数字技术在电力电气自动化中的应用
冯柳旭 卢佳宁 赵洋 李鹏胜 卫博娜
中北大学
摘要：科技和工业的进步推动生产力前进的同时，自动化发展成为了工业生产的主要趋势。作为代替传统人力的自动化工业生产，节省成本和提高应变生产能力是当前自动化进步的主要方向。而数字技术的出现显然为自动化的发展提供了工具，因此如何应用好数字技术成了当前自动化研究的关键点。
关键词：数字技术；电力电气；自动化
自二战后，军用领域的数字技术逐渐转为民用，数字技术随之广泛应用于各行各业。目前，数字技术与电力、自动化的结合几乎是所有工厂主进行生产时考虑的必要因素。此外，数字化操作比其他现有传统操作方式可靠、方便，也是数字技术能够很好地应用于电力电气自动化的主要原因。总的来说，电力技术正在向数字化方向发展，数字技术在电力电气自动化中的应用范围越来越大，越来越多的企业接受，但在这个应用过程中也伴随着一些问题，功能技术水平需要进一步完善。
一、数字技术发展历史与含义概述
数字化的自动化技术对电力电气的发展有很大的促进作用，电力电气化的发展离不开数字技术的应用。今天，数字技术被广泛应用于计算机、数字控制机床、各种电子数字仪表、通信设备等多个领域，国民经济的其他部门也涉及到数字技术的应用。如果数字技术使用得这么广泛，什么是数字技术？也被称为数字、计算机、信息技术等。通过技术名称，我们可以知道数字技术包含了什么样的子系统。所有电子计算机都使用二进制数“0”和“1”，数字技术必须通过特定设备将各种信号专业化为二进制“0”和“1”。21世纪，我们生活在信息化、数字化的时代，数字化的信息无处不在。电子计算机进入我们生活的每一个细节，电脑的功能在不断变化。很多人都在尝试掌握数字技术的操作方法，因为实际生产越来越高级，越来越智能化，带给人们带来更大的便利的同时也加强了对技术的要求，我们的生活、学习、工作都无法与各类数字信息脱节。无论你在任何地方，数字技术都已经融入了，无论是手边的手机电视或是街边的路灯，无处不在的数字技术都正在提供便利。作为社会的一员，我们在享受数字化时代的便利的同时，也要注意数字技术的历史和概念[1]。
二、数字技术在应用中的优势
据不完全统计，目前我国电力电气自动化中数字技术的应用率达到65%以上。广泛的实际技术应用带来的是整体产业数字化的趋势，无论是电气电力还是化工生产都在尝试使用数字技术加持下的自动化生产设备。可以说是数字技术的自身众多优势所决定的，市场更倾向于使用数字技术而不是传统的利用廉价劳动力。例如，目前数字技术具有精确的分辨能力，接近0误差的判断，可以减少物料和人工的损耗。此外，将数字技术融入到电力电气自动化中，能让自动化电气生产中的生产流程更加简便和安全。部分化工企业和绝大多数机械制造厂商用上数字技术后，自动化生产的效率提升，良品率上升，安全事故也显著的减少了。单位设备的高效稳定运行也依赖于数字技术的应用。准确分类大量信息，在最短的时间内收集最丰富的信息，虽然工作量提升，但是相应的资效比得到了优化，扩大规模的同时单位成本却下降了[2]。
管理者利用物联网技术和数字技术的联合可以更好的进行企业的管理，获取总体状况，发出准确的指示，确保企业的高效运营。通过比较可以看出，数字技术的性价比比较高，可以对生产随时监控。一旦出现问题，可以及时发现，保证生产的正常运行。
数字技术将多种技术和设备结合起来，数据处理更加高效，计算结果更加准确，因此，数字技术应用于电气自动化中，相比劳动力的雇佣来说会有更多的利润空间。可以说现代工业产业的优质发展依赖于数字技术，数字技术在产业电气自动化应用的水平和广泛程度越高，所带来的实际生产能力就越高。数字技术以性价比高的经济优势被绝大多数工业制造企业所使用，同时现代的数字技术已经有了比较好的用人基础，相比起传统的人工操作来说也更加的安全，数字技术也因此更受企业主青睐。
三、数字技术在电气自动化的创新
电力使用数字技术有其自身的缺点，自动化始终是按照预先设定的模式进行工作，对突发状况的处置不能很好的判别，因此对实际的工业生产和人民生活也会造成一定的限制。受限于历史因素，我国数字技术在电力电气自动化中的应用还缺乏足够的经验，很多地方都需要改良，也有很多盲目使用数字技术的企业。为了使电力电气系统更有效地运行，将电气自动化融入每个人的生活之中，给人们的生活带来有实际意义的便利。这主要是因为我国在民用领域中接触数字技术要到90年代，引进和接触数字技术的时间都不长，还没有对数字技术有充分的应用基础和相应的学科支撑。而且，数字技术对人才的专业水平要求较高，必须经过专门的专业学习才能成为自动化领域的技术人才。操作系统也需要手动检测，因此操作员必须对计算机程序有一定的了解[3]。
对这一现象，要进行专业操作员的技术培训，使设备能够顺利使用，同时保护设备和延长使用期限。同时，越来越多的企业开始统一通信数据协议，让数据在企业间更好的流通，带来信息优势。逐步普及的GOOSE虚拟终端技术将会给市场带来一场新的革命，它特有的双重保险阻止了自动化下可能带来的错误和异常，自动管理带来的风险也相应降低了。作为信息化发展的高新技术产业，将数字技术应用于电力电气行业，自动化需要不断地提升自我的智能程度，为企业带来更优秀的自管理，同时也是企业追求经济效益的必然[4]。
在传统的电力电子自动化中，需要大量的继电装置，其中机械继电占绝大多数。长期使用后，由于本身的材质问题，或多或少会出现磨损，逐渐失去原有作用，对系统正常运行不利。在采用数字技术之后，逻辑操作由内部的非处理器进行，而这些不处理器则是大型数字集成电路，因此可靠度更高，提升系统稳定性。在传统的电力和电气自动化中，模拟通信技术也具有很好的兼容性，可以在不需要做出太多变动的前提下直接将模拟信号在通信线路上传输。这些模拟信号通常抗干扰性较差，极易受外部电磁环境影响，从而导致信息传递失真。采用数字技术，逻辑信号可以在传输线上进行，只有0和1这两种状态，抗干扰性更强。
采用专有传输协议来传输数据，信息传输错误就能更方便的被查找到，提醒上位机及时转发信息，信息的真实性得到了提升，信息能够在尽可能减少损耗的情况下安全的传递到相应位置[5]。
结语：综上，数字技术以其自身的优势，应用范围不断扩展，在电力自动化领域中的应用成为一种不可阻拦的发展趋势，数字技术的应用是行业领域一大创新，应用中出现的问题也要不断进行创新改善和提高，但无论怎样，数字技术的市场前景是非常显著的。通过对数字技术不断的进步和改良，自动化系统也会更加成熟和稳定，能够为相关的工业企业降低人力成本，提高经济收益，促进企业的转型发展。
参考文献：
[1]邢小强,周平录,张竹,汤新慧.数字技术、BOP商业模式创新与包容性市场构建[J].管理世界,2019,3512:116-136.
[2]刘志阳,赵陈芳,李斌.数字社会创业：理论框架与研究展望[J].外国经济与管理,2020,4204:3-18.
[3]卫晓锋.数字普惠金融的风险与监管[J].金融理论与实践,2019,06:49-54.
[4]蔡莉,杨亚倩,卢珊,于海晶.数字技术对创业活动影响研究回顾与展望[J].科学学研究,2019,3710:1816-1824+1835.
[5]李宜霖,周宗奎,牛更枫.数字技术对个体的影响[J].心理科学进展,2017,2510:1799-1810.