數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新分析

卜樹云

摘 要：數(shù)字化技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)完全滲透國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的各個方面，在國防、金融、工農(nóng)業(yè)、教育、醫(yī)療以及文化娛樂等方方面面都得到了廣泛應(yīng)用，工業(yè)領(lǐng)域同樣也是如此，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用范圍也十分廣泛，其中以工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域最為明顯。文章在對數(shù)字技術(shù)優(yōu)越性進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上，對工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行闡述，最后就如何加快數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新提出了一些有效措施。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；工業(yè)電氣；自動化；優(yōu)越性；應(yīng)用；創(chuàng)新

中圖分類號：TM769 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）01-0028-02

Abstract： With the development of digital technology， it has completely penetrated into all aspects of national economy， and has been widely used in national defense， finance， industry and agriculture， education， medical treatment， culture and entertainment， and so on. The same is true in the field of industry， and the application of digital technology is very extensive， especially in the field of industrial electrical automation. Based on the deep analysis of the superiority of digital technology， this paper expounds the application of digital technology in industrial electrical automation， and finally puts forward some effective measures on how to accelerate the application innovation of digital technology.

Keywords： digital technology； industrial electricity； automation； superiority； application； innovation

1 數(shù)字技術(shù)的優(yōu)越性分析

伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在科學(xué)計(jì)算、人工智能以及計(jì)算及輔助系統(tǒng)和信息管理中應(yīng)用十分廣泛，同時，工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域也是數(shù)字技術(shù)得以應(yīng)用的重要區(qū)域，即計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)又包括多個子系統(tǒng)，分別包括計(jì)算機(jī)輔助管理、輔助維護(hù)、輔助制造、輔助檢測以及計(jì)算機(jī)集成制造等相關(guān)系統(tǒng)。

通過在工業(yè)電氣自動化中引入數(shù)字技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)的相互融合與滲透，是一種新興測試技術(shù)，具有定量性、發(fā)展性和綜合性等特征，正是由于計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)匯集多種優(yōu)勢于一身，才使得該系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化中。下面就數(shù)字技術(shù)的優(yōu)越性進(jìn)行具體介紹：

1.1 較強(qiáng)的可操作性

數(shù)字技術(shù)是立足于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的平臺，借助于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行操作，除了具有較強(qiáng)的邏輯能力和輕松安全的鮮明特點(diǎn)外，還能進(jìn)行信息識別與模擬，降低甚至避免人力、物力和財(cái)力浪費(fèi)。在運(yùn)用于工業(yè)電氣自動化中時，操作性強(qiáng)是數(shù)字技術(shù)最顯著的特點(diǎn)，換言之，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)編程技術(shù)的幫助下，操作者只需將相關(guān)指令代碼輸入到計(jì)算機(jī)中就能讓整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行。與此同時，數(shù)字電路能夠?qū)χ噶钸M(jìn)行準(zhǔn)確識別，并在傳輸設(shè)備的幫助下完成指令的傳輸操作。不僅如此，有了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)觸屏技術(shù)的幫助，只需利用手指在主控室計(jì)算機(jī)屏幕上輕觸虛擬按鈕，就能夠?qū)I(yè)電氣自動化系統(tǒng)實(shí)施有效控制。

1.2 可靠性良好

在將數(shù)字技術(shù)進(jìn)行運(yùn)用的過程中，通過安裝網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，就能有效降低傳統(tǒng)落后設(shè)備的使用率，使整個操作過程的便捷化程度和準(zhǔn)確率都得到了有效提高。由于數(shù)字化互感器以及光纖網(wǎng)絡(luò)得以運(yùn)用其中，大大增強(qiáng)了電氣自動化性能，有助于推動電氣自動化技術(shù)的發(fā)展，有效解決了電氣自動化技術(shù)應(yīng)用的安全性和有效性問題。如儀器、儀表的網(wǎng)絡(luò)化與數(shù)字化，就是模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)轉(zhuǎn)變的印證，正是因?yàn)閿?shù)字化技術(shù)定位明確，平衡度高、技術(shù)水平高，為其獲得了較大的市場占有率，市場前景廣闊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前，數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用普及率已經(jīng)超過了70%，使得數(shù)字技術(shù)的可靠性得以充分顯示，同時也表現(xiàn)出了其靈活性和實(shí)用性。

1.3 超高的性價比

數(shù)字技術(shù)之所以得到十分廣泛的應(yīng)用，有相當(dāng)一部分原因在于其超高的性價比，從一個方面上來說，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用能夠?yàn)楣I(yè)電氣自動化系統(tǒng)提供了自查、自診和自用方面的保障，有效增強(qiáng)了通信能力，決策信息量也變得更為豐富，標(biāo)準(zhǔn)化程度也有明顯提高，在降低成本的同時有效保證了其質(zhì)量。正是因?yàn)殚_放程度如此高的系統(tǒng)，為工業(yè)電氣的應(yīng)用與技術(shù)改造創(chuàng)造了有利條件，形成超高的性價比。

另一方面，數(shù)字技術(shù)的資源共享技術(shù)也促進(jìn)了工業(yè)電氣自動化的發(fā)展，首先，能夠進(jìn)行樣本測試，在極端環(huán)境條件下實(shí)現(xiàn)模擬操作；其次，能夠準(zhǔn)確定位，在線評估與分析，把握信息輸入和輸出的準(zhǔn)確性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速操作服務(wù)，在實(shí)踐中應(yīng)用更為廣泛。另外，在工業(yè)電氣自動化中，常規(guī)的變電站已經(jīng)被數(shù)字式變電站所取代，它主要是通過微機(jī)化來實(shí)現(xiàn)硬件配置與信息采集，有效提高了數(shù)字化程度，減少了配置設(shè)備數(shù)量及占用面積，進(jìn)一步降低了成本，實(shí)現(xiàn)自我管理。

2 數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用endprint

第一，不論是在智能系統(tǒng)中，還是在自動化系統(tǒng)中，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用都十分廣泛，通過對二者的連接，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的雙向傳遞，利用現(xiàn)場總線將它們的智能化儀表、低壓斷路器以及控制室計(jì)算機(jī)聯(lián)系到一起，使得設(shè)備更加簡潔化，操作人員能夠在控制室以外也能通過反饋信息內(nèi)容利用中央控制系統(tǒng)下達(dá)相應(yīng)指令，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

如，德國西門子公司開發(fā)的TTA博途軟件綜合平臺，能夠同時滿足通信、工程、診斷以及安防等功能需求，實(shí)現(xiàn)各產(chǎn)品間的協(xié)調(diào)互動，由于數(shù)據(jù)庫采用的標(biāo)準(zhǔn)是一致的，能夠?qū)崿F(xiàn)各生產(chǎn)區(qū)的相互聯(lián)合，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

第二，由于數(shù)字技術(shù)代碼所采用的編程接口都已經(jīng)經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)化處理，從而大大提高了其使用效率，明顯縮短了編程的周期。同時，系統(tǒng)信息的開放性特征使得電氣自動化和外界的聯(lián)系得到了進(jìn)一步加深。此外，通過輸入和輸出模式的執(zhí)行與檢測機(jī)制，智能化設(shè)備能夠獨(dú)自采集并對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行核對，有效降低了人、財(cái)、物的投入。

如，西門子公司專門研發(fā)的PCS7自控系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠簡化資格認(rèn)定過程，同時也允許操作人員在短時間內(nèi)進(jìn)行更改，能夠保證數(shù)據(jù)一致，無需借助于各種維護(hù)工具輔助，因而一旦在工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，勢必能夠促進(jìn)其發(fā)展。

第三，在電氣和高壓試驗(yàn)過程中，運(yùn)用數(shù)字技術(shù)能夠使試驗(yàn)的安全性水平得到有效提升。和普通的電氣測驗(yàn)有明顯不同，高壓檢測的危險系數(shù)比較大，而如果能夠融入數(shù)字技術(shù)，就能實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和高壓電源的相互連接，這樣既能有效執(zhí)行測驗(yàn)命令，又能加強(qiáng)對試驗(yàn)過程的安全檢測和控制，提高試驗(yàn)的安全性水平。

3 數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中應(yīng)用的創(chuàng)新措施

3.1 光纖連接技術(shù)的引入

近年來，光纖技術(shù)得到了快速發(fā)展，由于光纖具有多種優(yōu)良特征，因此，可以在電氣自動化實(shí)踐過程中把光纖作為連接點(diǎn)使用，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與控制，從而使數(shù)字技術(shù)可靠性得到有效提高。同時，要想實(shí)現(xiàn)電氣自動化的有效運(yùn)作，往往需要標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口，而PC平臺自動化出現(xiàn)以后，就在ERP和MES系統(tǒng)連接過程中發(fā)揮著不可替代的作用。如果將TCP/IP確立為辦公環(huán)境通訊標(biāo)準(zhǔn)，就能有效解決該難題，這樣一來，標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口能夠使使用者日漸擴(kuò)大的需求得到有效滿足，進(jìn)而推動電氣自動化的快速發(fā)展。

3.2 GOOSE虛端子的應(yīng)用

自GOOSE虛端子出現(xiàn)以來，就在全世界多個國家掀起了多次應(yīng)用浪潮，也能應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域。

第一，經(jīng)過2次回路改良后，GOOSE虛端子使工程調(diào)試更加通俗化，更易于理解，也由原來的復(fù)雜化變得更加便捷化。

第二，GOOSE虛端子對于電氣自動化的影響也能體現(xiàn)在智能終端和測控裝置間的信息交互過程中，它能夠有效控制和掌握全站的線路和開關(guān)，同時，還具有跳合閘功能，這樣即便出現(xiàn)異常，也能在最短時間內(nèi)對整個系統(tǒng)進(jìn)行有效保護(hù)。

第三，相較于傳統(tǒng)二次回路而言，GOOSE虛端子具有明顯優(yōu)勢，關(guān)鍵在于其自身獨(dú)特的配置。利用其內(nèi)置的高效智能本體終端，GOOSE虛端子能夠進(jìn)行信號控制與管理、溫度調(diào)試，對非電量信息進(jìn)行有效控制，能夠完全替代傳統(tǒng)的二次回路，能夠有效提高電氣自動化技術(shù)的信息操作水平，使裝置配置更為簡單化，工業(yè)技術(shù)操作更為便捷化。

3.3 加快完善程序化操作

要加快完善程序化操作，就必須加強(qiáng)命令調(diào)度，也就是說，在調(diào)度設(shè)備的命令輸入之前，要對相關(guān)票據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格審核，并采取數(shù)字化處理措施，將票據(jù)信息錄入電腦。操作者需要提前進(jìn)行設(shè)備操作界面設(shè)置，并對閘刀設(shè)備或開關(guān)燈進(jìn)行有效控制，同時，不斷完善系統(tǒng)功能，保障設(shè)備運(yùn)行的持續(xù)性，在沒有人員控制的情況下，也能實(shí)現(xiàn)獨(dú)立工作。尤其是當(dāng)前數(shù)字技術(shù)迅猛發(fā)展，在數(shù)據(jù)處理層面的精確度得到了有效提高，大大促進(jìn)了和外部的溝通。因此，就要求技術(shù)人員必須十分熟悉程序化，盡快完善程序化操作，借助于數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)對系統(tǒng)的全面控制，使系統(tǒng)處在默認(rèn)識別狀態(tài)下，也能實(shí)現(xiàn)無人操作運(yùn)行。

4 結(jié)束語

總之，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)電氣自動化中是順應(yīng)時代發(fā)展的大勢所趨，能夠?qū)ιa(chǎn)流程進(jìn)行智能化控制，判斷運(yùn)行程序是否規(guī)范，這是避免發(fā)生失誤的重要途徑。但隨著數(shù)字技術(shù)的廣泛運(yùn)用，極大地降低員工的勞動強(qiáng)度，降低了人為因素造成的失誤，使得工業(yè)生產(chǎn)成本因此降低，生產(chǎn)效益得到有效提高。相信在科學(xué)技術(shù)發(fā)展水平更高的明天，數(shù)字技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍即將更加廣泛，進(jìn)而為提高工業(yè)生產(chǎn)率作出更大貢獻(xiàn)。

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