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智能化数控系统范文1
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
智能化数控系统范文2
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。
智能化数控系统范文3
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
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智能化数控系统范文4
【关键词】智能技术 电力行业 电力自动化 控制系统
智能技术基于计算机系统，精确模拟人类智能，并且做出智能反应，是现代计算机科学技术的一个重要分支。目前，电力自动化系统中智能技术运用广泛，电力自动化控制系统的安全性和稳定性得到了极大提高。因此，未来电力自动化控制系统大力推广智能技术是必然趋势，可以极大地推动我国电力行业的发展。
1 智能技术概述
智能技术又被称为人工智能技术，在对人类智能研究的基础上，对相关理论进行模拟和实践，最终研究出的一种与人类智能科学技术相类似的技术方式。智能技术作为计算机科学技术的一个重要分支，在电力自动化方面得到了广泛应用。从当前智能技术的发展状况来看，智能技术重点研究和探索的内容是专家系统和智能机器人。通常来说，智能技术将一些复杂的思考性问题，作为研究重点，在充分结合人工智能理论的基础上，对人类大脑所能思考的问题进行模拟，对收集的相关信息进行分析和研究，进而对动作做出正确的反应。鉴于智能技术对人类大脑思维进行模拟，因此，其在各个领域都得到了广泛使用，提高了各个领域发展过程中的智能化和自动化程度。
2 智能技术的优势分析
2.1 智能技术的运用优势
智能技术与以前的电力自动化控制技术相比，突出优点是运行之前不用建立控制模型，而以往的电力自动化控制技术，必须要事先建立控制模型，并且不同的项目工程建立的控制模型也不相同，有的项目则需要建立十分复杂的控制模型，给施工人员的工作带来较大难度，同时，浪费了大量的人力资源。然而，智能技术的应用，则大大降低了工作难度，同时减少了人力和物力资源的浪费，提高了工作效率，使项目初始设计阶段一些不能够有效把握的损失，得到了有效避免。智能技术与以往电力自动化技术相比，另外一个突出优点是反应速度快，大大减少了反应时间，提高了工作效率。
2.2 提高电力自动化控制系统的一致性
智能技术应用于电力自动化控制系统，能够统一处理不同的数据，无论是简单还是复杂的数据，经过系统的处理，能够得到高度一致的结果，提高了电力自动化控制系统的控制效果。
3 智能技术的电力自动化控制系统的设计
3.1 系统的架构设计
由于基于智能技术的电力自动化控制系统设计过程复杂，需要多个学科协同进行，才能够顺利完成，这就要求智能技术程序设计人员，必须拥有扎实的专业技能，还要全面系统了解电力系统相关专业知识。除此之外，程序员和需求人员都要深入基层进行实验操作，全面掌握操作步骤，对于比较容易出错的操作，要不断加以改进。
开发人员要全面系统学习计算机理论知识，才能够进行具体的程序编写，并且要充分结合智能化控制所要实现的控制目标，最终对设备实现智能操作。通过编写的计算机程序实现设备的智能操作，可以大大简化人工控制时间和工序，全面实现计算机自动控制，从而不断提高电力自动化设备运行的安全性和可靠性。
系统流程如图1所示。
3.2 控制系统的功能设计
3.2.1 数据智能采集传输
智能技术的应用替代了以往的人工数据控制电力设备的方式，实现了终端设备与控制平台的直接连接，终端仪表中的数据，可以通过数字化手段收集和传输，对设备进行的各种操作可以在第一时间内完成，从而提高了电力设备自动化控制效率。
3.2.2 智能监控与预警
基于智能技术的电力自动化控制系统，不需要人工进行操作，预警和监控全面实现了自动化，因此，智能监控技术，成为了保障电力设备安全运行的关键措施。预警和监控全面自动化的实现，得电力设备时刻处于安全可控状态，可以有效减少事故的风险。
3.2.3 智能故障录波
电力自动化控制系统在智能操作过程中，借助智能技术，使电力设备的智能故障滤波得以实现，能够全面记录设备故障滤波的模拟顺序和模拟过程，并且可以实现智能捕捉波形，大大提高电脑对设备的自动化控制效果，简化了记录工作，减少了人员工作量，同时也有利于电力设备的故障诊断。
4 应用技术评价及建议
4.1 优化电力设备的设计
在传统的电力自动化控制系统中，为确保电力设备在使用过程中的导通顺序，通常需要设计多个独立的系统，才能够充分发挥电力自动化控制系统的实际作用。智能技术在电力自动化控制系统中的应用，使控制系统的设计实现了重大突破，简化了模块优化设计过程，电力设备的电路设计，借助于计算机辅助设计软件进行，有效减少了设计工作量，最后由程序员负责借助计算机辅助软件完成控制系统的设计。不同领域的设计人员分工进行，相互配合，高效完成设计任务，最终得到的设计方案才更具有可行性。智能技术应用电力工程行业，设计过程主要借助于计算机进行，彻底改变了传统的手工绘制方式，大大降低了设计师的工作难度，大大减少了设计师的工作量。
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关键词：变电站;自动化;智能控制
我国变电站电力系统自动化技术已经取得了较大的发展和提升，它融人了高科技的计算机技术，电子通讯技术，网络技术，并且被实践证明了其可实施性。在推动整个社会的经济发展过程中起到了不可替代的作用。今后变电站自动化技术朝着智能化，集成化，综合化方向发展，在不久的将来，它必将发挥出巨大的作用，为社会发展做出新的贡献，实现变电站电力系统自身技术革命的再一次飞跃。
1.电力系统的自动控制技术发展趋势
随着计算机技术、通信技术、控制技术的发展， 现代电力系统已成为一个计算机（Computer）、控制（Control）、通信（Communication）和电力装备及电力电子（Power System E quiqments and Power Electronics）的统一体，简称为“CCCP”。其内涵不断深入，外延不断扩展。电力系统自动化处理的信息量越来越大，考虑的因素越来越多，直接可观可测的范围越来越广，能够闭环控制的对象越来越丰富。在控制策略上日益向最优化、适应化、智能化、协调化、区域化发展。在设计分析上日益要求面对多机系统模型来处理问题。在理论工具上越来越多地借助于现代控制理论。在控制手段上日益增多了微机、电力电子器件和远程通信的应用。在研究人员的构成上益需要多“兵种”的联合作战。
2.自动化变电站存在的技术问题
变电站自动化是指应用自动控制技术、信息处理和传输技术，通过计算机硬软件系统或自动装置代替人工进行各种运行作业，提高变电站运行、管理水平的一种自动化系统。它在近些年来取得了很大进步和发展，但是它的整个运用过程还存在一些技术问题。数据和信息对于任何一个企业来说都是相当重要的，它关系到整个企业在决策，运行中的一些关键环节。而在变电站自动化系统中，远程数据和信息是通过后台监控系统发送到调度主站的，一旦后台监控系统出现故障时，远程数据和信息的发送收到限制。电力自动化系统不利于远动数据和信息的发送，而且由于变电站自动化系统的连贯性，一旦有后台监控系统出现故障，将还会影响到其他变电站的运行工作。目前变电站自动化系统一个最热点的技术就是可以实现无人监控，对此不同的人持有不同的观点，无法统一。但是由于我们变电站自动化系统一些设备状况上还存在问题，还无法直接的从人员值班过度到自动化系统无人值班的现状.所以我们目前新建和改造的变电站很多仍然设置值班人员。实现真正意义上的无人值班，在引进自动化系统的同时，还必须同步的订购后台监控机及相应监控软件的基础上，这将是是一个长期而又艰巨的过程。
3.电力系统智能控制的配置
变电站电力系统自动化智能控制的结构配置要求考虑企业供电网络的规模以及监控的管理方法来确定，一般而言，结构配置可分为设备层、间隔层、站控层三个部分。
3.1间隔层
主要有保护测控单元、通信接口单元等，具有联系设备层和站控层两者起中转作用的间隔层，其能有效解决因站控层与设备间的距离问题和设备层的设备数量较多无法直接与站控层建立通信的问题，间隔层的建立能有效的延长通信距离，并能分流设备层设备，在承上启下的中转作用体现下，让变电站电力系统自动化的整体结构变得更加清晰和明确。
3.2设备层
以进线回路、电机回路、馈线回路等回路进行设备配置设计，既能实现就地运行操作，又能实现远程监视和控制，其操作功能相对具有独立性，主要包括一次设备和智能组件构成的智能设备、合并单元、智能终端、光缆等。以计算机控制系统发展的快速及更新速度来看，我国在设备层强化功能的举措是必然的，现有的设备层能够完成的功能主要包括对电容器组、母线和变压器的保护与控制、保护微机通信、保护系统接地、保护现场整定数据计算，最为重要的是，其对于变电站的数据采集的保护，能够保障状态量、模拟量、脉冲量和数字量的实效、精确和安全。
3.3站控层
作为后台监控的站控层是实现远程监控的控制中心，通过对变电站大量数据进行收集处理不断完善后台操作系统，并且具备越限报警和异常状态报警系统，能够实现与设备层间的通信，并且在不断优化的人机界面上进行远程监视和控制，在通过相关数据的分析处理之后能自动进行监控系统的自我诊断以及自我修复，主要包括主机、操作员工作站、远）动通信设备等。总而言之，站控层作为控制中心，负责整个电力系统的调度和监控。此外，站控层还配置了数据库维护软件、图形库生成软件及开发应用软件。
4.电力系统智能控制建设建议
电力系统自动化的建设是一项庞大的长期的项目，在建设中要求有技术和专业人才作为支撑，尤其在设备配置上和技术设计上都要做到人性化设计，以便于后期实现自动智能化管理。从建设成本上来看，电力系统自动化建设时应该在保证电能质量的基础上以提高自动化运行的可靠性和经济性为根本目的，要实现电力系统的稳定和安全监控，因此在建设施工时要减少占地面积、降低工程造价和运行费用;在硬件配置上要简化，尽量培养一批能够熟练使用引进的国外设备的人才，以减少资源浪费;在后期维护工作中要通过制定详细的检修更新计划，以降低维护运行的成本。控制保护接口的标准制定，与国际标准制定的情况比较，我国在控制保护接口标准的制定上尚不完善，因此在电力系统的设计、运行中需要制定一个控制保护接口的标准，有效地解决由于外来引进保护设备和监控设备操控不当所引起的设备不知如何连接和如何通信等问题。控制保护接口标准的制定要符合国际化标准或者工业的行内标准，要制定相关标准，以保证设备的有效运行，减少设备资源不必要的浪费。技术型管理人才的培养，变电站电力系统自动化智能控制并不是真正意义上的无人管理，在整个监控链的终端依然是由人在掌控，这就是远程监控的真正涵义，因此对于人才的要求也就大大提高了。
参考文献：
智能化数控系统范文6
关键词：DDC系统空调
随着人们生活水平的不断提高，以及全球气候环境的变化，目前空调已经成为了很多建筑物的必备设施，人们对于空调的使用率正在逐渐增加，用量若是继续加大，那么其所消耗的电力也会持续增加，这将导致很多城市的供电严重不足，特别是在南方城市，其夏季限电的问题一直限制着城市的发展。因此，目前我们需要有一套完整的、有效的空调节能系统。
一、节能是自动化控制系统的出发点
众所周知，在我国现有的智能建筑当中，采暖、降温等系统所耗费的能量在整幢大楼的能源消耗量中占据了绝大部分，约50%～60%。如，循环水泵、冷冻机组、新风机组、冷却塔、空调机组等等都是耗能的大户，所以开发一种有效的空调系统节能方法是必须的，特别是需要改善现有的空调系统自动化控制。DDC (Directdigital control)即直接数字化控制，是一项构造简单、操作容易的控制设备，它可借由接口转接设备随负荷变化作系统控制，如空调水循环系统、空调箱风量变频自动调节及冷却塔散热风扇的变频操控等，这些措施可以让空调系统得到更有效率的运转，不仅可以为物业管理带来很大的经济效益，而且还可使整个空调系统在较佳的工况下运行，从而延长设备的使用寿命以及达到提供舒适的空调环境和节能的目的。
二、DDC自动控制系统简介
DDC直接数字化控制是一种操作简便的微电脑设备，它须与其它组件（如两通阀、变频器、焙差控制器、温度湿度传感器等）整合搭配才能发挥功效。这些组件的输入输出以模拟信号DCO―10V或低电流4―20mA作信号传送，传送至DDC控制器。经DDC的内置软件作相应判别后反向输出信号来控制阀部件或变频器等进行空调调节。DDC自动控制系统的周边设备及控制功能有以下几个部分：
1、DDC数字控制
DDC数字控制指一台数字电脑直接操作一个状态或者一套程序予以自动控制的作业。其所使用的数字电脑，可以采用小型微处理机，亦可配用于中央型的微电脑上去连线作业。空调系统中常见的控制元件，如水阀开关、风阀开关、阶动继电器等的操作，无论是气动式还是电动式的，无论其作用原为调节大小的动作或仅作开关的动作，均可改用DDC方式进行自动操作。
DDC系统利用软、硬件来调整控制参数或根据操作人员的需要来控制程序。其中控制参数包括压力、温度、流量、相对湿度等。控制程序和设定值可通过软件输入电脑中，并可由操作人员通过键盘输入进行修正。DDC系统可将检测到的压力、温度等控制参数，与事先储存在电脑内的设定值相对比，如果实际数值小于或大于设定值，系统将会输出一系列的数字脉冲信号，这些脉冲信号通过电动对气动的转换器或者电动对电动的转换器转变为控制装置的调整信号，然后通过电脑调整其所输出的信号，再操作其转换器，使原来为启动或电动的组件按指示信号操作。若空调的控制器件，原为气动式装置，则需要另加一套将气动动作变为电气信号的装置将电气信号输入电脑操作。
2、变频器
变频器驱动电动机是利用二极管等整流元器件将电源予以整流后，再经由电容器等使之由交流转成直流。利用Power Transister, SCR(Thynstor)等将直流换成任一频率，然后以交流电的方式输出。
采用变频器驱动感应电动机，不但可以避免电动机磁气饱和外，还可以压制起动电流，并且由于驱动电动机而产生必要的扭力矩，故必须控制变频器的输出电压，以适应频率的变化。变频器可分为电流形变频器和电压形变频器。电流形变频器通过SCR整流后，开启电抗器，可因SCR而具有电流源的作用。电压形变频器利用SCR或二极管整流后，可以再次利用平滑电容器使之成为电压源。
3、焓差控制器
焓差控制指的是在送风系统中，当室外的温度低于室内的温度时，利用室外的低温空气来调节室内的温度。烩差控制器是通过控制器比较室外温度及回风温度的高低来控制各风阀开大或关小的。风量控制可以采用自动和手动双重方式，通过感测温(湿)度，经过风阀和变频的双重调节，来达到室内设定的温度和湿度。
4、冷却塔风扇温控器
冷却塔风扇在不同的冷却负载下若其耗电量仍维持固定值则势必会造成电力的浪费。所以冷却塔风扇采用变频电机，并利用冷却水的出口温度来控制风扇电机的起停或转速的高低，不但能使主机在较低的冷却水进水温度下做高效的运转，而且可有效地节约冷却塔风扇的耗电量。
三、空调系统的不同类型
让我们来看一下大楼的空调系统架构图：
1、定风量系统(CAV)。
定风量系统为空调机送出的风量为恒定值，以提供空调区域所需的冷(暖)气。当空调区域的负荷发生变化时，则以改变送风温度的形式来改变室内负荷，实现维持室内温度于舒适区的要求。常用的中央空调系统为空调机(AHU或FCU)与冷水管系统。这两者一般均以定风量(CAV)来供应空调区，为了适应室内部分负荷的变动，AHU定风量系统以空调机的变温送风来处理，FCU系统则以冷水阀的开关来控制来调节送风温度。然而这两者在送风系统上会浪费大量能源。因为在长期低负荷时送风机仍均进行全风量运转而耗电，这不但不能维持稳定的室内温湿度条件，也造成送风运转能源的大量浪费。
2、变风量系统(VAV)
变风量系统即是空调机(AHU或FCU)可以调节送风量。变风量系统是针对送风系统耗电缺点的节能对策。
变风量系统一般分为两种：一种为AHU风管系统中的空调机变风量系统(AHU-VAV系统)；另一种为FCU系统中的室内风机变风量系统(FCU-VAV系统)。AHU-VAV系统是在全风管系统中将送风温度固定而以调节送风机送风量的方式来适应室内空调负荷的变动。FCU-VAV系统则是将冷水供应量固定，而在室内FCU设置变频控制器来改变送风量，即通过改变FCU的热交换率来适应室内负荷的变动。这两种变风量系统通过调节风量来减少送风机的耗电量，同时也可提高热源机组的运转效率而节约电能，故可在送风与热源两方面同时实现节能效果。
3、变流量系统(VWV)
变流量系统是以一定的水温供应空调机来提高热源机组的效率，而以特殊的水泵来改变送水量，顺便实现节约水泵用电的功效。变水量系统对水泵系统的节能效率因水泵的控制方式和VWV使用比例而异，一般VWV的控制方式有无段变速和双向阀控制方式两种。
以上三种空调系统是目前大楼空调设计中最常被采用的系统。中央空调控制也就是把管路、管件、阀门集中设定来控制流体提供冷气。所以有效组合中央空调控制可以有效控制耗能，设计出符合节能要求的空调系统。
四、不同的空调设备运用DDC的方法
DDC设备在市面上的产品都有所不同，但系统大同小异。只要将类比信号经数位化处理后输入电脑，就能作设定和控制。当这些数位控制运用在空调设备中时，整合方式主要有下列几种：
1、AHU用在变风量系统（VAV）区域空调
大楼常用的空调系统，以出风温度与预设温度的比值为控制方式。依靠送、回风及外气温度感应器来控制电机的转速。控制程序如下：
(1)出风温度感应到感温器(设定在12℃)，DDC控制两通阀打开。
(2)送冷气时，冷水感温器测得冷水离开冷排温度，调整出风温度状况，陆续利用DDC控制AHU变频器改变电机的转速送出理想的出风温度。
(3)当冷水阀门关小至12℃，DDC控制器打开外气及回风风阀，综合送风温度，直到外气风阀关至最小开度以维持12℃送风风温，可兼外气空调利用。
(4)低温限制感应混合温度控制以保护冷排不结冰。
2、做冷水主机开关机及状况记录
一般大楼空调系统每天的冷水主机开关机大多是依靠人工来操控。最主要的开机加载程序是由人来监视而比较具有弹性，所以操作人员的状态很重要。但人要休息、会有轮班，因此冷水主机的操作缺少一套有效的管理办法。DDC可以实现所有开关机程序并且标准一致。主机控制系统加装模拟信号适配卡转换传讯，再加一台列表机，就可以把一天中所有的运行情况显示出来。遇有跳机的情况又可以及时通知技术人员前往查看。
