时间：2023-05-05 09:10:46
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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。
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。
(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
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。
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。转贴于
(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。
(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
关键字:数控技术 智能化 知识工程 UG
Intelligent CNC programming system of
Liu Hao xu
(Tianjin Polytechnic university, Tianjin, Jixian 300160)
Abstract: In this paper, the advanced digital manufacturing technology in practical application problems, through analysis of the NC Technology and Industry Current, comprehensive development of numerical control technology in today world trends, discusses the development of NC technology. Study of knowledge acquisition, knowledge representation and knowledge reasoning in the CNC programming applications; in the intelligent NC programming system architecture language basis, to UG for the plateform use SQL Server database and UG Open API and Visual C + + develoption tools, development intelligent NC programming system; through the application programming examples demonstrate the feasibility and practicality of the research.
Keywords: Intelligent knowledge engineering CNC technology UG
一、数控编程系统智能化的概念和基础
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一,通常包括分析零件图样,确定加工工艺过程;计算走刀轨迹,得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
数控编程分为手工编程和自动编程.手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序,经过处理后生成加工程序,称为自动编程。随着数控技术的发展,先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能,而且为编程提供了扩展数控功能的手段。
而在数控编程系统的工作中,数字模型是工作的关键,同时也是数控编程系统的基础,它在编程系统中所包含的信息量直接决定了数控编程系统的智能化发展程度。同时,这些在数字模型中所包括的信息在数控技术家中传递的方式也会对数控编程系统的智能化发展程度带来一定的影响。同时,由于数学模型的发展包括:线框、曲面和实体,这些模型在结构上的不同,对描述同一物体所表述出来的信息量也是不一样的。
二、数控编程系统智能化的研究现状
就我国企业的发展上来看,国际上先进的数字化制造技术并没有在我国的企业中得到广泛的应用。
而就目前数控编程系统的智能化的进程上来看,主要表现在实体模型。在实体模型结构基础上,数控编程系统已经实现了部分智能化。由于实体模型是通过特征造型的手段获得的,因此在编程过程中,如何获得这些特征,然后直接针对这些特征直接进行编程操作,并在操作过程中根据专家系统的支持提供更多的自动操作选项,成为当前智能数控编程系统的一个主要的发展方向。
三、基于UG的模具智能化数控系统的开发
(一)、知识库获取
数控编程是一个经验性很强的领域,CNC工程师的经验知识对加工效率、加工质量都有着较大的影响。数控编程经验知识的主要特点有:首先,数控编程技术是无形的,只存在于CNC工程师的大脑中,并没有实体上的形态。其次,由于数控编程技术的无形性,因此完全来源于CNC工程师自身的主观意识,但是由于不同的CNC工程师自身工作经历、知识结构等因素的不同,他们对相同问题形成的经验知识可能产生一定的差异,这就说明数控编程技术是具有一定的差异性的。第三、CNC工程师随着经验知识的积累或生产技术条件的改变和完善,他们对原来数控编程所存在的问题可能会出现有新的见解,从而就会原有的数控编程加以相应的改善。为了最大限度地获取和利用CNC工程师的经验知识,针对上述这些特点,本文制定了经验知识的获取步骤,如图一:
(二)知识的表示
根据数控编程知识的特点,采用了将面向对象的表示法和BNF范式(Backus-Naur Form,巴科斯-诺尔范式)相结合的表示方法.基于对象的BNF范式表示数控编程领域知识的句法如下:
::=类
类::=
::=
::=
::=
::=[规则推理(RBR)] | [实例推理(CBR)]
::=
::=[粗铣] | [半精铣] | [精铣] | [粗镗] | [半精镗] | [精镗] | [钻] | [扩] |[铰] | [粗车] | [半精车] | [精车]
::=
::=
::=
::=
结束类
通过BNF范式可以有效地将数控编程领域的知识进行融合,同时也便于实现对数控编程知识库中知识的管理和维护,支持知识库中知识的检索、查询、更新,保持知识的有效性和一致性。
(三)知识的推理。CBR的推理过程主要由实例问题的描述、实例检索、实例修正、实例存储等组成。
1.实例问题的描述主要是在计算机中将待求解的问题通过合理的知识表示形式表达出来,以便于计算机识别和处理;
2.实例的修正通过人机交互界面的方式实现.在数控编程实例推理的过程中,当检索结果不能满足实际需要时,可以对加工方法、工件材料、刀具几何参数、进退刀设置等信息进行修正,并作为新的实例添加到实例库中,进一步地充实实例库。
(四)体系的搭建
在研究了知识工程技术应用于数控编程领域的基础上,设计了智能数控编程系统的体系结构。分为数据层、应用层和用户层。
1.用户层提供了智能数控编程系统用户接口,负责与用户的交互,处于系统架构的顶部.用户通过人机交互界面,可以方便的操作、管理和维护系统。
2.应用层为用户提供各种服务,是整个系统结构的核心.主要包括三部分:①前处理.运用知识工程技术获取数控编程方案,提供数控编程所需要的各项参数信息.②智能数控编程.依据数控编程方案,根据编程向导的指引对零件进行加工,生成的编程操作由知识顾问诊断后反馈到知识库中.③后处理.对创建的数控操作进行后置处理,生成符合机床数控系统要求的NC代码,以文档形式输送到生产车间。
3.数据层包括了加工特征库、编程资源库(零件信息库、机床信息库、刀具信息库及工艺信息库)和知识库,是智能数控编程系统运行的基础,采用了ODBC作为数据的底层访问方法。
(五)系统的实现
由美国UGS公司推出的UG软件,是面向制造业的集CAD/CAM/CAE功能于一体的三维参数化软件,具有数字化产品设计、制造和分析功能.UG CAD与CAM高度集成,具有统一的数据管理,并包含了KF(Knowledge Fusion)知识熔接模块,可以进行知识处理.UG CAM为用户提供了模板设置功能,可将常用的操作参数设置为默认值,自定义为加工模板,避免每次编辑新操作时重复定义参数的繁杂工作,提高零件编程效率.UG提供的二次开发功能.其开发语言简单易学,功能强大,可以方便用户定制个性化的功能,便于为用户开发有针对性的专用系统,可以实现单凭交互方式操作UG难以实现的功能,为企业在市场上的竞争力提供有力的平台.基于UG的诸多优点,本系统采用UG作为开发应用平台,系统数据库系统选用SQL Server2000,开发工具为UG/open、VC++6.0及UG后处理构造器。UG提供的二次开发功能可以方便用户定制个性化的功能,便于为用户开发有针对性的专用系统,在系统的开发实现过程中,遵循软件工程理论,为用户提供了良好的人机交互界面,采用模块化思想,按照设计过程和模块实现的功能将系统划分为几大功能独立的模块,模块之间以及模块的各组成部分之间也具有一定的独立性。
综上所述,数控技术是先进制造技术的核心,是制造业实现自动化、网络化、智能化、复合化等的基础。知识工程作为一种新型的智能设计方法,利用知识工程技术可以在数控编程过程中提供相关的知识,有利于实现数控编程的参数化、自动化和智能化,进而提高企业数字化制造技术水平。在对知识工程技术的在数控编程中的应用就出上开发出来的智能化数控编程系统,就是为了更好的提高企业在数控技术上的发展水平,促进数字化制造技术的发展,从而带来刚好的发展前景。
参考文献:
[1]汪俊俊.论数控技术发展趋势――智能化数控系统.装备制造.2009(06);
关键词 智能控制技术 机电一体化 应用
中图分类号：TP273 文献标识码：A
智能控制指的是不需要人来进行操作和控制，只需要利用智能机器设备就可以促使自动化控制得以实现。上个世纪以来，世界上就开始在研究自动化控制，经过近些年的发展，已经被广泛应用于诸多的领域内。机电一体化是在工业化水平不断提高的过程中发展起来的，将其有机结合到智能控制技术，可以促使系统运行效率得到有效提高。
1智能控制系统类别形式
从实质上来讲，智能控制包括了诸多控制技术，只有不同的智能控制系统互相合作，构建专门的控制系统，才可以顺利运行智能控制。具体来讲，目前的智能控制系统主要包括以下内容：
（1）分级控制系统：只有依靠自适应控制，并且借助于自组织控制，才可以有效实现分级控制系统的正常运行；通常情况下，包括三个组成部分，分别是组织级、协调级以及执行级，它们互相协调和配合。
（2）学习控制系统：指通过辨别、认知和调整内部结构，来对信号进行循环输入，处理数据来促使系统更好的运行。学习控制系统在自动控制方面，主要是利用非预知信息来实现的。
（3）专家控制系统：指在计算机系统中融入人的经验、知识和技能等，结合设定的一些程序指令，来进行正确的操作。为了保证智能系统的正常运行，需要将诸多理论知识应用起来，那么就可以更高质量的处理相关问题。
（4）神经网络系统：通过大量的调查研究表明，人工神经网络控制系统是人们运用最多的智能控制技术，神经网络系统有机结合了神经细胞以及人工神经元等，在本系统中，主要的功能除了智能控制之外，还具有模仿真人的功能。
2机床运行中运用到的智能控制技术
（1）在提高精度方面：在数控机床的运行中，要充分考虑产品的质量；那么要想衡量机电一体化制造技术，非常重要的一个指标就是精度。通过调查分析发现，因为没有将智能技术运用于传统的数控机床中，那么就没有足够的精度，这样加工出来的产品质量也得不到保证。而应用智能控制技术，因为具备高速CPU芯片以及多CPU控制系统等，机床精度就可以得到有效的提高。
（2）在效能优化方面：具体来讲，通常将模块化设计的方式应用到数控系统的设计过程中，它有着十分广泛的功能涉及面，裁剪性能也比较的优越，可以适应于诸多类型的机电一体化生产。另外，如果是要控制群控系统的效果，就可以结合相关的操作流程来应用于相同的群控系统中，以此来更好的进行系统调整。
（3）在改进加工方面：通过大量的实践研究表明，在机电一体化系统中应用智能控制技术，操作加工可以得到有效改进，不仅加工时间可以得到有效地缩减，操作流程也可以得到较大的优化。同时，复合加工效果也可以有效实现，从而促使数控机床的多轴多控制需求得到满足。在具体的操作过程中，人工操作可以得到大幅度缩减，可以一次性加工操作多道工艺。
（4）在程序控制方面：在系统运行中，非常重要的一个方面就是操作程序，为了促使产品加工质量符合相关需求，需要在程序编制过程中，充分结合加工产品的尺寸和精度来进行。如果是普通车床，那么就需要人工来控制操作流程，这样就对操作工人提出了很高的要求。但是在数控车床中，加工只需要结合编制的程序即可，有效的实现了智能化。
3设备装置的智能器件
将智能控制技术应用到机电一体化系统中，系统的自动控制可以得以实现，还可以有效调整系统的控制方式。在机电一体化中，非常典型的就是数控机床，那么智能控制的具体作用就可以通过其在元器件的控制中体现出来。
（1）在显示装置方面：在数控机床中，基本装置就是平面显示器，通过将程序指令等内容显示出来，操作人员就是对机床的具体运行情况进行充分的了解和掌握。在不断革新机床技术的时候，智能器件种类也日趋丰富，如FPD平板显示技术，就可以促使智能操作有效实现。
（2）在硬件装置方面：通过硬件模块，可以促使数控机床达到相关的标准。将智能技术应用到智能器件中，可以提高模块结构的性能，比如存储器、CPU等，在具体的操作过程中，可以结合需求来相应的删减或者增加模块形式，丰富模块的性能。
4结语
通过上文的叙述分析我们可以得知，在机电一体化系统中应用智能控制技术具有一系列的优势，不仅加工效率可以得到有效的提高，产品质量也可以得到保证；经过近些年的发展，传统的控制方法已经逐渐被智能控制技术所取代。并且随着时代的发展，智能控制技术将会获得更快的发展，将会更加广泛地应用于机电一体化系统中。
参考文献
[1] 董勇，谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2011，2（10）.
关键词：智能照明优越性 应用效果
中图分类号：J914 文献标识码：A 文章编号：
智能照明系统的出现，以其控制方式、照明方式、管理方式智能化以及可观的节能效果，逐渐取代了传统的照明系统。
一.智能照明系统在智能建筑中的应用效果分析
1、实现照明控制智能化。
采用智能照明控制系统，可以使照明系统工作在全自动状态，系统将按先设定的若干基本状态进行工作，这些状态会按预先设定的时间相互自动地切换。例如，当一个工作日结束后，系统将自动进入晚上的工作状态，自动并极其缓慢地调暗各区域的灯光，同时系统的移动探测功能也将自动生效，将无人区域的灯自动关闭，并将有人区域的灯光调至最合适的亮度。此外，还可以通过编程随意改变各区域的光照度，以适应各种场合的不同场景要求。智能照明可将照度自动调整到工作最合适的水平。例如，在靠近窗户等自然采光较好的场所，系统会很好地利用自然光照明，调节到最合适的水平。当天气发生变化时，系统仍能自动将照度调节到最合适的水平。总之，无论在什么场所或天气如何变化，系统均能保证室内照度维持在预先设定的水平。
2、改善工作环境，提高工作效率。
传统照明系统中，配有传统镇流器的日光灯以100Hz的频率闪动，这种频闪使工作人员头脑发胀、眼睛疲劳，降低了工作效率。而智能照明系统中的可调光电子镇流器则工作在很高频率（40~70kHz）不仅克服了频闪，而且消除了起辉时的亮度不稳定，在为人们提供健康、舒适环境的同时，也提高了工作效率。
3、 可观的节能效果。
智能照明控制系统使用了先进的电力电子技术，能对大多数灯具（包括白炽灯、日光灯，配以特殊镇流器的钠灯、水银灯、霓虹灯等）进行智能调光。当室外光较强时，室内照度自动调暗，室外光较弱时，室内照度则自动调亮，使室内的照度始终保持在恒定值附近，从而能够充分利用自然光实现节能的目的。除此之外，智能照明的管理系统采用设置照明工作状态等方式，通过智能化管理实现节能。
4、提高管理水平，减少维护费用。
智能照明控制系统将普通照明人为的开与关转换成了智能化管理，不仅使大楼的管理者能将其高素质的管理意识运用于照明控制系统中去，而且将减少大楼的运行维护费用，并带来较大的投资回报。
二.智能照明控制系统的特点
一个现代化的智能办公大楼，不仅要有足够的工作照明，更应营造一个舒适的视觉环境，使员工在其中工作保持心情舒畅，提高办公效率。因此，做好照明设计，选择合理的照明方案，配置先进的控制系统，加强照明控制设计，已成为智能办公楼的一个重要设计内容。
我们知道办公大楼按照功能区域划分，通常会有办公区、门厅、会议室、多功能厅等，各个功能区域的照明具有不同的特点。办公区域照明使用的光源主要是荧光灯与白炽灯，其中荧光灯多用于一般照明，白炽灯多用于局部照明，照度水平的设计主要取决于视觉作业的需要及经济条件的状况。办公区域的工作时间主要是在白天，可以考虑利用窗外入射的大量自然光进行照度补偿，不仅能节约能源，更能维持室内舒适的视觉环境。
对于一个完整的办公楼智能照明控制系统来说，办公区是办公楼的主要组成部分，采用智能照明控制系统，可使其照明系统工作在全自动状态。通过配置的“智能时钟管理器”可预先设置若干基本工作状态，通常分为白天、晚上、清扫、安全、午饭等，根据预先设定的时间段可自动的在各种状态之间进行转换。比如：上班时间来临时，系统自动将灯打开，并将光照度自动调节在预先设定的水平。在靠窗的房间，系统能智能地利用室外自然光，当天气晴朗，室内灯自动调暗；天气阴暗，室内灯会自动调亮，以始终保持室内恒定的亮度。午餐时间，灯将自动变换到一个舒适、柔和的灯光场景，使工作人员能够很好地休息和放松。当一个工作日结束时，在智能时钟管理器的作用下，系统将自动地调暗各区域的灯光，进入晚上工作状态。同时智能传感器的动静探测功能将自动生效。系统处于清扫状态时，该区域的灯保持基本的亮度，当清扫人员扫到该区域时，智能传感器的动静探测功能自动生效，点亮该区域的灯，当清扫人员扫完该区域离开后，延时数分钟后将灯关掉。安全状态和清扫状态的工作原理相似。智能照明控制系统还能保证办公区域和公共区域协调的工作。如：办公区域有员工加班时，电梯厅、走廊等公共区域的灯就保持基本的亮度，只有当办公区域的人走完后，才将灯降低到安全状态或关掉，避免不必要的能源浪费。
三.智能照明控制系统具备的优点
智能照明控制系统主要分为中央集中控制系统及分布式控制系统两种与传统照明控制系统相比，在控制方式、照明方式、管理方式以及节能方面等均有不少优点。
首先在控制方式和照明方式上，传统照明控制采用手动开关，只有开和关，而且只能一路一路地开和关。而智能照明控制采用调光模块，通过灯光的调光在不同使用场合产生不同的灯光效果，营造出不同的舒适的视觉氛围。在控制上采用低压二次小信号控制，控制方式多，功能强，范围广，自动化程度高。其次，智能照明控制系统由于使用了自动化照明控制，智能利用光照以及通过网络，只需一台计算机就可对整个大楼的照明实现合理的能源管理自动化，不仅减少了不必要的耗电开支，同时也降低了用户的运行维护费用，在节能方面可比传统照明控制节电20%以上。另外，在智能照明控制系统中，由于可通过系统人为地设置电压限制，可以避免或降低电网电压以及浪涌电压对灯具的冲击，从而起到保护灯具，延长灯具使用寿命的作用。实现智能大楼的计算机系统集成。
四.智能照明控制系统的设计方法和步骤
智能照明控制系统的设计一般都是在灯光设计和照明电气设计部分完成之后来进行的。其设计一般可分为：
第一步：编制照明回路负载清单。
在这过程中应注意：首先每条照明回路的灯具应该为同类型的灯具，这样才便于调光模块的选择和配置。而且每条照明回路的灯具控制性质应该是相同的，是普通供电或同为应急供电。其次，应核对每条照明回路的最大负载功率是否在需要选择的调光器允许的额定负载容量之内。最后，还要对一些照明回路的划分作适当的调整，使其更适合场景配置的需要，使各路灯光可组合构成一个优美的照明艺术环境。
第二步：按照明回路的性能选择相关的调光器
调光器是智能照明控制系统的主要部件，而对于不同类型的灯具应该选用不同适合他们的调光器。比如对于冷阴极灯（发光、霓虹、充气），这类灯采用电压变压器工作，所以应采用前沿相控调光器。而对于包括金属卤化物灯在类的各种气体放电灯则应该选用正炫波电压调光器。
第三步：按照明控制要求选择控制面板和其他相关控制部件。
【关键词】智能化技术；电力系统自动化控制；应用；发展趋势；
一、智能化技术在运用过程中的优势
1、便于对电气系统进行调整控制。智能化控制器的另外一个优势就是，它可以通过鲁棒性变化、响应时间以及下降时间来对系统的控制程度进行随时调节，从而使自身的工作性能得到有效地提高，使自动化控制的工作得到最基本的保障。由此可见，在任何情况下，智能化控制器都要比传统的自动化控制器的调解控制功能更具有优势，也更加适合用在电力系统自动化的实际工作中。
2、智能化控制器具有很强的一致性。智能化控制器具有很强的一致性，主要体现在处理不同数据的问题上，即使输入的数据十分陌生同样也可以获得较高的估计，实现自动化控制的有关要求。如果智能化控制器在使用过程中效果欠佳，不能对智能化控制技术进行盲目的否定，必须要对工程的每个环节进行仔细地排查分析。
3、不再需要建立控制模型。过去的电力系统自动化控制需要建立控制模型来实现控制系统，由于被控制的对象的动态方程相对较为复杂，在实际操作证往往达不到精确的效果，因此，对象模型在设计过程中就会出现无法估量、无法预测等相关问题。而智能化系统的使用更好的解决了这一问题，不仅使工作效率在很大程度上得以提高，也避免了在源头上出现一些不可控制的因素，从而加强了自动化控制器的精密系数。
二、电力系统自动化控制中智能化技术的具体应用
1、智能化技术在电力系统中的应用。在电力系统的工作过程中，智能化技术可以说是渗透到该系统的方方面面，其中应用最为广泛的是专家系统。所谓的专家系统本身就是一个比较复杂的工作系统，不仅对相关知识进行收集，还有着绝对的工作经验和系统工作过程中的一系列规定，从而在遇到问题时可以有针对性的对其进行解决等，因此，将智能化技术应用到专家系统中是非常有效的措施，不仅可以确保工作过程中的安全性、可靠性，还能够在一定程度上更好地适应社会发展的需要。
2、智能化技术在智能控制中的应用。电力系统自动化控制中会存在一些高难度、高危险的工作，将智能化技术应用于电力系统自动化控制工作中，让人工智能操作代替人为操作，实现电力系统自动化控制的无人操作、远程操作，达到智能操作的高效化和自主化的目的，智能化技术为智能化控制提供了良好的发展空间。
3、智能化技术在故障诊断中的应用。电力系统系统的运行过程中，电气设备发生故障的情况不可避免，而在故障发生前必定会有一系列与故障本身存在一定联系的征兆出现，利用智能化技术，就可以对其进行全面、准确的诊断。比如，变压器在电气设备中具有十分重要的作用，因此电气设备监测人员对它的运行状况格外的重视，经常对其进行不定时的检测、维修，不过这样做也不能完全避免电气故障的出现，为了及时地将故障诊断出来，把电气故障造成的损失降到最低，引入智能化技术无疑是最佳的选择。
4、智能化技术在优化设计中的应用。在电力系统自动化控制过程中，经常会涉及到电气设备的设计，而设计的过程又相当的繁琐，它不仅要求设计人员对磁力、电气、电路等学科的知识要有足够的认识并能恰当的运用到设计工作中，而且它对设计人员的工作经验也有比较高的要求。传统的设计方式是利用实验与经验相结合的手工设计来完成的，因此方案的达标率低，修改的难度较大；而现在的方案设计是利用CAD技术以及计算机辅助软件来完成的，不仅减少了设计所需的时间，而且设计出来的方案无论是质量还是使用性能都相对较好。遗传算法是优化设计的过程中智能化技术应用的具体形式之一，它具有非常强的实用性和先进性，它的使用在一定程度上对设计进行了优化。
三、智能化技术在电力系统自动化控制中应用的发展
1、体系结构的发展。智能化技术可以使电力系统自动化的体系结合向集成化、模块化、网络化的方向发展。LED显示技术，科技含量高、体积小、质量轻，可以以超大尺寸的形式显示信息，很大程度地提高电力系统自动化相关显示器的性能，提高了集成电路的密度。应用智能化技术实现电力系统的模块化，这利于实现电力系统自动化控制系统的标准化和集成化。在电力系统自动化控制中，利用网络的便捷性，将电力机床联网以达到远程控制和无人操作的目的，在任何一台机床上对其它机床进行控制，使得不同机床的画面同时显示在每一台机床屏幕上。
2、功能发展方向。增强智能化技术在电力系统自动化控制中的功能作用，要充分利用用户界面图形化、科学计算可视化、内装高性能PLC、多媒体技术等要素。智能化的图形用户界面使得人们可以通过窗口和菜单进行简单的操作，极大地方便了非专业用户的使用。在电力系统自动化控制领域，利用可视化技术，如CAD设计技术，极大地缩短了产品设计周期，提高产品质量同时降低了成本。在电力系统自动化控制系统中内装高性能PLC，可以方便用户进行编辑修改，从而建立自己的应用程序。将多媒体技术应用于电力系统自动化控制领域中，可以对信息进行智能化、综合化的处理。
3、性能发展方向。智能化技术在电力系统自动化控制中的应用，使其朝向高速度、高精度、高效化的方向发展。速度、精度、效率是衡量电力系统自动化水平的关键性指标，在电力系统自动化控制中结合智能化技术，可以实现电力系统的高速度、高精度、高效化。
四、结束语
随着信息技术的快速发展，电力系统与信息技术的有效融合，促进了电力系统的自动化。但早期的电力系统在自动化控制方面存在一些缺陷，为了弥补缺陷，在电力系统自动化控制中，引进了智能化技术，提高电力系统的自动化水平，推动电力系统的发展。
参考文献：
[1]李庆娘.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析[J].信息与电脑.2013（02）
关键词：图书馆；智能化监控系统；建设
一、引言
图书馆是现代知识的文献信息中心，是存储和提供信息资源服务的地方，更是读书和借书的最佳场所。其中收藏了大量高价值的科研资料和珍贵的文献和史料，图书资源丰富，可以满足读者的诸多图书需求，很多图书馆不仅对外开放，而且充分利用现代信息技术，建立了电子图书馆，为读者提供了更加方便的阅读环境，读者可以24小时不间断地进行访问。但是，由于目前图书环境较为复杂，不够安全，大量珍贵资料和高价值图书缺乏安全保护措施，导致遗失和损毁的问题极为严重。再加上，图书馆广泛开展文献资源业务，数千人的阅读交流环境，给读者和工作人员的人身安全带来了隐患，图书馆的安全状态令人堪忧，急需要安防系统的保护，因此，有必要建立完善的监控系统，提高其智能化水平。图书馆监控系统的建立，包括视频、环境和信息安全三方面内容，是防范安全事件发生的主要手段，也是现代化图书馆建设与管理的重要组成部分。增强监控系统的智能化和数字化水平，进行全程全天候监控，可以有效保护图书馆的设施、珍贵文献和资料、人员的财产和人身安全等，有利于及时发现异常情况和突发事件，并采取积极有效的措施进行处理，进一步防止各种不安全事件的发生。
二、环境监控系统
（一）监控温度和湿度
图书馆的纸质书籍和资料，以及大量数字化信息设备，比如上百台计算机、服务器、存储设备、交换机等，都对温度和湿度有所要求，不仅温度要控制在保存温范围内，湿度也要达到标准要求，否则会发生书籍腐烂、变质、变色的现象，设备功能降低，使用寿命变短的现象。因此，在进行系统设计时，可以在重要区域安装若干个与主机通信设备相连的温度和湿度传感器，通过采集数据，及时发现异常状况，发出警报通知相关人员。也可以利用带有远程通信接口的中央空调，通过安装远程监控软件，方便进行远程控制与通信。对于温度正常，湿度较大的地区，只需安装独立的单体除湿器或者带远程唤醒与控制功能的除湿器即可。
（二）监控火灾
纸质图书和大量电子设备具有极强的可燃性，应注意防火。火灾监控系统的设计包括火灾预防和火灾处理两个部分，火灾的预防通过烟雾报警器实现，不仅弥补了人工巡查的缺陷，还可以进行统一管理，通过网络将声光信号传输给监控中心，于是在电子地图上显示具体的报警位置。火灾的处理通过自动水喷淋系统和气体灭火系统实现，在火灾监控系统中布置传感器，监控喷淋系统的状态，包括监测供水压力值、管路水压值、压力开关状态、水力警铃状态、水流指示器、报警阀状态、终端输出流量大小、报警和联动功能装置的状态等，监控气体灭火系统的状态，包括监控储存容器内气体压力值、输送管道状态、电磁驱动器、开关的状态、控制和报警信号的装置状态等，传感器将采集到的数据通过网络上传至监控计算机上，存储并显示出来，通过与标准值比较及时报警和提醒需进行检修与维护的设备，以保障火灾处理系统的正常状态。通过上述系统，可以及时发现火灾，及时采取救火方案，从而将损失降到最小限度内。
三、视频监控系统
视频监控系统可以用来震慑盗窃行为，不仅可以防止设备和书籍被损毁，还可以规范人员行为，为破案提供线索和证据。一般设置在进出口、公共走廊、阅览室、书库、机房等人流较多的场所中，由前端数据采集层、数据传输层、控制管理层、视频应用层四个部分组成，包括采集图像的摄像机、信号传输、系统控制软硬件、存储设备、显示单元等，实现对设定区域的内进行视频监控和信息记录。当入侵报警系统前端的双鉴探测器或红外对射探测到报警信号后，系统通过报警联动模块将把开关量信号传给监控系统的硬盘录像机，集中管理平台做出联动动作，把对应于本报警区域的摄像机画面切换到显示屏上从而及时发现非法入侵者，显示具置并报警。其中，图像采集前端设备一般采用720P和1080P的枪机、半球和球机，光线不佳的地方可采用红外一体机。传输设备根据距离远近采用不同的线缆，在100米内和采用超5类线和6类线，超过一百米可采用多模光纤，更远距离可采用单模光纤。存储一般用NVR或IPSAN的模式通过网络传输到存储设备，存储时间在30天以上。
四、信息安全监控系统
（一）监控地址
系统主要通过网络在服务器端获取终端用户的IP，MAC地址，利用相关技术在服务器中生成地址匹配表。在终端用户机器开启或地址发生改变时，系统自动获取本机的LP ，MAC地址，并上传给预警中心服务器，对比生成的地址匹配表库，判断该终端状态是否正常以及用户是否合法，服务器发出相应的指令，控制或者禁止不合理的上网行为，同时给用户发送相关的指令，进行日志记录，实现上网用户合法性的监控目标。
（二）监控攻击行为
图书馆的攻击行为和其他网络一样，主要利用TCP/IP协议的弱点和系统漏洞，通过拒绝服务（DOS）与分布式拒绝服务（ODOS）对网络带宽的流量和服务器某特定服务进行攻击，会严重影响网络设备的CPU利用率端口包转发率端口流量带宽网络连接分布等参数。攻击的主要方式包括伪造IP和MAC地址实现地址解析协议（ARP）欺骗，发送伪造的ARP包冒充网关或盗用他人IP地址造成冲突，欺骗路由和服务器等成为合法的用户，大量发送正常的ARP请求造成主机不能及时处理，从而造成网络设备拒绝服务。因此，在监控攻击行为时，可以通过在网络关键位置布置防火墙、IDS，VPN、流量控制设备等安全控制设备，抓取数据包，整合、分析IP，TCP，ICMP数据报头，强化网络管理系统的感知控制取证和告知能力，抓取主机的IP地址和试图与本地主机连接的端口列表所提供的相关信息等方式，实时检测数据包实现包括漏洞扫描探测、检测端口扫描、远程登录探测、远程桌面连接探测等网络的常见攻击行为或可疑行为。监视具有特定行为特征如ARP攻击、DOS攻击、蠕虫病毒爆发等活动，发现网络中不安全行为对自己的探测和攻击并立即禁止，迅速定位网络故障。达到高效、全面的事件统计分析，保证网络稳定安全地运行。
（三）监控非法进程
实时监控网络终端用户的进程需要利用专门的监控软件。根据进程名、进程创建的窗口名来判断非法进程，还可以通过对操作系统的系统快照访问获得循环冗余校验码（CRC32）值，通过进程的执行文件大小获得加载到内存的当前进程列表信息，对病毒、流氓软件中一部份随机生成的文件名适用。预警中心服务器通过对比分析每个网络终端的进程与自身列表中通用进程特征，检测出危险进程，实时提供所有线路应用流速趋势、连接监控信息、流量管理状态如应用流量及用户流量排名等。
总结
总之，图书馆监控系统实行智能化，不仅降低了人力成本和劳动强度，还节省了运行维护费用，并且对文献资料、书籍和设备起到保护作用，提高了人员的财产和人身安全系数，为读者营造了一个舒适安全的读书环境。建立智能化监控系统，就应该充分利用现代科学技术，整合多种系统的功能，进行多方位多层次的监控，提高监控效率，便于统一管理多台设备，维护图书馆的公共秩序，进一步防止不安全事件的发生。
参考文献
关键词 广播；智能化；总控系统；技术探讨
中图分类号TN93 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0020-02
1智能化总控系统概述
智能优化总控系统采用的事大型核心数字矩阵和网络音频路由的双路由总控系统，相互备份，以便同步切换和统一控制，系统的安全性与可靠性也随着后置加上四选一设备而大大提高。随着网络技术的高速发展，加之网络音频路由系统的综合性能突出、价格低廉、布置简单，总控系统网络化是发展的必然趋势，也是总控系统构建发展的方向，广播领域在网络化技术上也有了可靠的实践和深入探索。总控系统中的关键设备，有数字无源音分、数字音频矩阵以及网络音频矩阵，实现全台直播间、转播、外转等对信号的汇集、分配、传输、调度等功能，智能化监测监控应急系统就是在这些构架的基础上设计的，性能卓越，智能化总控系统也是通过整合而来的，实现对全台业务的全程监测监控，工作内容有：音频工作站系统监测、关键点音频信号监测监听等，在各项工作的严格监控情况下，确保电台信号播出的安全性，充分体现智能化总控系统的优越性能。
2智能化总控系统结构与组成
智能化总控系统工作时，分工明确，且各个功能独立性高，互不干扰，每个分工由各个子系统完成，子系统之间的整合让网络总控系统具备自动化能力，就是所谓的智能化总控系统。系统具体组成如下所述。
2.1网络化音频传输系统
音频信号的网络化切换与传输室该子系统的主要任务，对各个音频路由进行监测和控制，可监测到每一路的音频实时信号。在信号传输过程中的安全保证是由子系统与矩阵系统构成互备结构达成的。
2.2空中信号质量监测监录系统
信号传输都会在空中信号落脚，因此对空中信号的监测，可以间接获取监录时广播播出的真实情况，对于广播电台来说，能播出声音是不够的，还要求空中信号达到总局要求的指标范围。
2.3网络化信号监测系统
对网络化信号的监测是采用该子系统的CAS1000网络音频传输与切换功能，可以对各项关键信号实时监测，所有过程都是自动完成，且有故障报警功能。信号的监测场所一般在总控室，也能通过网络技术设立在其他办公室进行监测，达到信号远程监测的目的。让技术管理水平上升一个新的高度。
2.4智能化音频信号DSP处理系统
该子系统的目的是通过设置的两台CNP800网络音频处理器保证音频信号的传输质量。作为一款新型网络化数字音频处理器――CNP800，其功能室与CAS1000音频路由器交换网络音频信号，对音频信号处理的软件由路由来设置。
2.5工作站状态监测远程控制系统
该系统负责全台广播的网络监视工作。在工艺用房内由工作人员来进行网络监视工作站状态，实时掌握工作站的工作状况，并对异常进行处理，及时上报工作情况。并及时纠正工作人员在操作上出现的一些失误或工作站出现故障时进行处理，以提高工作效率，从而防止事故的发生。开机工作中数量的统计可由该子系统来实时把握，全面对工作站的使用时间、效率以及状况体系进行监测。尤其体现在该系统的远程遥控功能，既提高了工作站的集中度，又解决的维护上的一些困难，是相当有用的功能。
2.6设备状态监测系统
实现各项设备集中监测是该子系统的目的，包括UPS电源、音频路由器、调音台、音分等的设备。此外，还能够监测关键设备的工作温度和环境温度。自动对设备异常情况的发生做警报。设备温度是对设备的工作状态的直接反映，是监测设备的一种方法。设备故障的出现很可能是温度产生了异常，所以设备故障的这种预警机制大大提高了设备工作的安全性。
2.7应急控制和智能化故障分析系统
该系统主要是对网络信号进行监测，出现故障时自动报警，并对设备状态进行监测，由智能系统对故障匹配最佳的解决措施，达到最好处理效果，保证设备工作的效率。网络音频矩阵可以通过备份管道的切换对信号故障进行有效切断和移除。应急音源子系统会自动将出现故障的备份通道进行应急播出处理，并自动备份。此外，系统自带的手机短信通知功能可以及时将系统的故障情况发送给相关人员，以便及时进行处理。
2.8应急音源系统
每个广播节目在播出时可以利用该子系统的自动判断功能了解情况，并作出相应的应急措施，系统会自动匹配与当前录播节目的原本的录播节目来播出，倘若是直播节目，会转为相应的音乐来进行应急，确保广播的播出效率和质量。
3智能化总控系统功能分析
3.1实现全网络化音频传输、监测和切换
采用目前比较先进的Cobranet网络音频传输标准，整合出更为出色的全网络化音频矩阵与传输系统，使系统变得更加明了，摆脱了大量的中间环节，对系统后期扩容以及维护都是大有好处的。
3.2全程监测关键音频信号，并自动化处理故障
对全台音频信号的传输情况由值班人员来掌控。系统自带信号故障处理的备案，并对故障发出及时警报，并按照备案进行应急处理，自动执行备份信号的切换，避免错播或者停播现象的发生。
3.3设备接口模块化，确保系统安全
模块化的CAS设备的信号输入输出口，具有相当好的独立性，模块之间互不影响，此外冗余的网络接口是CAS设备的特点，可在安全时间内，将出现异常的主网路信号自动切换到网络接口，确保信号的不间断性。从而提高网络矩阵的安全性，使广播播出跟家安全可靠。
3.4良好的可扩展性
智能化总控系统只需接入新信号源，还可配置支持Corbranet协议的硬件设备，设备兼容性强，体现出扩展性好，设备添加范畴广，即可将新的数字或模拟信号引入网络矩阵中，或是与其他网络连接，使监控管理更加全面便捷。
参考文献
关键词：智能化；暖通空调系统；应用
中图分类号：TU831.3+5文献标识码：A 文章编号:
引言
随着全球自然环境的进一步恶化, 人们对建筑节能的关注程度也日益增加。越来越多的人认识到,使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要原因。智能建筑发展是当前节能减排的迫切要求，是我国建筑事业发展的一个重点课题。建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通风、热水供应、照明、电力等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%左右。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,暖通空调新产品、新技术、新材料的发展与创新起着至关重要的作用。因此，积极的发展暖通空调技术在智能建筑中的应用成为必要趋势。
1.暖通空调系统的应用原则
1.1 建筑规划与设计。合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计;合理设计建筑形体,以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分,主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。同时,可借助相关软件进行优化设计。
1.2 围护结构。建筑维护结构组成部件的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有分本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%, 而节能却可达20%~40%。通过改善建筑围护结构的热工性能,在夏季可减少建筑冷、热消耗。首先,提高围护结构组成部件的热工性能,一般通过改善其组成材料的热工性能实现,然后,根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向,选择围护结构组合优化设计方案。最后,评估围护结构各部件与组合的技术经济可能性,以确定技术可行、经济合理的围护结构。
1.3 提高能源利用效率。节能建筑与绿色建筑是密不可分的,绿色建筑的含义为在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。集中体现为：可再生能源利用，热回收技术与设备，建筑本体节能，被动式建筑。利用低位热能和水源、土壤热源的热泵；高能效设备。分散式个别空调；变风量、变水量系统；置换通风及相关系统研究和应用；住宅空调方式;新风利用、蒸发冷却技术应用。暖通空调能耗模拟、能量分析；建筑自动化技术；暖通空调与智能建筑。空调相关制冷技术研究应用进展；新型制冷型、天然制冷剂、含氯氟烃制冷剂替代物；新型制冷循环等等。
2.暖通空调系统在智能建筑中的应用
智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，对建筑物内的电力、照明、空调、给排水、电梯、防火、安防监控等设备系统进行集中监视、控制和管理，并实现信息共享，进行综合管理，实现节能控制；其作用和效益是巨大的，可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配，使整体效能最佳，从而提高系统的效率，降低投资和运行费用；可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟，减少控制环节，提高可靠性与稳定性，发生故障概率降到最低可能限度，系统响应输出最优化。
由于暖通空调技术的发展和变化，，而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整,对暖通空调设计的要求越来越高，在暖通空调设计时更要注重建筑节能的考虑。因此在建筑规划设计,建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。目前, 我国的采暖空调能量近期增长速度已经明显高于能量生产的增长速度,因此,减少建筑的冷、热能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。
2.1 控制策略
在智能化建筑中，主要对空调、制冷和热力三大系统设备进行监控和管理。空调即空气调节，主要对空气的温度、湿度进行监控管理，智能化的空气调节系统具有以下检测与控制功能：风机状态显示，送回风温度测量，室内温湿度测量，风道风压测量，风机起停控制，过载报警，冷热水流量调节，加湿控制，风阀控制等。制冷和热力系统是对空调系统提供冷源和热源，其智能化监控过程基本相同，根据现场各类传感器测量冷冻水和冷却供/回水温度、压力、流量、压差等参数，自动计算冷负荷，自动调整冷冻机组和冷却塔的运行台数，并调节电动二通阀，使系统优化运行，在满足空调系统制冷需求的基础上实现节能。
2.2控制要点
空气处理机的DDC通常采用PID控制，选择合适的PID参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。PID系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过渡过程较短；相反PID系数低，达到设定温度的过渡过程较长。但并不是PID系数越高越好，否则易引起DDC控制系统失稳，表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。PID能解决大部分场合的空调控制，但对于大热惯性空调场合，仅仅依靠高的PID系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制，即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器，室内的温度设定由主DDC控制器完成，水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房间温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中，BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用，工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。
2.3 控制权
通常BA遵循的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合（如会议室）将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性，必要时应积极采用。
2.3 直接数字控制器（DDC）
主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器间的通讯。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来，可编程逻辑控制器件进步很快，其应用不再局限于工业场合，在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。
2.4 控制网络优化
在满足扩展性和灵活性的前提下，控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰，无论基于RS485 总线或基于LonTalk 总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk 总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络，这种布线设计的随意性如果运用不当，在工程实践中仍然是有技术风险的，并可能增加系统的投资。
2.5 BAS 监控中心
BAS 监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。
3.结束语
对智能建筑暖通空调系统的分析和评价应坚持节能的原则。确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施，对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义。BAS 控制方案的整体优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现，通过对暖通空调系统的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的深入优化，可以最大限度地节约建筑物能源，促进我国节能减排事业的健康发展。
参考文献：
[1]林忠.暖通空调设计与节能[J].中小企业管理与科技，2010，30
[2]郑洁.周玉礼.李兴友.暖通空调系统故障诊断技术及应用.《机电一体化》.2003年第3期.
