智能化数控系统例1

中图分类号：TM725 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0016-01

引言

在计算机的组成系统中，技术起着至关重要的作用，当然其性能和功能也不例外，重要的是人也是系统的一部分，在现在发展的数控系统中，个人计算机技术和数控技术也越来越紧密结合在一起，由此产生了新一代的数控系统，正在逐渐取代以前的数控系统，成为现在市场的主要产品，计算机技术的改革，也将会影响到数控系统的体系结构，计算机技术的进步，将决定数控技术的进步和发展，因此计算机的快速进步也是必然的，未来还会有更多的高科技新型人才来主导整个计算机系统。

一、近年来数控系统的发展概况

在现在这个社会技术都在不断的创新，当然计算机技术也在快速发展，在近代，我国对于传统的技术开始了根本性的变革，各国家开始对技术进行了大规模的投资，并且开始对技术进行研究和开发，使之开始出现各种高科技技术，在现代的制造系统中，数控技术是起着关键作用的，它是集很多为一体的高科技技术，例如微电子、计算机、自动检测、自动控制和信息处理等等，具有高速率、精度高和柔性自动性的特点，对现代的制造业起到了非常关键性的作用，目前数控技术仍然在不断的进行技术性改革，完成了高科技的集成，在集成化的基础上，数控系统实现了超薄型、超小型等等，发展后的数控系统具有高效率、高速率、功能高等等，任何事物在发展的过程都会受到一定的外部干扰、内部干扰以及随机因素的影响，数控技术发展后的更加能适应于现在的发展，智能化技术能更好的适应于复杂的制造过程，而且效率更高、速度更快、精度更高等优点，因此，对于数控技术改革势在必行。利用数控系统原理的传感器，它的原理图如下图所示：

二、数控技术的发展趋势

（1） 性能发展方向：从性能方面进行分析，主要从高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化、实时智能化等几个小方面进行研究。在高速高精高效化方面，速度、精度、效率是机械制造技术的关键性能指标，由于采用了高速芯片，同时也采取了有效措施进行改善，使高速高精高效化已有了大大的提高。在柔性化方面，主要包括数控系统本身的柔性和群控系统的柔性，群控系统能根据不同生产流程的要求，进行动态调整，从而最大限度的发挥群控系统的效能。从工艺复合性和多轴化方面，其中以减少工序和辅助时间为主要目的的复合加工，正在朝着多轴、多系列控制功能的方向进行发展，数控技术的不断进步提供了多轴和多轴联动控制，实现了数控系统的不断发展和进步。从实时智能化方面，在科学技术发展至今，实时系统和人工智能紧密结合，向着更加好的领域进行发展，智能化越来越适应于现在的社会，在如今的数控领域，智能化数控技术占领主要地位，智能化技术的实现，使数控技术控制性能大大的得到了提高，从而得到了最好的控制效果。

（2） 功能方向发展：从功能方面进行分析时，主要从用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、内装高性能、多媒体技术应用等方面展开分析，从用户界面图形化方面来说：用户界面是数控系统与使用者之间进行紧密联系的对话接口，由于不同用户有不同的想法，所以他们对界面的要求也不同，因此使得开发用户界面的工作量比较大，用户界面属于最困难的部分之一，必须进行改善，目前各种网络技术对用户界面提出了更高的要求，极大地方便了非专业用户的使用，起到了很好的作用。从科学计算可视化而言，科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，对提高产品质量、降低产品的生产成本、提高效率等方面具有重大意义。插补和补偿方式是多种多样的，不同的方式可以有不同的使用。在内装高性能方面，数控系统内装高性能控制模块，可直接用高级语言进行编程，用户可在标准用户程序基础上进行编辑修改 ，从而方便地建立自己的应用程序。多媒体技术应用集计算机、声像、和通信为一体的，在数控领域具有重大的应用价值。数控在各方面的应用如图2所示：

（3）体系结构的发展：主要从集成化、模块化、网络化、通用型开放式闭环控制模式进行了解，集成化采用高度集成化芯片和大规模的集成电路，提高了数控系统的集成度和运行的速度，改善性能，从而提高系统的可靠性。模块化易于实现数控系统的集成化和标准化，通过使用不同的模块，从而实现不同档次的数控系统。网络化可进行远程控制和无人化操作，使操作起来更加方面快捷。通用型开放式闭环控制模式是一个制造过程具有多变量控制和加工工艺综合的一种方式。

三、智能化新一代的数控系统

经过我国科技人员的了解和研究，目前适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构、新一代智能化数控系统已成为可能，下面是这种数控系统的体系结构的示意图：可以得到新一代智能化数控系统是将计算机智能技术、网络技术、动态数据管理及动态仿真等各种高科技技术融合在一起，形成严密的制造过程闭环控制体系。

四、总结

数控技术的不断发展和不断创新，造就了现在的智能化的数控系统，是计算机技术进步的代表，当然技术进步也代表着社会的进步，智能化数控技术对现代的发展起到了很大的催动作用，使系统更加完善，同样也使技术更加能适应于各种复杂的情况，面对那么多复杂的情况，能够从容、有效的解决问题，在进行技术改革的过程中，不会出现那么多的问题，从而使正在进行的产业能够顺利的进行，不会因为技术问题而受到影响，这样能够减少很多的因为出现问题而带来的损失，能够高效率的完成工作，提高工作进程的速度，因此无论什么技术，都应该进行不断的创新，使之能更好的为我们工作， 智能化数控系统就是一个很好的证明，因此，我们应不断的致力于技术的改革和创新，这样才能使我们的国家更加强大和发达。

参考文献

智能化数控系统例2

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。

智能化数控系统例3

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。

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。而人工智能则试图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。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。（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、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。

（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

智能化数控系统例4

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）

智能化数控系统例5

传统的小区监控系统很多都存在只上了个别子系统，而且各子系统相对独立，它们之间的信息还处于不能共享的状态，操作和管理人员需要熟悉和掌握各个不同系统及对象的技术，使用成本较高，功能不实用和不全面，维护和运行费用较高。

如何利用数字化技术，把孤立的子系统集成在一起，降低运营成本，实现信息共享？本文将深入讨论智能小区数字化监控管理系统的设计原则、硬件结构和软件功能等内容。

一 系统设计原则

数字化监控管理系统的设计要坚持应用适度超前的先进、适用、优化集成的成套技术体系和设备体系，应用的产品要成熟可靠，具有易集成、扩展、操作、维修的特性，同时尽可能降低系统整体造价的原则，通过计算机网络技术，实现子系统的设备、功能和信息的管理集成，使其成为互相关联、统一和协调的系统，系统资源达到充分共享，实现真正意义的统一、实用、高效、便利。

在系统设计中要遵循以下几点原则：

实用性：系统的设计应使小区能最大限度地满足住户的生活需求。

先进性：应用国内外较先进技术，保证智能化系统的先进性。

可靠性：所选用的技术及配套设备必须成熟可靠，以保证整个系统的长期正常运行，故障率低。

易操作性：将自动与手动有机结合、相互补充，力求用户操作简便。

集成性和可扩展性：保证各个子系统的集成和信息共享，结构具有可扩展性和兼容性，实现对各子系统的集中管理、分散监控的目的。

二 数字化监控管理系统硬件结构

由于数字化技术和相关设备已日臻成熟，数字化、简单化、实用化的设计理念也在不断深入人心，目前，已到了数字化技术普及的年代。前一段时间很多用户担心硬盘录像系统的可靠性，普遍采用了数字设备和模拟设备混合设计思路来提高系统的可靠性，不足之处是系统安装较复杂，成本也较高，对数字化的普及较为不利。而今天数字化设备的可靠性已得到了很大的提高，基于数字化、简单化的方案设计可以达到实用化的要求。图1为智能小区监控管理系统的结构图。

1.数字化网络

在网络技术的飞速发展的基础上，数字化网络将以互联网技术为依托，并以浏览器/服务器结构为基础，来构建智能小区监控管理系统。因为随着小区的宽带接入日益成熟，未来IPV6技术也会迅速普及，限制数据传输的网络带宽问题将会得到较好地解决，基于互联网技术的数字化网络将会更广泛地应用于智能小区监控管理系统之中。

2.数据处理中心

数据处理中心的硬件由一个或多个服务器网络组成，它是整个监控管理系统的数据中心，也是各种信息和数据处理中心，也是系统的核心。服务器将使用WINDOWS 2000 SERVER操作系统，采用高稳定性的WINDOWS SERVICE 方式设计，全部功能均模块化，还可根据实际情况进行服务器的冗余重构，确保系统数据安全。

3.数字视频显示矩阵

传统的监控系统常常有一个监控中心，也就是需要一个视频图象显示矩阵，为了兼容一些模拟系统，充分利用已有资源，数字化系统可通过增加解码设备将数字信号还原成模拟信号，再接入多路电视墙。但是，未来的发展方向将是“集中管理，分散监控”的模式。数字视频显示矩阵将渐渐成为过去，以后，配置数字视频显示矩阵的系统会越来越少，对于新建系统可建议用户省去此部分，增添一些远程监控设备更有意义。

4.视频服务器

视频服务器装置在模拟视频监控系统向数字化视频监控系统升级改造过程中被广泛使用，功能也是各式各样，性能价格比也有不同，目前，国内产品较多，也占有一定优势，在很多较大规模的智能小区的数字化监控系统中被广泛使用。

5.硬盘录像机DVR

随着数字图像监控技术和相关设备的迅猛发展，数字硬盘录像机DVR性能近几年也得到了大幅度地提高，目前，已经成为视频监控系统中的核心产品，完全有可能取代统治市场多年的模拟设备，大量的DVR设备已使用在智能小区监控系统，DVR的使用是数字化监控的一个重要标志。

6.网络摄像机

模拟摄像机加上视频服务器就相当于一个网络摄像机，它是一个集成化的数字设备，只要和网络相连即可，不需要铺设与视频矩阵相连的电缆，也不需要与DVR相连的同轴电缆。

7.远程监控台

远程监控台实际上是任何能够上网并有授权的电脑，这也是智能小区监控管理系统的最大特色，也是“集中管理、分散监控”的具体体现。

三 智能小区软件功能

软件平台在智能小区数字化监控管理系统中处于更为重要的地位，传统小区监控管理系统的主要不足也是体现在软件功能不强，软件平台建设没有得到足够的重视。智能小区建设要“硬件”和“软件”双管齐下，特别是信息化平台要用电子商务全面提升物业管理水平。

1.视频监控管理系统

系统以TCP/IP协议为基础，构成统一和便捷的信息交换平台，各监控管理人员均可以在授权下通过本、异地控制台方便地浏览和监控实时信息。视频监控管理系统主要对监控部位进行跟踪观察及连续录像，以达到对重点区域监控管理的目的，前端摄像机将图像传送到控制监控中心，监控中心值班人员通过数码硬盘录像，显示器监看，监控中心控制器指挥，中心监视系统采用多媒体视像显示技术，由计算机控制，管理及进行图像记录分析，使中心管理人员充分了解小区内的实时动态信息，并提供突发事故事后分析的宝贵录像资料。

视频监控管理系统的主要功能如下：

・可实现本、异地视频图像监控，存储，显示等DVR功能。

・预设群组联机功能，可快速同时监控不同远方的图像。

・可实现远程云台镜头控制、远程图像下载、远程报警。

・可分层、分区进行密码授权管理。

・可提供统一的各种信息的查询、共享、备份、维护、统计等功能。

对于监控点众多的系统，摄像机多，用户数也多，这将给整个系统管理和维护带来很大不便。因此，将采用数据库技术对整个系统进行配置与管理，也就是通过建立一个数据模型，来存放相互间具有一定关系的数据，如监控点的分布信息，摄像机分布情况与监控点关系，用户的名称、密码、权限及其其它相关属性、日志信息等。系统根据用户信息表可获取用户的权限信息与优先权信息，从而可控制用户的操作。

2.物业管理系统

物业管理系统主要包括业务管理、客户服务和办公管理三大部分，它可使相关的物业信息在多方面得到共享。其主要功能如下：

业务管理子系统可提供维修管理、二次装修管理、保安管理、消防管理、保洁管理、报警管理、绿化管理、住户管理、公共信息管理、物业日志管理、特殊业务管理、房产管理等。

客户服务子系统包含物业收费系统、房产管理系统、物业中介系统、保姆信息系统、客户投诉系统等。该软件可提供水、电、物业管理费催款请求，房屋租赁信息查询和中介，保姆信息查询和中介，客户投诉处理结果反馈等。

办公管理子系统包含工作协调系统、考勤系统、资产管理系统、文档资料管理系统、人事工资管理系统等。该软件可提供物业公司的日常工作管理、公司员工管理、公司资产利用评测、公司工作效率考评等功能。

3.网站服务系统

网站服务系统提供了基于INTERNET技术的一个高效、稳定、开放、安全的信息共享平台，它能够与视频监控管理系统和物业管理系统共享数据，达到各子系统的真正无缝联接。在网上形成一个虚拟智能小区，与现实小区一起，用数字化、网络化的方法延伸和充实了小区的内涵。

网站服务系统主要包括如下几方面：

・小区新闻：小区最新动态，社会热点新闻报道，使大家能够以最快的方式了解小区的现状和周边的变化。

・网上物业管理：把物业管理系统搬到网上，大家可利用网络，方便地使用物业管理系统，方便地查询各项管理费用，物业管理人员也可以通过网上进行各种费用催缴等工作，还可在网上进行交互式投诉，疑问咨询，各种业务调查，甚至对物业管理效率的评估等，以利于不断提高物业管理的水平。

・信息服务：结合本小区特点的一些信息查询，例如，本小区的电子地图，各部门的工作职能及服务范围，还有房屋买卖、租赁情况及保姆信息等。此系统是开放型系统，可随客户需求不断增改，只要住户及有关方面有需求，即可方便地提供相应的服务。

・电子公告板：以专门的公告形式一些重要的政府公告、政策宣传、大型活动安排、停水、停电、设备维修等通告，还有一些紧急通知。

・网上控制：按照授权相关人员可以对相关设备进行远程控制。例如，物业管理人员可通过互联网上的浏览器进行小区视频监控系统的远程监控。

智能化数控系统例6

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。

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。而人工智能则试图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。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。（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、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。

（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：

智能化数控系统例7

前言

在现代制造系统中，追求的是高速、高精度、高可靠性，那么数控系统正好可以追求目标，数控系统的研发、及应用推广、人才培养必将会使制造业自动化得到全面的实现，为提高企业生产水品和现代化水平夯实牢固的基础。智能化数控系统是集制造科学、计算机科学、自动控制理论及图形技术、检测、监控技术等多学科的综合，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，在制造行业中起着举足轻重的作用，为制造行业的未来发展指明了方向。

1调度在日常工作中的职能

1.1维持运行正常、保证生产稳定

在很多行业中，编制生产计划和生产工作计划，由于人为因素，无论多么周密的考虑，多么具体的安排，也不可能预料到实际生产过程中的各种变化。实际生产过程中，情况十分复杂，不可预料，有人为的不安全因素，也有物的不安全状态，这都是问题出现的根源。一旦出现这些问题，就会造成生产波动，甚至造成生产过程中断，被迫停车，生产难于完成。作为调度就是要及时了解掌握各种不利因素。组织各有关部门、有关人员消除隐患，处理解决这些意外因素，以保证生产长期、稳定、安全运行，保证任务的完成。如果没有生产调度的指挥调度，要想及时解决生产过程中随时出现的问题，维持生产过程的正常运行，是非常困难的。

1.2收集有关数据、关注生产动态

生产调度不单要组织实现生产任务，在生产过程中，会有很多安全、工艺、设备、质量、环保、供应、销售、服务等方面的变化因素和许多波动的数据，需要准确及时地记录下来，这是一项繁琐但十分重要的基础工作。有了这些准确的数据和变化情形，才能够为各级领导、各部门了解生产、指挥生产提供分析的材料依据，可作为日后学习经验的有用材料。这些无非会加大调度的工作量。智能化数控系统会有效地解决这些问题。

1.3协调生产关系、贯彻领导指示

现代企业生产逐步趋向专业加工、深度加工，管理层分类过多。因此，协调好各项生产关系，对保证生产过程能够正常运行起着决定性的作用。这就要求调度在生产中要把各级领导对生产管理的指示，均通过生产调度传达下去，然后反馈给各级领导，等待他们的分析。

2智能化数控系统

数控技术，是一种采用计算机数字化运算、处理，并通过高性能的驱动单元对机械加工过程中各种信息进行控制。当前数控技术已大量应用于机械加工装备，其中数控机床最为典型而得到广泛的应用。当前数控系统虽然具有高速、高精度、高可靠性的性能，但这些远远不能满足现代化的需求，所以智能化功能将成为未来数控系统的发展趋势，如加工运动规划、推理、决策能力以及加工环境的感知能力、智能数据库、制造网络通信能力、智能监控、智能编程等。

智能化是21世纪制造技业追求的一个大方向。随着信息技术日益更新，发展飞速，智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业以及我们生活中的方方面面，数控系统引入了自适应控制、模糊系统和神经网络的控制机理，不但具有自动编程、前馈控制、模糊控制、工艺参数自动生成、学习控制、自适应控制、三维刀具补偿、运动参数动态补偿等功能，而且具有一定的人性化设计，并装有故障诊断专家系统使故障监控、自诊断和功能不断完善。可以熟练的应用到不同的行业领域，不出现任何错误。

那么智能化数控系统，就是所谓的模拟人的智能，让整个生产过程更加人性化。在数控系统中包含着模拟、延伸、扩展的智能行为的运行程序，如自学习、自识别、自规划、自修复、自繁殖等。智能数控系统通过对加工精度和效率的物理量进行检测、建模、提取特征、自动感知加工系统的内部状态及外部环境，通过对这些微量的变化，快速的智能决策，做出实现最佳目标的方案，并应用于后续生产。如对进给快慢、切削深浅、坐标移动、主轴转动快慢等工艺参数进行实时控制，在最佳状态下，使机床实现加工过程。

3智能化数控系统在调度方面的几点应用

3.1协助调度有效排查故障

实际运行过程中的调度，经常会遇到一些意想不到的事件，如发生信号误传，电流波动或电压不稳等，在日常的主站系统中出现这种这些事件，是无法有效跟踪的，而且由于出现的不规律性，增加了工作人员的辨别难度，甚至是无从下手。没法做出处理。

智能化数控系统可以对这些事件进行长时间监控跟踪，并通过实时记录形成相应的事件。工作人员便可以通过该系统进行详细辨识，并可通过事件快速定位至原始报文，查找故障发生源。因为保存了全部的历史数据，使工作人员查找故障时能有详细的资料作为参考。

3.2对生产质量进行分析

由于智能化数控系统得到的数据等同于调度主站得到的数据，那么该系统分析出来的误码基本上是生产的真实情况。在运行过程中，由误码统计或帧简析列表都可以看得出生产的质量。这样工作人员，调度就可以第一时间发现问题，并及时做出处理，使生产恢复正常，保证生产质量，保证生产稳定。

3.3消除更多的缺陷和误差

在整个调度系统中，由于设备种类比较多，而且各个厂家也不一样，对控制的理解可能也存在一定的差异，就连同一种设备也是不同地区有不一样的执行方法。

微小的差异可能不会对系统造成太大的影响，但是却会蕴含着一些明显的缺陷，有时会导致时间顺序记录对时误差偏大。那么，这些微小的差异就可以通过智能化数控系统记录下来来，让问题得到更好的解决。

4智能化数控系统目前的实例效果

目前很多厂家都应用了智能数控系统，得到了各界的好评，并且还在开发和完善智能化数控系统。所以，调度方面智能化数控系统的投入使用，将使了一些调度业务和制度流程规范并固化，减少人为因素在业务处理过程当中的影响，提高工作效率。从总体使用情况来看，在调度运行管理、设备检修审批流程管理方面，能够提高综合管理水平，实现调度运行管理日志电子化，新设备投产审批和设备检修可以全部在网上流转。

5结束语

智能化数控技术的应用为制造行业带来了革命性的变更，不但给传统制造业提供了技术指导，使应用行业实现工业化，而且随着数控技术的智能化不断进步和运用领域的扩大，智能化数控系统将会在一些重要行业如：IT、电网、轻工、化工行业等的发展起着越来越大的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现展的大趋势。智能化数控系统的运用，可以为生产行业精简人员，减少工人们的劳动量，减少事故发生率，提高生产效率，为制造业减少大量的开支。相信智能化数控系统必将给调度方面带来革新。

智能化数控系统例8

中图分类号：G267 文献标识码：A 文章编号：

引言：伴随着国家社会主义建设事业的前进和我市经济建设的发展，本人所处的建筑智能化系统工程领域所面对和处理的已明显的事务日趋复杂，长期处于行业重点和难点的资源管控工作也不断的繁重和深邃，实事求是地完成好这一工作，不仅有利于加强工程的项目管理，提高工程有关方面的施工（管理）专业人员的素质，改善他们的工作环境，保证工程质量和施工安全，而且有利于建筑智能化系统工程企业自身的完善和提高，使其能够更好地为国家和地区的建设与发展贡献力量。

一、建筑智能化工程资源管控现状与数字模块化资源管控的初步应用

1.1数字模块化资源管控的特点。

数字模块化资源管控，可以帮助企业在建筑智能化工程的各个阶段，获得更好的工作效率和效果，规范和加强各类资源的计划和实际应用，节约企业的精力，它的正面特点主要包括：

第一，其所依赖的计算机信息平台普及率很高，对硬件无特殊要求，软件主要来自常用的Word和Excel，高级一些的应用也是以常用的Access为基础。因此，大部分工作人员无需具备较高的专业性的计算机应用能力即可完成大量的工作。

第二，根据不同的项目特点可以适时的进行专项的操作，更好的保证效率和效果。

1.2数字模块化资源管控的应用架构。

数字模块化资源管控的应用架构的主体，由相对动态的“企业实时资源模块”部分和相对静态的“计算机信息平台模块”部分两个核心模块组成，两个核心模块各带有四个基础模块。

二、全面采用数字模块化资源管控的工程实施实例

在近年来的建筑智能化工程中，我企业多次应用了数字模块化资源管控，其中，于2011年完成主要施工任务的“天津站交通枢纽工程智能交通系统项目”（下文简称“天津站智能化工程”）的管控工作进行了较为全面的采用。

2.1工程概况：

天津站交通枢纽工程项目是天津市经济发展的一面旗帜，其智能交通系统是整体工程的重要一环，我们作为国有企业，自该项目计划立项时期，便由工程三科积极投入了企业的各类资源，委派了多名专业工程师，主持和参加相关的工作。

2.2工程实施阶段各个工作环节模块化资源管控的应用情况

工程实施阶段，我企业在资金、费用、工程进度和质量、安全、职业健康、环保、合同执行，多方协同等多个工作环节，进行了数字模块化资源管控的应用。由于本工程属于大型工程，又属于重点工程，为了保证工程的顺利实施，我们做了大量的实际工作，其中当然包括工程资源的准备。

我们首先对各个应用模块进行了细分，明确了负责的人员。

下面我们对这些细分再补充一些必要的说明。

第一，对于合同款项，有合同款的跟进与跟进辅助两个细分模块。合同款的跟进主要是解决有关各方的人员关系的问题，需要对工程有一定决策权的正项目经理负责。合同款的跟进辅助，主要的工作是整理和编制相关的报审资料，办理必要的手续，由第三项目经理助理负责。

第二，在采购模块中，采购计划的执行由第二项目经理助理负责，完成与各品牌厂商的有关工作。检验、安装、调试由主持工程技术工作的副项目经理负责，而库管和运输的协调工作，由第四项目经理助理负责。

第三，在这个工程中，除了正式出任工程相关职务的主要管理人员，包括一名正项目经理、负责施工和技术的两名副项目经理，四名项目经理助理，我企业还运用了远程管理人员与其他管理人员两个细分模块。远程管理人员主要解决长期施工过程中，随时可能出现的三名项目经理无法第一时间处理的综合管理问题、施工问题和技术问题。其他管理人员主要是保证企业主要负责人能够出席重要的会议，陪同上级的检查和巡视。这三个模块均由正项目经理主要负责。

三、数字模块化资源管控的发展情况

随着数据库平台综合成本的降低，将管控的应用依附于更专业的关系型数据库系统，是发展的理想方向。到目前为止，已拥有了依靠Access和SQL的开发计划，而且还考虑了与企业未来的主体OA系统进行对接和联动。

当然，在技术层面，管控平台的发展面临着许多问题需要考虑和解决，其中主要有：

第一，不同工程在施工过程中共性与个性的内容是紧密联系的，无法生硬的用数据库系统拆分。

第二，施工现场大量的动态信息无法使用常规的数据库界面，相比之下更适合使用Word等简单的软件。

在人员层面其中主要有：

第一，牵扯的企业员工众多，其中一部分员工本职工作繁重，无法抽出足够的精力协助管控工作。

第二，一些领导和员工的业务关系繁杂，而且很多业务关系是不适合直接出现在一个在企业内部几乎完全公开的平台之上的。

结束语：鉴于这些障碍的存在，资源管控的许许多多工作还要经受时间和空间的考验，真正做到因地制宜和与时俱进，使适合企业的不断完善，不适合企业的不断修正，使更多的人员愿意为必要的工作投入精力。

参考文献：

智能化数控系统例9

当前的机电一体化技术已经广泛的应用到实际生产生活中，其基本内容主要是机械技术、计算机技术、系统及自动化控制技术、传感检测技术。基本组成要素包括结构组成要素、运动组成要素、感知组成要素以及职能组成要素。机电一体化的基本原则有四个，分别是结构耦合原则、运动传递原则、信息控制原则以及能量转换原则。智能化控制就是在无人干预的情况下能自主地驱动智能机器实现控制目标的自动控制技术，是用计算机模拟人类智能的一个重要领域。智能化控制是传统控制的优化升级，智能化控制系统是一个开放的、分布式的、对信息具有综合处理能力的机构，在当今社会得到广泛的应用。智能控制系统是将自动控制理论、人工智能理论、信息理论及运筹学理论综合应用的系统，智能控制的主要对象一般具有复杂程度高、非线性的特点，而且具有不确定性。与传统控制形式相比，智能化控制具有明显的优越性。

二、智能控制在机电一体化系统中的应用

从20世纪90年代后期，机电一体化技术向智能控制发展，开辟了机电一体化技术发展的新篇章。机电一体化的未来发展必将是以智能化作为主要方向，智能控制的优劣直接决定机电一体化系统的整体水平。

1.智能控制在机械制造过程中的应用。

机械制造是机电一体化系统中的重要组成部分，当前最先进的机械制造技术就是将智能控制技术与计算机辅助技术有机结合，向智能机械制造技术的方向发展。其最终目标是利用先进的计算机技术取代一部分脑力劳动，从而模拟人类制造机械的活动。同时，智能控制技术利用神经网络系统计算的方法对机械制造的现状进行动态地模拟，通过传感器融合技术将采集的信息进行预处理，从而修改控制模式中的参数数据。智能控制在机械制造中的应用领域包括：机械故障智能诊断、机械制造系统的智能监控与检测、智能传感器及智能学习等。

2.智能控制在数控领域中的应用。

随着科学技术的发展，我国的机电一体化技术的发展对数控技术提出了更高的要求，不仅需要完成很多的智能功能，还需要扩展、模拟、延伸等新的智能功能，从而使得数控技术可以实现智能编程、智能监控、建立智能数据库等目标，运用智能控制技术可以实现这些目标。比如说，利用专家系统可以数控领域中难以确定算法与结构不明确的一些问题进行综合处理，再运用推理规则将数控现场的一些数控故障信息进行推理，从而获得维修数控机械的一些指导性建议。

3.智能控制在机器人领域中的应用。

机器人所具有非线性、强耦合、时变性的特征主要体现在动力系统中，在控制参数的系统中机器人具有多任务及多边变性的特征，这些特征适合智能控制技术的应用。当前智能控制技术在机器人领域中的应用主要表现在以下几个方面：一是机器人手臂姿态及动作的智能控制;二是机器人在多传感器信息融合与视觉处理方面的智能控制;三是机器人在行走路径与行走轨迹跟踪方面的智能控制;四是通过专家控制系统对机器人的运动环境进行定位、监测、建模及规划控制等方面的探究。

4.智能控制在建筑工程中的应用。

智能控制在建筑工程中的应用主要表现在以下几个方面：一是智能控制在建筑物照明系统中的应用，它主要通过通信与计算机控制的联网，对每一个时段的照明系统进行控制，主要表现在对照明时间、照明系统的节能、照明逻辑方面的智能控制;二是对建筑物内的空调进行智能控制，通过比例积分调节器闭环的方式对空调在夏季与冬季使用时的模式进行设置，可以智能地调节空调的风阀，在确保建筑内空气质量的同时，减少能量的浪费。

5.智能控制在机电一体化中的效果。

机电一体化是推动工业现代化的重要技术。“智能化”作为当代科技的趋势所在，因此智能控制在机电一体化中的作用不可估量，智能控制应用于机电一体化中有以下几点作用：（1）优化效能：多数数控系统运用的是模块化设计的思路和方式，有着较为广阔的功能涉及面，裁剪性也非常好。如果是群控系统，对于相同的群控系统完全可以借助各种操作流程，进而保证系统的调整能够符合相关标准和要求;（2）提高精度：精度对于数控机床而言是衡量机电一体化制造技术的重要指标，直接影响着产品加工成品率的高低。与旧的设备相比，智能数控系统融合了高速CPU芯片、多CPU控制系统、RISC芯片与交流数字伺服系统，促使机床的精度得以大大的提高;（3）程序控制：操作程序是系统运行的主要指令，根据加工产品的尺寸、精度来编制操作程序才能使产品加工后达到智能效果;（4）改进加工：智能控制方式的运用可以缩短加工时间、优化操作流程。实现了复合加工的效果，数控机床通过智能控制满足了多轴、多控制加工的需要，可以有效地减少人工操作次数，加工程序得到了优化和改进

智能化数控系统例10

一、低压配电智能化监控系统的概述

随着社会的进步与计算机技术的成熟，传统的低压配电系统已不适应于时展对于低压配电系统智能化与安全性的要求。日新月异的计算机技术为其系统的稳定性与微处理器的技术上的运用提供可靠的保障，于是业内开始有人尝试将智能低压计算机机监控装置运用到低压配电监控中，希望借此技术实现对远程运行的设备进行实时监控的目的，无数事实证明，低压配电智能化监控系统得到了有效地运用，最大程度地实现了分散式监控，确保了低压供电的安全性，降低了巡检人员的巡检工作量。纵观当前市场上对低压配电智能化监控系统的运用情况，大多数的低压配电智能化监控系统都是建立在SCADA系统的基础上，再进行的创新与改进。这种系统可满足一般的监控需求，但是对于低压电力系统本身的特点，所以，目前还没有一种可以称为“金标准”的低压配电智能化监控系统，该系统可改善的空间仍较大。低压配电智能化监控系统中各元件所具备的功能有电动机控制、开关控制、电力质量监测等。事实上，该系统中的大多数原件都属于智能化原件。在实际运用中，智能化元件可根据自身的特点运行而不必完全依赖于计算机，这样可以保障低压配电智能化监控系统在运行过程中的有效性，满足控制过程的需求。

二、现行的低压配电智能化监控模式

2.1建立于PLC和普通断路器的智能监控模式[1]

该模式主要是通过PLC的接口使低压配电系统中的配电总量全部汇总于PLC，PLC再将配电总量上传到远程监控点，实行远程操作来控制断路器。这种监控模式的特点是PLC接口处的开关量的输出口与输入口，可有效抗击干扰，控制方式较为灵活，该智能模式的弊端是装置时的接线工作较为复杂，较易出现故障，而且模拟量的采集较为困难，因此，成本相对要高出许多。

2.2 建立于智能断路器的监控模式

该类型的智能监控模式就是将智能断路器与智能脱扣器相结合，实现对欠压、接地、长（短）延时与瞬时过流的保护作用，智能型断路器可对电压、电流、有功（无功）功率、频率等参数的状态和信息进行实时、有效的显示。可通过通信接口将数据上传给远程计算机，或是接受远程计算机和远程控制中心发送的控制指令。该智能模式的主要特点是进行数据采集，并将采集到的数据进行控制与保护并集合于断路器内，使断路器的性能得到了提升，但是该模式所涉及到的产品的造价均较高，监控系统较为分散。

2.3 基于数字智能仪表与普通断路器的监控模式[2]

该智能监控模式主要针对SOE事件及模拟数据进行记录，记录时通过计算机网络进行相关的信息监控：1.通过数字智能仪表将各种数据传送至远程的通信处理系统；2.接受远程处理系统的操作，在操作中可开闭断路器，而且断路器可接收经数字智能仪表传递过来的操作命令。该监控模式的特点为可将数字智能仪表与监控体系灵活有效地结合，充分的体现了分散式监控的特点，该智能监控系统的弊端就是涉及的模块相对繁多，数据的采集较易出现一定的重复率，并且故障的发生率较高，该智能监控模式的成本也相对较高。

三、低压配电智能化监控模式的优化设计

由于低压配电监控系统与网络通信及微处理技术有着密切的联系。近年来，随着一些新技术的运用，低压配电监控系统也得到了相应的改善。在对现有的低压配电监控系统的基础上进行总结，提出一种建立于DSP技术的新型低压智能化监控系统的设计方案。

3.1 新型低压智能化监控系统的设计方案

新型低压智能化监控系统主要由开关量输入与输出模块、人机接口单元（MMI）、数据采样单元（ADC）、二次变换器（PT/CT）、事故打印模块及数据处理单元（DSP微处理器）六个部分所组成。

3.1.1 二次变换器

二次变换器主要职责是将低压系统传送来的高电压电流转换成微机测控系统采样所需的低电压信号，再传输给微处理器（DSP）和数据采集单元进行数据采集与分析，而二次变换器中电压互感器（PT）和电流互感器（CT）的传送精准度直接影响着其后的结果。新型低压智能化监控系统中的二次变换器的技术指标需达到以下标准：额定状态下，对于电压和电流的测量精度大于0.12%，在短路大电流或含有直流分量的情况下，变换器不饱和，波形稳定， 保证20倍额定电会流下的误差

3.1.2数据采集单元

数据采集为32路同步数据采集通道同时采样，分时转换的方式，其中A/D转换芯片为LTC1608芯片，其分辨率达16位，转换率500ksps。在进行数据采样时，模拟信号首先通过一阶RC低通滤波器、采样保持器，再通过多路模拟开关传输到数据缓存区域。进行数据转换时，使用DSP内部定时器，定时启动32路同步采样系统采样，在AD转换结束时中断响应，由寄存器对多路模拟值逐次采样。

3.1.3数据处理单元

数据处理单元是基于TMS320VC33芯片研发的。数据处理单元的主要硬件为含有34K@32位的高速SRAM、256K@32位高速RAM、16K@8位EEPROM、1M@8位NVRAM及片外扩展128K@8位EPROM的芯片[3]。TMS320VC33芯片为32位的高性能CPU，其具有高速浮点运算能力；锁相环时钟发生器，其工作频率可达60MHz，可简化I/O、存储器的接口；对外部器件的控制较为灵活；装置初始值固定于板内的EEPROM，可及时修改，便于对程序的调试。

3.1.4 人机接口（MMI）

人机接口智能终端较富人性化，在低压配电监控系统及操作者间的信息交换扮演着关键角色。操作者不但可以通过MMI快捷地对设备进行操作，而且可以根据MMI模块的提示信息迅速地对低压配电系统的运行状态进行准确的判断。本次探讨的新型低压智能化监控系统的MMI模块是基于RCM2000芯片研发的。

3.1.5 微型打印机

这里所指的微型打印机采用的是智能点阵感热式并行打印机，而非击打式打印机。打印机内部有一片C51单片机控制打印头，打印机与DSP的通信可通过拔插短路块进行切换。

四、结语

总而言之，科技的进步与创新永不会停止，那就意味着低压配电智能化监控系统也会随着科学技术的进步而进步，前文所提及的建立于DSP技术基础上开发的新型低压配电智能化监控系统可最大程度的适应于当前环境对低压配电监控的需求，可彻底取代以往的RTU装置，有效的提升了网络化对于低压配电智能化监控系统的适用性，为生产与生活带来更大的便利。

参考文献：