时间：2023-04-01 10:30:34
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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
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）
【分类号】：TP273.5；TH-39
随着集成电路技术的快速发展，机电一体化技术越来越成熟，同时推动了机电一体化技术的广泛应用，在我国各个行业的生产和工艺过程中都应用到了机电一体化技术，提高了生产效率，改变了人们的生活。在科学技术竞争激烈的今天，智能控制技术在机电一体化系统中的应用改变了传统机电系统的成本高、效率低的工作模式，极大地提高了机电一体化系统的工作效率，推动了机电一体化系统不断进步和发展。
一、智能控制技术的主要特点和控制理论
在科学技术迅猛发展的今天，智能控制技术对于我们来讲已经不陌生，它被广泛地应用在了我们生活中各个方面。智能控制技术就是一种可以在无人操作和干预的情况下，通过智能软件驱动和运行智能机械设备，实现控制命令的一种自动控制智能技术。智能控制技术是计算机技术的重要发展和应用。传统的智能控制技术只能应用在机电一体化系统的最底层，在工作时需要人工的干预和操作。智能控制技术综合了多个学科的高新技术，充分实现了在各个领域的智能化。
智能控制技术的主要特点：
（1）智能控制技术应用在系统的高层控制单元，并不是简单的机械工作。
（2）智能控制设备具有较好的非线性特性，功能更加全面。
（3）智能控制设备可以根据不同系统的需要改变结构，适应整个系统的运行。
（4）智能控制设备具有自我寻优的特点。
（5）智能控制技术具有很强的组织控制功能和学习功能，可以满足不同领域多样化、多功能化的需要。
（6）智能控制技术是一个新型的控制领域，具有很大的发展空间和潜力。
智能控制技术是一门涉及多个领域的新兴学科，以计算机科学技术、自动控制技术、人工智能理论为基础，形成了智能控制技术的控制理论，主要包括了模糊控制理论、智能集成控制理论、神经网络控制理论、智能自动控制理论、混沌控制理论、遗传算法等，通过这几种智能控制理论的融合，形成了智能控制技术的主要理论和方法。
二、智能控制技术与传统控制技术的主要区别
1、智能控制技术是传统控制技术的高级阶段
传统控制技术是主要应用在各个领域生产工业的地层，主要完成一些简单的重复性机械工作，主要实现能够代替人力的功能。智能控制技术在传统控制技术的基础上，利用计算机，实现了智能化。智能控制技术的结构更加开放、多变，具有很强的组织控制能力、综合处理信息能力和学习能力。
2、智能控制技术和传统控制技术在控制对象和任务目标方面都有很大不同
智能控制技术的主要控制对象是高级的计算机系统，通过复杂的程序系统，以实现控制系统的非线性、不确定性、多功能的智能化控制命令为主要任务目标。传统控制技术的控制对象比较单一，通常只适用于线性、确定性的控制对象。
3、智能控制技术和传统控制技术的设计重点不同
智能控制技术的设计重点主要在于对不同控制对象和任务目标的数学模型进行识别、描述，通过数据库和程序代码，完成控制命令，实现任务目标。传统的控制技术主要运用了动力学方程和运动学方程等数学函数，来操作控制对象，实现单一的目标任务。智能控制技术可以实现混合控制，可以通过广义的数学模型，进行混合的数学控制过程，利用开闭环结构，通过定性定量的决策和控制，最终实现多模型、多状态的控制方式。
4、智能控制技术和传统控制技术的学习方式不同
智能控制技术主要是通过结合专业人士的成功经验，不断地学习和改进来获取知识。传统控制技术主要是利用各种方程式、定律和原理来获取知识。智能控制技术拥有模仿人的智能化功能，对于控制决策、控制对象的状态和控制环境的知识，可以综合运用，传统控制技术只能根据单一的控制命令来完成简单的控制任务。
三、智能控制技术在机电一体化系统中的应用
1、智能控制技术在数控领域的应用
随着科学技术的发展，数控行业间的竞争日益激烈，要求数控系统不仅仅要有较高的稳定性、可靠性、安全性和高精度性，而且要实现多样化的智能功能，因此智能控制技术在数控领域得到了广泛的应用。智能化的数控系统具有综合处理信息、扩展模拟处理智能知识、智能决策、感应控制环境的功能，在数控领域中可以通过数据库、程序代码，通讯网络等途径，实现自我学习、自我组织、自我控制、自我适应、自我修复、自我识别等功能。数控领域中很多的控制对象和控制任务没有明确的数学模型，也不能很好地建立数学模型，使用传统的控制技术无法实现任务目标，把智能技术应用在数控领域就可以很好地解决这个问题，实现任务目标，很好地实现控制效果。
在数控领域中运用智能控制技术的模糊控制理论，对于一些信息比较模糊的控制任务有着显著的效果，通过模糊控制理论进行优化控制数控系统的加工过程，并且可以用于诊断数控机床的运行故障，保证数控系统的运行安全。另外，智能控制技术的人工神经网络技术对于实现数控系统中插补运算和故障诊断有着重要的作用，可以利用人工神经网络的适应性神经元调节控制数控系统中开环闭环的结构增益。数控系统中的插补运算是整个数控系统的核心模块，它可以根据生产零件的加工起点和终点、形状、速度等状态信息，在加工起点和终点之间的位置插补一些中间点，实现数据点的密集化处理。
2、智能控制技术在机器人领域的应用
机器人通常要实现时变、强耦合和非线性的动力学特性，具有多方面的传感器信息，多种变量的控制系统参数，实现多样化、智能化的控制任务，这些要求都使得智能控制技术在机器人领域得到了广泛的应用。智能控制技术在机器人领域的各个方面都有重要的应用，例如机器人在行走过程中视觉传感器信息处理、自主障碍控制，行走的路径规划，行走轨迹的定位跟踪，机器人的行为动作状态，动作姿势控制等。通过智能控制技术实现机器人的自我学习、自我调整、自我适应的功能。
例如，机器人在码垛时对于智能控制技术的应用。机器人码垛作业，是由机器人、机器人夹具、标准箱输送设备对标准箱姿态的预处理，三者共同协调完成的作业。三者的工作节拍必须一致，避免任何一种工序出现等待，才能保证码垛作业按设计有效的进行，达到设定的码垛速度，机器人码垛作业流程图如图4所示。
由分拣系统分拣出的标准箱按种类分别送至1、2、3三个取件通道，每个通道为一种种类。通道末端设置标准箱姿态预处理抓取工位，当抓取工位标准箱姿态已处理如图1、图2、图3所示时，给出姿态完成信号；同时控制系统接到码垛工位空托盘到位完成信号。接到两个完成信号后，控制系统启动码垛机器人到达1、2、3号抓取工位并启动夹具抓取标准箱，当真空检测达到预定值，控制系统给出机器人码垛运动信号，机器人将抓取的标准箱，按规定的垛型分别码垛至723、718、715码垛工位的托盘上。运动中真空检测一直在监视夹具真空度，保证牢固抓取标准箱。标准箱码垛完成后，机器人返回零位待机状态。机器人抓取标准箱码垛运行中，若夹具真空度下降至低于高速运行设定值，机器人减速运行；若真空度下降至低于低速运行设定值，机器人运动停止并保持停止状态，防止掉箱。同时控制系统发出报警，人工进行干预后，复位后机器人回到待机工位，等待指令。
3、智能控制技术在交流伺服系统中的应用
在机电一体化系统中，交流伺服系统是一个重要的组成部分。交流伺服系统主要实现信号处理后转换成机械设备的动作，对于整个机电一体化系统的控制质量、控制效果和控制功能有着重要的影响。交流伺服系统是一个复杂的运行系统，对于交直流电动机有着时变参数和负载扰动的特点，并且控制对象非线性、不确定，因此不能得到交流伺服系统的精确数学模型，这时将智能控制技术应用到交流伺服系统中，结合交流伺服理论，实现了交流伺服系统的稳定可靠的运行，提高了系统各方面的性能指标。
通过运用智能控制技术的模糊控制算法，大大提高了交流伺服系统的响应速度，提高系统的灵敏度和性能，并且保证了系统具有良好的抗干扰能力，实现了交流伺服系统的自我学习、自我控制和自我调整。
结束语：
智能控制技术在机电一体化系统中发挥着越来越重要的作用，随着智能控制技术的不断发展，一定会推动着机电一体化系统朝着高度智能化和功能化的方面不断发展，为我国各个领域的经济科学发展发挥更大的作用。
参考文献：
奇胜家居智能化系统是通过对C-Bus智能控制系统、安防控制系统、无线网络技术等的结合，在家居中实现如下控制功能：
1.灯光控制
2.家电控制（电动窗帘、空调、AV设备等）
3.综合安防
并可以将上述控制集成起来，通过以下一些操作设备进行控制，如：
1.C-Bus控制面板
2.有线触摸屏
3.无线触摸屏
4.电话
5.网络
我们先来简单介绍一下各种控制所能实现的功能：
1.灯光控制：利用C-Bus智能控制系统，不仅能和普通照明控制一样对灯光进行开关、调光，而且还能实现定时、总开关、场景预设以及遥控等功能。运用红外线传感器和亮度传感器能控制灯光自动开关、调节亮度。
2.家电控制：将家中的电动窗帘、空调和家庭影视等家电设备控制都集成起来，统一通过墙面上的C-Bus控制面板控制，不再在墙上安装五花八门、各式各样的面板。或是通过无线触摸屏、电话、网络在家里家外遥控，屏弃一切遥控器。而且无线触摸屏比遥控器更直观、操作更简便，充分做到了实用、易用、人性化。
3.综合安防：当有人非法闯入住宅或发生火灾、煤气泄漏等紧急情况、家人按动紧急报警按键时，家居智能化系统将发出声光报警，并可根据报警类别，自动向户主的手机或小区监控中心、119、110等报警，连续拨号直至确认该信息被收到，同时报警电话会用语音提示功能告知报警所在区域及类别。
4.摄像监视：在儿童房或家中主要通道设置摄像探头，起到保护儿童安全和防盗等作用。
5.逻辑功能：奇胜家居智能化系统同时具有逻辑判断的能力，从而实现家居电器的智能化控制，如系统根据土壤湿度探针和风速计的反馈，控制花园的浇灌装置在土壤变干燥，而风速低于设定值时启动，给草坪浇灌。在处理安防报警时，系统根据各个防区在时间和空间位置之间的关系，自动进行逻辑判断以删除误报警。这些功能的设置就像家里多了个聪明的“管家”，将您的家照顾得妥妥当当。
奇胜家居智能化系统可以简单快捷地实现上面这些功能，那我们又通过何种方式向这个“管家”发号施令呢？
1.C-Bus控制面板：代替原有灯光、窗帘、空调等电器的墙面开关，它通过编程可以控制家居智能化系统所控制的所有电器。控制面板的每个按键上有LED灯，能显示电器的开关状况，且每个键通过软件可设置出多种功能：开关、调光、定时、场景设置或家电总开关等。比如我们设置一个按键为“看电视”的场景，只需按这个按键，电视打开，灯光调至适合于看电视的效果、窗帘自动关闭，同时音响功放打开，原来需要四个操作步骤才能做到的事，现在只需一个动作就解决了。您只要按键一下，剩下的都由系统来执行。
2.有线触摸屏：不仅具有C-Bus控制面板的功能，而且通过图文界面，主人能更直观的控制电器并了解它们的工作状态。如置于主人的床头，临睡前，不用挨个房间查看灯、窗帘等是否关闭，在触摸屏的界面上一目了然。
3.无线触摸屏：无线触摸屏比有线屏更进一层，就像是一个家庭控制中心，同时代替了所有的遥控器，灯光、窗帘、家电及安防等设备都可通过无线触摸屏控制，而且通过此触摸屏还能无线上网，收发E-mail。摄像探头和可视对讲的画面也能在触摸屏上显示。当主人在客厅看电视时，茶几上放置的触摸屏不仅可以遥控电视、音响，还能观察到孩子在其它房间里的活动情况。当有客人来访时，还能显示出来访者的画面，不必起身离座，在触摸屏上即可将户门打开。
4.电话：只要给家中拨打一个电话，奇胜家居智能化系统就能告知您家中电器设备的开关状态，您也能通过电话控制家中的电器设备，选择家居智能化系统的工作模式，并能接收系统发出的带语音提示性质的报警。
5.网络：通过Internet访问您的个人主页，您就像坐在家中一样，遥控着聪明的“管家”，哪怕是远在千里之外，也一切尽在轻松掌握之中。您能开关电器，知道家里的窗帘是否关闭，从摄像探头传来的画面上查看家中是否有不速之客。
那么我们又是如何通过奇胜的C-Bus智能控制系统、Minder家居安防系统及无线网络技术来实现上述功能的呢？
首先我们来了解一下C-Bus智能控制系统，它是一种总线型的系统，所有元件只需通过五类双绞线为介质的总线按自由拓扑（干线型、星型、混合型等，但不接受环型）形式联接，就组成了一套C-Bus控制系统。C-Bus元件均内置微处理器和存储单元，每个元件在网络中均有惟一的地址码以供识别。我们可以对每个元件进行编程，将控制参数分散存储在各元件的芯片中。通过输出元件控制各回路负载。输入单元通过群组地址和输出组件建立对应联系。当有输入操作时，输入单元将其转变为C-Bus信号在C-Bus系统总线上以载波的形式向整个总线广播，所有的输出单元接收并做出判断，控制相对应的回路动作。
C-Bus系统中包含了三类元件：系统元件、输出元件、输入元件。
1.系统元件：主要是各种接口，如计算机接口将C-Bus信号转换成计算机RS232端口信号；网络接口将C-Bus信号转换成网络的TCP/IP信号；电话接口将C-Bus系统与市电网联接，实现电话远程遥控。
2.输出元件：有开关输出、调光输出、模拟量输出和红外线输出，开关输出可以控制灯或窗帘等家电开关；调光输出用于控制灯光调光；模拟量输出不仅可以控制荧光灯类灯光调光，而且可以用于某些电器的模糊控制，如百页窗的开启角度等；红外线输出可以通过专用的红外线学习器将所需控制电器的遥控器红外线代码学出后，存入红外线输出元件中，从而实现红外遥控控制家电。
3.输入元件：有C-Bus控制面板、有线触摸屏和红外探测器、亮度传感器等。C-Bus控制面板按按键数量分为两键、四键和八键面板，可接受红外遥控功能，控制面板上的每个按键均可通过编程实现对灯光调光开关控制、窗帘开关控制、空调电视等的开关调温调台控制，还能设定场景效果。如将在主卧室的一个按键设为睡觉场景，主人按了这个按键后，灯光缓慢关灭、窗帘关闭、空调调节至睡眠状态。控制面板的每个按键都有十几种功能备选，其中在场景功能的编程中，我们可以用一个按键控制多个家电和多个灯光回路，定义好每个灯光回路或家电的状态之后，我们再按压此按键时，其所控制的灯光及家电将自动进入所设的状态，这就实现了我们所要求的场景控制。
有线触摸屏的功能及编程方式类似于控制面板，但在控制界面上更为人性化、更为友好。我们在控制页面上可以编辑各种图形或文字说明，还可粘贴上所控制区域的平面图，并将灯与电器的图例放置在相应位置。这样我们不仅能通过点击触摸屏上的图例对灯和各种电器实现控制，而且还能根据图例知道它们的状态，如灯光调节到了百分之多少等。
红外探测器、亮度传感器用于实现“人来开灯，人走关灯”和根据环境亮度调节灯光。
了解了智能控制系统，让我们再来看看Minder家居安防系统，它包括安防主机、控制键盘、扩展模块及各种安防探头。我们将安防探头按防区分别接入主机的输入端子，将声光报警器接入主机的输出端子，再将控制键盘用五类双绞线与主机联接就组成了一套安防系统，通过控制键盘进行设防和撤防。在发生报警后，系统不光能发出声光报警，而且能自动根据报警类型拨打不同的报警电话，如发生了非法闯入，系统在给主人拨打电话的同时还能给110匪警台拨打电话。我们可以通过编程给每一个防区设置不同的报警级别，并建立各区在时间和空间上相互配合的逻辑，以删除误报警。
Minder家居安防主机具有很强的逻辑编程功能，且其输入端子不仅能接入干接点信号，而且能接入各种模拟信号，如我们可以将土壤湿度探测器、风速探测器等与Minder主机联接，主机就能根据我们预先设置的逻辑关系判断是否需要给花园的草坪灌溉。Minder主机还能直接通过C-Bus总线与C-Bus控制系统联接，使之成为C-Bus系统的一员，从而实现两者的联动控制，如当发生报警，Minder主机可以控制所有的灯光点亮；我们也可以在离家时，按C-Bus控制面板上的“离家场景”按键，此时不仅所有的灯光窗帘关闭，同时安防系统也进行了设防。
通过上面对产品的介绍，我们了解了奇胜家居智能化系统主要组成部分的基本原理及功能，接下来我们来介绍一下整个系统是如何搭构的。
如图，根据需要在控制箱内安装C-Bus输出元件，输出回路用于控制灯光、窗帘等设备的调光或开关；在电视或空调的附近安装C-Bus红外线输出插座，输出红外线信号控制电视或空调；将这些C-Bus元件通过C-Bus总线接入C-Bus控制系统。
接下来我们根据需要在墙面上设置C-Bus输入元件，如有线触摸屏、控制面板等，同样是通过C-Bus总线将输入元件接入C-Bus系统中，即可对输出元件实现控制。再将Minder家居安防系统通过C-Bus总线联接到C-Bus系统中，这样就形成了一套能实现家电及安防控制的家居智能化系统。但还没有远距离遥控功能，我们可以加入电话接口与市话网联接，实现电话远程遥控；加入网络接口和家庭服务器与Inter网络联接，实现网络远程遥控。我们在系统中加入无线网接入点（AP）和带无线网卡的无线触摸屏或PDA掌上电脑就能实现近距离的无线遥控，就是我们前面所说的家庭控制中心，其界面及功能与有线触摸屏类似。到此这一套完整的奇胜家居智能化系统就组合完毕了。通过这样的一套系统，我们就能实现开篇所述的所有功能。
接下来，我们向大家再介绍一个工程实例，可以了解如何设计奇胜家居智能化工程。一个花园别墅小区共300栋别墅，7种户型，建筑面积从350m2到700m2，均为地下一层、地上三层结构。甲方要求的家居智能化系统包括智能家庭安防、家庭消防、家庭影院控制、别墅照明灯光控制、空调及锅炉控制、庭院浇洒控制、窗帘控制、网络信息服务等内容，且做到可以通过电话、网络遥控家电。
根据要求，我们首先设计出家居智能化系统图（如下图）：
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。
1 引言
电力系统主要由发电、输电、变电及配电等系统构成。为有效提升各系统运转效率、可靠度，并确保供电品质，均分别装设电力监控系统（Supervisory Control and Data Acquisition， SCADA）于配电调度中心（Distribution Dispatching Control Center， DDCC）、区域调度中心（Area Dispatching Control Center， ADCC）、中央调度中心（Center Dispatching Control Center， CDCC）。应用电力监控系统除可节省电力维护管理人力及提升供电品质与用电安全外，也可借助电能管理来节约能源降低用电费用。
2 输变电系统智能化监控系统架构
输变电监控系统（SCADA）应包含完整的保护、控制、监视和通讯等功能，借助人机界面和套装控制软件，以个人电脑执行变电所的控制。基本看来，套装控制软件功能包括完整的监视控制和资料收集，以及用于回路控制和保护的智能型电子装置（Intelligent Electronic Device， IED）。SCADA系统可概分为下列几部分。
2.1 备份系统
备份系统包括电脑监控主机备份及网络系统备份，监控主机为管理者对电力设备进行监控的重要界面，而网络系统则为资料传送的重要媒介，都必须稳定不出故障。监控主机通常采用复联式系统架构（Redundancy System），网络系统则采用Dual Bus Redundancy或Ring Redundancy，采用复联式系统架构不管是软件或硬件发生错误时，系统仍能继续且正确地执行某特定工作。复联式电脑系统由于技术成熟及价格较具竞争力，近十年来越趋重要且普及。以往监控电脑多会浪费时间，现在电脑普遍应用至商业、航管、军事及工业控制等，只要有些许故障，将严重造成环境安全、巨大财物损失甚至生命安危。
复联式系统之所以越来越重要是因为电脑所需处理的问题越来越严格。通常的系统架构包含如下内容：网络上由两台监控电脑同时执行监控功能，一台为运转主机，另一台为备份主机；运转主机为主要执行控制及监视的电脑，备份主机则以监视为主，但随时侦测运转主机的状况，一旦发现运转主机故障，备份主机立即转接成为运转主机执行控制及监视功能，原运转主机待修复后自动转换为备份主机，确保系统运作正常。网络系统备份若采用Dual Bus Redundancy Network，则由1条主传输网络及1条备份传输网络组成，系统故障时自动切换，若采用Ring Redundancy Network则网络中任何一节点故障，资料仍可由两端线路传回系统，不受节点故障的影响。
2.2 系统校时
一是电脑内部计时电路。每部个人电脑都有两个时钟，一为软件时钟，另一为硬件时钟；硬件时钟靠电源持续运作，软件时钟只于电脑启动时运作，每当电脑电源启动时，软件时钟会在一秒内向硬件时钟对时。由于硬件时钟很容易受到各种外在环境因素的影响，大部分电脑硬件时钟每日误差约在5～15秒间，故电脑硬件时钟并不适合精确计时用，特别对于计时精度要求高的电力监控领域。
二是网络。网络上的时间协定包括：（1）Day Time Protocol （RFC-867）、（2）Time Protocol（RFC-868）、（3）Network Time Protocol （RFC-1305）、（4）Simple Network Time Protocol （RFC-2030）等。最早使用的网络时间协定是RFC-867（port 13）和RFC-868（port 37）。Day Time Protocol送出的码都是ASCII码，可直接表示日期、年份、时间及时区。Time Protocol送的则是32 bit的binary number，以二进位表示自公元1900年1月1日零时开始的秒数，时区都是格林威治时区。而Day Time Protocol和Time Protocol都只能表示到秒，且无估算网络的延迟。Network Time Protocol使用port 123，64 bit的binary number，前32 bit和Time Protocol一样，后32 bit用以表示秒以下的部分，并加上网络传递延迟量的估计。理论上可以精确到2-32秒，实际使用上广域网络大约50ms，在区域网络则可达1ms。在使用上若要求不高，建议采用Time Protocol较简单方便。若精确度要求在秒以下，建议采用SNTP（Simple Network Time Protocol）。如果是一群工作站需要同步或做精密时间运算，应采用NTP（Network Time Protocol）。
三是GPS。以全球定位系统（Global Position System， GPS）卫星所发射的信号，经接收机接收及解码后，作为电脑校正时间的依据，其精度小于1ms。由于电力监控对故障分析需详细记录跳脱时间，所要求的反应时间在毫秒内，因而应采用GPS校时。
2.3 远端终端单元
现场电力系统数位、类比资料，由远端终端单元（Remote Terminal Unit， RTU）设备收集整理，经传输系统回传至控制中心主电脑资料库，经由处理分析可获得受控设备运转状态。对于有异常状态的设备，管理操作人员可借助主电脑通过人机介面触控画面下达控制指令，直接操控现场开关设备。
2.4 多功能电表
可量取V、A、Hz、功率（kW/kvar）、电量（kWh/kvarh）、功率因素及需量等。并应具备标准通讯界面（如Modbus），以利与电脑设备整合。
2.5 智能型电子装置（IED）
智能型电子装置（Intelligent Electronic Device， IED）一般安装于电力开关设备（Switchgear）内，具马达保护（Protection）、量测（Measuring）、控制（Control）及通讯（Communication）等功能。
3 输变电系统智能化监控系统的软件功能
一是自动定位系统。采用配电盘警报快速跳图功能，结合系统本身的警报功能，当警报事件发生时，可直接跳入其电力细节图、电力总图与平面图以快速定位故障确实位置，帮助维护人员快速排除故障问题，缩短查询的时间，能更快速处理警报事件，提供现场操作人员迅速掌握发生事故的配电盘所在位置。
二是配电盘位置图与单线图快速跳图连结功能。平面图即表示变电站开关室配电盘配置图，可明确标示出电力盘的相关位置。点选其盘体可进入详细的电力单线图。警报发生时，电力盘体会变成红色，让使用者能通过Layout清楚了解警报发生位置。
三是数位式保护马达具有参数定期查询监视功能，而保护马达事故跳脱也可以自动报表列印。软件还具有故障报表资料库，能够自动记录马达跳脱时的数值，以便于事故分析。另外，暂态波形记录器可自动记录电力系统异常被触发时的暂态波形，以便于事故分析。另外，暂态波形记录资料库则可自动记录每一笔电力系统异常被触发时的暂态波形。
四是电力品质监视系统可配合IED或及多功能数位电表的电压/电流谐波量测功能，以即时监视电力系统重要负载及各出入口的谐波污染状况，做即时警报及改善计划的参考依据。系统自我诊断是最重要的部分，用以监视系统实际运转状态。
4 结束语
电力监控系统的应用对电力系统供电品质、可靠度与稳定度提升帮助甚大，但目前大型电力系统故障异常时，电力监控系统所收集的资料，电力工程人员大都仍需以人为方式判断，未来监控软件若能导入专家系统（Expert System），协助电力工程人员作更精确迅速的故障分析判断，应更能发挥电力监控功能。电缆部分放电测试，对明确重大电缆异常状况易于判读，但应用于送电运转中的输电线，作为电缆事故前的预警判断，仍有较大的困难课题待解决处理突破，目前许多专家学者、厂商已导入类神经网络技术（Neural Network Technlogy），以期能预警性的部分放电测试技术有更突破性的进展。
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。
中图分类号TN93 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2014）123-0020-02
1智能化总控系统概述
智能优化总控系统采用的事大型核心数字矩阵和网络音频路由的双路由总控系统，相互备份，以便同步切换和统一控制，系统的安全性与可靠性也随着后置加上四选一设备而大大提高。随着网络技术的高速发展，加之网络音频路由系统的综合性能突出、价格低廉、布置简单，总控系统网络化是发展的必然趋势，也是总控系统构建发展的方向，广播领域在网络化技术上也有了可靠的实践和深入探索。总控系统中的关键设备，有数字无源音分、数字音频矩阵以及网络音频矩阵，实现全台直播间、转播、外转等对信号的汇集、分配、传输、调度等功能，智能化监测监控应急系统就是在这些构架的基础上设计的，性能卓越，智能化总控系统也是通过整合而来的，实现对全台业务的全程监测监控，工作内容有：音频工作站系统监测、关键点音频信号监测监听等，在各项工作的严格监控情况下，确保电台信号播出的安全性，充分体现智能化总控系统的优越性能。
2智能化总控系统结构与组成
智能化总控系统工作时，分工明确，且各个功能独立性高，互不干扰，每个分工由各个子系统完成，子系统之间的整合让网络总控系统具备自动化能力，就是所谓的智能化总控系统。系统具体组成如下所述。
2.1网络化音频传输系统
音频信号的网络化切换与传输室该子系统的主要任务，对各个音频路由进行监测和控制，可监测到每一路的音频实时信号。在信号传输过程中的安全保证是由子系统与矩阵系统构成互备结构达成的。
2.2空中信号质量监测监录系统
信号传输都会在空中信号落脚，因此对空中信号的监测，可以间接获取监录时广播播出的真实情况，对于广播电台来说，能播出声音是不够的，还要求空中信号达到总局要求的指标范围。
2.3网络化信号监测系统
对网络化信号的监测是采用该子系统的CAS1000网络音频传输与切换功能，可以对各项关键信号实时监测，所有过程都是自动完成，且有故障报警功能。信号的监测场所一般在总控室，也能通过网络技术设立在其他办公室进行监测，达到信号远程监测的目的。让技术管理水平上升一个新的高度。
2.4智能化音频信号DSP处理系统
该子系统的目的是通过设置的两台CNP800网络音频处理器保证音频信号的传输质量。作为一款新型网络化数字音频处理器――CNP800，其功能室与CAS1000音频路由器交换网络音频信号，对音频信号处理的软件由路由来设置。
2.5工作站状态监测远程控制系统
该系统负责全台广播的网络监视工作。在工艺用房内由工作人员来进行网络监视工作站状态，实时掌握工作站的工作状况，并对异常进行处理，及时上报工作情况。并及时纠正工作人员在操作上出现的一些失误或工作站出现故障时进行处理，以提高工作效率，从而防止事故的发生。开机工作中数量的统计可由该子系统来实时把握，全面对工作站的使用时间、效率以及状况体系进行监测。尤其体现在该系统的远程遥控功能，既提高了工作站的集中度，又解决的维护上的一些困难，是相当有用的功能。
2.6设备状态监测系统
实现各项设备集中监测是该子系统的目的，包括UPS电源、音频路由器、调音台、音分等的设备。此外，还能够监测关键设备的工作温度和环境温度。自动对设备异常情况的发生做警报。设备温度是对设备的工作状态的直接反映，是监测设备的一种方法。设备故障的出现很可能是温度产生了异常，所以设备故障的这种预警机制大大提高了设备工作的安全性。
2.7应急控制和智能化故障分析系统
该系统主要是对网络信号进行监测，出现故障时自动报警，并对设备状态进行监测，由智能系统对故障匹配最佳的解决措施，达到最好处理效果，保证设备工作的效率。网络音频矩阵可以通过备份管道的切换对信号故障进行有效切断和移除。应急音源子系统会自动将出现故障的备份通道进行应急播出处理，并自动备份。此外，系统自带的手机短信通知功能可以及时将系统的故障情况发送给相关人员，以便及时进行处理。
2.8应急音源系统
每个广播节目在播出时可以利用该子系统的自动判断功能了解情况，并作出相应的应急措施，系统会自动匹配与当前录播节目的原本的录播节目来播出，倘若是直播节目，会转为相应的音乐来进行应急，确保广播的播出效率和质量。
3智能化总控系统功能分析
3.1实现全网络化音频传输、监测和切换
采用目前比较先进的Cobranet网络音频传输标准，整合出更为出色的全网络化音频矩阵与传输系统，使系统变得更加明了，摆脱了大量的中间环节，对系统后期扩容以及维护都是大有好处的。
3.2全程监测关键音频信号，并自动化处理故障
对全台音频信号的传输情况由值班人员来掌控。系统自带信号故障处理的备案，并对故障发出及时警报，并按照备案进行应急处理，自动执行备份信号的切换，避免错播或者停播现象的发生。
3.3设备接口模块化，确保系统安全
模块化的CAS设备的信号输入输出口，具有相当好的独立性，模块之间互不影响，此外冗余的网络接口是CAS设备的特点，可在安全时间内，将出现异常的主网路信号自动切换到网络接口，确保信号的不间断性。从而提高网络矩阵的安全性，使广播播出跟家安全可靠。
3.4良好的可扩展性
智能化总控系统只需接入新信号源，还可配置支持Corbranet协议的硬件设备，设备兼容性强，体现出扩展性好，设备添加范畴广，即可将新的数字或模拟信号引入网络矩阵中，或是与其他网络连接，使监控管理更加全面便捷。
图书馆属于公共建筑，其内部结构复杂、安全要求高、设备数量众多，非常需要建设智能化系统。图书馆建筑的智能化程度，决定着其运行效率与安全等级，楼宇自控系统是其关键系统之一，起着重要的作用。
本文以一图书馆工程实例介绍楼宇自控系统的设计，此项目规划占地2.1万平方米，建筑面积约9.8万平方米，地下2层、地上10层，建筑总高度约50米。设有办公室、信息咨询部、阅读部、活动推广部、数字资源与技术保障部、物业管理等多个部门。
1 楼宇自控系统的需求分析
楼宇自控系统设计具有很大的灵活性，应根据建筑物的整体功能需求和物业管理方式确定控制水平，根据建筑物内不同区域的要求和受控设备的分布特点，选择技术先进、成熟可靠、经济合理的控制系统方案，避免投资的盲目性。
本楼宇自控系统拟对图书馆内的各机电设备（包括：空调通风监控系统、给排水系统等），采用集散系统进行监控和管理，以实现对设备进行可靠而经济的优化控制，进而延长设备的使用寿命、节约能耗和简化管理。
系统必须具有开放性、可扩充性、标准化，采用开放性的标准通讯协议。控制主网和分布网要求采用BACnet/IP通讯协议，BAS分站则采用BACnet MS/TP或LONWORKS通讯协议。最终系统具备开放性、兼容性和扩展性具。
系统的管理访问支持 B/S或同时支持 B/S 和 C/S，允许设置多个工作站，对系统实现远程管理和控制。
根据图书馆的使用要求，提供针对性的管理功能，包括：检修提醒报警、越限报警、控制失效报警。
1.1 空调通风监控系统的需求分析
本工程中空调监控系统的监考设备包括：冷源系统、空调机组、新风机组、送/排风机等。
冷源系统包括 4 台冷机、5 台冷冻泵、5台冷却泵、4 台冷却塔、1 个膨胀水箱、1个软化水箱及2台补水泵等设备。冷源系统由专用的群控系统管理，楼宇自控系统（BAS）只需通过BACnet、OPC 等开放的通讯协议接口，读取设备相关参数，实现监测。监测的主要内容：冷机、冷冻/冷却泵、冷却塔的运行状态，冷冻水供回水总管的流量、温度、压力，冷却水的供回水温度等。
新风机组的监控需求包括：风机的启停控制、水阀的控制、状态监测及报警；空调机组的监控需求包括：风机的控制、水阀的控制、新/回风阀开度的控制、状态监测及报警；送排风机的监控需求包括：风机的启停控制、状态监测及报警。
1.2 给排水系统的需求分析
本工程给排水系统包括：36个集水井、72台排污泵，分布在负二层；消防1个水池、2个生活水箱（配有5台生活水泵）、1台直饮水泵。排污泵的启停由液位开关自动控制，BAS对消防及生活给水设备只监不控。监测内容：排污泵的状态（运行、手/自动和故障报警）生活水泵组的运行状态、故障报警，生活水箱和集水井的超高、超低水位；报警提示：集水井水位过高、消防水池或生活水箱水位过低时发出报警；生活水泵、排污泵的运行状态与控制要求不一致时发出报警；互为主备的排污泵一台发生故障报警时另一台不能自动投入运行时系统发出报警；当水泵累计运行时间越限时，系统发出提示消息。
1.3 第三方系统集成
本工程中冷源系统、电梯系统、不间断电源、发电机系统等第三方系统需要通过集成接入楼宇自控系统（BAS），要求BAS通过软件读取各系统内部数据，并详尽、准确、实时的记录数据。
2 楼宇自控系统的方案设计
2.1 楼宇自控系统的基本组成
为提高可靠性，本系统采用分布式集散型控制系统，系统由中央管理站（服务器/工作站）、各种DDC（Direct Digital Controller，直接数字控制器）及各类传感器、执行器等组成，能够完成多种控制及管理功能，是一种智能化控制管理网络系统。
中央管理计算机（又称上位机、系统服务器）通常设置在中央控制室，由PC主?C、显示器及打印机组成，是楼宇自控系统的核心。中央管理计算机实时监测来自现场设备的所有信息数据和报警信息，并发出各种控制指令给现场控制器，对收集到的数据进行处理和记录，并通过各种输出设备通知工作人员。
DDC控制器是一种可独立运行的数据采集和控制装置，由处理器、输入输出通道和各种接口电路等组成。DDC控制器是楼宇自控系统的核心和实现控制功能的关键部件，通常分散设置在受控设备的附近，是系统与现场设备的接口。DDC通过各种输入通道采集实时数据，再按一定的控制规律进行运算，最后发出控制信号，控制受控设备的运行。 DDC的输入输出接口分为四类，分别是：模拟输入（AI），数字输入（DI），模拟输出（AO），数字输出（DO）。
传感器和执行器是安装在受控设备里的传感元件和执行元件，是楼宇自控系统的末端设备。传感器对一些直接反映系统性能的物理量，如温度、湿度、压力等进行检测，并将检测到的物理量输入到DDC，DDC则输出控制信号传送给各执行器，进而控制受控设备。
2.2 各子系统的设计
2.2.1 空调通风监控系统
1）风机的监控
现场控制器（DDC）通过事先编制的启停控制命令，通过数字输出（DO）控制风机的启停，并将风机主电路上交流接触器辅助触点的状态输入到DDC的数字输入（DI），监测风机的运行状态；主电路上热继电器的辅助触点信号作为风机过载停机报警信号，通过DDC的数字输入（DI）反馈到系统中来。
2） 送、回风温湿度监测及水阀的控制
在送、回风口各设置一个温湿度传感器，其输出信号接至DDC的模拟输入（AI），对送、回风的温湿度进行监测。比较回风温度与设定温度的差值，采用PID 等控制算法，通过模拟输出（AO）控制二通阀的开度。
3） 新/回风阀开度比例控制
空调机组的新/回风阀开度比例控制信号为模拟输出（AO）信号。
4）状态监测及报警
通过DDC的数字输入通道（DI）采集空调机组/新风机组的风机手/自动状态、风机压差、过滤网堵塞报警信号。系统会将监控数据自动记录下来生成表格，便于以后查找、打印或者作进一步的数据处理。
空调通风监控系统各设备的监控点位如表1所示。
2.2.2 给排水系统
1）采集生活水泵组和排污泵的运行、故障报警、手自动状态等信号，集水井水位（超高、超低水位）信号，通过DDC的数字输入（DI）到BAS，在系统界面上实时显示。
2）通过软件的报警提醒功能设置报警点，如：启停泵异常、设备累积运行时间越限等，提醒工作人员现场排查或检修。
给排水系统的监控点位如表2所示。
2.2.3 第三方系统集成
冷源、电梯、发电机、不间断电源等第三方系统需要通过集成网关接口接入BA系统，这四个第三方系统分别由各自厂家通过其专用的监控系统自行监控和管理，再将各监测数据通过集成网关接口提供给BA系统，各系统设置一个 BACnet网关用于与BA系统的连接和通讯。
3 楼宇自控系统的选型及配置
3.1 楼宇自控系统的选型
楼宇自控系统的选择既要满足业主的要求，又必须符合“智能建筑设计标准”（GB/T50314-2006），应全面考虑系统的可靠性、开放性、可扩展性及技术的先进性。
在选用产品时，首先应从该建筑物的要求出发，充分分析和考虑市场可供商品的市场定位和特性，选择适合的产品。首先要对产品进行性能/价格比较，其次对楼宇自控系统方案进行优化，根据业主的投资预算和实际需求，选择最具有节能功能、方便管理的楼宇自控系统方案。
楼宇自控系统的设备配置及选型优劣，不仅对楼宇机电设备的运转和能源利用的效率有影响，而且影响建筑物的楼宇自动化水平。选择合适的产品将有利于系统的建设及日后的维护。系统选型应遵循如下原则：
1）稳定性：保证系统不仅长期可靠地运行，而且各项指标也保持长期稳定，进而减少设备的维护维修费用。在满足成本控制后，关键部件（如：控制软件、各类控制器及扩展模块、传感器等）应选用技术成熟的产品。
2）经济性：在满足建筑物舒适性条件下，合理组织设备运行，降低大楼运行时产生的费用，体现出采用楼宇自控系统后所带来的经济效益。
3）先进性：选用的系统产品技术先进性、结构该简单，便于工程安装和系统调试、以及日后的维护与系统升级。
4）可扩展性：系统设计方案具前瞻性，充分考虑系统日后的扩充，当用户有新的需求时，可在不改变现有系统的前提下实现用户的扩充要求。
目前，楼宇自控系统品牌众多、产品多样化，市场上的主流产品以国外品牌为主，主要有霍尼韦尔（Honeywell）、江森自控（Johnson Control）、西门子（Siemens）、Delta、TAC、KMC等。其中，霍尼韦尔、江森自控和西门子三家公司因进入中国市场早、品牌知名度大等原因在我国的市场占有率高，但同时这几个品牌的产品价格也很高。相对楼宇自控领域的这“三大巨头”，加拿大Delta控制公司进入中国市场较晚（2002年进入中国市场），但该公司具有多年的楼宇自控经验，是一家生产楼宇自控系统产品的专业生产商，其产品性价比较高。根据工程的实际情况及投资预算，本项目楼宇自控系统的工程实现将采用加拿大Delta控制公司的ORCA系统。
3.2 楼宇自控系统的配置
本工程BA系统总I/O容量为1500～2000点，根据相关标准应按中型规模的BA系统定位。由于Delta ORCA系统大、中、小型软件对应的I/O监控点总数分别为无限点、500～2500点、500点以下，本项目应选用带历史数据的中型Web server 软件。
楼宇自控系统的硬件设备包括DDC控制器（含扩展模块、DDC辅控箱）、传感器及辅材。硬件?O备的配置选项除了要达到智能化系统招标文件的技术要求外，还应考虑系统工程造价，选用性价比较高的产品和配置方案。在配置控制器时，可结合各受控设备的楼层及分区分组进行配置，选用合适的应用控制器及扩展模块，每台控制器监控点数预留有不少于15%的裕量，以备系统今后的扩容。系统中DDC辅控箱为定制设备，由箱体、安装底板、空开熔断器、变压器、继电器及端子排等辅控元件组成，各箱体及元件数量根据实际需要而定。各类传感器应采用与DDC控制器相匹配的、灵敏度高、稳定性好、寿命长的传感器。为保障楼宇自控系统中信号的传输距离及质量，应选用合适的信号线和通信线。
根据本图书馆建筑功能分区，为便于建筑设备管理系统（BMS）对大楼内的BA系统、智能照明控制系统、安防监控系统等进行集成和管理，BA控制中心设置在负一层控制室，对全楼的设备行监视和控制。
【关键词】电力系统自动化；智能技术；自动化控制
【Keywords】 power system automation； intelligent technology； automatic control
【中图分类号】TP311.52 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）03-0118-02
1 引言
电力行业中的电力系统已经基本能够实现自动化操作与控制，但与严格意义上的智能化还存在着一定的差异，电力行业的发展也受到不同程度的影响和制约。对此，将智能技术应用于电力系统自动化控制中，不仅能够提升电力系统自动化程度，更能使其向智能化方向发展和迈进。对于“电力系统自动化控制中的职能技术应用”的研究，就具有极大的现实意义。
2 电力系统自动化控制中的智能技术应用现状
现阶段，电力行业也得到了空前发展，电力行业中先进科技的应用程度较深，而智能技术在电力自动化系统的应用也在不断深入和完善。智能技术的应用，仍具有不同程度的局限性，如应用时间较短，系统协调能力不足，无法达成资源的完全共享，致使电力系统自动化程度较低等。同时，由于我国电网技术起步较晚，且理论多于实践，使得无论是从研发或应用上，均与国外发达国家具有一定的差距。但随着电力行业的进一步发展，电力自动化系统正逐步向智能化电力系统转变，这不仅是由单一化向多元化转变，更是电力行业可持续发展的必经之路。
3 电力系统自动化控制中的智能技术应用
3.1 模糊理
通过语言变量及逻辑推理理论的应用，使电力设备及电力系统等达到模拟练习的效果，此种情况即为模糊理论。将模糊逻辑应用在电力自动化控制系统中，能够使电力系统自身具备健全且极为系统的逻辑推理能力，并通过此种模糊推理的方式，将人类的决策做进一步的模拟，并通过电力自动化系统得以发送指令并实现操作[1]。在此情况下，技术数据能够依据规则，对逻辑进程进行严格的控制，即通过模糊理论及逻辑推理，能够模拟人的决策，对电力自动化系统进行前期的模糊输入或直观推理，使电力自动化系统完成决策工作。对于电力自动化系统来说，其能够将模糊理论所发出的模糊指令，简单识别为人力的逻辑推理与决策，并将模糊理论等同于进行操作的人员大脑。
3.2 神经网络控制
此处所说的神经网络控制由来已久，自20世纪40年代初期，神经网络控制便以开始进入众多科研人员的视野和认知当中。但此种神经网络控制的研发，却未能在接下来的时间里，得出较为骄人的研究成果，直至人们对神经网络的需求逐步增加，才使得此种慢慢搁浅的研发项目重新受到人们的重视与关注，并通过全新科技的应用，在神经网络控制课题方面，取得了极为重要的研究成果[2]。这也为后期神经网络控制系统的建立，打下了坚实的基础。所谓神经网络控制，即采用特定的方式，将数量众多的神经元进行紧密连接而形成的。并且神经网络具有特定的、进行权重连接的信息，并能够依据特殊的学习算法将权重信息进行不断调整，从而达成自m维空间中至n维空间中的映射。而且，此种神经网络所形成的映射为复杂化的非线性映射[3]。现阶段，对于神经网络的研发方向为建起神经网络模型，以及与其所对应的神经网络学习算法。此外，神经网络硬件的实现问题，也是现阶段神经网络研发中重要的课题内容之一。
3.3 线性控制
线性控制，也可称为线性最优控制，此种研究是建立在优化理论基础上的研究形式，也是现代控制理论中重要的构成部分。并且，此种线性控制形式，也是当前阶段现代控制理论中研发深入程度最大，且最为成熟的理论控制形式。这也使得线性最优控制成为了当前应用最为广泛的控制形式之一[4]。部分研究线性最优控制的科研人员，通过不懈的努力，终将线性最优控制的理论在实践中得以研发及应用，并明确论述出线性控制理论的应用依据。即通过最优控制中的励磁控制，能够使长距离输电线路的输电能力得到进一步加强，并能使动态品质得到显著的改善。并且，经过长期、反复的试验得出结论：将此种最优励磁控制方式应用与大型设备之中，所起到的效果最佳。除此之外，通过理论与实践的充分结合，也促使制动电阻器通过水力发电时间达成最优控制模式得以实现，并在电力系统中得到了普遍的应用。
3.4 专家系统
由于智能技术的融入而形成的专家系统，在电力自动化系统中被广泛应用。这其中涉及的方面众多，不仅包括电力系统性能的恢复、应急处理系统的应用、电力系统各种状态的调试与切换等，更涵盖了系统电源状态的识别、故障的隔离与排除，以及短期的电力负荷警示等内容。而其中专家系统的约束力较强，且在智能化程度上仍有待提升。其可进行智能化的操作，但却无法对各类操作融入模糊理论，无法对适配功能形成深入的认知，这也使得其分析问题、解决问题，以及学习能力方面都具有明显的局限性。同时，由于分析问题与解决问题的能力缺乏，也导致此种专家系统对较为复杂问题的组织能力也明显不足。
3.5 集成智能系统
对于集成智能系统而言，其不仅包括智能控制方法与智能系统，还涉及与电力自动化系统进行深入的交联。并且，此种集成智能系统是现阶段所应用到的较为先进与形成规模的控制形式。现阶段，电力自动化系统中所应用到的集成智能系统研发程度较低，但通过专家系统与神经网络相融合模式的提出，使得继承智能系统在研发上进入了全新的阶段，同时也为集成智能系统的进一步研发创造出众多可供参考和借鉴的内容。此外，随着智能技术在电力自动化系统中的深度融入，也使得对于集成智能系统的研发上升到全新的高度。此种全新的继承智能系统，即是将智能技术在电力自动化系统中所实现的功能予以融合，并采用可起到模M人类决策意识的模糊逻辑理论作为系统的基础架构，使得集成智能系统必将能够实现最大程度的智能化，使电力自动化系统得到更为完善的发展。
4 结语
综上所述，将职能技术应用与电力系统自动化控制中，能够在提升电力系统自动化程度的基础上，进一步增强电力生产、运输以及管理的效率，使电力企业在缩减成本的同时，使自身的经济收益得以显著提升，将极大地促进电力行业的发展进程，使电力行业运用全新的技术手段，在激烈的市场竞争中立于不败之地。
【参考文献】
【1】智能技术在电气自动化控制中的应用探究[J].电子技术与软件工程，2014（07）：259.
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
