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智能控制范文第1篇

關(guān)鍵詞：智能可編程保護(hù)泵站智能控制

一般的泵站智能控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

泵站自動(dòng)智能控制系統(tǒng)面向新建、擴(kuò)建或改建的大、中、小型灌溉、排水及工業(yè)、城鎮(zhèn)供水泵站的自動(dòng)化智能控制，實(shí)現(xiàn)泵站的無人值班、遠(yuǎn)程智能控制、優(yōu)化調(diào)度及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

泵站自動(dòng)智能控制系統(tǒng)對(duì)全站泵組、電氣系統(tǒng)、公用油、水、氣系統(tǒng)、閘門控制系統(tǒng)、勵(lì)磁系統(tǒng)及直流系統(tǒng)進(jìn)行有效監(jiān)視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)泵站無人值班（無人值守）的目標(biāo)。

1、1泵站智能控制系統(tǒng)由以下組成：

上位機(jī)

泵站自動(dòng)智能控制系統(tǒng)的上位機(jī)智能控制軟件可選用力控、(i)FIX、WinCC、InTouch、組態(tài)王等組態(tài)軟件。

現(xiàn)地控制單元LCU

現(xiàn)地控制單元可選用可編程控制器（PLC）為主并配以各種專用功能裝置，國(guó)內(nèi)采用較為流行的PLC主要有Siemens公司的S7系列，GE公司的90-30系列、90-70系列，MODICON公司的TSX QuantuPowerSafe、PremiuPowerSafe，以及AB公司的SLC500系列和ABB公司的MODECELL系列。

1、2系統(tǒng)典型配置

系統(tǒng)由主機(jī)、工控機(jī)、UPS、打印機(jī)、PLC、配電柜、傳感器以及相應(yīng)的應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件等組成。主機(jī)（操作員站）可采用PC機(jī)或服務(wù)器，通訊機(jī)采用PC機(jī)，當(dāng)?shù)毓た貦C(jī)采用一體化PC工控機(jī)。

系統(tǒng)中PLC負(fù)責(zé)控制泵組的啟停、閘門的啟閉和開度、變電站和泵用電開關(guān)的分合、輔助設(shè)備油、氣、水的自動(dòng)控制。監(jiān)視電機(jī)、電路故障；監(jiān)視水位、水質(zhì)、電量、溫度及壓力等是否有越限，并隨時(shí)將這些信息報(bào)告給工控機(jī)。工控機(jī)對(duì)接收的數(shù)據(jù)和格式進(jìn)行合理性校驗(yàn)，按數(shù)據(jù)類別進(jìn)行分類、格式化，對(duì)水文數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)段處理，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并用圖形、圖表及文字等形式將這些信息顯示在顯示器上。

系統(tǒng)通過各類傳感器、智能儀表采集水位、流量、壓力、溫度、電量等模擬量、開關(guān)量、脈沖量和溫度量

系統(tǒng)的配置和設(shè)備選型符合計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速的特點(diǎn)，充分利用計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，并結(jié)合泵站自動(dòng)化程度要求高的特點(diǎn)，使泵站運(yùn)行管理智能化，并能方便地完成與其他管理信息計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的連接。系統(tǒng)軟硬件均采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，具有高度的可靠性、安全性、實(shí)時(shí)性、實(shí)用性、靈活性和便于擴(kuò)充。智能控制系統(tǒng)保證與泵站同步投運(yùn)。

但是從以上的描述可以看出，除了泵站智能控制系統(tǒng)的PLC、LCU等設(shè)備以外，泵站的電力仍然需要配備完善的微機(jī)繼電保護(hù)單元、智能配電儀表。并且在泵站的運(yùn)行中占據(jù)了很重要的地位。

泵站智能控制中的LCU的組成

在泵站智能控制系統(tǒng)中，LCU（現(xiàn)地控制單元）典型的功能如下：

變電站LCU通過Modbus 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與EP2013E繼保單元、QP550,QP450測(cè)量單元、多功能電度表、micrologic5.0p低壓400V智能測(cè)控單元、220V直流電源裝置的通訊。主變、站變、35kV和6kV母線PT等設(shè)備的部分信號(hào)通過硬布線接入變電站LCU的I/O模塊，以滿足供電部門的要求和事件順序記錄（SOE）分辨率的需要，便于故障的分析和處理。如下圖：

LCU實(shí)現(xiàn)了PLC的控制功能，通過與微機(jī)繼電保護(hù)通訊實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力的保護(hù)，通過與智能配電儀表的實(shí)現(xiàn)了對(duì)電力的智能控制。但是，這樣的實(shí)現(xiàn)方案有以下的缺點(diǎn)：

可靠性低：由于組成的部件多，連接線多，出錯(cuò)的可能性大。

安裝困難，占空間大

成本高

調(diào)試復(fù)雜，時(shí)間長(zhǎng)，費(fèi)用大：多個(gè)不同的產(chǎn)品互聯(lián)，很難調(diào)試。

PowerSafe智能全可編程保護(hù)管理單元

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，微機(jī)繼電保護(hù)發(fā)展到了一個(gè)嶄新的高度，新一代的可編程保護(hù)管理單元能夠涵蓋繼電保護(hù)、PLC、電力智能控制的全部功能。

以美國(guó)電氣控制公司（ELECON）系列可編程保護(hù)管理單元為例：

PowerSafe是ELECON研發(fā)的成套新一代可編程保護(hù)管理單元。產(chǎn)品采用大容量、資源冗余設(shè)計(jì)，適用于110KV及以下電壓等級(jí)電網(wǎng)的保護(hù)、控制、測(cè)量和監(jiān)視。

可編程保護(hù)管理單元具備PLC的邏輯可編程功能

POWERSAFE提供支持IEC-61131-3圖形可編程標(biāo)準(zhǔn)的PLC邏輯可編程功能。通過配套的SafeLogic軟件包就可以在Windows®環(huán)境下用邏輯圖形符號(hào)對(duì)保護(hù)元件、輸入信號(hào)、繼電器出口、指示燈、故障錄波觸發(fā)等資源進(jìn)行簡(jiǎn)單的編程，形象直觀。PLC功能使泵站監(jiān)控系統(tǒng)所需要的自動(dòng)化功能和順序邏輯控制功能集成到一個(gè)裝置中。

可編程保護(hù)管理單元具備多總線通信

POWERSAFE支持RS485總線、光纖、CAN現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)形態(tài)，以滿足不同用戶、不同工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)、不同網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、不同規(guī)模的系統(tǒng)對(duì)通信和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的要求。支持雙網(wǎng)模式，并行或以熱備用方式工作。從而進(jìn)一步提高了通信的可靠性?？梢允褂肐EC60870-5-103規(guī)約 或者M(jìn)odbus RTU規(guī)約實(shí)現(xiàn)與上層設(shè)備的通信。

可編程保護(hù)管理單元具備豐富的接口資源

POWERSAFE提供的接口資源包括：8個(gè)交流電流、4個(gè)交流電壓輸入；3個(gè)4-20mA/0-5V RTD輸入信號(hào)；16路或32路開關(guān)量輸入（交直流兩用）、11路或16路開關(guān)量輸出；通信接口有1個(gè)RS485，1對(duì)光纖，1個(gè)RS232調(diào)試口，1個(gè)CAN，以及2個(gè)以太網(wǎng)。

高可靠性設(shè)計(jì)

POWERSAFE本著穩(wěn)定可靠、經(jīng)久耐用的設(shè)計(jì)原則，全部采用工業(yè)級(jí)元器件、所有與外界的連接均做到了充分的電氣隔離，并內(nèi)置抗雷擊保護(hù)電路和電源濾波器。專業(yè)的EMC設(shè)計(jì)。對(duì)裝置輸入電源、模擬和數(shù)字電源進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，配合完善的在線自檢測(cè)試程序，從根本上保證了其運(yùn)行的可靠性。對(duì)輸入電源的監(jiān)視使得POWERSAFE在停電之前將重要數(shù)據(jù)及時(shí)保存。

全面的事故分析記錄

POWERSAFE能為用戶提供的用于事故分析診斷的信息有8次故障錄波和100條SOE。其中，每次故障錄波的長(zhǎng)度為故障前4后24共28個(gè)周波，每周波32點(diǎn)采樣，實(shí)時(shí)記錄包括9個(gè)交流量、32個(gè)開入、16個(gè)開出量、所有保護(hù)模塊的狀態(tài)；SOE除了記錄各種保護(hù)動(dòng)作信息外，還記錄經(jīng)過濾波的開入變位，以及其它有助于事故分析的信息，包括裝置上電、裝置掉電、裝置復(fù)位、信號(hào)復(fù)歸、遙控操作、就地操作、修改保護(hù)定值、裝置自檢錯(cuò)誤、裝置超溫等信息。借助于SafeLogic軟件包可以對(duì)故障錄波進(jìn)行詳盡直觀的分析。

高精度測(cè)量

POWERSAFE的測(cè)量功能包括對(duì)IA、IB、IC、I0、UA、UB、UC、UAB（UAB1）、UBC（UBC1）、UCA（UCA1）、U0、UAB2、UBC2、UCA2、P、Q、f、fs、PF的精準(zhǔn)測(cè)量，以及對(duì)正向kWh、反向kWh、正向kVarh、反向kVarh的計(jì)量。其中電壓、電流和功率因數(shù)的測(cè)量精度達(dá)到了0.2級(jí)，功率、電度的精度達(dá)到了0.5級(jí)，測(cè)頻偏差最大±0.01Hz。采用頻率跟蹤技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)頻率的變化，實(shí)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)采樣的時(shí)間間隔，可以徹底消除基頻波動(dòng)引起的計(jì)算誤差，能保證在基頻偏離工頻50Hz很大的情況下準(zhǔn)確計(jì)算出當(dāng)時(shí)系統(tǒng)的基頻分量、諧波分量和序分量。并且，POWERSAFE的測(cè)頻通道可以自動(dòng)切換，只要有交流電輸入，就有頻率值。

精準(zhǔn)的校時(shí)

POWERSAFE的校時(shí)有三種：人工裝置面板校時(shí)，通信校時(shí)和IRIG-B碼校時(shí)。其中，人工裝置面板校時(shí)為粗校時(shí)，無精度可言，一般用于調(diào)試；通信校時(shí)的精度小于±100ms；而IRIG-B碼校時(shí)的精度小于或等于±1ms。精準(zhǔn)的校時(shí)保證了故障錄波和SOE信息的可信度，提升了它們?cè)谑鹿史治鲋械膬r(jià)值。尤其，即使POWERSAFE發(fā)生復(fù)位或短暫掉電，也不影響它的時(shí)鐘精度。

功能齊全、使用方便的面板

POWERSAFE的面板設(shè)計(jì)美觀、簡(jiǎn)潔，使用方便、簡(jiǎn)單。大液晶顯示屏上可以顯示主接線圖，開關(guān)和隔刀、地刀的實(shí)時(shí)位置，也可以同時(shí)顯示測(cè)量實(shí)時(shí)值。使用4個(gè)用于設(shè)備控制的按鍵（對(duì)象選擇、分、合、就地控制）就可以對(duì)主接線圖中的設(shè)備進(jìn)行分或合操作。POWERSAFE的面板顯示有兩個(gè)由用戶定義的主畫面（包括泵的運(yùn)行狀態(tài)畫面），用戶可根據(jù)需要，在SafeLogic上將常用的信息定義在兩個(gè)主畫面上，查看起來極其方便。此外，POWERSAFE的面板還包括8個(gè)可以編程的3色LED指示燈，1個(gè)用于就地/遠(yuǎn)方控制切換的按鍵和對(duì)應(yīng)的3個(gè)位置指示燈，1個(gè)信號(hào)復(fù)歸按鍵和一套由上、下、左、右4個(gè)按鍵、1個(gè)退出、1個(gè)確認(rèn)按鍵組成的人機(jī)交互鍵。人機(jī)界面有兩個(gè)用戶級(jí)別，瀏覽級(jí)和控制級(jí)。瀏覽級(jí)用于日常的測(cè)量和監(jiān)視，而控制級(jí)可用于設(shè)定參數(shù)和保護(hù)定值、就地操作。

POWERSAFE的人機(jī)交互有充分的提示信息，易學(xué)易會(huì)。

智能可編程保護(hù)管理單元在泵站智能控制中的應(yīng)用

由于智能可編程保護(hù)管理單元具備PLC、LCU、繼電保護(hù)、電力儀表等全部的功能，完全可以應(yīng)用在泵站智能控制中。

每個(gè)PowerSafe可編程保護(hù)管理單元具備以下設(shè)備的功能：

完善的繼電保護(hù)功能;

全面的電力測(cè)量功能，完全取代智能配電儀表

模擬輸入，可接入溫度變送器，取代溫度巡檢儀。

最多可擴(kuò)展32DI,16DO的可編程節(jié)點(diǎn)，取代PLC

可以組態(tài)的大屏幕液晶顯示，取代顯示面板。

多總線通信，不需要其他的通訊輔助設(shè)備。

結(jié)論

智能控制范文第2篇

1．1控制模塊的硬件設(shè)計(jì)控制模塊選用了STM32F107VC32位ARM處理器［1］，此芯片集成了各種高性能工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口，且STM32不同型號(hào)產(chǎn)品在引腳和軟件上具有完美的兼容性，可以輕松適應(yīng)更多的應(yīng)用。MCU本身包含有標(biāo)準(zhǔn)RS23，ISP及USB通訊接口，運(yùn)行頻率高達(dá)72MHz，因而使得系統(tǒng)能夠以精簡(jiǎn)的設(shè)計(jì)，高速的數(shù)據(jù)處理速度完成智能控制。STM32系列單片GPIO口多達(dá)51個(gè)，大部分可復(fù)用，本模塊中所配置GPIO口包括：RS232通訊接口PB10，PB11，連接圖2中Flow＿TXD，F(xiàn)low＿RXD，傳輸流量傳感器檢測(cè)信號(hào)；ISP三線通訊接口PC9，PC10，PC11，對(duì)應(yīng)圖3中PV＿CS，PV＿SLCK，PV＿DIN信號(hào)；PC8輸出切換信號(hào)?？刂颇K選用的流量傳感器為FS4001系列小流量氣體質(zhì)量流量傳感器。FS4001是專門為各類小流量氣體的測(cè)量和過程控制而設(shè)計(jì)的，其獨(dú)特的封裝技術(shù)使之可用于各類管徑，成本低、易安裝、不需要溫度壓力補(bǔ)償，可替代容積式或壓差式的傳統(tǒng)流量傳感器，其精度達(dá)到±（1．5＋0．5FS）％，重復(fù)性達(dá)到±0．25％，1mm通徑傳感器，最大流量達(dá)到200SCMM。FS4001與MCU通過RS232接口進(jìn)行通訊，經(jīng)過MAX3232實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換后，按照專用通訊協(xié)議，可完成FS4001自校準(zhǔn)以及流量讀取。接口電路見圖2。STM32F107VC對(duì)測(cè)得流量和設(shè)置流量之差進(jìn)行比較以及控制算法的計(jì)算后，將控制數(shù)字量輸出至DA芯片LTC2641，DAC將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬控制量，經(jīng)低功耗、精密單電源運(yùn)算放大器OPA2234及放大管2N3904將信號(hào)放大后驅(qū)動(dòng)比例閥，完成流量的控制?？刂颇K中的DAC為單極性LTC2641，此芯片僅消耗120μA電源電流，就滿標(biāo)度階躍而言，僅用1μs就能穩(wěn)定在0．5LSB以內(nèi)。DAC通過3線SP兼容串行接口，以高達(dá)50MHz的時(shí)鐘速率通信，其6位INL誤差最大值在整個(gè)溫度范圍內(nèi)為僅±2LSB。DA轉(zhuǎn)換及比例閥驅(qū)動(dòng)電路見圖3?？刂颇K中比例閥選用VSO?系列熱補(bǔ)償型微型比例電磁閥［2］，通過VSO技術(shù)（voltagesensitiveorifice），即電壓敏感性通徑技術(shù)，比例閥可以根據(jù)輸入電流的大小，精確的控制氣體流量比例。比例閥通過直流電流驅(qū)動(dòng)或脈沖調(diào)幅驅(qū)動(dòng)，并使用閉環(huán)反饋控制，能夠獲得優(yōu)化的系統(tǒng)性能。本模塊中的比例閥線圈最小工作電壓20VDC，控制電流范圍在0～91mA，電流與流量的關(guān)系如圖4。模塊中氣氛切換的功能實(shí)現(xiàn)是通過MCU發(fā)送切換信號(hào)，控制管子2N3904的導(dǎo)通與關(guān)閉，來驅(qū)動(dòng)VZ100電磁閥兩通道的轉(zhuǎn)換來完成。切換功能電路見圖5。

1．2模塊的軟件設(shè)計(jì)模塊軟件分為兩部分：控制軟件及交互軟件。控制軟件包括數(shù)據(jù)采集，與比列閥，流量傳感器及上位計(jì)算機(jī)的通訊，數(shù)據(jù)濾波，PID控制算法等，采用C語言；交互軟件則主要用于計(jì)算機(jī)操作，便于用戶進(jìn)行流量設(shè)置與氣氛切換的操作，同時(shí)可實(shí)時(shí)顯示氣氛流量曲線以及數(shù)據(jù)儲(chǔ)存，采用VB語言編寫。

2測(cè)試結(jié)果

目前模塊樣機(jī)配置于DSC30熱分析儀上，通過此模塊控制通入儀器爐體的吹掃氣氛，測(cè)試時(shí)，模塊的氣路一，通入氮?dú)?，配合控制軟件，設(shè)置氣氛流量為50ml／min，觀察儀器DSC基線數(shù)據(jù)約25min，采樣圖譜見圖6所示。圖譜顯示基線平直度完美。DSC30共有兩路氣氛輸入，在實(shí)驗(yàn)過程中設(shè)置氣路一氣氛（氮?dú)猓┝髁繛?0mL／min，氣路二氣氛（氧氣）流量60mL／min。開始測(cè)試時(shí)，缺省通入氣氛一，實(shí)驗(yàn)5min后，按氣路切換鍵，切換為氣氛二通入，可觀察到軟件窗口中氣氛一和氣氛二數(shù)值的變化，氣路二采樣數(shù)據(jù)（以秒為時(shí)間單位）見表一。根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，模塊的氣氛控制精度誤差＜±0．1mL／min，切換穩(wěn)定時(shí)間＜16s。

3結(jié)束語

智能控制范文第3篇

【關(guān)鍵詞】智能控制技術(shù)；智能建筑；應(yīng)用

智能控制技術(shù)和智能建筑的發(fā)展是相互依存的，不僅為人們提供了舒適的居住和工作環(huán)境，而且不斷進(jìn)步的智能控制技術(shù)在智能建筑的應(yīng)用也令人們感覺到信息化社會(huì)的優(yōu)越性。但是，智能控制技術(shù)在智能建筑的應(yīng)用中還存在一些問題，亟待需要解決。

1 智能控制技術(shù)在智能建筑應(yīng)用的現(xiàn)狀

1.1 智能控制技術(shù)與智能建筑

所謂智能控制技術(shù)，就是指計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)和通信技術(shù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)的結(jié)合，它是不斷發(fā)展前進(jìn)的，依托于智能建筑的發(fā)展，又推動(dòng)著智能建筑的發(fā)展。所謂智能建筑，就是指現(xiàn)代化建筑技術(shù)與智能控制技術(shù)等體系相結(jié)合的產(chǎn)物，它大大提高了人們的生活質(zhì)量、工作效率和管理水平。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求日益提高，智能建筑的建設(shè)和發(fā)展更加快速。

1.2 智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

就我國(guó)而言，我國(guó)的智能建筑仍然處于初級(jí)和探索階段，現(xiàn)在智能建筑技術(shù)與綠色建筑技術(shù)結(jié)合起來，更加豐富了智能建筑的內(nèi)涵，既為使用者提供健康、舒適、安全的居住和工作空間，也能夠提高資源的利用率、降低對(duì)環(huán)境的影響。現(xiàn)在，控制技術(shù)經(jīng)過了DCS（集散式控制系統(tǒng)）、PLC（邏輯控制系統(tǒng)）技術(shù)的發(fā)展，DDC（直接數(shù)字控制）在這一領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用也日益深化，但是在應(yīng)用過程中還存在一些問題，需要相關(guān)部門積極尋求解決的措施。

2 智能控制技術(shù)在智能建筑應(yīng)用中存在的問題

智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用日益廣泛，但是還存在一些問題，主要以下幾個(gè)：

2.1 控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化工作有待進(jìn)一步深化

現(xiàn)在，智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用進(jìn)一步深化，但是控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議還沒有完善的標(biāo)準(zhǔn)，這不僅造成了智能控制技術(shù)在智能建筑應(yīng)用過程中缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，而且也會(huì)降低技術(shù)應(yīng)用的效率。例如，BACnet協(xié)議中的與CCTV相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)還沒有制定出來，而CCTV是樓宇自控系統(tǒng)的重要組成部分，因此，在BACnet中實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)的對(duì)象標(biāo)準(zhǔn)是必須的。

2.2 agent技術(shù)的應(yīng)用許多還停留在規(guī)劃階段，許多相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步深入研究

agent技術(shù)是智能控制技術(shù)的重要組成部分，雖然它在智能建筑中已有所應(yīng)用，但是大多仍然停留在規(guī)劃階段，很多與之相關(guān)的技術(shù)細(xì)節(jié)不深入、細(xì)致，還需要進(jìn)一步深入研究，這也影響了智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用的深度和范圍。例如，agent運(yùn)行平臺(tái)的優(yōu)化，適合智能樓宇的agent通信語言的研究等；

2.3 智能agent技術(shù)與日益標(biāo)準(zhǔn)化的控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的融合還沒有得到充足的重視

目前，研究者還沒有將智能agent技術(shù)與日益標(biāo)準(zhǔn)化的控制網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之間的融合提上議事日程，說明其還沒有得到研究者的充分重視。這也不利于智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用，因此，將agent更好地構(gòu)建于統(tǒng)一的控制網(wǎng)絡(luò)之上應(yīng)該成為下一步研究的重點(diǎn)。

2.4 支撐agent運(yùn)行的嵌入式平臺(tái)，應(yīng)該是另一個(gè)研究重點(diǎn)

它包括底層運(yùn)行的嵌入式操作系統(tǒng)的研究和agent運(yùn)行的嵌入式平臺(tái)的研究，簡(jiǎn)言之，智能建筑已經(jīng)發(fā)展到第三代，它的發(fā)展有賴于第三代建筑智能建筑技術(shù)的發(fā)展，特別是人工智能技術(shù)以及與控制相關(guān)的agent技術(shù)。但是就目前的發(fā)展水平而言，我國(guó)在智能建筑領(lǐng)域的技術(shù)平臺(tái)還不是很完善，支撐agent運(yùn)行的嵌入式平臺(tái)還沒有得到廣泛的運(yùn)用，這會(huì)不利于智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用。

3 應(yīng)采取的策略

為了解決上述問題，相關(guān)部門應(yīng)采取相應(yīng)的措施加以解決，主要以下幾個(gè)：

3.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)是智能建筑的主要依托

計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定水平，特別是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的廣泛到很高的程度之后，計(jì)算機(jī)已成為人們生活中不可缺少的重要工具。這與其能力、效果、規(guī)模、以及聯(lián)絡(luò)范圍有關(guān)，所以大型計(jì)算機(jī)效果更好。起初可能只是一間辦公室的設(shè)備，之后逐漸發(fā)展成整棟辦公樓的數(shù)據(jù)庫(kù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及各種子系統(tǒng)和各種附屬設(shè)備，使計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)化為建筑物的一個(gè)部分。與此同時(shí)，為了提高控制的方便性、可靠性，又可達(dá)到科學(xué)地節(jié)約能源的目的，建筑物內(nèi)的各種設(shè)備控制管理也應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行。因此智能化建筑可以為用戶提供業(yè)務(wù)活動(dòng)。

3.2 通訊技術(shù)是智能建筑的重要內(nèi)容

由于技術(shù)發(fā)展，通訊已成熟的采用各種各樣的傳播為社會(huì)服務(wù)層次越高的科研管理等。對(duì)通訊的水平要求也就越高。通訊給人們帶來了能量巨大的信息通道，達(dá)到了信息資源全球性共享。這樣的科技發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義，甚至成為時(shí)代的象征，所以有“21世紀(jì)是信息時(shí)代”之說。在這樣的背景下，建筑物必然需要為用戶配置足夠多的各種運(yùn)行十分可靠的通訊系統(tǒng)，通過不同的網(wǎng)絡(luò)渠道為用戶服務(wù)。這可以說是智能建筑的又一特點(diǎn)。

3.3 智能化集成是智能建筑體現(xiàn)功能的神經(jīng)中樞

如目前所公認(rèn)，建筑物智能化包括三大系統(tǒng)：建筑物自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)辦公自動(dòng)化(OAS)及通訊自動(dòng)化系統(tǒng)(CAs)。這三大系統(tǒng)所涉及的各種傳感器、控制器、信息傳輸設(shè)施等設(shè)置在整個(gè)大廈的各個(gè)部位，而其主系統(tǒng)的主機(jī)，子系統(tǒng)的主機(jī)也都按樓宇管理者的不同要求設(shè)置在各部位。每個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)～信息流，都按各系統(tǒng)的技術(shù)邏輯要求進(jìn)行傳輸。因此寬頻帶，高速度，大容量的不線綜合布線系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在這個(gè)基礎(chǔ)上，系統(tǒng)集成的目標(biāo)就是將上述三大系統(tǒng)進(jìn)行信息綜合管理，形成一一個(gè)統(tǒng)一協(xié)調(diào)的整體，構(gòu)成各子系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，實(shí)行信息交換和共享，而不是個(gè)大系統(tǒng)子系統(tǒng)的簡(jiǎn)單的堆集。此外這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)該是先進(jìn)的、經(jīng)濟(jì)的，而且能方便的適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和擴(kuò)容的需要。顯然智能集成是智能建筑體現(xiàn)功能的神經(jīng)中樞，這一比喻十分形象。智能的建筑不一定要豪華，應(yīng)讓使用者舒適方便。

4 結(jié)語

智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用日益廣泛，通過智能設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合建立一個(gè)完整、統(tǒng)一的監(jiān)控管理平臺(tái)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)樓宇設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)（BAS）、通訊自動(dòng)化系統(tǒng)（CAS）和辦公自動(dòng)化系統(tǒng)（OAS）的整合，從而建立現(xiàn)代化的信息服務(wù)和物業(yè)管理系統(tǒng)，促進(jìn)智能控制技術(shù)在智能建筑中的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔣文斌，許毅平，周寧，梁超，樓字智能控制技術(shù)研究進(jìn)展，計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用[J]，2002（7）

[2]李旭，智能建筑淺談，中國(guó)科技信息[J]，2005（7）

智能控制范文第4篇

裝置總體設(shè)計(jì)

鑒于目前所實(shí)施的階梯峰谷電價(jià)和將來的實(shí)時(shí)電價(jià)政策，文中設(shè)計(jì)的家電控制裝置包括智能插座和家庭互動(dòng)終端，兩個(gè)裝置通過無線通信構(gòu)成一套家庭用電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，如圖1所示。智能插座將采集用電數(shù)據(jù)發(fā)送給家庭互動(dòng)終端，互動(dòng)終端實(shí)時(shí)顯示家庭用電和電價(jià)情況，互動(dòng)終端根據(jù)電價(jià)情況為用戶提供不同的智能節(jié)電方案，在滿足用戶用電需求的前提下，智能控制室內(nèi)各電器工作屬性，用戶根據(jù)實(shí)際情況可以對(duì)節(jié)電方案進(jìn)行調(diào)整，最大程度上降低用電量和用電費(fèi)的支出，實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置。

智能插座

智能插座是基于光纖復(fù)合電纜或無線雙通道連接家電和電源的中間設(shè)備，實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)部異構(gòu)傳感網(wǎng)絡(luò)，對(duì)家庭用電設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控與管理，在執(zhí)行通斷電操作、獲得家電狀態(tài)信息的同時(shí)兼插座使用。

1智能插座主要功能

1）對(duì)家用電器的用電量進(jìn)行計(jì)量，并采集家電的電壓、電流、功率、功率因數(shù)，將所需數(shù)據(jù)上傳至家庭互動(dòng)終端；2）利用無線等通信方式，接收互動(dòng)終端下發(fā)的控制指令，對(duì)家用電器執(zhí)行通斷電操作，在家電進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)時(shí)切斷電源，達(dá)到消除待機(jī)能耗、節(jié)能省電的目的。

2智能插座硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)智能插座的功能，硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，智能插座主要包含控制管理模塊、開斷模塊、計(jì)量模塊、通信模塊、時(shí)鐘和存儲(chǔ)模塊等。

1）控制管理模塊

智能插座在功能上要求較低，但安裝數(shù)量較多，因此在設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)濟(jì)實(shí)用性著重考慮，可選用ATMEL公司的AT89S52。

2）電能計(jì)量模塊

用于監(jiān)測(cè)電器當(dāng)前的工作狀態(tài)，如實(shí)際功率、電壓、電流等，可采用計(jì)量芯片ATT7022B。

3）開關(guān)模塊

智能插座內(nèi)部的繼電器來控制家用電器電源的通斷，微處理器接收到通斷電指令后，令繼電器吸合或斷開。

4）通信模塊

選擇ZigBee微功率無線技術(shù)，通信的可靠性和通信速率高。通信模塊采用CC2530芯片，CC2530能以非常低的成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)向控制器發(fā)送數(shù)據(jù)和接收控制器的指令。

家庭互動(dòng)終端

用戶通過家庭互動(dòng)終端了解室內(nèi)用電信息，互動(dòng)終端根據(jù)電價(jià)情況為用戶提供不同的智能節(jié)電方案，在滿足用戶用電需求的前提下，用戶根據(jù)實(shí)際情況可以對(duì)節(jié)電方案進(jìn)行調(diào)整?；?dòng)終端根據(jù)用電方案對(duì)各用電器進(jìn)行控制，最大程度上降低用電量和用電費(fèi)的支出，實(shí)現(xiàn)能源優(yōu)化配置。

1家庭互動(dòng)終端主要功能

1）接收智能插座發(fā)送的電器用電數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)電價(jià)數(shù)據(jù)，以及上述數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。2）為用戶提供平臺(tái)，用戶通過互動(dòng)終端查詢家庭用電信息及其它相關(guān)信息。3）用戶設(shè)定電器控制指令，互動(dòng)終端讀取用戶下達(dá)的條件并處理后將控制指令發(fā)送給各與家用電器連接的智能插座，從而控制家用電器的開關(guān)狀態(tài)。對(duì)信息家電的調(diào)控可以不只是簡(jiǎn)單地開、關(guān)控制，設(shè)定的調(diào)控選項(xiàng)包括開關(guān)的控制、溫度的設(shè)置、風(fēng)速和模式的設(shè)置等，能夠達(dá)到取代家電遙控器的作用。

2家庭互動(dòng)終端硬件設(shè)計(jì)

根據(jù)家庭互動(dòng)終端的功能，硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示，互動(dòng)終端主要包含控制管理模塊、開斷模塊、計(jì)量模塊、通信模塊、時(shí)鐘和存儲(chǔ)模塊等。

1）控制管理模塊

家庭互動(dòng)終端需要處理大量信息，因此需要一個(gè)性能優(yōu)異的芯片才能保證其高效穩(wěn)定工作，選用TI公司基于ARM核心的LM3S9000系列。

2）LCD與按鍵模塊

該模塊包括按鍵、LCD及其驅(qū)動(dòng)3個(gè)部分，互動(dòng)終端將接收到的家電用電信息、每天的實(shí)時(shí)電價(jià)經(jīng)過處理以圖表的形式展現(xiàn)給用戶。

3）通信模塊

互動(dòng)終端的通信模塊與智能插座類似，負(fù)責(zé)向智能插座發(fā)送控制指令和接收智能插座采集的數(shù)據(jù)。

4）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊

互動(dòng)終端的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包含微處理器的鐵電存儲(chǔ)器和LCD液晶屏的顯存。

軟件設(shè)計(jì)

1初始化設(shè)置

目前的居民電價(jià)政策主要是階梯峰谷電價(jià)，隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，還會(huì)采用實(shí)時(shí)電價(jià)政策。根據(jù)不同的電價(jià)政策，設(shè)計(jì)的裝置為用戶提供不同的能效服務(wù)，用戶在使用裝置時(shí)可以根據(jù)具體的電價(jià)政策選擇裝置的工作模式。對(duì)于階梯峰谷電價(jià)參數(shù)的初始化輸入，用戶能將各階梯電量、各階梯的調(diào)價(jià)電費(fèi)、峰谷時(shí)段輸入到互動(dòng)終端?；?dòng)終端LCD提供界面，用戶根據(jù)界面提示通過按鍵依次輸入各參數(shù)值；對(duì)于實(shí)時(shí)電價(jià)，用戶只需選定后互動(dòng)終端便進(jìn)入工作狀態(tài)并進(jìn)行實(shí)時(shí)電價(jià)的采集。實(shí)現(xiàn)流程圖如圖4所示。

2信息獲取及存儲(chǔ)

在家庭正常用電時(shí)互動(dòng)終端根據(jù)用戶的初始化輸入統(tǒng)計(jì)每天在峰電價(jià)時(shí)段工作的電器及其用電量，用戶可以通過LCD查詢統(tǒng)計(jì)的信息。家庭互動(dòng)終端采集每天的實(shí)時(shí)電價(jià)并進(jìn)行存儲(chǔ)，以時(shí)段及相應(yīng)電價(jià)的形式存儲(chǔ)；互動(dòng)終端LCD提供實(shí)時(shí)電價(jià)查詢界面，以曲線圖的形式展示，用戶通過按鍵瀏覽過去一（兩）天的實(shí)時(shí)電價(jià)，實(shí)現(xiàn)流程如圖5所示。

智能控制范文第5篇

當(dāng)今單片機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)從單純依賴于51系列單片機(jī)向其他多種單片機(jī)發(fā)展,尤其以嵌入式PIC單片機(jī)的發(fā)展應(yīng)用更為廣泛。PIC單片機(jī)含具有PWM功能的功能模塊(CCP),利用此模塊更容易通過軟件實(shí)現(xiàn)PWM,且具有更快的執(zhí)行速度。本文采用軟硬件結(jié)合設(shè)計(jì)的方法,利用面積等效法,并且基于PIC單片機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)試驗(yàn)?zāi)孀兿到y(tǒng)的PWM控制。

一、面積等效的PWM控制算法

目前生成PWM波的控制算法主要有4種:對(duì)稱規(guī)則采樣法;自然采樣法;面積等效法;不對(duì)稱規(guī)則采樣法。

理論分析后知自然采樣法和面積等效法相對(duì)于規(guī)則采樣法諧波較小,對(duì)諧波的抑制能力較強(qiáng)。又因?yàn)镻IC單片機(jī)片內(nèi)無較大空間實(shí)現(xiàn)在線運(yùn)算,所以自然采樣法不利于軟件實(shí)現(xiàn)。本文的試驗(yàn)系統(tǒng)采用面積等效法實(shí)現(xiàn)PWM控制,其原理如圖1所示。

利用正弦波小塊面積S1與脈沖面積S2相等原則,將正弦波的正半周分為N等分,則每一等分的寬度為π/N弧度,利用面積等效法計(jì)算出半個(gè)周期內(nèi)N個(gè)不同的脈寬值,將產(chǎn)生的脈寬數(shù)列以列表形式存于PIC單片機(jī)的ROM中,以供程序調(diào)用。

二、軟硬件結(jié)合試驗(yàn)系統(tǒng)

以PIC單片機(jī)內(nèi)部的兩個(gè)功能模塊(CCP)為基礎(chǔ),利用該模塊具有的PWM功能,軟件控制兩路PWM波形的輸出。再將這兩路PWM波利用互補(bǔ)導(dǎo)通原則變換成4路,經(jīng)隔離放大后驅(qū)動(dòng)IGBT逆變器,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的控制。

(一)硬件設(shè)計(jì)

試驗(yàn)硬件系統(tǒng)如圖2所示。選擇PIC單片機(jī)的中檔系列,該系列單片機(jī)的主要特點(diǎn)有:

1.8K×14個(gè)FLASH程序存儲(chǔ)器,368×8個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)字節(jié);

2.功能模塊豐富,含2個(gè)16位寄存器的CCP模塊,具有PWM功能;

3.具有高性能的RISCCPU;

4.中斷能力強(qiáng),達(dá)到14個(gè)中斷源;

5.除程序分支指令為兩個(gè)周期外,其余均為單周期指令,且僅有35條單字指令;

6.含3個(gè)定時(shí)器,其中與PWM功能相關(guān)的定時(shí)器2(即TMR2)帶有8位周期寄存器,且?guī)в?位預(yù)分頻器和后分頻器。

逆變部分采用自關(guān)斷器件IGBT實(shí)現(xiàn)單相全橋逆變。IGBT是全控型電力電子器件,它的控制級(jí)為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)晶體管,輸出級(jí)為雙級(jí)功率晶體管,因而它具有兩者的優(yōu)點(diǎn)而克服了兩者的缺點(diǎn)。它開關(guān)頻率相對(duì)高,驅(qū)動(dòng)功率小,構(gòu)成的功率交換器輸出電壓紋波小,線路簡(jiǎn)單,是當(dāng)今最具有應(yīng)用前景的功率器件。

(二)軟件設(shè)計(jì)

1.PIC單片機(jī)的設(shè)置。試驗(yàn)中設(shè)置PWM的頻率為20kHz,并外接20MHz晶振信號(hào),計(jì)算得指令周期即計(jì)時(shí)步階為0.2μs。PIC單片機(jī)CCP功能模塊的PWM功能實(shí)現(xiàn)主要依靠相關(guān)寄存器值的設(shè)定,且以定時(shí)器2(TMR2)作為PWM的時(shí)基。相關(guān)寄存器的設(shè)置如下。

(1)PWM周期的設(shè)定由寄存器PR2設(shè)定

(PWM)周期=(PR2+1)×4×Tosc×(TMR2)預(yù)分頻(4)

試驗(yàn)中Tosc為20MHz,為提高分辨率,TMR2預(yù)分頻設(shè)為1:1,由此計(jì)算得PR2=0XF9;

(2)定時(shí)器TMR2的控制寄存器T2CON設(shè)定

因?yàn)镻WM頻率高,周期短,在每個(gè)周期內(nèi)完成脈寬的調(diào)整比較困難,故在此寄存器中設(shè)置后分頻為1:3,這樣每輸出3個(gè)相同脈寬的PWM波后改變一次脈寬值;

(3)2個(gè)CCP模塊的控制寄存器CCP1CON及CCP2CON的設(shè)定

兩個(gè)CCP模塊控制寄存器的設(shè)置類似,選擇CCP模塊作用于PWM功能模式,即bit3:0=11。

(4)CCPR1L脈寬寫入寄存器

寫入的脈寬值在下個(gè)TMR2周期開始時(shí)轉(zhuǎn)至CCPR1H,通過讀CCPR1H的脈寬值來改變PWM脈寬。

(5)寄存器TRISC

對(duì)應(yīng)于CCP1和CCP2的輸入輸出設(shè)置,應(yīng)設(shè)置為輸出形式,即TRISC的bit2:1=00。

2.PWM波形產(chǎn)生的實(shí)現(xiàn)過程。軟件控制PIC單片機(jī)使之產(chǎn)生PWM波形,首先將之前設(shè)置的寄存器值寫入相關(guān)寄存器,當(dāng)PIC的PWM功能開啟后TMR2從0開始計(jì)數(shù),同時(shí)CCP模塊引腳輸出高電平。

――當(dāng)TMR2≥CCPR1L時(shí),PWM功能引腳開始輸出低電平。

――當(dāng)TMR2≥PR2時(shí),則TMR2=0,重新開始另一個(gè)周期計(jì)數(shù),PWM功能引腳開始輸出高電平。同時(shí)TMR2的中斷標(biāo)志位被系統(tǒng)置高,即TMR2IF=1,轉(zhuǎn)去執(zhí)行中斷服務(wù)程序。