李樹偉

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南平頂山 467000

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

李樹偉

平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南平頂山 467000

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)以及科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，信息時代已基本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化建設(shè)。我國工業(yè)領(lǐng)域在生產(chǎn)經(jīng)營以及發(fā)展過程中，有機(jī)結(jié)合了工業(yè)化與信息化技術(shù)，逐漸步入現(xiàn)代化。數(shù)字技術(shù)作為一種現(xiàn)代技術(shù)，其因具有極其鮮明的優(yōu)勢，例如，可靠性較強(qiáng)、可操作性良好以及市場前景廣闊等，受到了工業(yè)電氣自動化行業(yè)的廣泛應(yīng)用與大力推廣。隨著數(shù)字技術(shù)應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)實(shí)踐中，該技術(shù)也在不斷創(chuàng)新與完善。對其進(jìn)行合理有效的探討，有利于提高其在工業(yè)電氣自動化建設(shè)中的應(yīng)用水平，促使現(xiàn)代企業(yè)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步發(fā)展。

數(shù)字技術(shù)；工業(yè)電氣自動化；創(chuàng)新應(yīng)用

在我國當(dāng)代社會，數(shù)字技術(shù)蓬勃發(fā)展，涵蓋范圍越來越廣，例如，工業(yè)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域、醫(yī)療業(yè)領(lǐng)域、影視業(yè)領(lǐng)域以及出版業(yè)領(lǐng)域等。工業(yè)電氣自動化屬于我國信息化高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，與國民生活之間存在十分重要的關(guān)聯(lián)，在學(xué)術(shù)研究方面，工業(yè)電氣自動化的科研層次十分高深，例如，電力系統(tǒng)應(yīng)用、電力電子技術(shù)以及電子信息工程等，相關(guān)計算機(jī)技術(shù)也在不斷完善，例如，系統(tǒng)設(shè)計、分析、開發(fā)、管理以及決策等，通過有機(jī)結(jié)合強(qiáng)電與弱電、軟件與硬件，實(shí)現(xiàn)了多學(xué)科綜合應(yīng)用，而其要想為國民生活提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，必須借助數(shù)字技術(shù)。因此，對工業(yè)電氣自動化中，數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用及創(chuàng)新進(jìn)行研究十分重要且必要。

1 工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 可操作性較強(qiáng)

數(shù)字技術(shù)屬于現(xiàn)代化操作技術(shù)，具有較強(qiáng)的先進(jìn)性以及高效、快捷、方便等特點(diǎn)。數(shù)字技術(shù)可以通過工業(yè)電氣自動化的信號以及數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確分辨是否存在故障，有利于避免因此給企業(yè)帶來損失。除此之外，該技術(shù)的應(yīng)用，還能有效提高資源利用率，提高工業(yè)電氣自動化作業(yè)的安全性與經(jīng)濟(jì)性。數(shù)字化技術(shù)的判斷識別能力非常強(qiáng)，可以對執(zhí)行任務(wù)進(jìn)行自動化有效識別，而且具有良好的可操作性，相關(guān)人員是需要輸入準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并配備適宜的硬件設(shè)施，便可以利用數(shù)字化技術(shù)，完成相應(yīng)任務(wù)。而且，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，微電子技術(shù)以及微電子處理技術(shù)的融入，又在很大程度上提高了數(shù)字技術(shù)的時代感以及科技感，為我國工業(yè)電氣化提供了十分廣闊的發(fā)展前景。

1.2 性價比較高

性價比=性能/價格，在人們購物過程中，它起到較強(qiáng)的指標(biāo)導(dǎo)向作用。數(shù)字技術(shù)也可以看做為一種商品，在工業(yè)電氣自動化方面，其具有較強(qiáng)的應(yīng)用性價比。數(shù)字技術(shù)的邏輯能力較強(qiáng)，可以對輸入信息進(jìn)行自動化識別，并進(jìn)行合理化判斷，不僅可以大幅度消減相關(guān)人員的工作量，節(jié)約作業(yè)時間以及人力資源、物力資源以及財力資源，而且還可以提高工業(yè)電氣自動化的安全性以及高效性。工業(yè)電氣自動化中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以促使經(jīng)濟(jì)效益實(shí)現(xiàn)最大化，符合現(xiàn)代工業(yè)的效益性要求。除此之外，數(shù)字技術(shù)還具有良好的通訊性能，對輸入信息進(jìn)行分析判斷后，該技術(shù)可以參考輸入信息提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)資料，促使工業(yè)電力自動化實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流、人機(jī)互動。

1.3 可靠性較好

數(shù)字技術(shù)有機(jī)結(jié)合了智能技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)，某種層面而言，其可以說是最為典型的現(xiàn)代科技。其可靠性主要體現(xiàn)于數(shù)據(jù)精確性方面。由于數(shù)據(jù)指令存在一定的智能化指導(dǎo)能效，因此，數(shù)據(jù)在數(shù)字技術(shù)結(jié)構(gòu)中，占據(jù)著十分重要的地位。首先，相關(guān)工作人員要確保其輸入的系統(tǒng)操作數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的邏輯性以及可操作性，這樣一旦系統(tǒng)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)故障，也可以自動識別與判斷，進(jìn)而提出有效的參考意見。對于工業(yè)電氣自動化而言，準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)是其實(shí)現(xiàn)安全且高效生產(chǎn)的根本保障。其次，在工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)過程中，有效結(jié)合數(shù)字技術(shù)，可以提高生產(chǎn)環(huán)節(jié)的科技含量。

2 工業(yè)電氣自動化中數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用創(chuàng)新

雖然現(xiàn)階段我國工業(yè)電氣自動化在實(shí)際應(yīng)用過程中，具有良好的使用能效，為工業(yè)創(chuàng)造了良好的市場效益、社會效益以及經(jīng)濟(jì)效益，推動工業(yè)實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步發(fā)展，但并不能因此便忽視其所具備的各種數(shù)字化發(fā)展弊端。由于我國數(shù)字化技術(shù)發(fā)展起步較晚，實(shí)際應(yīng)用歷程較短，還沒有形成統(tǒng)一化的標(biāo)準(zhǔn)模式，且由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有較強(qiáng)的滯后性，加之相關(guān)技術(shù)操作人才資源十分有限，致使其智能化水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于西方發(fā)達(dá)國家。要想有效改善這種發(fā)展形勢，必須促使工業(yè)電氣在自動化應(yīng)用中，創(chuàng)新相關(guān)操作技術(shù)。

2.1 光纖連接

隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及科學(xué)技術(shù)研究水平的不斷提升，各行各業(yè)均涌現(xiàn)了大量的新材料與新技術(shù)，這些新材料與技術(shù)的出現(xiàn)，是我國社會出現(xiàn)發(fā)展性變革的客觀推動因素。例如，光纖材料、納米材料以及建筑材料等。而光纖材料由于優(yōu)勢非常多，自生成依賴，應(yīng)用范圍越來越廣，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了全面普及。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鹘y(tǒng)模式主要依靠電子信號，而光纖可以借助光脈部對信號進(jìn)行有效傳輸，相對比傳統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸模式而言，光纖具有頻帶寬、傳輸距離較長、抗干擾強(qiáng)以及保密度高等性能優(yōu)勢。因此，工業(yè)電氣自動化應(yīng)用中，數(shù)字技術(shù)可以有效連接光纖進(jìn)行全面革新，由于某種程度上而言，連接材料質(zhì)量會對系統(tǒng)的判斷能力、正確識別能力以及操作效率產(chǎn)生直接性影響，因此，這樣可以大幅度強(qiáng)化系統(tǒng)間信號傳輸?shù)挠行室约八俾省＿B接光纖，可以有效采集并控制相關(guān)數(shù)據(jù)，促使數(shù)據(jù)更具準(zhǔn)確性以及可靠性。這種性能對于PC平臺自動化而言極具重要性，有利于其程序接口實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，進(jìn)而緊密連接MES以及ERP系統(tǒng)平臺，促使通訊實(shí)現(xiàn)規(guī)范化。除此之外，對程序接口進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范，還可以提高用戶使用的高效性以及安全性，進(jìn)而擴(kuò)大用戶數(shù)量，促使電氣自動化建設(shè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)發(fā)展。

2.2 融合GOOSE虛端子概念

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與完善，工業(yè)電氣自動化應(yīng)用中，數(shù)字技術(shù)有效融合了一種全新概念，即GOOSE虛端子概念，在實(shí)際應(yīng)用過程中，有效改進(jìn)了電氣二次回路，不僅促使其設(shè)計打破了傳統(tǒng)模式，而且為工程調(diào)試提供了較大的便利性。隨著數(shù)字技術(shù)科研的不斷深入以及發(fā)展的不斷完善，GOOSE技術(shù)的應(yīng)用，促使測控裝置與保護(hù)裝置間的信息交互實(shí)現(xiàn)了智能化，電氣系統(tǒng)的多個構(gòu)件均具備了跳合閘功能，例如，母聯(lián)、線路、開關(guān)以及主變壓器等。為使用聯(lián)閉鎖與測控遙控裝置的之間的間隔層提供了基本保護(hù)?，F(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新與完善，傳統(tǒng)二次回路已經(jīng)無法滿足工業(yè)發(fā)展需求，GOOSE網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)將其全面取代，GOOSE網(wǎng)絡(luò)可以依靠本體所擁有的高效化智能終端，便捷化操控一系列非電量信息，例如，溫度測試、檔位調(diào)節(jié)以及信號管理等。除此之外，采取雙網(wǎng)配置模式，即GOOSE網(wǎng)與MMS網(wǎng)相結(jié)合，可以有效提高實(shí)際應(yīng)用的便捷性以及簡潔性。此種配置模式存在層次分明、結(jié)構(gòu)清晰的優(yōu)勢，可以有效集中接口組屏。主要應(yīng)用理念為：MMS網(wǎng)管理主機(jī)與IED之間的通信，然后借助GOOSE網(wǎng)，開展聯(lián)閉鎖、測控遙控以及跳閘保護(hù)作業(yè)。

2.3 工業(yè)程序化

工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)過程中，合理化應(yīng)用數(shù)字技術(shù)，可以促使人們的工業(yè)生產(chǎn)思想實(shí)現(xiàn)程序化。很多自動化應(yīng)用行業(yè)，不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，而且可以通過預(yù)支工序促使其工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)流程化與數(shù)字化的結(jié)合。應(yīng)用流程化以及數(shù)字化相結(jié)合的思維，對工業(yè)電氣自動化生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行思考，例如，指令反饋、指令執(zhí)行、指令跟蹤、指令記錄以及指令輸出等。這樣不僅有利于提高我國工業(yè)領(lǐng)域的電氣自動化水平，還可以有效優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)流程，為企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益、市場效益以及社會效益，促使其實(shí)現(xiàn)健康持續(xù)發(fā)展。例如，我國某工廠的生產(chǎn)線為PLC模式，不僅利用光線交換生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，還利用光線交換L2、L3之間的數(shù)據(jù)，并以此為橋梁，促使PLC與生產(chǎn)級控制之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。通過人機(jī)交互，對生產(chǎn)線進(jìn)行全程監(jiān)控，包括生產(chǎn)訂單生產(chǎn)、生產(chǎn)訂單處理以及生產(chǎn)控制等，有效優(yōu)化了生產(chǎn)流程，促使數(shù)據(jù)傳輸更具高效性以及安全性。

通過程序化理念進(jìn)行操作，接受調(diào)度命令之前，可以借助電腦存儲通過審核的票據(jù)。不過在實(shí)際操作過程中，相關(guān)人員需要設(shè)定相關(guān)人工干預(yù)界面，設(shè)計相關(guān)操作設(shè)備，例如，開關(guān)以及閘刀等，并對這些設(shè)計結(jié)果進(jìn)行合理有效的設(shè)計，并對系統(tǒng)應(yīng)用功能進(jìn)行全面完善，繼而開展模擬語言，確保系統(tǒng)具有良好的自動操作性能以及默認(rèn)識別性能，即使沒有相關(guān)人員進(jìn)行人工操作，該系統(tǒng)也可以自動化執(zhí)行相關(guān)調(diào)度命令。毋庸置疑，工業(yè)電氣自動化長此發(fā)展，未來必將迎來開放化建設(shè)與信息化建設(shè)，這便要求工業(yè)行業(yè)不斷完善其電氣的分布式，促使其實(shí)現(xiàn)與時俱進(jìn)。信息化建設(shè)必將促使處理手段實(shí)現(xiàn)綜合化，并融入大量的先進(jìn)性網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，促使電氣管控工作實(shí)現(xiàn)自動化與全面化。而開放化建設(shè)則會將電氣系統(tǒng)外界連接作為強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)，換言之，只有外部網(wǎng)路與內(nèi)部系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)統(tǒng)一，才能確保開放化系統(tǒng)的處理結(jié)果與指示信息具有良好的準(zhǔn)確性，進(jìn)而提高電力系統(tǒng)數(shù)字處理的精準(zhǔn)性。分布式內(nèi)部結(jié)構(gòu)按照智能模塊的方式有效分解了智能系統(tǒng)，促使智能系統(tǒng)各個模塊之間實(shí)現(xiàn)了獨(dú)立運(yùn)作，這種方式有效分解了運(yùn)作風(fēng)險，其重要意義將會隨著電氣系統(tǒng)不斷發(fā)展與完善而逐漸凸顯。

3 結(jié)論

數(shù)字化技術(shù)的誕生及發(fā)展，正在潛移默化的影響著我國現(xiàn)代化工業(yè)格局，且隨著時間的推移，其對國民生活、生產(chǎn)的重要性越來越明顯。因此，我國相關(guān)科研學(xué)者必須對其給予高度重視，不斷加大科研力度，在促使其實(shí)現(xiàn)高端化的同時，還要促使其實(shí)現(xiàn)綜合性創(chuàng)新，只有這樣，才能促使其整體能效得以充分發(fā)揮，為人們的生活、生產(chǎn)創(chuàng)造良好的效益。

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TM92

A

1674-6708（2015）148-0125-02

李樹偉，教授，研究方向：電氣制動化方向