智能化数控系统

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智能化数控系统范文第1篇

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

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

智能化数控系统范文第2篇

【关键词】智能控制技术；机电一体化；应用

1、简述智能控制技术

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。

参考文献

智能化数控系统范文第3篇

关键词： 静脉输液； 远程监控； 无线报警； 软件设计

中图分类号： TN911?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2014）03?0114?03

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.

[4] 刘贺，余成波，杨数强，等.自动输液监护系统设计[J].中国测试，2009，35（4）：80?82.

智能化数控系统范文第4篇

关键词：嵌入式技术；楼宇；智能化；

中图分类号：TL503.6文献标识码：A文章编号：

一般来说，智能建筑往往是从楼宇的智能化开始的，嵌入式技术的应用使得智能建筑内的各种电气设施如空调系统、通风系统、给排水系统、照明系统、变配电系统、电梯系统等等，通过网络技术、信息技术的应用进行实时监控，取代了分散管理，既节省了能源、节省了人力的浪费，又提高了建筑的舒适性与安全性。

一、嵌入式技术概述

嵌入式是一种专用的计算机系统，一般情况下，嵌入式系统是将一个控制程序存储在ROM中处理器控制板，是智能装置或设备的一部分。近年来，嵌入式技术被广泛应用于多个领域，如手表、微波炉、录像机、工控、多媒体、网关、汽车等，有的还植入了操作系统。

嵌入式技术的应用距今已有30多年的历史，主要以计算机技术为应用基础，由嵌入式微处理器、硬设备、嵌入式操作系统及应用软件等部分构成。在人们的工作、生活中，如工业控制、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、POS网络及电子商务、环境监测、机器人等领域应用广泛。随着我国房地产业的快速发展，嵌入式技术同样被广泛应用于智能建筑当中，为人们的生活带来更多舒适性体验。楼宇智能化的概念已经越来越深入人心，鸟巢、水立方，上海金茂大厦、世博会中国馆、环球金融中心等应用楼宇智能化的建筑不断出现。目前楼宇智能化在北京、上海、广州、深圳等一线城市高档住宅中应用普遍，成为高档物业新潮流，楼宇中通讯、监控、管理自动化程度越来越高。

二、基于嵌入式技术的智能楼宇的组成

1、建筑设备自动化系统（BA）

楼宇智能系统实现建筑物内的各种机电设备的自动控制，对建筑物内部的供水、变配电系统进行监控、测量，以保证大楼水电的正常供应，并能通过对空调、外墙照明等系统的综合控制达到节约能源、减轻管理人员劳动强度的效果。该系统通过信息网络组成分散控制、集中监视与管理集中系统对筑物内部的设备进行实时监管，能够随时按需调整建筑物内部的温度、湿度、照明强度和空气清新度，提供一个安全、舒适、高效而且节能的工作环境。

2、通讯自动化系统(CA)

通讯系统是保证建筑物内图像、数据、语音、传输的基础。该系统以数字程控交换机为核心的、以话音为主，兼有数据与通信的电话网，连接各种报告数据处理设备的计算机局域网、计算机广域网、公用数据网、卫星通信网、无线电话网和综合业务数字网等向使用者提供快捷、有效、安全和可靠的信息服务，包括语言文本、图形、图像及计算机数据等多媒体的通信服务。保证建筑物内语音、数据、图像传输的基础，同时与外部通信网相连，与外界互通信息。

3、办公自动化系统（OA）

办公自动化系统是运用计算机技术、通信技术、多媒体技术等先进技术，使人们的部分办公业务借助于各种办公设备，并由这些办公设备与办公人员构成服务于某种办公目标的人机信息系统。办公自动化系统由多功能电话机、高性能传真机、各类终端、个人电脑、文字处理机、服务器、存储设备等各种办公设备、信息传输与网络设备和相应配套的系统软件、工具软件、应用软件等组成。

4、火灾报警与消防联动自动化系统（FA）

火灾报警系统在现代智能建筑中起着极其重要的安全保障作用。火灾报警系统是智能建筑中的一个子系统但其又完全脱离其他系统或网络的情况下独立运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能，具有绝对的优先权。通过建筑物内不同位置的烟感和温感探测装置提供的信号进行确认后报警，同时启动火灾联动系统，包括关闭空调、开启排烟装置、启动消防专用梯并且启动消防系统运作、紧急广播疏散人群，从而使得尽可能的减少生命、财产损失。

5、安全保卫自动化系统（SA）

安全保卫自动化系统是通过安全防范、一卡通、公共应急广播等系统对建筑物及周边内日常出现的事件进行分析整理，通过文字、图像、声音等方式传送到管理中心交管理人员处理，该系统能够对建筑物及周边各个方面不同种类的信息全方位监控，并能根据事件种类做出相应联动将各个相关专业紧密的联系在一起，能够很大程度上节约人力、物力，真正做到系统自动。

三、基于嵌入式技术的楼宇智能化的发展趋势

我国每年新增的建筑面积约20亿平方米，加之政府对楼宇智能化建设规范化、科学化的引导，业内普遍看好楼宇智能化的发展。21世纪的住宅、居家新思潮――节能、环保、绿色、智能，在2010年上海世博会得到充分展示、各国场馆展示了大量城市家居生活的新理念、新技术、新产品、新工艺，尤其是节能、低碳、绿色、智能等技术成为亮点、众多场馆集中应用国际先进的太阳能、LED照明、冰蓄冷、地源热泵、屋面雨水收集利用、江水源循环冷却降温、气动垃圾回收、绿地节水灌溉和可再生材料使用等多项节能技术和手段，展示了未来低碳、绿色智能城市建筑的前景和成功范例。在这样的趋势下，未来的智能楼宇发展方向要从深度和广度方面来谈。

1、通信技术

数据卫星通信技术在智能建筑中的应用与移动通信系统的结合,实现电视会议、远程监控、远程医疗和远程教学。

2、网络技术

网络控制技术在智能建筑中的应用包括：改善智能建筑内楼宇自控系统、综合保安系统、火灾报警等异构网络环境的控制与联动结构；用控制网络的分布式和嵌入式智能化技术为楼宇治理自动化提供新的治理模式；通过控制网络通信实现实时数据治理与机电设备运行过程控制；利用信息网络的应用集成，以实现对智能建筑内的机电设备与安全报警治理的远程监控和数据采集。

3、节能控管系统

楼宇节能控管系统是将现代IT技术、智能楼宇控制技术及现代楼宇节能技术有机融合，采用开放的TCP／IP通讯协议，以BORRY专利技术――通用网络控制器(NDDC)为核心，实现机电设备的网络化．并创新性地将楼宇自控与节能管理融于一体的网络节能控制系统。通过网络对建筑物内的空调系统、供暖系统、给排水系统、变配电系统、照明系统及电梯系统等众多分散设备的运行状况、安全状况、能源使用状况实行集中监控、管理和分散控制，在满足楼宇舒适环境的同时，实现楼宇各耗能子系统的网络化、智能化及专家级的管理与服务，达到系统高效节能运行的目的。

4、物业治理技术

基于宽带的物业治理是充分应用信息与网络技术，将建筑智能化系统和计算机物业治理系统集成到综合信息服务平台上，实现具有集成性、交互性、动态性的物业治理模式。

5、无线网络技术

该项技术利用微波、激光、红外线作为传输介质，摆脱了线缆端联接受地理位置制约的局限性。其在智能建筑中的应用表现为：在智能建筑内的餐饮、娱乐、购物等商业POS机的无线局域网的连接，实现移动电话浏览网页，以及无线会议电视及视像信号的传输、交互和接入服务等功能。而广度是指随着时代的前进与发展，“智能建筑”的概念范围也在不断地发展与充实。早期智能大厦主要是指“楼宇自动化系统”。随着科技的发展，建筑智能化技术在住宅建筑中的大量应用，供人们居住的具有智能化、信息化、数字化功能的住宅小区不断涌现，智能小区改变了“智能建筑”原有的涵义，成为“智能建筑”的另一重要组成部分。“十二五”规划中，提出了建设智慧城市的理念，这又拓展了智能楼宇所能涉及的范围，通过技术革新和智能管理建设智能楼宇是智慧城市不可或缺的一部分。基于嵌入式技术的智能楼宇而构建起来的未来智慧城市将涉及多项智能服务领域，实现智能化电力、交通等公共服务，手机绑定一卡通，便能刷门禁、车禁、购物；无论身在何处，用手机都可开关电器、窗帘；企业用不着仓库存储，只需通过电脑控制物流……这些电影情节，将在智能城市中逐步上演。未来，城市服务将以创新的方式融入人们的生活；城市管理将变得更加快捷高效，将诞生更多新兴的产业形态，出现更新的科技服务托管模式。“智能+互联城市”的全新理念，意味着今后人们开始超乎想象的高新科技生活。

三、结语

基于嵌入式技术的智能楼宇是科技时代的必然产物，是信息技术与现代建筑的有机结合。在未来的建筑发展中，传统的建筑模式必将被楼宇智能化所代替，这也是社会发展的必然性，面对信息化时代的到来，智能化、自动化技术将深入渗透到建筑行业中，未来，智能化楼宇将大放异彩，拥有无限广阔的前景。

参考文献

[1]吕景泉.楼宇智能化系统安装与调试[M].中国铁道出版社，2011（7）：5-9.

智能化数控系统范文第5篇

【关键词】电力系统；自动化控制；智能技术；应用

引言

在当前的时代背景之下，电力系统已然取得了显著的进步，同时人们也因为电力系统的自动化中智能技术的安全性、可靠性和高效而对电力系统给予了更高的重视。现阶段，智能技术在电力系统中有了广泛应用，对于其发展有着非常重要的作用。所以，只有不断地探究电力系统的自动化中智能技术应用的意义，才能进一步推动电力系统的长远发展。

1电力系统自动化控制中的智能技术作用

智能技术作为电力系统自动化中一个重要的构成部分，对其原本自动化控制的方式进行规范，同时还将原来控制系统的运行系统也给规范了。自从我国电力系统形成自动化之后，智能技术也被逐渐地应用到了其中。智能技术不但能保证电力系统获得准确的电力信息，而且能主动对电力用户的实际用电情况进行深入的分析，从而保证提供给电力工作人员的控制策略是最佳的。除此之外，智能技术的应用还能帮助电力资源进行合理的分配，以保证电力系统整体运行的过程和自动化的要求可以相互适应，从而既能保证电力自动化的运行效率，又可以帮助改善那些电力系过时的控制方式。

2电力系统自动化控制中的智能技术分析

所谓电力系统的自动化，其实就是指在电力系统中通过应用技术手段来提高其自动化的水平。而提高自动化水平，也就是对电力系统各个环节进行有效的控制与优化。由于电力系统涉及到的方面主要是电网调度、配电和发电这三个系统，而这三个系统同时也是电力系统能够发挥其价值与作用的重点，基于此，电力系统的自动化发展需要围绕着三个方面来进行完善与优化，从而达到最理想的效果。而对于电力系统的自动化发展而言，其涉及到的技术手段是非常多的，不但有网络技术、计算机技术还有信息技术，也应用到了智能技术，同时智能技术应用的价值是很高的。

3电力系统自动化控制中的智能技术应用

电力系统自从形成自动化之后，人们对于电网综合的控制要求也越来越高。在此背景下，在电力系统中应用智能技术，不仅能够帮助电网运行的管理者获得更为有效的控制方法，还能保证电力系统运行时的整体安全性、稳定性。

3.1专家系统这一智能技术的应用

电力系统中有一些比较特殊的区域，但是因为专家系统这项技术数据库服务的能力较好，可以把大量专家的知识储存到里面，一旦电力系统特殊的区域出现了问题，这项技术就能在专家推理的方式帮助下把电网运行遇到的问题给找出来，并及时解决。总而言之，专家系统这项技术不仅只是一项智能技术，其实更多代表了计算机技术的一个类别，所以能根据电网的实际运行情况，对其运行状态进行科学的识别、推理和判断。例如，当电网发生故障的时候，采用专家控制的技术来诊断这个故障，不但可以识别出电网的故障状态，同时还可以在专家系统的技术支撑下，对比相关的数据信息，从而判断出电网的故障类型，之后系统就会发出警告的提示，根据这个提示，工作人员就能及时制定出应急的处理措施，从而尽快将电网运行的状态恢复到正常。目前来说，因为技术水平有所限制，专家系统的技术还有着一定局限性，电力企业只有根据自身掌握的电网经验，对数据中所储备的信息进行进一步的丰富，这样专家系统的技术深度才能有所增加，最终为电力系统发展提供助力。

3.2神经网络这一智能技术的应用

在电力系统的自动化中应用神经网络这一智能技术，主要是通过模拟人脑思维，从而找出电网运行中存在的一些非线性问题，并及时解决。另外，神经网络的技术还能有组织地控制电网系统，从而提高信息自动化的处理水平，由此确保能提高管理方法的有效性。在电力系统的自动化中应用神经网络的技术，可以取代元贝人工控制的方式，对电网系统运行进行直接地控制。除此之外，在电网调度和安排的过程中，神经网络的技术能依据用户需求给用户提供合理、科学的电能服务，同时完善电网自动化调度运行的操作，从而体现出在电网管理中神经网络技术的优势。最后，因为神经网络的技术中有信息化因素，所以在其能在充分了解电网的运行状态之后，高效地统计出电网运行中的相关数据，同时也方便引进其他的同类型技术，并加强这项技术影响的范围。比如，能在电网系统中扩大拓宽技术和故障诊断技术的应用，从而逐渐提高电网自我故障的整体诊断能力。

3.3线性最优这一智能技术的应用

在智能技术之中，有一项最为先进的技术，那就是线性最优技术，所以其也成为了电力系统自动化中最常用的一项技术。比如，线性最优中有一项最优励磁的控制技术，其可以在动态化的手段利用之下，有效的改善和优化电网运行的状态。除此之外，在长距离的电能输送的过程中进行这项技术的应用，也有利于确保电能输送的状态达到最佳。目前来说，我国电网线路建设的各方面都广泛地应用了最优励磁的控制技术，等应用的励磁状态到达最好的时候，不但能够提高电能输送的整体效率，对于提高电能的使用质量也是非常有效的。

3.4模糊控制这一项智能技术的应用

所谓模糊控制的智能技术，其实就是在利用模糊模型的基础上，对电力系统的运行状态进行全面地掌握。因为这项技术操作较为简便，所以在电器的运行模块中有着广泛应用。比如，当电企业想要利用模糊控制的技术来对电器系统进行控制的时候，第一步要做的就是构建出电器运行时有关的模糊模型，然后在用模型控制电力分配。这样，不但能有效到的明确电力系统的自动化中蕴含的分配方式以及分配的过程，同时也能体现出智能化的服务特性。除此之外，还可以根据电器功率的不同需求，对电力资源进行智能化的分配，并且对构建智能化的运行系统也有着辅助作用，最终有效优化电器资源的控制。

3.5综合智能这一项智能技术的应用

综合职能的技术其实就是指综合利用的智能技术，综合性的智能技术不论是理念还是思想，在电力系统的自动化发展的过程中已经有了深入的融合，其不仅能将一些的相关智能技术给融合到现代化控制的系统之中，同时也能融合到不同类型的智能技术之中，进而确保构建出的服务体系具有综合性的特征。比如，模糊控制理念、神经网络、专家建模和模糊建模等几种比较普遍的综合性的智能技术，都是把不同类型的智能技术结合到一起，然后通过“取长补短”的方式有效地弥补了单一技术之中的一些不足之处，从而让其能够更符合电网自动化的建设要求。