关键词：智能程序化控制 操作策略 系统层 设备模拟机
1、引言
智能电网中的智能变电站是由先进、可靠、节能、环保、集成的设备组合而成，以高速网络通信平台为信息传输基础，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级应用功能。智能变电站分为设备层、系统层。设备层主要由高压设备、智能组件和智能设备构成，实现IEC 61850中所提及的变电站测量、控制、保护、检测、计量等过程层和间隔层的功能[3]。传统意义上的一、二次设备间的界限也将逐渐模糊，一次设备通过安装和集成智能组件，将成为智能设备。在实现程序化控制的构架与设计原则的实现成为可能。
2、智能变电站系统层的程序化控制理念
根据《智能变电站技术导则》智能变电站分为设备层和系统层两层，体现一体化，紧凑性，一般变电站（数字化变电站）分为过程层，间隔层和站控层。而设备层简单理解为过程层+间隔层设备[1]，这里不加阐述。对于系统层构成的功能和应用面向整个变电站，不是面向单个个体间隔。强调原来变电站站内多套系统应该集成，系统功能实现的计算机根据变电站的实际规模灵活配置。而程序化控制就是系统层内的基本功能要求，应可视化操作，并可自动生成典型的操作票（比如间隔倒闸），在操作时每一步都是在控、可控，可急停干预的。对于程序化控制通过自动化系统的单个操作命令，根据预先规定的操作逻辑和五防闭锁规则，自动按规则完成一系列断路器和隔离开关的操作， 最终改变系统运行状态的过程，从而实现变电站电气设备从运行、热备用、冷备用等各种状态的自动转换，甚至是检修状态。实现复杂操作单键完成，整个操作过程无需额外的人工干预或操作，可以大大提高操作效率和减少误操作的风险，尤其在大规模高电压变电站中效果特别显著，并且在操作过程中由摄像头观察整个操作步骤实现可视化。
3、实现智能变电站程序化控制要求
3.1 实现程序化控制的智能变电站设备必须符合导则的要求
即系统结构分层分布化、一次设备智能化、二次设备网络化、信息采集数字化。具体来说程序化控制的硬件平台需满足以下要求。
（1）一次设备。所有纳入程序化控制操作的一次设备均需要具备远动操作功能，包括断路器、隔离刀闸、地刀、手车等均要实现远动操作，也就是通过电气远动操作可以实现开关、刀闸的分合，手车的推入和拉出等。再者，需要一次设备要有较高的可靠性，为了获得较高的操作成功率和操作正确性。而且每个变电站设备形式相同。
（2）二次设备。二次设备是程序化控制功能的具体实施者，同时也负责收集一次设备的状态。所以，二次设备必须能够根据操作票的操作和逻辑顺序正确发出操作命令，并能同时确保各状态数据采集准确及时。要求智能组件必须符合IEC 61850 的规定以及智能变电站技术导则的规定，而且必须工作稳定可靠。同时，还要具备一定的容错机制。对于保护设备来说，要求可实现远方投退的保护软压板并可拥有保护定值区的远方切换的功能。
3.2 智能变电站应符合的程序化操作流程
（1）目前电网操作采取的是集中控制模式， 所有的设备的操作命令都由调度部门下达， 调度人员对电网进行操作时， 需要落实到某个具体设备， 甚至落实到每个操作指令[5]。操作流程如图1所示：
图1所示的电网操作方式由调度人员和调度系统保障操作的正确性， 由变电站人员及相应的规章制度保障操作的准确性， 虽然一定程度上保证了控制的精确和细致， 但其中涉及多个人工操作环节， 控制过程较为复杂， 设备操作时间较长，特别是对设备的状态无法准确把握， 同时也大大增加了误操作风险。
（2）采用智能变电站设备操作流程
采用智能变电站设备操作流程模式， 所有的设备的操作命令都由调度部门下达并进行操作，不需要落实某个具体设备或每个操作指令，适用于无人值班站[5]。操作流程如图2所示：
智能变电站处理核心能够接收调度指令， 并分解成单步的操作步骤， 操作前处理核心可以将智能设备的信息反馈给调度中心， 并对操作可能造成的风险进行提示， 得到调度确认后， 操作将直接执行， 指令执行后， 执行结果会返回给调度。每个指令、操作步骤和操作结果都会自动记录在处理核心的数据库中。现场不需要变电站运行人员，只需要一个监视人员观察整个操作的准确性，整个操作过程由程序自行完成，设备操作时间缩短，特别是对设备误操作风险大大降低。
（3）调度设备控制台的结构
调度设备控制台由设备控制机、设备模拟机、监控后台机组成。操作策略生成信息进入设备模拟机进行设备操作指令生成，模拟机实时接收到从智能变电站发到监控后台机信息然后到达设备模拟机，设备模拟机生成指令发送到设备控制机，再由设备控制机对智能变电站进行设备操作，监控人员监视整个操作过程，如发生不正确动作可以立即停止。如图3所示：
3.3 必须有良好的设备通信要求
智能变电站或智能设备的通信通道必须采用高可靠性、高速率的通道，推荐采用光纤通道，站内各层全部采用高速工业以太网通信。通信规约必须采用IEC 61850 系列标准（即DL/T 840 系列标准）。
3.4 设备模拟机的主要工作和功能要求
设备模拟机的主要工作是：可接收执行调度中心发出的操作票策略生成，设备模拟机应能通过软件自动生成不同的主接线和不同的运行方式下的典型操作票；自动投退保护软压板。这样做的好处是，因为直接智能完成设备操作，人为操作次数降低误操作可能性减少。模拟机应包含两个主要功能：1）开票功能；2）系统拓扑五防功能；3）操作票流程管理；4）权限的定制。
（1）模拟机操作指令的生成软件即开票功能
软件程序实现生成操作票其逻辑是先制订出操作数据库，列出典型操作模板库，基于典型操作票模式的程序化操作方案，它在模拟机内设置程序化操作服务器，统一存放全站的操作票，负责采集站内所有间隔测控和保护装置的相关信息，负责发程序化控制操作、解析操作票，并对程序化操作进行防误闭锁条件的判别，按操作票的内容依次执行程序化操作，并把程序化操作的过程信息及结果上传将所要停送设备载入模拟机内，在确定一个合理的任务后，生成新的操作指令项的推理过程分四个步骤[6]，如图4所示：
操作任务为需要停电的设备或需要工作设备，工作要求1～N就是可以选择的整个大设备上子设备的检修，相应就会有增加操作项集1～N。然后按照停电设备逻辑先后顺序生成操作内容，最后形成操作项。经操作人员审核无误后，将模拟机上操作指令发送到控制机上进行操作。
（2）模拟机必须有的防误操作逻辑功能
在能自动生成操作的同时，模拟机本身必须有防误操作提示功能，当生成的操作任务后，能够很好的受到五防操作闭锁控制。
（3）操作流程管理
当操作策略下发后，必须是专职操作人员进行拟定操作项目，并三方审核才能执行。所有操作必须给予相应的权限，对于已进行的操作项目进行收集管理归档，统计。
（4）权限定制权限的定制
防止误操作就算智能程序化也难防，必须制定专门的三审制度。从源头杜绝误操作事故[7]。
3.5 设备控制机的要求
设备控制机是为操作不同智能变电站而设计的，专门控制站内智能设备。而设备控制机每发出一条操作指令都需要监控人员确认后才能发出。监控人员只需要知道设备操作后设备的状态是否符合要求就可以了。
3.6 系统层程序化控制的弊
系统层程序化控制虽然是未来变电站的发展方向，但他任然存在许多缺点。设备由于实现智能化，其程序复杂性。特别复杂的设备操作，设备故障情况的应急处理很难智能化实现。智能程序化就不会出现误操作事故是不可能的，智能从管理下手，提高操作人员的规范化。
4、系统层的构架与软件设计原则总结
从图3我们可以看到系统层的构架包括控制机，设备模拟机，信息交换机他们之间的运作过程，智能程序步骤由设备模拟机完成。其实他的操作流程与现状的区别不大，也是调度下达操作指令，然后由运行人员根据操作指令出操作票，并进行三审制度。而智能程序化主要优势在于面对多个智能变电站的情况下，根据下达的操作任务模拟机能根据操作任务拟定操作票，批量下达操作指令，经程序审核无误后传送给控制机进行对智能变电站远方遥控，遥调，而监控人员进行遥测，遥信。所以软件的完善很重要，根据图4的逻辑原则进行软件开发程序量也是巨大的，所以在建造智能变电站时，每个智能变电站都统一接线，统一配置，像克隆变电站一样。在软件开发方面独立和共享性将得到完善和发展。
5、结语
智能变电站是智能电网的重要组成部
分， 实现信息系统一体化、功能集约化、结构紧凑化、操作流程化、分析在线化是智能化变电站的关键。随着变电站智能化的快速发展， 将防误闭锁与计算机监控系统在功能及形式上融为一体， 所有的数据均在同一。
参考文献：
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【关键词】智能控制技术；机电一体化；应用
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。
参考文献
关键词：轨道交通;低压配电系统;智能控制
1引言
随着国民经济的发展，城市规模在不断扩大，城市人口急剧增加，随之出现的交通拥堵问题日趋严重。城市轨道交通具有运量大、速度快、安全性高、节能环保等特点，作为新的交通运输方式以其不可比拟的优势快速发展起来，在城市公共交通中发挥着越来越大的作用，能够缓解城市交通的拥堵问题，是城市中重要的交通工具[1]。
2轨道交通低压配电系统
低压配电系统是轨道交通系统的重要组成部分，除轨道交通的牵引负荷外，低压配电系统提供轨道交通的其余所有设备的运营用电。低压配电系统根据其功能不同可以分为降压变电所低压系统与环控电控低压系统，用于向轨道交通系统中不同的设备供电[2]，例如降压变电所低压系统用于向车站内的自动售票机、电动扶梯、监控系统、照明设备等供电，环控电控低压系统用于向通风空调系统中的各类设备供电。轨道交通系统中的低压配电系统因其应用环境的特殊性，在系统的集成性、安全性、可靠性方面要求更为严格。在集成性方面，由于车站内的空间有限，对低压配电系统的集成性要求较高，配电系统需要高度集成、所占空间小，提高车站的空间利用率；在安全性方面，轨道交通低压配电系统的安装环境复杂，配电系统应具备良好的安全性以应对不同的安装环境，例如在潮湿闷热的环境中安装低压配电系统，供电电缆需要具备良好的耐腐蚀性与绝缘性，降低低压配电系统的故障机率，保障交通轨道运行的安全性[3]；在可靠性方面，轨道交通低压配电系统若是发生故障会影响轨道交通的正常运行，给轨道运营的经济效益与社会效益带来不良冲击，因此提高低压配电系统的可靠性与稳定性是轨道交通系统正常运行的重要保证。
3低压配电系统的智能化控制
低压配电系统的智能化控制通过实时采集系统整个工作过程中的参数数据，实时监测系统的工作状态，并不断比对系统正常工作状态与标准参数或对监测数据进行深入挖掘评估，对系统中存在的故障进行诊断与预测，提高系统故障预测与定位的准确率及故障抢修率，保障低压配电系统的正常工作。轨道交通低压配电系统的智能化控制系统一般由智能元件、现场总线、通信控制器等基本组件构成[4]，智能元件是智能化控制系统的眼睛，用于实时监测系统的运行状态，实时采集系统运行时的各类参数指标；通信控制器用于控制监测数据的传输通信，现场总线用于连接智能元件与通信控制器，实现向通信控制器传输智能元件所采集数据或用于通信控制器向智能元件的指令传递。低压配电系统根据其功能不同可以分为降压变电所低压系统与环控电控低压系统，不同的低压配电由于面向供电对象不同，所采用的智能元件也有较大差异。
3.1降压变电所低压系统
对于降压变电所低压系统而言，其面向的供电设备为自动售票机、电动扶梯、监控系统、照明设备等。降压变电所低压系统借助智能化数字仪表、以太网网关、智能断路器、现场总线、可编程控制器等实现对三级负荷总开关、重要馈线回路与进线断路器等元器件的实时工作状态监测与远程遥控，其结构是当主电源正常有电时，主电源自动投入，备用电源备用；当主电源故障或失电时备用电源投入，如果主电源恢复正常时，自动停备用电源，再切换到主电源供电，从而保证了低压配电系统的持续供电与轨道交通系统的正常运营。
3.2环控电控低压系统
对于环控电控低压系统而言，其面向供电设备为通风空调系统，环控电控低压系统借助智能化数字仪表、智能断路器、现场总线、通信控制器、可编程控制器等实现对通风空调电动机的实时监测、远程控制与保护，其结构是过实时监测空调电动机的回路，实时采集通风空调设备的工作状态参数，在通信控制器对采集到的数据进行归纳整理分析，在对通风空调中存在的故障进行诊断预测后，由可编程逻辑控制器向通风空调的电动机下达工作指令，控制并调整空调设备的工作状态[5]，实现对通风空调设备的自动化模块控制，保证空调设备的安全可控、正常运行。
4结论
低压配电系统是轨道交通系统中的重要组成部分，其稳定性与安全性直接关系到轨道交通系统的运营状态与社会效益，对轨道交通低压配电系统进行实时智能化监测，及时预测或发现系统中存在故障，一方面可以通过远程控制系统采取应急措施，保持轨道交通系统的正常运转，一方面可以提高故障的检修率，提高系统运营维护的便利性。本文对轨道交通低压配电系统的智能化控制进行了详细的分析，包括智能化控制的目标、智能化控制系统的构成等，对提高轨道交通低压配电系统的稳定性与安全性具有重要促进作用。
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【关键词】电气自动化 控制系统 智能化
当前信息化技术的高速发展伴随电气自动化控制技术也实现了飞速发展。通过电气自动化控制结合通信技术、计算机技术等使得电器行业进入一个高速发展的时期，很多智能化电气控制系统相继完成和应用，全国智能化电气控制系统正逐渐走入世界先进水平之列。
一、电气综合自动化系统设计满足的基础要求
变电站电气综合自动化控制系统进行运行中除了要确保各控制保护单元保留紧急的手动操作跳、合闸之外，其它用于对系统进行全部控制、监测和报警功能都是通过计算机系统进行实现的。变电站应用电气综合自动化控制系统后无需再行设置其它设备，就能实现和满足遥信、遥测、遥控、遥调的功能，电气综合自动化控制系统可以满足变电站无人值班的智能化需求。从满足系统设计要求来看，电气自动化控制系统有以下的几个特点：
（一）分布式设计
电气综合自动化系统采用了模块化、分布式的开放结构，电气综合自动化控制系统运行中所有的控制、监测以及报警等信号均在就地单元内进行处理后经光纤总线传输至变电站主控室的监控计算机，电气综合自动化控制系统可以确保个单元之间不产生影响，从而实现各就地单元的相互独立。
（二）可扩展性和兼容性
可扩展性是指在进行电气自动化控制系统的设计时应充分考虑到用户未来进行变电站规模及功能的扩充需求；系统兼容性主要是指进行电气自动化控制系统设计时能够满足与变电站其它设备标准化运行的融合，能够对其他设备进行标准的串行通讯接口或者I/O接口，用户能够通过自动化控制系统根据客户需求进行灵活配置，系统也能够满足和适应计算机技术和软件更新的要求和发展。
二、电气自动化控制系统的设计思想
（一）集中监控方式
集中监控方式最大的优点体现在运行维护方面，由于其维护方便对于系统控制站的防护要求也不高，因此，在进行系统设计时较为简单。但由于将系统的各个功能要进行集中到一个处理器中进行集中处理，因此，加大了处理器的任务，从而影响了处理速度。另外，由于电气设备要确保全部进入监控范围之内，随着监控设备的急剧增加会带来主机冗余的下降、以及布设设备的电缆数量相应增加，过长距离的电缆引入的干扰也对系统可靠性形成了一定的影响。
（二）现场总线监控方式
现代的变电站综合自动化系统中，已经普遍在应用互联网以及现场总线等计算机网络技术，应用现代化的计算机技术以后，给变电站带来了根本性的变化，一方面不仅为自身的工作积累了丰富的工作经验，大大提高了工作效率，另一方面为不仅证实了网络控制系统用于发电厂电气设备的可行性，而且大大推进了智能化电气设备的发展。现场总线监控方式帮助系统设计大大提高了工作的细化程度和工作效率，节省了工作时间。现场总线监控方式还具有另外一个优点，从根本上节约了很多设备的成本，比如，端子柜、模拟量送变器等的隔离设备都可以取消。另外节省了人力资源，比如因为现场总线监控方式采用的是智能设备，安装方便，使用方便，节省了工作中的一些不必要的环节，从而从人力物力都大大降低了工作成本。另一方面由于采用的智能设备本身具有采用互联网的方式独立工作的特点，因此如果工作的任何一个环节出现故障都不会影响其他部分，并且维修方便，具有灵活性，因此也必然会有效的提高工作效率和质量。
三、电气自动化控制系统的发展
一批具有国内领先水平的电器智能化技术设备，主要采用的是电气系统集成技术，被实际应用于工程建设之中，从使用的成效来看，不仅提高了整个工程建设的质量很效率，而且工作效果得到了相关权威部门的肯定。采用电气系统集成技术有其必要性，它可以使智能电气系统内的每个子系统充分做到资源共享，避免只有通过各自的操作站才能完成预期工作的弊端，从而达到方便管理，提高效率的作用。在系统的集成过程中，受一些因素的影响，会出现不同的集成模式，具体因素有集成所选择的系统平台、网络结构、子系统范围等。系统集成方式的由来也是一个自然的过程，首先要有先进的计算机技术、网络技术、控制技术和显示技术，然后通过智能化设备使各个子系统互相连接，资源共享。电气设备管理系统（BMS）是利用开放的协议以达到各相关子系统之间的联动控制和信息共享，从而达到提高管理效率、提高处理突发事件的能力以及节能节省的目的，系统集成是提高工作效率，推动企业发展的良好工具，使用系统集成要做到在技术成熟、系统可靠、投资合理、管理高效等前提下，按需集成，从客观实际需求出发。
四、总结
随着OPC技术的出现和发展以及IEC61131的颁布，另外，随着Windows平台的广泛应用，未来，在电气自动化系统设计中，电气技术将向充分与计算机进行结合的趋势进行发展。
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电梯智能化系统的控制方式有8种；
方式有：手柄操纵控制；按钮控制；信号控制；集选控制；向下集选控制；并联控制；群控；智能控制。
其中，电梯智能控制、电梯呼叫控制和电梯信号控制这三种都是目前电梯智能化系统控制方式中比较常见的方式，而且是最为实用的三种方法。
（来源：文章屋网 ）
一、机电一体化及智能控制系统概述
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
三、智能控制在机电一体化系统中发展的必然趋势分析
【关键词】消防自动报警系统；智能化系统；联动控制
本文设计的消防自动报警系统处理器选用的是三星ARM9处理器，芯片为S3C2440，操作系统选用的是Linux。这一系统具有嵌入式Web接口，这样在Internet访问管理系统中移动终端也就能够是实现关于设备的远程监控。在室内实施了GPRS通信模块及Zigbee模块设计，以能够实现传感器和ARM9处理器之间的信号传递，强化室内环境的有效监控。本文把基于ARM的无线嵌入式消防自动报警系统的各方面设计实施分析研究。
1 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的总体结构设计
消防自动报警系统由多种子部件组成，在这些子部件的支撑下，该系统才能实现内部和外部智能化系统的通信，并强化内部设备管理和控制。
2 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的通信模块设计
关于系统通信模块的设计可以分成两部分，其中分别是其内部通信模块及外部通信模块。其中在内部通信模块设计中，最主要的就是设备控制器以及信号传输设备，但是在实际设计过程中为了对环保和美化需求满足，本次设计所选取的是Zigbee作为无线传输设备，这样可以消除布线的麻烦。外部通信模块主要包括互联网、GPRS模块以及终端设备，其中通过互联网可以实现终端设备对IP地址的访问，这样也就可以成功实现远程控制和管理设备[1]。
3 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的软件设计
3.1 嵌入式系统运行环境的裁剪移植
Linux系统设计工作可以分成两个部分，首先需要实施控制系统初始化，同时将其内核各项参数实施调用，实施开发板U-boot移植，另外也要对系统中的内核启动各项参数实施优化设置；其次要对系统中的不必要部分进行移除。
3.2 Web服务器的设计
关于Web服务器理由的选择范围包括：Apache，mini-Httpd，Thttpd，Goahead等等。关于Web服务器核心处理器的应用，则不但要确保其能够实现Web服务程序运行，并且还要确保支持TCP/IP协议，这样用户在实施Web服务器访问的时候通过APP或浏览器即可，采用相关操作也就可以实现家庭设备的相应监控。
3.3 Main软件功能的设计
Main软件功能设计主要是要实现其与摄像头、红外传感器、温控以及烟感等的有关连接，如果在房间内的烟雾和温度已经达到之间设置的值时候，Main软件也就会作出报警，在终端设备上出现相应的显示；如果屋内出现明火，也就会把被红外传感器成功监控到，该软件会自行命令相关设备进行喷淋，或者根据用户通过终端设备下发的指令进行其他的处理[2]。
4 消防自动报警系统与智能化系统联动控制系统的硬件结构设计
4.1 系统的所有硬件结构
本文设计的消防自动报警系统的硬件结构主要有：LED显示设备、Zigbee调节器、电源模块、、GPRS模块、消防设备门禁传感器等设备、数据通信设备等
4.2 嵌入式处理器
三星公司的ARM9处理器是本文设计的消防自动报警系统的处理器，其核心芯片是S3C2440，除了ARM9处理器本身具备的外设模块外，其芯片也集成了JATG、通信、存储器等模块，使得系统变得更加稳定、可靠[3]。
4.3 Zigbee模块
这一模块在家庭网关中的重要作用是网络协管器，经常应用的型号是网峰牌CC2530，主要是针对烟雾、红外线传感器、温度、湿度以及门禁感应器，终端处理模块可以成功将数据无线传输和信号无线通信实现，不但能够作为是通信的起点，同时也能够作为是终点，并且可以针对内部设定的应用软件，采用相应的应急措施，有效的确保组网安全[4]。
4.4 GPRS通信模块
这一模块主要被用来进行数据采集，并且将采集来的图像成功转化为电信号之后，将其传输给嵌入式系统，成功连接智能消防设备和网络。在本次设计中所选用的GPRS通信模块信号为M35，为四频GSM/GPRS，这一模块在应用中具有抗干扰性能强、工作温度范围宽、尺寸小，同时功能消耗量比较小等，另外还可以同时支持多个IP地址以及Socket[5]。GPRS通信模块在将信息成功处理之后，可以将其发送给运动终端，让用户可以及时有效的对相关情况有所了解，提高设备监控和管理的实时性和有效性。
5 结语
本文设计的ARM的无线嵌入式消防自动报警系统，由于能与智能化系统进行联动联动控制，比传统的消防系统更加的节省材料，也更加简洁、环保，也更加的方便、快捷、智能，具有较高的应用价值。
【参考文献】
[1]梁国威.消防自动报警系统与智能化系统的联动[J].民营科技，2008，07：185.
[2]周萍.火灾自动报警系统设计中消防水泵及防烟排烟风机的联动控制接口及配线方案解析[J].硅谷，2014，08：74-76.
[3]黄佳丽.自动报警系统与联动控制系统的维护技术探析[J].电子技术与软件工程，2014，16：178-179.
关键词：机电一体化；智能控制；应用；研究
Abstract: This article from the intelligent system and electromechanical integration point of view, focus on the two fusion applications, application of intelligent control of mechanical and electrical integration system.
Keywords: mechatronics; intelligent control; application; research
中图分类号：TH-39文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
智能控制技术是在传统控制技术的基础上，利用先进的计算机技术与网络通讯技术发展起来的一项技术，是二十一世纪机电一体化技术发展的最新方向。智能控制技术的优劣在很大程度上影响着机电一体化系统的正常运行。通过模糊系统、遗传算法、专家系统及神经网络等四项技术的应用，我国机电一体化技术非常顺利地实现了智能化的控制，从而促进了我国机电一体化系统的健康长远发展。
一、关于机电一体化的概述
（一）机电一体化的含义。
所谓机电一体化，又称机械电子学，是指将电工电子技术、信息技术、接口技术、机械技术、微电子技术、传感器技术、信号变换技术等多支技术进行有机地结合，并综合应用到实际生产生活中去的一项综合性的技术。
（二）机电一体化的基本内容与组成要素及原则。
机电一体化的基本内容包括以下几个方面：一是机械技术，二是计算机与信息技术，三是系统技术，四是自动控制技术，五是传感检测技术，六是伺服传动技术。机电一体化的组成要素包括：一是结构组成要素；二是运动组成要素；三是感知组成要素；四是职能组成要素。机电一体化的四大原则包括：一是结构耦合；二是运动传递；三是信息控制；四是能量转换。
二、关于智能控制
（一）智能控制的含义。
所谓智能控制，就是指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，主要面向比传统控制更为复杂、多样的控制任务和控制目的，为当今社会的发展带来了更为广泛的适应空间，解决了传统控制无法实现的复杂系统的控制。传统的控制只是智能控制中的一个组成部分，是智能控制最底层的阶段。智能控制是由多个学科相互交叉所形成的学科，它的理论基础包括信息论、自动控制论、运筹学及人工智能等内容。
（二）智能控制的特征。
智能控制具有以下特征：一是智能控制的核心在高层控制，即组织级；二是智能控制器具有非线性特性；三是智能控制具有变结构特点；四是智能控制器具有总体自寻优特性；五是智能控制系统应能满足多样性目标的高性能要求；六是智能控制是一门边缘交叉学科；七是智能控制是一个新兴的研究领域。
（三）智能控制的类型。
一是集成或者混合（复合）控制；二是分级递阶控制系统；三是专家控制系统（Expert System)；四是人工神经网络控制系统；五是学习控制系统；六是进化计算与遗传算法；七是组合智能控制方法等。
（四）智能控制发展的趋势。
智能控制系统具有极强的学习功能、组织功能及适应，其在机电一体化方面的广泛应用是当前智能控制的一大发展趋势。遗传算法、专家系统及神经网络是应用在机电一体化系统中的最常见的四种技术，它们之间存在着相互依存、相辅相成的关系。近年来，智能控制技术在国内外已有了较大的发展，己进入工程化，实用化的阶段。但作为一门新兴的理论技术，它还处在一个发展时期。然而，随着人工智能技术，计算机技术的迅速发展，智能控制必将迎来它的发展新时期。
三、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。
（一）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。
（二）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。
（三）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。
（四）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。
四、结语
随着微电子技术及超大规模的集成电路的发展，我国的机电一体化技术越来越成熟，在工业与农业的发展中发挥着至关重要的作用。但在实际的生活中，很多机电一体化应用中的农业与工业对象具有多层次、不确定性、非线性等特征，给机电一体化的发展带来了很大的难题。智能控制系统的出现及应用，为机电一体化的长远发展创造了良好的外部环境。因此，智能控制在机电一体化方面的应用越来越受到人们的重视。
参考文献：
[1]董勇,谢士敏.机电一体化系统中智能控制的应用体会[J].数字技术与应用，2011(10).
