數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的應(yīng)用研究

劉鴻 王洋 高源淵 郭英東 賈騏鳴

摘 要：近年來，隨著科技水平的提高，數(shù)字技術(shù)被廣泛用于電氣自動化中，尤其是水廠電氣自動化，其的便捷性、實用性，為自動化工作的開展提供了幫助和便利。在設(shè)計開發(fā)過程中應(yīng)該把自動化控制這一獨立的總線變成一個統(tǒng)一的信息化管理平臺，實現(xiàn)操作過程可視化的同時，收集整理信息資源數(shù)據(jù)，在控制研究過程中做到信息資源共享，提高設(shè)備控制的利用率，與此同時，還可以將這些數(shù)據(jù)發(fā)送到企業(yè)信息化管理平臺中，為企業(yè)的商業(yè)發(fā)展決策提供有力的數(shù)據(jù)支持。

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

前言：計算機技術(shù)的快速發(fā)展，隨著信息技術(shù)發(fā)展，信息化技術(shù)與自動化技術(shù)相結(jié)合在技術(shù)上已經(jīng)不存在問題，但是，但是如何才能夠?qū)⒏?、更好、更快的信息技術(shù)引入到自動化設(shè)備中去，提升自動化設(shè)備在激烈的市場中的競爭力是我們，也是眾多的石油化工自動化設(shè)備供應(yīng)商需要考慮的問題。其實最簡單的方法就是首先要求作為自動化設(shè)備的研究設(shè)計人員應(yīng)該具有善于應(yīng)用信息化技術(shù)的意識，其次就是優(yōu)化自動化設(shè)備的設(shè)計，最后是設(shè)計開發(fā)時應(yīng)該和具體的工藝、設(shè)備實施環(huán)境、工作操作情況相結(jié)合的基礎(chǔ)上降低能耗，提升效益。

1 數(shù)字技術(shù)概述

數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的最大長處是能夠大幅提高整體經(jīng)濟效率。數(shù)字技術(shù)可以構(gòu)建一個更加直接高效的網(wǎng)絡(luò)，打破過去企業(yè)和企業(yè)之間、個人和個人之間、人和物之間的平面連接。而平面連接或者構(gòu)架的問題是接點多、效率低。李禮輝認(rèn)為，通過數(shù)字化技術(shù)，未來將建立起立體的、折疊的、交互式的架構(gòu)。在此架構(gòu)中，實現(xiàn)的點對點、端對端的交互式連接將更直接，省去中間節(jié)點，進一步提高效率。此外，疊加以區(qū)塊鏈為基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)算法建立數(shù)字信任，將使得經(jīng)濟運行實現(xiàn)更低成本、更高效率，帶動社會迅速發(fā)展。

2 數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的應(yīng)用和優(yōu)勢

2.1 數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用

伴隨著物聯(lián)網(wǎng)、云計算、智能終端等新一代信息技術(shù)的跨越式發(fā)展，中國以更快的速度迎來了數(shù)字化轉(zhuǎn)型，信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新成為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的增長點。國務(wù)院發(fā)布的《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》明確指出，我國要根本改變核心關(guān)鍵技術(shù)受制于人的局面，形成安全可控的信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)體系。當(dāng)下，信息技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新發(fā)展已是一項國家戰(zhàn)略，信創(chuàng)產(chǎn)業(yè)作為“新基建”的重要內(nèi)容，不僅助力國家的信息化布局，也承載了保障信息安全的重任。數(shù)字技術(shù)可用于數(shù)控技術(shù)、電子產(chǎn)品、計算機等方面，也可用于軍隊裝備、辦公自動化系統(tǒng)上。在水廠電氣自動化中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，多圍繞互聯(lián)網(wǎng)、計算機，簡化工作流程，降低操作難度，實現(xiàn)智能化控制的目標(biāo)。

2.2 數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢

抗干擾能力強。數(shù)字電路能夠在相同的輸入條件下精確地產(chǎn)生相同的結(jié)果，而模擬電路容易受到溫度、電源電壓、噪聲、輻射和元器件老化等因素的影響，在相同的輸入條件下輸出結(jié)果可能會不同。西門子公司推出的PCS7系統(tǒng)，簡化了相對繁瑣的資格認(rèn)定流程，即便是操作人員不使用維護工具，也能在最短的時間更改錯誤的數(shù)據(jù)信息。提高水廠電氣自動化工作的安全性，如數(shù)字化互感器、數(shù)字化光纖等。數(shù)字是明確、直觀的表達(dá)方式，將自動化儀表轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化，方便處理相關(guān)數(shù)據(jù)和數(shù)值。數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的應(yīng)用，可提高工作的有效性和數(shù)據(jù)信息獲取的完整性，在保證生產(chǎn)質(zhì)量的情況下，節(jié)約工作成本，提高性價比。例如，化學(xué)儀器操作復(fù)雜，而數(shù)字技術(shù)的引入，可提高數(shù)據(jù)分析的精準(zhǔn)性，為各項工作的開展提供幫助。數(shù)字信號便于傳輸和處理。數(shù)字系統(tǒng)可以很容易地實現(xiàn)對信息的編碼，以提高通信效率和可靠性，而且容易實現(xiàn)信息的加密，從而可以有效地保護知識產(chǎn)權(quán)。例如，目前許多住宅小區(qū)的有線電視網(wǎng)絡(luò)將信息編碼成數(shù)字信號進行傳輸，再通過機頂盒解碼出視頻與音頻信息。除了提供上網(wǎng)和回看等附加功能外，便于收費也是其主要功能之一。

3 數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的創(chuàng)新

3.1 GOOSE虛端子技術(shù)

goose是指面向通用對象的變電站事件。它是IEC61850中的一種快速報文傳輸機制，用于傳輸變電站內(nèi)IED之間重要的實時性信號。GOOSE采用網(wǎng)絡(luò)信號代替了常規(guī)變電站裝置之間硬接線的通信方式，大大簡化了變電站二次電纜接線。GOOSE虛端子技術(shù)對裝置、設(shè)計進行了變革，使得二次回路得以改良，具有方便調(diào)試和理解的優(yōu)勢。該技術(shù)應(yīng)用期間，通過測控裝置、智能終端的使用，不但能交換數(shù)據(jù)信息，還能控制主變、開關(guān)、母線等。而且，跳合閘的使用還能保護測控遙控裝置、聯(lián)閉鎖間隔層。基于自身的設(shè)置，GOOSE虛端子技術(shù)可改良二次回路，便于操控非電量信息。另外，MMS、GOOSE網(wǎng)絡(luò)的雙網(wǎng)配置，具有結(jié)構(gòu)清晰、操作便捷等優(yōu)勢，不僅集中了結(jié)構(gòu)組屏，也實現(xiàn)了聯(lián)閉鎖、跳閘保護目標(biāo)。

3.2 智能終端技術(shù)

智能終端大都采用電池供電，系統(tǒng)功耗非常敏感。因此，要求處理器有較低的功耗。 以上三點有的是相輔相成的，例如，高集成度往往意味著高性能;而有的則是相互矛盾的，例如，性能的提高往往會造成功耗的增加。這就要求設(shè)計人員根據(jù)應(yīng)用場景考慮三者的相互關(guān)系進行合理設(shè)計，使其達(dá)到平衡。多將TCP/IP作為通訊標(biāo)準(zhǔn)，解決平臺的運行問題，實現(xiàn)MES、ERP的有效連接，為用戶提供科學(xué)、完善的接口。比如，數(shù)據(jù)信息的交換可在硬件、軟件間進行，并對所得結(jié)果進行優(yōu)化和處理，進而提高通訊質(zhì)量。

3.3 強化程序代碼操作

程序代碼是數(shù)字技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)，多利用代碼向設(shè)備發(fā)送指令。從當(dāng)前來看，在程序代碼控制過程中，普遍存在工作人員意識低，無法有效傳達(dá)、操控指令的情況，降低水廠電氣自動化設(shè)備的運行質(zhì)量。[4]這種情況下，應(yīng)在傳達(dá)指令時，對計算機的傳輸情況進行檢測，如需進行針對性的操作，可直接干預(yù)處理，確保閘刀、開關(guān)等相關(guān)設(shè)計，可保證電氣自動化系統(tǒng)良好運行，便于該系統(tǒng)自行完成全部工作，促進電氣自動化發(fā)展。

4 小結(jié)

電氣工程及其自動化涉及電力電子技術(shù)，計算機技術(shù)，電機電器技術(shù)，信息與網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)，機電一體化技術(shù)等諸多領(lǐng)域，是一門綜合性較強的學(xué)科。具體應(yīng)用中，要注意和傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合，保證計算機系統(tǒng)可檢測各程序，并安全、高效的完成各項工作。此基礎(chǔ)上，還要不斷革新數(shù)字技術(shù)，進一步發(fā)揮數(shù)字技術(shù)的實用價值。

參考文獻：

[1]杜宏順，劉國春.數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].電子制作，2013，18（22）：209.

[2]白曉輝.數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2017，26（13）：100.

[3]謝海洋.解析數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動化中的應(yīng)用與創(chuàng)新[J].電子測試，2016，33（10）：103-103，87.

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