动作的智能控制；二是机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制；三是机器人在行走路径与行走轨迹跟踪方面的智能控制；四是通过模糊系统及专家控制系统对机器人的运动环境进行定位、监测、建模及规划控制等方面的探究。
4、智能控制在建筑工程中的应用
智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面：一是智能控制在建筑物照明系统中的应用，它主要通过通信与计算机控制的联网，对每一个时段的照明系统进行控制，主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制；二是对建筑物内的空调进行智能控制，通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置，可以智能地调节空调的风阀，在确保建筑内空气质量的同时，减少能量的浪费。
智能化数控系统篇10
近年来，智能化系统正在快速的发展，智能化设备已经是各技术领域共同的追求。测控仪表与智能化技术相结合是很早就提出并且应用的设备。智能测控仪表不仅仅是对测量有所帮助，甚至可以做到数据的有效传输和参数的存储。本文就以智能测控仪表在采矿工程中的应用为题目进行深入的分析，首先对智能测控仪表的设计理念和设计结构进行有效的说明，然后对智能测控仪表电路设计和智能特点进行着重的阐述，最后对智能测控仪表在采矿工程中的应用进行重点研究。
关键词：
智能测控仪表；采矿工程；监控系统；应用
伴随着经济稳定增长的步伐，精密测控仪表行业的高速发展推动了很多行业的进步，同时由于测控仪表行业的技术革新带动了许多传统行业的技术发展，有效的提高了社会的经济建设和技术水平。此外，仪器仪表行业的发展也体现了一个国家制造领域的技术水平，提高测控仪表技术含量对很对行业都有促进作用。随着技术的发展和更新换代，仪器仪表行业已经与智能化的系统相互的融合，利用常规的仪器仪表的精密度加上智能化系统的使用，已经很大程度上的实现了人工智能。智能系统是未来的很多领域发展的对象，智能系统可以实现对很多控制细节的把控，对突发事件的预先设定，能够很全面的表达“人”的思维。但是，由于技术的限制和生产方式的发展不均衡，还有很多方面需要其他设备或人工进行实现[1]。
1智能测控仪表的设计
在采矿工程中，智能测控仪表一般被使用在监控中心或者是监控机房，智能测控仪表在采矿过程中主要的任务是对数据的实时监控和参数的掌控以及数据的有效传输等。智能测控仪表会接收监控主机发出控制命令和相关程序，智能测控仪表会依据下达的命令进行相应的执行。此外，智能测控仪表和监控网络是互相连接的，智能测控仪表会根据实际的监测情况进行网络传送和远端记录，智能测控仪表还可以实现***运行，能够及时对有效数据参数进行记录、分析、存储。智能测控仪表还可以实现对不同要求和系统进行相应的设置，对系统中的电能的消耗、故障报警等情况可以进行一定的自主处理。由此可见，智能测控仪表在采矿工程中起到非常重要的作用，智能测控仪表的设计标准，可以参照工作环境进行相应的设计[2-3]。
2智能测控仪表的主要特点
2.1多功能、高精度
智能测控仪表在对数据的搜集和处理方面有着明显的优势，智能测控仪表可以实现多表的测控功能，同时还可以对数据进行有效传输，智能测控仪表测量精度可以达到常规仪表精度的2至4倍。
2.2数据的实时记录
智能测控仪表和传统的测控仪表相比较，可以进行数据清零和数据入录，智能测控仪表这一特点可以很好的对数据进行实时保存，即使是出现突然断电，智能测控仪表中的信息也不会丢失，智能测控仪表对数据进行有效入录时，使用的输入形式是定格式输入。这种方法能够保障智能测控仪表中的数据的精确度，同时防止入录信息的错误储存以及入录的失败。
2.3智能测控仪表安装方便
智能测控仪表无论安装在低压或高压的控制系统中，还是通过远程的方式进行连接，智能测控仪表都能够进行有效的安装和数据的测控。智能测控仪表还能够在三相体系中使用，智能测控仪表由于已经实现数据传输，所以可以进行单独连接使用。
3智能测控仪表在采矿工程中的应用
3.1能量管理
智能测控仪表在采矿工程中的应用。智能测控仪表能够记录电量的累积损耗以及三相电、四相电的使用程度，同时可以实现关口的作用。智能测控仪表还可以实现对内嵌极值和相应的检测极值的记录，智能测控仪表的数据几率对整体的电能损耗进行集合运算，加上相应的程序的辅助监控处理可以实现对整体电量额度的估算和精算。智能测控仪表数据记录会以表单的形式进行显示。
3.2电能质量分析
智能测控仪表与常规的记录式的仪表相比较，智能测控仪表因为借鉴了智能数据处理系统以及存储系统，从而实现单表***数据记录处理功能。智能测控仪表除此功能外，智能测控仪表还可以针对不同的电流进行谐波畸变率的计算，每一次的谐波畸变率的计算都是会传送给检测主机进行存储。3.3智能测控仪表在采矿控制中心的作用智能测控仪表的出现满足了采矿行业的迫切需求，随着智能测控仪表的功能逐渐的完善，已经应用到中央控制系统之中。智能测控仪表可以在控制系统中实现远程数据的整合与排查，中央控制系统是采矿进行中最主要的控制体系，智能测控仪表能够通过网络连接进行主控和分控的连接，进一步提高了中央控制系统的能力。
4结语
智能测控仪表是现代科技的产物，能够有效的对各种数据进行测控处理，本文以智能测控仪表在采矿工程中的应用为例进行说明，希望能够为智能测控仪表的使用提供理论依据。
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