数字化技术现状

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数字化技术现状范文第1篇

关键词：数字技术 广播 音频 应用

中图分类号：TN934.3 文献标识码：A 文章编号：1007-9416(2011)12-0204-02

1、数字广播技术的应用及其效果

目前，广播依旧是我国主要的信息传播工具之一，而其面临来自手机、互联网等方面的压力又使其必须利用数字广播技术的优势建立新的广播平台，运用多种手段推进数字广播技术的应用。世界范围来分析，目前发展比较成熟的数字广播主要有数字音频广播、数字调幅广播、数字多媒体广播、数字卫星广播等。

(1)数字音频广播与现有的广播相比较，其优点可以归纳如下：能够提供CD级别的音质；抗感染能力强，不论是固定还是移动设备都能够清晰的接听；接听者操作简便；传送声音节目的同时还能够附加音乐、语言等信息；减少电磁污染。

(2)数字调幅广播正以最快的速度在全球范围内快速发展，越来越多的广播网络、广播电台实施数字调幅广播战略。相比模拟调幅广播，其优点表现为以下：节约能源，降低电磁污染；抗干扰能力强，传输可靠性增强；不许重新规划频率，并且能够比较容易的从模拟调幅转型为数字调幅；更加适用于移动设备的收听。

(3)数字多媒体广播是在数字音频广播的基础之上发展来的，它能够同时传送活动图像、数据业务等，在功能上实现了提升。也使广播的受众群体得到了推广，不论是户外活动者，公交、火车使用者等移动群体还是电视用户等传统群体都是多媒体数字广播的收听用户，极大的发展了广播的用途和覆盖范围。

(4)数字卫星广播主要由亚洲、非洲、美洲上空的三颗地球同步卫星、数字接收机、广播上行站和地面控制机组成，面向全世界120个国家进行广播，给广播乃至整个信息传播行业带来了革命性的改变。其优点首先是覆盖面积大，能够覆盖全球任何一个角落，其次是运营费用较低，经济效益最大。

2、数字技术的发展状况

2.1 数字音频技术

数字音频广播技术起源于德国，在数字音频广播系统标准（147-DAB）的基础上发展而来，即以数字技术作为基础，运用先进的音频数字编码、数字调制、数据数字压缩等技术，将广播信号进行传播，听众用数字音频传播接收装置进行收听广播。1988年欧洲首次实施147-DAB标准，1994年国际电信联盟将其确认为国际标准。目前，该广播的覆盖率已经达到较高水平，全球已有3.3亿数字音频广播的听众。我国于1996年在广东等地进行数字音频广播试播，2000年北京天津等地也开始试播，目前正进入市场培育阶段。

2.2 数字调幅广播技术

调幅广播起源于20世纪20年代，是发展历史最悠久的广播技术，全球范围内具有统一标准。德国最早开始数字调幅广播的试验，法国一家公司随后斥巨资致力于数字调幅广播技术的研究。1994年电联建议建立一个全球的组织来评估不同的数字调幅方案，最终，世界数字广播集团（DRM）于1998年在中国广州宣告成立。如今，全球已经有50多家电台定期播出DRM制式的节目，约有数千座调幅广播发射台，20亿部接收设备，其发展速度尤为惊人。

2.3 数字多媒体广播技术

多媒体数字广播（DMB）是在数字音频广播的基础之上发展来的。我国广东于1993年完成了由DAB到DMB数字技术的过渡，随后又在珠江三角洲进行了DMB试播，并取得成功。2003年，佛山公交车上成功安装我国首台数字多媒体广播设备，乘客能够在行车中收听高质量的声音广播和视频新闻广播。目前，DMB系统已经开始着手商业化运营，在不久的将来，人们就会在地铁、火车等常用交通工具中收听到数字多媒体广播。

2.4 数字卫星声音广播

数字卫星声音广播目前有三种方式：一种是147-DAB，采用和地面DAB一样的信道编码技术，因为147-DAB在设计时允许地面广播和卫星广播两种方式；第二种是美国世广公司推出的卫星数字声音DSB广播系统，这套系统在亚洲、非洲、美洲上空各发射了一枚地球同步卫星，加上地面控制运营机、数字接收机、广播上行站组成了该系统。第三种是美国、日本等国为汽车用户提供服务的数字卫星广播系统，美国XM公司于2001年发射的XM数字音频广播卫星，能够提供多达100多个的新闻、体育、娱乐方面的节目，主要针对美国及日本本国内的需求。

3、数字广播技术的发展前景

随着全球信息化和数字化技术的快速发展，广播和电视正经历一场数字化变革，数字广播经过16年的持续发展。从90年代的147-DAB标准的提出到近些年渐渐出现的新技术，数字化广播已是全球广播发展的必经之路。目前我国广播广告保持平均每年19%的增速，但与其他行业比较还是有很大的差距的，2003年数据显示我国广播广告收入占所有媒体广告收入的3.8%，而在美国其比例为8%，法国为16%，可知我国的广播行业仍有很大的发展空间。

根据我国广播行业的现状，结合我国市场需求状况，我国应该将高保真音乐广播、短信息广播和联播合作广播作为主要的发展项目。

(1)音乐节目是广播接听者中最受喜爱的节目，是人们收听广播节目的初衷，也是广播节目中创收利润最多的，所以广播数字化过程必然不能忘却这一重点。随着人们生活质量的提升，原先的音质已经不能满足人们的需求，人们对音质的要求越来越高，高保真音乐犹如CD般的效果受到人们的青睐。现代高级轿车的设计中都把数字化广播作为标准配置，数字化广播已经成为高品质生活的一种象征，越来越多的高端人士追求这种享受。高保真音乐不仅能够提供高品质的音乐，还能够同时看歌词、歌曲信息，或者直接购买该歌曲。这样一来，高保真音乐广播的收入就不止广告收入了，还包括与其合作的音乐销售商。简单易操作、完美的视听享受、是人们追求的视听模式和消费模式，高保真音乐广播能够满足这个市场需求，适应了发展要求，提高人们高品质生活的同时，扩大的数字化广播的影响范围并延长收听者的停留时间。高保真音乐广播具有很大市场潜力，在日益激烈的广播节目竞争中具有很强的竞争力，值得推广发展。

(2)短信息广播与声音广播不同，利用新开通的广播频率，传送简短文字信息，具有传播速度快，范围广等优点，并且价格比较低。目前市场上，一点对多点的短信息广播需求十分广泛，种类众多。紧急公告、公益广播、服务信息广播及交通信息广播就需要及时，迅速地达到收听者，而如果用传统的广播系统，该信息就需要在网络中排队，然后一条条的发送到收听者，时效性就难以保证，并且成本不好控制。同样地工作交给短信息广播则可以很好的解决，只需一秒钟信息就能到达收听者，而且成本极小。针对不同的广播需求，建立不同的信息广播服务系统，提供专业的服务。不久的将来，人们直接通过短信息广播就能够收听最新的政府公告、灾害预警、招聘信息、商店优惠信息甚至是微博、互联网消息。短信息广播是最具有市场前景的发展方向，拥有巨大的市场发展空间只需要开通很小的一部分的广播通道就能满足人们的日常需求。

(3)联播合作是在数字化改造之后，新增加的频率与原先广播频率采取频率租用、频率交换和联合广播然后按比例分成等合作。这种合作方式可以将同一节目在不同的频率进行广播，在不增加成本的前提下扩大了节目的受众群体，增加了收听人群，如此一来，广告收入自然就会提升。利益驱动下，广播电台会增加联播合作以获得更大的利润，也会促使数字化广播技术得到有效的发展。

4、我国应该采取哪些措施发展数字化广播技术

我国正处于数字化广播技术发展的初始阶段，在技术方面较落后于发达国家，但我国建设更好数字化广播的决心是很大的，国家出台的相关政策和规划也将发展数字化广播技术列入其中。首先，我国应该建立积极地规划管理机构，为业界发展数字化广播技术提供一个良好的环境；进行宣传活动让更多的人了解该技术，利用多种方式开拓人们对广播的习惯；降低数字广播设备的价格，使其真正能够运营与市场；充分利用老年人这一接听广播最多的群体，发掘他们的需求，提供更适合国人的广播节目。

5、结语

数字化广播技术自其提出到现在仅仅十几年的时间，发展的速度十分迅速，但要实现数字广播技术的全面应用还需要作很多的工作，是一项具有挑战性的任务。广播工作者要根据具体情况制定合适的发展战略规划，充分利用其优势结合市场，使数字技术在广播领域中的应用更加广泛和深入。可以预想，数字化是未来发展的趋势，广播行业同样如此，不仅的将来也许就会实现。

参考文献

[1]张惠敏.数字电子技术.化学工业出版社,2009.

[2]陶国彬.赵玉峰.数字电子技术.科学出版社,2008.

[3]车晴.数字卫星广播与微波技术.中国广播电视出版社,2003.

数字化技术现状范文第2篇

1 党校图书馆数字化建设现状

1.1 缺乏足够的资金投入

党校图书馆的数字化建设是一项大工程，它离不开先进的设备、电子资源以及软件的支持，但是这三种要素都是需要较大的资金支持的，而党校对图书馆的资金投入只是用来图书的采购，并没有其他多余的资金进行数字化建设，导致图书馆在数字化建设的过程中缺乏资金的支持，导致数字化建设难以继续。

1.2 图书馆缺乏高素质的专业管理人员

党校图书馆的数字化建设离不开计算机的操作和软件的应用，但是目前大部分的图书馆管理人员对于信息技术和计算机的应用缺乏专业的知识作为支撑，无法熟练的操作计算机和应用软件，直接影响了图书馆的数字化建设进程。

1.3 自动化水平有待提高

一个党校对于图书馆数字化水平发展的衡量标准就是其自动化水平，当前我国很大一部分党校在实施自动化管理之前，只是盲目地购进一些高科技的硬件设施，却没有根据自身的实际情况来进行选择，导致硬件设施无法进行合理的利用，只是用来做一些检索查询、分类以及图片制作的工作，造成了资源的浪费，远远无法满足图书馆数字化建设的进程。

1.4 缺乏应有的数字化信息

对于党校图书馆来说，数字化的信息就是经过数字化之后的图书和文献资料，开发数字化的信息资源，加强对数字化信息资源的存储和利用是党校图书馆数字化建设中的重中之重，将图书馆内的各种图书和文献资料转化成数字的形式进行存储，能够在很大程度上方便读者的查阅以及使用，但是目前我国的图书馆数字化建设仍然处于初级阶段，在各种因素的影响下无法将所有的文献转化成数字化的形式，造成了读者在进行查阅时资料的不全面。

2 党校图书馆数字化建设的发展策略

2.1 提高认识，加大资金投入

图书馆的数字化建设是一项耗时较长的工程，期间需要有足够的资金支持才能够真正实现图书馆的数字化建设，确保党校其他各项资金比例合理的前提下，保证图书馆数字化建设的资金投入，为其他各项事业提供便利的信息资源的同时，与党校事业的的发展并驾齐驱。

2.2 加强高素质专业人才培养

党校图书馆的数字化建设离不开高素质的专业人才这一关键因素，高素质的专业人才是图书馆数字化建设得以进行的核心力量，因此，图书馆要从以下两个方面着手大力加强对图书馆管理人员的建设：第一，对能够熟练应用信息技术的人才大力引进。数字化建设离不开信息技术和网络技术等各种高科技的因素，而图书馆现有的管理人员普遍缺乏这方面的专业知识，所以，党校图书馆要对人力资源建设的方向加以调整，注重引进一些有信息技术专业知识的高素质人才，并建立合理的激励机制，防止人才的流失；第二，加强对馆内人员的专业知识培养。图书馆应该大力鼓励馆内人员进行自我升级，定期组织工作人员进行专业知识的培训，以及各种知识的涉猎，让馆内人员不断更新现有知识，还能掌握更多的其他方面的知识，努力向全方面的人才发展，培养创新精神，提升图书馆整体的业务水平和创新能力。

2.3 提高图书馆设施自动化水平

只有实现图书馆的自动化，才能够为图书馆的数字化建设提供更加便利的条件。加大投入力度，购置新型的通信设备，如计算机和服务器等，建立起自动化的图书馆集成系统，形成从图书采购、分类到查询借阅的一系列自动化系统，节省读者查找的实践，还能为图书馆节约人力资源。

3 党校图书馆数字化建设的发展前景

3.1 逐渐由重视基础性资源的建设转变为基础性与特色性资源并重的建设

基础性资源对于每个图书馆来说是都是一项最为基本的信息资源，为了能够增加数字化图书馆的基础资源，各图书馆在有限的人力、物力和财力的条件下，选择了从外购买数据库的方式来丰富馆内的虚拟资源，经过很长一段时间的发展，大部分党校图书馆馆内的基础性资源已逐渐成熟，为数字化的图书馆发展打下了十分良好的基础，但是，目前是网络化的时代，各种网络图书馆丰富人们的眼球，使得图书馆的发展面临巨大的挑战，数字化图书馆只有建设属于自己的具有特色的资源，才能提高数字化图书馆的综合实力。因此，随着数字化图书馆的不断发展与进步，今后图书馆会在继续巩固馆内基础性资源的同时，加强对特色性资源的建设工作，以满足读者的不同需求。

3.2 逐渐由重视资源建设转变为资源建设与资源组织同时进行

图书馆在进行资源建设的同时，还要注重对资源的组织工作，只有加强图书馆的资源组织能力才能够为读者提供一个方便快捷的获取信息的环境。尤其对于数字图书馆来说，数字资源类型的多样化，信息资源的丰富以及格式的复杂性，都要求图书馆加强对数字资源的组织工作，如果不能够进行科学合理的组织，数字图书馆的各种资源就会显得分散杂乱，在进行资源的查阅时，无从下手，造成有资源却不能用的状况。所以党校图书馆的数字化建设下一步的重要任务就是在保证图书馆信息资源建设不断发展的同时，加强对信息资源的组织工作，将收集到的零散的资源进行分类整合，形成一个系统的信息资源库，按照读者的需求和信息资源的类别进行组织归档，让读者进行查阅时能够在第一时间找到自己所需要的所有相关的资料，切实从读者的角度出发，建设从信息资源到信息资源结构都科学合理的数字化图书馆。

3.3 根据馆藏特色和读者需要，发展具有针对性的专题数据库

党校图书馆主要的服务对象是党员干部，为此图书馆可以适当引进一些具有针对性的文献资料，专门针对党员干部的需求提供专题性的数据库，和专门的搜索引擎，方便党员干部的查阅。

数字化技术现状范文第3篇

关键词：变电站；自动化；发展

中图分类号：TP29 文献标识码：B 文章编号：1009-9166（2010）026(C)-0094-02

近几年来，随着微电子技术、计算机技术和通信技术的发展，变电站自动化技术也得到了迅速发展。随着我国电力工业和电力系统的发展，对变电站的安全、经济运行要求愈来愈高，实现变电站自动化，可提高电网安全、经济运行水平，减少基建投资，并为推广变电站无人值班提供了手段。随着电网复杂程度的增加，各级调度中心要求更多的信息，以便及时掌握电网和变电站的运行情况。为提高变电站的可控性，要求采用更多的远方集中控制、集中操作和反事故措施等。利用现代计算机技术、通信技术等，提供先进的技术装备，可改变传统二次设备模式，实现信息共享，简化系统，减少电缆，减少占地面积，对变电站进行全面的技术改造。

一、早期的变电站远动技术

早期远动设备由3部分组成：（1）被控站远动设备，即厂站远动设备（RTU）。它包括远动主设备、调制解调器和过程设备3部分。过程设备包括信息输入设备（如变送器等）、信息输出设备（如执行盘等）以及调节器。过程设备面向电力生产过程，它把强电特性的信息转换为电子技术能处理的小信号，或相反。变电站的各种告警、状态和位置信号经过光电隔离转换之后送入主设备，测量量来自电压和电流互感器，经变送器转换为直流电压或电流信号后送A/D转换，再经主设备的组合逻辑和时序逻辑电路处理之后，按一定的通信协议发往控制站。如果有遥控或遥调命令，则由控制站发出，被控站接收后输出给执行盘、调节器，以控制电力生产过程。（2）控制站远动设备，包括远动主设备、调制解调器以及人机设备3部分。人机设备有模拟屏、数字显示设备、打印机、记录仪表及控制操作台等。控制站远动设备又称主站。它接收被控站送来的遥测、遥信信息，经处理后反映到模拟屏、数字显示设备、打印机及记录仪表上，让调度员通过操作控制台发出命令，送往被控站，进行遥控、遥调操作。（3）远动通道，包括控制站和被控站的调制解调器（Modem）和传输线路。远动通道又称数据电路，通常通过远程通信系统来实现。

二、变电站自动化的基本概念

变电站自动化是利用先进的计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对变电站的主要设备和输、配电线路的自动监视、测量、自动控制和微机保护，以及与调度通信等综合性的自动化功能。变电站自动化系统可以采集到比较齐全的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，可方便地监视和控制变电站内各种设备的运行和操作。

变电站实现自动化的优越性主要有以下几个方面：（1）提高供电质量，提高电压合格率。由于在变电站自动化系统中含有电压、无功自动控制功能，故对于具备有载调压变压器和无功补偿电容器的变电站，可以大大提高电压合格率，保障电力系统主要设备和各种电器设备的安全，使无功潮流合理，降低网损。（2）提高变电站安全、可靠运行水平。微机保护装置和微机自动装置固有故障自诊断功能，使采用变电站自动化系统的变电站一、二次设备的可靠性大大提高。（3）提高了电力系统的运行、管理水平。变电站实现自动化后，监视、测量、记录、抄表等工作都由计算机自动进行，既提高了测量精度，又避免了人为的主管干预。变电站自动化系统具有和上级调动通信功能，可将检测到的数据及时送往调度中心，是调度员能及时掌握各变电站的运行情况，也能对他进行必要的调节和控制，具各种操作都有事件顺序记录可供查阅，大大提高了运行管理水平。（4）缩小变电站占地面积，降低造价，减少总投资。变电站自动化系统，由于采用家算计和通信技术，可以实现资源共享，同时由于硬件电路多数采用大规模集成电路，结构紧凑、体积小、功能强，与常规的二次设备相比，可以大大缩小变电站的占地面积，减少总投资。（5）减少维护工作量，减少值班员劳动，实现减人增效。由于变电站自动化系统中，各自子系统有故障自诊断功能，系统内部有故障时能自检出故障部位，缩短了维修时间。微机保护盒自动装置的定值又可在线读出检查，可节约定期核对定值的时间，而监控系统的抄表、记录自动化，是值班人员不必定时抄表、记录，可时间少人值班，如果配置了与上级调度的通信功能，能实现遥测、遥信、遥控、遥调，则可完全实现无人值班，达到减人增效的目的。

三、变电站自动化系统的发展阶段

（1）国外变电站自动化的发展概况

国外变电站自动化的研究工作始于70年代。根据1981年5月在英国召开的第6届国际供电会议资料报道，英国、意大利、法国、西德、澳大利亚等国，于70年代末，新装的远动装置都是微计算机型的，个别有用16位小型计算机的。布线逻辑的远动装置已开始淘汰。当时仅英国南威尔士电网还在使用（该地区当时也已计划用微机远动装置代替），同时，第6届国际供电会议的有关文章资料还指出，监控系统的功能有扩大的趋势，供电网的监控功能正以综合自动化为目标迅速发展，除三遥外，一般还有：①寻找并处理单相接地故障；②作为保护拒动或断路器拒动的补充保护；③负荷管理；④成组数据记录，其中包括负荷曲线、最大需量、运行数据、事故及事件顺序记录等；⑤自动重合闸及继电保护。这些资料报导，证明了国际上随着微计算机技术的发展，变电站综合自动化的研究工作已于70年代中、后期开始。

（2）我国变电站综合自动化的发展过程

我国变电站综合自动化的研究工作开始于80年代中期。1987年，清华大学电机工程系研制成功第一个符合国情的变电站综合自动化系统，在山东威海望岛变电站成功地投入运行。该系统主要由3台微机及其接口电路组成。望岛变电站是一个35kV的城市变电站，具有两回35kV进线，两回35kV出线，两台主变压器，8回10kV馈电线路和两组无功补偿电容器。该变电站的综合自动化系统主要由三台微机组成，分成三个子系统，担负了变电站安全监控、微机保护、电压无功控制、中央信号等全部任务。变电站综合自动化系统的研究和生产工作之所以会引起这么多的科技工作者和生产厂家的注意，其根本原因在于变电站实现综合自动化，能够全面提高变电站的技术水平，提高运行的可靠性和管理水平。近几年来，大规模集成电路技术和通信技术的迅猛发展，给变电站综合自动化技术水平的提高，注入了新的活力。变电站综合自动化将成为今后新建变电站的主导技术。

四、继电保护技术的发展概况

电力系统继电保护技术是随着电力系统的发展而不断发展的，由简单到复杂。最早的保护是熔断器，随着发电设备容量和供电范围的扩大，在许多情况下，单纯用熔断器不能满足选择性和灵敏性的要求，因此，开始采用直接动作式的电磁型继电器，并利用它构成过电流保护。直接动作式过电流保护最初是与柱上油断路器装在一起的。随着供电容量的增加、供电范围的扩大和电压的提高，直接动作式过电流保护的灵敏性和可靠性都不再能满足要求，于是在1901年出现感应型电流继电器构成的过电流保护，1908年又提出了电流差动保护。随着电力系统的进一步发展和对用户供电可靠性的提高，出现了各发电厂之间的并列运行和双回路线路供电，也出现了环形电力网。此时，电流保护已不能满足要求，于是相继出现了方向过电流保护、距离保护、高频保护。为了提高保护的灵敏性，广泛采用了零序电流、电压滤过器，负序电流、电压滤过器和非线性元件组成的保护，并与电力系统自动装置（自动重合闸等）配合使用，提高了它的实用效果。我国建国初期，电磁型、感应型继电器大批量生产，其组成的保护装置主要用于中小型机组和高低压电力网。

继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的。电力系统的发展，使得系统容量不断增加，电压等级越来越高，系统接线及运行方式越来越复杂。为满足电力系统对继电保护提出的4个基本要求，继电保护也由简单的过电流保护开始，相继出现了方向性电流保护、低电压保护、距离保护、差动保护、高频保护、微波保护、行波保护等。电力系统继电保护技术的发展，不仅与电力系统的发展密切相关，而且还与电子通信、计算机、信息科学等新技术、新学科的发展有着密切的关系。20世纪60年代，随着大机组和超高压电力系统的出现，晶体管型和整流型继电器也从研制转入批量生产。

五、变电站综合自动化发展趋势

变电站综合自动化技术发展特点大致包含以下几个方面：（1）智能电子装置的兴起及其在变电站自动化领域的应用；（2）现场总线和工业以太网提升了变电站自动化应用的水平；（3）数字化视频图像监视技术逐渐成为变电站自动化系统的一个重要组成部分；（4）电气设备状态监测与故障诊断技术成为变电站自动化技术的新领域；（5）光电传感器的应用将给变电站自动化技术带来新的变革；（6）电能质量的在线监测将丰富变电站自动化技术的内涵。变电站综合自动化技术的发展趋势是向计算机化、网络化、智能化、保护、控制、测量和数据通信一体化方向发展。具体如下。（1）随着数字化电流、电压互感器的使用，互感器能直接送出数字采集量，间隔层的模拟转换功能将在过程层完成，越来越多的间隔层功能会下放到过程层完成。（2）随着电子嵌入式设计技术发展，利用嵌入式软、硬件，设计者可以在单元装置单片机上实现以太网技术。以太网速率高，开放性强，易于和PC机、工作站、广域网连接，能更好满足变电站自动化要求。（3）在保留电量采集系统基础上，可以发挥多功能电子式电能表的功能，将P、Q、U、，测量由监控／保护单元中转移到电能表上，能较好地解决一体化单元中的一些难题，避免不必要的冗余。（4）新型面向对象的数据库结构形式，使数据库和设备之间建立了相互对应关系，提高了程序模块化和灵活性。（5）和调度中心（集控中心）之间的网络通信方式，借用现代信息通信最新技术使传统远动通信有本质变化。（6）变电站远程图像监视系统的应用和变电自动化协调互补进一步提高电网安全经济运行水平。（7）微机、电子技术的发展，变电站自动化设备更加趋向小型化，多功能、高稳定性方向发展，而各专业和各分支系统的融合渗透（加五防、消防保安、谐波系统等）进一步使变电站自动化简捷、高效、经济。

作者单位：中广核中电风力发电有限公司内蒙古分公司

参考文献：

[1]盛和乐.对220―500kV变电所综合自动化的探讨.变电站综合自动化技术研讨会,南京,1995.

[2]杨凯.变电站自动化系统未来的发展方向.电力系统通信,2007,28(12):1―5.

数字化技术现状范文第4篇

【关键词】工程机械；自动化；发展趋势

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：

1．前言

机械制造行业因为机械自动化技术的广泛应用发生了极大的变革，制造方式发生了翻天覆地的变化。所谓机械自动化技术就是指在机械制造业中应用自动化技术，实现加工对象的连续自动生产，实现优化有效的自动生产过程，加快生产投入物的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展，是机械制造业技术改造、技术进步的主要手段和技术发展的主要方向。利用电子集成技术、计算机技术实现人机一体化的计算机集成制造系统，实现对加工对象的连续性生产，以完成有效的自动生产过程，从而快速完成大批量离散工件的生产过程及物资转换速度。机械自动化的技术水准，不仅影响整个机械制造业的发展，而且对国民经济的相关部门的技术进步有着极大的影响。因此，发展我国的机械制造业自动化技术，符合我国社会主义发展的基本原则和现代生产的发展规律。

2．我国机械自动化技术的概况

近年来，世界各国的机械自动化生产大多处于操作阶段的自动化，我国机械制造技术水平与发达国家相比还非常低，落后于发达国家大约20年。国内外的工业发展史告诉我们，实现机械自动化是一个由低级到高级、由简单到复杂、由不完善到完善的发展过程。当机器的操作采用自动控制器后，生产方式才从机械化逐步过渡到机械控制(传统)自动化、数字控制自动化、计算机控制自动化。只有建立了自动化工厂后，生产过程才能全盘自动化，才能使生产率全面提高，达到自动化的高级理想阶段。早期的机械制造自动化是采用机械或电气部件的单机自动化或是简单的自动生产线。20世纪60年代以后，由于电子计算机的应用，出现了数控机床、加工中心、机器人、计算机辅助设计、计算机辅助制造、自动化仓库等。研制出适应多品种、小批量生产型式的柔性制造系统（FMS）。以柔性制造系统为基础的自动化车间，加上信息管理、生产管理自动化，出现了采用计算机集成制造系统（CIMS）的工厂自动化。我国的自动化技术依然处于操作的初级阶段，加工中心无论是数量还是利用率都很低。可编程控制器的使用并不普及,工业机器人的应用还很有限。在自动化技术上,我国的数控机床、计算机集成制造系统、柔性制造系统等,尚未实现柔性自动化、知识集成化、智能化,我们只处在单机自动化、刚性自动化的阶段。我国产业结构层次低，目前我国机械制造企业发展很不平衡，并且有很多都达不到现代水准的产业，企业技术落后严重，主要以手工劳动为主，所以说，我国能自行发展机械自动化的企业几乎是没有。

3．我国机械自动化技术的发展

从世界工业发展的历史过程中来看，工程机械制造产业实现自动化是一个渐进的过程，从简单逐步发展到复杂、从低端逐步发展到高端、从漏洞百出到逐步完善的过程。只有当机械的操作过程实施自动控制之后，机械制造的生产方式才彻底的由机械化逐步转变为机械自动化、电脑自动控制化以及数字化。然而，在实现工程机械自动化技术的过程中，也并非一帆风顺。其必须承受的风险也非常大的，发展机械自动化技术应注重其经济性、实用性、配套性。

3.1、发展投资少、见效快的低成本自动化技术

企业引进机械自动化技术应注重经济性，发展低成本自动化技术，潜力大，前景广，投资少，见效快，提高自动化程度，可以收到事半功倍的经济效果，适合我国现阶段的发展需要和国情。在引进机械自动化技术的同时，应该满足企业生产实际的需要来，不能一味追求机械自动化程度高，企业实际生产并不需要，脱离企业生产实际，反而无法利用机械自动化技术促进企业的快速发展。企业在购买机械自动化设备的时候，首先要考虑企业的经济承受能力，结合企业的实际生产需要，确保应用机械自动化技术为企业带来经济效益。

虽然发达国家机械自动化技术已经朝着集成化、智能化方向有了一定程度的发展，但是我国的自动化技术仍然处于初级阶段，企业在引进自动化技术的时候，要注重经济性。将企业现有的设备充分利用起来，利用自动化技术对其进行合理改造，如对传统的机床设备安装数控设备，使其能够以较低的成本继续发挥作用，在原有设备改造的基础之上不断的熟悉自动化的技术，最终实现完全的机械自动化。

3.2、结合生产实际发展机械自动化技术

发展机械自动化技术，在确保企业经济效益的同时，要注重实用性。通过优先发展实用性强、适合我国企业实际需要的自动化技术，发展生产工艺成熟的大批量生产的自动化技术，为我国的自动化技术打下坚实的基础。我国企业生产的特点是品种单一、结构稳定、产量很大，属于大批量生产，有利于连续流水作业和应用机械自动化技术。而在大批量的铸造、锻造、冲压、焊接、热处理和装配等生产中，采用刚性自动化(自动单机或自动线)则是合理可行，能取得较好的经济效益：对于品种稍多的成批生产，应采用由快速重新调整的设备组成成组工段或流水线、可更换主轴箱组合机床自动线、短自动线和复合制造单元，实现成组自动化；单件小批量生产，应从推广成组技术入手，适当发展采用数控机床或加工中心。例如，大量相同产品进行连续性流水作业的加工中，以自动机床、半自动机床、组合机床等作为自动化设备，品种多的批量生产中，采用可通过更换复合制造单元等部件进行快速调整的自动化设备组成流水线，实现成组自动化。

在对国外的技术进行引进时，要合理研究吸收技术的精髓之处，了解其理论基础，并从我国实际情况出发，创造出适合我国发展的机械自动化理论，并将理论推向实际，在不断的学习和发展中，实现我国机械自动化技术的全面应用，达到生产过程的全盘自动化的目标。因此应该根据实际的情况，有效发展投资小、见效快的自动化技术，以实用为主要的原则，通过自动化技术能够有效的推动企业的发展，确保企业的经济效益。

3.3、注重配套发展机械自动化技术

发展机械自动化技术注重配套性，不能单纯发展机械自动化技术，还应配套发展微电子技术和计算机与信息处理技术。主机要发展，自动化元件及控制系统等配套设备也要发展。为机械自动化技术提供支持的可编程控制器、控制系统及系统软件等更要优先加快发展。性能优良、自动化水准高的机电产品成为推动机械自动化技术发展的关键。发展微电子技术和自动控制理论，为机械自动化技术加强机械制造系统的自动控制、自动检测以及伺服系统的跟踪操作；发展计算机与信息处理技术，为机械自动化技术提供信息的交换与处理、存取、运算、判断和决策等提供技术保障。

4．结束语

综上所述，我国机械制造业发展应用自动化技术，不但要起点高，瞄准世界先进水准，包括国际领域内已展露锋芒的某些新技术。本文主要分析了我国工程机械领域的自动化技术的发展现状，自动化技术与生产实践相结合的重要性，并对我国在工程机械领域发展低成本自动化技术对国民经济的发展起到推动作用等方面进行了简单的分析与探讨。随着科学技术的飞速发展和社会的不断进步，先进的生产模式对机械自动化技术提出了多种要求。因此，合理发展机械自动化技术是我国当下机械制造行业发展的必然趋势，机械自动化的发展成为我们前进的方向，要扎扎实实地抓好自动化技术应用项目的基础工作和推广应用工作。加快我国机械制造行业的发展速度，提高我国机械制造行业的国际竞争力。

参考文献

[1]李涛.试论我国机械自动化技术应用与发展[J].才智，2008(20).

[2]刘树忠，李艳梅 . 工程机械自动化的发展技术浅析 [J]. 民营科技2010，4.

数字化技术现状范文第5篇

关键词：工业控制自动化 技术现状 发展趋势

伴随着工业化进程的不断加快和信息技术时代的来临，我国逐渐走上了工业控制自动化的发展道路。对于如何走好这条工业控制自动化之路，如何提高工业控制自动化水平成为了人们广泛关注的焦点。工业控制自动化发展趋势的多元化也对我国的科学技术水平提出了更高的要求，需要多种技术联合共同推进工业控制自动化的进程。本文将通过对工业控制自动化技术的简要概述，对工业控制自动化技术的发展趋势做出了详细的介绍。

一、工业控制自动化技术概述

所谓工业控制自动化技术，就是一种综合运用了自动控制理论，计算机控制技术，仪器仪表以及其他信息控制技术实现对工业生产的自动化控制的技术。它可以不断提高工业生产的产量，提高生产效率，降低生产消耗，实现安全化、自动化、规模化生产，从而达到增加企业竞争力，实现利益最大化的目的。它主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分，是现代制造领域中最重要的技术之一 。企业要想实现“五个正确”，即在正确的时间，将正确的信息以正确的方式传给正确的人，以便做出正确的决策，就必须加大对自动化生产方式的改造，大力发展工业控制自动化技术。

工业控制系统产品主要包括可编程序控制器（PLC）、分布式控制系统（DCS）、现场总线控制系统（FCS）、工业PC机以及其他数控系统和仪器仪表等，其中PLC是工业生产自动化的三大支柱之一，具有很好的应用前景，但国内PLC产品仍以国外产品为主，并以Siemens、Modicon、A-B、OMRON、三菱、GE的产品为主。工业控制自动化从下往上主要包含三个层次，依次是基础自动化、过程自动化和管理自动化，其核心是基础自动化和过程自动化。目前绝大多数的自动化控制系统都被PLC和DCS所垄断，其中一些过程自动化和管理自动化部分多通过进口的过程计算机或小型机组成。

二、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流

基于传统的自动化控制系统，其基础自动化部分基本被PLC和DCS所垄断，后来形成了PLC、DCS与IPC三足鼎立之势。但是PLC以其能适应工厂环境、工作可靠、通用性与经济性兼顾、体积小、功能强、用途广等特点占领市场比重最大。目前在中国PLC市场占有较大份额的公司有德国西门子公司、日本OMRON公司、莫迪康公司（施奈德）等等，目前美国GE公司、日本FANAC合资的GE-FANAC的90-70机是很引人注目的。据介绍。它具有25个特点。诸如，用软设定代硬设定，结构化编程，多种编程语言，等等。它有914、781/782、771/772、731/732等多种型号。现将国际市场上PLC、DCS与IPC的销售情况对比如表一所示。

20世纪90年代以来，一种以工业PC、I/O装置、监控装置、控制网络组成的PC-based自动化系统的到迅速发展，成为了一种实现低成本工业控制自动化的重要途径。基于PC控制系统的自动化系统基友更易于安装和使用，有高级的诊断的强大功能，而且PC控制系统维护成本低，受到了中小型企业的青睐，因此它的迅速推广也给PLC形成了巨大的的冲击。PC-based具有强大的运算能力和开放标准的系统平台和PCI接口，精美且低成本的显示技术和组网能力 正在一步一步的占领更多的国内国际市场，尽管高系统的可靠性略差，程序的循环周期比PLC较慢，但是工业PC为基础的低成本工业控制自动化势必将成为主流。

三、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展

上个世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30～40%，PLC在国内外已广泛应用于机械、冶金、石油、化工、轻工、纺织、电力、电子、食品、 交通等行业，在工业自动化中起着举足轻重的作用。在我国西门子的s7-300/400具有完整和全面的产品系列、规范的程序设计结构。使用方便的编程软件、极高的可靠性，使它成为大中型PLC的老大。有市场调查报告称S7-300、400在国内中型PLC的市场占有率为80%。2012年PLC市场规模达到79亿元人民币（含DIO），同比去年下滑9.2%，由于受OEM行业低迷影响首次出现负增长。2013年，PLC的单品价格现在只有去年的1/4-1/3，随着自动化产业热潮不断升温，2013年预计市场规模将达到90亿元。2009-2015年中国大陆PLC市场的增长趋势如下图所示。

当前，在工业自动化市场发展极为良好的情况下，PLC技术呈微型化、网络化、PC化和开放性方向发展。

微型化：原有的PLC具有体积大而且价格昂贵的缺点，近年来PLC开始由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。很多有名的PLC厂家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的PLC。三菱的FXOS14点（8个24VDC输入，6个继电器输出），其尺寸仅为58mm×89mm，仅大于信用卡几个毫米。

网络化：Ethernet技术的扩展是过程控制领域最大的发展趋势之一，PLC也开始开始提供Ethernet接口，开始向网络化方向发展。

PC化：随着软PLC（Soft PLC）控制组态软件的进一步完善和发展，PC-based以其低成本正在逐步提高其控制的市场份额。

开放性：现在开发以PC为基、在WINDOWS平台下，符合IEC1131-3国际标准的新一代开放体系结构的PLC正在规划中。

四、面向测控管一体化设计的DCS系统

DCS是分散控制系统（Distributed Control System）的简称，国内习惯称为集散控制系统。DCS系统是一项综合了计算机（Computer）、通讯（Communication）、显示（CRT）和控制（Control）等，实现分散控制、集中操作、分级管理的自动化控制技术。典型的DCS系统共有三个分级，第一层过程控制级主要是通过PLC或I/O模块实现对现场设备的基本控制；第二层控制管理级是通过监控计算机实现对流程设备的上位机监控；第三层生产管理层是通过计算机、服务器和局域网等实现和监控计算机相连，从而达到随时读取现场信息目的，实现上层的生产管理。DCS和PLC的区别主要如下表二所示。

DCS系统在一些大型工业项目有非常广泛的应用，其中在发电、水泥、化工等领域中的作用明显。当前工业自动化控制与节能理念的推动，DCS市场再次迎来一个较大的市场机遇。2012年DCS系统发展势头强劲，市场营收超过2008年的峰值，但预估2013年销售订单会有所减少。DCS的主要发展趋势：向综合方向发展；向智能化发展；向工业PC化、专业化方向发展。将工业控制网络进一步引入DCS，将其完全网络化 ，是DCS系统的主要发展目标之一。

DCS主要生产厂家集中在美、日、德等国。如美国HONEYWELL的TDC3000＼MICROTDC3000，TDC3000X等；FOXBORO的I/AS；WAILEY的NETWORK90、INFI90；日本横河的CENTUM、CS；YEWPACK的MARKII；德国SIEMENS的TELEPERM；ABB公司的MOD300、SIPAOS200等等。目前，我国的小型DCS系统已投入工业生产，大中型系统已在国家大型石化、冶金、电力等行业的百多个工程中推广应用。

五、控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展

随着计算机、通讯技术和控制技术的飞速发展，过程控制系统也逐渐由DCS发展到FCS（Field bus Control System）。现场总线的出现标志着工业控制技术领域又一新时代的开始。现场总线（FCS）系统是一种采用智能化现场控制设备实现开放式、数字化和网络化结构的新型自动化控制系统。大力发展FCS系统可以实现现场仪表、设备实现智能化统一控制，控制更加全面、智能、高效、自动，符合控制系统的技术发展趋势。FCS系统具有很强的抗干扰能力和将强的网络适应性，连接性，而且成本较低，组合安装较为简单方便，是一个极具发展潜力的自动化控制系统。传统控制系统结构与现场总线控制系统结构之间的结构差异如下图一所示。

现在的我国的FCS165现场总线控制系统已经具备了先进的DCS系统的全部功能，是符合国际发展潮流的新一代控制系统，它不仅填补了国内的空白，而且技术更先进，运行更加稳定，质量更加可靠，整体上已经达到国际先进水平。未来FCS系统应该从改善系统实时性，克服本安防爆对总线中节点数和电缆长度的限制，实现可互操作性和信息处理现场化这三个方面进行研究和探讨，努力将FCS系统发展到更高水平。

六、仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展

近年来，我国的仪器仪表技术发展迅猛，已经有了很好地发展基础和发展水平，这也为实现工业控制自动化提供了重要的保障。但是我国的仪器仪表技术较一些发达国家来说还是相对落后的，我国生产的仪器仪表多处于中低档水平，与世界上先进的仪器仪表技术还有很大的差距。目前国际上数字化、智能化、网络化、微型化的产品逐渐成为主流，而我国的高档次的仪器仪表多依赖于进口，一些关键性的仪器仪表生产技术也完全依赖于国外。

最近几年，我国工业安全事故频发，作为在这些领域扮演重要角色的仪器仪表行业更是受到了前所未有的关注，不合格劣质仿制品仪器严重制约了中国仪器仪表市场的发展。仪器仪表技术应朝着数字化、智能化、网络化、微型化、测控设备的PC化的方向发展。有重点的支持部分重要行业仪器自动化控制系统的发展。

七、工业控制软件正向先进控制方向发展

目前我国自动化控制系统市场规模在2013年将会达到1311亿元人民币，整个中国自动化控制系统市场的年复合增长率在12%左右，预计到2015年将增长到3875亿元，市场前景十分可观。在这种情况下工业控制软件也得到了前所未有的发展和应用。工业控制软件是一种伴随着PC技术的发展而产生的应用软件，它是工控软件的一个重要组成部分。工业控制软件可先实现对工业控制系统的自动化和人性化管理，控制软件越先进就会使自动化控制程度越高。未来工业控制软件的发展必然是向先进控制方向发展，在先进控制的基础上将继续向标准化、网络化、智能化和开放性方向发展。

八、结语

近年来，国际上FCS、DCS、PLC、IPC、NC以及各类嵌入式控制装置正处在快速发展之中，而我国的发展速度更位居于世界前列。因此我们要对我国的工业控制自动化技术发展前景充满信心，各方共同努力使我国在工业控制自动化道路上越走越远，越走越宽广。尽管一些技术正在不断交融，不断创新，给工业控制自动化技术的发展带来了前所未有的挑战，但是工业控制自动化技术仍是呈着不断发展的态势，我们应该积极努力，开拓创新，加快工业化、自动化的步伐，实现产业化，不断提高我国的工业生产力，促进我国经济的又好又快发展。

参考文献

[1]刘鑫.我国工业控制自动化技术的现状与发展趋势[J].电气时代，2003，12：46-48+50-52.

[2]石磊.IPC推进工业自动化进程[J].现代制造，2005，14：46-47.