試論數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用及其創(chuàng)新

張佳男 包晴川

【摘 要】隨著信息化時(shí)代的到來(lái)，在現(xiàn)代工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程中，如何加強(qiáng)數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用已成為目前工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展所面臨的重要課題。本文主要闡述了數(shù)字化技術(shù)的特點(diǎn)，并且還分析了在工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中數(shù)字技術(shù)的具體應(yīng)用以及創(chuàng)新措施

【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù)；工業(yè)電氣自動(dòng)化；動(dòng)用；創(chuàng)新

國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中，數(shù)字技術(shù)的開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用起著非常重要的作用。目前，工業(yè)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)推動(dòng)了電氣自動(dòng)化的快速發(fā)展，還提高了工業(yè)的生產(chǎn)效率。倘若能夠?qū)⒆詣?dòng)化技術(shù)與數(shù)字技術(shù)充分結(jié)合起來(lái)，就能夠有效推動(dòng)工業(yè)電氣自動(dòng)化的不斷發(fā)展。在工業(yè)電氣自動(dòng)化中，要擴(kuò)大數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用范圍，以此有效縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)效率得以提高。

1數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的重要性

從近年來(lái)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用效果來(lái)看，該技術(shù)的應(yīng)用不僅減少了自動(dòng)化工作自身的危險(xiǎn)性，同時(shí)也提升了工作效率，側(cè)面提升了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。截波沖擊、局部放電等，是電氣自動(dòng)化工作中比較常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)方式，并且這些實(shí)驗(yàn)都需要在250kV的環(huán)境下進(jìn)行，具有較高的危險(xiǎn)性，威脅到工作人員的生命安全。但是隨著數(shù)字技術(shù)的不斷發(fā)展，類(lèi)似實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性被大大降低，保證了工作的安全性。

從宏觀的角度對(duì)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化發(fā)展中的重要性進(jìn)行分析可發(fā)現(xiàn)，其對(duì)穩(wěn)定控制平臺(tái)有著至關(guān)重要的作用。許多自動(dòng)化控制平臺(tái)都依靠數(shù)字技術(shù)作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)，與之前的操作系統(tǒng)相比，數(shù)字技術(shù)模式下的控制平臺(tái)操作更加簡(jiǎn)潔、平臺(tái)穩(wěn)定性優(yōu)良且操作指令比較全。通過(guò)實(shí)踐證明，類(lèi)似操作系統(tǒng)即使長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)工作，也可以保證自動(dòng)化控制平臺(tái)的穩(wěn)定性。

除此之外，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用還可以提升控制過(guò)程效率，使總、分線中的控制系統(tǒng)可以有效的對(duì)各式信息進(jìn)行處理，將搜集到的設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中所產(chǎn)生的參數(shù)應(yīng)用到自動(dòng)化中，減少設(shè)備監(jiān)測(cè)工作人員的工作量，同時(shí)也可以控制自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)，在設(shè)備出現(xiàn)異常運(yùn)行時(shí)，第一時(shí)間采取措施對(duì)異常參數(shù)進(jìn)行控制，不僅可以提升系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，還可以提升工作效率。

數(shù)字技術(shù)需要依靠計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，操作簡(jiǎn)潔、邏輯性強(qiáng)，與傳統(tǒng)自動(dòng)化相比具有更好的穩(wěn)定性與安全性。通過(guò)計(jì)算機(jī)編程技術(shù)將指令輸入到代碼中，便可以自動(dòng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)。該技術(shù)中具有一些數(shù)字電路，這部分電路可以對(duì)指令進(jìn)行識(shí)別，而且指令可以通過(guò)設(shè)備這一媒介進(jìn)行傳輸，配合計(jì)算機(jī)的觸屏技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)便捷化操作，可靠性較強(qiáng)。

因?yàn)閿?shù)字技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用都要依托計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)，且目前數(shù)字技術(shù)與智能化沒(méi)有必然聯(lián)系，所以將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)電氣自動(dòng)化時(shí)可以最大限度的減少傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備的使用量，使生產(chǎn)生設(shè)備更加精簡(jiǎn)，操作更加簡(jiǎn)便，除去了不必要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，從而提升了生產(chǎn)效率。隨著光纖技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，使數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用更加安全。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，數(shù)字技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用率已經(jīng)超過(guò)78%，且這一數(shù)字正在逐漸增長(zhǎng)，可見(jiàn)其實(shí)用性。

2我國(guó)電氣自動(dòng)化發(fā)展現(xiàn)狀

在工業(yè)發(fā)展中，電氣自動(dòng)化是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的先進(jìn)技術(shù)，依靠數(shù)字技術(shù)是全面發(fā)展和使用電氣自動(dòng)化的必要條件，工業(yè)中使用電氣自動(dòng)化，可以減少人工勞動(dòng)，增強(qiáng)了制造的精細(xì)度，保障了產(chǎn)品的質(zhì)量，也可以避免發(fā)生事故，確保設(shè)備和工人的安全。

2.1電氣自動(dòng)化進(jìn)行信息化

在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用信息技術(shù)主要就是：管理層應(yīng)用，工業(yè)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)實(shí)際存儲(chǔ)，工業(yè)中的管理層可以使用瀏覽器進(jìn)行管理數(shù)據(jù)、對(duì)生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行監(jiān)控，了解生產(chǎn)中的信息和內(nèi)容；信息技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化機(jī)器和系統(tǒng)中，將設(shè)備之間的分別模糊了，例如PLC和控制設(shè)備、系統(tǒng)之間，軟件、通訊、機(jī)組環(huán)境都重要了。

2.2維護(hù)電氣自動(dòng)化的系統(tǒng)較簡(jiǎn)單

電氣自動(dòng)化基本控制的系統(tǒng)就是Windows和IE，應(yīng)用電氣自動(dòng)化行業(yè)，將PC人機(jī)層面作為主導(dǎo)，PC控制的系統(tǒng)被許多用戶使用因?yàn)镻C比較靈活和容易集成，在控制電氣自動(dòng)化系統(tǒng)使用Windows控制，更利于系統(tǒng)的保護(hù)和使用。

3數(shù)字技術(shù)的特點(diǎn)

3.1操作性

數(shù)字技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中使用的比較廣泛，而且數(shù)字技術(shù)邏輯性特別強(qiáng)的技術(shù)，數(shù)字技術(shù)可以辨別電氣自動(dòng)化中的信號(hào)對(duì)錯(cuò)、數(shù)據(jù)量等，減少生產(chǎn)中的失誤和人、物、財(cái)?shù)睦速M(fèi)，在自動(dòng)化工作中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以發(fā)展和創(chuàng)新電子技術(shù)。

3.2可靠性

數(shù)字技術(shù)可以依靠網(wǎng)絡(luò)安全與智能系統(tǒng)雙平臺(tái)，有雙重保險(xiǎn)。

3.3性價(jià)比

數(shù)字技術(shù)應(yīng)用工業(yè)生產(chǎn)中，可以對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)有效的判斷，糾正生產(chǎn)中的作物，通訊力強(qiáng)，生產(chǎn)效率高，可以節(jié)約成本，保證生產(chǎn)效率，節(jié)省大量的人力生產(chǎn)，在工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中性價(jià)比較高。

3.4增強(qiáng)程序化

使用程序化可以對(duì)生產(chǎn)有效管理和規(guī)劃，在固定操作的流程和方法中，每個(gè)任務(wù)都有固定操作規(guī)程，對(duì)于管理人員不會(huì)太麻煩。利用科學(xué)的操作程序，不僅減少操作人員工作中的強(qiáng)度，還可以提高電氣自動(dòng)化的效率。事先將審核的數(shù)據(jù)錄入數(shù)字設(shè)備中，向計(jì)算機(jī)中下達(dá)命令，程序人員要對(duì)數(shù)字技術(shù)設(shè)備中的構(gòu)件及時(shí)進(jìn)行檢查。

3.5充分發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的價(jià)值

工業(yè)電氣自動(dòng)化中，電氣技術(shù)是比較危險(xiǎn)的操作，所以工廠追求效率的同時(shí)，也要保證產(chǎn)品的質(zhì)量。在這過(guò)程中加入數(shù)字技術(shù)可以講工業(yè)帶入新的領(lǐng)域，工業(yè)電氣自動(dòng)化也可以有高效的管理與操作。傳統(tǒng)工藝消耗能量多，但是使用數(shù)字技術(shù)后，可以講電氣自動(dòng)化系統(tǒng)全面覆蓋，將系統(tǒng)形成一個(gè)信息系統(tǒng)，也發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的功能。數(shù)字技術(shù)可以將通訊和運(yùn)算相結(jié)合，進(jìn)行轉(zhuǎn)化后匯總，保證工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和安全，提高工業(yè)系統(tǒng)設(shè)備性價(jià)比，為工業(yè)投資節(jié)約了成本。

4數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

4.1Windows成為工控標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)

基于微軟技術(shù)的WindowsNT以及CE平臺(tái)（包括IE）已經(jīng)逐漸成為工業(yè)電氣自動(dòng)化的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。企業(yè)管理領(lǐng)域和其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用以電子計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的網(wǎng)絡(luò)，效果良好；以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的圖形化控制界面，在工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域也逐漸成為主流。由于其直觀地反映了信息而且有較高的集成度，操作簡(jiǎn)易，因而得到用戶的廣泛認(rèn)可和使用。工業(yè)電氣自動(dòng)化基于Windows的控制平臺(tái)具有操作簡(jiǎn)易、維護(hù)便利且可集成辦公的優(yōu)勢(shì)，因而具有很強(qiáng)的擴(kuò)展空間。

4.2現(xiàn)場(chǎng)總線與分布式控制系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)總線是一種高度數(shù)字化的串行通訊總線，負(fù)責(zé)自動(dòng)化系統(tǒng)以及智能設(shè)備之間的連接，并能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的雙向傳輸。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)的輸出/輸入站的智能化儀表以及低壓斷路器，利用串行電纜連接到中央控制室里的計(jì)算機(jī)上，使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備產(chǎn)生的各種信息反饋到中央控制室，從而讓控制人員及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，并做出正確的反應(yīng)。

4.3及時(shí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息

及時(shí)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息的提供主要依賴于現(xiàn)場(chǎng)總線，即高度數(shù)字化、集成化的串行通訊系統(tǒng)總線，其主要作用在于智能設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)之間的有效連接，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息在整個(gè)系統(tǒng)中的雙向傳輸。在具體的實(shí)踐當(dāng)中，工作人員可以利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，通過(guò)串行電纜將現(xiàn)場(chǎng)輸入、輸出站智能化儀表、中央控制室以及低壓斷路設(shè)備，有機(jī)地連接在一起。通過(guò)以上操作，現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)設(shè)備發(fā)出的數(shù)據(jù)信息，即可經(jīng)由該電纜反饋至中央控制室內(nèi)的主控計(jì)算機(jī)上，使控制人員能夠及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際狀況，并在此基礎(chǔ)上做出準(zhǔn)確的應(yīng)對(duì)措施。

5數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的創(chuàng)新

5.1引入智能終端并實(shí)現(xiàn)就地安裝

在數(shù)據(jù)采集中，使用有雙重配置智能化的終端和間隔層，通過(guò)光纜來(lái)傳輸和連接數(shù)據(jù)。第一重的配置主要上傳現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，配置中要含保護(hù)跳閘；第二重的配置主要是用來(lái)進(jìn)行跳閘保護(hù)。這種雙重配置可以極大地提高數(shù)字技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化控制中的可靠性。此外，工業(yè)電氣自動(dòng)化的良好運(yùn)作還需要標(biāo)準(zhǔn)化的程序接口，因此，計(jì)算機(jī)平臺(tái)自動(dòng)化就顯得極為重要，計(jì)算機(jī)平臺(tái)的自動(dòng)化有利于MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)的連接。為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)平臺(tái)的自動(dòng)化，辦公環(huán)境通訊可以采用TCP/IP作為標(biāo)準(zhǔn)。

5.2引入GOOSE虛端子概念

GOOSE虛端子的提出以及其實(shí)際應(yīng)用是設(shè)計(jì)與裝置上的革命，改良了傳統(tǒng)的二次回路，便于理解和工程調(diào)試。同時(shí)，在智能終端、測(cè)控裝置以及保護(hù)裝置之間的信息交互中，應(yīng)用GOOSE技術(shù)，控制全站的開(kāi)關(guān)、線路、母聯(lián)、母線與主變等，可以實(shí)現(xiàn)跳合閘功能，從而保護(hù)測(cè)控遙控裝置以及使用聯(lián)閉鎖的間隔層。如今，GOOSE網(wǎng)絡(luò)依靠其更高效的本體智能終端，已經(jīng)替代了傳統(tǒng)使用的二次回路，能夠便捷地操控信號(hào)管理、檔位調(diào)節(jié)以及溫度測(cè)試等非電量信息。

5.3完善程序化操作

在工業(yè)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)中傳達(dá)調(diào)度命令之前，首先，要將完成審核的票據(jù)錄入電腦系統(tǒng)中，在實(shí)踐操作環(huán)節(jié)要科學(xué)設(shè)置人工干預(yù)界面，并細(xì)化確認(rèn)、設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)與閘刀等設(shè)備，從而不斷完善與提升系統(tǒng)的應(yīng)用功能。然后，進(jìn)行模擬預(yù)演，使其處于自動(dòng)化操作和默認(rèn)識(shí)別的狀態(tài)，這樣即使無(wú)人操作時(shí)，該類(lèi)控制系統(tǒng)也能夠進(jìn)行自動(dòng)化操作和控制。

5.4增強(qiáng)系統(tǒng)功能，提高操作管理

系統(tǒng)功能直接決定了工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，所以要對(duì)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行完善，讓系統(tǒng)自行完成操作、識(shí)別。將審查的信息錄入電腦中，方便傳送調(diào)度，實(shí)際工作時(shí)，應(yīng)該先檢查各設(shè)備、人員的情況，確保工作順利完成。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的運(yùn)用及其創(chuàng)新進(jìn)行探討具有十分重要的意義。本文主要研究電氣自動(dòng)化的發(fā)展現(xiàn)狀以及前景，突出數(shù)字技術(shù)在電氣自動(dòng)化中的特點(diǎn)，并對(duì)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，增強(qiáng)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)的技術(shù)，提高生產(chǎn)的效率.

參考文獻(xiàn)：

[1]何賢義.淺談數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].中國(guó)電力教育，2010，（15）.

[2]劉永強(qiáng).淺談我國(guó)電氣自動(dòng)化的現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J].科技論壇，2012，（10）.

[3]王宇杰.淺析工業(yè)電氣自動(dòng)化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用及創(chuàng)新[J].科技與企業(yè)，2012，（03）.