数字技术在电气自动化中的应用研究

刘鸿 王洋 高源渊 郭英东 贾骐鸣

摘 要：近年来，随着科技水平的提高，数字技术被广泛用于电气自动化中，尤其是水厂电气自动化，其的便捷性、实用性，为自动化工作的开展提供了帮助和便利。在设计开发过程中应该把自动化控制这一独立的总线变成一个统一的信息化管理平台，实现操作过程可视化的同时，收集整理信息资源数据，在控制研究过程中做到信息资源共享，提高设备控制的利用率，与此同时，还可以将这些数据发送到企业信息化管理平台中，为企业的商业发展决策提供有力的数据支持。

关键词：电气自动化;数字技术;应用;创新

前言：计算机技术的快速发展，随着信息技术发展，信息化技术与自动化技术相结合在技术上已经不存在问题，但是，但是如何才能够将更多、更好、更快的信息技术引入到自动化设备中去，提升自动化设备在激烈的市场中的竞争力是我们，也是众多的石油化工自动化设备供应商需要考虑的问题。其实最简单的方法就是首先要求作为自动化设备的研究设计人员应该具有善于应用信息化技术的意识，其次就是优化自动化设备的设计，最后是设计开发时应该和具体的工艺、设备实施环境、工作操作情况相结合的基础上降低能耗，提升效益。

1 数字技术概述

数字技术应用的最大长处是能够大幅提高整体经济效率。数字技术可以构建一个更加直接高效的网络，打破过去企业和企业之间、个人和个人之间、人和物之间的平面连接。而平面连接或者构架的问题是接点多、效率低。李礼辉认为，通过数字化技术，未来将建立起立体的、折叠的、交互式的架构。在此架构中，实现的点对点、端对端的交互式连接将更直接，省去中间节点，进一步提高效率。此外，叠加以区块链为基础的數学算法建立数字信任，将使得经济运行实现更低成本、更高效率，带动社会迅速发展。

2 数字技术在水厂电气自动化中的应用和优势

2.1 数字技术的应用

伴随着物联网、云计算、智能终端等新一代信息技术的跨越式发展，中国以更快的速度迎来了数字化转型，信息技术应用创新成为我国产业发展新的增长点。国务院发布的《国家信息化发展战略纲要》明确指出，我国要根本改变核心关键技术受制于人的局面，形成安全可控的信息技术产业体系。当下，信息技术应用创新发展已是一项国家战略，信创产业作为“新基建”的重要内容，不仅助力国家的信息化布局，也承载了保障信息安全的重任。数字技术可用于数控技术、电子产品、计算机等方面，也可用于军队装备、办公自动化系统上。在水厂电气自动化中应用数字技术，多围绕互联网、计算机，简化工作流程，降低操作难度，实现智能化控制的目标。

2.2 数字技术的优势

抗干扰能力强。数字电路能够在相同的输入条件下精确地产生相同的结果，而模拟电路容易受到温度、电源电压、噪声、辐射和元器件老化等因素的影响，在相同的输入条件下输出结果可能会不同。西门子公司推出的PCS7系统，简化了相对繁琐的资格认定流程，即便是操作人员不使用维护工具，也能在最短的时间更改错误的数据信息。提高水厂电气自动化工作的安全性，如数字化互感器、数字化光纤等。数字是明确、直观的表达方式，将自动化仪表转变为网络化、数字化，方便处理相关数据和数值。数字技术在水厂电气自动化中的应用，可提高工作的有效性和数据信息获取的完整性，在保证生产质量的情况下，节约工作成本，提高性价比。例如，化学仪器操作复杂，而数字技术的引入，可提高数据分析的精准性，为各项工作的开展提供帮助。数字信号便于传输和处理。数字系统可以很容易地实现对信息的编码，以提高通信效率和可靠性，而且容易实现信息的加密，从而可以有效地保护知识产权。例如，目前许多住宅小区的有线电视网络将信息编码成数字信号进行传输，再通过机顶盒解码出视频与音频信息。除了提供上网和回看等附加功能外，便于收费也是其主要功能之一。

3 数字技术在水厂电气自动化中的创新

3.1 GOOSE虚端子技术

goose是指面向通用对象的变电站事件。它是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站内IED之间重要的实时性信号。GOOSE采用网络信号代替了常规变电站装置之间硬接线的通信方式，大大简化了变电站二次电缆接线。GOOSE虚端子技术对装置、设计进行了变革，使得二次回路得以改良，具有方便调试和理解的优势。该技术应用期间，通过测控装置、智能终端的使用，不但能交换数据信息，还能控制主变、开关、母线等。而且，跳合闸的使用还能保护测控遥控装置、联闭锁间隔层。基于自身的设置，GOOSE虚端子技术可改良二次回路，便于操控非电量信息。另外，MMS、GOOSE网络的双网配置，具有结构清晰、操作便捷等优势，不仅集中了结构组屏，也实现了联闭锁、跳闸保护目标。

3.2 智能终端技术

智能终端大都采用电池供电，系统功耗非常敏感。因此，要求处理器有较低的功耗。 以上三点有的是相辅相成的，例如，高集成度往往意味着高性能;而有的则是相互矛盾的，例如，性能的提高往往会造成功耗的增加。这就要求设计人员根据应用场景考虑三者的相互关系进行合理设计，使其达到平衡。多将TCP/IP作为通讯标准，解决平台的运行问题，实现MES、ERP的有效连接，为用户提供科学、完善的接口。比如，数据信息的交换可在硬件、软件间进行，并对所得结果进行优化和处理，进而提高通讯质量。

3.3 强化程序代码操作

程序代码是数字技术中的关键技术，多利用代码向设备发送指令。从当前来看，在程序代码控制过程中，普遍存在工作人员意识低，无法有效传达、操控指令的情况，降低水厂电气自动化设备的运行质量。[4]這种情况下，应在传达指令时，对计算机的传输情况进行检测，如需进行针对性的操作，可直接干预处理，确保闸刀、开关等相关设计，可保证电气自动化系统良好运行，便于该系统自行完成全部工作，促进电气自动化发展。

4 小结

电气工程及其自动化涉及电力电子技术，计算机技术，电机电器技术，信息与网络控制技术，机电一体化技术等诸多领域，是一门综合性较强的学科。具体应用中，要注意和传统技术的结合，保证计算机系统可检测各程序，并安全、高效的完成各项工作。此基础上，还要不断革新数字技术，进一步发挥数字技术的实用价值。

参考文献：

[1]杜宏顺，刘国春.数字技术在水厂电气自动化中的应用与创新[J].电子制作，2013，18（22）：209.

[2]白晓辉.数字技术在水厂电气自动化中的应用与创新[J].建筑工程技术与设计，2017，26（13）：100.

[3]谢海洋.解析数字技术在工业电气自动化中的应用与创新[J].电子测试，2016，33（10）：103-103，87.

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