数字技术在工业电气自动化中的应用与创新探索

孟祥柳

摘 要：基于信息化时代背景下，数字技术的诞生与推广性应用为提高社会生产效率、拉动国民经济增长注入了动力。而将数字技术应用于工业电气自动化中，能够借助数字技术的方便快捷且高效等特点与优势，为进一步提升工业的自动化水平并提高产业生产效益奠定了技术基础，进而为产业结构优化以实现现代化工业的建设提供了技术保障。而为了促使数字技术能够在电气自动化中得到更好的应用与发展，本文针对该技术在工业自动化中的具体应用与创新问题进行了探讨，并提出了一系列对策，以供参考。

【关键词】数字技术 工业电气自动化 应用 创新 探索

基于数字化技术的不断发展下，促使其在国民经济发展中占据了重要的地位，借助数字化技术的应用，对于当前社会各领域而言，能够借助数字化技术的优势来提高生产效率，进而提升其经济效益。而对于工业领域而言，基于传统生产与发展模式，工业产业结构的滞后性使得其难以实现突破性的发展，在当前市场竞争环境下，产业的综合竞争力水平偏低。而工业电气自动化的实现则是其借助数字技术实现了跨越式发展，为降低成本并提高生产效率提供了基础。

1 将数字技术应用于工业电气自动化中所呈现出的优势

1.1 可靠性极高

基于数字化技术下，其主要是借助互联网技术以及智能化技术为支撑来搭建的电气化系统，与传统的电气设备相比较而言，其整个系统结构简单，且在实际操作的过程中，借助光纤网络等能够在提高操作效率与质量的同时，确保了操作系统的安全性与可靠性。在工业电气领域中，数字化技术以实现了广泛应用，普及化程度达到了70%。

1.2 较高性价比

在工业电气系统中，数字化技术的利用促使其能够实现智能化的运作，同时在故障诊断等方面同样能够实现自诊方式，同时借助良好的通信能力，能够实现信息的高效采集分析，为实现科学决策奠定了借此狐，并且整体上的智能化水平极高，且在降低成本投入的同时，提高了生产效率。此外，基于数字化技术下，还能够实现开发性系统的搭建，这就为该领域实现对数字化技术的有效应用奠定了基础，同时，还能够实现信息的高度共享，为提高产品生产质量以及操作效率奠定了基础，彰显出了较高的性价比优势。

比如：在化学仪器的分析中，借助数字化系统的应用，能够实现对样品的有效检测，同时通过在线分析后生成相应的评估报告，通过链接技术的应用促使复杂化的生成任务流程在操作的过程中变得简单方便且效率高，并借助技术使用方式的优化来提高任务处理质量。

1.3 具备着极佳的操作性

在工业电气系统中，数字化技术的应用使得整个操作流程变得简单方便且快捷，在实际落实操作工作的过程中，借助指令的输入与传达，就能够按照相应的指示进入自动化操作流程，而这一系统本身有着良好的识别功能，并借助光纤等来实现信息传输，在保证信息真实可靠性的基础上，能够降低传统生产模式下以人工为主要操作对象所存在的弊端，并提高了操作的效率与质量。与此同时，值得一提的是该系统平台本身还拥有着良好的开放性，进而能够以标准的接口设计来促使代码使用效率提升，在进行编程的过程中，整个周期也较短，通过标准化平台的搭建能够为操作工作的高效开展奠定基础，同时借助PC控制系统，能够提升系统的集成性，并且促使系统的应用灵活方便。加上借助现场总线所具备的功能特性，能够为确保系统实现对信息的有效采集、传输等奠定基础，并通过模拟监控的实现以及微型处理器的应用，使得基于数字技术下的工业电气自动化系统的实际应用性极强。

2 在电气自动化中应用数字技术的重要价值

借助科学技术的不断发展，数字技术的诞生与普及性应用对于工业电器领域而言，可谓是带来了一场技术性改革，也同样是借助技术的应用为降低综合成本投入并提升生产效益奠定了基础。众所周知，基于工业电气领域中，其在进行自动化操作的过程中还是存在一定的危险性的，而数字化技术的应用则能够很好的解决这一问题，借助这一技术的应用能够将试验所带来的危险性降至最低，进而为确保生产的安全性奠定了技术基础。总体而言，将数字技术应用于该领域之中，主要表现出了两大技术优势：

2.1 通过相应平台的搭建，为提高操作的便捷性奠定了基础

基于该技术的应用下，所搭建的控制平台本身极为稳定，且在实际操作的过程中通过全面指令的输入便能够实现自动化、智能化的运行，进而在降低操作难度的同时，能够借助这一稳定的控制平台来提高操作的质量。

2.2 实效性极强

在整个控制流程中，借助分布式系统的搭建，以及相应总线链接，使得该操作系统在实现信息实时动态采集分析的基础上，能够通过在线分析来实现对数据的高效处理，同时通过参数的输入能够促使该系统在运行的过程中，及时报告异常参数，为规避运行风险来提高系统运行的安全可靠性奠定基础，进而借助运行过程中实效性来提高整个运行流程的安全可靠性。

3 数字技术在工业电气自动化中的具体应用

从上文的分析中可知，将数字化技术应用于该领域中之中，则能够借助技术所具备的较高可靠性、操作性以及性价比来提升工业电气自动化的水平，进而通过该技术的有效渗透与融入来不断提高相应行业的生产效益与管理水平。

3.1 Windows控制平台的应用

基于该领域中，在实际应用数字化技术时，在搭建操作控制平台的过程中，主要运用的是WindowsNT、CE这两个标准平台。基于计算机技术下，能够以图形化控制界面的搭建为基础，确保在直观反映信息内容的同时，以较高的集成度来提升平台性能优势，并方便相应操作工作的开展，此外基于这一系统平台下，整个维护工作也相对简单易行，且具备了良好的拓展性，所以在当前的电气自动化领域中，已经将基于Windows下控制平台作为相应的平台搭建标准。

3.2 现场总线技术在该领域中的运用

当前，在电气自动化系统之中，数字化技术的应用下最为突出的一点便是以现场总线技术的应用来实现数据的实时动态双向传输，其能够将该系统与相应的智能设备进行链接，借助光纤等媒介来实现数据的高效传输。且这一传输具有着双向性，对于控制平台系统下的相应人员而言，其能够通过实时接收这一动态反馈信息，针对所存在的问题来采取有效的防御应对措施，以规避运行故障隐患，提高运行的效率与质量。

3.3 二者实现了融合性的发展

当前，基于数字化技术在工业电气应用领域中所表现出的极强应用优势，促使相应的电子商务系统随之发展起来，且二者逐步向融合性发展阶段过渡。对于工业电气领域而言，这一技术呈现出了强势的渗透力，具体表现在。

3.3.1 在管理层面上

对于企业管理工作的开展而言，面对当前市场环境的日渐复杂化以及内部生产的动态化，就需要通过对相应信息的全面搜集整理分析以及高效共享来明确实际生产经营的状态，以实现科学管理决策生成，服务于企业发展目标的实现，所以这就需要以数字化技术的应用来实现对数据的动态实时化搜集与提取，同时对数据信息的有效分析，因此，数字化技术在电气工业企业管理层中逐渐实现了推广性的应用。

3.3.2 与电气自动化设备的融合

当前对于工业电气领域的发展而言，数字化技术在电气设备中的应用已成为发展的必然趋势所向，其中在执行器以及传感器中，数字化技术已经实现了与其的高度融合，而网络光纤技术等也逐渐被广泛的应用起来。而借助基于网络技术下相应操作与管理平台的搭建，能够促使企业生产的高效开展以及管理决策的科学生产奠定基础。

4 创新数字化技术应用在工业电气自动化中的创新

基于信息化时代背景下，技术的不断发展促使社会各领域的数字化水平随之不断提升，基于数字技术本身所呈现出的优势性能，其具备了广阔的发展空间与良好的应用前景，使其在电气自动化领域中也随之实现了创新。而要想要相应具备创新性的技术应用到工业电气领域之中，以不断提高电气自动化的水平，进而为提高相应行业的生效效益奠定基础，就需要结合该领域对数字技术的实际需求，把握住技术应用的重点与关键，以全面服务于电气自动化系统的优化与完善。总体来说，这一技术的创新主要表现在如下几个方面：

4.1 GOOSE虚端子概念的引入

基于原有二次回路下，其还是呈现出了一定的不足之处，而将GOOSE虚端子概念引入其中，则能够为解决这一问题提供新出路。通过试验表明，在实际应用数字技术的过程中，以虚端子的引入能够为优化数字化技术应用的效果提供保障。当前GOOSE技术已经初步实现了在工业电气领域中的应用，主要在测控与保护装置中进行了应用，同时还被应用在了智能终端设备中，进而为实现信息的有效交互与共享奠定了基础。通过这一技术的应用，能够使得整个系统运行线路以及开关等处于良好的控制状态下，通过跳合闸功能的融入来确保线路的安全可靠运行。而以该技术来实现网络结构体系的搭建，通过实践表明其能够有效弥补二次回路所存在的不足之处，为优化整个操作流程、提高操作的便捷性与效率奠定了技术基础。与此同时，在实际应用这一技术的过程中，还可以将该技术下所搭建的网络系统与MMS网络搭配，进而在优化网络结构体系的同时，提高这一网络系统的集成性，为提升通信管理的能力与水平奠定基础，并实现对跳闸等的保护。

4.2 实现操作系统的进一步完善并引入智能终端

首先，在操作系统上。基于数字化技术的应用下，要想以数字化技术的不断创新来提高电气操作系统的性能，以进一步提升操作的效率与质量，则就需要不断优化操作系统的性能。在实际践行的过程中，要求要注重操作系统的软硬件设备，确保相应的软硬件具备良好且完善的功能，同时要保证这一系统能够实现对信息数据的自动化分析与控制功能，同时要结合自身的实际需求，确保操作系统各项功能与实际需求相符合。其次，引入智能终端。采用双重配置网下，其在进行数据采集的过程中，能够在提高数据传输质量与效率的陪同事，实现保护跳闸作用的充分发挥。对于工业电气自动化系统而言，采用双层保险方式下，第一层能够将数据进行及时上传的同时，还能够具备保护跳闸的功能，而在第二层中，其主要是以保护跳闸功能的充分发挥来确保自动化控制系统的安全可靠性。在实际践行的过程中，一般都是以TCP/IP协议将办公自动化管理系统进行连接，进而为进一步提升自动化管理的质量并确保其能够与控制平台间实现信息的高效共享奠定基础。

4.3 充分实现光纤的应用

在当前科学技术不断发展的背景下，技术的革新也使得纳米以及光纤等全新材料诞生，而对于光纤材料的应用而言，将其应用在传输领域中，则能够为提高信号传输的质量奠定基础。基于传统的信息传输领域中，一般都是以电子信号的形式来进行传输的，而电子信号容易受到干扰，进而使得信号的质量在传输的过程中逐渐变弱，而通过光纤材料的运用，则能够借助脉冲来实现信号的传输，在此过程中，不仅能够提升信号传输的质量，且具备着良好的保密性，能够满足长距离传输之需。而在工业电气自动化系统中，借助光纤的应用来实现信号的传输，则能够在提高信号传输质量与效率的同时，为提高信息数据的安全可靠性奠定基础。

5 总结

综上，对于工业电气领域而言，借助数字技术的应用，则能够以技术的优势来提高工业电气自动化水平，进而为提高现生产效率与质量提供技术保障，而这一技术作用的发挥，则需要以实现技术的完善应用为基础，并不断实现技术的创新与该领域的融合，确保数字化技术能够切实服务于该领域的可持续发展。而相应随着科学技术的不断发展，数字化时代下将不断呈献给社会更多的惊喜，从现有创新的方向看，通过对GOOSE虚端子概念的引入、实现操作系统的进一步完善并引入智能终端以及充分实现光纤的应用，都能够为充分展现出工业电气自动化领域中应用数字技术的优势作用。

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作者单位

武汉轻工大学电气与电子工程学院 湖北省武汉市 430040