數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與創(chuàng)新探索

孟祥柳

摘 要：基于信息化時(shí)代背景下，數(shù)字技術(shù)的誕生與推廣性應(yīng)用為提高社會(huì)生產(chǎn)效率、拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)注入了動(dòng)力。而將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化中，能夠借助數(shù)字技術(shù)的方便快捷且高效等特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，為進(jìn)一步提升工業(yè)的自動(dòng)化水平并提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效益奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，進(jìn)而為產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)的建設(shè)提供了技術(shù)保障。而為了促使數(shù)字技術(shù)能夠在電氣自動(dòng)化中得到更好的應(yīng)用與發(fā)展，本文針對(duì)該技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化中的具體應(yīng)用與創(chuàng)新問(wèn)題進(jìn)行了探討，并提出了一系列對(duì)策，以供參考。

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

基于數(shù)字化技術(shù)的不斷發(fā)展下，促使其在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占據(jù)了重要的地位，借助數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)于當(dāng)前社會(huì)各領(lǐng)域而言，能夠借助數(shù)字化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)提高生產(chǎn)效率，進(jìn)而提升其經(jīng)濟(jì)效益。而對(duì)于工業(yè)領(lǐng)域而言，基于傳統(tǒng)生產(chǎn)與發(fā)展模式，工業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的滯后性使得其難以實(shí)現(xiàn)突破性的發(fā)展，在當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下，產(chǎn)業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力水平偏低。而工業(yè)電氣自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)則是其借助數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，為降低成本并提高生產(chǎn)效率提供了基礎(chǔ)。

1 將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化中所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)

1.1 可靠性極高

基于數(shù)字化技術(shù)下，其主要是借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能化技術(shù)為支撐來(lái)搭建的電氣化系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的電氣設(shè)備相比較而言，其整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且在實(shí)際操作的過(guò)程中，借助光纖網(wǎng)絡(luò)等能夠在提高操作效率與質(zhì)量的同時(shí)，確保了操作系統(tǒng)的安全性與可靠性。在工業(yè)電氣領(lǐng)域中，數(shù)字化技術(shù)以實(shí)現(xiàn)了廣泛應(yīng)用，普及化程度達(dá)到了70%。

1.2 較高性?xún)r(jià)比

在工業(yè)電氣系統(tǒng)中，數(shù)字化技術(shù)的利用促使其能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的運(yùn)作，同時(shí)在故障診斷等方面同樣能夠?qū)崿F(xiàn)自診方式，同時(shí)借助良好的通信能力，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效采集分析，為實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策奠定了借此狐，并且整體上的智能化水平極高，且在降低成本投入的同時(shí)，提高了生產(chǎn)效率。此外，基于數(shù)字化技術(shù)下，還能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)發(fā)性系統(tǒng)的搭建，這就為該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)對(duì)數(shù)字化技術(shù)的有效應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)，還能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高度共享，為提高產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量以及操作效率奠定了基礎(chǔ)，彰顯出了較高的性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)。

比如：在化學(xué)儀器的分析中，借助數(shù)字化系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樣品的有效檢測(cè)，同時(shí)通過(guò)在線分析后生成相應(yīng)的評(píng)估報(bào)告，通過(guò)鏈接技術(shù)的應(yīng)用促使復(fù)雜化的生成任務(wù)流程在操作的過(guò)程中變得簡(jiǎn)單方便且效率高，并借助技術(shù)使用方式的優(yōu)化來(lái)提高任務(wù)處理質(zhì)量。

1.3 具備著極佳的操作性

在工業(yè)電氣系統(tǒng)中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用使得整個(gè)操作流程變得簡(jiǎn)單方便且快捷，在實(shí)際落實(shí)操作工作的過(guò)程中，借助指令的輸入與傳達(dá)，就能夠按照相應(yīng)的指示進(jìn)入自動(dòng)化操作流程，而這一系統(tǒng)本身有著良好的識(shí)別功能，并借助光纖等來(lái)實(shí)現(xiàn)信息傳輸，在保證信息真實(shí)可靠性的基礎(chǔ)上，能夠降低傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下以人工為主要操作對(duì)象所存在的弊端，并提高了操作的效率與質(zhì)量。與此同時(shí)，值得一提的是該系統(tǒng)平臺(tái)本身還擁有著良好的開(kāi)放性，進(jìn)而能夠以標(biāo)準(zhǔn)的接口設(shè)計(jì)來(lái)促使代碼使用效率提升，在進(jìn)行編程的過(guò)程中，整個(gè)周期也較短，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化平臺(tái)的搭建能夠?yàn)椴僮鞴ぷ鞯母咝ч_(kāi)展奠定基礎(chǔ)，同時(shí)借助PC控制系統(tǒng)，能夠提升系統(tǒng)的集成性，并且促使系統(tǒng)的應(yīng)用靈活方便。加上借助現(xiàn)場(chǎng)總線所具備的功能特性，能夠?yàn)榇_保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的有效采集、傳輸?shù)鹊於ɑA(chǔ)，并通過(guò)模擬監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)以及微型處理器的應(yīng)用，使得基于數(shù)字技術(shù)下的工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用性極強(qiáng)。

2 在電氣自動(dòng)化中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的重要價(jià)值

借助科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字技術(shù)的誕生與普及性應(yīng)用對(duì)于工業(yè)電器領(lǐng)域而言，可謂是帶來(lái)了一場(chǎng)技術(shù)性改革，也同樣是借助技術(shù)的應(yīng)用為降低綜合成本投入并提升生產(chǎn)效益奠定了基礎(chǔ)。眾所周知，基于工業(yè)電氣領(lǐng)域中，其在進(jìn)行自動(dòng)化操作的過(guò)程中還是存在一定的危險(xiǎn)性的，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用則能夠很好的解決這一問(wèn)題，借助這一技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)⒃囼?yàn)所帶來(lái)的危險(xiǎn)性降至最低，進(jìn)而為確保生產(chǎn)的安全性奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。總體而言，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于該領(lǐng)域之中，主要表現(xiàn)出了兩大技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

2.1 通過(guò)相應(yīng)平臺(tái)的搭建，為提高操作的便捷性奠定了基礎(chǔ)

基于該技術(shù)的應(yīng)用下，所搭建的控制平臺(tái)本身極為穩(wěn)定，且在實(shí)際操作的過(guò)程中通過(guò)全面指令的輸入便能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化、智能化的運(yùn)行，進(jìn)而在降低操作難度的同時(shí)，能夠借助這一穩(wěn)定的控制平臺(tái)來(lái)提高操作的質(zhì)量。

2.2 實(shí)效性極強(qiáng)

在整個(gè)控制流程中，借助分布式系統(tǒng)的搭建，以及相應(yīng)總線鏈接，使得該操作系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)采集分析的基礎(chǔ)上，能夠通過(guò)在線分析來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的高效處理，同時(shí)通過(guò)參數(shù)的輸入能夠促使該系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程中，及時(shí)報(bào)告異常參數(shù)，為規(guī)避運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)來(lái)提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性奠定基礎(chǔ)，進(jìn)而借助運(yùn)行過(guò)程中實(shí)效性來(lái)提高整個(gè)運(yùn)行流程的安全可靠性。

3 數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的具體應(yīng)用

從上文的分析中可知，將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于該領(lǐng)域中之中，則能夠借助技術(shù)所具備的較高可靠性、操作性以及性?xún)r(jià)比來(lái)提升工業(yè)電氣自動(dòng)化的水平，進(jìn)而通過(guò)該技術(shù)的有效滲透與融入來(lái)不斷提高相應(yīng)行業(yè)的生產(chǎn)效益與管理水平。

3.1 Windows控制平臺(tái)的應(yīng)用

基于該領(lǐng)域中，在實(shí)際應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)時(shí)，在搭建操作控制平臺(tái)的過(guò)程中，主要運(yùn)用的是WindowsNT、CE這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)?；谟?jì)算機(jī)技術(shù)下，能夠以圖形化控制界面的搭建為基礎(chǔ)，確保在直觀反映信息內(nèi)容的同時(shí)，以較高的集成度來(lái)提升平臺(tái)性能優(yōu)勢(shì)，并方便相應(yīng)操作工作的開(kāi)展，此外基于這一系統(tǒng)平臺(tái)下，整個(gè)維護(hù)工作也相對(duì)簡(jiǎn)單易行，且具備了良好的拓展性，所以在當(dāng)前的電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，已經(jīng)將基于Windows下控制平臺(tái)作為相應(yīng)的平臺(tái)搭建標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在該領(lǐng)域中的運(yùn)用

當(dāng)前，在電氣自動(dòng)化系統(tǒng)之中，數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用下最為突出的一點(diǎn)便是以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)雙向傳輸，其能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)與相應(yīng)的智能設(shè)備進(jìn)行鏈接，借助光纖等媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸。且這一傳輸具有著雙向性，對(duì)于控制平臺(tái)系統(tǒng)下的相應(yīng)人員而言，其能夠通過(guò)實(shí)時(shí)接收這一動(dòng)態(tài)反饋信息，針對(duì)所存在的問(wèn)題來(lái)采取有效的防御應(yīng)對(duì)措施，以規(guī)避運(yùn)行故障隱患，提高運(yùn)行的效率與質(zhì)量。

3.3 二者實(shí)現(xiàn)了融合性的發(fā)展

當(dāng)前，基于數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣應(yīng)用領(lǐng)域中所表現(xiàn)出的極強(qiáng)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，促使相應(yīng)的電子商務(wù)系統(tǒng)隨之發(fā)展起來(lái)，且二者逐步向融合性發(fā)展階段過(guò)渡。對(duì)于工業(yè)電氣領(lǐng)域而言，這一技術(shù)呈現(xiàn)出了強(qiáng)勢(shì)的滲透力，具體表現(xiàn)在。

3.3.1 在管理層面上

對(duì)于企業(yè)管理工作的開(kāi)展而言，面對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境的日漸復(fù)雜化以及內(nèi)部生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)化，就需要通過(guò)對(duì)相應(yīng)信息的全面搜集整理分析以及高效共享來(lái)明確實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)科學(xué)管理決策生成，服務(wù)于企業(yè)發(fā)展目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，所以這就需要以數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)化搜集與提取，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)信息的有效分析，因此，數(shù)字化技術(shù)在電氣工業(yè)企業(yè)管理層中逐漸實(shí)現(xiàn)了推廣性的應(yīng)用。

3.3.2 與電氣自動(dòng)化設(shè)備的融合

當(dāng)前對(duì)于工業(yè)電氣領(lǐng)域的發(fā)展而言，數(shù)字化技術(shù)在電氣設(shè)備中的應(yīng)用已成為發(fā)展的必然趨勢(shì)所向，其中在執(zhí)行器以及傳感器中，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了與其的高度融合，而網(wǎng)絡(luò)光纖技術(shù)等也逐漸被廣泛的應(yīng)用起來(lái)。而借助基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)下相應(yīng)操作與管理平臺(tái)的搭建，能夠促使企業(yè)生產(chǎn)的高效開(kāi)展以及管理決策的科學(xué)生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

4 創(chuàng)新數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的創(chuàng)新

基于信息化時(shí)代背景下，技術(shù)的不斷發(fā)展促使社會(huì)各領(lǐng)域的數(shù)字化水平隨之不斷提升，基于數(shù)字技術(shù)本身所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)性能，其具備了廣闊的發(fā)展空間與良好的應(yīng)用前景，使其在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中也隨之實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新。而要想要相應(yīng)具備創(chuàng)新性的技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)電氣領(lǐng)域之中，以不斷提高電氣自動(dòng)化的水平，進(jìn)而為提高相應(yīng)行業(yè)的生效效益奠定基礎(chǔ)，就需要結(jié)合該領(lǐng)域?qū)?shù)字技術(shù)的實(shí)際需求，把握住技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)與關(guān)鍵，以全面服務(wù)于電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化與完善?？傮w來(lái)說(shuō)，這一技術(shù)的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：

4.1 GOOSE虛端子概念的引入

基于原有二次回路下，其還是呈現(xiàn)出了一定的不足之處，而將GOOSE虛端子概念引入其中，則能夠?yàn)榻鉀Q這一問(wèn)題提供新出路。通過(guò)試驗(yàn)表明，在實(shí)際應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的過(guò)程中，以虛端子的引入能夠?yàn)閮?yōu)化數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用的效果提供保障。當(dāng)前GOOSE技術(shù)已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了在工業(yè)電氣領(lǐng)域中的應(yīng)用，主要在測(cè)控與保護(hù)裝置中進(jìn)行了應(yīng)用，同時(shí)還被應(yīng)用在了智能終端設(shè)備中，進(jìn)而為實(shí)現(xiàn)信息的有效交互與共享奠定了基礎(chǔ)。通過(guò)這一技術(shù)的應(yīng)用，能夠使得整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行線路以及開(kāi)關(guān)等處于良好的控制狀態(tài)下，通過(guò)跳合閘功能的融入來(lái)確保線路的安全可靠運(yùn)行。而以該技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系的搭建，通過(guò)實(shí)踐表明其能夠有效彌補(bǔ)二次回路所存在的不足之處，為優(yōu)化整個(gè)操作流程、提高操作的便捷性與效率奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。與此同時(shí)，在實(shí)際應(yīng)用這一技術(shù)的過(guò)程中，還可以將該技術(shù)下所搭建的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與MMS網(wǎng)絡(luò)搭配，進(jìn)而在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)體系的同時(shí)，提高這一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成性，為提升通信管理的能力與水平奠定基礎(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)對(duì)跳閘等的保護(hù)。

4.2 實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的進(jìn)一步完善并引入智能終端

首先，在操作系統(tǒng)上?；跀?shù)字化技術(shù)的應(yīng)用下，要想以數(shù)字化技術(shù)的不斷創(chuàng)新來(lái)提高電氣操作系統(tǒng)的性能，以進(jìn)一步提升操作的效率與質(zhì)量，則就需要不斷優(yōu)化操作系統(tǒng)的性能。在實(shí)際踐行的過(guò)程中，要求要注重操作系統(tǒng)的軟硬件設(shè)備，確保相應(yīng)的軟硬件具備良好且完善的功能，同時(shí)要保證這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的自動(dòng)化分析與控制功能，同時(shí)要結(jié)合自身的實(shí)際需求，確保操作系統(tǒng)各項(xiàng)功能與實(shí)際需求相符合。其次，引入智能終端。采用雙重配置網(wǎng)下，其在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過(guò)程中，能夠在提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與效率的陪同事，實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘作用的充分發(fā)揮。對(duì)于工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)而言，采用雙層保險(xiǎn)方式下，第一層能夠?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)上傳的同時(shí)，還能夠具備保護(hù)跳閘的功能，而在第二層中，其主要是以保護(hù)跳閘功能的充分發(fā)揮來(lái)確保自動(dòng)化控制系統(tǒng)的安全可靠性。在實(shí)際踐行的過(guò)程中，一般都是以TCP/IP協(xié)議將辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)進(jìn)行連接，進(jìn)而為進(jìn)一步提升自動(dòng)化管理的質(zhì)量并確保其能夠與控制平臺(tái)間實(shí)現(xiàn)信息的高效共享奠定基礎(chǔ)。

4.3 充分實(shí)現(xiàn)光纖的應(yīng)用

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，技術(shù)的革新也使得納米以及光纖等全新材料誕生，而對(duì)于光纖材料的應(yīng)用而言，將其應(yīng)用在傳輸領(lǐng)域中，則能夠?yàn)樘岣咝盘?hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量奠定基礎(chǔ)?；趥鹘y(tǒng)的信息傳輸領(lǐng)域中，一般都是以電子信號(hào)的形式來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)模娮有盘?hào)容易受到干擾，進(jìn)而使得信號(hào)的質(zhì)量在傳輸?shù)倪^(guò)程中逐漸變?nèi)?，而通過(guò)光纖材料的運(yùn)用，則能夠借助脈沖來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，在此過(guò)程中，不僅能夠提升信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量，且具備著良好的保密性，能夠滿(mǎn)足長(zhǎng)距離傳輸之需。而在工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中，借助光纖的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸，則能夠在提高信號(hào)傳輸質(zhì)量與效率的同時(shí)，為提高信息數(shù)據(jù)的安全可靠性奠定基礎(chǔ)。

5 總結(jié)

綜上，對(duì)于工業(yè)電氣領(lǐng)域而言，借助數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，則能夠以技術(shù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)提高工業(yè)電氣自動(dòng)化水平，進(jìn)而為提高現(xiàn)生產(chǎn)效率與質(zhì)量提供技術(shù)保障，而這一技術(shù)作用的發(fā)揮，則需要以實(shí)現(xiàn)技術(shù)的完善應(yīng)用為基礎(chǔ)，并不斷實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新與該領(lǐng)域的融合，確保數(shù)字化技術(shù)能夠切實(shí)服務(wù)于該領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。而相應(yīng)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化時(shí)代下將不斷呈獻(xiàn)給社會(huì)更多的驚喜，從現(xiàn)有創(chuàng)新的方向看，通過(guò)對(duì)GOOSE虛端子概念的引入、實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的進(jìn)一步完善并引入智能終端以及充分實(shí)現(xiàn)光纖的應(yīng)用，都能夠?yàn)槌浞终宫F(xiàn)出工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)作用。

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作者單位

武漢輕工大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院 湖北省武漢市 430040