【摘 要】本文首先對(duì)數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了說(shuō)明，然后通過對(duì)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用進(jìn)行了分析，最后詳細(xì)闡述了數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù)；電氣自動(dòng)化；應(yīng)用與創(chuàng)新

一、前言

由于社會(huì)的的不斷的發(fā)展和進(jìn)步，對(duì)數(shù)字技術(shù)的要求越來(lái)越高，但是在實(shí)際的應(yīng)用中，一些方面已經(jīng)滿足不了日益增多的需求，這就要求對(duì)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用與創(chuàng)新不斷的完善。

二、數(shù)字化技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用的重要性

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電氣自動(dòng)化在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所占的比重越來(lái)越大，電氣自動(dòng)化依靠高科技技術(shù)發(fā)展，同時(shí)也促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)和計(jì)算機(jī)技術(shù)可以刺激科技的發(fā)展，工業(yè)上電氣自動(dòng)化和數(shù)字化相結(jié)合，數(shù)字化的精確、可靠使自動(dòng)化的操作更好的進(jìn)行，具有實(shí)踐性和綜合性的優(yōu)點(diǎn)，而自動(dòng)化水平也可以得到提高達(dá)到良好的效果。當(dāng)前自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用非常普遍，無(wú)論是在工業(yè)、金融還是服務(wù)行業(yè)都得到了很好的利用。因此，只有將電氣自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)結(jié)合在一起才能更好的發(fā)揮它們的特色，完成企業(yè)制定的目標(biāo)。在現(xiàn)場(chǎng)操作中，數(shù)字化的精確性和可靠性可對(duì)計(jì)算機(jī)不僅可以進(jìn)行檢測(cè)還可以進(jìn)行管理，他們這種結(jié)合還可以更好維護(hù)電氣自動(dòng)化。數(shù)字化技術(shù)能夠更好的將數(shù)字互感器和光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行融合，這樣能夠減少工業(yè)電氣自動(dòng)化設(shè)備的使用，同時(shí)在操作過程中也能更加的方便和準(zhǔn)確。

并且在安全性方面得到了有效的保證。在企業(yè)實(shí)施自動(dòng)化的過程中需要更多地將數(shù)字化技術(shù)糅合進(jìn)去，這樣能夠?qū)崿F(xiàn)企業(yè)的全程化監(jiān)控，也能及時(shí)的了解企業(yè)運(yùn)行情況，并且可以使各級(jí)人員保持聯(lián)系，利于企業(yè)的管理。數(shù)字化技術(shù)在很大程度上促進(jìn)了工業(yè)的發(fā)展，完善的工業(yè)發(fā)展體系離不開標(biāo)準(zhǔn)，而數(shù)字的精確很好地為這個(gè)行業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)字化和自動(dòng)化的結(jié)合在生產(chǎn)中可以有效的利用各種資源包括機(jī)械設(shè)備，這樣就可以利用最低的成本得到最高的效益?，F(xiàn)代的社會(huì)對(duì)各行業(yè)的要求都有精確的標(biāo)準(zhǔn)，數(shù)字化更是應(yīng)用到各行各業(yè)。數(shù)字化的廣泛應(yīng)用主要是因?yàn)樗芤缘统杀編?lái)高的價(jià)值，促進(jìn)生產(chǎn)。

數(shù)字技術(shù)有很多優(yōu)勢(shì)是其他技術(shù)無(wú)法達(dá)到的，最典型的就是不再?gòu)?fù)雜而且迅速，鑒于這些特性，工作中更便于操作。數(shù)字化的特點(diǎn)明顯：準(zhǔn)確、可靠、便于識(shí)別，這些特點(diǎn)在操作中會(huì)節(jié)省很多財(cái)力和人力，因?yàn)榫_相對(duì)來(lái)說(shuō)更安全，也是工作持續(xù)運(yùn)行的保證。數(shù)字化的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，其中一個(gè)重要原因就是操作簡(jiǎn)單，因?yàn)榫_識(shí)別度也高，只需要簡(jiǎn)單的指令即可，這樣能夠更好的對(duì)操作信息進(jìn)行判斷和識(shí)別，同時(shí)，在信息傳遞的時(shí)候渠道也是非常多樣的，企業(yè)可以根據(jù)自身情況選擇不同的傳送渠道，這樣對(duì)數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展也是有很大的促進(jìn)作用。

三、數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用

數(shù)字技術(shù)雖然現(xiàn)階段在工業(yè)電氣自動(dòng)化中具有良好的應(yīng)用性，但是在操作過程中也有許多問題出現(xiàn)。例如數(shù)字技術(shù)應(yīng)用周期短，并且在面對(duì)龐大的工程量時(shí)缺乏大量數(shù)字技術(shù)的操作型人才，而且操作系統(tǒng)的優(yōu)化水平也比較低，因此為了保障工業(yè)電氣自動(dòng)化的生產(chǎn)效益，進(jìn)行數(shù)字技術(shù)應(yīng)用上的創(chuàng)新是當(dāng)務(wù)之急。

1、提高系統(tǒng)性能，加強(qiáng)操作管理

工業(yè)操作系統(tǒng)的性能是決定工程質(zhì)量?jī)?yōu)劣的決定性因素，因此應(yīng)該對(duì)工業(yè)電氣自動(dòng)化中各部分的操作系統(tǒng)不斷進(jìn)行優(yōu)化和完善，使其能在沒有相關(guān)操作人員的管理下自行完成相關(guān)的識(shí)別、控制操作。眾所周知，操作管理是一個(gè)工程的靈魂，這同樣適用于數(shù)字技術(shù)。因此應(yīng)該在傳送調(diào)度命令之前將通過審查的數(shù)據(jù)在電腦里存儲(chǔ)，在進(jìn)行實(shí)際操作時(shí)，也應(yīng)該事先進(jìn)行人為的檢查各方面的工作情況，保證工程的萬(wàn)無(wú)一失。

2、使用光纖連接安裝

現(xiàn)發(fā)展的電子時(shí)代背景下，光線是數(shù)據(jù)傳輸最快，可靠性最強(qiáng)的連接材料。因此在工業(yè)電氣自動(dòng)化中，利用光線連接各端口，進(jìn)一步保障數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的可靠性。在認(rèn)證TCP/IP標(biāo)準(zhǔn)的情況下，同時(shí)要確保PC系統(tǒng)的自動(dòng)化改良，有效地將MES系統(tǒng)和ERP系統(tǒng)連接起來(lái)，保障信息傳輸?shù)馁|(zhì)量和效率。

3、面向測(cè)控管一體化設(shè)計(jì)的DCS系統(tǒng)

集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）問世于1975年，生產(chǎn)廠家主要集中在美、日、德等國(guó)。中國(guó)從70年代中后期起，首先由大型進(jìn)口設(shè)備成套中引入國(guó)外的DCS，首批有化纖、乙烯、化肥等進(jìn)口項(xiàng)目。當(dāng)時(shí)，中國(guó)主要行業(yè)（如電力、石化、建材和冶金等）的DCS基本全部進(jìn)口。80年代初期在引進(jìn)、消化和吸收的同時(shí)，開始了研制國(guó)產(chǎn)化DCS的技術(shù)攻關(guān)。

中國(guó)DCS的市場(chǎng)年增長(zhǎng)率約為20%，年市場(chǎng)額約為30（35億元。由于近5年內(nèi)DCS在石化行業(yè)大型自控裝置中沒有可替代產(chǎn)品，所以其市場(chǎng)增長(zhǎng)率不會(huì)下降。據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2005年，中國(guó)石化行業(yè)有1000多套裝置需要應(yīng)用DCS控制；電力系統(tǒng)每年新裝1000多萬(wàn)千瓦發(fā)電機(jī)組，需要DCS實(shí)現(xiàn)監(jiān)控；不少企業(yè)已使用DCS近15～20年，需要更新和改造。

四、數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中的創(chuàng)新

1、加強(qiáng)技術(shù)程序化的操作理念

程序化的操作是指事先將經(jīng)過審核確認(rèn)的票據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，在下達(dá)調(diào)度命令后，要對(duì)開關(guān)、閘刀等電氣設(shè)施設(shè)備進(jìn)行確認(rèn)和設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)置人工干預(yù)的界面，完善和改進(jìn)操作系統(tǒng)的應(yīng)用功能。之后才開始進(jìn)行模擬操作的預(yù)演，目的是要電氣系統(tǒng)在無(wú)人在場(chǎng)的情況下，達(dá)到默認(rèn)辨識(shí)、智能分析、自動(dòng)操作的運(yùn)行狀態(tài)，全面完善的完成自動(dòng)化、智能化的系統(tǒng)操作。根據(jù)當(dāng)代科技信息技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)勢(shì)必是向著分布式、開放化和信息化的方向不斷的發(fā)展前進(jìn)。

其中，分布式結(jié)構(gòu)是指將智能化系統(tǒng)在內(nèi)部的結(jié)構(gòu)組成中分解為多個(gè)智能化的模塊，使它們既能各自獨(dú)立運(yùn)作，又能分?jǐn)傦L(fēng)險(xiǎn)的互不干擾型的系統(tǒng)運(yùn)作模式，它的出現(xiàn)將為促進(jìn)和完善程序化智能數(shù)字技術(shù)的發(fā)展和改進(jìn)起到重要的作用。

開放化的操作則是指系統(tǒng)在與外界信息進(jìn)行連接時(shí)，只有當(dāng)內(nèi)部的系統(tǒng)與外部的網(wǎng)路頻率協(xié)調(diào)一致時(shí)，系統(tǒng)的對(duì)信息的數(shù)字化指示、處理才能更具有準(zhǔn)確性。信息化的操作處理技術(shù)則是與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一、結(jié)合，使之涉及、影響的范圍更具有綜合性，促進(jìn)工業(yè)電氣的全面自動(dòng)化的管理和控制。

2、工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)將向有線和無(wú)線相結(jié)合方向發(fā)展

無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless LAN）技術(shù)可以非常便捷地以無(wú)線方式連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，人們可隨時(shí)、隨地、隨意地訪問網(wǎng)絡(luò)資源，是現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。無(wú)線局域網(wǎng)可以在不采用網(wǎng)絡(luò)電纜線的情況下，提供以太網(wǎng)互聯(lián)功能。在推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，無(wú)線局域網(wǎng)也在改變著人們的生活方式。無(wú)線網(wǎng)通信協(xié)議通常采用IEEE802.3用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式，802.11用于一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)方式。無(wú)線局域網(wǎng)可以在普通局域網(wǎng)基礎(chǔ)上通過無(wú)線Hub、無(wú)線接入站（AP）、無(wú)線網(wǎng)橋、無(wú)線Modem及無(wú)線網(wǎng)卡等來(lái)實(shí)現(xiàn)，以無(wú)線網(wǎng)卡使用最為普遍。無(wú)線局域網(wǎng)的未來(lái)的研究方向主要集中在安全性、移動(dòng)漫游、網(wǎng)絡(luò)管理以及與3G等其它移動(dòng)通信系統(tǒng)之間的關(guān)系等問題上。

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，有成千上萬(wàn)的感應(yīng)器，檢測(cè)器，計(jì)算機(jī)，PLC，讀卡器等設(shè)備，需要互相連接形成一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，通常這些設(shè)備提供的通信接口是RS-232或RS-485。無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備使用隔離型信號(hào)轉(zhuǎn)換器，將工業(yè)設(shè)備的RS-232串口信號(hào)與無(wú)線局域網(wǎng)及以太網(wǎng)絡(luò)信號(hào)相互轉(zhuǎn)換，符合無(wú)線局域網(wǎng)IEEE 802.11b和以太網(wǎng)絡(luò)IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，支持標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，有效的擴(kuò)展了工業(yè)設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)通信能力。

3、工業(yè)控制軟件正向先進(jìn)控制方向發(fā)展

作為工控軟件的一個(gè)重要組成部分，國(guó)內(nèi)人機(jī)界面組態(tài)軟件研制方面近幾年取得了較大進(jìn)展，軟件和硬件相結(jié)合，為企業(yè)測(cè)、控、管一體化提供了比較完整的解決方案。在此基礎(chǔ)上，工業(yè)控制軟件將從人機(jī)界面和基本策略組態(tài)向先進(jìn)控制方向發(fā)展。

先進(jìn)過程控制APC（Advanced Process Control）還沒有嚴(yán)格而統(tǒng)一的定義。一般將基于數(shù)學(xué)模型而又必須用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的控制算法，統(tǒng)稱為先進(jìn)過程控制策略。如：自適應(yīng)控制；預(yù)測(cè)控制；魯棒控制；智能控制（專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）等。

由于先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件可以創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)效益，因此這些軟件也身價(jià)倍增。國(guó)際上已經(jīng)有幾十家公司，推出了上百種先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件產(chǎn)品，在世界范圍內(nèi)形成了一個(gè)強(qiáng)大的流程工業(yè)應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)。因此，開發(fā)中國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)控制和優(yōu)化軟件，打破外國(guó)產(chǎn)品的壟斷，替代進(jìn)口，具有十分重要的意義。

五、結(jié)束語(yǔ)

加強(qiáng)對(duì)數(shù)字技術(shù)在工業(yè)電氣自動(dòng)化中應(yīng)用與創(chuàng)新的剖析，能夠?qū)?shù)字技術(shù)進(jìn)行把握，進(jìn)而能夠提出一些對(duì)策，如此方可在實(shí)際的應(yīng)用中進(jìn)行掌控，使得工業(yè)電氣自動(dòng)化朝著更快更好的發(fā)展。

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