基于數(shù)字技術(shù)的電氣自動化應(yīng)用研究

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，信息技術(shù)已經(jīng)成為社會各行各業(yè)發(fā)展的主流技術(shù)，數(shù)字技術(shù)更是作為一種新型技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于電氣自動化領(lǐng)域，通過對數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用的特點，數(shù)字技術(shù)的試驗方法，以及對其在電氣化應(yīng)用中的技術(shù)創(chuàng)新介紹，探討了數(shù)字技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域中的具體應(yīng)用措施，也表明未來電氣自動化的發(fā)展將離不開數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用。文章首先對數(shù)字技術(shù)進行了闡述，然后將其運用到電氣自動化中的優(yōu)勢進行了分析;再將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化中進行實驗分析，發(fā)現(xiàn)有利于簡化操作，提高安全性;最后分析了數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新方面和在電氣自動化中具體應(yīng)用。結(jié)果表明數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化中更有利于其快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù);電氣自動化;應(yīng)用;創(chuàng)新

中圖分類號：TP273

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）09-0129-04

當(dāng)今世界信息科技技術(shù)的快速發(fā)展，使得數(shù)字技術(shù)也漸漸發(fā)展成熟，數(shù)字技術(shù)作為一種新興的現(xiàn)代技術(shù)，憑借其準(zhǔn)確性和快捷性，已經(jīng)漸漸滲透到各個行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中，給各行各業(yè)的發(fā)展提供了巨大助力。例如，在電氣自動化領(lǐng)域中數(shù)字技術(shù)就發(fā)揮了極大的作用，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代電氣自動化各項技術(shù)中非常重要的一項，使得電氣自動化能夠持續(xù)健康的發(fā)展。電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用使得電氣工程的操作性更強，同時大大節(jié)省了物質(zhì)資源和人力資源，也提高了工作效率。在數(shù)字技術(shù)的不斷進步發(fā)展中，為了能夠更好的應(yīng)用于電氣自動化中，很多研究人員也對其進行了創(chuàng)新和改進。

1 數(shù)字技術(shù)的簡介

1.1 數(shù)字技術(shù)的定義

數(shù)字技術(shù)是利用智能工程技術(shù)和智能化技術(shù)，依托電子計算機設(shè)備，然后形成的一種新型的控制系統(tǒng)，是一種新興的高科技技術(shù)成果，將設(shè)備中的圖像，聲音以及音頻材材料進行整合，使許多不同種類的設(shè)備融為一體[1]，這樣就能夠提升管理效率和水平。數(shù)字技術(shù)可以對數(shù)字信息進行轉(zhuǎn)化，然后轉(zhuǎn)化成可視二進制編碼，再利用計算機對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行加工處理，然后計算傳遞實現(xiàn)設(shè)備實時監(jiān)測，與此同時也能夠確保數(shù)據(jù)的安全儲存。正是數(shù)字技術(shù)的各種優(yōu)勢，使得其在電氣自動化領(lǐng)域中得到越來越廣泛的應(yīng)用。

數(shù)字技術(shù)是現(xiàn)代信息化技術(shù)不斷進步發(fā)展的重要成果之一，電氣自動化中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)自動化管理，大大提高企業(yè)工作效率，企業(yè)員工的管理效率，同時也降低了企業(yè)管理成本。目前，很多領(lǐng)域中都已經(jīng)使用到了數(shù)字技術(shù)比如數(shù)控技術(shù)，電子計算機行業(yè)，通訊行業(yè)等等，現(xiàn)如今人們的生產(chǎn)生活已經(jīng)離不開數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用了。數(shù)字技術(shù)也就是數(shù)碼技術(shù)和計算機技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，計算機技術(shù)在其中起到了重要的作用，計算機系統(tǒng)只能夠識別二進制數(shù)字，那么數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時就需要將各種信息通過相關(guān)技術(shù)轉(zhuǎn)化為二進制的數(shù)字，然后計算機系統(tǒng)還要將這些信息進行加工處理，例如還原，壓縮以及編碼等等[2]，所以數(shù)字技術(shù)也被稱作數(shù)碼與計算機技術(shù)。

1.2 數(shù)字技術(shù)的重要性

隨著現(xiàn)代高科技的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用已經(jīng)得到廣泛的發(fā)展，使得電氣自動化的水平得到提升，工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)勢也得以發(fā)揮，其生產(chǎn)過程的安全性能也有很大提高，對社會經(jīng)濟的發(fā)展也有很大的助益。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，能夠避免很多電氣自動化生產(chǎn)中安全隱患，諸如全波沖擊試驗和局部放電等等[3]。另外，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)電氣化領(lǐng)域中，可以為電氣自動化系統(tǒng)提供安全可靠的控制平臺，提高電氣自動設(shè)備的安全性，也因此提升整個電氣控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。同時，分布式的自動化控制系統(tǒng)可以實現(xiàn)對自動化整體運行程序的實時監(jiān)控，保證整體狀態(tài)的良好發(fā)展。

2 數(shù)字技術(shù)在電氣自動化應(yīng)用中的優(yōu)勢

2.1 良好的可靠性

數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中應(yīng)用時只要是通過兩大系統(tǒng)實現(xiàn)的，即智能高端的電氣系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。電氣自動化中使用數(shù)字技術(shù)解決部分技術(shù)落后的問題，減少落后設(shè)備的使用，同時簡化系統(tǒng)操作過程，使其變得更加便捷，對其準(zhǔn)確率也有所提高。另外，數(shù)字技術(shù)的有效應(yīng)用，也使得電氣自動化更加的安全和有效，光纖網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字化互感器的應(yīng)用增強了電氣自動化的性能，大大地推動了電氣自動化的發(fā)展。尤其從電氣自動化中的儀表儀器來看，它們的數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化能使其具有更加優(yōu)良的平衡性以及準(zhǔn)確的定位。隨著數(shù)字技術(shù)不斷深入電氣自動化應(yīng)用，技術(shù)水平也不斷提高，其市場份額也明顯增加[4]。

2.2 較強的可操作性能

數(shù)字化技術(shù)是基于現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡(luò)的一種現(xiàn)代技術(shù)，其應(yīng)用簡單，具有很強的邏輯性，對信息的正誤識別也是相當(dāng)準(zhǔn)確的，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用可以減少物力和人力的投入成本。在使用時只需要傳達相應(yīng)的命令和指示，然后電氣化設(shè)備就能夠脫離人為控制準(zhǔn)確高效的完成任務(wù)。數(shù)字技術(shù)的傳輸介質(zhì)只要是光纜，電纜等，能夠保證在使用過程中電氣設(shè)備將數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確度和數(shù)量進行自動化改正，保證其安全性[5]。

2.3 較高的性價比

數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用有利于電氣設(shè)備檢修，運行等工作的順利進行;同時數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化系統(tǒng)可以大大增強電氣系統(tǒng)的通信能力，擴充了可決策信息的范圍，推動了自動化的發(fā)展;智能化的數(shù)字技術(shù)可以使得嗲氣自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加完善，使其更加標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提高成產(chǎn)質(zhì)量的同時也能夠很大程度的減少生產(chǎn)過程中的成本投入。數(shù)字技術(shù)的開放性數(shù)字系統(tǒng)，不僅可以準(zhǔn)確地評估和分析數(shù)據(jù)信息，還能夠共享數(shù)據(jù)信息。通過有效控制數(shù)據(jù)信息的輸入和輸出，能夠確保產(chǎn)品質(zhì)量，同時提高了電氣設(shè)備的工作效率[7]。電氣自動化中，數(shù)字技術(shù)可以將電氣設(shè)備同時和多種機械設(shè)備進行連接，使多種技術(shù)之間能夠串聯(lián)使用，同時也解決了電氣自動化系統(tǒng)中的許多問題，提高電氣設(shè)備工作的精準(zhǔn)度，使得電氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加完善，電氣自動化的適用范圍也能更加廣泛。

3 數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的試驗

當(dāng)今社會數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用越來越多，在工程信息管理，科學(xué)信息以及機械設(shè)備操作控制領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。電氣自動化中數(shù)字技術(shù)也有著重要的作用，電氣自動化高壓試驗中有局部放電試驗，全波沖擊試驗以及截波沖擊試驗等等[8]。

局部放電試驗，不具備破壞性，這種試驗有兩種試驗方法，其中一種是將工頻耐壓當(dāng)作預(yù)激磁電壓，將它的電壓值降低到一定值，使其與局部放電試驗的電壓值相同，過幾分鐘后再對其進行局部放電的測量。另一種試驗方法是使用變壓器，使Um作為預(yù)激磁電壓，同一種試驗相同將電壓值降低到與放電試驗電壓的最低值狀態(tài)，然后等待30-50min，在對局部放電進行測量。在局部放電試驗中也需要對試驗環(huán)境進行把控，保證試驗周圍沒有噪音污染，同時隔離電源局部的其他放電量。在進行局部放電試驗時，放電量的多少與電源頻率是沒有關(guān)系的，與之有直接關(guān)系的是接地電極表面的場強。

另外，為了保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和試驗的順利進行，截波沖擊試驗在進行試驗時要和全波沖擊試驗的部分儀器交替進行。在試驗中主要到的試驗儀器就是高壓試驗變壓器，很多地方諸如供電單位，發(fā)電廠以及科研部門等等將其作為交流耐壓試驗的使出設(shè)備來使用，高壓試驗中目前應(yīng)用最廣泛的有絕緣式試驗變壓器，YDQ充氣式高壓試驗變壓器以及變頻串聯(lián)諧振試驗變壓器等等。在電氣自動化中，為了增強電力系統(tǒng)運行環(huán)境的可靠性和安全性，進行科學(xué)有效的高壓試驗室非常必要的。但是與普通的電氣試驗相比較，高壓試驗較為特殊，同時也比較危險，所以在進行高壓試驗時需要注意很多問題。首先高壓試驗的試驗場地要具備全面的安全措施，同時也需要專業(yè)人員進行巡視檢查，盡可能避免觸電危險的產(chǎn)生。其次就是對高壓試驗的設(shè)備要進行詳細(xì)的檢查，尤其是對電力設(shè)備加壓時，對其對接線的檢查，同時保證任何人員不可接近。最后就是結(jié)束高壓試驗后要及時切斷實驗設(shè)備的接地電源，以免發(fā)生觸電事故。

為了確保高壓試驗的安全性，在電氣自動化高壓試驗中應(yīng)該更為廣泛的使用數(shù)字技術(shù)。電氣自動化高壓試驗中數(shù)字技術(shù)主要是在計算機控制，計算機輔助測試系統(tǒng)等方面進行應(yīng)用，在對試驗數(shù)據(jù)進行修正分析時應(yīng)用數(shù)字技術(shù)可以增加實驗結(jié)果的正確新。對大電流參數(shù)和高壓參數(shù)進行試驗時采用小型的計算機測試系統(tǒng)也可以提高參數(shù)測試的準(zhǔn)確性。在電氣自動化高壓試驗中，數(shù)字技術(shù)起到了重要的作用，數(shù)字技術(shù)的使用可以大大提升高壓試驗的安全性，簡化操作流程，降低才做難度，同時也能夠很好的保證試驗人員的安全。

4 數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的創(chuàng)新

隨著數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用越來越廣泛，在在其應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)了一些問題，如技術(shù)水平較低，標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，專業(yè)人才缺乏等等。為了能夠解決這些問題，完善電氣自動化系統(tǒng)，更好的將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電氣自動化系統(tǒng)中，保證期正常發(fā)展，對電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新就顯得尤為重要[9]。

4.1引入智能終端

這里引入智能終端只要是通過光纖來連接的，使用智能終端和間隔層能夠很好的完善電氣自動化系統(tǒng)中的信息數(shù)據(jù)收集和控制。電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的使用過程中，智能終端具有雙重化配置以及極強的適應(yīng)性，當(dāng)系統(tǒng)實際運行時，第一套配置主要起到電氣跳閘保護，遙控測控以及現(xiàn)場信息傳遞等的作用，第二套配置則主要是提升數(shù)字技術(shù)在電氣自動化系統(tǒng)中的可靠性以及加強電氣設(shè)備跳閘的保護力度。

4.2 加強程序化操作意識

加強對電氣自動化系統(tǒng)的程序化操作主要也是對電氣系統(tǒng)設(shè)備執(zhí)行力的程序化。自動化中數(shù)字技術(shù)進行數(shù)字技術(shù)應(yīng)用時，我們需要提前做好部分工作才能對電氣設(shè)備進行指令下達。首先我們需要將審核準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)存儲到計算機系統(tǒng)中，然后在實際操作時，需要設(shè)置人工預(yù)界面，閘刀以及開關(guān)等等。在數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用過程中，程序化操作意思的加強，調(diào)度指令規(guī)范性的提高，可以實現(xiàn)不需要工作人員進行現(xiàn)場檢測，提高自動化操作的技術(shù)水平，從而形成一個完善的電氣化操作系統(tǒng)。

4.3加強COOSE虛端子運用

COODSE虛端子在傳統(tǒng)二次回路的改良時起到了中要的作用，此概念的加強能夠提高工作人員對電氣化的認(rèn)知水平，對電氣化行業(yè)的發(fā)展起到重要的推動作用。將COODSE虛端子添加智能終端，保護裝置以及測控系統(tǒng)到電氣自動化設(shè)備中，能夠?qū)崿F(xiàn)全站線路以及開關(guān)的有效控制。

5 數(shù)字技術(shù)在電氣自動化的應(yīng)用

5.1 Windows成為工控標(biāo)準(zhǔn)平臺

數(shù)字技術(shù)的主要工作平臺是以計算機系統(tǒng)Win-dows NT以及CE平臺為核心的圖形化控制界面，這樣的控制界面具有集成度高，操作簡單和信息反映直觀等優(yōu)點，因此被廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)當(dāng)中。此外這種操作界面維護起來也相對簡單，具有很強的擴展性，這也符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)未來發(fā)展對數(shù)字技術(shù)的要求。因此Windows計算機系統(tǒng)將會成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)平臺[10]。

5.2 現(xiàn)場總線和分布控制系統(tǒng)的應(yīng)用

現(xiàn)場總線是一種高度數(shù)字化的串行通信總線，他可以在一定程度上使自動化系統(tǒng)和智能化設(shè)備有效的結(jié)合，并實現(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。除此之外，現(xiàn)場總線技術(shù)是利用一根串行的電纜，將中央控制的計算機與智能儀表等設(shè)備連接起來，然后可以實現(xiàn)工作人員在中央控制室就能夠?qū)ΜF(xiàn)場運行中的設(shè)備的狀態(tài)信息進行獲取以及分析，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)了異常現(xiàn)象，也能夠及時的對設(shè)備進行一定的處理，這樣就可以保證現(xiàn)場的設(shè)備一直處于正常的運行狀態(tài)。

5.3 數(shù)字技術(shù)對電氣工業(yè)自動化的應(yīng)用

將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)中，無論是基礎(chǔ)層還是管理層都可以實現(xiàn)監(jiān)控管理。就企業(yè)管理層而言，管理人員可以對生產(chǎn)的全工程進行實時監(jiān)控，及時了解生產(chǎn)的進度以及實際隋況，也可以對生產(chǎn)使出現(xiàn)的問題進行分析和處理，從而確保生產(chǎn)的順利進行。數(shù)字技術(shù)系統(tǒng)可以對確保對信息的存儲。企業(yè)管理人員通過數(shù)字技術(shù)系統(tǒng)監(jiān)控生產(chǎn)過程時，不僅可以對生產(chǎn)的情況進行實時觀察，也能夠在出現(xiàn)問題時第一時間處理所出現(xiàn)的問題。此外，基礎(chǔ)層的工作人員也可以對很多生產(chǎn)上的情況進行實時監(jiān)控，基層工作是企業(yè)成產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因此應(yīng)該引起高度重視。生產(chǎn)企業(yè)可以采用視頻處理以及虛擬現(xiàn)實兩項技術(shù)對控制系統(tǒng)進行優(yōu)化處理，開發(fā)更好的人機互動界面，這樣能夠更好的促進生產(chǎn)企業(yè)中數(shù)字技術(shù)對電氣自動化的實現(xiàn)。

6 數(shù)字技術(shù)的具體應(yīng)用

1）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和智能化電氣系統(tǒng)中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用。通過對智能系統(tǒng)和自動化系統(tǒng)的連接，數(shù)字技術(shù)可以實現(xiàn)兩個系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)雙向傳遞，另外現(xiàn)場總線的利用可以將低壓斷路器和智能化儀表與中央控制室的計算機相連接，從而簡化了繁雜的設(shè)備連接，這樣工作人員就可以遠(yuǎn)程控制工業(yè)生產(chǎn)，直接在中央控制室下達相關(guān)指令，就可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)保持正常運行。比較典型的例子就是西門子公司研發(fā)的TTA博途軟件，這個軟件平臺具有通信，安防，工程以及診斷等功能，是一個綜合性比較高的平臺，它能夠?qū)崿F(xiàn)各個產(chǎn)品之間的相互協(xié)調(diào)，此外該品臺的數(shù)據(jù)庫用的是統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，將所有的生產(chǎn)區(qū)域聯(lián)合成一個整體，對運行效率和水平的提高有很大幫助。

2）數(shù)字技術(shù)是將標(biāo)準(zhǔn)化的編程接口作為代碼，這樣可以提高使用效率，同時可以大大縮短編程周期，再就是開放性的系統(tǒng)信息能夠使電氣自動化更加緊密的與外界之間相聯(lián)系，加強了輸入輸出模式的檢測和執(zhí)行，也能夠使智能化設(shè)備自行完成信息數(shù)據(jù)的審核和采集，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用能夠很好的解決財力，人力，物力等方面不足的問題。比較典型的例子就是西門子公司開發(fā)的針對工業(yè)自動化的PCS7自動化控制系統(tǒng)。它的優(yōu)點就是簡化了繁瑣的資格認(rèn)定過程，工作人員也能夠短時間的對控制系統(tǒng)進行更改，保證可數(shù)據(jù)的一致性，也不需要維護工具，該技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用有助于電氣自動化工業(yè)的長足發(fā)展。

3）將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于電氣高壓試驗中，能夠明顯地提高試驗的安全性。和普通的電氣測試試驗相比，高壓檢測試驗更加危險，采用數(shù)字技術(shù)后，能夠?qū)⒏邏弘娫春陀嬎銠C相連接，這樣就可以在檢測命令的同時，也能進行安全檢測和控制，能夠很好的保證高壓試驗過程的安全性。

7 結(jié)語

隨著科技的進步和社會的快速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)在電氣自動化領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，當(dāng)然隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，也漸漸出現(xiàn)了一些問題，而這些問題也對數(shù)字技術(shù)的發(fā)展造成了嚴(yán)重的阻礙，所以我們必須在電氣自動化領(lǐng)域中對數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用進行創(chuàng)新，那就需要加強程序化操作意識，COODSE虛端子概念的加強，以及智能終端的引入，只有這樣才能有效提電氣自動化的水平，電氣自動化行業(yè)才能得到長足的發(fā)展。

參考文獻

[1]翁宏，電力電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用分析[J].建材與裝飾，2018（ 17）：216-219.

[2]王榮波，數(shù)字技術(shù)在電力電氣自動化中的應(yīng)用分析[J].電子制作，2014（23）：75-78.

[3]孟祥柳.數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新探索[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（8）：142-146.

[4]劉雪燕，芻議數(shù)字技術(shù)在電氣工業(yè)自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].山東工業(yè)技，2016（8）：38-42.

[5]張益瑞，潘曉貝.基于工業(yè)電氣自動化領(lǐng)域下數(shù)字技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新的研究[J].中國市場，2017（9）：152-156.

[6]于海泉，工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（ 19）：5-10.

[7]何賢義，淺談數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].中國電力教育，2010（33）：6-9.

[8]彭曉強，試論數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的運用及創(chuàng)新[J].科技與企業(yè)，2015（叭）：77-80.

[9]駱沛澤.闡述數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用[J].通訊世界，2016（01）：215-218.

[10]陳靜原，綜述數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用特點[J].科技與企業(yè)，2013（03）：180-185.

作者簡介：王爭艷（1981-），女，陜西富平人，講師，主要研究方向：自動化技術(shù)、汽車工業(yè)、職業(yè)教育。E-mail： wang200lwang@sohu.com