机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案（精选9篇）

篇1：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案 中央电大理工部冼健生 2006年11月10日

一、课程的性质和任务

《机电系统智能控制技术》是机械设计制造及其自动化专业智能控制方向学生必修的一门专业课。本课程涉及机电控制、人工智能、自动控制等众多相关技术，其内容由模糊控制、神经网络控制、专家控制、遗传算法和智能控制系统设计等部分组成。通过这些内容的学习，使学生了解机电系统智能控制的基本结构、各类主要智能控制方法的基本知识；掌握模糊控制与神经网络控制的基本理论、算法和基本设计方法，为今后从事机电智能控制系统的控制、设计和产品开发工作打下一定基础。

本课程的课内学时为72学时，在第六学期开设，一学期授完。它的先修课程有电工电子技术、机电控制工程基础等。

二、教学内容

1．绪论

（1）智能控制概述智能控制的应用对象和主要特点；

（2）智能控制系统的主要类型典型的智能控制系统的特点与结构；

（3）智能控制的产生和发展

2．模糊控制及应用

（1）普通集合基础普通集合及其运算，关系与映射；

（2）模糊集合基础模糊集合及其运算，隶属度函数及其确定，模糊关系，模糊语言变量与模糊语句，模糊推理；

（3）模糊控制器的工作原理模糊控制概述，模糊控制系统的组成，确定量的模糊化，模糊控制算法的设计，模糊推理与输出信息的模糊判决，基本模糊控制器的设计，模糊模型的建立；

（4）模糊控制系统设计与应用实例全自动洗衣机、地铁机车模糊控制，模糊控制在交流伺服系统中的应用。

3．神经网络控制及应用

（1）神经网络基础神经网络的基本特征与功能，生物神经元及其信息处理机制，人工神经元模型以及神经网络模型，多层前馈神经网络，反馈神经网络，小脑模型神经网络；

（2）神经网络系统辨识神经网络系统辨识原理，系统正模型及逆模型的辨识；

（3）神经网络控制神经网络控制系统结构，神经网络PID控制，神经网络内模控制，神经网络非线性预测控制；

（4）神经网络控制系统设计与应用实例冰柜温度控制系统，石灰炉窑的内模控制系统，机器人手臂控制。

4．专家控制与仿人控制简介

（1）专家系统基础专家系统的定义与组成结构，专家系统的知识表示、推理机制，专家系统的知识获取；

（2）专家控制系统的结构与原理专家控制概述，专家控制的结构与原理，直接式专家控制（专家控制器），间接式专家控制；

（3）专家控制系统的设计与应用实例造纸过程的专家智能控制，直流调速系统的专家协调控制；

（4）仿人智能控制原理仿人智能控制的基本思想、特征变量；

（5）仿人智能控制系统仿人智能开关控制、比例控制、积分控制，仿人分层递阶智能控制器，仿人智能控制系统的设计与应用实例。

5．遗传算法及应用

（1）遗传算法的原理与特点；

（2）遗传算法的基本操作与模式理论；

（3）遗传算法的实现与改进编码问题，初始种群的产生，适配度的设计，遗传算法的操作步骤，遗传算法中的参数选择，遗传算法的改进；

（4）遗传算法在智能控制中的应用概述，遗传算法用于控制系统建模与设计，遗传算法在神经网络优化中的应用，遗传算法在模糊控制中的应用。

6.智能控制系统设计及其应用软件

（1）智能控制系统总体设计与需求分析方法；

（2）模糊控制软件的开发环境；

（3）神经网络控制软件开发基础；

（4）专家系统的开发环境。

三、课程多媒体资源情况

1．文字教材

本课程的教材为分立型，主教材是机械工业出版社出版的《机电系统智能控制技术》。教材为学习者提供了智能控制技术中最常用的三种主要智能控制技术的教学内容：模糊控制、神经网络控制和专家控制，对其基本概念、基本原理和基本设计方法进行了提炼，并分析了多种智能控制系统在机电系统中的应用实例。根据现代远程开放教育的特点和成人业余学习的实际情况，教材内容力求简明实用，深入浅出，便于自学和理解。辅导教材为《机电系统智能控制技术学习指导》，该教材对课程各章节的教学重点内容进行了更为详细的阐述，并针对各章的思考题与习题进行了解答。

2．电视录像

录像教材作为文字教材的强化媒体侧重表现教学内容的重点和难点，利用录像教材的形象化优势，讲述不宜于文字表述的内容、特别是涉及实践性教学环节的内容，可强化视听效果，是帮助学生学习的重要手段，有利于学生对基本教学内容的掌握和理解。

本课程录像教材20 讲，每讲50 分钟。

四、学生学习状况分析

进入本专业学习的学生，大多数是广播电视大学机械类或机电类的专科毕业生。他们是在职的成人，主要特征是：学习的目的明确，他们或为提高自身的业务水平而学习，或为就业做准备而学习。因此要求所学内容针对性强，能够学以致用。他们实践经验丰富，自学能力较强，但工学矛盾突出、缺少必要的学习环境，负担较重，希望学习媒体具有方便、经济和高效的特点。此外，他们的基础和素质参差不齐，要求学习媒体能具备较低起点、做到因材施教。

为使学生做到理论联系实际，提高分析问题和解决问题的能力。我们把导学的重点放在引导学生高质量地完成规定的习题作业，并给出更多的学习资料供学生选用。

五、网上教学内容及表现形式设计

本课程的网上教学媒体采用文本辅导材料,主要有辅导答疑、课程作业与自测习题。同时，在本课程网页上还将列出本课程的教学大纲、课程教学设计方案、参考书目录等栏目，供学生上网浏览查询。

（一）文本辅导

文本辅导主要是介绍本课程学习的思路和方法，课程教学内容的重点及教学要求，并对课程的重点难点作出必要的分析与说明。文本辅导具体内容的安排见附表。文本辅导内容安排表

课程名称：机电系统智能控制技术 序号

文本辅导内容

备注

智能控制概述；智能控制系统的主要类型和特点

模糊集合基础

模糊控制器的工作原理（1）

模糊控制器的工作原理（2）

神经网络基础

神经网络系统辨识

神经网络控制

专家控制与仿人控制

遗传算法及应用

（二）课程作业

按照教学进度要求分四次发布课程作业，学生课程作业的完成情况经教师评定后计入形考成绩，每期作业中较难的题目均给出必要的解题思路或提示。

（三）网上讨论

利用电大在线的课程讨论板进行网上讨论和答疑活动，解答学生的疑难问题，对学生的个体化、自主化学习提供支持；与各级辅导教师保持信息畅通，了解各地的教学情况。

本课程每次实时文本答疑或教研活动的时间为2小时。网上教学进度安排见附表。

网上教学进度实施表

课程名称：机电系统智能控制技术 栏目 发布时间

辅导文本

IP课件 作业与自测

网上实时讨论

网上联席教学

网上教师研讨

文本讨论

视频讨论

第一周√

第二周第三周 第四周√

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第五周 第六周第七周第八周√

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第九周√

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第十周第十一周√

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第十二周第十三周第十四周第十五周√

√

√

第十六周第十七周 第十八周

篇2：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

前言

随着学校的信息化建设不断深入，各学校都加快了信息网络平台的建设;学校正逐步转向利用网络和计算机集中处理管理、服务等重要环节的大量数据。另外，随着应用的深入，很多校园安全提出了越来越高的要求，纷纷建立校区的视频监控系统，为整个学校的工作、安全防卫提供了一套实时视频监控，事件视频取证的平台工具。

数字视频、音频以其直观性、易于存储、检索和共享，是学校可视信息管理系统的重要组成部分。IP视频监控系统是基于网络平台的有关安防、管理的音视频数据的管理系统，它是传统视频监控系统在功能上不断进步完善的产物，在平台结构和管理、视频资料安全方面功能强大，摆脱了传统模拟视频监控模式的大量弊端，是未来视频监控的发展方向。

一项目概述

1.1系统应用

本项目主要目的是实现对校园内的各主要通道、出入口、教师办公楼、校园周界等关键位置的全天候视频监控。并具有保存视频录像、查询的功能。

1.2实现功能简述

1.安全保卫

需在校园大门口、通道、周界围墙等目标进行实时全天候视频监控，且具备报警联动录像功能。

2.管理：

及时了解校园内的安保情况，但视频图像必须保密。学校领导在办公室利用桌面微机，随时了解校园内的实时状况，处理突发事件及指挥特殊活动。外出时，可利用上网登陆进系统，随时了解情况。

1.3设计目标

根据学校的实际情况以及要求，在进行网络视频监控系统设计的时候，所选的系统必须具有可靠的管理功能和符合国情的经济实用性，力求做到系统结构配置先进实用、更经济，节省项目单位总体投资。

本方案本着全面规划、整体设计、同步实施的原则，具体体现在以下几方面：

1.4架构合理

就是要采用先进合理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。

1.5可靠、安全、准确

这是监控中最关心的问题，只有稳定运行的系统，才能确保网络视频监控系统平稳运行。系统的技术先进性是系统高性能的保证和基础，同时可有效地减少使用人员和系统维护人员的麻烦。良好的可扩展性则是为了用户的发展考虑。随着业主安防系统应用时间的增长，未来对安防系统的要求会更高。可扩展性保证当用户有更多的要求时，引入的新设备可以顺利地与本次配备的设备共同工作，进一步扩展与提高系统的性能。

由于该系统用于环境条件较恶劣且不间断工作的环境下，因此必须确保系统能够长时间无故障工作。针对系统的特点，我们在设备选型上确保高质量，全部选用专业厂商的产品和专用设备，以减少故障发生。这些设备在各类IP视频监控系统中已得到广泛使用，事实证明了具有很高的可靠性。在软件设计及系统集成方面，确保系统结构稳定性及规范性，保证整个系统的可靠运行与资料的安全准确。

1.6经济实用

目前可应用于监控系统的设备器材品种繁多，性能、价格差别很大。在确保系统可靠、先进的基础上，系统具有较高的性能价格比，同时各项功能的设置都以满足校方的实际需要为原则。对于不能给校方带来实际应用价值和可能导致系统可靠性下降的技术一律不予采用，避免浪费投资。

1.7产品主流

系统是否采用当今主流产品，关系到系统的整体质量和未来能否得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。

在设备选型时，我们将主要依据校方提出的具体需求，我们选用具有国际先进技术的产品。系统整体技术含量在今后十年内不落后，并能随着科技的发展不断升级、完善，在一个较长时期内业主不必重复投资。

1.8低成本低维护量

指力争有良好的性能价格比，所采用的产品应是简单，易操作，易维护，高可靠度的。

系统是否具有优良的性价比是判断一个系统优劣条件的重要依据。系统的易操作和易维护性是保证非专业人员使用好一个系统的条件。高可靠度是保障系统运行的基本要求，也是易维护性的保障。

我司将本着上述设计原则，进行网络视频监控系统的设计。并将严格按照国际惯例并结合本司的技术实力与工程经验，进行监控系统设计，还将根据用户的实际需求进行技术培训。

二需求分析

根据校园的特点，及整个系统的实际情况，我们对整个系统进行了详细的分析，总结出了校方监控管理系统应具有如下的功能要求：

1.所有通道必须在监控画面之中，无死角。

2.夜晚显示效果清晰。

3.指定区域出现活动目标可以提醒。(方便保安观察)

4.系统技术水平先进、运用现代监控技术。

5.系统具有可升级性和可扩容性。

6.系统具有可设置性，管理人员可根据需要对系统进行设置。

7.可实现24小时不间断监视。(根据工作人员作业时间来制定时间)

8.系统基于B/S体系构成。(使用WEB浏览器可直接访问)

9.系统支持多种协议(TCP/IP,ARP,ICMP,FTP,DHCP,HTTP，PPPoE，DNS，组播)。

10.中心可进行实时视频和音频预览、配置、控制。

11.多用户管理功能。

12.当前端网络断开、视频丢失、视频被遮挡能自动报警，上传中心。

13.外接双鉴红外探头、烟感探头、应急按钮等多种报警探头

14.在报警时能自动切换录像。

15.系统具有故障自我诊断、及简单故障恢复功能。

三系统总体设计方案

3.1前言

网络视频监控系统应该说是跨学科跨行业的系统工程，以功能要求的不同可分为以下几个方面：

1.前端摄像、报警采集设备和编码系统

2.网络传输系统

3.视频管理平台系统(包括控制、显示、记录部分)

摄像部分是监控系统的前沿部分，是整个系统的“眼睛”，它把监视的内容变为图像信号，传送到视频服务器上进行对模拟图像信号转换成数字图像信号，摄像部分的好坏及它产生的图像信号质量将影响到视频服务器编码的质量。摄像机采集到视频信号后，经过视频服务器转换成数字视频信号，输送到后端处理。另外，本系统可跟进需求方便地进行前端音频监听，对于现场发生的事件进行更直观的监控。

另外，本系统可以与报警系统联动。报警采集设备主要负责前端的非法越过和非法闯入，马上启动摄像机跟踪和在监控中心通过声音和图像效果提示值班人员注意和处理。

传输部分是系统的数字图像信号和数字控制信号的通道。

视频管理平台系统是主要用来统筹和管理视频的，是整个视频监控系统的核心部分。通过视频监控的平台系统，可以实现对所有集成到本平台的视频图像进行有效的细化管理。

3.2系统结构设计

系统整体基于IP数字监控系统结构，具有扩展容易，结构更改方便的特点。系统使用分层结构，可分为二层：

接入层：各个摄像需求点实现所有摄像头视频信号的接入，将摄像头视频采集信号传送到各个监控室。传输方式可根据具体情况采用数字或模拟的方式，本层可以通过现有的DVR或者DVS对视频监控图像进行存储。使用数模相结合的方式实现。

核心层：总监控中心采用全数字监控，各个监控室通过网络链路上联到总监控中心，实现全部数字信号汇聚到总监控中心，总监控中心实现重点调用以及指挥调度。

考虑校方的发展及后期工程的需要，本方案总体结构：采用IP数字监控系统结构，来实现无限扩容要求：

各监控点通过视频电缆或光纤连接至监控中心;

各个视频服务器和总监控中心通过光纤进行TCP/IP网络互连;

实现各个监控室图像对保安总监控中心的上传和保安总控制中心对各个视频服务器数据的控制和调用;

通过IP数字监控系统结构的结构，以后的各个监控室(分控室的摄像机不限数量)都能接入到保安总监控中心，同时不需重复增加保安总监控中心的控制设备。

3.3系统主要技术构成

系统将以“前端摄像机+视频服务器+网络视频管理平台+数字网络矩阵”为核心，以IP数字监控系统为主，对音视频信号的传输、存储、控制、切换、显示进行集中式控制、管理，有关领导和管理人员可通过TCP/IP网络获得相关授权并进行分级辅控、监看。

篇3：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

1 自动控制技术

自动控制技术是通过控制器使被控对象或过程自动按预定的规律运行。因被控对象种类繁多, 控制技术的内容非常丰富, 有高精度定位控制、速度控制、自适应控制、自诊断、校正、补偿、示教再现、检索等技术。自动控制技术可协调机械、电器各部分来有效完成动作过程, 在机电控制系统中起重要作用。

自动控制的理论基础是自动控制原理, 它分为经典控制理论和现代控制理论。前者研究对象是单变量的线性时不变系统, 它使用的数学工具是拉普拉斯变换, 用传递函数方法在频率域进行系统分析。它的控制原理是负反馈闭环系统, 以自动调节器作为反馈控制系统的中心环节, 所以, 经典控制理论也叫自动调节原理。后者是以多变量、非线性、时变系统为研究对象, 它运用的数学工具有线性代数、矩阵论和集合论等。它是用状态空间法在时间域内进行系统分析, 用状态方程描述系统过程。根据状态及条件, 分析下一步的状态。现代控制理论研究的主要内容是最优控制、随机控制、自适应控制和鲁棒控制等。经典控制理论和现代控制理论, 被人们统称为传统控制理论。它们的共性是基于被控对象的精确数学模型, 就是控制对象和干扰均应以严格的数学方程和函数表示。控制的任务和目标通常比较直接明确。而在现实世界中, 许多系统, 诸如智能机器人系统、计算机集成制造系统、航空航天控制系统等用传统的控制理论却难以解决, 从20世纪70年代以后, 特别是21世纪以来, 智能控制开始兴起, 已经形成了一门新兴学科。智能控制系统具有学习功能、自适应功能和自行组织与协调功能。它主要采用的数学工具是符号推理与数值计算的结合以及神经元网络和模糊理论等。智能控制是一门新兴的多个领域交叉学科, 它的理论尚未成熟, 而实际的需要有力地推动了智能控制理论和技术的迅速发展, 具有广阔的发展前景。在机电控制系统中会逐渐发挥其重要作用。

在机电控制技术中, 自动控制主要解决怎样提高产品的精度、提高加工的效率、提高设备的有效利用率等诸多问题。它的主要技术的关键是现代控制理论在机电控制技术中的工程化与实用化、优化控制模型的建立及边界条件的确定等。计算机动态仿真技术的产生和发展为在控制系统的物理模型建立之前就可预见其动态性能, 并为正确选择控制系统的有关参数提供了方便和条件。

2 机电一体化产品的设计思想

机电一体化产品是机械结构与电子线路有机结合的产物。它的各个组成部分紧密配合, 是不可分割的整体。在设计机电一体化产品时, 要将研究的对象作为系统分析, 对分析结果加以综合, 综合的结果即是系统的设计, 之后, 对此系统的设计予以评价。这个过程反复进行, 直到系统设计可有效实现预定目标为止。

系统分析是为使目的能够更好实现, 为怎样构成系统提供必要信息。在分析过程中, 可以运用各种分析方法对系统进行模拟、计算, 获得系统设计必需的信息。综合, 就是根据分析与评价的结果确定系统的构成和动作方式, 作出系统的设计。设计多种方案, 再按评价标准进行综合评价选出最优的设计。

3 机电一体化产品的设计方法

不同类型的产品在设计中要采取不同的方法。对旧机床的技术改造, 它的主体仍是机械系统, 只是控制系统电子化了, 而设计智能化的测量装置, 设计的主体则是电子技术问题。实现机电一体化设计的方法一般有取代法、整体设计法和组合法, 要根据不同情况进行选择。

1) 取代法一般用于以电子线路取代机械式控制机构, 这类机械电子化产品设计。例如, 用可编程序控制器或微型计算机来取代机械式的变速机构、凸轮等控制机构, 代替气动、液压控制系统, 代替插销板、拨码盘、步进开关、时间继电器等接触式控制器等。不仅能简化机械结构, 还可以提高产品的性能和质量。这种方法接近原来的产品或同类产品的结构原理, 设计容易实现;而缺点是跳不出原产品的框架, 在开发全新产品时有其局限性。

2) 整体法。使设计的产品要取得较高的性价比, 开发出全新产品, 设计时要把机械部分与电气部分融为一体, 从整体上进行设计。在电液比例控制系统中, 比例电磁铁与液压控制阀构成一体化的比例阀;直线式伺服电动机的定子绕组埋藏在机床导轨中等均为整体化设计的结果。

3) 组合法。这是把各种标准功能模块组合成各个机电一体化系统。例如, 把一台车床改造为数控车床时, 可以外购一套供车床专用的数控装置、一套伺服驱动装置、一套位移测量装置、一套与主轴电机相配合的变频器, 就能组合一台具有自动调速、自动进给、能完成多种切削功能的数控车床。采用组合法开发机电一体化, 周期短、质量可靠、节约工装设备费用, 便于生产管理、使用和维修。

随着社会生产和科学技术的发展与进步, 机电控制技术在不断地深入到各个领域并迅速向前推进。发展的重点和具体做法不尽相同, 但总的趋势趋于一致。从性能上看, 它向高精度、高效率、高性能、智能化的方向发展;从功能上看, 它向小型化、轻型化、多功能方向发展;从层次上看, 它向系统化、复合集成化方向发展。

篇4：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

好的变配电系统，不但要考虑到技术可行性，还要兼顾经济合理性。某大型建筑项目智能配电系统是由10/0.4kV配电系统高低压开关柜、发电机组和配电变压器等电力设备构成的综合建筑设施变配电网络电力监控管理自动化系统。系统中采用了分层分布式计算机网络系统，联结配电系统内部的高压保护监视装置、低压电力监测装置等，实现对全部配电系统设备的运行数据、状态信息采集和管理。智能配电系统（以下简称“IPDS”），应该在实现和保障该建筑配电系统的可靠、安全、稳定运行前提下,实现综合运营成本最优化。

2 系统结构与设备配置

2.1 系统结构——以太网联结分层分布式结构

本系统为分层分布式结构：上位监控主站系统（如有智能配电主站，设于中心变电所或控制室内；如无，则通过网关接入设施管理系统）和间隔层子站两层结构。

2.2 间隔层设备配置

2.2.1 中心变电所部分

中心变电所部分包括由中压微机保护装置、低压测控装置和直流部分测控系统以及变压器温控输入单元组成的间隔层硬件设备，间隔层设备与中央监控主站间由STP电缆或光纤构成的测控网络连接。中心变电所内包括10kV高压开关柜、配电变压器。应急电源柴油发电机组、低压开关柜和直流屏系等高低压配电设备。

（1）高压真空开关柜保护配置

①对于母联开关配置带备自投功能的微机保护装置（保护功能包括：速断、过流、备自投）；

②进线和馈线回路配置馈线型微机保护装置（保护功能包括：速断、过流、零序）；

③对于变压器回路配置变压器保护装置（保护功能包括：速断、过流、零序、过温）；

（2）低压测控配置要求

①低压主进线、母联、发电机-市电切换开关等处，采用具有遥测、遥控、警告和管理功能的低压智能管理单元（PMM90/PCM60/PCM30），实现对开关回路的测量控制操作和管理功能，具有溫度模拟量输入，装置具有64*128点阵或以上的图形液晶显示屏，采用TCP/IP以太网接口通讯；

②重要回路：采用压智能配电单元（PM20/PSM）实现开关回路的监视测量操作和电能质量监测功能，装置具有64*128点阵或以上的图形液晶显示屏，采用TCP/IP以太网或RS485接口通讯；

③非重要回路：采用智能配电单元（PMl0/PIO）实现开关回路的监视和电流测量功能，装置具有64*128点阵或以上的图形液晶显示屏，采用RS485接口通讯。

（3）配电变压器

通过变压器温控器过温、超温接点输入，由智能分布式I/O（PIO）实现对变压器温度的远方监视。

（4）直流电源系统

监视直流系统充放电状态、电池端电压状况。

（5）应急柴油发电机组

①监视发电机电压、电流、输出功率、频率等；②监视发电机油箱油位，提出油位警告信息。

2.2.2 间隔层设备硬件配置

表1 设备选型配置

2.2.3 IPDS智能单元的具体技术要求

（1）通讯：

①主要回路智能单元应具有以太网通讯接口；②采用标准MODBUSRTU通讯协议，RS485接口(最好提供双RS485口)；③要求具有强大的通信功能，能够与各种智能单元联网；④通讯速率从9600bps到19200bps可选择；⑤具有保护用户数据功能，在掉电状态下能保护所有数据块；

（2）显示：

①具有高亮度大屏幕图形LCD和多行中文显示面板；②带操作和设置功能键及电源、通讯和装置状态LED指示。

（3）测控模块功能要点：

①实现测量回路的U、I、P、Q、cosΦ、F、KWHKVARH，THD等所有三相电量；②8路无源开关量输入，带SOE标记；分辨率为l ms的事件顺序记录（SOE）；③4路继电器输出，进线、联络开关配置模块应具有可编程控制输出。

(4)智能测量单元功能要点：

对开关回路电参数的测量：实现测量回路的U、I、P、Q、cosΦ、F、KWH、KVARH等所有三相电量或可同时实现多路开关电流参数测量。

2.3 中央监控主站系统

中央监控主站系统设在中心变电所内，主站系统设备包括：系统服务器、工作站和打印机等主要设备。

2.4 与BMS系统联结

BMS楼宇智能系统：本IPDS提供标准以太网接口或者RS232/485串行通讯接口，方便与BMS的联结，采用MODBUS通讯协议，并提供BMS集成所需的9DS系统相关软、硬件资料。

2.5 测控网络

本IPDS系统采用星型网络拓扑结构，在中央监控三站系统和各子站间可分别选用：①10/100MBTCP/IP以太网络连接；②由现场总线网络联结实现数据交换和网络通讯。

3 智能配电监控及控制系统

3.1 根据国标《智能建筑设计标准》（GB/T 50314-2000），甲级标准供电设备监视系统应具有下列功能：

①变配电设备各高、低压主开关运行状况监视及故障报警；

②电源及主供回路电流显示；

③电源电压显示；

④功率因数测量；

⑤电能计量；

⑥变压器超温报警；

⑦应急电源供电电流、电压及频率监测；

⑧电力系统计算机辅助监控系统应具有通讯接口。

3.2 要实现智能型配电监测与监控系统，高压、低压开关柜须选用智能型主开关，将原指针显示仪表换成智能型网络电力仪表。该工程变配电系统按智能配电逻辑要求进行二次线设计，低压主开关柜内，采用施耐德电子保护智能开关，同时取消防指针式仪表，采用智能型网络电力仪表，为智能监测监控提供硬件条件；运行状态电参数均可通过串行通讯口，运行至上位计算机，实现远方调度及管理。变电所设置智能型集中控制台，应用计算机电力控制组态软件，可以实现如下功能：

①动态电力系统运行模拟图；

②实时数据和历史数据记录，曲线设置及输出；

③卓越的报警和报警的管理及在线组状功能；

④可以进行远方遥控各组开关功能，根据运行要求及时改变运行状态；

⑤强大的数据连接能力，支持Microsoft开放数据库互连接口；

⑥提供灵活的报表生成功能，除内嵌可组态的报表外，也可以通过DDE方式在Excel中形成报表；

⑦控制中心通过TCP/IP网实现对整个建筑变配电运行状态监控。

4 技术设计要点

4.1 先进性与可扩展性：系统设计必须考虑工程形象和系统扩展的发展前瞻性。

4.2 电能质量在线监视确保设施电能安全，系统设计能在线监视谐波、闪变等影响设备安全使用运行的宅能质量因素，确保设施的电能质量满足要求。

4.3 高度综合可靠性/可用率：作为用电设施供电管理系统，应充分考虑系统可靠性和可用率。

4.4 安全性：系统必须提供与其他局域网甚至广域网的联结上完整的授权和审查机制。

4.5 平台开放性和系统冗余：采用国际知名自动化平台软件，不能采用自行开发的专有软件，以确保支持COM/DCOM、ActiveX等应用工具和ACCESS、SQLServer、Oracle、Sybase、Informix、DB2等国际标准数据库连接。保证实现真正全分散数据库结构和系统结构，支持从硬件、测控总线网、监控站到以太网甚至客户浏览站的多重冗余。具备国际标准OPC应用功能，并能支持SAP、ORACLE等主流管理软件平台。

4.6 系统开放兼容性：系统设计考虑与其他系统或设备联结所要求的系统开放性和兼容性，软件采用真正分布数据库以保证它能提供对国际主流厂商硬件和系统的强大兼容性，HMS其它控制系统可直接使用配电系统实时数据，实现多系统的无缝联结，可直接引用电气数据，使其他系统无须另行增加电气参数采集设备，节省大量投资。

4.7 易用经济：系统必须是一个方便运行管理者使用和维护的系统，并且能带来工作效率的提升和整个配电系统运行成本的降低。

5 结语

随着社会的快速发展，人们对建筑物供电质量的要求也越来越高，这就提出了更高的要求。智能管理系统就是解决供电质量很好的系统之一，通过系统运行，可以实现和保障该建筑配电系统的可靠、安全、稳定运行，并可在此基础上实现综合运营成本最优化的高效运行，改善供配电质量。

参考文献

[1] 国家标准《智能建筑设计标准》(GB/T 50314-2000).

篇5：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

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基于 IEC61850 的变电站自动化 系统整体方案设计

ECHNOLOGY

科技纵横

文/于 波

●

【摘 要】 本文对基于 IEC61850 的变电 站自动化系统整体方案设计进行了论述 【关键词】 变电站； 自动化系统； 监控 系统； 容错能力； 主变保护 1.引言

基于 IEC61850 数字化变电站(以下简称 数字化变电站)中，智能一次设备的信号输出 和控制输入采用了数字技术，变电站二次回 路设计中常规的继电器及其逻辑回路被可编 程软件代替，常规的模拟信号被数字信号代 替，常规的控制电缆被光缆代替，简洁的二次 回路设计使变电站自动化系统的可靠性得到 了进一步提高。

2.系统总体要求

站级层后台和间隔层 IEO 装置(包括保 护装置和测控装置)的通信均应用 IEC61850 通信协议标准； ②间隔层测控单元之间采用 基于 GOOSE 快速报文机制的水平通信，实 现间隔层全站联闭锁功能； ③间隔层保护装 置之间采用基于 GOOSE 快速报文机制的水平通信，取消保护装置之间的屏间电缆； ④鉴 于站级层设备操作系统的安全性、稳定性的 要求，站级层设备操作系统应优先采用稳定 性较好的 Unix 操作系统平台； 自动化系 ⑤ 统优先采用!RIG 一 B 对时方式，同时预留 简单网络对时方式(SNTP)。

除。4.3 系统的可靠性 计算机监控系统在工程现场运行必须具 有很高的可靠性，其平均无故障时间 MTBF 要求为:主要设备大于 27000 小时，系统总体 大于 20000 小时;每个单元设备的平均维修 时间 M 丁下 R 小于 3.5 小时。对此，投标者 应提供有关证明资料，供买方认可。遥控动 作 正 确 率: 100%，遥 控 动 作 成 功 率 大 于 99.9%。4.4 系统的安全性 在任何情况下，硬件和软件设备的运行 都不能危及变电所的安全稳定运行和工作人 员的安全。4.5 系统的抗电磁干扰能力 系统应具有足够的抗电磁干扰能力，符 合 IEC、GB、标准，OL 确保在变电所中的稳 定运行。并提供型式试验报告。

主控楼配置两套交流不间断电源(逆变 分别组一面屏。逆变电源屏配置 电源)装置，总开关及足够数量的出线开关，额定电压 220VAC。逆变电源装置输入电源为市电交 流 22OV 和直流 220V，配备市电旁路供电回 路，输出电源为正弦交流 220V。两套交流不 间断电源独立输出，不配置输出电源合并回 路。逆变电源装置应配置常规告警的硬接点 输出和串口通信接口，为计算机监控系统提 供 UPS 系统告警信号。5.6 电能计量 各级各段母线电压互感器二次侧设电能 计量专用电压回路，其回路导线截面应保证 在最大负荷运行时，各电能表端的二次电压 降不大于 0.2%Ue。各级电压线路、主变压器 各侧的电度计量，采用多功能电子表;电容器 无功电度计量采用无功电度表。

6.屏位配置原则

6.1 自动化系统方案一 6.1.1 总体构架。总体构架主控楼配置 220kv 继电器小 两台工业级以太网交换机，室、110kV 继电器小室和 35kV 配电装置小 室分别配置两台工业级以太网交换机。以上 8 台交换机组成主干环网结构。站级层设备 单网卡配置，与主控楼的两台交换机分别单 独连接。6.1.2 系统可靠性分析。站级层设备单 网卡配置，没有备用通信通道。6.2 自动化系统方案二 6.2.1 总体构架。主控楼配置两台工业 级以太网交换机

和两台通信主机。220kv 继 电器小室、110kV继电器小室和 35kV 配电装 置小室分别配置两台工业级以太网交换机。6.2.2 系统可靠性分析。站级层设备单 网卡配置，没有备用通信通道。主机兼人机 工作站

1、互为冗余，2 在网络上地位相同，没 有主备区别，数据库保持一致，在操作界面上 有主备机制。6.3 方案比较 方案一中，间隔层设备按照继电器小室 分布分别组建光纤环网结构，依托环网自愈 技术具备一定的冗余性，但是每个间隔层设 备需要额外增加一台小交换机参与组建环网 结构，这将增加网络设备投资成本，同时也增 加了网络设备发生故障的概率。方案二中，间隔层设备按照继电器小室分布分别组建单 星型以太网，网络结构简洁明了，整个网络的 组建、扩展和维护都相对简单，但是间隔层网 络的冗余性相对较差。（下转 170 页）

5.继电保护系统

5.1 主变保护 有载、本体瓦斯保护: 轻瓦斯动作于信 号，重瓦斯动作跳三侧断路器。释压阀动作 保护:设跳闸和信号两个位置，跳闸出口接入 主变重瓦斯出口回路。纵差保护: 瞬时动作 跳三侧断路器。过电流保护: 作为主变的后 中压侧及 备保护。过负荷保护:装于高压侧、低压侧，动作于信号。主变保护采用双套微 机保护装置，采用满足 IEC61850 通信标准要 求的智能设备。5.2 故障录波器 故障录波器选用四台微机故障录波装 置，其中两台分别用于录取 220kV 电压、高 频量、电流量及事件记录和 110kV 电压、电流 量及事件记录量。另设两台主变录波器，用 于录取主变三侧的电压、电流量、直流量及事 件记录量。5.3 保护信息收集柜 在主控楼配置一台保护信息收集柜，用 于收集各保护装置的信息，并将保护信息送 往各调度端。5.4 直流系统 直流网络考虑采用辐射供电方式，在主 控楼继电器室、就地继电器室设置两面直流 分电柜，35kV 配电装置楼继电器室内设置

一 面直流分电柜，皆采用单母分段接线，两段母 线进线电源来自不同蓄电池组。间隔层网络 设备、测控和保护采用直流供电模式，直流系 统按辐射式供电方式，重要的设备如网络交 换机等按双回路直流供电。5.5 UPS 系统

3.后台计算机监控系统

计算机监控系统可分为二层: 站级监控 层和间隔级监控层，间隔级监控层将采集和 处理后的数据信号，经网络传输到站级监控 层。各单元测控装置相互独立，互不影响，功 能上不依赖于站级监控层设备。站级监控层 网络采用 100M或更高速度的冗余配置以太 网。站级层和间隔层测控装置的通信均采用 符合 IEC61850 标准的通信协议;间隔级网络 的传输速率满足系统的实时性要求。

4.系统性能

4.1 系统的可用性 计算机监控系统的设计应充分考虑在各 个工程环境中的不同因素，以保证在现场安 装后立即适用并稳定可靠运行，系统年可用 率应大于 99.9%。4.2 系统的可维护性 系统的硬件、软件设备应便于维护，各部 件都应具有自检和联机诊断校验的能力，应 为工程师提供完善的检测维护手段及工具软 件，包括在线的和离线的，以便于准确、快速 进行故障定位。一般性故障应能由工程师在 现场自行处理。同时，供货商应具有技术支 持条件保证即使发生严重故障也能及时排

2009.4 CHINA EQUIPMENT

167

T

ECHNOLOGY

科技纵横

（上接 166 页）温度）进行连续采集，并与设定温度进行 比较。如果即时温度仍然大于设定温度，则 加大阀门开度，加快水流速度，以提高热交换 实现降温； 反之若环境温度小于设定温度，则 控制电机反向转动，减小阀门开度，减慢水流 速度，以减小

热交换实现升温； 如此，在不断 的调节，使实际环境温度逐步逼近设定温度，最终达到温度的控制精度。图 5 速度信号处理电路

定时器 4 中断，定时每秒执 行一次程序

3.汪敏生.LabVIEW基础教程.北京:电子 工业出版社，2002.作者简介： 第一作者：（1986-),男，周虎 安徽省人，浙江大学光电系信息工程（光电）专业学生。，教授、博导，1988 年 王晓萍（1962-）女，毕业于浙江大学科学仪器系，研究生学历。微机类课程组组长，承担微机类课程的教学 及实践工作； 从事分析检测技术与智能仪器 设计开发的科研工作。

（作者单位： 周虎/沈栋/苗青杰/王晓萍/闻春 敖均为浙江大学光电信息工程学系）

5.结论

对于霍尔元件-多极磁环式速度传感器/ 轴角编码器，可采用有限元法计算霍尔元件 所处圆弧面上的磁密分布，通过该面上磁密 最大值与霍尔元件最低动作值的比较，可得 到磁环极数的最大值。磁环极数的实际值，要根据计算结果，综合考虑系统的工作条件 和实际来确定。为了增加传感器每一转发出 的脉冲数，还可以在传感器的定子边安装互 差一定电角度的多个霍尔元件，再利用异或 门电路将多路信号综合在一起。

每秒 3 个 DS1 820 各采集 1 次数据，用数组 tepm [3] 记录，数组 sum [3 ] 记录每一路的，这一分钟的温度和

▲ ▲

计算机接受并自 动处理数据

（上接 167 页）

是 1分钟到否？ 否

通过232发送3个平均温度到PC

7.结束语

数字化变电站由于广泛地采用智能设 备，对现有地运行、维护和管理方法提出了挑 战。所以规划数字式变电站时应充分考虑运 行、维护和管理的因素，同时也应根据数字化 变电站的特点适当调整运行、维护和管理的 规程。

设定温度＜当前温度，未到最大步数 否 设定温度＜当前温度，未到最小步数是

开中断1，此 以 控 制 单 片机 正 转，大 水阀 增

是

开中断1，此 以 控 制 单 片机 反 转，小 水阀 减

参考文献：

1.邹继斌, 胡建辉, 徐永向,“High Temperature Brushless DC Motor System and Its Journal of Harbin InOperation Mode Control． stitute of Technology” 2001 年, 第 4 期., 2.P.Pillay, R.Krishnan, Modeling, simu“ lation and analysis of permanent-magnet motor drives, Part I: The Permanent-magnet Synchronous Motor Drive

[J].IEEE Trans.Ind.Appl，1989,25(2): 265-273.” 3.谭建成． 电机控制专用集成电路． 机械 1998.工业出版社． 4.唐任远． 现代永磁电机理论与设计． 机 械工业出版社． 2002.5.张和, 王克明, 冯占英, 无刷电机控制 “ , 器的设计” 中小型电机, 2001, 28(6).（作者单位： 黑龙江省电力开发公司）

返回程序

参考文献：

1.吴锦 110kV变电站综合自动化系统设 计方案[J]湖北电力, 2001,(01)2.马淑丽,王

陆一 110kV综合自动化变电 站标准设计 [J] 科技情报开发与经济, 2000,(06)作者简介：（1982 ～）男，于波，汉族，宁 夏银川人，2004 年毕业于宁夏大学电气自动 化专业，获工学学士学位，助理工程师，现主 要从事变电站电气安装方面的工作。（作者单位： 宁夏电建送变电工程公司）

图 5 温度调节流程图

4.总结

该系统是在 2008 年 9 月参加浙江大学 电子设计竞赛期间完成的，包括总体设计、程 序编写、硬件设计与制作、系统性能测试等。系统通过步进电机控制水流速度，调节小型 风扇风速进行热交换，运用单片机的控制算 法进行温度调整，实现了环保节能型模拟空 调的功能。实际测试表明，系统具有接近实 际生活中的空调控制功能，取得了较为满意 的效果，因此也获得了竞赛一等奖第一名的 好成绩。

参考文献

1.丁伟雄,杨定安,宋晓光.步进电机的控 制原理及其单片机控制实现,煤矿机械, 2005 P127 － 129 No.06，2.王汀,沈相国,戴华平.微处理机原理与 接口技术.北京:化学工业出版社,2004.（上接 168 页）参考文献

1.FANUC 0i / 0i Mate C 系列编程说明书 2003 2.FANUC 0i / 0i Mate C 系列操作说明书 2003

（作者单位： 广东机电职业技术学院）

170

篇6：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

1 机电控制系统自动控制技术概述

机电控制系统自动控制技术是一个复杂的系统, 分为机电控制系统和自动控制系统, 二者成为机电控制系统自动控制技术的系统重要构成部分。

1.1 机电控制系统

机电控制系统不需要工作人员太多的参与, 它运用早已设计完成的方式运行, 把控制系统的特定装置连接起来, 完成生产任务, 控制是该系统的最重要组成部分。它运用了计算机信息技术, 电力电子、通信等相关领域的技术, 各技术之间相互兼容, 其系统是伴随着计算机与软件技术的发展开发而来的, 被广泛应用到航空航天等高端技术领域。

机电控制系统用来生产制造的远程控制, 实现异地生产环节的监督控制。技术管理工作人员利用计算机网络在异地进行拨号, 控制与被控制的双方经过网络连接来控制计算机, 在计算机网络平台上进行远程控制业务。远程控制分为保持型与完成型控制系统。保持型与远程控制是指工作人员对控制的每个环节都给予高度的关注, 在必要的时候对其实施干预;完成型是指在系统运行中, 人机可以实现互动, 因此又被叫做人机互动型控制系统[1]。

1.2 自动控制系统

自动控制系统需要控制器的操作来进行系统的运行, 其运行过程是有规律可循的。按照控制内容分为自诊断、速度控制、校正控制等, 在机电控制系统自动控制技术当中, 自动控制系统是一个相当实用的系统, 协调系统各个部分, 完成预定内容, 是自动控制核心技术的体现。

自动控制系统是随着经典控制理论与现代控制理论这两个理论基础的产生而出现的。运用数学工具, 计算传递函数, 分析系统与研究单变量的线性关系, 在经典控制理论中得到了充分体现。现代控制理论在线性代数为数学工具方面, 有所突破, 它以矩形阵与集合论作为研究使用的数学工具, 使状态方程在一定时间内被描述出来, 并建立精确的数据模型。它的特点体现在最优控制、适应控制与随机控制, 具有明确的控制对象。

2 机电一体化的设计

2.1 机电一体化共性关键技术

2.1.1 机械技术

机电一体化之所以在各行各业中发挥着如此重要的作用, 就在于机电一体化技术以机械技术为基础, 由机械技术发展而来。机械技术决定着机电产品的主要功能, 它与电子技术相互结合, 促进了技术发展进步[3]。新时期生产力的提高, 经济的发展, 对机械技术的升级换代提出了更高的要求。在从事机电一体化研究的众多专家、学者的共同努力下, 现代机械技术的精度和性能得到了大幅提高。

2.1.2 计算机辅助技术

计算机辅助技术在机电一体化技术的发展中, 主要负责对信息数据的处理工作。它以计算机作为载体, 承担着信息交换、运算等任务。

2.2 设计构想

当前, 我国的产业格局在进行调整, 创新的机制在逐渐形成, 机电一体化的设计理念也渐渐融入到绿色化、网络化、智能化新兴产业。“中国创造”正运用最优化的系统, 合理的配置, 生产出高质量产品[2]。

2.3 设计方案

设计方案是机电一体化设计的理论基础, 它是一项具有高难度特点的工程项目。对设计人员要求必须具备扎实的专业基础知识与熟练的操作技能, 对机电产品技术、计算机信息技术、电力电子等方面的知识要有所掌握。

2.4 产品的设计方法

机电一体化的成果最终体现在产品上, 最终是为生产服务的。其产品的设计方法多种多样, 设计方法的选择, 还应按照产品类型而定。

2.4.1 整体设计法

整体设计法适用于产品的电力与机械部分的生产, 这种设计方法将这两个部分有机结合起来, 形成一个相互协调配合的整体。通过连接设计能够降低产品价格, 提高产品性能。这种设计方法是新型设计理念, 它跳出传统设计理念的限制, 运用新型的设计思维理念, 既保证了产品的质量, 又保证了良好的产品性能。

2.4.2 组合法

组合法能够有效地将各个功能模块组合起来, 成为一体化系统。运用组合法进行机电一体化设计时, 应使用多方面多层次的组合方式, 而不能使用单一组合的方式, 这样无法达到预期目的。它具有生产成本低, 维修方便的特点, 同样保证了产品性能和质量。

2.4.3 取代法

取代法适用于电子线路的设计, 它取代了传统的机械方式的系统控制, 较传统方法的控制更为便利。电子线路对于产品控制具有至关重要的作用, 因此对于电子线路的合理设计显得尤为重要[3], 而电子线路省去了运用机械进行产品生产控制的许多环节, 降低了生产成本, 节约了资源, 使传统的机械得到了简化, 提升了产品质量的工作效率。

3 结语

机电控制自动化控制技术将大量的前沿技术进行了整合, 实现了最优控制, 对于工业产业的可持续良性发展起着至关重要的作用, 这势必也将技术的运用转化成着显著的社会和经济效益。

参考文献

[1]胡志刚, 陈伟卓.“机电控制系统调试与检修”课程的情境式教学设计[J].纺织服装教育, 2014 (3) :230-232.

[2]张彦.机电控制系统抗干扰分层设计研究[J].科技风, 2014 (13) :46.

篇7：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

高性价比型防伪标签解决方案

高性价比型防伪标签解决方案针对标签订单量较大（100万枚左右）、防伪成本投入较高、防伪性能要求也较高的客户。所谓高性价比型，是因为整个防伪方案的成本投入相对合理，且防伪性能较高。客户愿意支付较高的生产成本，标签加工企业在设计防伪方案时就有了更多的可选性。

1.要点：高性能防伪设计及工艺+低成本面材

标签材料的选择方面，笔者建议采用普通的铜版纸、双胶纸等价格低的不干胶面材，这样既可以控制材料成本，也不会影响到标签的防伪性能。

印刷方式方面，建议以胶印为主，同时可以结合柔印、网印。

胶印主要用于印刷精细的防伪图文信息，柔印则用于印刷简单的文字、色块等信息。虽然柔印的制版费用是胶印制版费用的2倍左右，但柔印版的耐印力可达到100万印左右，远高于胶印版20万印左右的耐印力（况且高性价比型解决方案针对的是批量较大的订单），因此两者合理配合，生产的印品不仅色彩鲜艳、墨层厚实，还能在一定程度上控制成本，增加防伪强度，让仿造者无法仅依靠胶印仿制。

网印主要用于印刷一些特殊的效果，如印刷具有较高防伪性能的温变油墨。温变油墨颗粒大，采用胶印易出现上墨不均、印迹不实等质量问题，会影响到整个标签的美观度及温变油墨的防伪性能，如出现不变色的情况。网印温变油墨能很好地避开这种情况，还能便于消费者识别。由于丝网网孔尺寸比温变油墨的颗粒大，所以温变油墨能很好地通过网孔并附着在承印物表面，印刷后的墨层厚实，摸起来有明显的凹凸感，消费者通过触觉的差异能将其与胶印仿制品区分开来。此外，较厚的墨层可以加强温变效果，也有助于消费者对防伪效果的识别。

有些商家喜欢采用带有涂层（刮刮银）的标签，网印就比较适合印刷这类产品。先根据客户的需要进行可变数据条码、二维码喷码，然后在该位置用银浆印刷涂层，印刷色数控制在5～6色以内（以专色为主）。

此方案中，标签的防伪设计可以采用与经济型防伪标签方案相似的印前防伪技术，包括防伪底纹、防伪团花、缩微文字、艺术挂网等。如防伪底纹可选择采用两种不同颜色的专色油墨进行彩虹印刷。彩虹印刷是一种比较直观、消费者较易辨别的印刷工艺，该工艺不是所有的胶印机都能印刷，因此可从工艺上提高底纹的防伪性能，也能增加底纹的美观度。文字、Logo等简单图文信息可采用1～2个专色柔版印刷，然后网印防伪油墨。防伪油墨可从温变油墨、湿敏油墨等较高防伪性能的油墨中选择一种，重点是保证印刷墨层厚度，方便消费者通过简单的触摸、温度变化、水湿等手段鉴别真伪。

这样，高性比价型防伪标签解决方案即可通过防伪材料、防伪工艺及印前防伪设计的有效组合来打造防伪性能。

2.一则高性比价型防伪标签的应用案例

图1所示是来自国外的一款防伪标签，从整个标签的防伪设计来看，它主要侧重印前防伪技术。该标签采用多专色印刷（5～6个专色），以增加伪造者的伪造难度及成本。

位于标签正中间的狮子头图案，采用了整个标签中重最显著也是最难仿制的印前防伪技术——艺术挂网。伪造者想要仿制该标签，首先就得找到这个狮子头的原图像，且必须使用原标签加工企业使用的专业防伪设计软件；如果采用高精度扫描再印刷还原，狮子头的艺术挂网防伪效果会丢失，其上的文字等信息也会模糊不清，难以辨认，且会引起印刷色彩的深浅变化，使得标签外观效果不协调，很容易被消费者察觉。

该标签还配合使用了缩微文字、防伪团花等防伪手段，给伪造者增设了多道防线。其中，防伪团花的印刷采用了荧光防伪油墨，提升了整个防伪标签的防伪性能，同时也不会增加太多生产成本。此外，该标签采用了可变数据印刷，流水号码与二维码信息一一对应并具有唯一性，便于商品的出入库流程管理，也在一定程度上防止了防伪标签的复制。

不难看出，在上述的防伪方案设计中，这些防伪技术都比较侧重于如何防止伪造者造假，但缺乏与消费者进行互动的环节，即使实现了互动，也只能在具有一定防伪辨别能力的消费者身上发挥作用。

3.让防伪方案具备互动性

如何让防伪技术与消费者进行互动呢？

提及互动，就需要借助信息防伪技术。早期采用的互动式信息防伪技术是电码防伪，但电码防伪的作用其实并不大，主要有两个原因：一是很少有消费者会查询电码，无论是打电话输电码或发短信输电码，操作都不够简便；二是电码防伪的作用不大，伪造者完全可以不用破解原来的电码规律，只需另起炉灶，伪造一批电码，再设置一个400防伪查询热线电话即可，所以无论消费者怎么查询，该热线电话都会提示消费者查询的商品是真的。

随着科技的发展和人们生活方式的改变，智能手机已成为消费者的日常生活用品，从而也推动了信息防伪技术的发展，二维码防伪便是其中的一种。

二维码最初的功能只是为了便于物流仓储管理等，但随着防伪技术在互动层面的需要，经过防伪工作者的改造，二维码具备了一定的防伪功能，如用刮刮银将二维码覆盖，消费者验证商品真伪时就必须刮开涂层，破坏标签外观，从而防止其被重复利用。消费者利用智能手机上安装的相关解码程序，对着露出的二维码轻松扫一扫即可验证真伪，互动方式简单、快捷。

目前，已有不少业内人士发表过文章，探讨如何使用二维码来防伪，笔者在此不再赘述，此处仅就“如何利用好智能手机验证二维码”这一互动过程浅显地谈谈自己的看法。

在现在的防伪验证互动过程中，很多验证反馈信息相对比较简单，不外乎显示“你所查询的商品是正品”，稍复杂的也不过是增加了“查询了多少次”，“查询的IP为多少”等类似信息。

反馈页面及反馈信息能否再优化？

目前，一些有实力的防伪标签加工企业都会搭建自己的验证平台，并拥有自己的平台建设与维护团队，可根据品牌商的需求搭建个性化的验证平台。

以手机版网页验证平台来说，如果终端企业没有自己的服务器和验证平台，所有这些验证环节需要的技术支持都可以由防伪标签加工企业整体提供。防伪标签加工企业在搭建手机版的网页验证平台时，可在验证信息反馈页面上添加公司简介模块、验证信息显示模块、其他产品推介模块等。在这个平台上面，终端企业可以根据需要选择性地填入公司简介、产品信息、防伪标签防伪技术辨别介绍或者商品的验证信息，而防伪标签加工企业也可以在验证页面后端添加自己公司的生产服务项目、产品介绍等简短信息。

如此一来，防伪标签供、需双方可以达到更好地推介自己产品与服务的双重目的，还能节省广告费用，直接与消费者进行互动。对消费者来说，除了可以体验到这种方式获得的商品验证信息之外，还能获得其他信息，以备他日有需。

在高性价比型防伪方案中，只要能很好地将防伪材料、防伪工艺、印前防伪技术、信息技术等多个手段整合在一起，就能达到很高的防伪性能，同时也能较好地控制成本投入。总的来说，这是一种比较合理的设计方案。（未完待续）

篇8：机电系统智能控制技术网络教学整体设计方案

关键词：机电控制系统,自动控制技术,一体化设计

随着我国生产力的不断发展和科学水平的提高, 自动化控制技术得到广泛的应用, 已经成为人类社会发展不可缺少的重要部分。利用自动化生产控制技术, 不仅有利于扩大生产规模, 而且体现了技术上的先进性, 对其进行深入研究和分析意义重大。机电一体化在我国制造业地位显著, 具有卓越的创新思维, 在产品上的应用也越来越完善。当然, 不同类型的产品在进行设计的过程中需要采取不同的方法, 根据实际情况选择最合理的方法才能确保产品制作过程的顺利。

1 机电控制系统和自动控制技术的介绍

1.1 机电控制系统

机电控制系统的核心元素是控制, 它是指在无人参与和指导下, 利用控制装置的作用使机器、设备或生产的过程能够自动按照设计好的方式运行, 共同完成指定任务。机电控制通过一套完整的系统把控制器、控制对象和其他部件组合在一起, 需要多种技术的共同配合来完成, 例如微电子、信息处理、通信、自动控制等技术。所以, 机电控制技术是一项综合性技术, 主要包括检测传感、自动控制、信息处理、伺服传送这四种技术方式。随着计算机的发展和开发, 机电控制系统出现之后便得到大力推广, 现已经在生产制造、航空航天等领域被广泛的应用着, 占据较为稳定的地位。

机电控制系统主要进行远程控制, 管理人员可以通过异地拨号或者网络连接来远程控制异地的计算机, 来完成相应的任务或指令。这种控制技术基于网络平台, 可以对系统的每一个过程实时监督, 保证人机之间可以随时建立联系。

1.2 自动控制技术

自动控制技术是指通过控制器使被控制的对象或过程能够自动按照预定的规律运行的一种技术方式。这一技术的理论基础是自动控制原理, 通过协调机械、电器的各部件共同工作来有效完成动作过程, 在机电控制系统中扮演着重要的角色。自动控制原理分为经典控制理论和现代控制理论, 统称为传统控制理论。第一种理论的研究对象是针对单变量的线性时不变系统, 这种理论要借助数学工具拉普拉斯变换, 利用函数传递的方法在频率域进行系统分析。经典控制理论也叫自动调节原理, 在负反馈闭环系统中, 通过自动调节器的反馈作用来控制系统的中心环境。第二种理论的研究对象则是多变量、非线性和时变系统, 借助的数学工具为矩阵论、线性代数和集合论等。它的研究内容主要是“四种控制”, 分别是最优控制、自适应控制、随机控制和鲁棒控制, 利用状态空间的方法在时间域内作系统分析, 根据所处的状态或条件来分析下一步会出现的状态, 然后用状态方程来描述整个系统过程。这两种理论存在的共同之处就是把被控制对象的精确数学模型作为基础, 把控制对象和其他干扰因素都用严格的数学方程和函数来表示。但是随着时代的发展, 21 世纪的智能化进程更进一步, 传统控制理论越来越显得有气无力, 而新兴的智能控制系统则完全得心应手, 表现出强大的功能和优势。智能控制是多个领域相互交叉的学科, 目前发展也只是初步阶段, 还需要根据实际情况不断补充和完善才能发挥出更加重要的作用和优势。

在机电控制技术中, 自动控制技术非常重要, 主要负责提高产品精度、加工效率、设备利用率等问题, 技术的关键就是依据现代控制理论, 表现出工程化和实用化的特点, 优化控制模型, 精确边界条件等。不过, 任何技术要想在社会快速发展的今天不被淘汰或取代, 就必须不断地进行改进和优化, 全面适应发展需求。所以, 自动控制技术也应该根据实际情况努力实现突破和创新。

2 机电一体化设计思想

根据调查, 最早机电一体化是由日本的一家机械整形协会经济研究所提出的, 他们设想将电子技术加入机构中的动力功能、主功能等加以控制和管理, 实现电子设计、软件设计和接卸装置三者融合成一个统一的整体, 非常具有创造性。后来随着社会经济的发展和科技的进步, 机电一体化的思想越来越成熟, 也逐步发展成一个较为完善的学科。在对产品进行设计工作时, 机电一体化要求系统分析设计产品, 反复审核, 综合结果, 不断进行修改和完善, 从而达到最理想的效果。作为世界制造业的大国, 我国出现并推广机电一体化思想是非常必要的, 使产品表现出智能化、人性化、绿色化、微型化等先进理念, 具有一定优越性。另外, 机电一体化的产品有机融合了微电子技术、机械技术、自动控制技术等, 系统的质量和性能都得到了进一步的提高, 在特殊功能和任务的完成度上也有了良好的改善。

3 机电一体化产品的设计方法

3.1 整体法

这种方法就是将机械部分与电子部分进行有机整合, 也就是将机械技术与电子技术进行有机整合, 从整体上开展设计。机电一体化的设计, 最关键的就是表现出创新性的产品设计理论, 打破传统的设计模式, 全面提高产品的质量和性能。整体法通过把电子技术和机械技术整合成为一个不可分割的有机整体, 实现产品设计上的新颖和独特, 也体现了一种创新的思维方式, 具有一定的影响和价值。

3.2 取代法

这一设计方法就是用电子线路代替机械控制结构, 一般用于电子化产品设计。机械控制结构在完成指定任务的运行过程中形式过于单一, 这种情况在机电设计一体化中就得到了改变, 也就是利用电子线路来控制机构。我们往往将电子线路控制分步骤进行, 首先在控制器或微型计算机上编出相应的程序, 用于把电子线路和机械控制结构有机地相结合;然后, 开始取代工作, 即用电子线路代替原有机械结构, 用变速机构、凸轮等代替那些接触式控制器。这样一来, 传统的机械结构得到简化, 体现出机电一体化的设计思想, 而且产品的质量和性能也能得到相应的提高。

3.3 组合法

组合法是功能模块的整合, 就是把各种标准功能的模块组合成各个机电一体化系统。当简单的机械与电子的有机整合并不能完成指定任务时, 我们往往采取组合法, 将各个功能模块进行整合, 形成一个一体化的多功能模块的综合系统, 然后对系统进行设计来达到预期效果。现在组合法在数控机床上面的应用效果显著、优势明显, 拓展了多种使用功能, 极大地提高了产品质量。另外, 这一设计方法周期短、质量高, 还可以节约设备成本, 在生产管理、使用和维修上都非常方便, 今后也一定会得到进一步的发展和完善。

4 总结

机电控制系统融合多种技术, 在人类社会生产生活中发挥着越来越重要的作用。而机电一体化是新时代下的产物, 在带来显著的经济效益和社会效益的同时, 为机械工业的发展注入新的生命力。关于机电一体化产品的设计方法, 虽然目前主要总结出三种, 但今后肯定会出现更多的具有创新性的设计理念, 在产品的人性化服务和自身质量性能上作出更大的提高和进步。随着未来科学技术和社会经济的不断提高, 各种技术呈现相互融合的发展趋势, 不同学科相互渗透, 因此, 机电一体化发展前景一片光明, 必将得到更优质的完善并发挥出更大的价值。

参考文献

[1]李进生.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].通信电源技术, 2013 (01) :73-74.

[2]黎洪洲.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].信息系统工程, 2013 (08) :36-37.

[3]潘六寿.浅析机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].黑龙江科技信息, 2015 (01) :31.

[4]梁治河.机电控制系统自动控制技术与一体化设计[J].科技风, 2011 (09) :37.

篇9：机电一体化控制系统的设计应用

【关键词】机电一体化；控制技术；设计；应用方法

工业一直以来都是国民经济的主导产业，其不仅关系着国家经济的发展进程，也影响了整个社会科技的发展水平。新经济体制下，我国工业科技取得了新的研究成果，改变了过去单一的技术应用方案。机电一体化控制系统是工业经济中的先进模式，由于多种技术融入而提高技术的实用性，这些都能为企业发展创造有利的条件。

一、机电一体化的特点

（1）科技性。对于任何一个产业经济而言，科学技术始终是决定产业发展的关键因素，只有依赖于科技创新才能取得预期的发展成就。机电一体化采用了先进科技成果为指导，把不同科技融合起来形成了一体化控制系统。这不仅解决了资源的有效利用率，也加快了工业科技创新的可持续发展，带动了生产收益的提升。（2）自动性。实现机电设备的自动化控制，这是机电一体化系统的基本功能，其能够摆脱人工控制的难度，使机电设备处于相对自动化的控制状态。

二、机电一体化控制系统的设计要点

随着计算机技术的迅猛发展和广泛应用，机电一体化技术获得前所未有的发展。现在的机电一体化技术，是机械和微电子技术紧密集合的一门技术，它的发展使冷冰冰的机器有了人性化、智能化。从企业角度分析，开辟新工业生产模式是行业科技的创新要求，也是实现经济收益最大化的必要条件。笔者认为，机电一体化控制系统设计应注重几大模块的控制：（1）结构模块。机械本体是系统的所有功能要素的机械支持结构，一般包括有机身、框架、支撑、联接等，这是机电系统控制的主要对象。设计一体化系统要考虑设备本身的结构设置，使机电、机械等设备发挥出预期的功效，这样才可以加快控制系统的功能发挥。（2）动力模块。动力驱动部分依据系统控制要求，为系统提供能量和动力以使系统正常运行。无论是哪一种类型的机械设备，都要借助动力系统才能正常地运转，这是机电一体化设计的主要内容。动力模块设计可选用变频调节技术，根据主电机传输能量的大小，由变频器自动控制电传动速率，进而对设备动力供应系统进行调节，这样能够方便机电系统的自动化运转。（3）感知模块。测试传感部分对系统的运行所需要的本身和外部环境的各种参数和状态进行检测，并变成可识别的信号，传输给信息处理单元，经过分析、处理后产生相应的控制信息。传感器是信息传递的主要设备，用其作为信号感应与自处理装置，对机电设备调度具有指导作用。无线传感技术的普及应用，能够帮助控制系统快速地分析数据信息，避免其他信号传递造成的干扰。（4）指令模块。控制及信息处理部分将来之测试传感部分的信息及外部直接输入的指令进行集中、存储、分析、加工处理后，按照信息处理结果和规定的程序与节奏发出相应的指令，控制整个系统有目的的运行。机电一体化控制系统设计应考虑指令的控制，尤其是自然语言与计算机语言之间的转换，更应该朝着一体化方向转变，这是保证机电信号稳定传输的重点条件。

三、新型控制系统的应用表现

机电一体化控制系统是工业生产调度的主要趋势，也是基于信息科技的自动化控制平台，用其作为工业生产控制模块，有助于加强生产设施的工作性能，带动了生产效率的全面提升。同时，借助控制及信息处理部分发出的指令，可快速完成规定的动作和功能。除此之外，新型机电控制系统应用还表现在其它方面：（1）人机智能化。从未来科学技术的发展角度考虑，我国机电一体化控制系统也将朝着智能方向改进，这种智能性特点是在原控制模式上的升级，应用了多功能控制技术作为辅助方案。随着计算机应用技术的不断推广，机电一体化作业模式的智能系数更高，大部分人工操作均可通过计算机控制平台处理，这些改变了传统工业生产模式的不足。（2）数字一体化。数字一体化是对机电一体化控制的延伸，其选用高科技数字系统作为支撑，对机电设备动作指令进行合理地调度，帮助工业系统解决实际生产中的问题。数字一体化以微型计算机为控制平台，这种小型计算机具备了常规计算机的数据处理功能，因其外形轻巧而适合安装于机电设备。利用数字传感器对控制系统实时感应，发现异常信号后及时调整指令，加快了数字系统的自处理效率。

参考文献

[1]丁子华.新时期多功能通信网络的设计与应用[J].工业科技研究.2009，20（12）：19～21

[2]林仁宝.机电一体化控制系统的设计与应用[J].中国科技信息.2011，14（11）：31～33