1．智能仪表及其技术发展历程与优势特点
1．1智能仪表的发展历程
20世纪50年代以前，仪器的功能用硬件实现，几乎没有软件的介入，完全由生产厂商在产品出厂前定义好，测量结果用指针显示，称为模拟式仪器。体积庞大、功能单一、开放性差。
60年代，随着集成电路的出现，产生了以集成电路芯片为基础的数字式仪器，其基本工作原理是在测量过程中将模拟信号转为数字信号，测量结果以数字形式显示和输出。读书清晰、响应速度快、精度高。
70年代，微处理器被用到仪器中，仪器前面板开始朝键盘化方向发展，测量系统常通过IEEE—488总线连接。不同于传统独立仪器模式的个人仪器得到了发展等。
80年代以后，仪器仪表的智能化突出表现在以下几个方面：微电子技术的进步更深刻地影响仪器仪表的设计;DSP芯片的问世，使仪器仪表数字信号处理功能大大加强;微型机的发展，使仪器仪表具有更强的数据处理能力;图像处理功能的增加十分普遍;VXI 总线得到广泛的应用。
近年来，智能化测量控制仪表的发展尤为迅速。国内市场上已经出现了多种多样智能化测量控制仪表，例如，能够自动进行差压补偿的智能节流式流量计，能够进行程序控温的智能多段温度控制仪，能够实现数字PID和各种复杂控制规律的智能式调节器，以及能够对各种谱图进行分析和数据处理的智能色谱仪。
随着微电子、计算机、网络和通讯技术的飞速发展以及综合自动化程度的不断提高，目前广泛应用于工业自动化领域的智能仪表，其技术也同样在过去的二十多年里得到了迅猛的发展。目前国外智能仪表占据了国际应用市场的绝大比重，如何结合目前智能仪表的工业应用经验并快速跟踪国际智能前沿技术应用于我国智能仪表的开发研究成为振兴民族智能仪器仪表的一大突出问题。
1．2智能仪表的优势特点
智能仪表在工业自动化领域的广泛应用得益于其突出的技术优势和特点，诸如其高稳定性、高可靠性、高精度、易维护性。以智能变送器为例，智能仪表具备如下优点：（1）智能变送器具有较高的精度。利用内装的微处理器，能够实时测量出静压、温度变化对检测元件的影响，通过数据处理，对非线性进行校正，对滞后及复现性进行补偿，使得输出信号更精确。一般情况，精度为最大量程的±0.1%，数字信号可达±0.075%。
（2）功能强。智能变送器具有多种复杂的运算功能，依赖内部微处理器和存储器，可以执行开方、温度压力补偿及各种复杂的运算。
（3）测量范围宽。普通变送器的量程比最大为10:1，而智能变送器可达40:1或100:1，迁移量可达1900%和-200%，减少变送器的规格，增强通用性和互换性，给用户带来诸多方便。
（4）通信功能强。智能变送器均可实现手操器进行操作，既可在现场将手操器插到变送器的相应插孔，也可以在控制室将手操器连接到变送器的信号线上，进行零点及量程的调校及变更。有的变送器具有模拟量和数字量两种输出方式（如HART协议），为实现现场总线通讯奠定了基础。
（5）完善的自诊断功能。通过通信器可以查出变送器自诊断的故障结果信息。1．3智能仪表的发展趋势
1．3．1微型化
微型智能仪器指微电子技术、微机械技术、信息技术等综合应用于仪器的生产中，从而使仪器成为体积小、功能齐全的智能仪器。它能够完成信号的采集、线性化处理、
数字信号处理，控制信号的输出、放大、与其他仪器的接口、与人的交互等功能。微型智能仪器随着微电子机械技术的不断发展，其技术不断成熟，价格不断降低，因此其应用领域也将不断扩大。它不但具有传统仪器的功能，而且能在自动化技术、航天、军事、生物技术、医疗领域起到独特的作用。例如，目前要同时测量一个病人的几个不同的参量，并进行某些参量的控制，通常病人的体内要插进几个管子，这增加了病人感染的机会，微型智能仪器能同时测量多参数，而且体积小，可植入人体，使得这些问题得到解决。
1．3．2多功能化
多功能本身就是智能仪器仪表的一个特点。例如，为了设计速度较快和结构较复杂的数字系统，仪器生产厂家制造了具有脉冲发生器、频率合成器和任意波形发生器等功能的函数发生器。这种多功能的综合型产品不但在性能上(如准确度)比专用脉冲发生器和频率合成器高，而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。
1．3．3人工智能化
人工智能是计算机应用的一个崭新领域，利用计算机模拟人的智能，用于机器人、医疗诊断、专家系统、推理证明等各方面。智能仪器的进一步发展将含有一定的人工智能，即代替人的一部分脑力劳动，从而在视觉(图形及色彩辨读)、听觉(语音识别及语言领悟)、思维(推理、判断、学习与联想)等方面具有一定的能力。这样，智能仪器可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。显然，人工智能在现代仪器仪表中的应用，使我们不仅可以解决用传统方法很难解决的一类问题，而且可望解决用传统方法根本不能解决的问题。
1．4智能仪表技术及其应用未来发展方向的建议
（1）智能仪表的智能化程度有待进一步提高。智能仪表的智能化程度表征着其应用的广度和深度，目前的智能仪表还只是处于一个较低水平的初级智能化阶段，但某些特殊工艺及应用场合则对仪表的智能化提出了较高的要求，而当前的智能化理论，如：神经网络、遗传算法、小波理论、混沌理论等已经具备潜在的应用基础，这就意味着我们有必要也有能力结合具体的应用需要下大气力开发高级智能化的仪表技术。
（2）智能仪表的稳定性、可靠性有待长期和持续的关注仪表运行的稳定性、可靠性是用户首要关心的问题，智能仪表也不例外，随着智能仪表技术的不断拓展、新型的智能仪表也将陆续投放市场，这需要我们始终把握一个原则：每一项智能新技术的应用有待实践的检验，是否用户有信心和勇气敢于做“第一个吃螃蟹的人”。这就需要安全性、可靠性技术的并行开发。
（3）智能仪表的潜在功能应用有待最大化。目前工业自动化领域的实际应用尚未将智能仪表的功能发挥最大化，而更多的只是应用了其总体功能的半数左右，而这一应用现状的主要原因是，控制系统的总体架构忽略了诸如现场总线的技术优势，这需要仪表厂商与用户建立良好的合作伙伴关系，加强长期合作，以短期投资促长期效益，通过建立“智能仪表+现场总线”的控制系统架构，确立优化的投资观念，达成和谐共赢的目标。
（4）继续加大国内智能仪表的开发投入。智能仪表技术及应用还需要经历一个较为漫长的成熟发展期，而对于国内智能仪表技术及产品开发已经面临着更大的挑战，这种局面召唤着国内仪表行业共同探讨智能仪表的发展问题，应对激烈的国际竞争市场，担负仪表产业的历史使命，在日益优厚的国家及政府扶持政策下，坚持产、学、研的密切结合，继续加大国内智能仪表的开发投入。
2．智能压力控制仪表
众所周知压力在工业上市一个十分重要的参数，涉及也十分广泛，如工业用水的水压，储气罐及管道内的压力液压和润滑设备的油压，化工反应罐的内压，加热炉的炉内压力，管道压力等等。在测量时工厂根据实际情况往往需要满足许多特定条件如：测量准确，便于计算和对各种误差进行补偿和计算，利于实现人—机——体化。因此产生了智能压力控制仪表。
如：智能数字压力控制器是采用单片机控制的在线测量仪表，是一款集压力测量，上下限报警，4~20mA输出，485通讯，液晶显示于一体的智能化压力探测器。它具有现场直接显示，使用方便，远程监控的功能。前端采用高精度压阻式压力传感器，输出信号由高精度、低温漂的放大器放大处理，送入高精度的A/D转换器，转换成微处理器可以处理的数字信号，经过运算处理，由LCD显示器显示出实际的压力值。上下限报警值设定，自动控制泵、阀或报警器的动作，达到及时有效的控制生产。尤其在腐蚀、振动等场所使用，更显其超凡性能。该产品经国家级计量部门、防爆部门检定合格，已在自来水、水处理、石油、化工、电力、冶金领域得到广泛应用。
2．1 N70/N80/N90 智能数字压力表
一．概述
（一）功能介绍:
N70/N80/N90 型智能数字压力表是我公司最新开发的新产品，融汇了多项国际上先进的电子技术、单片计算机技术、电擦除技术、抗干扰技术等，从而保证了仪表具有测控精度高,抗干扰性能强等优点。整机选用96×96×100(N70)/48×96×100(N80)/ 96×48×100(N90)外壳,具有整机体积小、重量轻、耗电省、功能齐全、工作可靠、使用方便灵活，配用PT100-系列高温熔体压力传感器或PT200-系列常温压力传感器，作为高精度压力测量与控制，可广泛地使用于液压、石油、塑料、橡胶、印染、纺织等行业的压力显示和自动化控制场合，还可与其他厂家的电阻应变式压力传感器配套使用;可以设定上下限值报警，具有发光管报警指示、继电器触点输出控制外部执行机构;具有高精度的电压输出模块、电流输出模块、继电器输出控制模块以及通讯模块供用户选择;本机采用人性化的操作方法，操作简单易学。
（二）主要技术指标及性能：
⑴显示器双层四位高亮度绿色和红色发光数码管
⑵显示分辨率 0001
⑶显示数值范围 0001－9999 Mpa（小数点可变）
⑷仪表精度 0.2％FS ± 1 位
⑸指示灯显示效准指示灯、FUNC 输出指示灯、AL1，AL2 报警指示灯
⑹输入信号 2/3.3 mV/V 0-20mA/4-20mA/0-5V/0-10V（定货时说明）
⑺采样速度 4 次/ 秒
⑻供电 +9V 高精度直流电源(配压力传感器)/24V 电源(配变送器)
⑼输出控制与满量程信号成线性的电压或电流输出
⑽主报警输出上限报警具有继电器输出（220V 1A）上限报警指示灯(OUT)亮
⑾辅助输出辅助输出可通过配以不同的功能模块并通过仪表设定来达到不同的输出要求。
⑿报警范围 0001－9999 MPa （小数点可变）
⒀效准指示显示传感器满量程80％值(传感器应空载)，效准指示灯（CAE）亮。
⒁使用温度及湿度 0－55 ℃，≤ 80％ RH
⒂电源要求 85－265 VAC 50Hz - 60Hz
⒃外型尺寸 96×96×100mm/96×48×100 mm 48×96×100mm
⒄开孔尺寸 92×92mm /92×46mm /46×92mm
⒅自身重量约 400 克/200 克//200 克
（三）模块功能说明
N70/N80/N90 型智能数字压力表有2个功能模块插座，通过安装不同的模块可以实现不同的功能及类型输出。可选择的模块有：继电器输出模块、电流输出模块(4—20mA/0—10mA)、电压输出模块（0—5V/0—10V），485 通讯输出模块。
报警 1（AL-1）：可以选择三种输出模块
1．继电器模块输出
当压力超过 AL-1 设定的（报警值+回差值）时继电器闭合（断开），当压力低于AL-1 设定的（报警值-回差值）时继电器断开（闭合）。实现此功能应在报警1 的模块插座上安装继电器输出模块并在仪表中设定AL-1 的报警值和回差值。继电器模块常开、常闭可通过CON1上的短路块来选择。AB 间有短路块时为常闭输出。BC 间有短路块时为常开输出。
参考设定值：
(1)量程为50.00MPa 时, AL-1 报警值为35.00MPa，AL-1 的HC 回差值为0.2MPa 按此设定时，压力大于35.20MPa 时继电器闭合（断开），压力小于34.80MPa 时继电器断开（闭合）。
(2)量程为15.00MPa 时，AL-1 报警值为10.00MPa, AL-1 回差值为0.2MPa
按此设定时，压力大于10.20MPa 时继电器闭合（断开），压力小于9 .8MPa 时继电器断开（闭合）。
2．电流模块输出
根据压力值线性输出电流（4-20mA/0-10mA），当压力值小于等于零时电流输出为dL 设定值，当压力大于等于满量程电流输出为dH 设定值。当实际电流输出与设定值有偏差时，可通过调节电流模块上的电位器使其一致。
3．电压模块输出
根据压力值线性输出电压（0-5V，0-10V）。电压模块有0-5V 型和0-10V 型。当实际电压输出与设定值有偏差时，可通过调节电压模块上的电位器使其一致（出厂时已调好）。
若为电压/电流输出，在出厂前，已设置好。
如没有设置，请在主菜单中 AL-1 的输出方式设置为I，
当为电流输出为 0-10mA，dL 为0,dH 为10。
当为电流输出为 4-20mA,电压1-5V 输出时,dL 为4,dH 为20。
当为电流输出为 0-20mA,电压0-5V 或0-10V 输出时,dL 为0,dH 为20。
报警 2（AL-2）：可以选择四种输出模块
1．继电器模块输出: 在主菜单中设置AL-2 的输出方式为HJ(上限报警)或LJ(下限报警)，并设置 HC 回差值(设置范围0-250)，在辅助菜单中设置AL-2 的报警值参数。2．电流模块输出
3．电压模块输出
若为电压/电流输出，在出厂前，已设置好。
如没有设置，请在主菜单中 AL-2 的输出方式设置为I，其他设置与AL-1 报警同。4．RS485 通讯输出模块：
在主菜单中 AL-2 输出方式设置为485，波特率固定为“9600,n,8,1”。
当不安装功能模块时，应把相应的AL-1 或AL-2 类型选择设为继电器类型“HJ/LJ”，并把相应的 AL-1 或AL-2 报警值设为“0000”。
（四）输入信号
N70/N80/N90 型压力仪表有2、3.3mV/V(传感器信号) 和0-20mA/4-20mA /0-5V/0-10V(压力变送器信号)。若为传感器输入可通过主机板上短路块的放置来实现。
二.仪表接线
N70/N80/N90 型仪表后面板图示及接线如下表1.1：
表1.1
1．传感器信号正（兰色线）
2．传感器供桥正（红色线）
3．传感器信号负（白色线）
4．传感器供桥负（黄色线）
5．传感器校准（黑色线）
6．仪表地；（屏蔽线）
7．AL-2 电压、电流、继电器输出正端、485 通讯输出A 端；
8．AL-2 电压、电流、继电器输出负端、485 通讯输出B 端；
9．AL-1 电压、电流、继电器输出正端；
10．AL-1 电压、电流、继电器输出负端；
11．OUT 继电器常闭端；
12．OUT 继电器常开端；
13．交流电源输入端；
14．大地；
三．前面板说明：
15．⑴压力超过所设定的上限报警值时 OUT报警灯亮；压力超过所设定的AL-1 报警值时；AL1 报警灯亮压力超过所设定的；AL-2 报警值时AL2 报警灯亮。
(2)PV 窗口显示工作压力实际值。
(3)SV 窗口显示设定参数实际值。
(4)传感器空载时显示值不为零，按 CAE 键可使显示器复零(在设定状态下有效，传感器零位信号超过满量程信号+20％、-10％时按此键无效)。
(5)按FUNC 键可查看传感器满量程80％的值。
(6)按SET 键可进入设定状态。SET 键可分长键（按 3 秒）和短键（按一下）。
(7)移位键。
(8)∧增量键
图1.1 N70/智能数字压力表
2．2智能压力控制器(DPI-4）
1．概述
该产品是集压力测量、显示、控制于一体的多功能产品。用于测量各种气体，液体等酸碱介质的压力，同时可设置报警点，实现压力连续测量和开关量控制。当压力达到预定值时输出控制信号，接通或关闭被控设备，实现自动化控制的目的。该产品具有精度高、迟滞小、响应快、性能稳定可靠、易操作和安装简便灵
活的优点，是微电脑技术用于压力自动控制的高技术产品。广泛用于化工、机械、水力、电力等系统的气体、液体的压力控制和自动化控制，尤其是和水泵、空压
机的配套使用，外接中间继电器可以实现多种控制功能。
2．突出特点
(1)接线安装简便：只要一只接触器便可控制电源的起动和关闭（传统的方式是用一只中间继电器和一只接触器来控制。）
(2)特设两种启动模式选择：
自动：通电即可启动仪器。
手动：通电后，手动启动仪器。
(3)智能型自我诊断系统，实现对错误类型的提示
(4)压力实时显示，控制。
(5)上下限控制点可调。
(6)操作指南及按键说明
3．（1）开机（ON/OFF）：设备运行键。进行参数设置时，必须关闭运行指示灯，否则其他按键设置无效。
（2）设置：进入压力预值设置状态，进入设置状态后显示闪动2Hz。
（3）接通电源后，如果屏显不是4 个“0”，可长按“▼”键来清零。
（4）可按“▲”键来切换单位选择，选定后对应单位指示灯亮。
（5)增加键（▲）：在压力预值设置状态下，按键一次数字增加0.01MP，长按2 秒后数
字增加0.1MPa。
（6）减小键（▼）：在压力预值设置状态下，按键一次数字减小0.01MP，长按2 秒后数字减小0.1MPa。
4．指示灯说明
（1）电源指示灯：接通电源后点亮；
（2）上限指示灯：在进行上限设置过程时点亮；
（3）下限指示灯：在进行下限设置过程时点亮；
（4）运行指示灯：按开机（ON/OFF）键后点亮，在设备运行过程中闪烁。
5．控制压力值设置
（1）按“设置”键进入预值设置状态后，显示数字每秒闪动两次；
（2）通过增加键（▲），减小键（▼）设置预值；短按±1KPA，长按2 秒快速增加或减小，在长按状态下LED 不再
闪动。
（3）设置完成后，按开机（ON/OFF）键将设定值自动存入电脑芯片。
（4）再次按开机（ON/OFF）键，电机开始工作。（长按“▲”/“▼”键会快速加减数值）
6．功能摸式
（1）长按“设置键”，进入模式菜单设置；短按“设置”，选择相关模式进入设置。（2）通过短按增加键（▲）或减小键（▼）在“1” (模式开启)、“ 0” (模式关闭)之间选择。
（3）设置完成后，按开机（ON/OFF）键将设定值自动存入电脑芯片。
（4）同时按住“▲”与“▼”键直到显示“PRUN”，人工连打模式被打开，此时只能通过“开关”键来控制设备停启。长按住“▲”与“▼”键直到显示“当前压力值”退出此模式并恢复自动控制功能。模式介绍典型应用，Run1/ Run0 自动/手动模式停电后设备自启动还是人工按“开关”键启动选择。SP0/SP1 自检模式关/开检查电机是否有堵转和缺相以及管子是否有崩裂。Pn0 /Pn1 24 小时内最大累计工作时间模式关/开防止因压力罐单向阀损坏而导致水泵频繁工作，使大量电量浪费，一天内累计工作时间到达设定时间设备自动停止工作，减少损失。Rn0/Rn1 最长连续工作时间模式关/开防止因井水抽干、水管漏水、水泵老化而导致的扬程降低所造成的压力罐始终达不到上限值而一直工作，大量浪费电量。PRUN 人工连打模式开启后可用于灌溉农田等，不会因受上下限的控制而使出水压力不均衡。
7．运行说明
（1）接通电源后，全显示2 秒后，显示当前压力值，人工启动摸式，没有按开机（ON/OFF）键时，即使压力小于下限值，仍然不进行工作。如在自动启动摸式，压力小于下限值，设备会自启动。
（2）按开机（ON/OFF）键后，设备开始运行，判断压力是否低于下限值，是，就进行工作；直至压力达到上限值停止工作；当压力低于下限值时，开始再次工作；循环监视环境压力，并保持压力在上、下限之间。
（3）在电机运行时，按开机（ON/OFF）键可以急停。
（4）输入电压：其他：12VDC 24VDC
A: 380V 50HZ
B： 220V 50HZ
按“开关”键来保存上/下限值；通过按“▲”/“▼”键来选择上/下限值；每按一下“设置”键会依次显示上/下限指示灯。
2．3智能远程数字压力控制器(DPI-4系列）
图1.2 智能远程数字压力控制器(DPI-4系列）
用途：
智能远程数字压力控制器不仅具备远程数字压力表的全部功能，而且有设定、控制功能和RS232／485数据传输接口。控制器采用CYX高准确度、高稳定性的压力传感器，经过严格精密的温度和线性补偿，采用CPU模块化信号处理技术，实现对介质压力信号的检测、显示、输出、报警、控制和数据传输的目的，该控制器可广泛用于石油、化工、冶金、电力、供水等领域中对各种气体、液体的表压、绝压测量控制，是工业现场理想的智能化测控仪表。
特点：
（1）双排4位LED显示
（2）具有压力上下限设定、控制功能
（3）具有压力上下限报警功能
（4）输出4mA～20mA信号，适于远传
（5）具有RS232/RS485数据通讯接口
（6）准确度高：≤0.1%(模拟信号) ≤±0.5(数字显示)
（7）稳定性好：温漂≤0.01%FS/℃时漂≤0.2%FS/年
（8）温度范围宽：-25℃～+85℃
（9）抗干扰设计
（10）过载能力强，3倍于满量程
（11）手动、自动无扰动切换
（12）提供24V直流电源(供给二线制变送器) （13）具有双路继电器控制输出功能
图1.3远程数显压力表
外形结构
接线
选型
3．智能温度控制仪表
温度是一个与人们生活和生产密切相关的重要物理量。温度的测量和控制技术应用十分广泛。在工农业生产中和科学研究中，经常需要对某一系统的温度进行测量；并能自动的控制，调节该系统的温度。因此基于这种要求智能温度控制仪表开发在人们获取信息的应用则具有十分重要的意义。
大部分的智能温度控制仪是基于CU50传感器和STC89C51单片机。其智能测温仪表电路主要由STC89C51单片机、按钮、数码管、LED 显示、串行通信接口、电源、ADC 、E 2PROM 等电路组成，其以51单片机为核心控制部件，利用CU50阻值随温度变化的特点，将其和其他三个电阻构成非平衡电桥，因而，温度的变化可转化成电桥输出微弱电压信号的变化，电压信号经集成运放电路放大后送到A/D 转换器，将模拟信号变换成数字信号。单片机根据输入量和设定量进行运算，将结果送到数码管显示，完成对温度的测量。软件方面采用C 语言来进行程序设计，使指令执行速度快，节省存储空间，便于扩展和更改。
3．1智能温度控制仪表原理
其原理采用单片机系统为核心，采用热电阻CU50作为温度传感器采集温度信号，经信号放大器放大后，送到A/D 转换芯片，经单片机检测处理温度信号，通过存储器对温度数据进行存储，并通过8位数码管对温度进行显示，还可以通过功率驱动电路用单片机驱动具有交流220V 电压的电阻性负载，如果需要输出与温度成正比的4～40mA 电流，则需要D/A 转换芯片将单片机处理的数字信号变成模拟信号。原理设计方框图1.4如下：
图1.4智能温度控制仪表原理 单片机ADC 变送器传感器存储器
功率驱动电路
数码显示
DAC 模拟量输出电路
3．2实际的工业产品
3．2．1 TA 系列温控表
TA 系列温控表为全四位显示，有多种热电偶\ 热电阻输入，采用多重数字滤波电路\PID 自整定\模糊PID 控制算法等多项先进技术,仪表具有测量精度高、控温准确、稳定、抗干扰能力强、操作简单等特点。其中AL2/OUT2需要时可作为报警用途，也可选择为冷却PID 控制输出。广泛用于机械、化工、陶瓷、轻工、冶金、石化等行业的自动化系统，也适用于注塑、挤出、吹瓶、食品、包装、印刷，恒温干燥、金属热处理等设备的温度控制，是普通模拟仪表和进口仪表的理想代替产品。
图1.5 TA系列温控表标注名称
①测量值/参数符号显示
②设定值/参数修改值显示
③指示灯
OUT1: 加热/主控输出指示灯亮:输出灭:无输出
OUT2: 冷却/AL2报警输出指示灯亮:输出灭:无输出
AT : 自整定输出指示灯亮:在线整定灭:非整定状态
AL : AL1报警输出指示灯亮:报警灭:无报警
④设定键
参数设定/ 模式变换键
⑤移位/ 自整定键
参数设定时,点动作移位按键,测量状态按此键大于3S可进入/ 退出自整定状态,进入整定状态时AT灯亮，退出整定时AT灯灭.
⑥参数设定数字增加键
⑦参数设定数字减少键
规格特征：
表1.2 TA系列温控表参数
3．2．2 (96×96)高精度全输入智能温控仪-三相移相触发SCR输出
基本描述：
一．仪表型号标识：
1．配热电偶（K、E、J、S、B等信号输入）仪表型号是：SG-808A-8301
2．配热电阻（Pt100、C50)信号输入，仪表型号是：SG-808A-8302
3．SG-808系列仪表中已经包含了20多种传感器的信号，用户可以根据下面的表格来选择购买对应量程的传感器，在你所购买的仪表的菜单里自由设置相应的传感器分度号，并配接到仪表上即可，无需对仪表选型。
二．仪表输出配置：
仪表的主控输出为：（三相）双向可控硅（SCR）或可控硅模块信号（也就是说需要在仪表外接3个双向可控硅或6个单向可控硅作为执行器）。
模糊PID调节和移相触发可控硅或可控硅模块是高精度控温的关键，有许多需要大功率的恒温设备还需要用三相交流电，本款仪表就是针对上述要求而开发的。
三．适用的调控精度：
1．设备要求在0～1600℃左右的量程范围内获得2℃左右的调节精度。
2．设备要求在0～600℃左右的量程范围内获得1℃左右的调节精度。
3．设备要求在0.0～100.0℃左右的量程范围内获得0.2℃左右的调节精度。
四．实物图片展示：
图1.6 (96×96)高精度全输入智能控制仪表
五．仪表接线端子及应用接线（以收到的仪表壳体所贴接线图为准）
图1.7 接线柱图
4．智能流量控制仪表
智能流量仪表又称为流量计。流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国著名的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、
文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到最广泛的应用。
4．1常用流量仪表
1.电磁流量计；
2.涡街流量计；
3.浮子流量计；
4.科氏力质量流量计；
5.热式（气体）质量流量计；
6.超声波流量计；
7.涡轮流量计
4．1．1电磁流量计
发展及应用：
电磁流量计是60年代随着电子技术的发展而迅速发展起来的新型流量测量仪表。它根据法拉第电磁感应定律制成，用来测量导电流体的体积流量。由于其独特的优点，目前已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量。例如，测量各种酸、碱、盐等腐蚀液体；各种易燃，易爆介质；各种工业污水，纸浆，泥浆等。
测量原理：
测量原理是基于法拉第电磁感应定律。即当导电液体流过电磁流量计时，导体液体中会产生与平均流速V （体积流量）成正比的电压，其感应电压信号通过两个与液体接触的电极检测，通过电缆传至放大器，然后转换成统一的输出信号。基于电磁流量计的测量原理，要求流动的液体具有最低限度的电导率。
优点：
（1）电磁流量计的变送器结构简单，没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件，所以当流体通过时不会引起任何附加的压力损失，同时它不会引起诸如磨损，堵塞等问题，特别适用于测量带有固体颗粒的矿浆，污水等液固两相流体，以及各种粘性较大的浆液等．同样，由于它结构上无运动部件，故可通过附上耐腐蚀绝缘衬里和选择耐腐材料制成电极，起到很好的耐腐蚀性能，使之可用于各种腐蚀性介质的测量。
（2）电磁流量计是—种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以及电导率(在一定范围内)的影响．因此，电磁流量计只需经水标定以后，就可以用来测量其它导电性液体的流量，而不需要附加其它修正。
（3）电磁流量计的量程范围极宽，同一台电磁流量计的量程比可达1：100．此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称分布下的流动状态（层流或紊流）无关。
（4）电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好．因此，可将测置信号直接用转换器线性地转换成标准信号输出，可就地指示，也可远距离传送。
缺点：电磁流量计虽具有上述优良特性，但目前它还有一些不足之处，以致在使用上受
到一定限制．主要有如下几点：
（1）电磁流量计不能用于测量气体、蒸气以及含有大量气体的液体。
（2）电磁流量计目前还不能用来测量电导率很低的液体介质，被测液体介质的电导率不能低于10－5（S/cm），相当蒸馏水的电导率，对石油制品或者有机溶剂等还无能为力。（3）由于测量管绝缘衬里材料受温度的限制，目前工业电磁流量计还不能测量高温高压流体。
（4）电磁流量计受流速分布影响，在轴对称分布的条件下，流量信号与平均流速成正比。所以，电磁流量计前后也必须有一定长度的前后直管段。
（5）电磁流量计易受外界电磁干扰的影响。
4．1．2涡街流量计
涡轮流量计是一种速度式仪表,它具有压力损失小,准确度高,起步流量低,抗震与抗脉动流动性好,范围度宽容易维修等特点,涡轮流量计是将涡轮置于被测流体中,当气体进入流量计时,在特殊结构整流器的作用下得到整流并加速,在一定流量范围内涡轮的角速度和流量成正比,利用电磁感应原理感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号,该信号经前置放大器,整形后,得到实际流量,并显示在LCD屏上.如果同温度,压力传感器检测到的信号一起输入智能流量计算仪进行运算处理,将得到标准状况下的流量,并显示在LCD屏上. 涡轮流量计是一种叶轮式仪表，其工作原理相对简单。涡轮流量计本体管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑．当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转．在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比．由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量．同时涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测．当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化．传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值。涡轮流量计是速度式流量仪表的一种，根据其音译国内又称为透平流量计。涡轮流量计根据其测量介质的不同又分为气体涡轮流量计和液体涡轮流量计。在各种流量计中涡轮流量计是重复性高、精确度最佳的产品。如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大（同样口径可通过的流量大）和可适应高参数（高温、高压和低温）等。涡轮流量计广泛应用于以下一些测量对象：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站，大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。
4．1．3浮子流量计（转子流量计）
金属管浮子流量计实际是一种可变面积式流量计。它通常具有一段直立的锥管和一只可以在其中自由地随流量大小上下移动的浮子。当流体自下而上流经锥管时，流体的动能在浮子上产生的推力 S 和流体的浮力 A 使浮子上升。随着锥管内壁与浮子之间的环形流通面积增大，流体动能在浮子上产生的推力 S 随之下降。当推力 S 与浮力之和等于浮子自身重力 G 时，浮子处于平衡状态，并稳定在某一高度上，该高度位置对应的刻度指示流过流量计的流量。传感器将流量的大小转换成浮子的位移量，通过磁耦合系统，将浮子位移量传给转换器指示出流量的大小。
浮子流量计是工业自动化过程控制中常用的一种改变面积流量测量仪表。具有体积小、检测范围大、使用方便等特点。它可以用来测量液体、气体、以及蒸汽的流量，特别适宜低流速小流量的介质流量测量。
玻璃转子流量计主要用于化工、石油、轻工、医药、化肥、化纤、食品、染料、环保及科学研究等各个部门中，用来测量单相非脉动（液体或气体）流体的流量。耐腐蚀型流量计主要用于有腐蚀性液体、气体介质流量的检测，例如强酸（氢氟酸除外）、强碱、氧化剂、强氧化性酸、有机溶剂和其它具有腐蚀性气体或液体介质的流量检测。下表1.3所示LZB型的测量锥管使用光滑锥形玻璃管，LZJ型使用带筋锥形玻璃管的特点、结构与原理。
表1.3 LZJ型使用带筋锥形玻璃管的特点、结构与原理
特点原理与结构
压力损失小
流量计的主要测量元件为一根垂直安装的下小上大锥形玻璃管和管内可上下移动的浮子。当流体自下而上流经锥形玻璃管时，在浮子上下之间产生压差，浮子在此差压作用下上升。当此上升的力、浮子所受的浮力及粘性升力与浮子的重力相等时，浮子处于平衡位置。因此，流经流量计的流体流量与浮子上升高度，即与流量计的流通面积之间存在着一定的比例关系，浮子的位置高度可作为流量量度。
性能可靠，读数方便、直观
结构简单，安装使用方便
价格便宜
4．1．4科氏力质量流量计
科氏力质量流量计是运用流体质量流量对振动管振荡的调制作用即科里奥利力现象为原理，以质量流量测量为目的的质量流量计，一般由传感器和变送器组成。4．1．5热式（气体）质量流量计
热式气体质量流量计采用热扩散原理，热扩散技术是一种在苛刻条件下性能优良、可靠性高的技术，其典型传感元件包括两个热电阻（铂RTD），一个是速度传感器，一个是自动补偿气体温度变化的温度传感器。当这两个RTD被置于介质中时，其中速度传感器被加热到环境温度以上的一个恒定的温差，另一个温度传感器用于感应介质温度。流经速度传感器的气体质量流量是通过传感元件的热传递量来计算的。气体速率增加，传感器传递给介质的热量增多，因此需要供给更多的功率，而电子单元加热RTD 的功率与质量流量成一定的对应关系。热式气体质量流量计是气体流量计量中新型仪表，区别于其它气体流量计不需要进行压力和温度修正，直接测量气体的质量流量，一支传感器可以做到量程从极低到高量程。它适合单一气体和固定比例多组份气体的测量。它依据的原理是流体吸收热的速度直接与质量流量相关。移动的气体分子撞击热电阻时吸收带走热量，流率越大，接触热电阻的分子越多，吸收的热量越多，热吸收与某种气体的分子数，热学特性和流动特性有关。
4．1．6超声波流量
概述：
超声波在流动的流体中传播时就载上流体流速的信息。因此通过接收到的超声波就可以检测出流体的流速，从而换算成流量。根据检测的方式，可分为传播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪声法及相关法等不同类型的超声波流量计。起声波流量计是近十几年来随着集成电路技术迅速发展才开始应用的一种
优点：
非接触式仪表，适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。它与水位计联动可进行敞开水流的流量测量。使用超声波流量比不用在流体中安装测量元件故不会改变流体的流动状态，不产生附加阻力，仪表的安装及检修均可不影响生产管线运行因而是一种理想的节能型流量计。众所周知，目前的工业流量测量普遍存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计随着测量管径的增大会带来制造和运输上的困难，造价提高、能损加大、安装不仅这些缺点，超声波流量计均可避免。因为各类超声波流量计均可管外安装、非接触测流，仪表造价基本上与被测管道口径大小无关，而其它类型的流量计随着口径增加，造价大幅度增加，故口径越大超声波流量计比相同功能其它类型流量计的功能价格比越优越。被认为是较好的大管径流量测量仪表，多普勒法超声波流量计可测双相介质的流量，故可用于下水道及排污水等脏污流的测量。在发电厂中，用便携式超声波流量计测量水轮机进水量、汽轮机循环水量等大管径流量，比过去的皮脱管流速计方便得多。超声被流量汁也可用于气体测量。管径的适用范围从2cm 到5m，从几米宽的明渠、暗渠到500m宽的河流都可适用。另外，超声测量仪表的流量测量准确度几乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响，又可制成非接触及便携式测量仪表，故可解决其它类型仪表所难以测量的强腐蚀性、非导电性、放射性及易燃易爆介质的流量测量问题。另外，鉴于非接触测量特点，再配以合理的电子线路，一台仪表可适应多种管径测量和多种流量范围测量。超声波流量计的适应能力也是其它仪表不可比拟的。超声波流量计具有上述一些优点因此它越来越受到重视并且向产品系列化、通用化发展，现已制成不同声道的标准型、高温型、防爆型、湿式型仪表以适应不同介质，不同场合和不同管道条件的流量测量。
缺点：
超声波流量计目前所存在的缺点主要是可测流体的温度范围受超声波换能铝及换能器与管道之间的耦合材料耐温程度的限制，以及高温下被测流体传声速度的原始数据不全。目前我国只能用于测量200℃以下的流体。另外，超声波流量计的测量线路比一般流量计复杂。这是因为，一般工业计量中液体的流速常常是每秒几米，而声波在液体中的传播速度约为1500m/s左右，被测流体流速(流量)变化带给声速的变化量最大也是10－3数量级．若要求测量流速的准确度为1%，则对声速的测量准确度需为10-5～10-6数量级，因此必须有完善的测量线路才能实现，这也正是超声波流量计只有在集成电路技术迅速发展的前题下才能得到实际应用的原因。
基本原理和应用情况：
超声波流量计由超声波换能器、电子线路及流量显示和累积系统三部分组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号，经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给显示和积算仪表进行显示和积算。这样就实现了流量的检测和显示。超声波流量计常用压电换能器。它利用压电材料的压电效应，采用适出的发射电路把电能加到发射换能器的压电元件上，使其产生超声波振劝。超声波以某一角度射入流体中传播，然后由接收换能器接收，并经压电元件变为电能，以便检测。发射换能器利用压电元件的逆压电效应，而接收换能器则是利用压电效应。超声波流量计换能器的压电元件常做成圆形薄片，沿厚度振动。薄片直径超过厚度的10倍，以保证振动的方向性。压电元件材料多采用锆钛酸铅。为固定压电元件，使超声波以合适的角度射入到流体中，需把元件故人声楔中，构成换能器整体(又称探头)。声楔的材料不仅要求强度高、耐老化，而且要求超声波经声楔后能量损失小即透射系数接近1。常用的声楔材料是有机玻璃，因为它透明，可以观察到声楔中压电元件的组装情况。另外，某些橡胶、塑料及胶木也可作声楔材料。超声波流量计的
电子线路包括发射、接收、信号处理和显示电路。测得的瞬时流量和累积流量值用数字量或模拟量显示。根据对信号检测的原理，目前超声波流量计大致可分传播速度差法(包括：直接时差法、时差法、相位差法、频差法)波束偏移法、多普勒法、相关法、空间滤波法及噪声法等类型，如图所示。其中以噪声法原理及结构最简单，便于测量和携带，价格便宜但准确度较低，适于在流量测量准确度要求不高的场合使用。由于直接时差法、时差法、频差法和相位差法的基本原理都是通过测量超声波脉冲顺流和逆流传报时速度之差来反映流体的流速的，故又统称为传播速度差法。其中频差法和时差法克服了声速随流体温度变化带来的误差，准确度较高，所以被广泛采用。按照换能器的配置方法不同，传播速度差拨又分为：Z法(透过法)、V法(反射法)、X法(交叉法)等。波束偏移法是利用超声波束在流体中的传播方向随流体流速变化而产生偏移来反映流体流速的，低流速时，灵敏度很低适用性不大．多普勒法是利用声学多普勒原理，通过测量不均匀流体中散射体散射的超声波多普勒频移来确定流体流量的，适用于含悬浮颗粒、气泡等流体流量测量。相关法是利用相关技术测量流量，原理上，此法的测量准确度与流体中的声速无关，因而与流体温度，浓度等无关，因而测量准确度高，适用范围广。但相关器价格贵，线路比较复杂。在微处理机普及应用后，这个缺点可以克服。噪声法(听音法)是利用管道内流体流动时产生的噪声与流体的流速有关的原理，通过检测噪声表示流速或流量值。其方法简单，设备价格便宜，但准确度低。以上几种方法各有特点，应根据被测流体性质．流速分布情况、管路安装地点以及对测量准确度的要求等因素进行选择。一般说来由于工业生产中工质的温度常不能保持恒定，故多采用频差法及时差法。只有在管径很大时才采用直接时差法。对换能器安装方法的选择原则一般是：当流体沿管轴平行流动时，选用Z法；当流动方向与管铀不平行或管路安装地点使换能器安装间隔受到限制时，采用V法或X法。当流场分布不均匀而表前直管段又较短时，也可采用多声道(例如双声道或四声道)来克服流速扰动带来的流量测量误差。多普勒法适于测量两相流，可避免常规仪表由悬浮粒或气泡造成的堵塞、磨损、附着而不能运行的弊病，因而得以迅速发展。随着工业的发展及节能工作的开展，煤油混合(COM)、煤水泥合(CWM)燃料的输送和应用以及燃料油加水助燃等节能方法的发展，都为多普勒超声波流量计应用开辟广阔前景。
4．1．7涡轮流量计
涡轮流量计是一种速度式仪表,它具有压力损失小,准确度高,起步流量低,抗震与抗脉动流动性好,范围度宽容易维修等特点,涡轮流量计是将涡轮置于被测流体中,当气体进入流量计时,在特殊结构整流器的作用下得到整流并加速,在一定流量范围内涡轮的角速度和流量成正比,利用电磁感应原理感应出与流体体积流量成正比的脉冲信号,该信号经前置放大器,整形后,得到实际流量,并显示在LCD屏上.如果同温度,压力传感器检测到的信号一起输入智能流量计算仪进行运算处理,将得到标准状况下的流量,并显示在LCD屏上. 涡轮流量计是一种叶轮式仪表，其工作原理相对简单。涡轮流量计本体管道中心安放一个涡轮，两端由轴承支撑．当流体通过管道时，冲击涡轮叶片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力矩而产生旋转．在一定的流量范围内，对一定的流体介质粘度，涡轮的旋转角速度与流体流速成正比．由此，流体流速可通过涡轮的旋转角速度得到，从而可以计算得到通过管道的流体流量．同时涡轮的转速通过装在机壳外的传感线圈来检测．当涡轮叶片切割由壳体内永久磁钢产生的磁力线时，就会引起传感线圈中的磁通变化．传感线圈将检测到的磁通周期变化信号送入前置放大器，对信号进行放大、整形，产生与流速成正比的脉冲信号，送入单位换算与流量积算电路得到并显示累积流量值；同时亦将脉冲信号送入频率电流转换电路，将脉冲信号转换成模拟电流量，进而指示瞬时流量值。涡轮流量计是速度式流量仪表的一种，根据
其音译国内又称为透平流量计。涡轮流量计根据其测量介质的不同又分为气体涡轮流量计和液体涡轮流量计。在各种流量计中涡轮流量计是重复性高、精确度最佳的产品。如结构简单、加工零部件少、重量轻、维修方便、流通能力大（同样口径可通过的流量大）和可适应高参数（高温、高压和低温）等。涡轮流量计广泛应用于以下一些测量对象：石油、有机液体、无机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。在国外液化石油气、成品油和轻质原油等的转运及集输站，大型原油输送管线的首末站都大量采用它进行贸易结算。
4．2流量仪表发展趋势
1．结构日趋简洁、轻便
早期流量仪表为纯机械就地显示，如容积式流量计。不仅结构复杂笨重，重量/口径比很大；且其中的转动件因磨损需经常维修。随着工业管道口径日益增大，插入式仪表以其结构简单、轻巧、拆装简便，日益受到用户青睐，而近十年发展最快的科里奥利质量流量计，电磁、超声流量仪表，管道中更是没有任何转动件、阻力件，结构更为简洁，且压损小，准确度高，是最有发展潜力的流量仪表。
2．功能力求完善、多样
早期流量仪表为就地显示（如容积、转子），随着工业水平的不断提高，已不能适应工艺要求数十台仪表集中显示、调节、控制。有必要将传感器（也称一次表，如孔板、喷嘴、内锥）与变送器（也称二次表）分离开。并将流量参数转换为电参数，远传至中央控制室。随着工业规模再扩大，模拟信号已无法适应，输出信号需转换为数字信号，以适应现场总线系统、SCADA系统的要求。为增加仪表的可靠性，不少仪表已增加多达10余种自诊断功能。如罗斯蒙特公司推出的8732E电磁流量计，可自诊断如空管、电极腐蚀、电极短路、变送器故障、非满管、管道内高噪音，流量管特性改变等多方面的仪表状况。仪表功能的多样化也是一种发展趋势，如超声除测流量外，还可测流体成分，声速；科氏除测流量外，还可测流体密度。
流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域：
一．工业生产过程流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产品质量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。
二．能源计量能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。
三．环境保护工程烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的最大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分
变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。
四．交通运输有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。
五．生物技术 21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。
六．科学实验科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。
七．海洋气象，江河湖泊这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。
5.智能液位控制仪表
液位检测在许多控制领域已经为普遍，各种类型的液位检测传感器较多，按原理分有浮子式，压力式，超声波式，吹气式等。各种方式都根据其需要设计完成，其结构，量程和精度适用于各自不同场合，大多结构较为复杂，制造成本偏高；市面上也有现成的液位计，有投入式，浮子式，弹簧式等，多数成品价格高。以上液位计对输出为模拟量电流或电压，普遍适用于静止液面。
常用的有电容式液位测量计：其原理是利于液位的变化使电容的值发生改变进行测量。
一．构成：
智能液位控制器由液位显示仪表和液位变送器两部分组成。其中液位显示仪表分别由智
能数显表，单、双光柱数显表组成，液位变送器分别由普通型，高温型，耐油型，超声
波型，和防腐型组成，能够对所测介质的液位进行实时的数字和光柱直观的显示。并能将液位控制在所需范围内，可在仪表控制室对开口,密闭容器或地下池里的介质液位进行实时显示、报警和控制.被测介质可以是水、油、酸、碱、工业污水、各类高温介质、粘稠介质等导电及非导电液体。能排除液体波动造成的假液位影响。可广泛运用于供水、炼油、化工、食品、医药、造纸及污水处理等行业的工业远传控制。
二．主要技术参数：
测量范围：0—100m
测量介质：普通水、油、酸、碱、污水、粘稠介质等，测量介质温度：0—400℃
输出信号：4—20mA
显示精度：0.5%
工作电源：（220VAC、24VDC）
远程泵站智能智能控制系统 摘要：针对目前普遍在泵站智能控制中使用的基于PLC的LCU方案，本文介绍了基于先进的集高压继电保护、电力参数检测、PLC为一体的智能可编程保护管理单元的一体化泵站智能控制系统。 关键词：智能可编程保护泵站智能控制 一般的泵站智能控制系统基本结构 泵站自动智能控制系统面向新建、扩建或改建的大、中、小型灌溉、排水及工业、城镇供水泵站的自动化智能控制，实现泵站的无人值班、远程智能控制、优化调度及经济运行。 泵站自动智能控制系统对全站泵组、电气系统、公用油、水、气系统、闸门控制系统、励磁系统及直流系统进行有效监视和控制，保证泵站更加安全、可靠、经济的运行，实现泵站无人值班（无人值守）的目标。 1、1泵站智能控制系统由以下组成： 上位机 泵站自动智能控制系统的上位机智能控制软件可选用力控、(i)FIX、WinCC、InTouch、组态王等组态软件。 现地控制单元LCU 现地控制单元可选用可编程控制器（PLC）为主并配以各种专用功能装置，国内采用较为流行的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系统典型配置 系统由主机、工控机、UPS、打印机、PLC、配电柜、传感器以及相应的应用软件和系统软件等组成。主机（操作员站）可采用PC机或服务器，通讯机采用PC机，当地工控机采用一体化PC工控机。 系统中PLC负责控制泵组的启停、闸门的启闭和开度、变电站和泵用电开关的分合、辅助设备油、气、水的自动控制。监视电机、电路故障；监视水位、水质、电量、温度及压力等是否有越限，并随时将这些信息报告给工控机。工控
xx学校 2012—2013学年度第二学期期末试卷 考试课程：《人工智能》考核类型：考试A卷 考试形式：开卷出卷教师： 考试专业：考试班级： 一单项选择题（每小题2分，共10分） 1.首次提出“人工智能”是在（D ）年 A.1946 B.1960 C.1916 D.1956 2. 人工智能应用研究的两个最重要最广泛领域为：B A.专家系统、自动规划 B. 专家系统、机器学习 C. 机器学习、智能控制 D. 机器学习、自然语言理解 3. 下列不是知识表示法的是 A 。 A：计算机表示法B：“与/或”图表示法 C：状态空间表示法D：产生式规则表示法 4. 下列关于不确定性知识描述错误的是 C 。 A：不确定性知识是不可以精确表示的 B：专家知识通常属于不确定性知识 C：不确定性知识是经过处理过的知识 D：不确定性知识的事实与结论的关系不是简单的“是”或“不是”。 5. 下图是一个迷宫，S0是入口，S g是出口，把入口作为初始节点，出口作为目标节点，通道作为分支，画出从入口S0出发，寻找出口Sg的状态树。根据深度优先搜索方法搜索的路径是 C 。 A：s0-s4-s5-s6-s9-sg B：s0-s4-s1-s2-s3-s6-s9-sg C：s0-s4-s1-s2-s3-s5-s6-s8-s9-sg D：s0-s4-s7-s5-s6-s9-sg 二填空题（每空2分，共20分） 1.目前人工智能的主要学派有三家：符号主义、进化主义和连接主义。 2. 问题的状态空间包含三种说明的集合，初始状态集合S 、操作符集合F以及目标
状态集合G 。 3、启发式搜索中，利用一些线索来帮助足迹选择搜索方向，这些线索称为启发式(Heuristic)信息。 4、计算智能是人工智能研究的新内容，涉及神经计算、模糊计算和进化计算等。 5、不确定性推理主要有两种不确定性，即关于结论的不确定性和关于证据的不确 定性。 三名称解释（每词4分，共20分） 人工智能专家系统遗传算法机器学习数据挖掘 答：（1）人工智能 人工智能(Artificial Intelligence) ，英文缩写为AI。它是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学。人工智能是计算机科学的一个分支，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等 （2）专家系统 专家系统是一个含有大量的某个领域专家水平的知识与经验智能计算机程序系统,能够利用人类专家的知识和解决问题的方法来处理该领域问题.简而言之,专家系统是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统 （3）遗传算法 遗传算法是一种以“电子束搜索”特点抑制搜索空间的计算量爆炸的搜索方法，它能以解空间的多点充分搜索，运用基因算法，反复交叉，以突变方式的操作，模拟事物内部多样性和对环境变化的高度适应性，其特点是操作性强，并能同时避免陷入局部极小点，使问题快速地全局收敛，是一类能将多个信息全局利用的自律分散系统。运用遗传算法(GA)等进化方法制成的可进化硬件(EHW)，可产生超出现有模型的技术综合及设计者能力的新颖电路，特别是GA独特的全局优化性能，使其自学习、自适应、自组织、自进化能力获得更充分的发挥，为在无人空间场所进行自动综合、扩展大规模并行处理(MPP)以及实时、灵活地配置、调用基于EPGA的函数级EHW，解决多维空间中不确定性的复杂问题开通了航向 （4）机器学习 机器学习(Machine Learning)是一门多领域交叉学科，涉及概率论、统计学、逼近论、凸分析、算法复杂度理论等多门学科。专门研究计算机怎样模拟或实现人类的学习行为，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构使之不断改善自身的性能。它是人工智能的核心，是使计算机具有智能的根本途径，其应用遍及人工智能的各个领域，它主要使用归纳、综合而不是演绎 （5）数据挖掘 数据挖掘是指从数据集合中自动抽取隐藏在数据中的那些有用信息的非平凡过程，这些信息的表现形式为：规则、概念、规律及模式等。它可帮助决策者分析历史数据及当前数据，并从中发现隐藏的关系和模式，进而预测未来可能发生的行为。数据挖掘的
1. 神经网络的模型分类，分别画出网络图，简述其特点。 1）前向网络：神经网元分层排列，组成输入层，隐含层和输出层。每一层的神经元只能接收前一层神经元的输入。输入模式经过各层的顺次变换后，得到输出层数输出。个神经元之间不存在反馈。感知器和误差反向传播算法中使用的网络都属于这种模型。 1）.2） 2）反馈网络：这种网路结构指的是只有输出层到输入层存在反馈，即每一个输入节点都有可能接受来自外部的输入和来自输出神经元的反馈。这种模式可用来存储某种模式序列，也可以动态时间序列系统的神经网络建模。 3）相互结合型网络：属于网状结构，这种神经网络模型在任意两个神经元之间都可能存在连接。信号要在神经元之间反复往返传递，网络处在一种不断改变的状态之中。从某个初态开始，经过若干次变化，才能达到某种平衡状态，根据网络结构和神经元的特性，还有可能进入周期震荡或混沌状态。 4）混合型网络：是层次型网络和网状结构网络的一种结合。通过层内神经元的相互结合，可以实现同一层内的神经元的横向抑制或兴奋机制，这样可以限制每层内能同时动作的神经元数，或者把每层内的神经元分成若干组，让每组作为一个整体来动作。 2. 神经网络学习算法有几种，分别画出网络图，简述其特点。 1）有导师学习：所谓有导师学习就是在训练过程中，始终存在一个期望的网络输出。期望输出和实际输出之间的距离作为误差度量并用于调整权值。 1. 2）无导师学习：网络不存在一个期望的输出值，因而没有直接的误差信息，因此，为实现对网络训练，需建立一个间接的评价函数，一对网络的某种行为趋向作出评价。 3、简述神经网络泛化能力。 答：人工神经网络容许某些变化，如当输入矢量带有噪声时，即与样本输出矢量存在差异时，其神经网络的输出同样能够准确地呈现出应有的输出。这种能力就成为泛化能力。 4、单层BP 网络与多层神经网络学习算法的区别。 1）单层神经网络的Delta 学习算法是通过对目标函数∑== N p p E E 1 的极小来实现的，其中E 的极小是通过有序地对每一个样本数据的输出误差Ep 的极小化来得到。Delta 规则的学习算法就是对∑=-= 1 2 )(2 1 n i pj pj y t E 所定义的目标函数值求梯度得到。 2）多层前向传播网络的权系数训练算法是利用著名的误差反向传播学习算法。根据这一算法，训练网络权阵的更新是通过反向传 播网路的期望输出（样本输出）与世纪输出的误差来实现的。 3、分别叙述模糊控制器四个模块设计内容，并写出设计步骤。 答：四个模块为：模糊化过程、知识库（含数据库和规则库）、推理决策逻辑、精确化计算。（PPT 上是：模糊化接口、规则库、模糊推理、清晰化接口） 设计步骤：1定义输入输出变量2定义所有变量的模糊化条件3设计控制规则库4设计模糊推理结构5选择精确化策略方法 PPT 上设计步骤是：（1）确定模糊控制器的输入变量和输出变量；（2）确定输入，输出的论域和Ke 、Kec 、Ku 的值；（3）确定各变量的语言取值及其隶属函数；（4）总结专家控制规则及其蕴涵的模糊关系；（5）选择推理算法； （6）确定清晰化的方法；（7）总结模糊查询表。 1． 什么是智能、智能系统、智能控制？ 答：智能：能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为，如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力，即像人类那样工作和思维。 智能系统：是指具有一定智能行为的系统，对于一定的输入，它能产生合适的问题求解相应。 智能控制：智能控制是控制理论、计算机科学、心理学、生物学和运筹学等多方面综合而成的交叉学科，它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理和自适应的能力。是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能和遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。 4 把智能控制看作是AI(人工智能)、OR(运筹学)、AC(自动控制)和IT(信息论)的交集，其根据和内涵是什么? 答：人工只能（AI ）是一个用来模拟人思维的知识处理系统，具有学习、记忆、信息处理、形式语言、启发推理等功能；自动控制（AC ）描述系统的动力学特性，是一种动态反馈；运筹学（OR ）是一种定量优化方法，如线性规划、网络规划、调度、管理、优化决策和多目标优化方法等；信息论（IT ）信息论是运用概率论与树立统计的方法研究信息、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。 早期产生的的二元结构被发现是很大程度上局限于符号主义的人工智能，无助于智能控制的有效的、成功的应用，所以后来又引入了运筹学。考虑到信息论对知识和智能的解释作用、控制论和系统论与信息之间的密切关系、信息论对智能控制的作用等方面
低压电器远程智能控制系统设计与实现 摘要：当前，信息化、智能化为低压电器产品升级提供了技术支撑。以数字化、网络化、智能化为标志的智能化低压电器制造，被认为是两化深度融合的切入点 和主攻方向。 关键词：低压电器；智能化控制；设计 1.前言 在电器行业的未来发展中，低压电器的智能化技术发展是其必经之路，故而必须在低压 电器的智能化技术发展的基础上，进行深入的探讨分析，进一步指出低压电器的智能化技术 的发展趋势是在于同智能电网系统的匹配与建造上。 2.低压电器智能化概述 一直到现在为止，国内外的低压电器标准上都没有对低压电器智能化进行过具体的定义。可是，低压电器智能化的说法早已被低压电器的研发人员、设计人员、使用部门、工程设计 人员以及制造商接受了。智能化的低压电器一般具有以下四个功能上的基本特征：（1）齐 全的保护功能；（2）能够测量现实的电流参数；（3）能够记录并显示故障；（4）能够自 行诊断内部的故障。 由于建筑电器的不断发展以及智能电网的不断建设，住宅配电系统的供应商越来越看重 具有智能化技术功能的低压电器。曾被展出的FTB1带选择性保护的小型断路器，就是智能 化低压电器的较为典型的代表，它是完全自主的知识产权的产物，又隶属于第四代的低压电器，使得我国的低压终端配电系统在选择性保护上面不再存在空白，而且它的分断能力比较高，体积又特别小，同时又具备了选择性保护以及通信功能智能化的特色，故而能够使智能 楼宇与智能终端的配电回路系统的需求达到满足。除此之外，还有被研制出的VW60这一新 的智能化低压框架的断路器。VW60万能式的低压断路器这一产品不仅仅体积小、断路的性 能更为强大，而且具备了新颖的操作机构和现场的总线技术水平十分高的特点。由于该产品 被成功地开发出来，使得智能化的低压配电同电控的成套开关设备有更好的发展，促进了配 网的智能化进程。 3.低压电器与中央控制服务器之间通信协议 系统中，各系列产品通过ＲS－485总线连接为小型局域网，在局域网中使用Modbus通 信协议是确保数据交换正确无误的条件与保证。Modbus协议是应用于电子控制器上的一种 通用语言。通过此协议，各系列产品与工控机及其他设备之间得以通信。服务器与采集控制 器及各系列产品之间需要频繁地交换数据，因此本系统选择标准的Modbus网络通信的Ｒ TU(远程终端单元)模式通信。在ＲTU模式中，采用典型的消息，消息帧的地址域包含8bit。 单个设备的地址范围是1～247。地址域对每一个设备来说是唯一的，以此来标识不同的设备，如第一个FAＲ6L3设备的地址域为10，第二个FAＲ6L3设备的地址域为11;第一个FAＲ6U3 设备的地址域为20，第二个FAＲ6U3设备的地址域为21;以此类推。 消息帧中的功能代码域包含了8bit。保证每一代码的唯一性。当消息从主设备发往从设 备时，功能代码域将告诉从设备需要执行哪些行为，例如读取设备的开关状态，读取从设备 的状态等。当从设备回应时，使用功能代码域来指示是正常回应(无误)，还是有某种错误发 生(异议回应)。数据域是由两个十六进制数集合构成的，范围00～FF。对于不同的产品，数 据域包含信息有所不同，比如MOT电操有电压值、欠费值、剩余电流值等工作参数，而 FDQ5则不同，有常用电源A相、B相、C相电压值，备用电源也有A相、B相、C相电压值 等参数。因此，为使数据域能够表示所有产品的功能参数，本系统定义的数据域集合较大， 为11。 综上所述，在上述各系列产品组成的以太网中采用ＲS－485通信协议完成与局域网中设 备之间的通信是一种适用的选择，试验证明这种通信协议在本系统中是安全、可靠的。 4.服务器数据管理与数据存储 因工控机具有高可靠性与多接口性，系统选用工控机作为服务器。工控机在本系统中具 有两大作用，一为各系列产品的上位机;二为服务器。工控机端开发两套软件系统完成上述功
智能控制复习 第一章选择题 1．智能控制的概念首次由著名学者（ D ）提出 A 蔡自兴 B C D 傅京孙 2．经常作为智能控制典型研究对象的是（ D ） A 智能决策系统 B 智能故障诊断系统 C 智能制造系统 D 智能机器人 3．解决自动控制面临问题的一条有效途径就是，把人工智能等技术用入自动控制系统中，其核心是（ B ） A 控制算法 B 控制器智能化 C 控制结构 D 控制系统仿真 4．智能自动化开发与应用应当面向（ C ） A 生产系统 B 管理系统 C 复杂系统 D 线性系统 5．不．属于 ．．智能控制是（ D ） A 神经网络控制B专家控制 C 模糊控制 D 确定性反馈控制 6．以下不属于智能控制主要特点的是（ D ） A 具有自适应能力 B 具有自组织能力 C 具有分层递阶组织结构 D 具有反馈结构 7．以下不属于智能控制的是 ( D )
A 神经网络控制 B 专家控制 C 模糊控制 D 自校正调节器 第二章选择题 1．地质探矿专家系统常使用的知识表示方法为（ D ） A 语义网络 B 框架表示 C 剧本表示 D 产生式规则 2．自然语言问答专家系统使用的知识表示方法为（ B ） A 框架表示B语义网络 C 剧本表示 D 产生式规则 3．专家系统中的自动推理是基于（ C ）的推理。 A 直觉 B 逻辑 C 知识 D 预测 4．适合专家控制系统的是（ D ） A 雷达故障诊断系统 B 军事冲突预测系统 C 聋哑人语言训练系统 D 机车低恒速运行系统 5．直接式专家控制通常由( B )组成 A 控制规则集、知识库、推理机和传感器 B 信息获取与处理、知识库、控制规则集和推理机 C 信息获取与处理、知识库、推理机和传感器 D 信息获取与处理、控制规则集、推理机和传感器 6．专家控制可以称作基于（ D ）的控制。 A 直觉 B 逻辑 C 预测 D 知识 7．直接式专家控制通常由( C )组成 A 信息获取与处理、知识库、推理机构和传感器
单片机技术课程设计说明书智能仪器人机接口电路设计 专业电气工程及自动化 学生姓名 班级BMZ电气081 学号 指导教师周云龙 完成日期2011年6月9 日
摘要 随着社会的发展，科学的进步，人们的生活水平在逐步的提高，尤其是微电子技术的发展，犹如雨后春笋般的变化。电子产品的更新速度快就不足惊奇了。计算器在人们的日常中是比较的常见的电子产品之一。如何使计算器技术更加的成熟，充分利用已有的软件和硬件条件，设计出更出色的计算器，使其更好的为各个行业服务，成了如今电子领域重要的研究课题。 科技的进步需要技术不断的提升。一块大而复杂的模拟电路花费了您巨大的精力，繁多的元器件增加了您的成本。而现在，只需要一块几厘米平方的单片机，写入简单的程序，就可以使您以前的电路简单很多。相信您在使用并掌握了单片机技术后，不管在您今后开发或是工作上，一定会带来意想不到的惊喜。 现在应用较广泛的是科学计算器，所谓科学计算器，与我们日常所用的简单计算器有较大差别：只能进行正数加、减、乘、除四则运算的计算器叫做简单计算器；科学计算器是指能兼容正数的四则运算和乘方、开方运算，具有指数、对数、三角函数、反三角函数及存储等计算功能的计算器。 计算器的未来是小型化和轻便化,如使用太阳能提供电池的计算器,使用ASIC设计的计算器,如使用纯软件实现的计算器等,随着社会的发展,知识的更新,各行各业的需要带动了电子产品的发展,未来的智能化计算器将是我们的发展方向,更希望成为现代社会应用广泛的计算工具。 关键词：MCS-51 8051单片机；人机接口扩展4X4按键；计算器；加减乘除；LCD128X64;
目录 第一章绪论 (4) 1.1本课题的研究意义 (4) 1.2设计目的 (4) 设计任务 (4) 第二章计算器系统简介 (3) 2.1单片机发展现状 (3) 2.2计算器系统现状 (4) 第三章主要器件简介 (4) 3.1MCS-51系列单片机简介 (4) 3.2键盘电路的设计 (7) 3.3LCD12864模块介绍 (8) 第四章计算器系统设计 (15) 4.2键盘扫描的程序设计 (15) 4.3显示模块的程序设计 (16) 4.4主程序的设计 (17) 4.5系统调试 (17) 结语 (19) 谢辞 (20) 参考文献 (21) 附录1 系统PCB图............................................................ 错误！未定义书签。 附录2 PROTEUS仿真图 (23) 附录3 程序由于采用的是汇编语言太长，可以在软件KEIL中查阅 (23)
家庭远程智能控制系统 作者：power 来源：网络点击：803 日期：2007-09-02 前言遥控技术是通过一种手对被物体实施一定距离控制，常用的方式有无线电遥控、有线遥控、红外线遥控和超声波遥控等。无线电遥控须占用一定的无线电频率资源，造成电磁污染。有线遥控要专门布线，投入大、遥控距离短。而遥控距离也制约了红外线和超声波在远程控制上的发展。 随着我国信息产业的迅速发展，通信基础设施日臻完善，固定电话，移动电话用户总数接近两亿，这为电话远程控制提供良好的基础。基于电话网的远程控制，不需要占用无线电频率资料，不需要专门布线，具有较好的实时性和可靠性；可以充分各地联网的电话线路，实现跨省市，甚至跨国远程控制。 本文结合双音频解码技术、单片机的硬件和软件和语音技术等来实现远程智能控制。 第一章：系统设计要求及设计方案 1.1总体设计分析 电话远程家庭智能控制系统（以下简称控制系统）的功能以确定设计具体要求如下： （1）控制系统能通过电话终端通信设备对异地电器实现智能控制。 （2）控制系统可以实现自动模拟摘机，以实现双方通信。 （3）控制系统主人的身份校验、在线密码修改及存储。 （4）控制系统有语音提示，以方便主人操作。 1.2总体方案 为实现控制系统的功能，完成设计要求，采用模块化结构，设计电话远程家庭智能控制系统主要由单片机主控部分、双音频解码部分、电话接口电路和语音提示部分组成。 单片机主控部分主要完成信息处理和记录、控制调度其它部分正常工作、如电器的控制、密码校对和修改等工作。 双音多频解码部分对用户从远端发送来的DTMF（双音多频）信号进行解码，解码后的信号送给单片机进行处理。 电话接口电路主要完成振铃信号检测、模拟摘挂机、语音发送等。 语音提示部分发出语音提示信号，以实现人机互交式操作界面。 电话远程家庭智能控制系统构成方框图如图1-1所示 图1-1 电话远程家庭智能控制系统组成方框图 本装置并联于电话机的两端，不会影响到电话机的正常使用。用户通过异地的电话机拨通本装置所连接外线的电话号码，通过市局交换机向电话机发出振铃信号。本装置如果检测到振铃五次，即五次响铃后无人接，自动摘机，进入密码检测，输入正确后选择被控制电器，然后输入开或关进行遥控电器，完成后返回。 第二章系统设计可行性分析 2.1 总体设计分析 根据电话远程智能遥控系统的具体设计要求： ⑴通过电话网对异地的电器实现控制（开/关）； ⑵控制器可以实现自动模拟摘挂机； ⑶控制器设置密码校验；
2 0 10级智能控制基础期末 复习思考题 一重要概念解释 1智能控制 所谓的智能控制，即设汁一个控制器（或系统），使之具有学习、抽象、推理、决策等功能，并能根据环境信息的变化做岀适应性反应，从而实现由人来完成的任务。 2专家系统与专家控制 专家系统是一类包含知识和推理的智能汁算机程序，英内部包含某领域专家水平的知识和经验，具有解决专门问题的能力。专家控制是智能控制的一个重要分支。所谓专家控制，是将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的经脸，实现对系统的控制。它由知识库和推理机构构成主体框架，通过对控制领域知识的获取与组织，按某种策略及时的选用恰当的规则进行推理输出，实现对实际对象的控制3模糊集合与模糊关系，模糊推理模糊控制 ?1）模糊集合：给泄论域U上的一个模糊集入是指:对任何元素"已” 都存在一个数"人（"）丘［°」1与之对应，表示元素u属于集合久的程度，这个数称为元素u对集合彳的隶属度,这个集合称为模糊集合。 ?模糊关系：二元模糊关系：设A、B是两个非空集合，则直积AxB = ｛（M）lxA,beB｝中的一个模糊集合称为从A 到B的一个模糊关系。模糊关系斤可由其隶属度从（4巧完全描述，隶属度表明了元素a与元素b具有关系斤的程度。 ?模糊推理：知道了语言控制规则中蕴含的模糊关系后，就可以根据模糊关系和输入情况，来确定输出的情况，这就叫“模糊推理”。 4神经网络？ 答：人工神经网络是模拟人脑思维方式的数学模型。神经网络是在现代生物学研究人脑组织成果的基础上提出的,用来模拟人类大脑神经网络的结构和行为，对人脑进行抽象和简化，反映了人脑的基本特征，信息处理、学习、联想、模式分类、记忆等。 5遗传算法 答:遗传算法将“优胜劣汰，适者生存”的生物进化原理引入优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适配置函数并通过遗传的复制、交叉及变异对个体进行筛选，使适配值髙的个体被保留下来，组成新的群体，新的群体既继承了上一代的信息，又优于上一代。这样周而复始，群体中个体适应度不断提高，直到满足一立的条件。 一专家控制部分 1.专家系统的组成及各部分特点？ 专家系统一般由知识库、数据库、推理机、解释器及知识获取五个部分组成，有不相同的表述形式。 -（1）知识库。用于存取和管理所获取的专家知识和经验，供推理机利用，具有存储、检索、编辑、增删和修改等功能。丄（2）数据库。用来存放系统推理过程中用到的控制信息、中间假设和中间结果。 *（3）推理机。用于利用知识进行推理，求解专门问题，具有启发推理、算法推理;正向、反向或双向推理等功能。 （4）解释器。解释器用于作为专家系统与用户之间的“人-机”接口，其功能是向用户解释系统的行为。5（上）知识获取。知识工程师采用"专题面谈”、"记录分析”等方式获取知识,经过整理以后，再输入知识库。 2.专家控制与专家系统的区别？
HUNAN UNIVERSITY 智能控制课程设计(报告) 课程设计题目：基于模糊控制光伏并网发电系 统的研究 学生姓名： 学生学号： 专业班级： 学院名称： 指导老师： 2017年5月30 日
目录 第1章绪论 (1) 第2章光伏并网发电系统MPPT的研究进展 (2) 2.1 光伏发电系统最大功率跟踪控制 (2) 2.2 几种最大功率点跟踪方法的比较 (3) 第3章光伏并网发电系统MPPT模糊控制器 (7) 3.1 模糊化 (7) 3.2 模糊控制规则库的建立 (7) 3.3 解模糊 (7) 第4章 MPPT模糊控制器设计 (8) 4.1选择观测量和控制量 (8) 4.2 输入量和输出量的模糊化 (8) 4.3 制定模糊规则 (9) 4.4 求解模糊关系 (9) 4.5进行模糊决策 (10) 4.6 控制量的反模糊化 (10) 第5章模糊控制光伏并网发电系统仿真 (11) 附录 (15)
第1章绪论 在应对全球能源危机和保护环境的双重要求下，开发利用清洁可再生的太阳能越来越受到人们的关注。伴随着太阳能光电转换技术的不断发展，大规模的利用太阳能成为可能。光伏并网发电系统将成为太阳能利用的主要形式。目前，转换效率低是光伏并网发电系统面临的主要问题，这成为阻碍光伏并网发电系统广泛应用的一个重点问题。智能控制是这门新兴的理论和技术，它是传统控制发展的高级阶段，主要用来解决那些用传统方法难以解决的复杂系统的控制。智能控制包括专家系统、神经网络和模糊控制，而模糊控制是目前在控制领域中所采用的三种智能控制方法中最具实际意义的一种方法。在光伏系统MPPT控制中，由于外界光照强度和温度变化的不确定性以及并网逆变器的非线性特性，则使用模糊逻辑的MPPT控制方法进行控制，有望获得理想的控制效果。 随着近年智能控制的不断发展和完善，模糊控制技术也日趋成熟，被人们广泛接受。模糊控制的优点很多，例如：模糊控制器设计简单，不需要依赖被控对象的精确数学模型；模糊规则用自然语言表述，易于被操作人员接受；模糊控制规则可以转换成数学函数，易与其他物理规律结合，便于用计算机软件实现；模糊控制抗干扰能力强，且响应快，对复杂的被控对象能有效控制，鲁棒性和适应性都易达到要求。模糊控制以其适应面广泛和易于普及等特点，成为智能控制领域最重要，最活跃和最实用的分支之一。目前，模糊控制已经在工业控制领域、经济系统、人文系统以及医学系统中解决了传统控制方法难以解决甚至无法解决的实际控制问题。本文正是基于光伏发电系统存在的处理复杂，外界不确定因素多等特点，将模糊控制理论应用于光伏发电最大功率跟踪系统中，跟踪系统最大功率工作点，提高光电转换效率，充分利用太阳能资源。 本文以光伏并网发电系统最大功率点跟踪为研究对象，将模糊控制理论应用于光伏并网系统最大功率跟踪控制中，从光伏阵列的原理和特性、光伏并网系统的结构设计、最大功率点跟踪的原理和模糊控制理论等方面进行详细的分析和探讨。本设计报告比较多种最大功率点跟踪控制技术，实现光伏并网发电系统的研究，根据其不同的优缺点，然后选用模糊控制方法来实现最大功率跟踪。通过对模糊论域、隶属度函数计算，制定处模糊规则，设计出模糊控制器。最后建立光伏并网发电系统仿真模型，并对仿真结果进行了分析。
第一章绪论 1. 什么是智能、智能系统、智能控制？ 答：“智能”在美国Heritage词典定义为“获取和应用知识的能力”。 “智能系统”指具有一定智能行为的系统，是模拟和执行人类、动物或生物的某些功能的系统。 “智能控制”指在传统的控制理论中引入诸如逻辑、推理和启发式规则等因素，使之具有某种智能性；也是基于认知工程系统和现代计算机的强大功能，对不确定环境中的复杂对象进行的拟人化管理。 2．智能控制系统有哪几种类型，各自的特点是什么？ 答：智能控制系统的类型：集散控制系统、模糊控制系统、多级递阶控制系统、专家控制系统、人工神经网络控制系统、学习控制系统等。 各自的特点有： 集散控制系统：以微处理器为基础，对生产过程进行集中监视、操作、管理和分散控制的集中分散控制系统。该系统将若干台微机分散应用于过程控制，全部信息通过通信网络由上位管理计算机监控，实现最优化控制，整个装置继承了常规仪表分散控制和计算机集中控制的优点，克服了常规仪表功能单一，人机联系差以及单台微型计算机控制系统危险性高度集中的缺点，既实现了在管 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
理、操作和显示三方面集中，又实现了在功能、负荷和危险性三方面的分散。 人工神经网络：它是一种模范动物神经网络行为特征，进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的。 专家控制系统：是一个智能计算机程序系统，其内部含有大量的某个领域专家水平的知识与经验，能够利用人类专家的知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题。可以说是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。 多级递阶控制系统是将组成大系统的各子系统及其控制器按递阶的方式分级排列而形成的层次结构系统。这种结构的特点是：1.上、下级是隶属关系，上级对下级有协调权，它的决策直接影响下级控制器的动作。2.信息在上下级间垂直方向传递，向下的信息有优先权。同级控制器并行工作，也可以有信息交换，但不是命令。3.上级控制决策的功能水平高于下级，解决的问题涉及面更广，影响更大，时间更长，作用更重要。级别越往上，其决策周期越长，更关心系统的长期目标。4.级别越往上，涉及的问题不确定性越多，越难作出确切的定量描述和决策。 学习控制系统：靠自身的学习功能来认识控制对象和外界环境的特性，并相应 地改变自身特性以改善控制性能的系统。这种系统具有一定的识别、判断、记 AHA12GAGGAGAGGAFFFFAFAF
摘要 由于生产及生活的需要，经常需要对环境中的温湿度进行监测及显示。液晶是现代电子产品中使用越来越多的一种显示器件，液晶不但用来显示各种文字,还可以动态的显示各种图案及画面。本设计是一个基于单片机STC89C52的温湿度检测及显示装置。该装置由温湿度检测模块、液晶显示模块、键盘输入模块及声光报警模块四部分组成，本设计检测模块采用技术成熟的DHT11作为测量温湿度的传感器；控制系统芯片采用功能强大、价位低廉的AT89C52单片机；显示系统采用大屏幕的QC12864B液晶显示屏。 整个电路采用模块化设计，由主程序、DHT11温湿度转换的驱动程序、显示子程序等模块组成。DHT11温湿度传感器数字信号经单片机综合分析处理，实现温湿度显示以及曲线绘图各种功能。由本设计课题做成的温湿度检测系统结构简单、价格便宜、量程宽，具有较高的可靠性、安全性及实用性。 关键字：温湿度；STC89C51单片机；12864；DHT11
第一章绪论 研究背景 随着计算机技术的发展,基于微处理器的智能仪表已成为仪表的主体。越来越多的智能仪表采用图形点阵液晶模块,液晶显示模块提供了丰富灵活的显示内容 ,更符合人性化的特点。智能仪表的功能是否强大、用户操作性是否方便 ,都必须通过界面友好的外观和可操作性来体现。可见,人机界面是智能仪表开发中的主要环节,在开发的工作量中占了很大的比例。目前已有很多文献对液晶显示技术、图形用户界面设计作了研究。 液晶概述 某些固体物质在一定条件下会呈现液态晶体状态,这种状态既不同于各向同性的液体,也不同于在三维空间分子完全规则排列的固体晶体,但又具有液体的流动性、连续性和分子排列的有序性。这种处于液体和晶体之间过渡相态的物质称为液晶。 液晶分为热致液晶和溶致液晶。前者是物质在某一温度范围内呈现液晶状态,后者是物质溶于水或有机溶剂而形成的。液晶分子呈棒状或条状,宽约十几纳米,长约数纳米液晶分子有较强的电偶极矩和容易极化的化学团。由于液晶分子间的作用力比固体弱,所以液晶分子容易呈现各种状态。液晶分子的介电常数、电导率、折射率、磁化率等具有较大的各向异性,在外加电场作用下会产生各种电光效应,从而可应用于液晶显示器(Liquid Crystal Display Device ,缩写为LCD)。 液晶的主要应用有:办公自动化（OA）、个人数字助理（PDA）、设备自动化（FA）、通讯、车辆设备等。 传感器概述 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 目前,传感器及其应用技术已成为我国国民经济发展不可或缺的一部分,传感器在工业部门的应用普及率已被国际社会作为衡量一个国家智能化、数字化以及网络化的重要标志之一。
2010级智能控制基础期末 复习思考题 一重要概念解释 1 智能控制 所谓的智能控制，即设计一个控制器（或系统），使之具有学习、抽象、推理、决策等功能，并能根据环境信息的变化做出适应性反应，从而实现由人来完成的任务。 2 专家系统与专家控制 专家系统是一类包含知识和推理的智能计算机程序，其内部包含某领域专家水平的知识和经验，具有解决专门问题的能力。 专家控制是智能控制的一个重要分支。所谓专家控制，是将专家系统的理论和技术同控制理论、方法与技术相结合，在未知环境下，仿效专家的经验，实现对系统的控制。它由知识库和推理机构构成主体框架，通过对控制领域知识的获取与组织，按某种策略及时的选用恰当的规则进行推理输出，实现对实际对象的控制 3 模糊集合与模糊关系，模糊推理模糊控制 ● 1）模糊集合：给定论域U 上的一个模糊集A 是指：对任何元素u U ∈ 都存在一个数()[] 0,1A u μ∈与之对应，表示元素u 属于集合A 的程度，这个数称为元素u 对集合A 的隶属度，这个集合称为模糊集合。 ● 模糊关系：二元模糊关系：设A 、B 是两个非空集合，则直积(){},|,A B a b a A b B ?=∈∈中的一个 模糊集合 称为从A 到B 的一个模糊关系。模糊关系R 可由其隶属度(),R a b μ完全描述，隶属度(),R a b μ 表明了元素a 与元素b 具有关系R 的程度。 ● 模糊推理：知道了语言控制规则中蕴含的模糊关系后，就可以根据模糊关系和输入情况，来确定输出 的情况，这就叫“模糊推理”。 4 神经网络？ 答：人工神经网络是模拟人脑思维方式的数学模型。神经网络是在现代生物学研究人脑组织成果的基础上提出的，用来模拟人类大脑神经网络的结构和行为,对人脑进行抽象和简化，反映了人脑的基本特征，信息处理、学习、联想、模式分类、记忆等。 5 遗传算法 答：遗传算法将“优胜劣汰，适者生存”的生物进化原理引入优化参数形成的编码串联群体中，按所选择的适配置函数并通过遗传的复制、交叉及变异对个体进行筛选，使适配值高的个体被保留下来，组成新的群体，新的群体既继承了上一代的信息，又优于上一代。这样周而复始，群体中个体适应度不断提高，直到满足一定的条件。 一 专家控制部分 1. 专家系统的组成及各部分特点？
目录 有害气体的检测、报警、抽排.................. . (2) 1 意义与要求 (2) 1.1 意义 (2) 1.2 设计要求 (2) 2 设计总体方案 (2) 2.1 设计思路 (2) 2.2 总体设计方框图 2.3 完整原理图 (4) 2.4 PCB制图 (5) 3设计原理分析 (6) 3.1 气敏传感器工作原理 (7) 3.2 声光报警控制电路 (7) 3.3 排气电路工作原理 (8) 3.4 整体工作原理说明 (9) 4 所用芯片及其他器件说明 (10) 4.1 IC555定时器构成多谐振荡电路图 (11) 5 附表一：有害气体的检测、报警、抽排电路所用元件 (12) 6.设计体会和小结 (13)
有害气体的检测、报警、抽排 1 意义与要求 1.1.1 意义 日常生活中经常发生煤气或者其他有毒气体泄漏的事故，给人们的生命财产安全带来了极大的危害。因此，及时检测出人们生活环境中存在的有害气体并将其排除是保障人们正常生活的关键。本人运用所学的电子技术知识，联系实际，设计出一套有毒气体的检测电路，可以在有毒气体超标时及时抽排出有害气体，使人们的生命健康有一个保障。 1.2 设计要求 当检测到有毒气体意外排时，发出警笛报警声和灯光间歇闪烁的光报警提示。当有毒气体浓度超标时能自行启动抽排系统，排出有毒气体，更换空气以保障人们的生命财产安全。抽排完毕后，系统自动回到实时检测状态。 2 设计总体方案 2.1 设计思路 利用QM—N5气敏传感器检测有毒气体，根据其工作原理构成一种气敏控制自动排气电路。电路由气体检测电路、电子开关电路、报警电路、和气体排放电路构成。当有害气体达到一定浓度时，QM—N5检测到有毒气体，元件两极电阻变的很小，继电器开关闭合，使得555芯片组成的多谐电路产生方波信号，驱动发光二极管间歇发光；同时LC179工作，驱使蜂鸣器间断发出声音；此时排气系统会开始抽排有毒气体。当气体被排出，浓度低于气敏传感器所能感应的范围时，电路回复到自动检测状态。
智能控制题目及解答 第一章绪论作业 作业内容 1.什么就是智能、智能系统、智能控制？ 2.智能控制系统有哪几种类型,各自的特点就是什么？ 3.比较智能控制与传统控制的特点。 4.把智能控制瞧作就是AI(人工智能)、OR(运筹学)、AC(自动控制)与 IT(信息论)的交集,其根据与内涵就是什么? 5.智能控制有哪些应用领域？试举出一个应用实例,并说明其工作原理与 控制性能。 1 答:智能:能够自主的或者交互的执行通常与人类智能有关的智能行为,如判断、推理、证明、识别、感知、理解、通信、设计、思考、规划、学习等一系列活动的能力,即像人类那样工作与思维。 智能系统:就是指具有一定智能行为的系统,对于一定的输入,它能产生合适的问题求解相应。 智能控制:智能控制就是控制理论、计算机科学、心理学、生物学与运筹学等多方面综合而成的交叉学科,它具有模仿人进行诸如规划、学习、逻辑推理与自适应的能力。就是将传统的控制理论与神经网络、模糊逻辑、人工智能与遗传算法等实现手段融合而成的一种新的控制方法。 2 答:(1)人作为控制器的控制系统:人作为控制器的控制系统具有自学习、自适应与自组织的功能。 (2)人-机结合作为作为控制器的控制系统:机器完成需要连续进行的并需快速计算的常规控制任务,人则完成任务分配、决策、监控等任务。 (3)无人参与的自组控制系统:为多层的智能控制系统,需要完成问题求解与规划、环境建模、传感器信息分析与低层的反馈控制任务。 3 答:在应用领域方面,传统控制着重解决不太复杂的过程控制与大系统的控制问题;而智能控制主要解决高度非线性、不确定性与复杂系统控制问题。 在理论方法上,传统控制理论通常采用定量方法进行处理,而智能控制系统大多采用符号加工的方法;传统控制通常捕获精确知识来满足控制指标,而智能控制通常就是学习积累非精确知识;传统控制通常就是用数学模型来描述系统,而智能控制系统则就是通过经验、规则用符号来描述系统。 在性能指标方面,传统控制有着严格的性能指标要求,智能控制没有统一的性能指标,而主要关注其目的与行为就是否达到。 但就是,智能控制与传统的或常规的控制有密切的关系,互相取长补短,而并非互相排斥。基于智能控制与传统控制在应用领域方面、理论方法上与性能指标等方面的差异,往往将常规控制包含在智能控制之中,智能控制也利用常规控制的方法来解决“低级”的控制问题,力图扩充常规控制方法并建立一系列新的理论与方法来解决更具有挑战性的复杂控制问题。 4 答:人工只能(AI)就是一个用来模拟人思维的知识处理系统,具有学习、记忆、信息处理、形式语言、启发推理等功能;自动控制(AC)描述系统的动力学特性,就是一种动态反馈;运筹学(OR)就是一种定量优化方法,如线性规划、网络规划、调度、管理、优化决策与多目标优化方法等;信息论(IT)信息论就是运用概率论与树立统计的方法研究信息、通信系统、数据传输、密码学、数据压缩等问题的应用数学学科。 早期产生的的二元结构被发现就是很大程度上局限于符号主义的人工智能,无助于智能控制的
版本：doc 毕业设计 基于单片机的智能汽车仪表的设计
摘要 汽车仪表是汽车的重要部件之一，能集中、直观、迅速地反映汽车在行驶过程中的各种动态指标，如行驶速度、里程、电系状况、制动、压力、发动机转速、冷却液温度、油量、指示灯状态，它是驾驶员能够直接了解汽车状况的一个窗口，为驾驶员正确使用汽车及安全驾驶提供了保证。随着电子技术的发展，越来越多的新技术在汽车制造业得到了广泛的应用。如微处理器在汽车上的应用，能使得各种数据的处理进一步加快，从而提高了实时性。相对于传统的动磁式和动圈式机芯汽车仪表的体积大、可靠性差、准度低的缺点，用步进电机来驱动指针的汽车仪表具有体积小、重量轻、可靠性高、抗千扰能力强、指示准确、兼容性和通用性强、生产和检测工艺简单等优点，该类仪表已成为当今世界汽车仪表的发展趋势。 在对新型汽车传感器、步进电机的工作原理还有单片机控制技术的了解和分析的基础上，结合传统的汽车仪表工作原理，设计一个由单片机控制步进电机驱动指针的汽车智能数字仪表。该智能数字仪表采用统一的步进电机结构，所有传感器采集的车速、转速、燃油的模拟或数字信号量全部转换成驱动步进电机的数字信号，由单片机处理完后，将驱动量信号输送到各自的步进电机指示仪表。 实验结果表明，基于单片机的步进电机式汽车智能数字仪表有着很好的效果，能准确的显示车速、转速、燃油、机油压力等信息，还增强了仪表的适应性，其可靠性得到了提高。 关键词:汽车仪表，步进电机，单片机。
目录 第1章绪论 (5) 1.1课题提出的背景 (5) 1.2国内外研究现状 (6) 1.3论文研究的主要内容 (7) 第2章汽车智能数字仪表电子技术基础 (8) 2.1电子技术在汽车仪表技术中的应用 (8) 2.2汽车智能数字仪表的基本结构 (9) 2.2.1电子式转速表 (9) 2.2.2 车速表 (9) 2.2.3里程表 (9) 2.2.4燃油表、机油压力表 (10) 2.3基于步进电机的汽车智能数字仪表技术基础 (10) 第3章汽车智能数字仪表的硬件设计 (13) 3.1汽车智能数字仪表的设计目标 (13) 3.2汽车智能数字仪表的设计技术路线 (13) 3.3汽车智能数字仪表中关键器件的选择 (13) 3.3.1微处理器的选择 (13) 3.3.2步进电机的选择 (14) 3.3.3 电源电路设计 (15) 3.3.4时钟电路 (16) 3.3.5复位电路 (17) 3.4汽车智能数字仪表中主要电路的设计 (17) 3.4. 1车速里程表 (17) 3.4.2发动机转速表 (22) 3.4.3燃油表 (24) 3.4.4机油压力表 (27) 3.5汽车智能数字仪表的设计 (29) 3.5.1设计的基本思想 (29) 3.5.2智能数字仪表的设计框图 (29) 3.5.3主要功能 (29) 第四章汽车组合仪表的软件设计 (31) 4.1软件设计思想 (31) 4.1.1语言选择 (31) 4. 1.2程序的模块化设计 (32) 4.2主程序的设计 (34) 4.2. 1初始化模块 (34) 4.2.2主程序模块 (34) 4.2.3中断处理模块 (35) 4.3主要子程序的设计 (35) 4.3. 1指针驱动子程序设计 (35)