试论数字技术在工业电气自动化中的运用及其创新

张佳男 包晴川

【摘 要】随着信息化时代的到来，在现代工业电气自动化发展进程中，如何加强数字技术的应用已成为目前工业电气自动化发展所面临的重要课题。本文主要阐述了数字化技术的特点，并且还分析了在工业电气自动化领域中数字技术的具体应用以及创新措施

【关键词】数字技术；工业电气自动化；动用；创新

国民经济发展过程中，数字技术的开发以及应用起着非常重要的作用。目前，工业数字化技术的应用，已经推动了电气自动化的快速发展，还提高了工业的生产效率。倘若能够将自动化技术与数字技术充分结合起来，就能够有效推动工业电气自动化的不断发展。在工业电气自动化中，要扩大数字技术的应用范围，以此有效缩短产品的生产周期，推动工业生产效率得以提高。

1数字技术在工业电气自动化中应用的重要性

从近年来数字技术在工业电气自动化中的应用效果来看，该技术的应用不仅减少了自动化工作自身的危险性，同时也提升了工作效率，侧面提升了企业的经济利益。截波冲击、局部放电等，是电气自动化工作中比较常见的实验方式，并且这些实验都需要在250kV的环境下进行，具有较高的危险性，威胁到工作人员的生命安全。但是随着数字技术的不断发展，类似实验的危险性被大大降低，保证了工作的安全性。

从宏观的角度对数字技术在工业电气自动化发展中的重要性进行分析可发现，其对稳定控制平台有着至关重要的作用。许多自动化控制平台都依靠数字技术作为系统的基础，与之前的操作系统相比，数字技术模式下的控制平台操作更加简洁、平台稳定性优良且操作指令比较全。通过实践证明，类似操作系统即使长时间循环工作，也可以保证自动化控制平台的稳定性。

除此之外，数字技术的应用还可以提升控制过程效率，使总、分线中的控制系统可以有效的对各式信息进行处理，将搜集到的设备运行过程中所产生的参数应用到自动化中，减少设备监测工作人员的工作量，同时也可以控制自动化运行状态，在设备出现异常运行时，第一时间采取措施对异常参数进行控制，不仅可以提升系统运行的稳定性，还可以提升工作效率。

数字技术需要依靠计算机系统作为基础，操作简洁、逻辑性强，与传统自动化相比具有更好的稳定性与安全性。通过计算机编程技术将指令输入到代码中，便可以自动运行自动化系统。该技术中具有一些数字电路，这部分电路可以对指令进行识别，而且指令可以通过设备这一媒介进行传输，配合计算机的触屏技术来实现便捷化操作，可靠性较强。

因为数字技术的开发与应用都要依托计算机与互联网，且目前数字技术与智能化没有必然联系，所以将数字技术应用到工业电气自动化时可以最大限度的减少传统生产设备的使用量，使生产生设备更加精简，操作更加简便，除去了不必要的生产环节，从而提升了生产效率。随着光纤技术的发展与应用，使数字技术在工业电气自动化中的应用更加安全。据不完全统计，数字技术在电气自动化中的应用率已经超过78%，且这一数字正在逐渐增长，可见其实用性。

2我国电气自动化发展现状

在工业发展中，电气自动化是实现自动化的先进技术，依靠数字技术是全面发展和使用电气自动化的必要条件，工业中使用电气自动化，可以减少人工劳动，增强了制造的精细度，保障了产品的质量，也可以避免发生事故，确保设备和工人的安全。

2.1电气自动化进行信息化

在电气自动化系统中应用信息技术主要就是：管理层应用，工业中存储数据的系统对生产过程中的数据实际存储，工业中的管理层可以使用浏览器进行管理数据、对生产过程实行监控，了解生产中的信息和内容；信息技术应用在电气自动化机器和系统中，将设备之间的分别模糊了，例如PLC和控制设备、系统之间，软件、通讯、机组环境都重要了。

2.2维护电气自动化的系统较简单

电气自动化基本控制的系统就是Windows和IE，应用电气自动化行业，将PC人机层面作为主导，PC控制的系统被许多用户使用因为PC比较灵活和容易集成，在控制电气自动化系统使用Windows控制，更利于系统的保护和使用。

3数字技术的特点

3.1操作性

数字技术在工业生产中使用的比较广泛，而且数字技术逻辑性特别强的技术，数字技术可以辨别电气自动化中的信号对错、数据量等，减少生产中的失误和人、物、财的浪费，在自动化工作中应用数字技术，可以发展和创新电子技术。

3.2可靠性

数字技术可以依靠网络安全与智能系统双平台，有双重保险。

3.3性价比

数字技术应用工业生产中，可以对生产数据进行及时有效的判断，纠正生产中的作物，通讯力强，生产效率高，可以节约成本，保证生产效率，节省大量的人力生产，在工业自动化生产中性价比较高。

3.4增强程序化

使用程序化可以对生产有效管理和规划，在固定操作的流程和方法中，每个任务都有固定操作规程，对于管理人员不会太麻烦。利用科学的操作程序，不仅减少操作人员工作中的强度，还可以提高电气自动化的效率。事先将审核的数据录入数字设备中，向计算机中下达命令，程序人员要对数字技术设备中的构件及时进行检查。

3.5充分发挥数字技术的价值

工业电气自动化中，电气技术是比较危险的操作，所以工廠追求效率的同时，也要保证产品的质量。在这过程中加入数字技术可以讲工业带入新的领域，工业电气自动化也可以有高效的管理与操作。传统工艺消耗能量多，但是使用数字技术后，可以讲电气自动化系统全面覆盖，将系统形成一个信息系统，也发挥数字技术的功能。数字技术可以将通讯和运算相结合，进行转化后汇总，保证工业生产的质量和安全，提高工业系统设备性价比，为工业投资节约了成本。

4数字技术在工业电气自动化中的应用

4.1Windows成为工控标准平台

基于微软技术的WindowsNT以及CE平台（包括IE）已经逐渐成为工业电气自动化的标准和规范。企业管理领域和其他领域广泛应用以电子计算机技术为核心的网络，效果良好；以计算机为基础的图形化控制界面，在工业电气自动化领域也逐渐成为主流。由于其直观地反映了信息而且有较高的集成度，操作简易，因而得到用户的广泛认可和使用。工业电气自动化基于Windows的控制平台具有操作简易、维护便利且可集成办公的优势，因而具有很强的扩展空间。

4.2现场总线与分布式控制系统

现场总线是一种高度数字化的串行通讯总线，负责自动化系统以及智能设备之间的连接，并能够实现数据的双向传输。通过现场总线技术将现场的输出/输入站的智能化仪表以及低压断路器，利用串行电缆连接到中央控制室里的计算机上，使现场设备产生的各种信息反馈到中央控制室，从而让控制人员及时了解现场的情况，并做出正确的反应。

4.3及时提供准确的数据信息

及时准确的数据信息的提供主要依赖于现场总线，即高度数字化、集成化的串行通讯系统总线，其主要作用在于智能设备与自动化系统之间的有效连接，能够实现数据信息在整个系统中的双向传输。在具体的实践当中，工作人员可以利用现场总线技术，通过串行电缆将现场输入、输出站智能化仪表、中央控制室以及低压断路设备，有机地连接在一起。通过以上操作，现场相关设备发出的数据信息，即可经由该电缆反馈至中央控制室内的主控计算机上，使控制人员能够及时掌握现场的实际状况，并在此基础上做出准确的应对措施。

5数字技术在工业电气自动化中的创新

5.1引入智能终端并实现就地安装

在数据采集中，使用有双重配置智能化的终端和间隔层，通过光缆来传输和连接数据。第一重的配置主要上传现场数据，配置中要含保护跳闸；第二重的配置主要是用来进行跳闸保护。这种双重配置可以极大地提高数字技术在工业自动化控制中的可靠性。此外，工业电气自动化的良好运作还需要标准化的程序接口，因此，计算机平台自动化就显得极为重要，计算机平台的自动化有利于MES系统和ERP系统的连接。为了实现计算机平台的自动化，办公环境通讯可以采用TCP/IP作为标准。

5.2引入GOOSE虚端子概念

GOOSE虚端子的提出以及其实际应用是设计与装置上的革命，改良了传统的二次回路，便于理解和工程调试。同时，在智能终端、测控装置以及保护装置之间的信息交互中，应用GOOSE技术，控制全站的开关、线路、母联、母线与主变等，可以实现跳合闸功能，从而保护测控遥控装置以及使用联闭锁的间隔层。如今，GOOSE网络依靠其更高效的本体智能终端，已经替代了传统使用的二次回路，能够便捷地操控信号管理、档位调节以及温度测试等非电量信息。

5.3完善程序化操作

在工业电气自动化生产中传达调度命令之前，首先，要将完成审核的票据录入电脑系统中，在实践操作环节要科学设置人工干预界面，并细化确认、设计开关与闸刀等设备，从而不断完善与提升系统的应用功能。然后，进行模拟预演，使其处于自动化操作和默认识别的状态，这样即使无人操作时，该类控制系统也能够进行自动化操作和控制。

5.4增强系统功能，提高操作管理

系統功能直接决定了工业产品的质量，所以要对电气自动化系统进行完善，让系统自行完成操作、识别。将审查的信息录入电脑中，方便传送调度，实际工作时，应该先检查各设备、人员的情况，确保工作顺利完成。

结束语

综上所述，对数字技术在工业电气自动化中的运用及其创新进行探讨具有十分重要的意义。本文主要研究电气自动化的发展现状以及前景，突出数字技术在电气自动化中的特点，并对数字技术进行创新，增强电气自动化生产的技术，提高生产的效率.

参考文献：

[1]何贤义.浅谈数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].中国电力教育，2010，（15）.

[2]刘永强.浅谈我国电气自动化的现状及发展前景[J].科技论坛，2012，（10）.

[3]王宇杰.浅析工业电气自动化中数字技术的应用及创新[J].科技与企业，2012，（03）.