數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的應(yīng)用及創(chuàng)新探析

夏玉焜

（浙江中控信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司，浙江 杭州 310051）

引言

數(shù)字技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展的重要產(chǎn)物，通過將數(shù)字技術(shù)與自動化技術(shù)相結(jié)合，能夠有效提升系統(tǒng)功能豐富性，滿足行業(yè)系統(tǒng)管理需求。水廠在人們?nèi)粘Ｉ钭饔镁哂兄匾淖饔?，是保證供水的關(guān)鍵所在，且當(dāng)前水廠的自動化系統(tǒng)正在向數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展，實現(xiàn)了與數(shù)字技術(shù)的深度融合，利用數(shù)字技術(shù)對水廠電氣自動化系統(tǒng)進行升級，能夠有效減輕管理人員工作強度，提升各項管理工作效率，還能夠減少生產(chǎn)運行成本，為此需要將數(shù)字技術(shù)靈活地應(yīng)用在水廠電氣自動化系統(tǒng)中。

1 數(shù)字技術(shù)簡要概述

數(shù)字技術(shù)是指利用計算機處理數(shù)據(jù)的技術(shù)，簡稱為DT技術(shù)。數(shù)字技術(shù)能夠通過相應(yīng)的計算機設(shè)備，將聲音、圖像等信息進行二進制轉(zhuǎn)換，在計算機能夠識別的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)進行加工、運算以及傳輸[1]。

在水廠的管理工作中，因為水廠的日常長管理工作較為復(fù)雜，在一定程度上增加了運營管理難度，傳統(tǒng)以人力為核心的管理模式難以滿足水廠電氣自動化系統(tǒng)建設(shè)需求，容易受到多種因素的影響，電氣自動化系統(tǒng)運行存在著較多漏洞，通過將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用在水廠電氣自動化管理中，通過構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)字化、集成化的系統(tǒng)，能夠?qū)⒍喾N復(fù)雜的水廠運行管理工作統(tǒng)一在數(shù)字化平臺中，從而實現(xiàn)協(xié)同管理，能夠有效提高水廠運行控制與管理效率。

2 數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用優(yōu)勢分析

水廠電氣自動化系統(tǒng)建設(shè)是指以信息技術(shù)為核心的系統(tǒng)模式，以此代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工管理模式，通過數(shù)字化技術(shù)手段對水廠的電氣設(shè)備、電氣系統(tǒng)以及電氣數(shù)據(jù)等進行處理，并構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)字化管理平臺，將復(fù)雜的電氣系統(tǒng)管理通過數(shù)字化平臺開展，其技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面。

2.1 提高電氣自動化管理效率

通過采用數(shù)字化手段，能夠顯著提升電氣自動化管理工作效率，避免受到管理人員主觀因素的影響，各項電氣自動化管理工作能夠在數(shù)字化系統(tǒng)內(nèi)高效運行，提升各項電氣自動化管理工作準確性，借助數(shù)字化技術(shù)手段的優(yōu)勢，全面提升水廠電氣自動化管理工作效率[2]。

2.2 促進水廠電氣系統(tǒng)數(shù)字化建設(shè)

數(shù)字化建設(shè)是當(dāng)前我國水廠發(fā)展的重要方向，通過數(shù)字化建設(shè)能夠全面提升水廠生產(chǎn)效率和管理工作效果，將電氣系統(tǒng)管理向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型，能夠有效促進水廠信息化建設(shè)水平提高，構(gòu)建完善的數(shù)字化管理平臺，并對管理系統(tǒng)功能進行增加，能夠幫助企業(yè)解決傳統(tǒng)模式中存在的管理問題。數(shù)字技術(shù)對于水廠電氣自動化已經(jīng)產(chǎn)生的深刻影響，使得水廠電氣自動化系統(tǒng)逐漸向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型，為水廠的信息化建設(shè)提供支持。

2.3 提高水廠電氣數(shù)據(jù)全面性

水廠在進行電氣自動化系統(tǒng)管理過程中，會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)與信息，比如電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)、故障信息等，傳統(tǒng)的電氣自動化管理模式會導(dǎo)致信息與數(shù)據(jù)不夠全面，而通過采用數(shù)字技術(shù)，能夠更加全面地展現(xiàn)出水廠的運行數(shù)據(jù)與信息，從而為水廠電氣自動化系統(tǒng)運行提供支持，通過對數(shù)據(jù)進行分析能夠?qū)﹄姎庾詣踊\行模式進行優(yōu)化，準確識別系統(tǒng)中存在的不足，進而推動電氣自動化系統(tǒng)向數(shù)字化方向轉(zhuǎn)型與發(fā)展。

3 數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的具體應(yīng)用

將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用在水廠的水廠電氣自動化中，已經(jīng)成為水廠電氣系統(tǒng)建設(shè)的主要方向，數(shù)字技術(shù)能夠提升水廠電氣自動化系統(tǒng)運行效率，還能夠提供良好的保護功能，從而保證水廠電氣自動化運行穩(wěn)定性與安全性。根據(jù)當(dāng)前水廠電氣自動化的建設(shè)現(xiàn)狀來看，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用主要包括如下幾項。

3.1 GOOSE虛端子技術(shù)的應(yīng)用

GOOSE虛端子技術(shù)對裝置以及設(shè)計進行的優(yōu)化，使得二次回路得到改善，具有便于調(diào)試和管理的優(yōu)勢。將GOOSE技術(shù)應(yīng)用在水廠電氣自動化系統(tǒng)中，通過測控設(shè)備、智能終端的使用，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)信息數(shù)據(jù)的交換，能夠?qū)χ髯?、開關(guān)以及母線等進行控制；跳合閘的應(yīng)用能夠保護測控遙控裝置、聯(lián)閉鎖間各層等?；谧陨淼脑O(shè)置，GOOSE虛端子技術(shù)能夠?qū)λ畯S電氣自動化二次回路進行改良，以便于對非電量信息進行操控。

3.2 智能終端技術(shù)的應(yīng)用

在水廠電氣自動化系統(tǒng)中，能夠采用光纖連接，通過間隔層、智能終端采集與數(shù)據(jù)處理等，提高數(shù)字技術(shù)應(yīng)用可靠性。電氣自動化系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)良好穩(wěn)定的運行，主要是由于系統(tǒng)具有標準接口，為此將TCP/IP作為通訊標準，能夠有效解決數(shù)字化平臺運行存在的問題，將MES、ERP等實現(xiàn)有效連接，從而為水廠提供科學(xué)且完善的接口，比如數(shù)據(jù)信息的交換能夠在硬件與軟件中完成，且能夠的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)優(yōu)化與處理，提升水廠自動化系統(tǒng)數(shù)字傳輸效率。

3.3 程序代碼技術(shù)的應(yīng)用

程序代碼技術(shù)是數(shù)字技術(shù)中的關(guān)鍵所在，通過采用數(shù)字代碼向水廠電氣設(shè)備發(fā)送指令，能夠有效提升電氣自動化系統(tǒng)運行效率。根據(jù)當(dāng)前水廠電氣自動化系統(tǒng)的建設(shè)實際情況來看，普遍存在著效率較低、無法及時傳達、操作指令錯誤的問題，從而導(dǎo)致水廠電氣自動化系統(tǒng)以及電氣設(shè)備的運行受到影響。而通過采用數(shù)字技術(shù)中的程序代碼技術(shù)，在傳達相應(yīng)的運行指令時，對計算機的傳輸情況進行檢測，如果需要進行針對性的操作，則能夠直接干預(yù)指令傳輸，從而保證開關(guān)等運行處于指令控制中，能夠保證電氣自動化系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性，還能夠提升電氣自動化系統(tǒng)運行效率，已經(jīng)成為當(dāng)前水廠電氣自動化系統(tǒng)中的核心技術(shù)，通過程序代碼對電氣設(shè)備與電氣系統(tǒng)的運行、故障檢測等方面進行優(yōu)化，使得電氣自動化系統(tǒng)運行安全性得到很大提高。

3.4 數(shù)字技術(shù)在水廠泵站控制中的應(yīng)用

在水廠的電氣設(shè)備中，泵站是一項關(guān)鍵設(shè)施，是水廠供水等工作開展的基礎(chǔ)，在泵站自動化控制系統(tǒng)中，通過采用數(shù)字技術(shù)能夠有效提升泵站運行控制效率，其具體應(yīng)用包括如下幾項：

1）提高泵站綜合系統(tǒng)監(jiān)測效率。在泵站綜合系統(tǒng)運行過程中，數(shù)據(jù)分析和處理是一項重要工作，泵站綜合系統(tǒng)的運行控制模式需要建立在數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上才能夠保證整體準確性。但是傳統(tǒng)的技術(shù)對于數(shù)據(jù)的處理準確性較差，而將泵站自動化系統(tǒng)與數(shù)字技術(shù)相結(jié)合，能夠提高數(shù)據(jù)收集、分析與處理效率，同時能夠保證數(shù)據(jù)分析準確性，進而為泵站綜合系統(tǒng)控制提供支持[3]。

2）在泵站自動化系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用。在傳統(tǒng)的泵站自動化系統(tǒng)設(shè)計中，泵站自動化系統(tǒng)需要建立在遙控模型基礎(chǔ)上，根據(jù)所建立的模型完成相應(yīng)的遙控工作，但是模型構(gòu)建需要花費大量的時間，且難度較高。通過應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以將控制模型構(gòu)建環(huán)節(jié)優(yōu)化，從而節(jié)省更多的時間，必須要構(gòu)建的控制模型，可以通過數(shù)字技術(shù)進行數(shù)據(jù)收集與處理，從而能夠自動生成泵站自動化系統(tǒng)模型，且以數(shù)據(jù)的方式能夠提高自動泵站綜合系統(tǒng)控制效率和準確性，使得泵站自動化工作能夠?qū)崿F(xiàn)全過程數(shù)字化，相比于傳統(tǒng)的系統(tǒng)控制模式，數(shù)字化技術(shù)具有較高的應(yīng)用靈活性[4]。

3）滿足泵站自動化運行控制需求。將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用在泵站自動化系統(tǒng)中，通過運行數(shù)據(jù)收集、分析等功能，能夠建立全面化的泵站自動化、數(shù)字化控制模式，將從而能夠?qū)Ρ谜究刂乒ぷ鬟M行整體性的控制、分析和預(yù)測。

4 數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中的應(yīng)用創(chuàng)新策略分析

通過上文的分析可以明確，數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化中具有良好的應(yīng)用效果，能夠滿足水廠電氣自動化運行控制與管理工作的多項需求，但是因為缺乏實踐經(jīng)驗，當(dāng)前數(shù)字技術(shù)在具體應(yīng)用與落實過程中還存在著一定的問題，缺乏數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用。所以需要結(jié)合當(dāng)前水廠電氣自動化建設(shè)現(xiàn)狀，依據(jù)數(shù)字技術(shù)的基本特點，采用科學(xué)的創(chuàng)新模式，從而實現(xiàn)對以數(shù)字技術(shù)推動水廠電氣自動化建設(shè)。因此，本文結(jié)合相關(guān)實踐經(jīng)驗，提出如下多項促進數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的創(chuàng)新策略。

4.1 構(gòu)建完善的數(shù)字技術(shù)平臺

數(shù)字技術(shù)需要平臺才能夠?qū)⒐δ軐崿F(xiàn)，所以在水廠應(yīng)用數(shù)字技術(shù)時，必須建立完善的數(shù)字平臺，以平臺作為管理主要渠道，從而能夠?qū)⒏黜椚肆Y源管理管理工作落實。為此，企業(yè)需要建立一個高效化的水廠電氣自動化數(shù)字平臺，在該平臺中不斷完善相應(yīng)的功能，從而使數(shù)字化平臺能夠滿足水廠電氣自動化資源管理工作需求。通過平臺的自動化數(shù)據(jù)整合、分析等功能，能夠全面地展現(xiàn)出水廠電氣自動化的運行情況，且數(shù)據(jù)更加清晰直觀，促進水廠電氣自動化管理模式更加完善。通過建立數(shù)字化管理平臺，能夠為數(shù)字化技術(shù)手段實現(xiàn)提供基礎(chǔ)，所以水廠需要結(jié)合當(dāng)前電氣自動化建設(shè)現(xiàn)狀，建設(shè)完善的數(shù)字管理平臺[5]。

4.2 完善數(shù)字系統(tǒng)功能

數(shù)字技術(shù)除需要搭載平臺之外，其功能還需要通過計算機軟件進行實現(xiàn)，如果配套軟件較為落后，則會導(dǎo)致數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢和效率無法充分發(fā)揮，反而會嚴重影響水廠電氣自動化管理工作效率。為此，水廠在構(gòu)建數(shù)字化水廠電氣自動化管理模式時，必須加強配套軟件的開發(fā)與應(yīng)用工作，為數(shù)字技術(shù)的實現(xiàn)提供可靠基礎(chǔ)，同時對其數(shù)字化系統(tǒng)的管理功能進行完善，通過對系統(tǒng)功能的不斷豐富，使其滿足水廠電氣自動化管理工作的實際需求，結(jié)合配套軟件和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能夠全面推動水廠電氣自動化管理工作質(zhì)量提升，將數(shù)字技術(shù)手段的優(yōu)勢最大化發(fā)揮。

4.3 加強數(shù)據(jù)庫建設(shè)

在數(shù)字化管理模式中，數(shù)據(jù)是管理工作的核心要素，數(shù)字化管理模式必須具有完善的數(shù)據(jù)庫，才能夠確保管理工作順利開展。因此，水廠不能局限于傳統(tǒng)的管理模式中，而是需要樹立與時俱進的管理理念，將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用在水廠電氣自動化管理工作中，構(gòu)建完善的電氣自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，將電氣設(shè)備、電氣系統(tǒng)等各項數(shù)據(jù)進行收集、存儲、整理與分析，從而能夠提高水廠電氣自動化建設(shè)質(zhì)量

4.4 以數(shù)字技術(shù)構(gòu)建新型管理模式

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展在很大程度上推動水廠電氣自動化管理工作效能提高，但是數(shù)字技術(shù)的發(fā)展并不是簡單的技術(shù)升級，與水廠電氣工作的融合也不是單一的技術(shù)融合，而是理念和思路的開拓。所以為了提高數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用效果，必須以數(shù)字領(lǐng)域發(fā)展作為指導(dǎo)和牽引，構(gòu)建全新的水廠電氣自動化管理模式。數(shù)字技術(shù)發(fā)展對于水廠電氣自動化的影響，首先體現(xiàn)在通過數(shù)字技術(shù)提高監(jiān)測工作效能，將數(shù)字技術(shù)與監(jiān)測技術(shù)相結(jié)合，能夠幫助管理人員快速且準確地獲取水廠電氣自動化現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，例如將數(shù)字傳感器與傳統(tǒng)的信息收集設(shè)備相結(jié)合，能夠以數(shù)據(jù)的形式呈現(xiàn)水廠電氣自動化實際情況，具有良好的應(yīng)用效果，其中數(shù)字技術(shù)發(fā)揮著關(guān)鍵作用。通過利用數(shù)字技術(shù)提高系統(tǒng)監(jiān)測等工作效果，能夠使得水廠電氣自動化運行質(zhì)量在很大程度上得到提升。

5 結(jié)語

簡要分析數(shù)字技術(shù)的基本內(nèi)涵以及應(yīng)用優(yōu)勢，并對數(shù)字技術(shù)在水廠電氣自動化系統(tǒng)中的具體應(yīng)用進行分析，最后提出多項有利于促進數(shù)字技術(shù)應(yīng)用效果提高的措施，希望能夠?qū)ξ覈畯S電氣自動化建設(shè)起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提升數(shù)字技術(shù)應(yīng)用效果。