基于數字技術的電氣自動化應用研究

摘要：隨著科學技術的快速發展，信息技術已經成為社會各行各業發展的主流技術，數字技術更是作為一種新型技術被廣泛的應用于電氣自動化領域，通過對數字技術在電氣自動化中應用的特點，數字技術的試驗方法，以及對其在電氣化應用中的技術創新介紹，探討了數字技術在電氣自動化領域中的具體應用措施，也表明未來電氣自動化的發展將離不開數字技術的應用。文章首先對數字技術進行了闡述，然后將其運用到電氣自動化中的優勢進行了分析;再將數字技術應用于電氣自動化中進行實驗分析，發現有利于簡化操作，提高安全性;最后分析了數字技術的創新方面和在電氣自動化中具體應用。結果表明數字技術應用于電氣自動化中更有利于其快速發展。

關鍵詞：數字技術;電氣自動化;應用;創新

中圖分類號：TP273

文獻標識碼：A

文章編號：1001-5922（2020）09-0129-04

當今世界信息科技技術的快速發展，使得數字技術也漸漸發展成熟，數字技術作為一種新興的現代技術，憑借其準確性和快捷性，已經漸漸滲透到各個行業領域當中，給各行各業的發展提供了巨大助力。例如，在電氣自動化領域中數字技術就發揮了極大的作用，數字技術已經成為現代電氣自動化各項技術中非常重要的一項，使得電氣自動化能夠持續健康的發展。電氣自動化中數字技術的應用使得電氣工程的操作性更強，同時大大節省了物質資源和人力資源，也提高了工作效率。在數字技術的不斷進步發展中，為了能夠更好的應用于電氣自動化中，很多研究人員也對其進行了創新和改進。

1 數字技術的簡介

1.1 數字技術的定義

數字技術是利用智能工程技術和智能化技術，依托電子計算機設備，然后形成的一種新型的控制系統，是一種新興的高科技技術成果，將設備中的圖像，聲音以及音頻材材料進行整合，使許多不同種類的設備融為一體[1]，這樣就能夠提升管理效率和水平。數字技術可以對數字信息進行轉化，然后轉化成可視二進制編碼，再利用計算機對相關的數據進行加工處理，然后計算傳遞實現設備實時監測，與此同時也能夠確保數據的安全儲存。正是數字技術的各種優勢，使得其在電氣自動化領域中得到越來越廣泛的應用。

數字技術是現代信息化技術不斷進步發展的重要成果之一，電氣自動化中應用數字技術能夠實現企業自動化管理，大大提高企業工作效率，企業員工的管理效率，同時也降低了企業管理成本。目前，很多領域中都已經使用到了數字技術比如數控技術，電子計算機行業，通訊行業等等，現如今人們的生產生活已經離不開數字技術的應用了。數字技術也就是數碼技術和計算機技術相結合的產物，計算機技術在其中起到了重要的作用，計算機系統只能夠識別二進制數字，那么數字技術應用時就需要將各種信息通過相關技術轉化為二進制的數字，然后計算機系統還要將這些信息進行加工處理，例如還原，壓縮以及編碼等等[2]，所以數字技術也被稱作數碼與計算機技術。

1.2 數字技術的重要性

隨著現代高科技的快速發展，數字技術在電氣自動化中的應用已經得到廣泛的發展，使得電氣自動化的水平得到提升，工業生產的優勢也得以發揮，其生產過程的安全性能也有很大提高，對社會經濟的發展也有很大的助益。數字技術的應用，能夠避免很多電氣自動化生產中安全隱患，諸如全波沖擊試驗和局部放電等等[3]。另外，將數字技術應用到工業電氣化領域中，可以為電氣自動化系統提供安全可靠的控制平臺，提高電氣自動設備的安全性，也因此提升整個電氣控制系統的可靠性和安全性。同時，分布式的自動化控制系統可以實現對自動化整體運行程序的實時監控，保證整體狀態的良好發展。

2 數字技術在電氣自動化應用中的優勢

2.1 良好的可靠性

數字技術在電氣自動化中應用時只要是通過兩大系統實現的，即智能高端的電氣系統和計算機網絡系統。電氣自動化中使用數字技術解決部分技術落后的問題，減少落后設備的使用，同時簡化系統操作過程，使其變得更加便捷，對其準確率也有所提高。另外，數字技術的有效應用，也使得電氣自動化更加的安全和有效，光纖網絡和數字化互感器的應用增強了電氣自動化的性能，大大地推動了電氣自動化的發展。尤其從電氣自動化中的儀表儀器來看，它們的數字化和網絡化能使其具有更加優良的平衡性以及準確的定位。隨著數字技術不斷深入電氣自動化應用，技術水平也不斷提高，其市場份額也明顯增加[4]。

2.2 較強的可操作性能

數字化技術是基于現代計算機網絡的一種現代技術，其應用簡單，具有很強的邏輯性，對信息的正誤識別也是相當準確的，數字技術的應用可以減少物力和人力的投入成本。在使用時只需要傳達相應的命令和指示，然后電氣化設備就能夠脫離人為控制準確高效的完成任務。數字技術的傳輸介質只要是光纜，電纜等，能夠保證在使用過程中電氣設備將數據信息的準確度和數量進行自動化改正，保證其安全性[5]。

2.3 較高的性價比

數字技術的應用有利于電氣設備檢修，運行等工作的順利進行;同時數字技術應用于電氣自動化系統可以大大增強電氣系統的通信能力，擴充了可決策信息的范圍，推動了自動化的發展;智能化的數字技術可以使得嗲氣自動化系統的結構更加完善，使其更加標準統一，提高成產質量的同時也能夠很大程度的減少生產過程中的成本投入。數字技術的開放性數字系統，不僅可以準確地評估和分析數據信息，還能夠共享數據信息。通過有效控制數據信息的輸入和輸出，能夠確保產品質量，同時提高了電氣設備的工作效率[7]。電氣自動化中，數字技術可以將電氣設備同時和多種機械設備進行連接，使多種技術之間能夠串聯使用，同時也解決了電氣自動化系統中的許多問題，提高電氣設備工作的精準度，使得電氣系統的結構更加完善，電氣自動化的適用范圍也能更加廣泛。

3 數字技術在電氣自動化中的試驗

當今社會數字化技術的應用越來越多，在工程信息管理，科學信息以及機械設備操作控制領域都有廣泛應用。電氣自動化中數字技術也有著重要的作用，電氣自動化高壓試驗中有局部放電試驗，全波沖擊試驗以及截波沖擊試驗等等[8]。

局部放電試驗，不具備破壞性，這種試驗有兩種試驗方法，其中一種是將工頻耐壓當作預激磁電壓，將它的電壓值降低到一定值，使其與局部放電試驗的電壓值相同，過幾分鐘后再對其進行局部放電的測量。另一種試驗方法是使用變壓器，使Um作為預激磁電壓，同一種試驗相同將電壓值降低到與放電試驗電壓的最低值狀態，然后等待30-50min，在對局部放電進行測量。在局部放電試驗中也需要對試驗環境進行把控，保證試驗周圍沒有噪音污染，同時隔離電源局部的其他放電量。在進行局部放電試驗時，放電量的多少與電源頻率是沒有關系的，與之有直接關系的是接地電極表面的場強。

另外，為了保證試驗結果的準確性和試驗的順利進行，截波沖擊試驗在進行試驗時要和全波沖擊試驗的部分儀器交替進行。在試驗中主要到的試驗儀器就是高壓試驗變壓器，很多地方諸如供電單位，發電廠以及科研部門等等將其作為交流耐壓試驗的使出設備來使用，高壓試驗中目前應用最廣泛的有絕緣式試驗變壓器，YDQ充氣式高壓試驗變壓器以及變頻串聯諧振試驗變壓器等等。在電氣自動化中，為了增強電力系統運行環境的可靠性和安全性，進行科學有效的高壓試驗室非常必要的。但是與普通的電氣試驗相比較，高壓試驗較為特殊，同時也比較危險，所以在進行高壓試驗時需要注意很多問題。首先高壓試驗的試驗場地要具備全面的安全措施，同時也需要專業人員進行巡視檢查，盡可能避免觸電危險的產生。其次就是對高壓試驗的設備要進行詳細的檢查，尤其是對電力設備加壓時，對其對接線的檢查，同時保證任何人員不可接近。最后就是結束高壓試驗后要及時切斷實驗設備的接地電源，以免發生觸電事故。

為了確保高壓試驗的安全性，在電氣自動化高壓試驗中應該更為廣泛的使用數字技術。電氣自動化高壓試驗中數字技術主要是在計算機控制，計算機輔助測試系統等方面進行應用，在對試驗數據進行修正分析時應用數字技術可以增加實驗結果的正確新。對大電流參數和高壓參數進行試驗時采用小型的計算機測試系統也可以提高參數測試的準確性。在電氣自動化高壓試驗中，數字技術起到了重要的作用，數字技術的使用可以大大提升高壓試驗的安全性，簡化操作流程，降低才做難度，同時也能夠很好的保證試驗人員的安全。

4 數字技術在電氣自動化中的創新

隨著數字技術在電氣自動化中的應用越來越廣泛，在在其應用過程中發現了一些問題，如技術水平較低，標準不統一，專業人才缺乏等等。為了能夠解決這些問題，完善電氣自動化系統，更好的將數字技術應用于電氣自動化系統中，保證期正常發展，對電氣自動化中數字技術的創新就顯得尤為重要[9]。

4.1引入智能終端

這里引入智能終端只要是通過光纖來連接的，使用智能終端和間隔層能夠很好的完善電氣自動化系統中的信息數據收集和控制。電氣自動化中數字技術的使用過程中，智能終端具有雙重化配置以及極強的適應性，當系統實際運行時，第一套配置主要起到電氣跳閘保護，遙控測控以及現場信息傳遞等的作用，第二套配置則主要是提升數字技術在電氣自動化系統中的可靠性以及加強電氣設備跳閘的保護力度。

4.2 加強程序化操作意識

加強對電氣自動化系統的程序化操作主要也是對電氣系統設備執行力的程序化。自動化中數字技術進行數字技術應用時，我們需要提前做好部分工作才能對電氣設備進行指令下達。首先我們需要將審核準確的數據存儲到計算機系統中，然后在實際操作時，需要設置人工預界面，閘刀以及開關等等。在數字技術的應用過程中，程序化操作意思的加強，調度指令規范性的提高，可以實現不需要工作人員進行現場檢測，提高自動化操作的技術水平，從而形成一個完善的電氣化操作系統。

4.3加強COOSE虛端子運用

COODSE虛端子在傳統二次回路的改良時起到了中要的作用，此概念的加強能夠提高工作人員對電氣化的認知水平，對電氣化行業的發展起到重要的推動作用。將COODSE虛端子添加智能終端，保護裝置以及測控系統到電氣自動化設備中，能夠實現全站線路以及開關的有效控制。

5 數字技術在電氣自動化的應用

5.1 Windows成為工控標準平臺

數字技術的主要工作平臺是以計算機系統Win-dows NT以及CE平臺為核心的圖形化控制界面，這樣的控制界面具有集成度高，操作簡單和信息反映直觀等優點，因此被廣泛的應用到工業生產企業當中。此外這種操作界面維護起來也相對簡單，具有很強的擴展性，這也符合現代工業生產行業未來發展對數字技術的要求。因此Windows計算機系統將會成為工業控制的標準平臺[10]。

5.2 現場總線和分布控制系統的應用

現場總線是一種高度數字化的串行通信總線，他可以在一定程度上使自動化系統和智能化設備有效的結合，并實現數據的雙向傳輸。除此之外，現場總線技術是利用一根串行的電纜，將中央控制的計算機與智能儀表等設備連接起來，然后可以實現工作人員在中央控制室就能夠對現場運行中的設備的狀態信息進行獲取以及分析，當設備出現了異常現象，也能夠及時的對設備進行一定的處理，這樣就可以保證現場的設備一直處于正常的運行狀態。

5.3 數字技術對電氣工業自動化的應用

將數字技術應用到工業生產行業中，無論是基礎層還是管理層都可以實現監控管理。就企業管理層而言，管理人員可以對生產的全工程進行實時監控，及時了解生產的進度以及實際隋況，也可以對生產使出現的問題進行分析和處理，從而確保生產的順利進行。數字技術系統可以對確保對信息的存儲。企業管理人員通過數字技術系統監控生產過程時，不僅可以對生產的情況進行實時觀察，也能夠在出現問題時第一時間處理所出現的問題。此外，基礎層的工作人員也可以對很多生產上的情況進行實時監控，基層工作是企業成產的重要環節，因此應該引起高度重視。生產企業可以采用視頻處理以及虛擬現實兩項技術對控制系統進行優化處理，開發更好的人機互動界面，這樣能夠更好的促進生產企業中數字技術對電氣自動化的實現。

6 數字技術的具體應用

1）網絡系統和智能化電氣系統中數字技術的應用。通過對智能系統和自動化系統的連接，數字技術可以實現兩個系統之間的數據雙向傳遞，另外現場總線的利用可以將低壓斷路器和智能化儀表與中央控制室的計算機相連接，從而簡化了繁雜的設備連接，這樣工作人員就可以遠程控制工業生產，直接在中央控制室下達相關指令，就可以實現整個系統保持正常運行。比較典型的例子就是西門子公司研發的TTA博途軟件，這個軟件平臺具有通信，安防，工程以及診斷等功能，是一個綜合性比較高的平臺，它能夠實現各個產品之間的相互協調，此外該品臺的數據庫用的是統一的標準，將所有的生產區域聯合成一個整體，對運行效率和水平的提高有很大幫助。

2）數字技術是將標準化的編程接口作為代碼，這樣可以提高使用效率，同時可以大大縮短編程周期，再就是開放性的系統信息能夠使電氣自動化更加緊密的與外界之間相聯系，加強了輸入輸出模式的檢測和執行，也能夠使智能化設備自行完成信息數據的審核和采集，數字技術的應用能夠很好的解決財力，人力，物力等方面不足的問題。比較典型的例子就是西門子公司開發的針對工業自動化的PCS7自動化控制系統。它的優點就是簡化了繁瑣的資格認定過程，工作人員也能夠短時間的對控制系統進行更改，保證可數據的一致性，也不需要維護工具，該技術在電氣自動化中的應用有助于電氣自動化工業的長足發展。

3）將數字技術應用于電氣高壓試驗中，能夠明顯地提高試驗的安全性。和普通的電氣測試試驗相比，高壓檢測試驗更加危險，采用數字技術后，能夠將高壓電源和計算機相連接，這樣就可以在檢測命令的同時，也能進行安全檢測和控制，能夠很好的保證高壓試驗過程的安全性。

7 結語

隨著科技的進步和社會的快速發展，數字技術在電氣自動化領域中的應用越來越廣泛，當然隨著數字技術的不斷發展，也漸漸出現了一些問題，而這些問題也對數字技術的發展造成了嚴重的阻礙，所以我們必須在電氣自動化領域中對數字技術的應用進行創新，那就需要加強程序化操作意識，COODSE虛端子概念的加強，以及智能終端的引入，只有這樣才能有效提電氣自動化的水平，電氣自動化行業才能得到長足的發展。

參考文獻

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作者簡介：王爭艷（1981-），女，陜西富平人，講師，主要研究方向：自動化技術、汽車工業、職業教育。E-mail： wang200lwang@sohu.com