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

孟祥柳

摘 要：基于信息化時代背景下，數(shù)字技術的誕生與推廣性應用為提高社會生產(chǎn)效率、拉動國民經(jīng)濟增長注入了動力。而將數(shù)字技術應用于工業(yè)電氣自動化中，能夠借助數(shù)字技術的方便快捷且高效等特點與優(yōu)勢，為進一步提升工業(yè)的自動化水平并提高產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)效益奠定了技術基礎，進而為產(chǎn)業(yè)結構優(yōu)化以實現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)的建設提供了技術保障。而為了促使數(shù)字技術能夠在電氣自動化中得到更好的應用與發(fā)展，本文針對該技術在工業(yè)自動化中的具體應用與創(chuàng)新問題進行了探討，并提出了一系列對策，以供參考。

【關鍵詞】數(shù)字技術 工業(yè)電氣自動化 應用 創(chuàng)新 探索

基于數(shù)字化技術的不斷發(fā)展下，促使其在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)了重要的地位，借助數(shù)字化技術的應用，對于當前社會各領域而言，能夠借助數(shù)字化技術的優(yōu)勢來提高生產(chǎn)效率，進而提升其經(jīng)濟效益。而對于工業(yè)領域而言，基于傳統(tǒng)生產(chǎn)與發(fā)展模式，工業(yè)產(chǎn)業(yè)結構的滯后性使得其難以實現(xiàn)突破性的發(fā)展，在當前市場競爭環(huán)境下，產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力水平偏低。而工業(yè)電氣自動化的實現(xiàn)則是其借助數(shù)字技術實現(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。

1 將數(shù)字技術應用于工業(yè)電氣自動化中所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢

1.1 可靠性極高

基于數(shù)字化技術下，其主要是借助互聯(lián)網(wǎng)技術以及智能化技術為支撐來搭建的電氣化系統(tǒng)，與傳統(tǒng)的電氣設備相比較而言，其整個系統(tǒng)結構簡單，且在實際操作的過程中，借助光纖網(wǎng)絡等能夠在提高操作效率與質(zhì)量的同時，確保了操作系統(tǒng)的安全性與可靠性。在工業(yè)電氣領域中，數(shù)字化技術以實現(xiàn)了廣泛應用，普及化程度達到了70%。

1.2 較高性價比

在工業(yè)電氣系統(tǒng)中，數(shù)字化技術的利用促使其能夠?qū)崿F(xiàn)智能化的運作，同時在故障診斷等方面同樣能夠?qū)崿F(xiàn)自診方式，同時借助良好的通信能力，能夠?qū)崿F(xiàn)信息的高效采集分析，為實現(xiàn)科學決策奠定了借此狐，并且整體上的智能化水平極高，且在降低成本投入的同時，提高了生產(chǎn)效率。此外，基于數(shù)字化技術下，還能夠?qū)崿F(xiàn)開發(fā)性系統(tǒng)的搭建，這就為該領域?qū)崿F(xiàn)對數(shù)字化技術的有效應用奠定了基礎，同時，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，彰顯出了較高的性價比優(yōu)勢。

比如：在化學儀器的分析中，借助數(shù)字化系統(tǒng)的應用，能夠?qū)崿F(xiàn)對樣品的有效檢測，同時通過在線分析后生成相應的評估報告，通過鏈接技術的應用促使復雜化的生成任務流程在操作的過程中變得簡單方便且效率高，并借助技術使用方式的優(yōu)化來提高任務處理質(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)字化技術的應用使得整個操作流程變得簡單方便且快捷，在實際落實操作工作的過程中，借助指令的輸入與傳達，就能夠按照相應的指示進入自動化操作流程，而這一系統(tǒng)本身有著良好的識別功能，并借助光纖等來實現(xiàn)信息傳輸，在保證信息真實可靠性的基礎上，能夠降低傳統(tǒng)生產(chǎn)模式下以人工為主要操作對象所存在的弊端，并提高了操作的效率與質(zhì)量。與此同時，值得一提的是該系統(tǒng)平臺本身還擁有著良好的開放性，進而能夠以標準的接口設計來促使代碼使用效率提升，在進行編程的過程中，整個周期也較短，通過標準化平臺的搭建能夠為操作工作的高效開展奠定基礎，同時借助PC控制系統(tǒng)，能夠提升系統(tǒng)的集成性，并且促使系統(tǒng)的應用靈活方便。加上借助現(xiàn)場總線所具備的功能特性，能夠為確保系統(tǒng)實現(xiàn)對信息的有效采集、傳輸?shù)鹊於ɑA，并通過模擬監(jiān)控的實現(xiàn)以及微型處理器的應用，使得基于數(shù)字技術下的工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)的實際應用性極強。

2 在電氣自動化中應用數(shù)字技術的重要價值

借助科學技術的不斷發(fā)展，數(shù)字技術的誕生與普及性應用對于工業(yè)電器領域而言，可謂是帶來了一場技術性改革，也同樣是借助技術的應用為降低綜合成本投入并提升生產(chǎn)效益奠定了基礎。眾所周知，基于工業(yè)電氣領域中，其在進行自動化操作的過程中還是存在一定的危險性的，而數(shù)字化技術的應用則能夠很好的解決這一問題，借助這一技術的應用能夠?qū)⒃囼炈鶐淼奈ｋU性降至最低，進而為確保生產(chǎn)的安全性奠定了技術基礎。總體而言，將數(shù)字技術應用于該領域之中，主要表現(xiàn)出了兩大技術優(yōu)勢：

2.1 通過相應平臺的搭建，為提高操作的便捷性奠定了基礎

基于該技術的應用下，所搭建的控制平臺本身極為穩(wěn)定，且在實際操作的過程中通過全面指令的輸入便能夠?qū)崿F(xiàn)自動化、智能化的運行，進而在降低操作難度的同時，能夠借助這一穩(wěn)定的控制平臺來提高操作的質(zhì)量。

2.2 實效性極強

在整個控制流程中，借助分布式系統(tǒng)的搭建，以及相應總線鏈接，使得該操作系統(tǒng)在實現(xiàn)信息實時動態(tài)采集分析的基礎上，能夠通過在線分析來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的高效處理，同時通過參數(shù)的輸入能夠促使該系統(tǒng)在運行的過程中，及時報告異常參數(shù)，為規(guī)避運行風險來提高系統(tǒng)運行的安全可靠性奠定基礎，進而借助運行過程中實效性來提高整個運行流程的安全可靠性。

3 數(shù)字技術在工業(yè)電氣自動化中的具體應用

從上文的分析中可知，將數(shù)字化技術應用于該領域中之中，則能夠借助技術所具備的較高可靠性、操作性以及性價比來提升工業(yè)電氣自動化的水平，進而通過該技術的有效滲透與融入來不斷提高相應行業(yè)的生產(chǎn)效益與管理水平。

3.1 Windows控制平臺的應用

基于該領域中，在實際應用數(shù)字化技術時，在搭建操作控制平臺的過程中，主要運用的是WindowsNT、CE這兩個標準平臺。基于計算機技術下，能夠以圖形化控制界面的搭建為基礎，確保在直觀反映信息內(nèi)容的同時，以較高的集成度來提升平臺性能優(yōu)勢，并方便相應操作工作的開展，此外基于這一系統(tǒng)平臺下，整個維護工作也相對簡單易行，且具備了良好的拓展性，所以在當前的電氣自動化領域中，已經(jīng)將基于Windows下控制平臺作為相應的平臺搭建標準。

3.2 現(xiàn)場總線技術在該領域中的運用

當前，在電氣自動化系統(tǒng)之中，數(shù)字化技術的應用下最為突出的一點便是以現(xiàn)場總線技術的應用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時動態(tài)雙向傳輸，其能夠?qū)⒃撓到y(tǒng)與相應的智能設備進行鏈接，借助光纖等媒介來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效傳輸。且這一傳輸具有著雙向性，對于控制平臺系統(tǒng)下的相應人員而言，其能夠通過實時接收這一動態(tài)反饋信息，針對所存在的問題來采取有效的防御應對措施，以規(guī)避運行故障隱患，提高運行的效率與質(zhì)量。

3.3 二者實現(xiàn)了融合性的發(fā)展

當前，基于數(shù)字化技術在工業(yè)電氣應用領域中所表現(xiàn)出的極強應用優(yōu)勢，促使相應的電子商務系統(tǒng)隨之發(fā)展起來，且二者逐步向融合性發(fā)展階段過渡。對于工業(yè)電氣領域而言，這一技術呈現(xiàn)出了強勢的滲透力，具體表現(xiàn)在。

3.3.1 在管理層面上

對于企業(yè)管理工作的開展而言，面對當前市場環(huán)境的日漸復雜化以及內(nèi)部生產(chǎn)的動態(tài)化，就需要通過對相應信息的全面搜集整理分析以及高效共享來明確實際生產(chǎn)經(jīng)營的狀態(tài)，以實現(xiàn)科學管理決策生成，服務于企業(yè)發(fā)展目標的實現(xiàn)，所以這就需要以數(shù)字化技術的應用來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的動態(tài)實時化搜集與提取，同時對數(shù)據(jù)信息的有效分析，因此，數(shù)字化技術在電氣工業(yè)企業(yè)管理層中逐漸實現(xiàn)了推廣性的應用。

3.3.2 與電氣自動化設備的融合

當前對于工業(yè)電氣領域的發(fā)展而言，數(shù)字化技術在電氣設備中的應用已成為發(fā)展的必然趨勢所向，其中在執(zhí)行器以及傳感器中，數(shù)字化技術已經(jīng)實現(xiàn)了與其的高度融合，而網(wǎng)絡光纖技術等也逐漸被廣泛的應用起來。而借助基于網(wǎng)絡技術下相應操作與管理平臺的搭建，能夠促使企業(yè)生產(chǎn)的高效開展以及管理決策的科學生產(chǎn)奠定基礎。

4 創(chuàng)新數(shù)字化技術應用在工業(yè)電氣自動化中的創(chuàng)新

基于信息化時代背景下，技術的不斷發(fā)展促使社會各領域的數(shù)字化水平隨之不斷提升，基于數(shù)字技術本身所呈現(xiàn)出的優(yōu)勢性能，其具備了廣闊的發(fā)展空間與良好的應用前景，使其在電氣自動化領域中也隨之實現(xiàn)了創(chuàng)新。而要想要相應具備創(chuàng)新性的技術應用到工業(yè)電氣領域之中，以不斷提高電氣自動化的水平，進而為提高相應行業(yè)的生效效益奠定基礎，就需要結合該領域?qū)?shù)字技術的實際需求，把握住技術應用的重點與關鍵，以全面服務于電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)化與完善。總體來說，這一技術的創(chuàng)新主要表現(xiàn)在如下幾個方面：

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，則能夠為解決這一問題提供新出路。通過試驗表明，在實際應用數(shù)字技術的過程中，以虛端子的引入能夠為優(yōu)化數(shù)字化技術應用的效果提供保障。當前GOOSE技術已經(jīng)初步實現(xiàn)了在工業(yè)電氣領域中的應用，主要在測控與保護裝置中進行了應用，同時還被應用在了智能終端設備中，進而為實現(xiàn)信息的有效交互與共享奠定了基礎。通過這一技術的應用，能夠使得整個系統(tǒng)運行線路以及開關等處于良好的控制狀態(tài)下，通過跳合閘功能的融入來確保線路的安全可靠運行。而以該技術來實現(xiàn)網(wǎng)絡結構體系的搭建，通過實踐表明其能夠有效彌補二次回路所存在的不足之處，為優(yōu)化整個操作流程、提高操作的便捷性與效率奠定了技術基礎。與此同時，在實際應用這一技術的過程中，還可以將該技術下所搭建的網(wǎng)絡系統(tǒng)與MMS網(wǎng)絡搭配，進而在優(yōu)化網(wǎng)絡結構體系的同時，提高這一網(wǎng)絡系統(tǒng)的集成性，為提升通信管理的能力與水平奠定基礎，并實現(xiàn)對跳閘等的保護。

4.2 實現(xiàn)操作系統(tǒng)的進一步完善并引入智能終端

首先，在操作系統(tǒng)上。基于數(shù)字化技術的應用下，要想以數(shù)字化技術的不斷創(chuàng)新來提高電氣操作系統(tǒng)的性能，以進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。在實際踐行的過程中，要求要注重操作系統(tǒng)的軟硬件設備，確保相應的軟硬件具備良好且完善的功能，同時要保證這一系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的自動化分析與控制功能，同時要結合自身的實際需求，確保操作系統(tǒng)各項功能與實際需求相符合。其次，引入智能終端。采用雙重配置網(wǎng)下，其在進行數(shù)據(jù)采集的過程中，能夠在提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量與效率的陪同事，實現(xiàn)保護跳閘作用的充分發(fā)揮。對于工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)而言，采用雙層保險方式下，第一層能夠?qū)?shù)據(jù)進行及時上傳的同時，還能夠具備保護跳閘的功能，而在第二層中，其主要是以保護跳閘功能的充分發(fā)揮來確保自動化控制系統(tǒng)的安全可靠性。在實際踐行的過程中，一般都是以TCP/IP協(xié)議將辦公自動化管理系統(tǒng)進行連接，進而為進一步提升自動化管理的質(zhì)量并確保其能夠與控制平臺間實現(xiàn)信息的高效共享奠定基礎。

4.3 充分實現(xiàn)光纖的應用

在當前科學技術不斷發(fā)展的背景下，技術的革新也使得納米以及光纖等全新材料誕生，而對于光纖材料的應用而言，將其應用在傳輸領域中，則能夠為提高信號傳輸?shù)馁|(zhì)量奠定基礎。基于傳統(tǒng)的信息傳輸領域中，一般都是以電子信號的形式來進行傳輸?shù)模娮有盘柸菀资艿礁蓴_，進而使得信號的質(zhì)量在傳輸?shù)倪^程中逐漸變?nèi)酰ㄟ^光纖材料的運用，則能夠借助脈沖來實現(xiàn)信號的傳輸，在此過程中，不僅能夠提升信號傳輸?shù)馁|(zhì)量，且具備著良好的保密性，能夠滿足長距離傳輸之需。而在工業(yè)電氣自動化系統(tǒng)中，借助光纖的應用來實現(xiàn)信號的傳輸，則能夠在提高信號傳輸質(zhì)量與效率的同時，為提高信息數(shù)據(jù)的安全可靠性奠定基礎。

5 總結

綜上，對于工業(yè)電氣領域而言，借助數(shù)字技術的應用，則能夠以技術的優(yōu)勢來提高工業(yè)電氣自動化水平，進而為提高現(xiàn)生產(chǎn)效率與質(zhì)量提供技術保障，而這一技術作用的發(fā)揮，則需要以實現(xiàn)技術的完善應用為基礎，并不斷實現(xiàn)技術的創(chuàng)新與該領域的融合，確保數(shù)字化技術能夠切實服務于該領域的可持續(xù)發(fā)展。而相應隨著科學技術的不斷發(fā)展，數(shù)字化時代下將不斷呈獻給社會更多的驚喜，從現(xiàn)有創(chuàng)新的方向看，通過對GOOSE虛端子概念的引入、實現(xiàn)操作系統(tǒng)的進一步完善并引入智能終端以及充分實現(xiàn)光纖的應用，都能夠為充分展現(xiàn)出工業(yè)電氣自動化領域中應用數(shù)字技術的優(yōu)勢作用。

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作者單位

武漢輕工大學電氣與電子工程學院 湖北省武漢市 430040