數(shù)字技術(shù)在電氣自動化中的應用研究

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。在設計開發(fā)過程中應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唷⒏谩⒏斓男畔⒓夹g(shù)引入到自動化設備中去，提升自動化設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備供應商需要考慮的問題。其實最簡單的方法就是首先要求作為自動化設備的研究設計人員應該具有善于應用信息化技術(shù)的意識，其次就是優(yōu)化自動化設備的設計，最后是設計開發(fā)時應該和具體的工藝、設備實施環(huán)境、工作操作情況相結(jié)合的基礎上降低能耗，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，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)塊鏈為基礎的數(shù)學算法建立數(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用和優(yōu)勢

2.1 數(shù)字技術(shù)的應用

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)應用創(chuàng)新成為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展新的增長點。國務院發(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。當下，信息技術(shù)應用創(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。

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、直觀的表達方式，將自動化儀表轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)絡化、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，化學儀器操作復雜，而數(shù)字技術(shù)的引入，可提高數(shù)據(jù)分析的精準性，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。

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。這就要求設計人員根據(jù)應用場景考慮三者的相互關(guān)系進行合理設計，使其達到平衡。多將TCP/IP作為通訊標準，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、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)，多利用代碼向設備發(fā)送指令。從當前來看，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、操控指令的情況，降低水廠電氣自動化設備的運行質(zhì)量。[4]這種情況下，應在傳達指令時，對計算機的傳輸情況進行檢測，如需進行針對性的操作，可直接干預處理，確保閘刀、開關(guān)等相關(guān)設計，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)絡控制技術(shù)，機電一體化技術(shù)等諸多領域，是一門綜合性較強的學科。具體應用中，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用與創(chuàng)新[J].建筑工程技術(shù)與設計，2017，26（13）：100.

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

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