工业电气自动化中数字技术的应用及其创新分析

张涛涛

（博广热能股份有限公司　河北省　石家庄市　050000）

工业电气自动化中数字技术的应用及其创新分析

张涛涛

（博广热能股份有限公司河北省石家庄市050000）

电气自动化是工业产业生产技术发展的必然趋势，在提高产品的生产效率，实现生产的精确控制和高度自动化中起了重要作用。数字化技术的应用是工业电气自动化发展的重要组成部分和主要驱动力。本文在简要介绍电气自动化和数字技术基本内涵和特点的前提下，重点讨论了数字技术在工业电气自动化中的应用和创新，对于深入理解数字技术在工业电气自动化中的应用层面和创新领域方法具有较好的指导意义。

电气自动化；数字技术；应用；创新

引言

随着计算机技术特别是数字技术在工业产业革命中的作用和影响越显突出，工业电气自动化的产业需求和技术趋势随之而来。自动化的初期极大地解放了生产对人力的依赖，也实现了生产流程对于人的束缚。数字技术在自动化中的应用，进一步解放了产生对于人的脑力约束，实现了生产智能化、柔性化、精确化。也正是因为如此，数字技术已经在各个工业领域得到了广泛得应用，也必然会继续创新，深入发展。

1　工业电气自动化

自动化是应产业革命的需求，也是生产发展的必然趋势。自动化具有很长的发展过程，不断在诉求与实现，理论与实践中交互发展，有着深厚的理论基础和实践成果。自动化技术的多学科综合发展的成果，融合了经典和现代控制理论、信息技术、数字电子计算机技术、系统工程理论、模拟和数字电子技术、数字化技术、液压气动技术、自动控制理论等多种自然和工程学科的理论知识。它由最初的自动调节装置和经典控制理论为基础用机械自动化部分地代替人力劳动，完成单变量系统的自动化到如今的以现代控制理论和数字电子计算机技术与依托数字计算机技术代替人的部分脑力劳动，实现了对于复杂非线性工程或非工程系统的最优控制和综合管理，促成了人、机、系统的有机融合，逐渐使工业生产朝着自动化、智能化、柔性化的方向发展，并在众多的产业领域实现了应用。

2　数字技术

数字技术是借助信息技术和电子计算机技术而发展起来的科学技术。数字技术将一切与处理对象或者是系统有关的特征信息通过一定的设备实现数字化，转变为计算机能够识别和处理的二进制数字在计算机内部实现存贮、编码、压缩、解码、传送、计算、加工、输出等，从而通话终端实现对对象或系统的控制。对象和系统的特征信息可以包含图形图像、文字文本、声音视频等。因此，相比于以往通过实体的机械调节和控制而言，数字技术具有稳定可靠、快速敏捷、灵活精确的特点。

3　数字技术在工业电气自动化中的应用

正是由于数字技术的以上特点，使得工业电气自动化获得了飞跃发展，在工业生产的各个领域（如过程自动化、机械制造自动化等）得到了广泛得应用。

（1）过程自动化

过程自动化首先对生产过程进行抽象化数学建模，完成整体生产流程和各个环节的数字化特征提取，将各个指标和参数数字化，编制生产过程控制程序和方法，通过传感检测仪器、控制计算机、调节执行工具，借助前馈控制、反馈控制和最优化管理等控制方法，实现对整个生产流程的数字化控制。过程自动化广泛应用于原油提炼化工等工业生产过程中的流体处理自动化过程。

（2）机械制造自动化

机械制造自动化是处理离散工件的有效方法，它恰当地融合了自动控制、电气化和机械设计生产的特点。基于数字化的参数化三维工业设计软件可以实现产品的虚拟设计，在产品投入生产制造的前期设计阶段，可以在计算机中实现产品的虚拟设计和物理性态分析，并且可以将产品的设计参数输入到后续的产品制造过程设计软件中，实现工业产品设计制造生产整个流程的一体化。此外，以数字技术为基础的数控机床、数控加工、工业机器人和数字化辅助设计制造使得生产可以实现柔性制造，进而使可以实现集成制造系统能够的自动化。

4　工业电气自动化中的数字全集成化创新

随着工业电气自动化对于数字技术的要求原来越高，数字化也必将朝着更加复杂的非线性工程系统和更高级的智能控制方向发展，在深度范围上遍及微型产品的自控设计生产到工业系统的自动化，在广度触及到到工业生产的各个领域，最终实现全集成自动化。

全集成自动化都是实现完全符合各种具体需要的自动化解决方案的唯一基础，可以为在整个工厂内实现统一、高效的自动化在机器或工厂的整个生命周期（从最初的规划阶段、到安装和调试、操作和维护，一直到扩展和现代化）内提供了大量的优势.借助全集成自动化，可以实施特殊定制的、具有卓越集成性能的解决方案。

①由于全集成自动化在一个整体的体系范围内采用相同的通信标准，对接口的要求低，便于安装调试。②集成信息的交流在系统中的通信透明度高，对于市场信息变更的响应灵活迅速，且能够及时才去有效的应对措施。③由于数字全集成自动化的应用，系统对于错误源的检测就会更加迅速准确，提高了系统的维护性能。

5　结语

数字技术作为工业电气自动化中的最重要技术创新领域和最主要的发展驱动力，在得到广泛应用和极大促进工业发展的同时，在不久的将来必须将实现高度数字集成化的自动化控制方面发展。

[1]程晓佳.数字技术在工业自动化中的发展[M].自动化工程，2012（10）：65～68.

[2]李向磊.数字控制技术的应用与创新[M].数字控制，2015（04）：64～58.

[3]程华明.数字技术与自动化工程[M].自动化工程，2013（11）：47～52.

TM769

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1673-0038（2015）27-0130-02

2015-6-5