數字化電氣自動化體系的構建研究

海鹽縣三地自來水有限公司 李潔慶 夏夢杰 張永明 海鹽縣天仙河市政工程有限公司 萬文成 海鹽縣天仙河制水有限公司 戴凱峰

如今的社會發展日新月異，數字技術在這樣的環境中迅速崛起并在很多行業中廣泛應用，其不僅能夠促使我國經濟快速發展，對于我國國際地位的提升也有著極大的促進作用[1]。而從數字技術本身而言，其具有操作迅速便捷的顯著特點，能夠在短時間內快速識別有效信息，而將數字化技術與電氣自動化有效融合對于提升企業效益和潛在發展能力意義深遠。

隨著科學技術的迅速發展，數字化技術在電氣自動化體系中的應用日漸廣泛，而從市場發展的角度來看，探索如何構建數字化電氣自動化體系對于企業的長期發展意義非凡。因此，本文將首先闡述電氣自動化體系中納入數字化技術的可行性，通過分析電氣自動化體系的構成現狀，探索數字化電氣自動化體系的具體構建路徑，以期為數字技術的應用以及企業發展提供借鑒和參考[2]。

1 在電氣自動化體系中納入數字化技術的可行性

根據國家統計局的相關數據，數字化技術在我國電氣自動化中的應用已經達到60%，而這樣的數字也表明了電氣自動化技術與數字化技術能夠實現有效融合。從各個行業的工作現狀來看，數字化技術的納入與融合意味著自動化流程僅需一個指令方可正常運行，同時其能夠將運行數據有效保存下來，簡化原有的操作流程[3]。有鑒于此我們必須了解到：在科學技術迅速發展的時代背景之下，數字化技術的功能也逐漸完善，具體表現如下。

第一數字化技術逐漸具備判斷性和辨別性，這能夠有效減少人力資源方面的沉沒成本；第二將數字化技術納入到電氣自動化體系的構建中往往會使原有的操作流程更具安全性，與此同時，體系的構建對于短期提升產品產量與質量，以及長期提高經營規模和經營效益均有著十分重要的作用和意義。因此，在這樣的環境下，專業人員必須首先意識到數字化技術帶來的有益影響，必須通過科學決策保證公司的正常發展[4]。

與此同時，要關注到數字化技術帶來的監測功能，在電氣自動化體系中納入數字化技術能夠實現監督過程的細分，也就是對任何環節都能夠實現隨時監測，并在第一時間進行有效修復，確保設備的正常運行。由此看來，構建數字化電氣自動化體系有助于高效處理數據、科學計算結果，具有一定的可行性。

2 電氣自動化體系概述及應用現狀

2.1 電氣自動化體系概述

探索電氣自動化體系與數字化技術的結合，必須首先著眼于現有的電氣自動化系統。而從電氣自動化的內涵來看，大致有以下幾個方面。

首先是集中式監控技術，即將較為復雜的線路集中到一起，并且采取集中監控技術實現工作要求。換言之，也就是采用一個處理器對分散的工作系統中的數據進行整合從而實現全面監控，這種方式不僅可以使復雜的工作變得更加簡單，也能降低對于工作環境的要求[5]。同時，采取這種技術進行工作可以有效提高工作的效率，使得工作變得更加便捷，但是其對電子自動化技術水平要求較高，因此集中式監控技術會增加工作量以及增加消耗的工作材料，這將大大提高工程成本。

其次是遠程式監控技術，遠程式監控技術指的是對多地區的電氣系統都利用一個計算機終端進行監控，進而實現對電氣設備進行統一管理和控制。這種監控技術可以很好的避免因不同地區等因素對系統造成的限制，使得工作更具靈活性，保證了一方終端的穩定就相當于保證了不同地區系統的穩定運營，同時還在一定程度上減少了工作成本。但是這種監控方式也存在著很多不足之處，如通訊信號或網絡信號不好時，就會影響該監控技術的穩定，因此這種技術不適于規模較大的工程。

最后是現場總線式監控技術，現場總線式監控技術是目前運用最廣泛的一種監控技術，因為其可以結合不同項目的特殊性進行分析得出一套專屬管理方案，同時這種技術有很強的針對性，在保證工程獨立性的同時還能夠縮減了工作的成本。此外，利用該技術工作，在某臺設備出現故障時不會影響到其他設備的工作，從而保證了工程的穩定性。該技術可以根據不同的工程環境進行設備間隔處理，使得每一臺設備都可以獨立工作。因此現場總線式監控技術適用于所有工程使用。

2.2 數字化電氣自動化技術的應用現狀

2.2.1 在電網調度中的應用

眾所周知，老式電氣自動化技術的電網調度的水平較低，一旦出現系統故障就會使工程用電出現問題，導致全面斷電，而想要解決只能找到故障原因所在進行維修，不僅浪費時間還增加成本。將數字化技術與電氣自動化技術相結合、從而直接對電網調度進行監控，不僅電網系統會更加穩定，而且還可以通過數據對未來工程用電進行評估，保證用電平衡。倘若發生了故障，自動化技術也會及時找到故障原因，只需要找工作人員進行維修即可，大大減少了工作成本。

與此同時，將數字化電氣自動化系統在人們日常生活、工作中運用是非常廣泛的。電網調度工作的每一個步驟幾乎都離不開電氣自動化技術。這種現象的出現，導致日常工作幾乎不再被人為控制。也就是說，電氣自動化技術的出現改變了原有的工作運行方式。因為引入了電氣自動化技術，工作人員也省時省力，除了日常保養外，只需要等著電氣自動化技術的反饋，若出現問題及時維修。

在日常工作中引入電氣自動化技術大大減少了工作人員的工作量。該技術的運用可以使得設備暫停狀態與穩定狀態一起出現，為同步實驗的成果奠定了一定程度上的基礎。在整個工作過程來看，該技術的出現對工作的安全運行也有一定程度上的幫助，其為工作人員提供很精準的數據，因此，其為保證實驗的準確性起到了關鍵性作用，換句話說，電氣自動化技術的引入為日常工作的開展提供了安全保障，同時也提供了仿真工作。

2.2.2 在變電站中的應用

變電站的工作是比較繁瑣的，傳統的變電站工作非常依靠人力，很多操作都需要人們親手完成，這樣很容易造成數據誤差，一定程度上影響了變電站的工作效率。為了避免誤差，變電站會采用24小時輪流值班的方法，這就導致人力資源浪費、也無形增加了成本。基于以上問題，采取電氣自動化技術可以實施全面監控，從而將檢測到的數據傳輸到終端進行統一管理。目前來看，我國變電站基本上都采取了這種技術，正在向“無人值守”的工作形式前進。如今，數字化技術與電氣自動化技術有效融合促使了電力服務日趨智能化，電力服務的智能化也是隨著電氣自動化技術的發展而發展的。

圖1 數字化變電站自動化系統開發

現如今，不論是人類的工作還是生活都離不開電力的支持，假如電力出現故障沒有辦法為人類提供電力支持的話，會給人類的社會造成很大的損失。由此可見，人類對于電力系統的安全性以及自動化程度是非常關注的。電氣自動化技術為變電站提供實時監控和故障判斷，假如電子監控技術出現問題的話，其會及時發現并且及時從線路中切除，防止故障擴大。這樣為電氣設備提供了安全性，使得設備可以正常運行，為變電站工作順利進行提供了保障。

2.2.3 在電氣工程中的應用

傳統的電氣技術在一定程度上影響著電氣工程的運行效率，從其原因來看，檢測功能往往在設備故障發生之后才能發揮作用，由于檢測環節滯后之后的維修數據也會存在偏差。而在電氣自動化技術下，其不僅能實現對電氣設備的監控，也能通過數據分析及時發現電氣設備中存在的潛在問題，從而從根本上避免了故障的發生。由此可見，電氣自動化技術的應用能夠及時準確的發現故障所在，及時避免了經濟和維修成本方面的損失。

2.2.4 在發電廠中的應用

新型的電氣自動化技術與計算機技術進行了有機融合，其在電廠未來發展的重要性更加突出。發電廠中的電氣系統屬于分散控制系統，其能夠輕易實現控制功能的分散以及顯示操作功能的集中。而從其運行模式來看，其有著工程師工作站以及運行員工作站兩種，充分實現了相關數據的整合。此外電氣自動化技術也能實現檢測設備的動態監控，其為工作人員的控制工作提供了便利。

數字化技術與電氣自動化技術的有效結合，還有助于經濟效益的提高。變電站引入的是比較先進的電氣自動化技術，如電子技術、計算機技術、信息處理數據分析技術等，這些技術的引用為發電廠的數據信息共享提供了幫助，由于其功能強大、使得原本的線路變成了集成線路，因為其體積很小、為變電站節省了空間，這就一定程度上減少了發電廠所需占用的土地面積。另一方面，集成電路相對來說較便宜，發電廠的前期投資也會隨之變少，從而使得經濟效益提高。

3 數字化電氣自動化體系構建的具體路徑

在電氣自動化體系構建中納入數字化技術有著諸多優勢，也成為了企業未來發展的必然趨勢。為了進一步加強數字化技術的可行性，必須重視以下幾方面的內容。

3.1 充分運用光纖材料

數字化技術與電氣自動化技術的有效結合不僅體現在程序和技術的優化方面，也體現在設備設施和材料的運用方面，這對于系統的整體運作穩定有著十分重要的作用和意義。而在未來的發展中，必須更加注重光纖材料的運用，從而不斷加快數據信息的傳輸速度，優化其傳輸過程，促使自動化過程能夠更加符合預期。與此同時，光纖材料的應用對于抗干擾能力的提升也有著顯著的意義，其能夠避免過去數據信息對現在系統的負面影響。

3.2 注重通信管理層的工作

隨著時代的發展進步，通信管理層的工作愈發重要，然而在保護測控裝置的過程中信息的整體運輸是很難實現的，所以，要通過加入前置機的方式實現通信控制的轉換，從而實現裝置之間的數據連接。與此同時，保護測控設備的運行必須要有支持裝置，因此在功能建設方面要注重三個方面的內容：首先是注重硬件的模塊化，即滿足各種通信接口和擴充的總線接口；其次是將軟件設置規約庫以有效實現軟硬件的擴展功能；最后是功能要更加齊全，通信管理裝置不僅要實現信息的接受和發送，也要具備一定的轉換功能，能夠實現對主站的控制和命令，進而實現有效反饋。

3.3 保護測控層

對于企業生產流程而言，往往涉及到較多的保護和自動裝置，這些裝置不僅具有種類繁多的顯著特點，在空間分布方面則是具有離散性，裝置各自存在著一定的功能主體性，也在互相之間存在著聯系性。在進行裝置之間的聯系中不難發現，很多廠家的裝置和支持的標準都是不盡相同的，在短時間內實現整體標準顯然是不現實的。在這樣的情況下需借助相關分類的做法，將有關的裝置進行聯系構成一個子系統，事實證明這樣的工作系統有著較強的應用性。

4 結語

總而言之，隨著科學技術的迅速發展，企業的發展也逐漸呈現出新的歷史特點，對于電氣自動化相關的企業而言，只有進一步深化市場經濟改革，真正了解市場需求的方向，不斷創新技術，才能夠建立更加完善的電氣自動化體系。由此可見，電氣自動化體系中納入數字化技術對于企業長期發展而言意義非凡，因此本文著力探討了數字化電氣自動化體系的構建路徑。