我优求知网智能化数控系统篇（1）
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）
智能化数控系统篇（2）
一、国内外数控系统发展概况
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。
二、数控技术发展趋势
（一）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一种复合加工，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。而人工智能则试***用计算模型实现人类的各种智能行为。
（二）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。***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。（3）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。
（三）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。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。
三、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。
参考 文献 ：
智能化数控系统篇（3）
中***分类号： U672.7+4 文献标识码： A 文章编号：
引言
计算机网络、通信技术和多媒体技术的快速发展，使视频监控系统由传统的模拟视频监控向新型的数字视频监控过渡，数字视频监控系统是一种全新的视频监控系统，其综合了数字电视技术、计算机网络技术和通信技术，具有传统的模拟监控系统所不能比拟的优点，而且数字视频监控系统的数字化、网络化和智能化也符合当今社会信息化的发展趋势。
一、数字视频监控系统的概述
1.1数字视频监控系统的含义
视频监控业务是指为客户在宽带网络基础上提供***像、声音和各种报警信号远程采集、传输、存储、处理与转播的一项全新电信业务。数字视频监控，是通过先进的***像数字压缩技术，改变了传统的***像模拟传输的方式，因此能够非常简单地做到异地存储和系统扩展，同时，配合智能化的数字视频软件，能够最大限度的发挥数字技术的优势，做到视频人工智能化，节省了大量管理人员数量和成本。
1.2数字视频监控系统的优势
1.2.1便于计算机计算
充分利用计算机的快速处理能力对视频***像进行数字化的处理，对其进行压缩、分析、存储和显示，通过对视频进行分析，及时发现情况并联动报警，实现智能化的无人监控。
1.2.2提供远程访问能力
数字信息具有抗干扰能力强、受传输线路信号衰减的影响小、便于加密传输的优点，因而可以在数千公里之外对现场进行实时监控，任何有通信线路的地方，用户都可以通过网络连接他们的数字视频服务器，在所选择的PC机上观看视频，模拟监控系统则不具备强大的远程访问能力。
1.2.3便于查找
与传统的存储在视频录像带上相比，数字视频监控系统是将视频***像记录在计算机硬盘上，更加便于查找，利用计算机建立的多维度索引，很快就能够找到所需的信息，而且其***像清晰度也更高。
1.2.4易于管理和维护系统
数字视频监控系统主要由电子设备组成，整个系统是模块化结构，体积小，易于安装、使用和维护。数字视频监控系统的故障率要大大低于传统的模拟视频监控系统，而且，数字视频监控系统的运行是完全自动的，不需要人工介入。因此，当发生电源故障时，数字视频监控系统中的自举功能将继续电源中断时所做的工作。此外，它可以通过远程操作对系统软件升级和维护，并且具有更好的扩展性好。
二、数字视频监控系统的智能化
2.1数字视频监控系统的智能化的含义
数字视频监控系统的智能化是利用计算机技术、网络设备和软件等多个层面的智能化技术的组合和相互配合来实现视频分析、行为识别和面向用户的关键视频业务的智能化应用［1］。其中，面向用户的关键视频业务的智能化应用是智能化系统的核心业务，它指的是系统的智能化维护、智能化视频存储、内容检索和点播、实时视频检测报警等。
2.2智能视频监控系统的构成
智能视频监控系统是由目标检测模块、目标跟踪模块、目标分类模块和目标识别模块等部分组成。智能视频监控系统分析处理前端设备采集的视频信号，将有用的信息传送到客户端，从而提高监控的工作效率。
2.3数字视频监控系统的智能化的主要技术
计算机技术、数字信息处理技术和***像技术实现了视频监控系统中的***像自动检测和视频信号分析，而计算机视觉相关算法和技术的综合运用，使视频监控系统具备了自我学习和自我适应环境的能力，可以从复杂的数据中进行行为辨认，提供操作命令、数据和信息，从而实现视频监控系统的智能化，提高视频监控的工作效率。
2.3.1数字视频监控系统智能化的核心技术
数字视频监控系统智能化的核心技术是视频信号的分析处理技术［2］，分为视频信号的基本处理和高级处理。基本处理技术是指动态目标的监测、跟踪等内容。
对目标移动轨迹进行跟踪，是根据目标的形状对目标进行分类，如行人、车辆、动物，计算目标的大体尺寸；对目标移动范围进行监测，是指当具有一定特性的目标的运动范围超过设定范围时就警告或报警，这就是在***事、监狱、重要物资仓库等地区常用的越界监测报警技术，目前已得到广泛的运用。
基于PC机的实时视频***像跟踪系统［3］是目前较为新型的运动目标自动识别与跟踪系统，该系统通过安装在云台上的摄像机将拍摄到的实时***像送至***像采集卡中，PC机读取采集到的***像数据，并进行***像检测和识别，同时由PC机发出控制指令控制云台控制器，从而实现运动目标的自动跟踪。相比较其它的跟踪系统，这种系统的结构简单，成本低，对简单目标的跟踪算法的可靠性更高，可实现对多个场所的监控。
高级处理技术则包括视频模式识别技术、人脸识别技术和行为模式识别技术等。
行为模式识别技术是指对特殊行为进行监测，对人体目标在一定区域内的长时间的逗留或人体动作的骤变如打架、奔跑等特殊行为进行监测和行为分析，但由于监控场景的复杂性，目前这种技术还没有得到广泛的运用；人脸识别技术是属于生物识别技术的一种，通过对抓拍的人脸***像和已有的人脸数据库比对；按照一定的相似度来判定和识别人的身份，从而提高监测效率，提高安全性。
2.3.2智能化设备管理技术及其运用
数字化视频监控技术已经带动了监控领域的应用需求，监控系统的规模不断扩大，在不久的未来，规模庞大的监控系统就会覆盖城市的各个角落，将会在极大程度上提高城市治安状况和综合管理水平，到那时，对系统的维护和管理将成为工作的重点。
智能化设备管理技术是利用系统管理平台软件的设备管理服务，对所有的监控设备包括摄像机、编码器和系统服务器进行24小时的实时监测，一旦发生故障就会报警，从而提醒维护人员及时检修处理。为提高视频信号质量的检测，可采用视频信号分析监测软件，在3秒中内实现对***像的信号质量监测，还能够针对不同的时间段设置不同的监测标准，如夜间时降低对***像过黑监测的阀值，白天则提高对***像过黑监测的阀值等，从而提高***像的质量。
2.3.3智能化视频存储技术及应用
视频信号的存储对视频监控来说非常重要，既要提高视频存储的完整性和有效性，还要提高存储的策略和可管理性，智能化视频存储技术就可以解决这个问题。
智能化视频存储技术要求按照业务逻辑来分类存储。分类存储就是将所有监控点按照监控的目标特点、重要性、区域相关性等进行分类，不用监控类别采用不同存储策略，如存储空间和保留期限。当需要查询时，只要按照需要的业务逻辑进行检索就行，提高对信息的管理和利用率。
三、智能数字视频监控系统的发展方向
3.1前端一体化
监控系统的前端一体化需要整合多种技术，以提高监控系统的适应性和适用性，为系统集成化奠定基础。
3.2传输网络化
视频监控系统的网络化将意味着系统的结构将由集中式向集散式系统过渡，集散式系统采用多层分级的结构形式，可以多任务、多用户和分布式的操作系统，集散式监控系统的硬件和软件都要用标准化、系列化和模块化的设计，系统设备的配置要优良，提高监控系统的软件和硬件环境。传输网络化会让整个网络系统硬件和软件资源实现共享，打破地域限制，从而实现系统集成和整合的目的。
3.3处理数字化
信息处理数字化意味着信息流的数字化、编码压缩以及开放式协议，处理的数字化将会在很大程度上保证信息的准确、安全、高效，同时也便于对于信息进行管理。从视频编码、视频传输到视频存储都是数字信号，使得视频监控与安防系统的其它子系统之间实现无缝连接。
3.4系统集成化
构建系统的各子系统实现网络化和数字化后，就可以实现在统一的操作平台上进行管理和控制，从而实现系统集成化。
3.5管理智能化
采用计算机为控制中心，通过系统软件实现控制界面的可视化，控制环境的多媒体化，可以方便地实现对视频切换、音频切换、镜头云台控制、报警输入、行动输出录像的智能化控制，进而达到对事件的分析、统计、处理，实现视频监控的智能化管理。
四、结语
数字化、网络化、智能化是视频监控系统未来的发展方向，数字化是基础，网络化是支撑，智能化是目标［4］。实现数字视频监控系统的智能化，将极大地扩大数字视频监控系统在工业现场的监控，银行、邮电、法庭以及电力、水利、交通等大型城市公共设施的应用范围，智能化楼宇中的综合监控管理系统等社会生产和生活中的运用，对提高社会管理水平和安全具有重要的意义。
参考文献
【1】郭瑞霞．吴运新，宋跃辉．智能跟踪视频监视系统研究[J]．电视技术，2006(2)；7407．
智能化数控系统篇（4）
中***分类号：TM73 文献标识码：A
1 系统总体设计方案
本系统由各个子系统各自完成各自的控制或数据监测，由数字化管理中心进行统一数据管理。
1.1 设备管理系统
1.1.1 供水系统
供水系统采用目前比较流行的恒压供水的方式。恒压供水的控制过程是PLC采集压力传感器的数值，并把它与设定压力比较，根据差值控制变频器增大或者减小水泵的速度实现压力恒定。泵分为两组，一组深水泵，一组地面泵。每组都有三个水泵，为了节省成本，每组中的两个水泵是工频控制的，另一个是变频器驱动的。通过这种工频+变频的方式实现水压无波动供水。系统的运行与停止，泵的启停，变频器频率的增加减少，出口压力的大小都可以在控制柜上的触摸屏进行操作。PLC与管理中心是通过以太网连接的，管理中心的服务器是通过OPC这种方式访问PLC内部的数据，并把数据保存在数据库中供查询。也可以在管理中心通过远程的方式对泵站进行直接控制。服务器根据泵站返回的实际数据，以画面的形式现在在电脑上实现监控。
恒压供水系统用到的主要设备有：（1）PLC控制器、触摸屏及相关输入输出模板（西门子300）。（2）压力传感器。（3）变频器及水泵。（4）控制柜及相关电气元件。
恒压供水系统主要有一下几个功能：（1）***实时监控系统运行（提水量、供水量、供水压力、水池水位、设备运转及控制、水质是否达标情况等）。（2）管理中心的远程操作以及远程监控。（3）报警显示。（在管理中心和控制柜上都会有报警记录供查询）。（4）闭路电视监视（扩展）。
1.1.2 供电系统
供电系统要完成的任务是***监测2个变电所和6个箱变的运行状况，监测数据包括每一路的开关状态、电流大小、负荷是否平衡、是否有过负荷现象、零线是否过电流等，如出现异常情况可马上给出提示和报警，控制中心可以及时采取措施，确保供电质量稳定可靠。
变电监控技术是一个相对比较成熟的领域，一般都是采用单片机完成数据的采集。其工作过程是单片机系统实时的分别采集变压器三项的电压、电流、频率等参数，然后经过计算得负载功率、负载是否平衡。
现在市场上有很多可以直接采集电网参数的智能模块，除了稳定、准确之外，他们还有多种接口，可以很灵活的同计算机等进行数据通讯，本系统中选用AC谐波表ACR350EGH就是这样的一款产品。本系统采用ACR350EH直接进行电网的数据采集，之后把数据跟单片机通讯。单片机把接受到的数据直接传递到服务器。考虑到变压器与服务器之间的距离，他们之间用光纤进行通讯。此外除了采集模块自带的数据显示之外，单片机系统还在现场进行声光报警。
1.1.3 路灯控制系统
这块控制需求上只是对路灯的管理。要求根据光强度、时间对路灯的开关进行控制，并根据灯运转情况报修。灯光管理主要体现出一个现代社会倡导的主题――节能。在每个路灯上都有一个微型控制系统。微型处理系统由光感元件、无线接收模块、微型处理器组成。微型处理器根据光的强度及设定时间对路灯进行开关。也可以由远程计算机直接对灯光控制。远程计算机控制主要有两点：第一是控制模式，一种是对某个或者整组路灯进行开关控制。模式控制主要有光强度控制、定时模式、光强度定时模式和节能模式。光强度定时模式是指预先设定的时间到或者光强度变弱到设定值，都会起动灯打开。节能模式是根据光的强度分区域开灯，即灯光不是整组被打开的，而是当光不是很暗的时候，隔几个灯打开一个，随着光逐渐变暗灯起动数目增加直至全部打开。灯的运行情况通过无线模块返回到服务器，需要保修的提示维修人员维修。
除了完成系统需要实现的功能之外，为了节省经济成本，在系统设计时计划一个无线控制单元控制好几个路灯，目前暂定的是六个。清单中一共是20个无线控制单元，那么就可以控制120个路灯。但是有一点需要注意的是尽管每个无线控制单元控制的路灯还可以增加，但是控制的灯越多，供电电缆的长度就会增加，这样也会带来成本的增加。在实际的施工时需要根据现场的情况设计一个最优最经济的模式。
2 系统展望
虽然这个系统是已经实现了后勤基本的数据化管理，但是根据当前技术和社会发展，对后勤管理提出更多的要求。为此在目前这个平台的需求之外提出了一下几点扩展，以供参考。
2.1 物联
现在社会都提出物资共享。如果能把几个后勤管理中心的物资能实现网络共享的话，就能实现以较低的成本实现物资运转。
2.2 车库管理
当汽车进入厂区时，根据摄像机扫描的车牌信息判断是不是本公司的或者公司授权可进入的，是的话打开栅栏。
2.3 定点对讲及小区广播。
参考文献
[1]熊建国.基于PLC的变频调速恒压供水系统设计与实现[J].电子科技大学，2013，03，25.
智能化数控系统篇（5）
中***分类号：TP311.5文献标识码：A 文章编号：
一、系统的概述
随着人们生活水平的提高和科技的发展，家庭智能化已成为一种必然趋势而深入千家万户。家庭智能化即智能化家居（Smart Home），亦称数字家园（Digital Family）、家庭自动化（Home Automation）、电子家庭（E-home）、智能化住宅（Intelligent Home）、网络家居（Network Home）、智能屋（Wise House，WH）、智能建筑（Intelligent Building）等。它是利用计算机、通信、网络、电力自动化、信息、结构化布线、无线等技术将所有不同的设备应用和综合功能互连于一体的系统。它以住宅为平台，兼备建筑、网络家电、通信、家电设备自动化、远程医疗、家庭办公、娱乐等功能，集系统、结构、服务、管理为一体的安全、便利、舒适、节能、娱乐、高效、环保的居住环境。
系统的主要组成部分
1、智能家居系统体系结构从其控制层次来分，一般由中央控制中心、家居智能控制终端、小区智能控制系统、家庭网关和外部网络几部分组成。智能家居系统主要由智能灯光控制、智能家电控制、智能安防报警、智能娱乐系统、可视对讲系统、远程监控系统、远程信息交互访问系统等组成。
2 系统主要控制模块的功能（1）照明及设备控制 系统中照明及设备控制可以通过智能总线开关来控制。本系统主要采用交互式通信控制方式，分为主、从机两大模块，当主机触发后，通过CPU将信号发送，进行编码后通过总线传输到从模块，进行解码后通过CPU触发响应模块。因为主机模块与从机模块完全相同，所以从机模块也可以进行相反操作控制主机模块实现交互式通信。灯光控制，可以形成不同的灯光情景模式，以营造舒适优雅的环境气氛。为了提高系统的可维护性及可靠性，设计时应使系统具有智能状态回馈功能、故障自动报警功能、软启动功能。系统能自动检查负载状态，检查坏灯、少灯，保护装置状态等；也可以根据季节、天气、时间、人员活动探测等作出智能处理，达到节能目的。对于其他家电设备及窗帘控制，与照明控制类似，均可采用手动和自动控制两种方式
（2）智能安防及远程监控系统
智能家居安防系统，是智能家居系统中最基本的智能家居子系统之一，也是终端用户最常选用的智能家居功能。智能安防系统主要由各种报警传感器（人体红外、烟感、可燃气体等）及其检测、处理模块组成。与入侵检测报警电路及其他火灾、燃煤气泄漏报警电路类似。智能家居安防系统，又叫智能家居安全系统或智能家居安全防盗报警系统，一般包括智能安防报警系统、智能视频监控系统、智能可视对讲系统、智能门禁考勤系统等。从广义的角度来说，一个真正完整的智能家居安防系统，应该包含安全技防系统与安全人防系统;我们这里所讲的智能家居安防系统，主要是安全技防系统，主要是从技术的角度来保障家居生活的人身与财产安全、进出入门的安全防范、以及有访客出入时可视对讲开门，以及事后视频录像查看等安全防范功能。
（3）家电控制功能的实现：室内终端机对室内的家用电器进行开、关及定时控制，通过无线网络，住户可以通过拨打电话、手机短信或者网络远程控制家中的家电设备的定时开闭。
（4）、窗帘控制功能
双层窗帘分别开关控制，可通过面板及日光感应器联动控制、遥控器控制或电话网络三种控制形式实现。
（5）、室内空调控制功能
室内终端机画面显示房间温度，可通过定时开关控制，遥控控制、或电话网络联动室内感温控制等形式实现。
（6）、住户控制中心模块
实现住户与小区管理中心的双向信息访问、物业信息及查询，物业管理中心可向某个住户终端、某一区域终端或所有终端发出通知、公告、新闻、天气预报等。物业管理中心也可向住户终端***片、文字及媒体信息，住户终端可任意查询各种收费信息，能耗记录、收费历史记录，并进行访客留言留影记录查询。
3、小区管理服务器主机（包含有住户管理模块，事件处理模块，参数管理模块，IC卡门禁管理模块，广告服务模块，信息模块，电子相册集与背景音乐管理模块）智能小区管理中心的设备：主要有管理员机（可采用PC、平板电脑或笔记本电脑）
二、智能家居系统的施工步骤
一套房子如果要实现智能家居功能，最重要的要选择优秀的智能家居系统设计公司，来做一个比较专业与全方面的系统设计与规划。需要经历以下几个最重要的步骤：
1、客户期望梦想阶段：指个人对于智能家居系统的构思与实现的可能性。没有完美的智能家居产品，只有完美的智能家居系统设计。一般住宅智能家居装修设计需要经历的最重要的步骤还需准备安装智能家居的业主们提前留意。智能家居其主要功能就是带给人们便捷舒适的生活。
2、智能家居系统设计阶段：寻找优秀的智能家居设计公司，看是否能帮您设计比较专业与全面的住宅智能化设计与规划，既满足您的个人性家居智能化需求，又能推荐与设计最合适的智能家居系统解决方案，根据不同的房子面积，不同的家庭成员特点，不同的价格承受能力，来设计最适合您的智能家居系统解决方案。
3、 智能家居系统的产品选型阶段|：数字化智能家居系统的各级控制模块应采用先进的数字电路能稳定可靠的工作，并且要集成可视对讲功能，安防功能，门禁功能，信息收发功能，多媒体存储功能，电气控制功能，IP电话功能等网络控制功能。整个系统主机应采用先进的数字通讯技术，对室内的照明，火灾防范，安防监控，煤气泄漏感应，远程抄表，数码空调产品及橱房小家电等器具进行集中控制，同时可以通过因特网用电脑，电话，手机对相关设备进行远程监控。整个智能家居系统的控制采用分级分步式控制原理，利用模块化设计技术，可以将众多功能有机的结合在一起。
整个系统共有三层设备，构成一个树形分布式的控制通讯网络，其控制主机的特点如下：系统采用TCP/IP传输方式，能提供2000个以上住户的管理能力，采用全数字化和嵌入式技术，影视频及控制信号全采用数字化信号传输。系统的视频的软编码、软解码采用标准的视频压缩协议H.264，音频的软编码、软解码应用标准的音频压缩协议G.729。系统采用面向对象的设计方法和SHELL技术，具备嵌入式系统的GUI数据库，具备家居智能系统终端服务软件的远程升级。具备线路与设备运行状态与故障的轮询检查功能，当发生故障或遭到破坏时能及时、可靠地向管理中心进行报警提示；整个系统有UPS并具备强大的抗干扰、抗雷击功能。系统提供API接口，为智能家居系统外接外部厂商设备提供集成平台。并且系统内置的报警系统能满足***GB12663***报警C级标准要求。
4、 智能家居系统布线阶段：方案与造价确定后，要根据确定好的产品安装位置，布设必须要的强电与弱电线路，依据强电弱电分开，采集线与控制线分开，音视频线与电源线分开的原则布好线路后，要检测每一条线路是否通断，以防止线路断掉。
5、 智能家居产品安装阶段：到最后需要安装灯光，电器，窗帘等的时候，提前做一些准备安装的工作，然后，根据工程进度，逐步安装相应的智能家居产品。最好到管理中心装管理服务器，管理员PC机，安装系统管理软件。并加设密码保护。这一点非常重要！
6、 智能家居产品调试阶段：根据相关智能家居设备安装进程，就需要对智能家居系统进行分阶段，分不同的子系统进行逐步调试，最后进行整个系统的调试。
7、 智能家居交付使用阶段：调试完毕需要让业主试用一周左右，若需要再个性化调整，然后，再适度修改。并在交付的时候，对业主作一些最常规的操作与设置培训。
智能化数控系统篇（6）
随着科学技术的高速发展，电子技术也在迅猛发展，机电一体化系统逐渐完善，并且在工业生产和机械制造中得到了广泛应用，能够有效提高工业生产和机械制造质量，已经引起了我国工业生产人员的充分重视。而智能控制在机电一体化系统的背景下应运而生，促进了机电一体化系统的发展。智能控制在没有人操控的情况下可以自动控制目标，实现生产制造，智能控制的功能主要体现在控制程序和控制主体上。目前，工业行业对于工业生产的质量要求越来越高，而工业生产受到许多不确定性因素的影响，这就导致数控管理非常困难，无法控制工业生产的质量。通过智能控制来代替人工操作，能够充分发挥智能控制的优势，有效解决机电一体化系统中的问题，取长补短，使工业生产的质量更高、效率更快。因此，如何在机电一体化系统中应用智能控制技术值得广大工业人员深思。
1机电一体化系统的概述
1．1机电一体化的定义机电一体化又被称作为机械电子学，主要指的是把电子电工技术、微电子技术、机械技术、信息技术、信号变换技术、接口技术和传感器技术等多项机械和电子技术结合起来，并应用在实际工业生产中的综合性技术。1．2机电一体化系统的结构机电一体化系统的结构主要由硬件和软件来部分组成，其中硬件组成部分主要包括了电子装置、计算机装置和机械装置，而软件组成部分主要包括了计算机技术、信息技术、电子技术、机械技术、自动控制技术、系统技术、检测技术、传感技术以及伺服传动技术。其职能组成部分主要包括信息处理部分、动力组成、感知部分、控制部分、执行部分和机械运动部分。
2智能控制的概述
2．1智能控制的定义智能控制主要指的是在无人干预的情况下智能机器能够模拟人类的行为自动进行操作，其主要是通过计算机来完成相关智能操作，提前下达指令或程序，才能模拟人类智能。智能控制相对于传统人力控制来说更加复杂，但是能够更好地完成控制任务，达到控制目的。随着科学技术和社会经济的高速发展，智能控制将会面临更加广阔的发展空间，而且运用智能控制能够很好地解决传统控制无法完成的复杂控制任务，智能控制更加安全、可靠，对于一些高危操作，只需要设定一段程序，机器就能够自动代替人力完成操作。传统控制属于智能控制的最初阶段，在智能控制中包含了许多学科，这些学科相互结合，能够起到良好的辅助作用。智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的。2．2智能控制和传统控制之间的关系以及对比优势智能控制是在传统控制基础上的延伸和发展，自二十世纪六七十年代以来，计算机信息技术与人工智能技术发展的速度越来越快，人们为了让控制系统的控制效果更好，逐渐在控制系统中应用人工智能技术，而人工智能技术的应用，也使控制系统走向了智能控制阶段。和传统控制相比，智能控制系统主要具有这样几点优势:(1)智能控制比传统控制更加高级，是传统控制基础上的延伸和发展，智能控制的结构比较开放，分为各个等级，能够对分布的信息进行综合处理，提高了信息的处理效率，同时，利用智能控制来处理信息，更加精确，能够全面优化控制系统的功能。(2)智能控制系统中包含了众多学科，智能控制理论体系主要基于信息学、自动控制学和人工智能学等多种学科建立起来的，所以智能控制理论体系非常完善，同时对于传统控制而言更加成熟。(3)和传统控制相比较，智能控制能够适用于更加广泛的范围，智能控制能够解决机电一体化中对于控制对象不确定性的问题，安全、可靠地达成控制任务，提高了机电一体化控制效果。(4)智能控制和传统控制在使用方法上存在差异性，只能控制主要通过数控模型来进行混合控制，而传统控制主要通过运动学模型来进行控制，智能控制能够模拟出多种控制方式，适应各种控制环境，对于现代化工业生产起到了重要的辅助作用。除此之外，智能控制中还包含了传统控制理论，对于一些简单的问题可以通过传统控制来完成，而对于一些复杂的问题，就可以结合二者的优势，来发挥最好的控制效果。2．3智能控制的特点和类型综合而言，智能控制主要具有这几种特点:第一，智能控制的组织性明显;第二，智能控制的结构变化显著;第三，只能控制具有非线性特点;第四，只能控制能够满足目标的高质量、多元化需求;第五，智能控制能够从总体的基础上进行优化;第六，智能控制包含的学科种类非常齐全;第七，智能控制比较先进。智能控制主要分为这样几种类型:第一，分级递进智能控制系统;第二;复合式智能控制系统;第三，人工智能型控制系统;第四，进化型智能控制系统;第五，自主学习型智能控制系统;第六，专家型智能控制系统;第七，组合结构型智能控制系统。2．4智能控制系统的发展趋势由于智能控制系统的组织功能和适应非常强大，这也是当前机电一体化系统的发展趋势。在机电一体化系统中应用最广泛的就是人工神经网络和遗传计算系统。在机电一体化系统中，各个部分相互依存，起到了良好的辅助作用。近几年以来，我国的智能控制技术已经逐渐走向成熟阶段，逐渐在机电一体化系统中得到应用，智能控制技术作为一种先进的新兴技术，随着计算机信息时代的来临，智能控制系统一定能得到高速发展。
3机电一体化系统中智能控制的应用
近几年来，智能控制在机电一体化系统中的应用得到了广泛应用，其主要运用于数控领域、机械制造领域、机器人领域和建筑工程领域，下面就机电一体化系统中智能控制的应用进行深入分析。3．1智能控制在数控领域中的应用随着工业生产的高速发展，数控领域是近年来逐渐兴起的新型产物，数控技术的发展促进了我国工业的发展进步。目前，工业生产对于精确度的要求越来越高，而数控系统的要求也相应提高。在数控系统中应用智能控制，能够提高数控系统的精确度和可靠性。为了达到智能控制的目的，必须建立数控模型，结合应用传统控制理论，但是对于数控模型信息模糊的位置，必须运用智能控制才能精确控制目标。在数控系统中设置安全诊断系统，可以充分利用专家系统和遗传算法，来对数控系统中的信息数据进行检测、预算，从而全面提升数控系统的预测和控制功能，进一步完善数控系统。3．2智能控制在机械制造中的应用在工业生产中机械制造是主要目的，而机械制造的前提就是应用智能控制。在机电一体化系统中机械制造是主要组成部分。目前，我国的机械制造主要通过运用计算机技术和智能控制技术，这也是智能控制在机械制造中的主要应用方式。面对更加先进的机电一体化系统，传统控制技术已经无法发挥其作用，在现代化机械制造中，有许多复杂难以预测的数据，无法通过脑力运动来计算，必须合理运用智能控制技术，对人类的行为进行模拟，利用人工神经网络来建立数据模型，通过传感器来传达信息，进而通过智能控制技术来预测处理动态模拟信息。在机械制造中智能控制的应用主要体现在这些方面:对机械的故障风险进行智能诊断，智能监控机械制造的动态过程，利用智能传感器来采集信息数据。3．3智能控制在机器人领域中的应用模糊控制是机器人控制系统的核心，其操作功能多种多样，目前，工业机器人已经完全实现了智能化和自动化。为了提高工业机器人的智能化功能，必须充分运用智能控制系统，使机器人的智能传感器和视觉系统连接起来，这样在行走和搬运物品的过程中，才能自动规避障碍物，并由机器人自行设计合理的路径规划，完全模拟人体行为，来进行各种工业操作。同时，智能控制能够丰富机器人的知识储备系统，让机器人具备人工神经网络，具备逻辑思维，适应各种工业操作，把智能控制和工业机器人结合在一起，能够节省人力，提高工业生产质量。3．4智能控制在建筑工程领域中的应用随着社会经济的高速发展，人们的生活水平不断提高，在建筑工程中越来越多地运用到机电一体化系统，而智能控制是其中的重要组成部分。通过运用智能控制，能够对建筑工程进行智能化管理。在建筑物内部的照明系统中应用智能控制，能够对照明时间和光照强度进行智能化调配，不仅可以节约能源，而且能够让人们生活更加方便。在建筑物的火警装置中采用智能控制，通过计算机联网通信，摄像头和智能传感器来进行实时监控，一旦发现火灾险情，可以及时传达给主机系统，进行智能化处理，智能化预警机制能够提醒居民撤离，并把信息传输到火警部门的监控电脑中，火警人员能够及时赶到现场，救援火灾。
4结语
综上所述，智能控制在机电一体化系统中的应用，能够起到优势互补的作用，有效提高工业生产的效率和人们生活质量。智能控制和传统控制相比具有更加显著的优势，为了充分发挥智能控制的作用，必须加快智能控制和机电一体化系统的融合应用。
参考文献:
［1］曲百峰．探讨机电一体化系统中智能控制的应用［J］．黑龙江科技信息，2013(20):33．
［2］肖攀，董硕．机电一体化系统中智能控制的应用探析［J］．山东工业技术，2015(12):187．
［3］王睛睛．基于机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考［J］．科学与财富，2015(8):261．
智能化数控系统篇（7）
中***分类号：TP文献标识码：A文章编号1673-9671-(2012)042-0099-01
1机电一体化概述
随着微电子技术逐渐渗入到机械工程中，导致机械工程与微电子技术有机结合，从而形成一个新概念—机电一体化。机电一体化是一门新兴交叉学科，它把自动控制技术、计算机技术、电子技术及机械技术有效融为一体，促使设计人员从系统的角度出发，采用现代方法发现问题、分析问题和解决问题。
2智能控制
2.1智能控制概念及作用
智能控制系统是指能够模拟人工智能或具有人工智能的系统。智能控制系统是一个知识处理系统，可以分为两部分：智能控制器和外部环境。如***1所示为智能控制系统的结构示意***。智能控制通过分析归纳广义被控对象的各类固有知识和信息，并对这些知识和信息进行处理，使系统处于最优状态。
2.2智能控制的特点
智能控制理论源于传统控制理论，但又不同于传统控制理论，传统控制理论只是智能控制理论的一部分。传统控制理论研究的是被控对象，而智能控制研究的是控制器本身，并且该控制器的模型为知识系统和数学模型相结合的广义模型。相比于其他控制理论与方法，智能控制具有以下特点。
1）智能控制可以模拟工人智能，模拟人的学习能力、对知识的运用能力和对问题的推理和求解能力。
2）高层控制是智能控制的核心，智能系统能从全局出发，求解广义问题和控制复杂系统。
3）智能控制系统不仅具有变结构的特点，还具有自学习、自适应、判断决策和较高的容错能力，从而促使系统处于最优
状态。
4）智能控制系统具有补偿能力。
5）智能控制遵循“智能递增，精度递降”的基本原理，具有较高的安全性和可靠性。
3智能控制在机电一体化系统中的应用
3.1智能控制在机器人领域的应用
在控制参数方面，机器人要求控制参数是多变的；在动力学方面，机器人具有时变性、非线性和强耦合的要求；在传感器信息方面，机器人具有多信息要求；在控制任务方面，机器人具有多任务的要求。分析机器人和智能控制的特点可以发现，智能控制非常适合应用于机器人领域。
如今，在机器人领域的很多方面都应用了智能控制技术。例如，利用智能控制技术可以有效控制机器人手臂的动作、姿态；利用多传感器信息融合技术、信息处理技术和控制技术对机器人的行走路径、停留位置和躲避障碍物等动作进行控制。
随着智能控制方法的不断发展，它们的实用性、可靠性和优越性已经在很多应用系统中得到证明。神经网络控制具有很强的鲁棒性和容错功能，通过利用神经元之间的联结和权值的分布表示特定的信息，并对各传感器接受到的信息进行处理，最后以直接自校正控制等方式对机器人进行控制；模糊控制具有很强的鲁棒性，建立在模糊集合、模糊推理和模糊语言变量的基础之上。模糊控制广泛应用于机器人的建模、控制等很多方面。模糊控制首先对被控对进行建模，在同时考虑控制规则和模糊变量的隶属度函数的基础上，利用模糊控制器，对机器人机械控制；在设计与规划机器人路径的时候主要用到免***算法，再结合遗传算法和进化算法，可以对控制程序和控制技术进行优化。
3.2智能控制在数控领域的应用
智能化是当今数控系统的一个发展趋势，随着科学技术的发展，人们对加工质量提出了更高的要求，尤其是在数控领域应用智能控制成为人们越来越迫切的要求，如对制造网络通行能力、加工运动的模拟、推理和决策能力、智能编程、智能监控、自寻优等功能的要求。数控系统中的某些模块通过数学建模及传统的控制方法可以实现，但是数控系统中的很多环节因为缺乏准确的信息，无法通过数学建模和传统的控制方法实现，这时就需要通过智能控制方法和理论实现。利用模糊推理对数控机床进行故障诊断，利用模糊控制优化加工过程，利用模糊集合理论对某些控制参数进行调整；利用神经网络技术可以实现插补计算、故障诊断；利用专家系统可以实现对某些难以确定算法或结构不明确的情况进行推理计算。另外，利用专家系统对多个数控机床维修专家的经验进行综合，并收集现场故障信息，再根据合理的推理规则，结合故障情况提出相应的维修意见。
3.3智能控制在交流伺服系统中的应用
伺服系统是机电一体化典型产品的重要组成部分，它属于一种转换装置，通过转换电信号以实现机械操作。交流伺服系统非常复杂，由于存在强耦合、负载扰动、参数时变等诸多不确定因素，所以不可能建立起精确的数学模型，只能建立起与实际情况相近的模型，该模型难以满足某些厂家对系统高性能指标的要求。如果能引入智能控制系统，交流伺服系统将不再需要精确的控制器参数和数学模型就能使系统具有较高的性能指标。
3.4智能控制在机械制造中的应用
随着计算机技术、智能控制技术和传统机械理论的有效结合和制造机电一体化系统的飞速发展，机械制造技术不断向着智能化方向发展。机械制造系统利用智能控制技术，模拟机械制造专家的智能活动，从而提高制造机电一体化的技术水平。要在机械制造中实现智能控制，首先必须结合机械制造特点不断发展与完善智能控制理论、技术和方法；其次，利用神经网络的学习功能和对信息的处理功能，对零部件的加工信息进行处理；最后，利用控制技术控制机电一体化系统加工机械零部件。
4总结
智能控制是机电一体化发展的必然趋势，控制水平的高低直接影响机电一体化系统的运行质量。智能控制相对于传统控制具有明显的优越性，目前为止，智能控制已经在机电一体化中得到广泛应用，但仍有很大的发展空间。因此，为了实现机电一体化系统的高度智能化，我们仍需不断努力与探索。
参考文献
[1]杨明,陆琴.机电一体化的研究现状与发展趋势[J].农机化研究,2006,8:38-40.
[2]王敏,温斌,王秀丽.机电一体化系统的智能化[J].太原科技,2006,6:56-60.
[3]陈雪梅.机电一体化系统对智能控制的有效应用的几点思考[J].河南科技,2010,14:7.
[4]董勇,谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数学技术与应用,2011,10:93.
智能化数控系统篇（8）
Abstract: in recent years, the construction of the new building has all kinds of intelligent equipment in planning set at the time the whole building network design, building automation system is the core of the intelligent building, with the improvement of intelligent building, give system integration also brought more and more challenges, digital, the whole building digital part of the solution, digital has become a development.
Key words: intelligent building digital network technology
中***分类号： TU2 文献标识码：A文章编号：
一、在我国建筑业大力兴建的环境下，为了带给人们更方便更舒适的生活环境,建筑智能化市场迅速成长，而智能建筑的控制核心-楼宇自动控制系统的市场需求随之越来越大,而且吸引国内外楼宇自动化系统厂商不断的提升计算机控制管理的软件,强调人性化使用接口,有条不紊使建筑物机电与消防,安防,停车管理,门禁等各种系统结合,达到更舒适的工作环境,不但能节省能源,也节省了维护管理的工作量和运行费用。而楼宇自动化系统不论国内外都是朝集成化发展,例如:国家标准《智能建筑设计标准》（GB/T50314-2006）对智能建筑定义为”以建筑为平台，兼备建筑自动化设备BA、办公自动化OA及通信网络系统CA，集结构、系统、服务、管理及它们之间的最优化组合，向人们提供一个安全、高效、舒适、便利的建筑环境”。 楼宇自控系统为基础的系统集成方式,主要透过建筑综合布线系统和计算机网络技术，将智能建筑的各个主要子系统采用各种开放式结构、协议和接口都标准化和规范化。集成的方式主要包括:（1）硬件网络系统集成智能建筑的系统集成结构大多采用二层网络形式，上层为以太网络，下层采用RS485、LonWorks等速率较低的标准工控总线方式集成串联各种硬设备。集成模式还可通过开发与第三方系统的网络接口（网关或网络控制器），将各种系统资料集成到网络主干上，实现集成目的。
（2）信息系统集成各楼宇自动控制系统的厂家基本都依照以上的集成原理进行系统集成，而且自行开发系统集成的管理软件。楼宇自动控制系统的厂家所开发的系统集成管理软件，透过已经架设好的网络架构系统集成,连接所有与之相关的对象，将信息综合地相互作用，以实现整体的目标。可采用OPC技术和ODBC技术实现智能建筑的系统集成。
（3）远程系统集成数字化建筑的最新的集成技术是将信息集成建立在建筑物在内部网Intranet的基础上再通过Web服务器和浏览器在整个网络上的信息交换、综合与共享，因此可以远程取得资料,或发出连动,可将各大型建筑群统一在同一平台做出实时且有效的的监控管理。
（4）实时数据与管理资料的集成智能建筑中包括多个子系统，涉及实时控制和分时管理两个不同的信息处理领域。现场资料的收集与记录成为重要的系统集成对象,此必须透过现场资料收集器(例:DDC)来完成各个子系统集成连结成一个完整的大系统,实现对建筑物消防、保安、电梯控制、灯光控制、停车、周界防护、门禁等诸多子系统实时数据的集成，并完成各子系统之间的联动控制。
二、随着人们生活水平的提高和人工成本的提高，大楼的智能化功能也越来越多，比如酒店、医院、办公大楼、高层住宅小区往往有数个智能控制系统，这么多的系统如何集成，如何才能避免资源浪费，如何才能降低造价，如何才能真正的信息共享，只有大力发展数字化才能有效的解决上述问题。
楼宇自动化发展数字化
最近几年，新楼宇的兴建已经将各种各样的智能设备于规划之初就已设计整体楼宇网络数字化,整体的楼宇数字化概念已不是一个空谈,经楼宇自动控制厂商的不断研发更新,已经出现在建筑当中。这些厂商不但提供智能设备、楼宇自控子系统如门禁、闭路电视、电梯、空调暖通、安防、周界报警和消防等智能产品,也因为建筑业主集成度的要求越来越高,用以净化环境,陶冶情趣的数字化景观系统自动控制也加入楼宇自动控制的一环。虽然这许许多多的智能产品正在导致楼宇子系统的逐渐更新，但真正的整体的楼宇数字化系统仍然少见。而评估楼宇数字化除了从系统集成来看,也可从监控软件的友善操作、子系统集成度来看外,亦可从远程监控及被控设备的智能程度来评估数字化的程度(1) 监控软件数字化监控软件数字化指针,可从软件设计的友善操作程度及系统集成的灵活程度评估楼宇自动控制已经数字符化的程度。在软件设计的友善操作程度,许多厂商开发***像式的操作接口,使系统操作更方便更简便了,例如JINCHTECH的BA智能化***形控制系统(即MACS)采用友善的人机接口整合了完整监控软件,以电子地***,动态***标等各种***像式操作取代文字式的操作方式,应用包括有大楼监控系统、空调控制系统、门禁防盗系统、停车管制系统、影像监控系统、电力管制系统及其它系统,也可应用在各种楼宇的智能办公、大楼监控、智能通讯传输、智能消防、智能安保、门禁考勤、远程监控等。在系统集成的灵活程度方面,MACS则采用前端资料收集器设置和修改控制程序,以分布式管理方式支持多个管理端,各管理端亦可以权限安全管理设定控制各个不同的子系统,透过各管理端控制各系统间的联动,联动的设计则可自行编辑事件联动的条件让系统自动执行联动不需要人工操作,并且可设定定时条件自动执行固定时间的联动事件。
(2)远程监控数字化基于网际网络的楼宇设备远程监控方式采用Internet来实现信息交互、综合与共享，真正做到局域和远程信息的实时监控，除了资料资源的综合共享也发展各式影像远程监控，将全局事件快速的处理和一体化作业。将传统的楼宇自动系统延伸到网际网络上，管理监控人员即可在千里之外也可以完成他的职责。因此远程监控数字化在楼宇自动化的发展中是当前必备的功能之一,不但可以完成监控职责，而且更增添了更多的便利性，例如采用MACS的物业管理人员可以通过网际网络可以持续了解楼宇的运转情况、可控制电力灯光设备、远程影像可实时了解安保状况，立即采取措施避免事故发生，更可达到节能节约减少运行管理费用。因此远程监控数字化代表着楼宇自动化的发展方向。
智能化数控系统篇（9）
楼宇智能自动化PID控制是当代科技运用到建筑设备自动化的主要模式，其目的在于针对楼宇内不得安全、交通、环境以及内部能源的使用进行检测与控制，为楼宇内部提供一个节能、安全、可靠地环境。
1 楼宇智能自动化PID系统的功能
随着科技的发展，现代建筑往往具备高层化与智能化的特征，因此楼宇智能自动化PID控制激素已经成为楼宇间安全防范、电梯、照明、供电系统、空调、给排水的子系统。然而其主要功能有如下几点：
（1）针对楼宇内部各类机电设备进行当前运作状态进行自动打印。
（2）针对楼宇内部各类机电设备的参数与变化趋势进行自动检测与打印。
（3）及时调整外界环境与内部空间的最佳设备状态。
（4）针对各类突发事件进行自动检测与处理。
（5）针对楼宇内部水、电、气进行统一自动化管理与计量收费。
（6）针对楼宇内部机电设备协调控制，统一管理。
（7）针对楼宇内部各机电设备的数据信息统筹管理。
2 楼宇智能自动化PID系统的原理
楼宇智能自动化PID系统是当前楼宇建设最为常用的控制方式，并且主要对各类机电设备反馈的数据进行测量、执行与比较，针对反馈数据与期待值进行对比，通过数值的误差纠正楼宇调节控制系统的运作。
这种现代化的智能自动化操作系统特征为集中式的管理、分散式的控制，也就是通过在楼宇内部设置的DDC完成被控制系统的实时监测与操控，这种PID控制系统不仅可以避免了传统操作模式带来的危险性，更是使单一的常规仪器具备多元化的操控模式。具有丰富的软件管理、CRT显示、打印输出和打印输出功能的中央管理计算机，能够胜任显示、集中操作、优化控制、报警和打印等任务，有效将普通仪表操控分离后的人机链接困难、不便于集中管理的缺点加以避免，确保了设施设备能处在最优化的状态运行。
3 楼宇智能自动化PID系统的运用
楼宇智能自动化PID系统在楼宇建设中按照统一的规定进行计算，中央控制器通过AI和BA采集楼宇间各机电设备的参数以及变化趋势或历史数据，根据外界的环境改变而变化，自动对楼宇内部各项设施进行调节，使楼宇内的安全防范、电梯、照明、供电系统、空调、给排水的子系统保持稳定，当其中某项数据没有按照预定的数值进行改变，那么则会发出控制信号，通过AO和DO直接对相应的机电设备进行控制。因此，楼宇智能自动化PID系统属于闭环控制系统，在现代楼宇建设过程中最常用的一种应用系统。楼宇智能自动化PID系统由于直接承担楼宇内部控制任务，因此对于其时效性、适应性、可靠性的要求较高。
3.1 楼宇智能自动化PID系统的构成
楼宇智能自动化PID系统主要包括过程输入通道、过程控制计算机以及过程输出通道三个部分。
楼宇智能自动化PID系统中过程输入通道由两个部分组成，一部分是模拟量输出，主要负责将计算机输出的代码数据控制信号转化成能直接受控的电流信号或模拟电压，再由放大器去驱动调节阀等控制机器进行与数据匹配的实际操作。通常是由D/A转换器，接口电路、执行器和放大器组成。一部分是数字量输出，经过计算机输出的受控开关信号，经过放大器去驱动电磁阀阀等继电器执行器，它由光电耦合器、接口电器、执行器和放大器组成。
楼宇智能自动化PID系统中的过程控制计算机承载着直接运算和终端控制的任务，通过过程输入通道集成采集受控对象的海量数据与参数，再按照已预设的程式规律进行系统计算，得出计算过程或数据结论，然后又原通道向受控对象发送数据控制信息，再由输出通道进行控制调节阀等系列执行命令。
楼宇智能自动化PID系统过程输出通道主要由模拟量输出与数字量输出两个部分。模拟量输出主要是针对楼宇内部原始数值对控制其进行操控，模拟出相应的数字信号改变为电流信号，再通过放大器驱动楼宇内部各机电设备的调节阀，使各机电设备可以实现对楼宇的智能自动化控制，这一部分由接口电路、D/A转换器、放大器以及执行器构成。数字量输出是通过模拟量输出的信号对楼宇各机电设备进行控制，再由放大器对继电器与电磁阀进行渠道，其主要由接口电器、光电耦合器、放大器以及执行器构成。
3.2 楼宇智能自动化PID系统的基本算法
楼宇智能自动化PID系统按照比例（P）、积分（I）和微分（D）进行控制，中央控制器通过AI和BA采集楼宇间各机电设备的参数以及变化趋势或历史数据，根据外界的环境改变而变化，自动对楼宇内部各项设施进行调节，将PID控制规律的离散化，使其在楼宇智能自动化系统中可以实现。而当楼宇间各机电设备中出现数值不清楚情况下，也可以通过***整定达到满意的效果。因此，在楼宇间将楼宇智能自动化PID系统调节成规律离散化的数字PID算法，是楼宇建筑最为常用的计算机控制系统。
楼宇智能自动化PID系统模拟量调节器最理想的PID算式为：（t）=Kp[e（t）+1/Ti∫e（t）dt+Td*de（t）/dt]。其中，e（t）为楼宇间各机电设备的数值偏差（设定为设定值与实际输出值之差）；（t）为楼宇间各机电设备的控制量；Kp为比例放大系数；Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数，由此传递函数形式。
为了可以将公式应用在楼宇智能自动化PID系统中，就需要将连续行驶的微分方程式基于离散形式的差分方程进行表现。设定楼宇间各项机电设备的采样周期，（与既定的系统时间常数进行对比，T足够小），K为楼宇间各智能自动化设备的采样序号（K=0，1，2……n），可以采用矩阵法计算而积以差分代替微分。在（t）=Kp[e（t）+1/Ti∫e（t）dt+Td*de（t）/dt]的公式中，每次所采集的数值都需要与T值进行对比，采样周期时间越小，其与楼宇控制过程中连续性控制的过程就会越为接近，更加便捷的对楼宇内的安全、交通、环境以及内部能源的使用进行检测与控制，为楼宇内部提供一个节能、安全、可靠地环境。
虽然在楼宇间很多在开环状态下确定的PID参数都不是连续性的自身整定模式，在楼宇智能自动化系统中若出现较为复杂的分析过程就会出现比较的差异性。但是如果PID控制器在楼宇智能自动化系统中不能控制复杂的过程，那么不论参数进行怎样的调整，都没有任何用处，因此，楼宇智能自动化PID技术是最好的控制器。
4 结 论
楼宇智能自动化PID控制技术在我国属于全新的科技型技术发展领域，随着信息化科学的逐渐进步与完善，该项技术在楼宇间的运用也会更加成熟，也会有更多技术对其进行完善，逐步走向巅峰。
参考文献
智能化数控系统篇（10）
1、集散控制的系统结构
集散控制逻辑体系是一种层次分支结构，从垂直结构上可分为系统管理层、操作管理层和现场控制层，首层向下可以横向分解为若干个子集。从功能分散角度看，纵向分散象征着不同层的设备具有不同功能，如现场监测和实时过程控制的综合管理；横向分散象征着同层设备具有近似的功能。按照这种形式设计或生产的集散系统软件、硬件产品，夯实了即集中又分散的控制原则。***一是对集散控制总体系统结构的描述。
***一、集散控制系统整体结构
1.1、系统管理层．系统管理层是集散控制系统的核心部分，主要由服务器系统、管理控制机和系统数据库等设备构成，系统管理中心可以对整体控制系统的运行进行监测、协调和综合管理。它位于整个系统的最顶端，具有超强的数据处理能力，实现对智能建筑群进行一体化控制，包括存储或获取系统内的全部信息数据和预期的控制参数，实现定期的趋势分析，并且进行系统优化控制，监测整个系统的运行，生成系统的输出报告，并且使用通用数据库标准；向系统提供智能控制设备的信息数据和原始资料。操作系统具有多用户、多任务和实时控制的综合管理能力。
1.2、操作管理层．操作管理层是由各分系统构成，通过各自的系统控制机连接主干网络，并且传输上、下层间的控制数据信息，构成了相互通讯的重要途径。操作管理机是现场数字控制器（DDC）的上位机；又是分支系统离散化区域的协调者，实现局域信息系统的实时共享，各分系统完成现场数字控制器与管理层控制机之间的信息传递、数据存取，实现各分支系统现场终端设备的远程监测及控制。
1.3、现场控制层．现场控制层由集散控制中多个子系统构成，主要设备包括现场控制器、现场控制总线（BACnet）、数字转换执行器、智能信号传感器。它们是现场被控设备装置的接口，连接被控设备上的传感、执行机构，由现场控制器通过现场控制总线网络实现与上位机进行数据信息的交换。现场控制器采用现代直接数字控制技术，控制器内部包含智能中央处理器（CPU）；存储芯片组（RAM、ROM）和各种输入输出接口等，通过输入接口与现场控制总线相互链接。末端装置中异种数字转换执行器和智能信号传感器，被称为现场终端设备。信号传感元件如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、液位检测器等，将现场检测到的不同类别的信号通过数字转换后传送至现场控制器，控制器将根据预期参数或上位系统实时指令智能处理后，输出控制信号传输到执行元件如调节器、继电器、步进设备等，并且同时对现场设备进行执行控制。
2、两层网络结构的智能楼宇控制系统
智能楼宇自动化控制是由各种智能设备构成的监控系统，然后再将各子系统进行集成为一个综合性实时监测的控制系统，核心技术是采用现代控制理论的集散控制网络模式。智能楼宇控制系统是集散控制、网络通讯发展的产物，在智能建筑控制中得到了广泛的应用，楼宇自动化系统构架通常采用集散控制二层网络结构，它应用于现代智能楼宇现场的监测、控制。高速以太网与底层现场控制总线满足不同设备数据通讯的要求，二层网络之间通过网络通讯控制器进行相互链接，并且实现不同数据通信协议的转换。两层网络的构架结
***二、两层网络智能楼宇系统结构
构得到国内、外现场总线智能设备生产厂家的支持，是智能楼宇控制系统的主导网络结构形式，如***二所示。
2.1、高速以太主干网．管理服务器、系统工作站与现场采集、执行设备之间需要进行大量的通讯、控制信息的交互，通信带宽的要求会很高，系统管理层的实时性和抗干扰能力要求不如现场网络那么严格，因此上层网络结构采用局域网比较成熟的高速以太网络技术。
2.2、实时性和抗干扰性．通过现场控制器对监测信号的采集、智能分析过程，向执行设备发送控制指令，从而实现对监控现场进行实时控制。现场控制总线的结构形式具有较强的屏蔽和高抗干扰能力，虽然在通讯时通信速率低于高速以太网络，但是完全能够满足与现场控制底层设备之间的数据通信标准。
2.3、网络层间的桥梁．两层网络之间通信经过网络通信控制器实现协议数据的相互转换、路由选择等功能。同时对现场数据的通讯安全起到保护作用，通信控制器的功能也可由网桥、路由网关设备或微型智能控制机实现，它们是在连接两个网络层间中起到的是桥梁作用。
2.4、离散的分布结构．在同层中不同现场控制总线之间的设备数据通讯不需要通过系统工作站，整个系统除了人机监控界面以外的其它功能；通过区域网络控制器以及各现场智能控制设备实现。因此；管理服务器、系统工作站的闭、合不会影响系统的正常运行，并且完全实现了智能功能的分散控制，使得各个分、子系统集成为全分布式控制系统。
现场总线控制技术是智能楼宇系统领域中的局域网，应用于监测现场的事态发展，通过现场控制器与智能监测设备之间实现串、并行或多节点的数据通讯，是开放式、数字化多节点通信的底层控制网络。现场总线技术与现场网络数据通信协议（BACnet）为实现开放式楼宇自动化控制系统夯实了基础，开放式通信是实现数据信息共享的主要方式之一，现场总线技术给网络自动化控制带来重大的变化，这与局域网络技术将众多分散的计算机连接在一起，使得计算机的功能和作用发生根本性的变化一样。现场总线技术使得智能设备自动控制系统具有较强数据通讯的能力，不同类型的智能设备可以方便地链接在现场总线网络系统之中，使智能楼宇控制跃入系统数据库信息网络管理的行列。现场控制总线仅是对智能楼宇系统的现场控制网络层进行了定义，而智能楼宇自动化控制系统网络构架的标准化结构并不限于现场设备控制网络，更重要地是追求网络通讯进程的标准化，使不同类型的智能设备之间实现标准化数据通信；同时也使系统工作站直接与控制系统实现数据通讯，从而实现智能楼宇控制系统达到开放式的标准化。BACnet作为智能楼宇自动控制网络的数据通信协议，它所提供的是一种通讯机制，通过这种通讯机制，使智能设备的功能达到数字化处理，并且实现各设备间的信息交互。因此，网络数据通信协议应用于计算机、通用直接数字控制器特定的智能设备中，其应用效果完全相同。当现场数据信息传送到监控的处理机后，即如何实现与应用程序之间的通信传递，使现场信息与应用程序的链接，将现场的实时信息反映在系统工作站的应用平台上，依然存在链接标准和规范问题。在工业微型自动控制被智能楼宇系统广泛应用的今天，让自动控制系统的人机界面；能够充分运用于计算机系统丰富的软件资源，实现实时系统监测↔链接嵌入↔数据控制反馈的双向信息流的传递通道。
3、三层网络结构的智能楼宇控制系统
集散控制在智能楼宇自动控制系统中通用性强；分、子系统整合灵活；网络功能完善；能够实现实时响应通讯指令信息，在集中显示和管理操作中更加便捷，特别适应在现代智能建筑群自动化的拓展。三层网络结构的智能楼宇控制系统是在高速以太网与现场控制总线之间增加了一层控制网络，这层网络的通信速率、屏蔽或抗干扰性都介于高速以太网和现场控制总线之间，系统控制通过这层网络与大型通用现场控制器（DDC）实现互联，如***三所示。系统结构的主要特征体现在局域网络的链接方面，向上层能通过网络控制器路与高速以太网进行连接；构成综合网络管理体系，向下通过中间层以太网支持现场控制总线，使过程控制底层的现场控制器、智能传感器、数字转换执行等设备实现可靠的实时数据通信，从而实现更大范围的集散分布式智能建筑控制系统。
3.1、递阶控制体系．集散控制系统是由相互关联的各子系统所构成，智能设备各自的特征及功能构成集散控制系统的总体特征。集散控制系统需要处理复杂的实时控制过程，各系统之间既有横向的多级结构又有纵向的多层结构，采用的控制策略不但需要各系统的决策，还需要上级系统的协调优化，各系统之间在总体上形成塔式结构。某一级的决策分系统可以对下一级施加作用，同时又要接受上一级的系统干预，这就构成集散控制结构的递阶控制体系。
3.2、分散控制体系．分散控制结构是相对于集中控制系统可靠性与安全性提出地；是一个半封闭状态的环型结构，从整体上看；是垂直型与水平型构架的综合体。垂直型是自上而下相互关联的基础结构，方位向左右层次进行扩展。系统的数据通信发生在上下层位间，其主导权由上位层控制，对下位层的设备动作有监测和调控能力。综合体是把水平型和垂直型相
***三、三层网络智能楼宇系统结构
互结合起来，在各系统进行***管理的同时；形成上下级间的制约管理关系，各子系统间的数据通信具有平等性；并且具有较强的***性，水平形成对等的分散系统自我管理机制。上位层的系统故障不会影响下位层系统间设备数据交换和各自设备的功能，智能建筑大型楼宇系统网络控制大多采用复合型的分散控制结构。
3.3、互为冗余体系．为了提高智能楼宇系统的可靠性，集散网络控制系统对关键层设备，即整体系统有重要影响的核心设备采用冗余运行结构。在常规运行时，智能设备各自承担分解后的功能投入运转，当其中一台设备损坏时，相关智能设备放弃部分辅助功能，自动补充、并且替代故障设备的运行功能，这就是在智能楼宇系统中互为冗余的主导思路。应当指出；互为冗余的运行方式；是在智能设备发生故障时，以损失局部设备的辅助功能为代价，在智能楼宇控制系统中，这种以较小的辅助功能为代价；换取局部或整体系统的稳定性的实施策略，是经济可行地。另外；集散控制智能楼宇系统对所有的设备都采用冗余结构是不经济的，我们应对冗余设备的投资和系统故障造成的损失来进行权衡，综合考虑适当的冗余系统结构方式。
智能化数控系统篇（11）
1.1智能建筑设备监控系统组成与结构框***（***1）
1.2智能建筑设备监控系统组成与结构
简要介绍上***为智能建筑设备监控系统组成与结构框***，在智能建筑监控系统中，监控系统主要实现对六个子系统（照明、供配电、冷热源、空调、给排水、电梯）的监控，并可控制其运行。由中央控制器统一全分布式控制运行，但由于每个子系统都由路由器分开，所以也可***运行，控制系统涉及智能建筑各个系统设备自动化控制，可实现高检测功能。
1.3各设备监控子系统应该实现的功能
1.3.1供配电系统
主要功能为智能建筑提供电力。楼层配电设备分布在各楼层，电设备一般放置在建筑底层。监控系统主要实现对配电设备运行参数、配电电源、每个电源蓄电池的工作状态和数据变化进行监控，同时对各楼层电设备电源运行状态进行监控，若发生故障会产生警报并记录故障数据。
1.3.2照明系统
主要功能是为智能建筑照明。其设备建设于建筑物的各个平面上，方便实现各角度全方位照明。照明监控分为室内和室外两部分，室外照明分为公共照明部分，通过监控可根据室外照度值设定开关时间，也可通过更改程序实现不同照明灯具的启动时间。室内照明监控可通过监控数据，采用总线控制方式，设定程序对不同场景开启不同的照度。
1.3.3冷热源系统
为智能建筑供给冷源和热源，其噪音较大，设备一般置于建筑底层地下室内。通过对冷热源系统运行数据和冷热源供给量的监控和分析，可通过程序控制实现不同季节冷热源供给量和供给时间。
1.3.4空调系统
保障智能建筑的环境温度处于适宜状态，空调设备一般置于各楼层高处位置，地下室也可以配置。控制子系统主要对空调机组、风机盘管的工作参数和运行状态进行监测，并通过监测数据进行分析，控制和设定主机房的温度、湿度和运行时间。同时监测子系统还具备空调漏水监视功能，可有效实现对空调系统的漏水监测和控制。
1.3.5给排水系统
既能为智能建筑提供水源，又能排除建筑产生的污水，排水设备一般置于建筑物的地下室或建筑顶层，也可设置在楼宇夹层位置。监控系统可监控水泵的工作状态，并对水池的液位随时检测，当设备出现故障或者水池液位异常时，子监控系统就会向中央控制器发出报警信号，并将故障数据记录反馈，自动显示故障发生区域和故障详细情况。1.3.6电梯系统是为高层建筑提供上下交通的便利系统，设备一般置于建筑的垂直竖井内。电梯监控子系统主要实现对电梯设备运行状态，监视电梯启动、停止、方向等，动态显示出电梯实时状况，一旦发生故障，监控系统会对电梯设备电动机、电磁制动器等进行检测，自动报警并显示故障地点、状态、时间等信息，并将故障记录记忆并反馈给中央控制器。
2建筑设备自动化控制系统设计要素
2.1各监控子系统控制功能参数明细
将上文中所述设备监控子系统功能要求进行统计和汇总，确认各子系统监控点的分布位置和分布数量，将子系统的监控点设置类型、数量、相关设备、安装需求、使用地点等详细列出，并备份保留。依据各子监控系统技术和系统设备实际特点，以系统高效性、可靠性、实用性为前提，以满足子系统功能需求为标准，以建筑设备自动控制系统设计的节能环保为核心，以建筑设备维护保养便捷性和低成本性为主要指标，详细将设备子系统的各种功能参数、控制参数、技术参数列出并进行归档，为日后整体系统搭建安装提供依据。
2.2监控系统控制器、传感器和执行器的确定
按照监控系统被控设备的控制标准和监控点数量，结合安装现场实际情况，对现场控制点进行设置和筛选，设计出被控设备安装现场控制器控制区域内部的监控点分布***，并根据实际要求确定选择现场控制器。除了现场控制器，还要确定现场传感器和执行器使用标准，传感器和执行器是对被监控设备现场数据进行现场数据采集的基本组成部分，传感器可监测设备状态和数据变化，执行器对此进行分析和反馈，可以说两者在自动监控系统中属于核心构件。根据系统设备特性，对关键设备要采用高精度和高可靠性的智能型传感器和执行器，以提高整个自动化系统的控制质量。非关键设备上可以采用传统传感器和执行器，如此可减少成本，降低整个系统造价。
2.3建筑设备监控系统
网络构建智能建筑设备自动化监控系统整体网络构建如上***2所示，建筑设备LON现场总线设备自动化控制系统是现实意义上实现了分布式监控。此系统不同类型的控制器节点都具备高智能化特性和网络通讯能力。由于控制器各节点具备通讯能力，能够使节点与节点之间实现相互通讯功能，构成完整的通讯网络。系统中的控制机构和管理机构可以通过总线现场连接为一个整体，彼此之间可以相互协作，共同完成自动化监控任务，两者可实现控制数据和信息的共享。
2.4建筑设备监控系统硬件支持
智能建筑自动化监控系统构建必须有硬件支持，在硬件方面，主要选用以下器件：中央监控器（计算机，监控系统的核心部分，处理子系统反馈的综合数据下达控制指令）；监控显示屏（将监控***像实时显示，便于观察和分析故障状况）；键盘（更改程序或设定程序，典型的输入设备）；鼠标（输入设备）；不间断电源（为监控中央系统和子系统供电，保障监控系统不间断运行，保证整体系统的可靠性）；网络路由器（中继器、桥接器、配置型路由器等联合使用，实现网络分布）；控制总线（无屏蔽双绞线、控制总线LON）；控制节点（视具体情况而定）。
2.5建筑设备自动化监控系统软件支持
建筑设备自动化中央监控器软件功能具备操作级别和身份识别管理功能。软件系统采用8位通行字进行鉴别和管理，对操作人员实现权限设置，只允许有权限操作人员在一定范围内进行数据浏览，并对访问者身份信息、访问时间、访问内容进行识别和记录，且具备交互式菜单，为操作人员提供清晰的数据目录，节省操作时间，便于高效作业；中央控制系统设计还具备逻辑格式数据显示功能，可描述短语、数值、单位等数据，对不正常数据报警显示；具有高效数据分离终端，控制特定数据在特定端口运行，只允许一个操作人员或打印机进行处理；具备特殊指令操作功能，响应命令，逻辑显示并进行标识。