发布时间：2023-03-10 14:52:45
序言：写作是分享个人见解和探索未知领域的桥梁，我们为您精选了8篇的智能化数控系统样本，期待这些样本能够为您提供丰富的参考和启发，请尽情阅读。
关键字:数控技术 智能化 知识工程 UG
Intelligent CNC programming system of
Liu Hao xu
(Tianjin Polytechnic university, Tianjin, Jixian 300160)
Abstract: In this paper, the advanced digital manufacturing technology in practical application problems, through analysis of the NC Technology and Industry Current, comprehensive development of numerical control technology in today world trends, discusses the development of NC technology. Study of knowledge acquisition, knowledge representation and knowledge reasoning in the CNC programming applications; in the intelligent NC programming system architecture language basis, to UG for the plateform use SQL Server database and UG Open API and Visual C + + develoption tools, development intelligent NC programming system; through the application programming examples demonstrate the feasibility and practicality of the research.
Keywords: Intelligent knowledge engineering CNC technology UG
一、数控编程系统智能化的概念和基础
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容之一,通常包括分析零件图样,确定加工工艺过程;计算走刀轨迹,得出刀位数据;编写数控加工程序;制作控制介质;校对程序及首件试切。有手工编程和自动编程两种方法。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。
数控编程分为手工编程和自动编程.手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序,经过处理后生成加工程序,称为自动编程。随着数控技术的发展,先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能,而且为编程提供了扩展数控功能的手段。
而在数控编程系统的工作中,数字模型是工作的关键,同时也是数控编程系统的基础,它在编程系统中所包含的信息量直接决定了数控编程系统的智能化发展程度。同时,这些在数字模型中所包括的信息在数控技术家中传递的方式也会对数控编程系统的智能化发展程度带来一定的影响。同时,由于数学模型的发展包括:线框、曲面和实体,这些模型在结构上的不同,对描述同一物体所表述出来的信息量也是不一样的。
二、数控编程系统智能化的研究现状
就我国企业的发展上来看,国际上先进的数字化制造技术并没有在我国的企业中得到广泛的应用。
而就目前数控编程系统的智能化的进程上来看,主要表现在实体模型。在实体模型结构基础上,数控编程系统已经实现了部分智能化。由于实体模型是通过特征造型的手段获得的,因此在编程过程中,如何获得这些特征,然后直接针对这些特征直接进行编程操作,并在操作过程中根据专家系统的支持提供更多的自动操作选项,成为当前智能数控编程系统的一个主要的发展方向。
三、基于UG的模具智能化数控系统的开发
(一)、知识库获取
数控编程是一个经验性很强的领域,CNC工程师的经验知识对加工效率、加工质量都有着较大的影响。数控编程经验知识的主要特点有:首先,数控编程技术是无形的,只存在于CNC工程师的大脑中,并没有实体上的形态。其次,由于数控编程技术的无形性,因此完全来源于CNC工程师自身的主观意识,但是由于不同的CNC工程师自身工作经历、知识结构等因素的不同,他们对相同问题形成的经验知识可能产生一定的差异,这就说明数控编程技术是具有一定的差异性的。第三、CNC工程师随着经验知识的积累或生产技术条件的改变和完善,他们对原来数控编程所存在的问题可能会出现有新的见解,从而就会原有的数控编程加以相应的改善。为了最大限度地获取和利用CNC工程师的经验知识,针对上述这些特点,本文制定了经验知识的获取步骤,如图一:
(二)知识的表示
根据数控编程知识的特点,采用了将面向对象的表示法和BNF范式(Backus-Naur Form,巴科斯-诺尔范式)相结合的表示方法.基于对象的BNF范式表示数控编程领域知识的句法如下:
::=类
类::=
::=
::=
::=
::=[规则推理(RBR)] | [实例推理(CBR)]
::=
::=[粗铣] | [半精铣] | [精铣] | [粗镗] | [半精镗] | [精镗] | [钻] | [扩] |[铰] | [粗车] | [半精车] | [精车]
::=
::=
::=
::=
结束类
通过BNF范式可以有效地将数控编程领域的知识进行融合,同时也便于实现对数控编程知识库中知识的管理和维护,支持知识库中知识的检索、查询、更新,保持知识的有效性和一致性。
(三)知识的推理。CBR的推理过程主要由实例问题的描述、实例检索、实例修正、实例存储等组成。
1.实例问题的描述主要是在计算机中将待求解的问题通过合理的知识表示形式表达出来,以便于计算机识别和处理;
2.实例的修正通过人机交互界面的方式实现.在数控编程实例推理的过程中,当检索结果不能满足实际需要时,可以对加工方法、工件材料、刀具几何参数、进退刀设置等信息进行修正,并作为新的实例添加到实例库中,进一步地充实实例库。
(四)体系的搭建
在研究了知识工程技术应用于数控编程领域的基础上,设计了智能数控编程系统的体系结构。分为数据层、应用层和用户层。
1.用户层提供了智能数控编程系统用户接口,负责与用户的交互,处于系统架构的顶部.用户通过人机交互界面,可以方便的操作、管理和维护系统。
2.应用层为用户提供各种服务,是整个系统结构的核心.主要包括三部分:①前处理.运用知识工程技术获取数控编程方案,提供数控编程所需要的各项参数信息.②智能数控编程.依据数控编程方案,根据编程向导的指引对零件进行加工,生成的编程操作由知识顾问诊断后反馈到知识库中.③后处理.对创建的数控操作进行后置处理,生成符合机床数控系统要求的NC代码,以文档形式输送到生产车间。
3.数据层包括了加工特征库、编程资源库(零件信息库、机床信息库、刀具信息库及工艺信息库)和知识库,是智能数控编程系统运行的基础,采用了ODBC作为数据的底层访问方法。
(五)系统的实现
由美国UGS公司推出的UG软件,是面向制造业的集CAD/CAM/CAE功能于一体的三维参数化软件,具有数字化产品设计、制造和分析功能.UG CAD与CAM高度集成,具有统一的数据管理,并包含了KF(Knowledge Fusion)知识熔接模块,可以进行知识处理.UG CAM为用户提供了模板设置功能,可将常用的操作参数设置为默认值,自定义为加工模板,避免每次编辑新操作时重复定义参数的繁杂工作,提高零件编程效率.UG提供的二次开发功能.其开发语言简单易学,功能强大,可以方便用户定制个性化的功能,便于为用户开发有针对性的专用系统,可以实现单凭交互方式操作UG难以实现的功能,为企业在市场上的竞争力提供有力的平台.基于UG的诸多优点,本系统采用UG作为开发应用平台,系统数据库系统选用SQL Server2000,开发工具为UG/open、VC++6.0及UG后处理构造器。UG提供的二次开发功能可以方便用户定制个性化的功能,便于为用户开发有针对性的专用系统,在系统的开发实现过程中,遵循软件工程理论,为用户提供了良好的人机交互界面,采用模块化思想,按照设计过程和模块实现的功能将系统划分为几大功能独立的模块,模块之间以及模块的各组成部分之间也具有一定的独立性。
综上所述,数控技术是先进制造技术的核心,是制造业实现自动化、网络化、智能化、复合化等的基础。知识工程作为一种新型的智能设计方法,利用知识工程技术可以在数控编程过程中提供相关的知识,有利于实现数控编程的参数化、自动化和智能化,进而提高企业数字化制造技术水平。在对知识工程技术的在数控编程中的应用就出上开发出来的智能化数控编程系统,就是为了更好的提高企业在数控技术上的发展水平,促进数字化制造技术的发展,从而带来刚好的发展前景。
参考文献:
[1]汪俊俊.论数控技术发展趋势――智能化数控系统.装备制造.2009(06);
【关键词】智能化技术；电力系统自动化控制；应用；发展趋势；
一、智能化技术在运用过程中的优势
1、便于对电气系统进行调整控制。智能化控制器的另外一个优势就是，它可以通过鲁棒性变化、响应时间以及下降时间来对系统的控制程度进行随时调节，从而使自身的工作性能得到有效地提高，使自动化控制的工作得到最基本的保障。由此可见，在任何情况下，智能化控制器都要比传统的自动化控制器的调解控制功能更具有优势，也更加适合用在电力系统自动化的实际工作中。
2、智能化控制器具有很强的一致性。智能化控制器具有很强的一致性，主要体现在处理不同数据的问题上，即使输入的数据十分陌生同样也可以获得较高的估计，实现自动化控制的有关要求。如果智能化控制器在使用过程中效果欠佳，不能对智能化控制技术进行盲目的否定，必须要对工程的每个环节进行仔细地排查分析。
3、不再需要建立控制模型。过去的电力系统自动化控制需要建立控制模型来实现控制系统，由于被控制的对象的动态方程相对较为复杂，在实际操作证往往达不到精确的效果，因此，对象模型在设计过程中就会出现无法估量、无法预测等相关问题。而智能化系统的使用更好的解决了这一问题，不仅使工作效率在很大程度上得以提高，也避免了在源头上出现一些不可控制的因素，从而加强了自动化控制器的精密系数。
二、电力系统自动化控制中智能化技术的具体应用
1、智能化技术在电力系统中的应用。在电力系统的工作过程中，智能化技术可以说是渗透到该系统的方方面面，其中应用最为广泛的是专家系统。所谓的专家系统本身就是一个比较复杂的工作系统，不仅对相关知识进行收集，还有着绝对的工作经验和系统工作过程中的一系列规定，从而在遇到问题时可以有针对性的对其进行解决等，因此，将智能化技术应用到专家系统中是非常有效的措施，不仅可以确保工作过程中的安全性、可靠性，还能够在一定程度上更好地适应社会发展的需要。
2、智能化技术在智能控制中的应用。电力系统自动化控制中会存在一些高难度、高危险的工作，将智能化技术应用于电力系统自动化控制工作中，让人工智能操作代替人为操作，实现电力系统自动化控制的无人操作、远程操作，达到智能操作的高效化和自主化的目的，智能化技术为智能化控制提供了良好的发展空间。
3、智能化技术在故障诊断中的应用。电力系统系统的运行过程中，电气设备发生故障的情况不可避免，而在故障发生前必定会有一系列与故障本身存在一定联系的征兆出现，利用智能化技术，就可以对其进行全面、准确的诊断。比如，变压器在电气设备中具有十分重要的作用，因此电气设备监测人员对它的运行状况格外的重视，经常对其进行不定时的检测、维修，不过这样做也不能完全避免电气故障的出现，为了及时地将故障诊断出来，把电气故障造成的损失降到最低，引入智能化技术无疑是最佳的选择。
4、智能化技术在优化设计中的应用。在电力系统自动化控制过程中，经常会涉及到电气设备的设计，而设计的过程又相当的繁琐，它不仅要求设计人员对磁力、电气、电路等学科的知识要有足够的认识并能恰当的运用到设计工作中，而且它对设计人员的工作经验也有比较高的要求。传统的设计方式是利用实验与经验相结合的手工设计来完成的，因此方案的达标率低，修改的难度较大；而现在的方案设计是利用CAD技术以及计算机辅助软件来完成的，不仅减少了设计所需的时间，而且设计出来的方案无论是质量还是使用性能都相对较好。遗传算法是优化设计的过程中智能化技术应用的具体形式之一，它具有非常强的实用性和先进性，它的使用在一定程度上对设计进行了优化。
三、智能化技术在电力系统自动化控制中应用的发展
1、体系结构的发展。智能化技术可以使电力系统自动化的体系结合向集成化、模块化、网络化的方向发展。LED显示技术，科技含量高、体积小、质量轻，可以以超大尺寸的形式显示信息，很大程度地提高电力系统自动化相关显示器的性能，提高了集成电路的密度。应用智能化技术实现电力系统的模块化，这利于实现电力系统自动化控制系统的标准化和集成化。在电力系统自动化控制中，利用网络的便捷性，将电力机床联网以达到远程控制和无人操作的目的，在任何一台机床上对其它机床进行控制，使得不同机床的画面同时显示在每一台机床屏幕上。
2、功能发展方向。增强智能化技术在电力系统自动化控制中的功能作用，要充分利用用户界面图形化、科学计算可视化、内装高性能PLC、多媒体技术等要素。智能化的图形用户界面使得人们可以通过窗口和菜单进行简单的操作，极大地方便了非专业用户的使用。在电力系统自动化控制领域，利用可视化技术，如CAD设计技术，极大地缩短了产品设计周期，提高产品质量同时降低了成本。在电力系统自动化控制系统中内装高性能PLC，可以方便用户进行编辑修改，从而建立自己的应用程序。将多媒体技术应用于电力系统自动化控制领域中，可以对信息进行智能化、综合化的处理。
3、性能发展方向。智能化技术在电力系统自动化控制中的应用，使其朝向高速度、高精度、高效化的方向发展。速度、精度、效率是衡量电力系统自动化水平的关键性指标，在电力系统自动化控制中结合智能化技术，可以实现电力系统的高速度、高精度、高效化。
四、结束语
随着信息技术的快速发展，电力系统与信息技术的有效融合，促进了电力系统的自动化。但早期的电力系统在自动化控制方面存在一些缺陷，为了弥补缺陷，在电力系统自动化控制中，引进了智能化技术，提高电力系统的自动化水平，推动电力系统的发展。
参考文献：
[1]李庆娘.基于电力系统电气工程自动化的智能化应用分析[J].信息与电脑.2013（02）
关键词：智能化；暖通空调系统；应用
中图分类号：TU831.3+5文献标识码：A 文章编号:
引言
随着全球自然环境的进一步恶化, 人们对建筑节能的关注程度也日益增加。越来越多的人认识到,使用能源所产生的二氧化碳是造成气候变暖的主要原因。智能建筑发展是当前节能减排的迫切要求，是我国建筑事业发展的一个重点课题。建筑能耗即建筑使用能耗,包括采暖、通风、热水供应、照明、电力等方面的能耗。其中,以建筑采暖和空调能耗为主,占建筑总能耗的50%左右。随着我国经济的迅速发展和人民生活水平的不断提高,暖通空调新产品、新技术、新材料的发展与创新起着至关重要的作用。因此，积极的发展暖通空调技术在智能建筑中的应用成为必要趋势。
1.暖通空调系统的应用原则
1.1 建筑规划与设计。合理选择建筑的地址、采取合理的外部环境设计;合理设计建筑形体,以改善既有的微气候;合理的建筑形体设计是充分利用建筑室外微环境来改善建筑室内微环境的关键部分,主要通过建筑各部件的结构构造设计和建筑内部空间的合理分隔设计得以实现。同时,可借助相关软件进行优化设计。
1.2 围护结构。建筑维护结构组成部件的设计对建筑能耗、环境性能、室内空气质量与用户所处的视觉和热舒适环境有分本的影响。一般增大围护结构的费用仅为总投资的3%~6%, 而节能却可达20%~40%。通过改善建筑围护结构的热工性能,在夏季可减少建筑冷、热消耗。首先,提高围护结构组成部件的热工性能,一般通过改善其组成材料的热工性能实现,然后,根据当地的气候、建筑的地理位置和朝向,选择围护结构组合优化设计方案。最后,评估围护结构各部件与组合的技术经济可能性,以确定技术可行、经济合理的围护结构。
1.3 提高能源利用效率。节能建筑与绿色建筑是密不可分的,绿色建筑的含义为在建筑的全寿命周期内,最大限度地节约资源,保护环境和减少污染,为人们提供健康,适用和高效的使用空间,与自然和谐共生的建筑。集中体现为：可再生能源利用，热回收技术与设备，建筑本体节能，被动式建筑。利用低位热能和水源、土壤热源的热泵；高能效设备。分散式个别空调；变风量、变水量系统；置换通风及相关系统研究和应用；住宅空调方式;新风利用、蒸发冷却技术应用。暖通空调能耗模拟、能量分析；建筑自动化技术；暖通空调与智能建筑。空调相关制冷技术研究应用进展；新型制冷型、天然制冷剂、含氯氟烃制冷剂替代物；新型制冷循环等等。
2.暖通空调系统在智能建筑中的应用
智能建筑楼宇自控系统将建筑内所有设备集成一个系统，对建筑物内的电力、照明、空调、给排水、电梯、防火、安防监控等设备系统进行集中监视、控制和管理，并实现信息共享，进行综合管理，实现节能控制；其作用和效益是巨大的，可以从系统的各种可能结构和参数中找到最佳匹配，使整体效能最佳，从而提高系统的效率，降低投资和运行费用；可以对系统及其过程进行定量化的状态模拟，减少控制环节，提高可靠性与稳定性，发生故障概率降到最低可能限度，系统响应输出最优化。
由于暖通空调技术的发展和变化，，而节能、环保、绿色等概念的影响及我国能源结构的调整,对暖通空调设计的要求越来越高，在暖通空调设计时更要注重建筑节能的考虑。因此在建筑规划设计,建造和使用过程中,在满足室内环境舒适、卫生、健康的条件下,采取合理有效的建筑节能技术,有利于实现建筑节能和环保共进的目标。目前, 我国的采暖空调能量近期增长速度已经明显高于能量生产的增长速度,因此,减少建筑的冷、热能耗是降低建筑能耗总量的重要内容。
2.1 控制策略
在智能化建筑中，主要对空调、制冷和热力三大系统设备进行监控和管理。空调即空气调节，主要对空气的温度、湿度进行监控管理，智能化的空气调节系统具有以下检测与控制功能：风机状态显示，送回风温度测量，室内温湿度测量，风道风压测量，风机起停控制，过载报警，冷热水流量调节，加湿控制，风阀控制等。制冷和热力系统是对空调系统提供冷源和热源，其智能化监控过程基本相同，根据现场各类传感器测量冷冻水和冷却供/回水温度、压力、流量、压差等参数，自动计算冷负荷，自动调整冷冻机组和冷却塔的运行台数，并调节电动二通阀，使系统优化运行，在满足空调系统制冷需求的基础上实现节能。
2.2控制要点
空气处理机的DDC通常采用PID控制，选择合适的PID参数对空调系统的稳定运行是非常关键的。PID系数高，空调对室内温度波动的反应特性曲线陡，达到设定温度的过渡过程较短；相反PID系数低，达到设定温度的过渡过程较长。但并不是PID系数越高越好，否则易引起DDC控制系统失稳，表现为室内温度的振荡和水侧的电动调节阀周期性的来回运动无法在固定开度上运行。PID能解决大部分场合的空调控制，但对于大热惯性空调场合，仅仅依靠高的PID系数来提高空调机组对负荷变化的响应速度是不足以解决问题的。这时可以采用双级控制，即分别在空调的送风道和室内安装温度传感器，室内的温度设定由主DDC控制器完成，水阀的驱动由副DDC根据风道温度传感器和主DDC的指令完成，由于风道温度变化速度快于房间温度的变化，这一控制方式加速了系统对温度波动的响应。在实际的工程设计中，BA系统对空调的节能控制有多种手段可以采用，工程设计中可以视需要灵活运用，以达到最优的效果。
2.3 控制权
通常BA遵循的是中央控制站集中管理的原则。有时也有其不便的一面。在某些场合（如会议室）将空调、通风系统的参数的设定功能放置在现场可能更符合使用者的需要。DDC本身并不提供这样的功能，需要专门部件来实现。这类功能接近VRV控制面板的设定器给房间的使用者带来极大的便利和舒适性，必要时应积极采用。
2.3 直接数字控制器（DDC）
主流BA系统供货商都能提供大中小不同处理能力的DDC，冷冻机房、热力站监控点是密集场合应优先采用大型控制器，以减少故障率和控制器间的通讯。对空气处理机、新风机、通风机一般采用中型或小型的控制器即可。近年来，可编程逻辑控制器件进步很快，其应用不再局限于工业场合，在空调通风的现场设备控制工程中不应将其排斥在外。
2.4 控制网络优化
在满足扩展性和灵活性的前提下，控制网络的拓扑结构应尽可能简化、清晰，无论基于RS485 总线或基于LonTalk 总线的控制网络都是如此。分支、分级多的网络管理复杂、可靠性低。LonTalk 总线在理论上可以组成任意拓扑结构的网络，这种布线设计的随意性如果运用不当，在工程实践中仍然是有技术风险的，并可能增加系统的投资。
2.5 BAS 监控中心
BAS 监控中心负责监控整个空调、通风、动力系统，一般与消防控制、安保监控等合用一室。由于该机房通常远离冷冻机房、锅炉房，在这里远程操作这些关键设备是不合适的。推荐的做法是在冷冻机房和锅炉房现场控制室另设置一台监控分站，由该分站负责冷冻机、锅炉监控功能，并且该分站功能受权局限为冷热源设备。
3.结束语
对智能建筑暖通空调系统的分析和评价应坚持节能的原则。确立智能建筑暖通空调系统能量管理与控制系统优化的基本出发点、优化原则及技术措施，对于智能建筑节能实现具有重要的现实意义。BAS 控制方案的整体优化是整个智能建筑节能优化方案实施的具体体现，通过对暖通空调系统的传感器、执行器、控制器、网络等若干环节的深入优化，可以最大限度地节约建筑物能源，促进我国节能减排事业的健康发展。
参考文献：
[1]林忠.暖通空调设计与节能[J].中小企业管理与科技，2010，30
[2]郑洁.周玉礼.李兴友.暖通空调系统故障诊断技术及应用.《机电一体化》.2003年第3期.
【关键词】电力系统；变革性；智能控制；发展趋势
目前，大量应用实例及工程实际研究进一步表明应用控制理论在电力系统的安全稳定控制的巨大效益以及现实可用性和广阔前景。现代控制理论在中国电力系统中的应用，碧口水电站100Mw机组上最优励磁控制得到最好的证明。如今，现代控制理论在电力系统中的应用已发展成电力系统学科中一个引人注目的活跃的分支。近年来，模糊技术、神经网络、专家系统等技术的发展又开拓了智能控制技术的新道路。
1、电力系统中智能控制的应用领域
人工智能控制作为一门新的技术学科，涉及到多方面知识，如数学、哲学、心理学、计算机科学、控制论、不定性论，人工智能控制技术运用于多个层次，在智能控制，机器人学，语言和图像理解，遗传编程上相当于催化剂，使工作更有效地进行着。在现代科学技术不断进步的社会，效率的提高是最重要的，无论在生产还是生活方面。计算机技术的广泛运用是当今社会发展的强有力保障，自动化生产、运输、传播离不开计算机编程技术。
2、智能控制的优势
把人工智能控制的方法引入电力控制系统，将控制理论的分析和理论的洞察力与人工智能控制的灵活框架结合起来，才有可能得到新的认识上的突破。人工智能控制主要表现在智能决策上，能够有效地解决复杂性和不确定性的控制问题。模糊控制就是在研究人的控制行为特点的基础上发展起来的。对于无法构造数学模型的被控制对象，让计算机模仿人的思维方式，进行控制决策。人的控制可以用语言加以描述，总结成一系列的条件语句，即控制规则。运用微机的程序来实现这些控制规则，这样就很像是人的思考行为了。因此，人工智能控制可以有效地解决现代工业生产中许多无法用数学模型精确描述的工艺工程，以及利用传统数字计算机难以获得令人满意效果的诸多问题，在电力系统应用中表现了很大的优势。
3、智能控制的主要应用方法
3.1模糊技术在电力系统中的自动化控制中的应用
“模糊理论”（FT）是将经典集合理论模糊化，它是一个经典集合论。模糊语言变量，模糊逻辑和模糊推理，是有完整的推理系统的智能技术。模糊控制是一种切实可行的方法，控制的模拟模糊推理和决策过程。它的原理是根据已知规则的控制和数据，由模糊输入量推导出模糊控制输出主要包括模糊化、模糊推理与模糊判决三部分。根据这三个部分的分析，做出正确的决策。
随着科学技术的进步和社会的不断发展，模糊控制理论也在随之改进，模糊控制的优点逐渐得到体现，并且已被广泛应用与推广。模糊理论在电力系统中的应用越来越多，显示了模糊理论在解决电力系统问题上未来的发展潜能。在国外的成功案例中也不断在使用这一控制技术。例如，在欧洲某些国家调度中心，研究用模糊控制的方法描述调度员的负荷预测方法，已取得了令人满意的效果。
在应用控制中，大多依据模型来进行，并且这一方法已经渐渐的被广泛接受。模型有简单的也有复杂的。一般线性模型为简单模型，但是实际应用中大多为复杂的非线性系统。在模拟非线性过程中，模糊关系模型（FRM）是一个简单而有效的方法，仍然只是“次优”方法。模糊关系模型来直接描述的输入和输出之间的关系，单输出系统是容易实现的，但实现多输出系统仍然是困难的。如果要为了克服这些缺点，要与其他人工智能技术和模糊理论相结合，并且在实际应用中取得良好的效果。
3.2专家系统在电力系统自动化控制中的应用
专家系统（ES）是发展较早、也是比较成熟的一类人工智能控制技术。专家系统主要由知识库和推理机构成，它根据某个领域的专家提供的特殊领域知识进行推理，模拟人类专家作出决策的过程，提供具有专家水平的解答。目前，电力系统运行和控制由有经验的调度人员借助自动化技术完成。这是由于一方面传统数值分析方法缺乏启发性推理的能力，同时也无法进行知识积累，另一方面电力系统自身的复杂性使一些必要的数学模型及状态量很难获取，单纯的数值方法难以满足电力系统的要求。因此，在电力自动化系统中引入电力专家的经验知识是十分必要的。
目前，全球都有不少与电力系统控制相关的专家系统投入试运行或进入实用化推广阶段，并取得了不错的效果，但是仍然存在着一些问题值得研究和探索：①当系统规模较大、规则较多时，完成推理的速度受到限制，因此目前已有的专家系统大多是用于离线，或者在线解决属于系统分析方面的问题，而在实时控制方面的应用还刚刚起步，有待进一步的研究；②现有的专家系统缺乏有效的学习机制，对付新情况的能力有限，而且容错能力较差，当系统发生故障或网络结构、系统参数、设备控制器配置等发生变化的情况下，将有可能得不到结果或给出错误的结果。如何与ANN、模糊推理等其它人工智能控制方法结合以提高专家系统的自学习能力和容错能力是值得研究的课题；③大型专家系统的建造周期长，知识的获取和校核比较困难，要建立完备的知识库，维护难度比较大，在建造专家系统之前必须充分考虑这些问题。
3.3人工神经网络在电力系统自动化控制中的应用
人工神经网络出现在上世纪40年代，（ANN）它是一个模拟的传输和处理，由人工只能模仿简单的控制，以神经元信息的人的基本特征连接而成。经历了七十多年的研究发展，在模型结构、学习算法等方面取得了许多重大的研究成果。与ES相比有三点优势，ANN的特点是用神经元和它们之间的有向权重来隐含处理问题的知识：首先，人工神经网络可以把信息分布存储，而且容错能力强；其次，人工神经网络有很强的学习能力，可以把知识实现自我组织，以适应不同的信息处理的需求；还有就是，人工神经网络计算神经元之间是相对独立性的，以方便的并行处理，执行速度更快。
人工神经网络的应用目前还存在一些问题，如果想更好的运用人工神经网络就要找到它的弱点。人工神经网络的应用研究方向重心就要去处理如何利用人工神经网络的优点，克服其缺点，以达到更好的效果。如果人工神经网络理论想在电力系统自动化及控制领域的应用发展的更加广阔，就加大对技术研究。
关键词:门禁系统 图书馆 数字化
1、引言
随着社会的进步与变革,图书馆原有的入馆管理模式已不能适应新的发展需求,与图书馆自动化管理系统相结合的智能化门禁系统方案应运而生。笔者以一所大学图书馆智能化门禁系统的应用为例,探讨图书馆智能化门禁系统设计、应用的实践过程,以及在实施过程中出现的问题及解决方法。
2、智能化门禁管理系统的概念及特点
智能化门禁管理系统(Intelligent Access Control Management System)是近几年迅速发展起来的一种现代化电子安全防范管理系统。它集计算机自动识别技术和现代安全管理系统为一体,是应用了电子技术、机械技术、计算机技术、通信技术、光学技术、生物技术等多类别技术的一项综合性新型技术产品。该系统的主要功能是逐渐取代传统的钥匙及人工出入管理,对各种重要场所出入口进行控制,是一种环境安全防范系统和一种多元化的管理工具。
智能化门禁系统与图书馆自动化管理系统结合,能自动统计进出图书馆的人流量、进行人员身份识别、出入时间及其他详细信息查询、统计等,极大提高图书馆的综合管理水平和管理效率,为学生和管理人员提供一个安全、便捷、舒适的工作、学习的环境。对外还可礼貌地拒绝不速之客,能有效地保护图书馆内的各项财产不受非法侵犯。
图书馆建设门禁管理系统,是一种开放式管理、自助式服务的最新管理理念的尝试,以尊重和信任读者为基础,给读者以充分的自由,最大限度地减少读者获取信息资源的成本,把读者从繁杂的手续和规定中解放出来,并能增加读者和图书资料的安全性,减轻管理员的工作强度,提高工作效率,降低运行成本,从而大大提高图书馆的管理效率,提高图书馆的服务质量,为读者营造一个宽松、便利、高效的学习环境。
3、图书馆智能化门禁系统的总体设计
3.1 设计原则
(1)实用性。总体设计应根据图书馆的日接待读者人数和开放区域选择适合的智能化门禁系统的技术模式,如射频技术、IC卡技术、指纹技术、人脸技术、语音技术等等,应符合高校图书馆的管理要求。普通的高校图书馆一般采用射频与IC卡技术结合的一卡通较多。
(2)经济性。总体设计综合考虑系统性价比。图书馆大厅比较宽敞,可直接在入门处设置一处适合室内摆放的智能化门禁系统即可。
(3)稳定性。产品选择应仔细选型,选用技术主流、品质较高价位适中的产品。目前主流的公共通道管理技术是智能剪刀式闸机技术,它是一种非常成熟稳定的产品,能够确保长时间稳定可靠地工作。
(4)易用性。选用的设备以维护简单、使用方便为优先考虑,用户监控界面要图形化、可视化,并能结合鼠标进行门禁管理操作。后台系统具有可管理性和易维护性。
(5)开放性。总体设计要充分考虑系统的扩充性,方便日后升级。同时需要考虑预留接口,如能跟教务系统、一卡通系统等上级管理部门轻松连接。
3.2 总体设计思想
采用“层次化、结构化、模块化”设计思想规划设计整个系统,使系统能够跟其他安防系统无缝结合,成为一个完整的大系统。
(1)层次化。在整个系统设计上可将系统分成多个层次,明确各层次之间的相互关系及技术接口之后,对各层功能及系统选型进行单独设计,从而保证将来系统改造时只需对需要改造的某层局部功能改造便可。
(2)结构化。在系统结构上各个子系统应互相配合,形成一个完整的大系统,同时又相对独立,自成体系。
(3)模块化。在功能结构上采用模块化设计思想,每个子功能模块相对独立,任何功能模块的改造或故障都不会影响其它系统。
4、图书馆智能化门禁系统结构图及网络模式图
如图1，2。
5、图书馆智能化门禁系统设备组成
图书馆智能化门禁系统设备一般由出入口通道闸机、读卡器、系统门禁管理软件、管理电脑、UPS电源五个部分组成。
5.1 出入口通道闸机
此系统主要完成对已发出的智能ID/IC卡进行检验,完成以下功能:
(1)实时监控通道的状态;
(2)完成对发出感应卡的验证,并控制通道控制器允许通过;
(3)采集通道客流量的数据,汇总并上传至服务器。
5.2 读卡器
又叫读写器、验卡机。一般为F3RF型感应式IC卡读卡器,支持当前流行的Mifare系列感应式IC卡。如果图书馆还没有采用IC卡型借书证,采用的是自己发行的条码型借书证,也可以采用红外线感应条码阅读器作为门禁系统的读卡器。但一定要考虑预留IC卡接口。
5.3 系统门禁管理软件
图书馆入馆读者数据库管理、入馆信息保存、各种入馆人数统计报表生成等等。该系统门禁管理软件的读者数据库是独立的。也就是说图书馆发行的借书证必须经过该门禁管理软件内授权才能通过闸机检验;读者借书证丢失,也必须在该软件里挂失。如需要和图书馆已有的自动化管理系统的读者数据库相联系,保持两个软件读者数据库的一致性和即时更新,读者在出纳台办理的任何流通手续在门禁管理软件都能即时反映出来,则需要对门禁管理软件接口进行小部分的修改。
5.4 管理电脑
主要用于安装门禁系统管理软件,可配备一台低端服务器。如入馆人数不频繁或经济预算有限,普通的PC电脑也可以胜任。
5.5 UPS电源
UPS电源是保证在图书馆楼宇断电时门禁系统继续保持正常使用,同时读者出入闸机的数据都可暂时保存在闸机的工控主板内,正常通电后这些临时数据可以再次上传到服务器。
6、图书馆智能化门禁系统启用给读者带来的负面影响及补救措施
图书馆在大门口安装了门闸后,会带给人以一种森严的感觉,使读者一入馆感受不到读书的氛围;门闸是按照系统设置的固有模式运行,部分读者由于不熟悉门禁系统,有时通过门闸会被门闸侧翼撞上,给读者心理上蒙上阴影。
对读者来说,进入图书馆后若能像在超市里可以随心所欲挑选商品一样翻阅书刊,在知识的海洋里任意遨游,随手可以查阅到自己需要的文献,这是图书馆建设的目标。
门禁系统启用后,要针对由于门禁系统引起的图书馆服务失误和不足,为读者提供弥补,消除读者不满,通过补救服务,重新获得读者支持。
(1)更加努力营造充满人文氛围的学习、借阅环境。注意在借阅大厅内多选用绿色植物和字画装饰,营造宁静、宽松、温馨、极具人文意蕴的阅读氛围,以净、敬、静、竞的服务环境吸引读者,让所有进馆的人都能心情愉悦、尽情地享受知识的甘露。
(2)同时提高馆员综合素质,主动服务要到位,要善于观察读者,了解读者的不同需求,变被动服务为主动服务。馆员应多注意观察入馆读者,及时引导他们顺利通过门闸,同时在闸机处张贴温馨提醒,引起读者注意;对被撞读者,图书馆应及时了解情况并解决问题,消除读者对门禁系统的害怕心理,以免造成负面影响。
(3)虚心接受读者投诉,重视读者抱怨,发现不足,及时改正调整解决,避免让问题变得更严重或问题升级。
7、结语
图书馆启用门禁系统提高了工作效率,管理更规范,但图书馆的服务一切是“以人为本”的,只有读者服务更加人性化、更加宽容、更加友善、处处考虑读者的需求,做好图书馆各项业务工作,才会有更多的读者利用图书馆,从而提高图书馆资源的利用率。
参考文献
[1]宁沛林.关于智能化门禁管理系统在高校图书馆工作中的应用与思考.河北科技图苑,2010,(2):65-69.
[2]肖述清.门禁系统在图书馆的建设.内蒙古科技与经济,2009,(11):128,130.
[3]牛晓芳,王青春,张梅,杨晓茹.图书馆启用门禁系统对读者服务的影响和对策.内蒙古科技与经济,2009,(13):131-132.
[4]陈福彬,伍毅,王铁流.基于STM32的人行通道智能控制与管理系统设计[J].自动化与仪表,2010,(1):45-48.
（南京理工大学科学技术研究院，江苏 南京 210094）
0前言
数控系统是决定机床装备的性能、功能、可靠性和成本的关键因素，而国外对我国仍进行封锁限制，成为制约我国高档数控机床发展的瓶颈。近年“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项通过重点扶持，为我国数控技术行业创造了良好的外部环境，特别是针对航空航天、汽车制造等领域实施了国产高档数控机床应用国产数控系统示范工程，提高了国产高档数控装置的市场占有率，但用户仍然对国产数控系统信心不足，我国高档数控机床配套的数控系统一大部分依旧依赖国外产品。
“十三五”是全面完成国家科技重大专项战略任务的冲刺五年，是落实中央全面深化科技体制改革、实施创新驱动发展战略等系列决策部署的关键五年，因此总结过去，做到四个聚焦（聚焦关键、聚焦重大、聚焦长远、聚焦能力），意义重大，时不我待。
1目前国产数控系统存在的问题
通过“十二五”规划的实施，我国机床行业技术水平明显提升。数控系统、功能部件及数控刀具与主机产品配套研发，实现与中高档机床的批量配套。高档数控系统的多通道、多轴联动等关键技术指标已基本达到国际主流系统先进技术水平，但在性能、成套性、可靠性、批量生产稳定性和品牌等方面与国外先进水平还存在较大差距，主要存在以下问题：
1.1测试验证不足
国产数控系统虽有大批量应用，但大都集中在低端市场，中高端市场占有率仍然较低。数控系统软件的可靠性和精度保持性较低，故障率较高，“S”件试切还达不到指标要求，其中一些隐性问题还没有完全暴露出来，特别是软件的鲁棒性问题。为此“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“十二五”期间已经安排了部分产品的实验验证和示范工程，并取得了一定的成果，但还需经过大量和长时间的验证后逐步完善，以此保证数控系统的稳定运行。
1.2功能配置不全
经过前期的攻关，国产数控系统实现了很多功能，解决了有无的问题，但很多功能是“形似而神不似”。目前国产数控系统的功能满足80%的用户需求，但其余的功能开发难度和工作量较大，同时产品的宜用性不好，与主机融合度不高，针对性不强，一些辅助调试工具不全，特别是系统标准辅助面板上的按键标识大多是固定，不能更改，不利于机床厂进行系统的扩展开发，并且国产数控系统在多轴多通道或者多轴单通道控制功能方面不能实现任意几轴之间的插补加工，这些都在一定程度上影响了国产数控系统的推广。
1.3性能表现不佳
国产数控系统在性能上和主流的进口数控系统还有差距，特别是在高速高精控制方面。伺服驱动和电机的性能比较薄弱，且差距较大，比如伺服的参数自适应控制、电机的高速、高刚度、高精度、高加速度、功率体积比等方面与国外主流产品还存在差距，后续的性能提升难度大，伺服电机的工艺制作水平不高，数字化制造水平低，造成产品一致性差，规格系列不全，成套性不足，这些在一定程度上拖了数控系统的后腿。
1.4系统标准不统一
国产数控系统缺乏统一的标准，如总线标准不统一，系统内部通讯协议不统一，不利于工厂实现网络化智能制造，标准不统一致使各个厂家之间的伺服和系统无法混用，调试监控软件互相不兼容，不利于加工企业实现网络化智能制造，也不利于机床制造企业进行机床的网络化批量调试。
2国产数控系统发展趋势
自1952年美国研制出第一台试验性数控系统以来，数控系统的发展十分迅速，数控系统也由原先的硬连接数控发展成为今天的计算机数控(CNC)，目前国产数控系统正在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。
2.1信息化
随着制造业的发展，数控机床不再是一个独立的加工单元，数控机床和人、数控机床之间的交流都离不开网络。面向制造自动化集成的网络功能数控系统应具有与上层信息管理系统交换信息功能，这些必要的交换信息包括制造加工任务计划，数控系统及底层执行装置的工作状态及故障信息等。同时基于新一代云服务平台的大数据采集、大数据挖掘等变得越来越重要，这些都离不开高速、可靠地网络信息功能。
2.2智能化
智能化是制造技术发展的一个大方向，随着人工智能在计算机领域的渗透，研制智能数控系统必将成为未来的发展趋势。例如：研制开放式智能化数控系统，支持温度、振动、RFID等传感器介入的物联网平台；研制基于高级语言的智能化数控系统解释器；研究基于开放式智能化数控系统智能加工技术，如智能化加工路径控制、进给率自适应、故障诊断，监控与设备的自动维护等。
2.3开放化
利用丰富的软硬件资源开发开放式体系结构的新一代数控系统是当今数控系统的趋势之一。开放式体系结构使数控系统具有更好的通用性、柔性、适应性、可扩展性，并可以较容易的实现智能化、信息化。开放式体系结构可以采用通用的计算机技术，使编程、操作以及技术升级和更新变得更加简单，同时可以根据资源进行系统集成，促进数控系统多档次、多品种的开发和广泛应用，缩短开发生产周期。目前开放式数控系统的体系结构规范、通信规范、配置规范、运行平台、数控系统功能库以及数控系统功能软件开发工具等是当前研究的核心。
3国产数控系统用户需求和技术要求
数控系统和主机及终的端用户的联系是密不可分的。因此以用户需求为牵引，加强示范应用格为重要。
3.1开展面向智能化控制的高档数控系统扩展模块开发
支持用户自主研发的共性技术或智能化技术通过程序模块（软件）或者通过总线功能模块（硬件）等多种方式与数控系统集成，缩小模块的体积，增强可维修性模块，并且处理好各模块之间的耦合等内部结构问题。开发数控系统的指令域采样数据的分析工具、机床加工过程功率控制、数控机床动态误差补偿与加工过程智能监控技术等功能模块，以满足国产高档数控系统对高性能零件加工工艺的适应性要求。
3.2数控系统与伺服驱动、电机等协同发展
伺服性能与电机性能已经是制约数控系统发展的关键因素，应针对机床需求，注重数控种类、产品规格及性能差距，改善伺服驱动、电机性能，开发伺服系统优化工具，开发广泛适应各种用途的伺服驱动产品和主轴电机。同时也对高精度绝对光栅尺、编码器等关键部件展开开发和应用，使之定位提升，协同发展。
3.3优化编程软件
目前市场上大部分是采用通用的CAD/CAM编程软件，对特定工件加工的工艺知识考虑不是很多，今后需集成有特定工件的切削工艺知识的专用CAM软件，如在生成刀具轨迹时再考虑到机床的切削力，使生成的加工程序质量得以高度提升，同时随着机器人的使用越来越普及，基于动力学的机器人离线编程软件的需求也会越来越广。
3.4支持先进技术集成性开发
加大辅助功能的研发，配置更友善的交互界面以及与主机融合的宏程序，做到可“私人订制”。深入研究二次开发平台（下转第134页）（上接第115页）技术，提高数控系统的开放性，为第三方开展不同层次的二次开发提供方便而完整的移植方案，形成加工处理数据链（CAD/CAM/CAPP/CNC）。
3.5形成统一的标准体系
在未来进行的数控系统、伺服单元、主轴电机、进给驱动电机、直驱主轴的定子转子、力矩电机、直线电机等在机械接口方面应该形成一种国家标准体系，统一规格，在同一规格下应统一接口尺寸，统一数据接口形式，便于用户进行维修与更换。并需具有与国际技术标准的主流数控系统和自动化控制装置接口的联接能力，注重与第三方应用的互连，完善总线的标准化以及通信协议的标准化。
3.6健全综合配套能力
数控系统的研发生产厂家要成为数控机床的工艺和控制应用专家，研制阶段应充分了解主机的各种性能，提高产品的性能和水平，不断增强系统的可靠性、稳定性，并建立一支优秀的研发队伍、跟踪队伍、维护队伍，为用户提供良好的综合配套服务。另外系统厂家还应逐渐提供综合成套技术，使数控系统与驱动系统、主轴电机、进给电机、力矩电机等进行检测试验好后一起成套供应。
3.7建立应用反馈机制，以数据支撑产品持续改进
现代生产管控对数控设备提出了更多的要求，需要实时监控掌握数控设备的工作状态，记录零件加工过程中的大量数据，加强应用过程中的数据统计分析，有计划地安排预防性维修和保养，能够快速诊断解决设备故障，这些方面均需要数控系统厂家进行强力的技术支持。
3.8推广和应用数控机床刀具寿命跟踪管理技术
随着设备增加，刀具数量相应增多，若日常管理不当，刀具寿命跟踪不准确，将造成极大的浪费。通过对刀具信息层的管理，比如刀具全生命数据管理、刀具修磨管理刀具寿命监控等技术手段，可实现机床刀具的数据化使用和维护，将有效缩短出现问题时的排查时间，提高了生产效率。
4数控系统发展在专项管理中的启示
4.1充分发挥创新平台的作用，提升企业创新能力
“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项前期安排了不少创新平台的课题，应充分借鉴“十二五”成果，继续加强开放式数控系统创新平台建设，通过平台确实提升企业的自主创新能力，健全产学研用结合的技术创新和成果转移转化的机制和体系，摸索出一套适合企业自身发展的创新之路。
4.2紧跟市场需求，提升企业自身竞争能力
市场是配置资源的重要因素，企业应紧盯市场发展需求，根据自身特点，利用有限的资源，走差异化发展道路。不能只停留在共同完成扶持项目的层面，研发满足客户需要的产品，从而引导消费，实现“双赢”提升国产数控系统产业化水平，占得市场先机，从机床制造、人才培养、用户使用等多个角度做工作，以实现机床、系统、用户企业三方共赢，形成系统与机床企业稳定、长效的批量配套产业链，建立市场化互动机制，实现国产数控系统配套应用示范工程，提升企业在市场中的竞争力。
4.3加强数控系统可靠性，建立数控系统评价体系
可靠性是企业的生命，严格开展数控系统可靠性测试验证（数据采集）工作，要在产品出厂时保证产品出产质量，切不可将机床厂和最终用户作为系统功能的试验验证地，为企业提供一个放心可用的产品，并在应用中对于数控系统做出评价，建立新的数控系统评价体系，保证专项目标的完成。
4.4加快数控机器人发展
关键词：机械制造；智能化技术；体系
一、机械制造技术的发展
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。当前，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。
二、智能化技术发展趋势
2.1性能发展方向
(1)高速高精度高效化。
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；群拉系统的柔性，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。
(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。
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育表达，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)、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，可直接用梯形圈或高级语言编程，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用户程序实侧，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LED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。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，掘高系统的可靠性。
(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。
【关键词】机械制造；数控技术；发展对策
21世纪机械制造全球化、市场竞争激烈化是机械制造企业所面临的挑战，而机械制造中广泛应用数控技术则能使企业在竞争中取得佳绩。但我国机械制造中数控技术的研究和发展方面存在较多问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。面对市场的竞争和新技术的挑战，该如何认识机械制造中数控技术，如何看待它的发展趋势，如何采取相应的对策？
下面结合近几年来自己在这方面的研究，谈谈我国机械制造中数控技术的发展及对策。
1.机械制造数控技术发展现状及趋势
机械制造中数控技术是通过计算机控制数字程序来实现一台或多台机械设备动作控制，以达到优质、高效、低耗、灵活生产，提高对动态多变的产品市场的适应能力和竞争能力的制造技术的总称。
1.1数控装备与技术的基本概况
近年来，我国相继从德、美、法、日本等国引进先进的数控生产线，使我国制造业得到空前发展，主要应用特点有：刀具材料以超硬刀具材料为主，如陶瓷、超细硬质合金刀具等，大大提高了加工速度。改善刀具结构与加工工艺，零件孔加工刀具多采用多刃复合式结构：采用高速专用数控机床加工发动机；传动器关键零件，机床结构没计是以各种高速多刃专用成形刀具和加工工艺为主导。
然而，我国机械制造业还属于工艺离散型制造业，虽然已引进加工中心、数控镗铣床等，但企业内生产管理局网，网络经营管理系统及生产技艺数据技术的应用仍处于初级阶段。
1.2机械制造中数控技术发展趋势
目前，械制造业以现代高新技术的综合利用为特点，正朝着柔性化、敏捷化、智能化和信息化方向发展。从目前世界上数控技术及其装备发展来看，机械制造中数控技术发展趋势主要有以下2个方面。
1.2.1数控技术性能发展新趋势
（1）高速、高精、高效化。
由于采用高速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，同时采取改善机床动态、静态特性等有效措施，数控技术必向高速、高精、高效化方向发展。
（2）多轴化和多系列。
以减少工序、辅助时间为主要目的的复合机械制造，要求其数控技术朝着多轴、多系列控制功能方向发展。
（3）实时智能化。
随着数控技术领域实时智能控制的研究和应用，机械制造的数控技术必然朝着实时智能化方向发展。
1.2.2数控技术体系结构的发展新趋势
机械制造中数控技术体系结构的发展趋势为：智能化、网络化、集成化，一种机械制造业远程服务系统的结构。
（1）数控装备智能化。
本世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统，智能化的内容包括：为追求加工效率和加工质量方面的智能化；为提高驱动性能及使用连接方便的智能化：还有智能诊断、智能监控方面的内容、方便系统的诊断及维修等。
（2）信息集成网络化。
数控装备的网络化将极大地满足生产线、制造系统、制造企业对信息集成的需求，也是实现新的制造模式如敏捷制造、虚拟企业、全球制造的基础单元。反映了数控机床加工向网络化方向发展的趋势。
（3）数控系统集成化。
采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路，提高数控系统的集成度和软硬件运行速度；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改进性能，提高系统的可靠性。
2.机械制造中数控技术发展应对策略
先进数控技术是机械制造业快速发展的保证，直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。
我国机械制造中数控技术的研究和发展存在较多问题，特别是在技术创新能力方面情况尤为突出。为此，下文从总体应对策略和技术途径探讨机械制造业中数控技术的对策。
2.1数控技术发展总体应对策略
通过对数控技术和机械制造业发展趋势的分析和对我国数控领域存在问题的研究，笔者认为以科技创新为先导，以技术支持和服务为后盾将是一种符合我国国情的应对对策。
（1）以科技创新为先导。
我国必须大力加强数控领域的科技创新，逐步建立自己独立的、先进的数控技术体系。在此基础上大力发展符合国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。
（2）大力加强技术支持和服务。
数控系统和数控机床作为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务足相当重要的。目前，我们可以利用先进的网络和多媒体技术手段，为建立新一代立体化的技术支持和服务体系开辟新的途径。
2.2技术途径应对数控技术发展
（1）发展新一代PC数控系统。
数控系统是各类数控装备的核心，因此通过科技创新首先发展新型数控系统，将是推动我国数控技术发展的有效途径。这要求在开发新型数控系统时，选用高性能CPU作为系统的运算和控制核心，并尽量用软件实现数控的所有功能。
（2）推进数控机床功能专业化。
解决数控系统问题后，需要实现数控机床的模块化，解决数控机床功能部件的专业化问题。目前我国机械制造在这方面离实际需求还有相当大的差距，因此必须人力促进数控机床功能专业化。
3.结束语
本文阐述了机械制造中数控技术的发展及对策，并对我国机械制造中数控技术的发展途径进行了探讨。另外，我国正逐步融入全球化机械制造的序列中，随着国外先进制造技术设备大量引进、国家重大科技产业工程项目等重大科技计划，先进的数控技术在国内机械制造业将日趋实用与普及。 [科]
【参考文献】
