數(shù)字技術(shù)在我國工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與創(chuàng)新

楊玉寧

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，科技水平取得了顯著進(jìn)步，數(shù)字技術(shù)作為典型代表在近幾年應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，并取得了良好的應(yīng)用效果?，F(xiàn)階段，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)成為了電氣自動(dòng)化生產(chǎn)過程中不可或缺的技術(shù)，通過該技術(shù)的應(yīng)用，企業(yè)的生產(chǎn)成本逐漸降低，生產(chǎn)效率顯著提高，生產(chǎn)安全能夠得到全面保證，對(duì)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益提升具有非常重要的促進(jìn)作用，值得深入研究推廣。

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

中圖分類號(hào)：TP29 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2019）08-0196-02

數(shù)字技術(shù)屬于多學(xué)科共同組成的體系，利用該技術(shù)能夠?qū)⒉煌男畔①Y源進(jìn)行系統(tǒng)的整合處理，并以二進(jìn)制編碼的形式進(jìn)行傳輸和存儲(chǔ)。數(shù)字技術(shù)具有智能化的特點(diǎn)，將其應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)中能夠減少傳統(tǒng)設(shè)備的使用量，簡化生產(chǎn)程序，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，最大程度上保證生產(chǎn)安全，使生產(chǎn)和制作過程更加準(zhǔn)確。將工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)字技術(shù)進(jìn)行深度融合，企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營成本將會(huì)顯著降低，傳統(tǒng)經(jīng)營模式下存在的各類問題均能夠得到妥善的解決，為此相關(guān)企業(yè)需要加強(qiáng)研究，合理應(yīng)用，促進(jìn)企業(yè)的健康發(fā)展。

1 數(shù)字技術(shù)概述

數(shù)字技術(shù)是近年來形成的全新技術(shù)，主要是指利用特定的設(shè)備，將聲音、影像、圖文等轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的二進(jìn)制代碼，并進(jìn)行存儲(chǔ)、加工、傳輸?shù)确矫娴募夹g(shù)處理。利用數(shù)字技術(shù)，各類不同的設(shè)備均能夠?qū)崿F(xiàn)有效的整合，形成智能化的系統(tǒng)，將其應(yīng)用于工業(yè)電氣自動(dòng)化中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效控制管理。

目前，隨著科技的發(fā)展進(jìn)步，工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)日趨完善，數(shù)字化技術(shù)與工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)融合逐步深入，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的主流技術(shù)模式。利用數(shù)字化技術(shù)能夠準(zhǔn)確的描述出不同元件的兩種穩(wěn)定狀態(tài)，單元電路模式比較簡單，對(duì)元件的精度無過高要求，元件可以采取分散性比較大的參數(shù)，有助于數(shù)字電路的集成化。同時(shí)，數(shù)字技術(shù)抗干擾能力比較強(qiáng)，利用二進(jìn)制的模式下能顯著提高技術(shù)的精確度，利用加密技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息資源的有效保護(hù)，因此具有極強(qiáng)的保密性。另外，數(shù)字信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信息資源的長期保存，利用邏輯部件構(gòu)成的系統(tǒng)具有極高的通用性。

將電氣自動(dòng)化技術(shù)與數(shù)字技術(shù)融合，能夠減少人工工作量，提高生產(chǎn)自動(dòng)化程度，生產(chǎn)成本顯著降低，操作更加便捷，利用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行電氣操作，工作人員只需要向程序下達(dá)相關(guān)指令，相關(guān)信息便可以完成傳輸。同時(shí)，數(shù)字技術(shù)依托于信息互聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，將其應(yīng)用與工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，能夠促進(jìn)自動(dòng)化程度的提高，也能夠改善生產(chǎn)的質(zhì)量和安全性[1]。

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

現(xiàn)階段，工業(yè)電氣自動(dòng)化采取的規(guī)范和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)主要是以IE技術(shù)和Windows為主，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用與工業(yè)電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中建立圖形操控界面，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與工業(yè)生產(chǎn)的高度統(tǒng)一，便于操作和維護(hù)，這種模式已經(jīng)成為工業(yè)電氣自動(dòng)化的最主要操作形式[2]。

現(xiàn)場總線是智能設(shè)備與自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行連接的線路，屬于數(shù)字化程度極高的通信線路，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。在應(yīng)用的過程中，企業(yè)可以將中央控制器CPU與串行電纜連接，以此來講生產(chǎn)車間的實(shí)際情況準(zhǔn)確的反應(yīng)在CPU之上，便于操作人員準(zhǔn)確把握生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況，進(jìn)而選擇正確合理的操作方式。

3 工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在企業(yè)安全生產(chǎn)中的運(yùn)用

數(shù)字技術(shù)與工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的深度融合使企業(yè)的生產(chǎn)效率顯著提高，生產(chǎn)的安全性逐漸增強(qiáng)?，F(xiàn)階段，自動(dòng)化技術(shù)的精密程度、微型化程度、智能化程度逐漸提高，并向著集成化、多樣化、知識(shí)密集化的方向發(fā)展，現(xiàn)代數(shù)字化工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)融合了控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，將其應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)中能夠顯著提高生產(chǎn)安全性，以礦山企業(yè)為例，探討工業(yè)電氣自動(dòng)化在企業(yè)安全生產(chǎn)中的應(yīng)用。

（1）通風(fēng)系統(tǒng)。礦山的地理位置和自然環(huán)境比較特殊，礦山生產(chǎn)在地下進(jìn)行，因此保證良好的通風(fēng)條件是實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)的基礎(chǔ)。將工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于礦山通風(fēng)系統(tǒng)中，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，采取離散式、分層次的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，為有效降低生產(chǎn)安全事故的發(fā)生率，提高通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，需要在系統(tǒng)中加入多機(jī)聯(lián)合備用、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、光纖傳輸?shù)扔?jì)算機(jī)技術(shù)，并以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，建立礦山通風(fēng)系統(tǒng)的主控制站和分控制站，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)、自動(dòng)、手動(dòng)等操作功能，配合設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)顯示、遙控調(diào)校、報(bào)警、故障記憶等功能，以此來保證通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）供電系統(tǒng)。供電系統(tǒng)是礦山安全生產(chǎn)重要的系統(tǒng)，通常情況下供電自動(dòng)化系統(tǒng)主要包括監(jiān)控分站、傳輸通道、地面控制操作中心、綜合保護(hù)器等裝置。

地面控制中心主要設(shè)備是總服務(wù)臺(tái)，能夠?qū)ΦV井的生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，并記錄和分析各種數(shù)據(jù)資源。傳輸通道需要利用數(shù)字技術(shù)模式下的工業(yè)以太網(wǎng) ，利用光纜將設(shè)備中心、操作中心、集控中心進(jìn)行連接，以此來準(zhǔn)確反映出供電系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況，提高供電網(wǎng)絡(luò)抵御外界干擾的能力，降低生產(chǎn)安全事故的發(fā)生率。在系統(tǒng)中可以增加報(bào)警、統(tǒng)計(jì)等方面的功能，以此來促進(jìn)自動(dòng)化技術(shù)的不斷完善[3]。監(jiān)控分站屬于嵌入式監(jiān)控設(shè)備，具有通訊功能和信號(hào)采集功能，屬于供電自動(dòng)化系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備信息的采集和轉(zhuǎn)換，通過與地面控制中心的聯(lián)通，確保各類故障信息的及時(shí)預(yù)警，以此來保證煤礦生產(chǎn)安全。綜合保護(hù)站能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)供電線路和高壓配電設(shè)備的控制，是保證礦山安全生產(chǎn)不可或缺的組成部分。

（3）排水系統(tǒng)。礦山生產(chǎn)中如果排水系統(tǒng)出現(xiàn)問題，將會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。將工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用于排水系統(tǒng)中能夠使水泵在無人操作的狀態(tài)下自動(dòng)啟停，有效的配合其他機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行，節(jié)能效果和排水效率均能夠得到全面提高。在排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程中配備了多種保護(hù)功能以及故障的應(yīng)急處理方案，對(duì)于降低安全事故發(fā)生率具有非常重要的促進(jìn)作用[4]。同時(shí)，利用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程排水控制，泵房以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)傳輸至系統(tǒng)中，控制中心依據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)能夠發(fā)出合理的指令，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類應(yīng)急情況的控制，以此來保證生產(chǎn)安全性。

（4）工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題。礦山生產(chǎn)具有一定的特殊性，生產(chǎn)環(huán)境中存在粉塵、輻射、振動(dòng)，溫度和濕度比較高，這些因素均會(huì)對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定的影響，為此需要定期對(duì)自動(dòng)控制設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和檢修，加強(qiáng)保養(yǎng)，使其能夠在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用。在操作過程中需要對(duì)電壓的穩(wěn)定性進(jìn)行合理的控制，避免突然斷電導(dǎo)致的數(shù)據(jù)信息丟失、芯片燒毀、系統(tǒng)癱瘓等方面的問題。同時(shí)，礦山在生產(chǎn)過程中的劇烈振動(dòng)會(huì)對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生一定影響，很多電氣元件會(huì)出現(xiàn)脫落等方面的問題，這也要求技術(shù)人員具有較高的素質(zhì)，掌握正確的設(shè)備操作方法，避免人為因素引發(fā)的設(shè)備故障，以此來促進(jìn)礦山生產(chǎn)安全性的提高。

4 數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的創(chuàng)新

（1）程序化操作。為促進(jìn)程序化操作的不斷完善，需要合理的使用調(diào)度命令，對(duì)數(shù)字化處理的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)格的審核，并準(zhǔn)確在電腦系統(tǒng)中輸入調(diào)度設(shè)備命令。技術(shù)人員需要人工進(jìn)行設(shè)備操作界面的設(shè)計(jì)，控制閘刀以及開關(guān)等方面的設(shè)備，以此來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的逐步完善，使各類設(shè)備能夠在無人員操作的狀態(tài)下持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。在數(shù)字技術(shù)不斷發(fā)展的情況下，數(shù)據(jù)處理的精確度要求將會(huì)逐漸提高，為確保電氣自動(dòng)化系統(tǒng)能夠發(fā)揮出應(yīng)有的作用，技術(shù)人員需要加強(qiáng)對(duì)程序操作的研究，以此來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的控制。

（2）智能終端。在工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用智能終端，技術(shù)人員可以將設(shè)備與光纖充分連接，并利用智能終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理和分析，采取科學(xué)的控制措施，以此來提高電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和準(zhǔn)確性。在進(jìn)行智能終端配置的過程中可以采取雙重配置的模式，分別進(jìn)行傳輸和控制信號(hào)的配置以及保護(hù)電路的配置，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)程序接口，確保工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)各個(gè)部件之間的穩(wěn)定連接，以此來達(dá)到智能化的控制效果，使工業(yè)自動(dòng)化控制程序能夠高效有序的進(jìn)行。[5]

（3）虛端子的應(yīng)用。在工程調(diào)試過程中，虛端子具有重要作用，能夠?qū)崿F(xiàn)不同智能終端之間的反饋交流，以此來確保工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中各類設(shè)備的檢測(cè)能力和控制能力，并能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備線路以及開關(guān)的有效控制，也可以對(duì)工作環(huán)境和信號(hào)進(jìn)行有效的測(cè)試，以此來實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備穩(wěn)定性的全面提高，該技術(shù)對(duì)于維護(hù)企業(yè)的生產(chǎn) 安全具有非常重要的作用，是未來工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的重點(diǎn)發(fā)展方向。[6]

5 結(jié)語

科技的發(fā)展帶動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，現(xiàn)如今，工業(yè)電氣自動(dòng)化應(yīng)在電力系統(tǒng)、礦山生產(chǎn)、電子信息工程等領(lǐng)域得到日益廣泛的應(yīng)用。在發(fā)展工業(yè)電氣自動(dòng)化的過程中，降低成本，提高質(zhì)量和效率，保證生產(chǎn)安全是最重要的目標(biāo)，將數(shù)字技術(shù)與工業(yè)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行融合能夠提高相關(guān)系統(tǒng)的抗干擾能力，降低成本，對(duì)相關(guān)企業(yè)的發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用，為此需要加強(qiáng)對(duì)數(shù)字技術(shù)的研究，不斷創(chuàng)新，確保工業(yè)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)揮出應(yīng)有的作用。

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Application and Innovation of Digital Technology in Industrial Electrical Automation in China

YANG Yu-ning

（Jiangsu Suji Investment Consulting Co.，Ltd.， Nanjing Jiangsu 210003）

Abstract：With the development of China's economy，The level of science and technology has made remarkable progress.As a typical representative， the application of digital technology has gradually expanded in recent years.Good application results have been achieved.At this stage，Digital technology has become an indispensable technology in electrical automation production process.Through the application of this technology， the production cost of enterprises is gradually reduced.The production efficiency has been significantly improved.Production safety can be fully guaranteed.It plays a very important role in promoting the economic benefits of enterprises.It is worth further study and promotion.

Key words：Digital technology;Industrial electrical automation;Application;innovate