基于忆阻器的连续学习混沌神经网络

忆阻器具有独特的记忆功能和连续可变的电导状态,在人工智能与神经网络等研究领域具有巨大的应用优势。详细推导了忆阻器的电荷控制模型,将纳米忆阻器与具有智能信息处理能力的混沌神经网络相结合,提出了一种新型的基于忆阻器的连续学习混沌神经网络模型。利用忆阻器可直接实现网络中繁多的反馈与迭代,即完成外部输入对神经元及神经元之间相互作用的时空总和。提出的忆阻连续学习混沌神经网络可以实现对已知模式和未知模式的区分,并能对未知模式进行自动学习和记忆。给出的计算机仿真验证了方案的可行性。由于忆阻器具有纳米级尺寸和自动的记忆能力,该方案有望大大简化混沌神经网络结构。

基于应力波技术的某高速线材吐丝机故障诊断

随着工业互联网的发展,设备状态在线监测与故障诊断发挥着越来越重要的作用,特别是流程工业领域一些关键设备,它的运行状况直接决定了整条生产线的生产效率。针对某钢材厂高速线材吐丝机在运行过程中存在轻微异响,但振动和温度都显示正常状况,结合应力波技术在旋转设备在线监测与故障诊断领域的先进性,采用了一套便携式集成应力波技术的设备状态监测与故障诊断系统,完成了某钢厂高速线材吐丝机的故障诊断与分析,得出吐丝机线材输入端轴承存在轻微滚动体故障,并最终通过开盖发现该轴承滚动体存在轻微磨损。从而有效验证了旋转设备在线监测与故障诊断领域,应力波技术比传统振动监测、温度监测等技术更具有优势性,更能提前发现故障,且能对故障部位进行准确定位,对设备运维起到一定的指导性作用。

基于FPGA的工业智能网关设计

现场总线技术以其高度的开放性、高传输精度和可互操作性,在工业自动化领域得到了广泛应用。然而由于这种两线制通信方式所有仪表共享总线,一旦总线出现问题可能造成整个通信网络的崩溃,同时导致其传输速率低。针对现行的两线制通信的缺陷,将下层多个仪表的数据通过一个智能网关进行汇聚,网关和仪表之间采用点对点的通信方式。智能网关是一个用于现场总线系统中网络通信的中转服务设备,能够实现数据汇聚、数据分流和控制流、服务流数据传输。智能网关主要用来分担控制器的通信功能,让控制器能够更加专注于计算和控制功能,加快网络数据吞吐和通信效率;实现对多路智能仪表数据采集功能;为整个控制网络增加服务信息通信功能。智能网关由基于XilinxZYNQ嵌入式平台搭建而成。它集成了高性能ARMCortexA9和可编程FPGA,能够提供软、硬件和I/O可编程功能。

基于工业物联网的智能网关设计

传统架构的设备层具有底层设备种类多、接口类型多、网络拓扑种类多等特点,使各种设备的集成、工程的实施存在较大的技术难度和成本风险。在传统控制系统和物联网的基础上进行了创新,设计了基于工业物联网的智能网关设备。该设计仅需两根线就可以实现设备接入,既可支撑通信数据传输,又能给设备供电,且适用于本安环境。这种线缆连接方式简化了通信设备的接入方式,并精简了设备的电源线。同时,高速率通信还可以快速传输实时控制信息和大量服务信息,从而适用于各类设备通用接入,以满足各种工业现场的通信需求。试验表明,该设计能够实现设备通用接入,为设备供电。高速通信过程稳定、可靠。

工业物联网创新思考

随着各种新技术的不断涌现和互联网、大数据对工业的乘积效应加剧,制造业内部正在发生深刻变革。物联网时代的到来给我国工业领域带来了新的机遇和挑战。针对物联网技术如何有效地与传统工业生产相融合,以实现工厂智能化管理、提高工厂生产效益,提出了一种工业物联网创新体系架构。该架构采用服务数据和控制数据分流处理的方法,兼容了工业控制的实时性和准确性,实现了工业大数据的服务和应用。在该构架下,实现了设备智能化、控制层简化和传输网络优化。基于该架构,对设备故障诊断、资产管理、生产工艺优化和实时数据学术科研等方面进行了研究,为工厂从自动化向数字化和智能化的转变提供了技术路径。