電氣工程中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用分析

張 麗

（寧夏職業(yè)技術(shù)學(xué)院，寧夏 銀川 750011）

0 引言

現(xiàn)如今，現(xiàn)代化設(shè)備的不斷更新使得數(shù)控技術(shù)得到了進一步提升，數(shù)控技術(shù)逐漸利用現(xiàn)代的高自動化、智能化設(shè)備取代了電氣工程中的傳統(tǒng)設(shè)備，在電氣工程中贏得了一席之地。數(shù)控技術(shù)在電氣工程中的廣泛運用使得建設(shè)效率和質(zhì)量得到了進一步的提高，技術(shù)人員的操作步驟得到了簡化，降低了計劃人員的工作強度，使得人力資源能夠得到更為高效的利用。由此觀之，推進數(shù)控技術(shù)在電氣工程中的應(yīng)用是我國電氣工程后續(xù)發(fā)展的重點工作。

1 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展情況和后續(xù)的發(fā)展趨勢

1.1 現(xiàn)今國際數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)況

我國工業(yè)建設(shè)裝備的自動化、科技化程度在一定程度上影響著國家經(jīng)濟社會的全面工業(yè)的技術(shù)水平和現(xiàn)代化程度決定著整個社會的經(jīng)濟發(fā)展?fàn)顩r。利用信息化設(shè)備對工程進行遠程操控的技術(shù)被稱為數(shù)控技術(shù)，而數(shù)控裝備則主要是指部分自動化工作設(shè)備和現(xiàn)代化的機電產(chǎn)品?，F(xiàn)如今，傳統(tǒng)的制造業(yè)已經(jīng)進行了初步的優(yōu)化、改革，現(xiàn)代化的技術(shù)設(shè)備隨著計算機、互聯(lián)網(wǎng)的普及而得到了進一步的發(fā)展，部分西方發(fā)達國家對現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)的研究投入了大量的資金和精力，以此推進了現(xiàn)代化制造業(yè)的全面發(fā)展。數(shù)控系統(tǒng)的變革優(yōu)化主要體現(xiàn)在外型的壓縮和功能的多樣化?，F(xiàn)階段的數(shù)控技術(shù)涉及多個領(lǐng)域，實現(xiàn)了信息化、計算機、新媒體、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)的整合，使得數(shù)控系統(tǒng)處理效率得到大幅提高的同時也能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制，提高了工作判斷的準(zhǔn)確性，使得在施工過程中能夠?qū)栴}參數(shù)進行及時的排查、改正，保證了故障問題的及時解決。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查可以看出，在傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造中數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)為封閉式的體系，CAD/CAM和CNC中不存在能夠及時將施工過程中存在的問題進行反饋的相關(guān)設(shè)備，而只能根據(jù)已經(jīng)設(shè)定好的參數(shù)進行繼續(xù)加工。

1.2 數(shù)控技術(shù)未來的發(fā)展趨勢和方向

1.2.1 主要性能的未來發(fā)展趨勢

首先，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的高效率、高質(zhì)量化。在判斷我國現(xiàn)代的制造技術(shù)時主要根據(jù)機械制造的效率、精準(zhǔn)度等數(shù)據(jù)進行。因此，我國相關(guān)部門的設(shè)計人員對數(shù)控系統(tǒng)進行了芯片的更換，選用了高速CPU芯片、RISC芯片等智能化芯片對控制系統(tǒng)進行改良，并對機床的運行效率進行進一步提升，以此幫助數(shù)控系統(tǒng)的質(zhì)量、效率得到大幅提升。其次，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)和群控系統(tǒng)的柔軟性，數(shù)控系統(tǒng)的覆蓋面極廣，想要能夠充分發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的作用以此滿足不同人員的需求，唯有要實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的柔軟化。同時，群控系統(tǒng)的柔性能夠?qū)⑽锪虾托畔⒘魅敫鶕?jù)實際情況進行合理的調(diào)整，發(fā)揮了群控系統(tǒng)的整體控制。最后，實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的智能化發(fā)展，利用人工智能技術(shù)對工作進行簡化，降低人力資源的使用，利用人工智能來代替施工人員，提高工程的安全系數(shù)。

1.2.2 設(shè)備功能的未來發(fā)展趨向

第一，盡可能將用戶界面實現(xiàn)圖形化，以便于用戶進行理解。數(shù)控系統(tǒng)主要通過用戶界面和使用用戶進行聯(lián)系，用戶種類的多樣性導(dǎo)致了界面開發(fā)工作的困難，想要解決這一問題就要從用戶的實際需求出發(fā)，開發(fā)出適用于各個類型用戶的用戶界面。用戶界面圖形化能夠?qū)栴}簡潔化，便于非專業(yè)的用戶理解數(shù)控系統(tǒng)的操作，并利用該系統(tǒng)實現(xiàn)快速編程和立體動態(tài)圖的建設(shè)。第二，實現(xiàn)科學(xué)計算的可視化。將數(shù)控設(shè)備中傳輸?shù)闹匾畔⑦M行數(shù)字化、圖形化，便于控制中心的主控人員簡單便利地理解相關(guān)信息，及時進行數(shù)據(jù)反饋。將數(shù)字可視化與VR技術(shù)進行融合，對數(shù)控設(shè)備的設(shè)計采取電子模擬模型的建構(gòu)，使得數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量得到了大幅提高，建設(shè)成本也得到了相應(yīng)的減少。第三，與多媒體技術(shù)相結(jié)合，展現(xiàn)計算機技術(shù)的多樣性。將數(shù)控設(shè)備的功能由單一的數(shù)據(jù)傳輸豐富到各類的音頻、圖像和視頻的傳輸，既實現(xiàn)了信息的多樣化傳輸增添了生動性，也將信息處理趨于智能化處理，使得主控人員對現(xiàn)場數(shù)據(jù)有更為直觀的觀測，促進了數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

1.2.3 數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)建結(jié)構(gòu)的發(fā)展方向

第一，集成化發(fā)展。想要進一步提高數(shù)控系統(tǒng)的顯示器的性能，就要在構(gòu)建時盡可能采用高度集成化的CPU、RISC芯片，并選擇可編程性較強的大規(guī)模集成電路FPGA、EPLD、CPLD和專用的集成電路ASIC芯片，以此實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成度的進一步提升，使得系統(tǒng)的運行速度也得到了大幅的提升。在目前的顯示技術(shù)中，由于平板顯示器所具備的總體尺度較小、方便攜帶、可續(xù)航能力較強、便于操作等優(yōu)勢而成為新興的顯示技術(shù)。由此觀之，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)盡可能選擇尺寸較小的便攜組件進行組裝，電路零件中選擇集成度較高的零件，以此提高總體系統(tǒng)的性能。第二，模塊化發(fā)展。對數(shù)據(jù)系統(tǒng)進行模塊分類，根據(jù)不同的功能要求將其分為幾大基礎(chǔ)模塊，使得產(chǎn)品更加具有標(biāo)準(zhǔn)化的制度管理。第三，實現(xiàn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、遠程控制。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對機床進行程序編寫，使得機床按照既定的程序進行運行，并利用監(jiān)控系統(tǒng)對機床的運行情況進行實時監(jiān)控，保證機床工作的正常進行。第四，建設(shè)開放式的閉環(huán)控制模式。由于實際進行操作的過程中可能因為會現(xiàn)場情況的多樣性導(dǎo)致影響加工的因素增多，例如，加工設(shè)備、環(huán)境溫度、噪音、變形程度等因素的影響都會造成極大的影響。

2 在電氣工程中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的主要作用

與傳統(tǒng)的控制技術(shù)系統(tǒng)不同，現(xiàn)代化的數(shù)控技術(shù)可以利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行遠程控制，避免了多人合作的復(fù)雜步驟，提高了總體的安全系數(shù)，降低了工作人員的工作強度，而傳統(tǒng)的控制技術(shù)則大多數(shù)需要工作人員進行手動的直接操作，操作過程中稍有不慎可能就會導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。因此，盡快對傳統(tǒng)的控制技術(shù)進行改革，利用現(xiàn)代化的技術(shù)實現(xiàn)控制技術(shù)的進一步發(fā)展才能夠與時俱進，發(fā)揮數(shù)控技術(shù)的優(yōu)越性。在利用數(shù)控系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制時要充分利用數(shù)控系統(tǒng)對電氣工程的實時監(jiān)控，對現(xiàn)場的情況和發(fā)生的數(shù)據(jù)進行及時的了解，使得主控人員能夠及時發(fā)現(xiàn)電氣工程建設(shè)過程中存在的不足之處，使得電氣工程的推進更加有效簡潔。另外，數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用也使得操作人員能夠遠程進行操控，避免了近距離操作造成的安全事故，保證了操作人員的人身安全。

3 電氣工程中數(shù)控技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 加強建設(shè)監(jiān)管系統(tǒng)，規(guī)范實驗步驟

由于現(xiàn)階段我國的電氣工程的系統(tǒng)工程逐漸趨于復(fù)雜化發(fā)展，操作的難度也相應(yīng)得到了大幅的提高，一旦操作人員在建設(shè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)操作失誤的情況，就會對設(shè)備的總體穩(wěn)定運行造成極大的影響，增加后續(xù)使用的安全隱患，減少設(shè)備使用的時間。由此觀之，加強對數(shù)控技術(shù)的監(jiān)管，嚴(yán)格規(guī)定科學(xué)合理的操作步驟，要求工作人員按照相關(guān)規(guī)定進行操作才能夠?qū)崿F(xiàn)電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定建設(shè)，保證數(shù)控系統(tǒng)的運行過程中不會出現(xiàn)意外情況，以至于機械出現(xiàn)故障。在進行實時監(jiān)控的過程中，操作人員還要根據(jù)實際操控情況進行實時調(diào)整，對操作錯誤的行為按照固定進行處罰，堅決規(guī)范工作人員的操作技術(shù)，保證數(shù)控技術(shù)的規(guī)范性應(yīng)用。

3.2 利用數(shù)控系統(tǒng)進行遠程操控，降低發(fā)生意外的概率

隨著數(shù)控技術(shù)逐漸在電氣工程的建設(shè)領(lǐng)域展現(xiàn)出它的優(yōu)勢所在，該技術(shù)的廣泛運用已經(jīng)成為未來發(fā)展的總體方向。將數(shù)控系統(tǒng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行整合，使得操作人員能夠利用互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的共享，并對電氣系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行實時控制，避免了電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障而操作人員卻難以發(fā)現(xiàn)的情況，達到了遠程監(jiān)控的目的。利用數(shù)控系統(tǒng)對電氣工程的數(shù)據(jù)進行實時了解并以數(shù)字化、圖形化的形式傳遞給各個環(huán)節(jié)的負責(zé)人員使得人力資源得到釋放的情況下，信息的傳遞效率和精準(zhǔn)度得到了提升。技術(shù)人員如果在監(jiān)控工程中發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中存在問題，就利用數(shù)控裝置進行變壓處理，保證電氣系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，盡可能降低故障帶來的損失。

3.3 充分利用數(shù)控技術(shù)，對其中的故障進行及時的排查

在目前的社會發(fā)展階段，數(shù)控技術(shù)在電氣工程的廣泛應(yīng)用使得操作人員能夠更為高效、順利地完成電氣工程中的建設(shè)工作，更能夠使得其對人力資源進行節(jié)省，降低了工作人員的工作強度。同時，數(shù)控技術(shù)幫助工作人員對電氣工程的現(xiàn)場施工情況進行實時的檢測，對其中發(fā)現(xiàn)的安全隱患根據(jù)實際情況進行排查，縮減了解決突發(fā)情況所需要耗費的時間，使得電氣工程的相關(guān)設(shè)備的工作效率得到了提升，也使得工作人員的人身安全得到了保障。想要降低電氣工程設(shè)備出現(xiàn)問題的概率，延遲設(shè)備的使用壽命就要求相關(guān)部門的技術(shù)人員提高對數(shù)控技術(shù)推廣的重視程度，對影響電氣設(shè)備運行的因素進行排查，在發(fā)生意外情況的時候保持沉著冷靜，對故障類型和解決方案進行迅速地調(diào)整，保證電氣系統(tǒng)能夠盡快再度進行工作，推動我國的電氣工業(yè)的長遠自動化、智能化發(fā)展。

4 在電氣工程中應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的主要注意事項

目前來說，我國數(shù)控技術(shù)在電氣工程的應(yīng)用中展現(xiàn)的多樣化功能和高效率工作主要是依靠現(xiàn)代化的高科技數(shù)控設(shè)備，由此觀之，數(shù)控設(shè)備的質(zhì)量和功能對數(shù)控技術(shù)在電氣工程中發(fā)揮的作用有著決定性的影響，技術(shù)人員必須慎重考慮對數(shù)控設(shè)備的選擇，以此保證數(shù)控設(shè)備的高效率運行。在進行數(shù)控設(shè)備的選擇過程中，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)數(shù)控設(shè)備的不同種類加以分類，注意以下幾點注意事項：

第一，使用作業(yè)類設(shè)備時盡可能選擇遠程控制。作業(yè)類設(shè)備一般安裝于室外，容易受到自然因素如刮風(fēng)下雨、潮濕、雷電交加等因素的干擾，對該設(shè)備的使用壽命有所影響的同時也可能對直接進行操控的工作人員造成人身傷害。因此，在進行作業(yè)類設(shè)備的應(yīng)用時，要盡可能避免直接接觸操控，選擇較為安全的遠程操控。

第二，利用搜集、傳遞信息設(shè)備進行數(shù)據(jù)傳輸。搜集、傳遞信息類的設(shè)備可以對數(shù)控系統(tǒng)的整體運行情況和電氣工程的現(xiàn)場施工情況進行實時監(jiān)控，并將相關(guān)數(shù)據(jù)進行數(shù)字化處理后利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行傳輸，保證控制中心的技術(shù)人員能夠準(zhǔn)確快速地得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)進行反饋。在遇到突發(fā)事件時及時反饋，便于控制人員進行解決，將損失降至最低。

第三，控制處理類設(shè)備促進系統(tǒng)的穩(wěn)定運行?？刂铺幚眍愒O(shè)備主要用于對控制信息進行及時處理然后向控制中心進行反饋，幫助系統(tǒng)穩(wěn)定運行，及時解決系統(tǒng)中存在的安全隱患，實現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的可持續(xù)使用。

5 結(jié)語

總結(jié)上文所提及的對數(shù)控技術(shù)的推廣與應(yīng)用，可以看出在電氣工程數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用上具有可行性，并能夠推進電氣工程自動化進程，促進電氣工程的長遠發(fā)展。因此，相關(guān)部門的管理人員不僅僅要提高對數(shù)控技術(shù)的重視程度，更要設(shè)立相應(yīng)的監(jiān)管機構(gòu)來對數(shù)控技術(shù)進行管理，實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測，防止突發(fā)情況的發(fā)生。另外，在進行數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用過程中，除了根據(jù)理論依據(jù)對其進行研究管理外，還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況對設(shè)備的應(yīng)用進行調(diào)整篩選，使得數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用效率能夠得到最大化利用。筆者在本文中主要就三種不同的數(shù)控技術(shù)設(shè)備和各自的使用環(huán)境和使用優(yōu)勢進行分析，依據(jù)筆者的個人經(jīng)驗進行論述，僅供專業(yè)技術(shù)人員進行參考。針對本文中存在的不足之處，希望數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員和研究人員能夠給予筆者批評修改的機會，同時也期望本文能夠幫助數(shù)控技術(shù)在電氣工程中得到進一步的推廣運用。