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配电自动化主要包括馈线自动化、变电站自动化、配电管理系统等，其中馈线自动化技术主要通过线路运行状态的检测和控制来实现对线路故障的及时发现和隔离、以及负荷转移和及时恢复供电的功能。变电站自动化借助计算机硬件系统等装置，将自动控制技术与信息处理技术应用于变电站的运行、测量和监控过程中，能够更好地实现变电站数据的采集、计算和处理。通过与继电保护信息的交换和自动控制的协调配合来实现其主要功能，是配电自动化的主要内容。配电管理系统中主要应用计算机技术、信息处理技术、通信技术结合相关设备来完成对配电网的运行进行监视、管理和控制。
配网自动化在电网中的应用，保证了供电质量，提高了供电可靠性，是智能电网建设的重要基础之一，目前我国配网自动化系统的建设才刚刚起步，结合市场需求，我国的配电自动化系统将呈现多样化、集成化和智能化特点，分别适用于不同需求的地区和人群，每个部分发挥自己的特点，形成一个高效的应用整体。目前自动化系统中的技术正逐步走向智能化，电子技术在电力系统中的应用更具有广阔的前景。
2电子技术与自动化系统的关系
2.1电力电子技术在电力系统中的应用
在电力系统的发电环节中，电力电子技术可通过改善设备的运行特性来实现对大型发电机的静止励磁控制和发电机的变速恒频励磁等，其调节具有快速高效的特点，还能在一定程度实现节约能源的目的。在输电环节中，主要通过柔流输电技术来完善交流输电或电网运行性能，通过高压直流输电技术实现对孤立系统的供电，简化了供电设备的使用，降低了生产造价。在配电环节中，电力电子技术的应用有效地解决的供电可靠性和供电质量不高的难题，是配电网对电能的控制能适合不同程度的要求，电力电子技术与现代控制技术的结合，使配电系统与用户之间的联系更加密切，提高了国家电网的供给和服务能力。
2.2信息电子技术在自动化系统中的应用
信息电子技术主要应用于电力系统的自动化中的电网调度自动化和变电站自动化中，电网调度自动化的主要功能是对电力生产过程数据的采集和监控、电网运行安全性分析、电能负荷预测等，结合对计算机网络系统和电网调度中心、服务器以及各终端设备的调控来实现自动化运行。能有效解决电能的合理分配问题，同时保证电网调度的安全稳定运行。我国电网调度自动化分为五个等级，分别为国家电网调度、大区电网调度、省级电网调度、地区电网调度和县级电网调度。
2.掘进机自动纠偏技术
掘进机在完成截割落煤、装煤和运煤一个循环，进行下一个自动截割之前要进行自动纠偏操作，使掘进机沿巷道中心线前进。掘进机前行是否满足设计要求，主要通过方向和位置进行判别。判断掘进机方向的元件是三维电子罗盘仪，通过检测掘进机行进方向与地磁正北方向的夹角，即可确定掘进机中性线与巷道设计中心线角度偏差，再利用激光指示仪指向，可控制掘进机沿设计目标前进。判断掘进机中性线与巷道设计中性线位置偏离的执行元件是超声波测距传感器，左面设置2个，右面设置3个。利用超声波回声测距以及精确测量时差就能够测出传感器与目标之间的距离，再通过二轴倾角传感器检测机身与水平面之间的俯仰角以及机身侧倾角控制掘进机沿有利位置前进。利用行走马达、比例电磁阀及PLVC控制单元可调整掘进机行进方向和位置。
3.掘进机煤岩识别技术
煤层和岩石硬度上的差别反映在掘进机截割负荷的差异，具体到截割作业，截割煤层与截割岩层时截割电机的电流、旋转油缸压力、升降油缸压力以致速度等参数都会发生改变，依据同一巷道截割不同层面下煤与岩石的参数值，就可以对煤、岩界面进行判别。截割过程中底板、顶板和两帮可依据这个原则进行识别。例如沿底板截割时，如果截割轨迹在底板以上范围遇到的岩石可判断为夹矸，这种情况下可通过控制电磁比例阀降低进给速度继续截割；而在底板以下范围遇到岩石可判断为底板，可不断抬高截割头进行水平截割尝试，直至发现煤层。
4.掘进机监控技术
掘进作业过程中，通过对施工现场进行实时监控，可及时而准确掌握工作面信息（如孔隙水压力、掘进速度等），再经过计算机模拟，为工作人员作出合理决策创造条件。自动监测一般依靠上位机采集可编程控制器数据，再由组态软件实现监测，其功能包括参数显示、数据存储与处理、屏幕显示等。上位机采用PC机，下位机采用现场从站和PLC控制系统。再利用相关软件实现人机交互、地表沉降量预测等功能。
5.掘锚一体化技术
传统临时支护施工采用“一掘一支”即掘进与支护分开进行的方法，严重影响综掘效率，而且工人劳动强度大，操作安全系数低。掘锚一体化技术就是在掘进机上配套锚护装置，不退机完成顶帮锚杆（锚索）支护。该装置由顶架、升降油缸、伸缩油缸、分流集油阀、换向阀及管路等组成，利用掘进机自身的液压系统，通过液压阀切换到支护油路完成支护操作。支护完成后，再通过液压阀切换到掘进作业油路。支护操作不干扰掘进作业，切换简捷可靠。
6.运输自动化技术
一般在掘进工作面工作室对输送机进行集中控制，由控制器对掘进机状态、带式输送机电机开关、除尘风机开关等信号进行联锁控制，利用多功能终端采集输送机机尾跑偏、堆煤、电机电流、温度、速度等数据，根据设定的控制模式，出现故障时控制器自动作出包括急停、扩音电话通知等控制功能，实现运输自动自动化。
7.通风监控系统
掘进工作面通风安全是煤矿安全生产中的重要环节，为了在地面就能及时准确地了解各工作面的通风状况，并进行实时监控，需要应用自动化控制技术。控制模式有多种，现举一例说明。监控系统分为地面集控中心、智能通风控制子站、终端设备三个层级。地面集控中心作为控制系统的核心，主要负责各工作面通风设备相关监测数据的分析和处理，并实时显示工作面瓦斯浓度分布信息以及通风风量、风速信息。智能通风控制子站由光纤交换机、隔爆光端机、PLC控制器等组成，可以进行数据采集、通信和对通风机进行控制。终端设备用来采集工作面温度、风量、风速、瓦斯浓度以及通风机电压、电流等信息，并根据智能通风控制子站的指令控制通风机开度或电机转速等。
8.自动探水、排水技术
透水事故是重大恶性事故，危害十分严重。在巷道掘进到断层、裂隙、溶洞时可能发生突然大量涌水现象，所以掘前要对可能突水地段进行探测。探测之后，可以掘进一定距离，然后再进行探测和掘进。这个过程对生产效率影响较大，若能自动测距、自动启停作业，对提高掘进效率和作业安全性是有帮助的。在掘进机上安装激光追踪仪，距掘进机一定距离的支架上安装3D传感器，再在控制柜内设置PLC控制系统。根据设定的探水距离和掘进距离，每掘进到设定距离掘进机自动停止作业，探水并重启掘进程序后才能继续下一轮作业。这个技术可能算不上自动化程度很高的技术。下面这个例子可实现无人值守自动排水，其原理是设计由隔爆型液位控制器、电极、低压防爆开关和水泵组成的排水系统。电极用于探测液位，并始终没于水中。当水位达到液位上限后，液位控制器动作，延时后自动启动水泵抽水。同时设置各种保护动作和紧急情况下手动操作功能，防止排干水后电机继续运转而损坏水泵。
1.2输油管道仪表自动化技术单一。目前大多数的石油化工企业多采用单一的仪表自控系统，这使得石油化工企业在进行输油过程中极易形成孤岛式的自动化控制和信息管理格局。随着石油市场竞争的日益激烈和经营规模的不断扩大，为了增强石油化工企业的竞争优势，及时、准确地为丰富石油化工企业的输油管道仪表自动化技术进行决策服务十分重要。否则不能使石油化工的经营决策转变为生产操作成果。此外，输油管道仪表自动化技术的计算机控制系统和信息综合系统的应用开发不能得到有效协调，传统的DCS会使炼油化工企业的输油效率较低。
1.3输油管道仪表自动化技术操作不规范。现代石油化工企业的操作要求越来越高，输油管道仪表自动化技术的管理信息量也越来越大。由于现代炼油化工企业主要采用仪表自动化设备直接控制输油管道的生产装置的运行状态，而技术操作人员在对仪表自动化技术进行操作过程中往往不按照科学的操作规范，尤其是忽视了对输油管道仪表自动化设备的维修工作，使得石油化工企业在进行输油过程中经常出现自动化仪表设备使用寿命短，输油效率低，维修检测输油管道仪表自动化设备的成本高、仪表自动化设备的投入所占的份额越来越大等问题，给石油运输带来了损失性的滞后被动维修，不利于提高石油化工企业的经济效益和社会效益。
2完善仪表自动化技术在输油管道的发展策略
2.1加强对输油管道技术人员的定期培训。为了加强对输油管道技术人员的定期培训工作，石油化工企业应当加强专业知识的宣传和教育工作，对燃气管道技术人员、石油和天然气长输管道技术人员、石油和天然气集输管道技术管理人员和操作人员进行定期考核工作，加强技术操作人员之间的技术交流工作和技术探讨工作。这样不仅有利于提升石油化工行业的经济效益，还有利于提高我国石油化工企业仪表自动化的应用水平，使其适应石油化工工业发展的需要。同时还应当加强与石油化工仪表自控系统技术发展较快的国际石油化工企业的技术交流和合作，尤其要突出发展输油管道仪表自动化技术在先进输油管道控制技术的实用化、仪表数字化和计算机网络技术、信息综合技术等方面的创新。
2.2建立网络化、集成化、智能化的仪表自控系统。随着我国社会主义市场经济的快速发展，为了建立网络化、集成化、智能化的仪表自控系统，石油化工企业必须完善与天然气的生产配合工作，通过相互提供原料与半成品，达到最大化地提高经济效益和社会效益的目的。现阶段，应当摒弃运作结构传统单一的自动化控制技术，推进网络化、智能化、集成化、系统化的新型运作模式，强化自动化仪表的控制技术和数据统计技术，促进石油化工输油管道自动化仪表各项功能的健康、持久、稳定发展。
在电网中，变电站是非常重要的组成部分，主要是传输和分配电能，并且进行监测、控制和管理。变电站综合自动化系统具有的特征包括这些方面，首先是功能综合化，指的是结合变电站自动化系统的运行要求，综合考虑二次系统的功能，优化组合设计，以便促使继电保护和监控系统达到统一。其次是构成模块化，模块化和数字化保护、控制和测量装置，这样就可以利用通信网络来连接各个功能模块，以便有效的共享信息。再次是运行管理智能化，变电站综合自动化的实现，可以促使无人值班、人机对话得到实现，并且操作屏幕化、制表、打印以及越限监视等功能也可以实现，对实时数据库和历史数据库进行构建。
1.2变电站综合自动化系统的功能
在电网自动系统中，非常重要的一个组成部分就是变电站自动化，需要实现的功能有很多；对电网故障进行检测，以便对故障部分尽快隔离；对变电站运行实时信息进行采集，监视、计量和控制变电站运行情况；对一次设备状态数据进行采集，以便更好的维护一次设备；促使当地后备控制和紧急控制得到实现。主要有这些表现，在微机保护方面，保护站内所有的电气设备，如母线保护、变压器保护、电容器保护以及其他的安全自动装置，如低频减载、设备自投等等。其次是数据采集，在状态量方面，断路器状态、隔离开关状态以及变压器分接头信号等都属于这个方面的内容；各段的母线电压、线路电压以及电流和功率值等则属于模拟量；脉冲电度表的输出脉冲是脉冲量，促使电能测量得到实现。
1.3变电站综合自动化的结构模式
变电站综合自动化包括诸多的结构模式，如分布式系统结构、集中式系统结构、分层分布式结构等等，在对其选择的时候，需要将需要和发展规划给充分纳入考虑范围。其中，集中处理集中布置主要是在主控制室内集中布置集控式屏、台等，分布处理集中布置是在主控制室集中布置分布式单功能设备集中组屏；分布处理分散布置则是在一次设备的机柜内布置分布式单功能设备，或者是将就地就近组屏分散布置的方式给应用过来。对于部分变电站，有着较大的容量和较多的设备进出线回路数，有着较为重要的供电地位，那么就可以将分层分布式结构的双机备用系统给应用过来，将相应的辅助功能给应用过来，如保护、测量和控制及监测等，并且远方的RTU功能也可以得到实现。对于新建的变电站，如果容量不大，有着较为简单的主接线，没有较高的供电连续性要求，那么就可以将常规的配置及前置机给取消掉，将单机系统给应用过来，促使保护、测量以及控制等功能的管理得到实现。
2变电站综合自动化的应用
为了促使工程能够可靠的工作，维护和扩展比较的灵活方便，用户可以便利的进行操作和管理，通常将变电站综合自动化系统划分为三个组成部分，分别是基层、网络通信层和监视管理层。前置智能单元为系统的基层，主要是对系统最基本的功能进行执行，比如保护、测量和控制等等，为了促使网络状态不会影响到基层模块，特别是继电保护装置不受影响，需要保证保护的基本功能能够在无网络状态下完成，在研发设计基层装置的时候，尽量将自成一体的方法给应用过来。网络通信层主要是对系统后台和基本单元进行连接，为了促使网络通信可靠性得到提升，在监视网络层的时候，主要从后台和前置两个方面实现，如果有足够的条件，可以将两个独立通讯网络工作给应用过来，同时或者备用都是不错的选择。另外，因为不同数据对于安全性有着不同的要求，那么就需要结合具体情况，划分等级，这样通信的可靠性方可以得到保证。在系统中，用户最为关心的问题就是后台监控的操作、管理和维护，要求后台软件具有友好的人机界面，可以便利的进行操作；另外，功能要开放，以便能够促使未来可以较好的扩展。
2控制系统主要功能实现
2.1安全功能
生产线的安全控制分两种，即急停安全和机器安全，通过TwinSAFE安全PLC端子模块EL6900，4通道故障安全输入模块EL1904，4通道故障安全输出模块EL2904实现。其中模块EL6900集成了256个安全功能块；安全输出模块EL2904可以开关最大电流达2A的24V直流执行器［3］。急停安全由复位按钮、急停按钮、控制电源反馈触点组成，2个急停为常闭触点，且EstopIn1和EstopIn2之间为逻辑与关系，当操作员按下急停按钮或控制电压反馈触点K24DC断开时，急停输出EstopOut断开，控制电压继电器K24DC断开，切换控制电源，设备停止，功能实现如图4所示。机器安全实现时，其安全功能块与急停功能块相近，只是在安全外设选择了安全光幕、双手控制开关安全门限位和安全门进入确认按钮，通过在功能块中对这些安全输入的失效时间（1s）进行监控，当输入点在规定的时间内失效后，触发监控输出，利用监控输出点实现相关动作的停止，保证机器安全。
2.2边模取置自动控制功能
边模取置通常采用自动划线，人工取置边模和喷油操作，由于人为的失误可导致产品直接报废，而采用伺服系统自动控制划线和边模取置，提高了系统的控制精度和重复精度，边模置放精度达到±2mm。由于控制特点具有很强的流程性，因此采用逻辑控制流程图法中的循环流程、条件分支和平行分支来实现设计［4］，其控制功能流程图如图5所示。
2工业电气自动化数字技术的应用情况
2.1数字技术在航空工业中的应用
航空市场发展问题对于我国的经济发展都是极为重要的，就我国当前的航空市场现状而言，已经存在许多的航空巨头，但是我国实际的航空技术水平与国外航空技术水平相比还是存在一定差距的，尽管随着我国航空技术也在迅速发展，差距正在不断缩小，但是对于一些高科技技术缺乏相应的自主创新产权，多数需要依靠国外技术。对于大多数的航空机械加工都是需要高精度的工业技术来实现，但是我国明显还是无法实现的，如果通过人工也是无法实现的，实际航空机械器件所使用的合金就是我国当前工业技术无法实现的，所以加强我国工业电气自动化中数字技术的发展对于我国航空技术的发展十分重要。
2.2数字技术在汽车工业中的应用
随着经济的发展，人们生活水平的不断提高，汽车的使用量不断提高，这对于汽车工业的发展无疑是一个巨大的发展机会。我国当前工业电气自动化的生产水平要想满足当前汽车工业的发展，应加强数字技术在汽车工业中的应用，提高汽车工业生产力的发展，提高我国汽车工业加工效率，通过应用数字技术发展汽车工业的柔性生产线，此外，还需要结合虚拟工业技术、集成控制技术等。
2.3数字技术的高性价比
把数字技术大量地运用到实际的工业电气中去，从而实现工业电气自动化，这样就能够让设备实现最大化地高效运行等智能化工作状态。运用数字技术能够实现设备数据资料收集一体化等功能，实现设备智能化控制和工作。数字技术能够为企业节约大量的时间和成本。例如，用仪器设备进行数据收集分析时，可以利用数字技术中的测试、样品分析定位，在线数据分析和结果评估来进行数据的收集和分析，这样就能够在设备收集的数据和分析出的数据之间进行很好的比较和分析，并且还可以运用多项数字技术来进行多设备之间的数据收集和相互比较，这可以大大节约因为多设备数据量大而造成的工作量大容易失误等问题。在工业电气自动化中运用数字技术可以大大提升设备的精确度，实现最大化的设备性价比的提升。
3数字技术在工业电气自动化的发展趋势
数字技术对于工业发展有着重要作用，所以在工业电气自动化中加强应用数字技术对于工业电气自动化的发展是极为重要的。在未来数字技术的发展中，数字技术主要用于智能化系统的发展，通过数字技术控制各个模块进行工业生产，对于工业效率的发展需要重视应该数字技术。在未来数字技术主要是用于智能化控制，例如电机参数的自适应控制、自动识别负载控制、自动选型控制等智能化控制，所以数字技术的发展主要是向智能化控制方向发展。只有不断加深数字技术在工业自动化方面的影响，才能够推进我国工业电气自动化的发展和创新。
1.1.1现场总线及网络技术的普及和应用现场总线是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统，其主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器和执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题。目前世界上存在着大约40余种现场总线，如法国的FIP，英国的ERA，德国西门子公司的Profibus，挪威的FINT，Echelon公司的LONWorks，PhenixContact公司的InterBus，RoberBosch公司的CAN，Rosemounr公司的HART，CarloGavazzi公司的Dupline，丹麦ProcessData公司的P-net，PeterHans公司的F-Mux，以及ASI（ActraturSensorInterface），Modbus，SDS，Arcnet，国际标准组织-基金会现场总线FF：FieldBusFoundation，WorldFIP，BitBus，美国的DeviceNet与ControlNet等等。现场总线技术改变了整个工业控制过程的系统结构，使仪表信号（4～20mA）过渡到全数字通讯信号。这个改变对于造纸传动自动化是颠覆性的，使整个控制系统结构和方式进入到了一个信息化和智能化的崭新阶段。
1.1.2人机界面取代按钮和操作器由人机交互式操作屏全面取代传统的按钮操作，也彻底改变了造纸传动工业现场。操作屏不仅可以任意设置按钮的功能和数量，还可以实时监视系统的各个运行状态以及参数等。在系统结构方面，目前普遍采用双端口网络系统，其中一个端口用于传动系统及各个执行单元，另一个用于操作屏进行数据传输，提高抗干扰能力。操作屏的使用，使用户节省了大量的现场电缆的铺设以及操作台的安装，节约了自然资源和工作量。目前由于自然资源的价格上涨，显示操作屏的价格下降，在一次成本投入上已经十分相近，如果考虑辅助传动控制的按钮连线，操作屏的投入成本更具优势。
1.2公共直流母线的推广和应用
1.2.1公共直流母线与交流母线的区别与特点公共直流母线系统的应用在造纸传动自动化技术领域具有标志性作用。所谓公共直流母线，简单地说就是将变频器的交直交内部结构，变为交直交外部系统结构。图1和图2是公共直流母线和交流母线的原理结构图，以说明两者的区别。从图中可以看出，交流母线变频器是各个变频器分别与交流电网连接，各自工作是独立的；而公共直流母线结构则是有一个总的进线整流单元，通过直流向各个逆变器单元供电。这种结构上的变化，导致其工作方式和效果不同。从相关资料和研究分析可以归纳这两者的主要区别和特点如下：(1）由于烘缸等大惯性负载的存在，在交流母线系统中往往会出现过压跳闸等情况。但在公共直流母线系统中，因为能量可以通过直流母线在所有电机之间互相流动，从而解决因为负载波动引起的跳闸，很好地克服多电机间电动状态和发电状态之间的矛盾。(2）通过集中整流，可以使公共直流母线电压在技术手段上做得更加可靠，降低故障率。但是事物总是利弊相伴，集中整流尽管可以通过技术手段提高可靠性，但毕竟是一个单机运行，一旦整流单元故障，也会造成整个系统停机。而交流母线系统，由于每台变频器都是独立的，因此，一台故障不影响整个生产线的运行，排除故障相对简单。(3）关于节能和降低成本。由于在技术上明显复杂，如果不采用特殊手段，公共直流母线的价格目前高于交流母线的价格。关于节能的观点，目前尚没有理论和实验数据证明这一说法。(4）关于谐波抑制问题。变频器的谐波主要来源于高频开关的脉冲电流，使电网的电流波形失真，导致大量谐波产生。从统计学的角度看，当采用公共直流母线后，母线上的电流是多台变频器不规则的脉冲电流叠加，各个变频器的电容相当于并联，理论上比交流母线电流波形好，谐波影响会得到改善。但由于整流单元的集中，对变压器的影响比交流母线要大，特别是普通六脉波系统，会在电网侧产生很大的5次谐波，甚至达到干扰其他用电设备的程度。因此，当功率超过2000kW时，建议采用12脉波整流单元，这样可以有效减小谢波干扰的影响。而交流母线系统，由于没有集中大功率整流，因此5次谐波的影响要小。关于回馈制动问题。由于纸机传动是一种长期稳速运行的系统，是否考虑增加回馈制动单元，应当根据系统的总投资、运行车速及停机的要求综合考虑。一种说法是通过能量回馈可以节省能源，但实际上纸机正常生产后是很少需要紧急停车的，因此用相当增加一套整流系统的代价来解决回馈能量的回收问题值得权衡利弊。当车速1000m/min以上时，为使惯性部分尽快停下来，适当增加一定功率的能耗制动，也是一个不错的选择。
1.2.2公共直流母线实现方案及运行维护成本分析目前在ABB、AB和西门子公司的标准产品系列中，都有标准的直流母线系统。除AB系统在直流母线产品和交流母线产品中差别不大以外，其他两家公司的直流母线系统都比交流母线系统价格要高。特别是整流逆变单元，比国产产品价格要高出数倍。因此，目前普遍解决方案是在不带逆变回馈单元时较多采用的是国产整流单元，配以上述公司的逆变器或变频器，这已经在国内许多造纸生产线上使用。当然如果系统投资资金充足，客户要求，采用更高性能的PWM整流逆变系统，既可以实现整流回馈，又可以降低谐波影响。现将可能的方案介绍如下：(1）可控硅整流逆变回馈供电系统。这种系统是目前各大公司主推的系统，造价较高，具有能量回馈能力，谐波影响根据功率大小、6脉波和12脉波而不同。(2）国产整流单元，配逆变器加能耗制动公共直流母线系统。这种系统经济性较好，性能与整流回馈相同，谐波影响与上一方案相同。(3）国产整流单元，配变频器加能耗制动公共直流母线系统。这种方案是国内的系统集成商，在激烈竞争下采用的一种降低成本的方案。这种方案适合于当变频器价格低于逆变器价格时，具有一定竞争力，但如果与逆变器价格相当，则与方案（2）相同。(4）局部直流母线方案，其是在交流母线系统的基础上，为了解决惯性负载的过电压跳闸问题或针对某些负荷分配点需要能耗制动的情况下而采取的方案。整个系统仍然是交流母线即通常的变频器系统方案，但是将惯性负载传动点的变频器外接制动单元的端子通过一定的技术手段相互连接，在相连接的变频器之间形成公共直流母线。其性能和工作特点与集中整流直流母线相当，只不过集中整流由分散整流代替。特点是简单、低成本，但系统接线复杂，给系统的可靠性和维护带来不便，在小系统中应用比较适合。总之，从目前来看，公共直流母线、网络通讯和操作屏等现代信息技术已经成为纸机传动自动化的发展趋势；以AB公司等为代表的工业以太网技术以及远程监控和服务等将成为下一步技术发展的大方向，甚至无线网络和远程调试等在今后的发展中都是可能的；对纸机传动自动化来说，还有优化设计、程序化的安装和调试，以及精准的故障诊断与维护等问题。
2现代纸机传动自动化系统的组成与设计特点
2.1现代纸机装备的最新技术动向从2014CIPTE国际造纸技术报告会获悉，以芬兰维美德公司、德国福伊特公司为代表的纸机装备制造商，分别从各种不同的角度为纸机装备的发展提出了多种解决方案。其中，优化概念模块化纸机实际上是在整个系统中，将不同纸机的各个部分部件，用统一的设计和规划方案，尤其是连接部分、通用部件的标准方面，如同组装模块一样，可以批量生产适合各种不同纸机的产品部件。在需要的时候，可以迅速地通过模块组装和连接形成不同的造纸机生产线，这就是优化和模块化的核心所在。在纸机装备的模块化和优化设计的推动下，纸机传动自动化其实也正在朝着这个方向发展和变化。无论是从软件设计还是硬件结构，国外的大公司以及国内的一些企业已经在不同程度上实施并推进这一方法的实现。所谓面向对象的设计方法和解决方案，实际上是从软件工程的开发角度，来设计和构建电气传动系统的软件和硬件系统，从而最大限度地减少重复性工作和最大限度地降低制造和设备采购成本，提高工作效率，降低系统的故障率和增加可靠性。
2.2硬件模块化、通用化设计根据模块化的设计思想和标准化的系统目标，ABB和西门子的大功率变频器就是一个典型的实例。在ABB的大功率变频器设计中即采用了模块化的设计，一台大功率变频器可以由若干个硬件功率模块组成。当某个模块故障时，可以在不停机的状态下降低功率继续使用，直至更换新的模块以后恢复原功率运行。西门子S120变频器系统则在模块化方面体现更加彻底，不但主回路模块化，连控制回路也一起模块化了。在新的系统中变频器本身就组成了一个小型分布式控制系统，控制中心管理着变频器的各个主回路模块，每个模块仅相当于一个功率单元。如果说ABB变频器是变频器并联运行的话，西门子变频器就是一个小型集散控制系统。控制单元独立于功率单元，一台控制器可以管理多个功率单元。这种硬件结构的设计使模块化达到了电力电子装置的最新高度。除此之外，在诸如电控柜、操作台以及辅助传动的控制回路设计方面，模块化的设计也体现了面向对象的特征。将一台电控柜从柜体设计到安装板以及柜内的每一个部件和回路，统统按照对象描述和封装模块的思想进行设计。在硬件的选择上尽可能做到对于整个公司的硬件系统要求做到模块化设计，即凡是运转方式、功率等级基本一致的对象，采用一样的模块加以控制，同时在对比较重要的控制单元的柜体设计中，凡是控制模块在条件许可的情况下再增加一块备用的控制模块（与厂家协调），这样当某个受控对象的控制回路出现故障时，抽出故障模块，换上备用模块，系统先恢复运行再维修故障模块。在整个系统的硬件设计中，类的设计即每一种抽屉状模块的设计中，系统面向对象所必须具备的封装及数据隐藏得以着重体现。在这里，我们强调的是每个受控对象（独立的用电负载）不仅仅要有一个实实在在的硬件类与之对应，在PLC程序中也会存在一个相对应软件类与硬件类对应，这样，每一个受控的实体对象都在控制系统对这两个相互依存的类对象的调用中，实现工艺的要求。而在此时面对纸机装备的优化概念模块化处理中，对于相对应的控制系统，我们也应该有同等的要求。在面向对象的硬件系统设计中，最大的特点就是控制回路的模块化，使其在强电回路封装的基础上继续封装控制回路，从而使得系统具有以下特点：(1）尽管模块受到被控对象功率的不同、运行方式的差异导致具体电路上的差别，但在外观上尽量标准化，使得除了模块之外，柜体也可柔性化设计；(2）从元器件到模块，应尽量体现出最大程度的通用与互换性；(3）模块的接口尽量简单，互换时简单方便；(4）模块设计应尽量使得可靠性足够高。在面向对象的硬件系统设计中，我们可以做到：(1）大大简化系统构建及设计过程的难度；(2）形成柔性化的控制系统；(3）更加利于专业化分工；(4）更有利于系统未来的扩容和改造。在这里，我们以最为常见的电动机控制回路的设计来详细说明面向对象的硬件系统如何实现：首先分析普通电机（对象）的特性：(1）电机直接启动，自由停止；(2）无反接制动及能耗制动的需求；(3）电机内无报警装置，提供额外异常信号指示；(4）短时间的电机堵转等异常情况在热保护等手段作用之前，不会给电机带来伤害。下面以一个简单的电机控制系统为例，说明我们在硬件设计时采用的方法，如图3、图4。我们将一个普通的电机作为对象，对它进行分析，从而得到控制要求，利用面向对象技术，将跟它有关系的操作封装在一个结构系统，使得在一张图纸上可以看到它的全部信息，并且全部模块化设计，利用端子接线。对于图4，我们可以在它的基础上，针对具体的工控要求，很快进行修改而不破坏其内部封装，改造成适用于变频和软启等硬件设计，几乎没有什么太大的变化，这一现象，体现面向对象中继承的思想。同样的设计完全可以在电控柜和操作台上实现，从而将我们的关注点完全放在这样一个个对象上，而不是一个庞大系统的每一个细节，可以极大地节省设计时间，简化设计步骤。而对于相同或者差异不大的对象或者项目，完全可以很方便的完成，而不用再担心改动错误。因为在封装对象的时候，我们投入了极大的精力，使得每一个对象里面的每个元件都有跟随作用。如果封装后有错误，是无法通过测试的。这首先保证了自己所使用的“元件”是无误的，而不像面向过程中每一步都没有电气属性，改动完之后不知道是否正确的尴尬局面。目前，对于整个造纸机传动自动化来讲，我们往往对于辅助传动的着力点过少，从现在这个行业的故障率来讲，目前应该将辅助传动控制与主传动进行一体化设计。对此，我们还是针对于每一个项目进行具体设计，因为辅助传动在各自的分布可能要求不一致，系统之间又没有具体的联系，还是采用面向过程的设计思路，简单方便、可靠性高。
2.3软件模块化、通用化设计在国外，1999年Benitez等人提出面向对象方法在PLC程序设计应用中的必然性。2010年ChiacchioP．等人提出IEC61131标准中的PLC程序设计方法已无法满足自动化系统的发展需求，提出面向对象的编程方法。AdnanSalihbegović等人也提出将软件工程方法运用到工业自动化控制中。在国内，2000年陈娟等人将面向对象方法运用到粮食储运自动化系统中，讨论了类的抽象和封装的实现。2009年张逸群等人将面向对象方法运用到煤炭输送机控制系统的PLC程序设计中，阐述了基于STEP7的面向对象程序设计方法。2009年12月，祝瓛冰出版了《面向对象的现代工业控制系统的实用设计技术》一书，更是取得突破性技术，使得面向对象的方法更加实用于PLC程序设计。综上所述，在国内外研究中面向对象方法已经在工业控制中崭露头角。但在此时，纸机传动自动化软件设计还是处于传统的阶段，对于此次当代纸机装备制造商提出的优化概念模块化纸机，为了提高工业效率的适应性，还是难以满足，所以我们将面向对象方法引入纸机传动自动化行业，在硬件上加以强类封装，同时相对于每一个硬件类，都有一个相对应的软件类。这样对于一个控制系统的对象，我们只要通过接口，操作硬件类与软件类相互联系，就可以很好地完成控制任务。下面以普通电机为例，介绍其每个环节的做法：(1）建立需求分析表，如表1。其作用就是以控制系统对此类目标的需求，对未来对象所执行的任务进行反向递推，将需求层层细化。(2）建立变量表，如表2。这个需要好好琢磨，以至于反复修改。(3）编制类的梯形图，测试修改，反复多次。这样，所有编程均基于所述接口，对于每一个具体的工程对象，仅仅只需要修改相对应的外部变量，而不需要在所封装的程序内部做修改。当然这个过程是循环往复的，它需要我们有足够的测试对象以及测试次数，但这一点，相对于以往工程项目毫无头绪的修改，导致的出错率还是可以接受的。
3现代纸机传动系统常见技术问题分析与处理方法
纸机在运行中，由于机械、电气紧密联系，相互配合，因而故障出现时，往往会导致很难确定是何原因。作为电气技术人员，在对所管设备充分了解后，理应对于其工作原理以及设计思想有所了解，最后依据现象做出分析判断，区分故障，从而解决问题。在造纸生产中，不可避免地会出现一些类似操作失灵、频繁断纸等表面现象，操作人员往往第一时间会认为是出现了电气故障。此时，作为电气工程师则必须首先对故障现象进行仔细分析，完整描述，准确判断。要做到一看、二想、三检验，即：一看就是先看准问题的部位和现象，进行细致分析和准确描述，分清问题所在。二想就是对于问题表现的现象，要冷静思考、综合判断，特别是结合公共和电气参数的记录值，对现象的产生原因做出判断，防止误判。三检验就是在可能情况下，通过一些参数的人为变化，检验和核对问题的原因，最终确定问题的原因和处理方法。下面通过对几种常见问题的分析和判断，以说明问题的处理方法。
3.1速度不稳、断纸、引纸困难这类问题在早期的新纸机调试和二手机开机过程以及更换产品品种时较易发生。由于目前机械和传动设备都已经设计比较完善，操作人员也已经比较熟练。在设备和工艺以及电气之间发生问题梳理不清的情况已经减少。但是，从电气技术原理的角度分析问题的根源和找出解决办法仍然是电气工程师应当具备的基本能力。面对速度不稳、断纸这样的现象，往往会伴随着工艺和机械设备等相互交织的问题。有经验的车间主任、班组长可以很快判断问题的原因所在。以下通过电气传动的参数数据分析来说明逻辑分析方法：(1）仔细观察上位机记录的转速和转矩变化曲线，在反应的断纸点观察是否有速度的突变和转矩突变以及突变的方向和规律。这一点非常重要，传动参数的记录数据，特别是实时数据对分析判断至关重要。(2）基本分析和判断：如果在断纸附近速度曲线变化不明显，而转矩或电流在断纸附近显著波动，通常可以认为调速系统是正常的。可以不予理会关于速度波动的说法，这是因为如果速度没有明显变化而转矩或电流有明显波动，则恰恰说明调速系统是正常的。在双闭环系统中，速度反馈是外环，电流或转矩是内环。内环的响应要远远大于外环，因此正是电流的波动才抑制了或抵消了速度的波动，是正常的响应。(3）反之如果先有速度的变化，不论是缓慢变化还是突变，之后才是电流的变化，那么可以怀疑调速系统或在设备的某些部位存在问题。可能的问题有：编码器或速度反馈干扰或不稳定，引起速度波动；可以进一步观察速度反馈系统或电机和编码器的连接部位，进行必要的检修和加固，对导线连线以及屏蔽等进行检查和再次接线；如果电气系统检查无误，则可以怀疑设备或安装存在的可能问题。在某厂的系统中曾经发现过施胶部在施胶过程中主传动点速度缓慢变化的情况，后经检查发现是由于主从控制的安装不当引起，当胶辊在受热后形变较大时，会发生直径增加的情况因而导致线速度缓慢增加。引起不稳定或张力增加而出现断纸，更改主从配置后问题得以解决。(4）另外，在压榨部也会出现莫名其妙断纸的现象。在观察电气记录后如果没有发现问题，则可以提醒操作人员注意真空度和湿纸的干度，真空度的变化也会引起纸的强度变化。同时，应当充分注意速度环PID参数整定要合适。举例说明，如图5。此为卷取部换卷时的曲线记录。从曲线上看，当换卷时从三烘到卷取的纸幅所承受的拉力减小，从而导致三烘部的负荷加大，引起速度下降，在速度闭环系统的控制下，变频器进行了自动调节，但是此过程持续时间较长，从而可以明显看到三烘之前的纸幅下垂现象。从图5（上）明显还可以看出，速度控制的调节时间太长，速度下跌较大，因此需要增大速度环的比例系数，缩短积分时间。从图5（下）明显可以看到，同样在进行换卷时，速度有波动，但是速度下跌较小，而且调节过程的时间明显缩短，纸幅变化量不大。总之，应对速度不稳问题，一定要以记录数据为依据，然后再根据工艺过程分析问题的根源所在。电气工程师不但应当能够发现自身系统的问题，更要能够分析和判断出其他方面的问题，才能是合格的工程师。
3.2负荷分配控制方案及存在问题对策在网部和压榨部以及施胶部等，都存在负荷分配的控制问题。早期直流系统中负荷分配控制是由模拟的转矩电流分配器来完成的，现代纸机由于采用了通讯控制方式，这种分配关系由模拟变为数字，但基本的控制原理是相同的。本文所要阐述的是在负荷分配控制中针对不同情况的控制策略选择问题，这也是本人及其团队多年来研究和实践的总结，现分几个问题介绍如下：(1）刚性负荷分配控制的稳定性问题通常情况下压榨部、网部、施胶部等各部分的负荷分配问题，都可以定义为刚性连接的负荷分配控制问题。所谓刚性连接就是指两个连接的电动机之间没有速度误差，例如压榨部，上下辊之间在正常时是不可能有速度偏差的，否则纸页就会产生质量问题，网部和施胶部都可以做类似的解释。在这种负荷分配控制中，普遍采用的方案是用转矩或电流叠加进行分配，其中一台作为主传动，另一台作为辅传动。通过转矩电流的比例分配，满足协调所需的工艺控制要求。但是，这种方案是否存在稳定性问题呢？长期以来一直没有理论的证明和分析，陕西科技大学2013届研究生张洪涛在参考相关资料的基础上，将速度反馈微差注入的方法引入到负荷分配控制的稳定性仿真分析中，在理论上证明了刚性连接情况下采用转矩或电流进行负荷分配控制是稳定的。现将这一原理仿真模型进行说明。图6中编号1代表的是速度给定，编号2和3是负载和负载扰动的加载点。模型中刚性耦合的模拟是通过求取两者的速差，然后再乘以刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上，从而代表由于速差而引起的转矩传递。主传动点的速度给定直接乘以一个补偿系数作为从传动点的速度给定，此补偿系数一般大于1，目的是为了使从传动点的速度调节器饱和。将主传动点的电流反馈和主传动点的转速调节取最小运算，目的是为了使主传动点的电流反馈值对从传动点的电流给定值起到一个限幅的作用，也即从传动点跟随主传动点的电流反馈，从而模拟转矩控制的效果。仿真波形如图7所示。由仿真波形可以看出，速度的稳定性较高而且从点电流在整个过程当中都仅仅跟随主点电流，保证主从出力相同。在25s时在标号2处添加一个负载扰动信号，此时转速变化很小，而电流的波动相对转速要大，但在不到2s时间内又稳定下来，且主从电流一致。从仿真波形来看，用转矩控制的负荷分配方式对刚性耦合的负载进行控制，系统始终是稳定的。(2）柔性耦合的负荷分配控制的稳定性问题图8是柔性耦合负荷分配控制系统中基于速度控制的仿真模型，其中主从传动点都处于速度控制模式，通过比较主从点的电流反馈值，然后求差，再乘以柔性补偿系数叠加到从点的速度给定上，从而微调从点电流，使得从点的电流值跟随主点电流的目的。在柔性耦合的负荷分配控制中，同样先采用主从传动点都处于速度控制模式进行仿真分析。在速度控制模式下通过比较主从点的电流反馈值，然后求差，再乘以柔性补偿系数叠加到从点的速度给定上，从而微调从点电流，使得从点的电流值跟随主点电流。模拟柔性耦合机械上的连接还是通过求速差，再乘刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上。和刚性耦合中不同的是，当在主点加负载扰动时，其对从点转矩的影响需要经过一定的延时，所以在此还是通过求速差，再乘刚性系数去叠加到各电流调节器的输出上。在此模型中，添加了一个延时模块，其延时取决于实际转矩的传递时间。仿真时，在编号2处加负载扰动，而延时环节则加在去主点电流环的一侧，此时代表当从点负载发生波动时，其到主点转矩的传递需要经过一定的延时。仿真波形如图9所示。从仿真波形可以看出，当从点加负载扰动时，主从点转速的波动仍然很小，电流波动相对较大，但在短暂调整后又趋于平稳，从点的电流跟随性良好，说明主从点负载均衡，达到了负荷分配的目的。从上面仿真结果来看，对柔性耦合的负载采用速度控制的负荷分配方式是稳定的。图10是柔性连接的转矩控制方式仿真模型，模型中柔性耦合的模拟与刚性连接相同，均采用求取速度反馈差值的办法，用差值乘以刚性系数后叠加到各电流调节器的输出上，代表由于速差而引起的转矩传递。主传动点的速度给定直接乘以一个补偿系数作为从传动点的速度给定，此补偿系数一般大于1，目的是为了使从传动点的速度调节器饱和，从而形成转矩控制的方式。将主传动点的电流反馈和主传动点的转速调节取最小运算，目的是为了使主传动点的电流反馈值对从传动点的电流给定值起到一个限幅的作用，也即从传动点跟随主传动点的电流反馈，从而模拟转矩负荷分配控制的效果。与刚性连接不同的是增加一个延时环节，图10是将主扰动的影响经过延时后叠加到从点上。由图11仿真波形我们发现，当柔性耦合的负载采用总线通讯转矩控制的负荷分配方式时，主从点的转速与转矩都发生了振荡的现象。而前面采用总线通讯速度控制方式时，主从点的速度与转矩都能经过短暂的调节趋于稳定，且从点的电流和主点的电流基本相等。这也说明了柔性耦合的负载当采用转矩控制的负荷分配方式时是不稳定的，此跟实际调试当中遇到的现象完全吻合。总之，对于负荷分配控制系统而言，正常情况下我们都可以看作是刚性连接的系统。因此，无论是速度控制方式还是转矩控制方式，系统本身都是稳定的。但是如果具有延迟特性的负荷分配控制系统，由于转矩和速度之间增加了反馈延迟，就会造成不稳定现象。典型的例子如高速卫生纸机的负荷分配控制系统，在网部和大缸之间由10m以上的毛布进行连接，毛布的弹性作用会导致转矩和速度的延迟。这时如果采用转速控制的负荷分配方案则是稳定的，反之如果采用通常的转矩负荷分配控制方案则极有可能会造成系统不稳定，理论研究和实践都证明了这一点。
3D数字技术的出现，给人最多的是视觉的震撼，导演能熟练运用数字技术，更加精彩的再现动画电影场景。例如，针对动画电影《疯狂原始人》中，应用3D数字技术，不论是人物造型还是场景设置，都是利用电脑平台，采取3D数字技术对其进行建模制作的，不仅使动画电影达到非常自然逼真的播放效果，同时也丰富了动画设计，使得动画电影创作更接近生活[3]。基于强大的3D数字技术，不仅开始对电影的人物真实性提出更高的需求，同时在动画电影的造型、构图、配色上，也要求可以有真实的观影效果。
1.2动画影院播放
在动画电影创作中，3D技术可以更好的深化主题，且动画创作中，还会按照音乐与影片之间的联系关系，采取3D数字技术描绘场景，有效渲染动画电影气氛，以音画同步式的配乐形式，在3D数字技术描绘场景中，很好的感染观众情绪，使观众对于动画电影的视觉感官得到提升，3D数字技术使得动画电影表现的感情不再孤立，更能够深化提升动画电影画面氛围。
2.3D数字艺术对动画电影创作的影响
2.1提升观众的观影体验
动画电影创作中，应用3D数字技术，再应用透镜组合，调节画面转换效果，采用精密机械式调节方式，使得动画电影创作发生技术上的改革。故此，在动画电影的创作中，更加注重动画的表现力与场景的真实效果，纵观每部动画电影，在其创作中，多具有奇幻、炫酷的3D场景，并且更是通过3D数字技术，深化与烘托动画电影中的人物与情节，有效填补动画电影场景之间的空白间隔，还很好的发挥一定的叙事功能，扩大动画电影的创作空间。同时，动画电影创作中，追求与3D技术的融合，采取3D技术创作动画电影，如在《龙骑侠3D》中，采用了3D数字技术进行动画播放，可以提升动画的震撼场面，基于3D影院转换设备的支撑，更是可以精彩再现动画中激烈的战斗镜头，塑造主人公坚强勇敢的正面形象，且延续了励志冒险的主题内容，增添了故事的趣味性和可看性，采用“控制景深，调节速率，善用颜色”手段，保证立体效果基础上，为观众带来极度震撼和华丽的视觉体验。3D数字技术，不仅会影响动画电影观众的心理，也会影响其视觉感官，深化动画电影的主题[4]。在动画电影中，通过3D数字技术，不仅可以抒发影片中人物的情感，还可以渲染场景以及刻画电影人物的性格，引导暗示观众在观看影片时的情绪，这是其他动画电影语言所无法代替的。
2.2丰富动画电影播放色彩
色彩在动画电影作品创作中，可以赋予作品以艺术基调，直接关系到动画电影作品的成功。动画电影创作中，应用3D数字技术，提升动画电影播放精度，有效调控电影画面色彩，给观众带来更好的观影体验。采用了光回收系统，分光路不同光转换系统、PLC电气精准控制系统的组合，达到提高3D转换设备的整体光效值和对比度值。其中光回收系统，采用同一束光在经过特制光学原件后进行分光，并对原本的一束不可用光进行回收重新转换，在分光路不同光转换系统中，对光回收系统中分光产生的两束光分别进行机械式和液晶式的调制，达到两束光的光学同步投影，在PLC电气精准控制系统中，采用PLC对整个电气运行系统进行控制，保证控制精度。应用3D数字技术，将DLP放映机放出来的画面进行转换分离，使左右眼图像光束分别具有不同的偏振特性，观众再佩戴上对应的偏振眼镜，就可以使左右眼看到对应的画面，从而在观众的大脑中合成出立体画面。目前市面上使用的3D转换系统主要有主动式和被动式两种。动画电影创作中，应用3D数字技术，通过修改材料的配方，使得数字放映机透射出的画面颜色损失最小，从而具有较好的色彩还原性。播放方面应用主动式设备，根据3D数字技术特征，主要依靠色彩原理实现了对光的转换，从而使左右眼画面分开交替显示。应用3D数字技术，对于动画电影播放中的被动式设备，则主要依靠光学偏振片完成了对光的转换。主动式设备由于转换效果不彻底、重影严重、色彩饱和度差及转换后画面亮度太低而被市场逐步淘汰。在被动式设备中又分为两类，机械偏振式和液晶偏振式。机械偏振式主要通过偏振调制器（主要材料偏振膜片）被伺服电机带动高速旋转来实现高帧率的左右眼画面分离并交替显示，从而达到3D转换的目的。而液晶偏振式则是通过液晶分子对电压趋向性的快速反应来实现3D转换目的。3D数字技术的出现，提升了动画电影后期创作水平[5]。
2.3优化动画电影播放效果
在3D动画电影的播放中，当显示器在显示左眼画面时，右眼镜片应该是全黑的，若是快门式眼镜开关周期与显示器刷新周期没准同步，会导致漏镜片的鬼影的出现，影响人们观看3D电影的效果。故此，在3D动画电影创作中，应用面向影院的3D转换设备，强化对此问题的重视，不论是3D动画电影的内倾角，还是平行光轴，以及外倾角，强化其3D动画电影的播放效果，提高左右画面的重合度，使人们观看3D动画电影时的视野更开阔。3D数字技术的应用，使观众能毫无阻碍地通向导演构思，通过3D技术，让观众站在原地就可以看到更为广阔的世界。动画电影创作中，更加关注播放效果，故此，拟采用组合透镜的方式对光程差进行调节，首先通过整个机械系统和光学系统，精确计算出两路光的光程差，然后根据光程差设计组合透镜的相关参数，但是通常由于机械系统的机械加工进度等误差，这些微观的误差会在光学系统中做宏观的表现，所以需要在设计完成后通过反复的实验进一步确认。就如对于动画电影《豚鼠特工队》之中，不管是简单模型的创作，还是对于动画中豚鼠形象的创作，总是秉持人们的立体视觉体验，结合3D数字技术，进行活动跟踪，对指定地区举行活动的跟踪阐发，有效应用3D数字技术，并主动创建出主要的动画帧，将3D数字技术得到的跟踪结果，应用到动画电影创作之中，用实体任务动作标记动画人物的行动，使用计算机设计动画人物行为，使得动画电影的效果更加逼真。动画电影创作中，应用3D技术，产生积极的影响。
2.4促使动画电影创作向3D发展
基于3D数字技术的动画电影，带给人更多的新奇感，特别是在影院播放中，基于3D数字技术的支持，不仅提升动画电影的逼真效果。同时震撼观众心灵，呈现出美丽且动人的画面，给人的心理上产生巨大感触，增加人们在视觉上的认知度。动画电影创作中，也开始构建更具想象力的场景，动画电影创作也开始走向3D技术方向。并且在动画电影中可以应用3D数字转换技术，将动画电影虚拟在人的眼前，使人们产生更加真实的观影体验[6]。例如，对于动画电影《大闹天宫》，该片应用3D数字技术，不仅制造的动画电影色彩浓重，动画人物造型奇异，动画的场面也是十分的雄伟壮丽，赋予动画形象鲜明的人格特征，使得动画电影的情节跌宕有致，将孙悟空这一中国式的神话英雄，生动地再现于银幕；3D数字技术版的《大闹天宫》，保留了中国传统的艺术风格，同时节奏更加紧凑，并且配合3D数字效果，更是在片中设计了几十个镜头，做出“冲出银幕”的效果处理，突出地表现孙悟空机智乐观、大胆反抗神权的无畏精神，不仅满足观众立体观影感，同时也唤起观众对中国传统动画作品的热爱[7]。在动画电影创作中，还需结合动画电影播放效果考虑，因为当前3D技术在电影行业中已经广泛应用，不仅在动画电影播放中做出一定的改进，还采取先进技术，使得动画电影的画面更加精细，色彩也更加丰富，更能提高动画电影制作水准，有效提升观众喜爱度，做出巨大技术上的提升，有效提高观众对动画电影的观影体验。例如在动画电影《怪物史瑞克》中，就采取3D数字技术，设计出其主要的故事人物形象，“怪物”史瑞克不仅是可爱的绿色怪物，同时也是极富正义感的故事人物，他在动画电影中的神态、动作、语言以及周围的场景，美化动画电影的影院播放水平，使人们可以接受这样的动画形象，通过3D数字转换播放设备，使史瑞克更加真实。
2在电力自动化中的应用分析
2.1移动手机短信通信技术的应用分析
随着现代通信技术的快速发展，航天技术和电话通信技术的结合，移动手机通信技术得到了快速发展和广泛应用。手机短信遥控电路技术是移动手机通信技术在电力自动化中的典型应用。以往，移动手机通过短信控制太空中的卫星和读取卫星上的传输数据，而装上蓝牙系统后，可采用无线方式接收和发射信号，且可有效控制卫星对电力自动化进行监控。其原理为：手机短信遥控电路技术集合了过滤器、短信内容提取和来电显示等模块，在移动电话控制模块内输入具有相应权限的手机号码，并编制遥控指令的短信内容后，仅具有相应资格的手机号码和正确的短信内容，才能接收短信，从而实现对电力自动化的遥控，否则，无法驱动遥控对象，将拒绝执行短信遥控命令。
2.2DTMF拨号遥控技术的应用分析
DTMF信号是一种稳定性、可靠性相对较高的实用通信技术，最早应用在程控电话交换系统中。DTMF信号包括以下2种：①高音组。包括1633Hz、1477Hz、1336Hz和1209Hz。②低音组。包括941Hz、852Hz、770Hz和697Hz。共8种频率信号，DTMF拨号遥控技术选用8选2的方式，分别在高音组和低音组中选择1个信号组成复合信号，进而形成16组特定编码的遥控信号系统。DTMF拨号遥控技术在电力自动化中的应用原理为：在远端电话控制模块中设置具有遥控权限的电话，并保证电话号码具有相应的身份遥控功能；当拨号验证通过时，通信系统能提供相应的提示，并进行相应的DTMF编码拨号，驱动相应的遥控对象动作；对于没有相应权限的电话，则不予以接听和拨号。DTMF拨号遥控指令编码方案主要包括9种：①第一路开关。遥控开启拨号编码为1*，遥控关闭拨号编码为1#。②第二路开关。遥控开启拨号编码为2*，遥控关闭拨号编码为2#。③第三路开关。遥控开启拨号编码为3*，遥控关闭拨号编码为3#。④第四路开关。遥控开启拨号编码为4*，遥控关闭拨号编码为4#。⑤第五路开关。遥控开启拨号编码为5*，遥控关闭拨号编码为5#。⑥第六路开关。遥控开启拨号编码为6*，遥控关闭拨号编码为6#。⑦第七路开关。遥控开启拨号编码为7*，遥控关闭拨号编码为7#。⑧第八路开关。遥控开启拨号编码为8*，遥控关闭拨号编码为8#。⑨第1～8路开关。遥控开启拨号编码为9*，遥控关闭拨号编码为9#。
2.3电话振铃遥控技术的应用分析
电话振铃遥控技术的振铃遥控由提取来电显示号码、号码过滤器和振铃电压等模块组成，将具有相应权限的固定电话或移动电话设置在远端电话控制模块中，以保证电话号码具有相应的“身份证”。电话振铃遥控技术的远端控制模块仅接收具有相应权限电话的振铃信号，并驱动相应的遥控电路，进而根据相应的状态信息回传给远端电话，振铃遥控信号的回传。此外，还需要采用不同的传感器连接，比如采用单片机电路，电路接口用下沿触发，触发电平自高而下，从5V至0V。对于没有权限的电话，则不予以接收振铃信号，进而也无法驱动遥控电路。
2化工仪器仪表化工自动化技术的应用
2.1这就需要仪表具备可编程的功能。通过对计算机软件的应用，进行大量硬件逻辑电路的取代，从而实现硬件的软化，在电路控制过程中，需要针对接口芯片的位控特性进行分析，进行不同功能的控制。这就需要进行软件的编程，可以进行软件仪器仪表的置入，进行硬件结构的简化，保证常规逻辑电路的取代。这也需要仪表具备良好的记忆能力，在以往的仪表应用中，我们需要进行组合逻辑电路及其时序电路的应用，保证该状态信息的分析，进行微机的仪表引入，保证随机存储器的应用工作，进行前一状态信息的记忆工作，保证记忆的保存，进行多种状态信息的记忆，做好重现及其相关的处理工作。如果仪表具备了计算的功能，就说明自动化仪表已经具备计算机的一部分的能力，从而满足工作计算的需要，能够保证工作的良好精度。在自动化仪表的应用过程中，其计算形式是多样化的。
2.2仪表如果具备数据处理的功能，就能够有效进行测量的线性化处理，进行自检自校、工程值转换及其抗干扰问题的分析，这就需要进行微处理器及其软件的应用，保证这些软件的良好处理，从而进行硬件负担的降低，从而进行了处理功能的优化，满足了日常工作检索、优化等需要。整体来说，仪表具备比较复杂的控制功能，进行自动化的应用，从而满足了设备自动化的工作需要。比如在气相仪器的应用过程中，通过对该仪器的应用，可以进行复杂化学混合物的分析，进行色层分离方法的应用，保证样品的化学成分含量的分析。随着时代的发展，电子信息技术体系不断的健全，从而满足常规仪表的发展需要，通过对新型数字仪表、程序控制器等的应用，实现企业的不同工作实际及其需求的满足，更有利于提升当下自动化工作的效益。气动仪表、电动仪表、模拟仪表、数字仪表以及各种智能化仪表,计算机等都在进行使用,形成了气电结合、模数共存、取长补短,协同发展的局面。它们构成的各种自动化控制系统极大地推动着我们的现代化建设事业。整体来说化工生产过程中自动化涉及的层面是非常广泛的，其综合性非常的强，其需要进行自动控制学科仪器的应用，进行计算机学科理论的应用，进行化学工程学科的有效服务，从而满足实际工作的要求，提升现代化化学工程的应用效益，提升现代社会的经济发展效益。这需要相关人员意识到这个观点，现代化工工艺及设备与自动化装置已经构成了有机的整体,使仪表实现高速、高效、多功能、高机动灵活等性能,使化工生产自动化水平不断提高。
2化工生产中电气自动化技术的应用
2.1先进控制
2.1.1先进控制的特点
在化工的生产当中，往往生产过程较为复杂多样，这样就很难的建立起数学模型。一旦没有完善的数学模型，就会导致预测和推断的失误。与传统的控制技术相比，先进的控制技术能够更加的抓准将要预测和推断的难点[3]。
2.1.2先进控制的应用
先进控制的应用在当今的自动化技术当中得到过广泛的应用，与传统的技术水平相比，现如今的技术手段不仅仅应用到了信息化技术手段，还应用到了很多数学模型之类的知识。因为只有建立了完善的数学模型，才能够对采集到的变量进行精确的统计和计算。再加上信息化的先进技术，这些是保障先进控制应用的有效技术手段之一。
2.2现场总线
2.2.1现场总线的特点
现场总线具有将所有的线路连接起来的功能，现场总线将所有的自动化系统和只能现场设备进行了连接，使得这些智能化设备能够听从统一的号令，这种管理方式既能够节省大量的人力和物力，还能够在很大程度上使得系统的管理变得更具有自动化和智能化。线路总线基于计算机网络自动化技术，使得系统的单回路调节器、现场变送器、现场执行器、可编程序控制器等设备能够与总线进行连接，进而对化工生产当中的一些设备进行更好的控制和调整。
2.2.2现场总线控制系统的
现场总线系统能够在化工生产和电气自动化的生产当中保证成本的最低化和投资以及安装费用的最低化，这些费用对于任何一个商家来说都是应当精打细算的，只有注重每一个细节，才能够使得企业不断的变得强大起来。现场总线的控制还能够减少工人的工作量，在保证质量的情况下增加了工作的效率[4]。
3化工生产中电气自动化技术的发展趋势
化工生产中电气自动化技术的发展趋势已经越来越趋向于国际化，因为我国目前的电气化发展已经采用了很多先进的科学技术和技巧，现代化的科学技术与先进的技术是完全分不开的，其中以电子信息技术为最主要的技术手段。现如今在这个二十一世纪当中，更多的事业都趋向于信息化和国际化。自从研发出了电气自动化技术在化工厂当中的应用，对于提高信息系统的处理能力就有着很高的要求，然而信息系统的运行和应用又完全离不开网络技术。通过电气自动化的运行和应用可以加快我国现有工业的发展，从节约资源入手，尽最大的可能去降低生产的成本和费用，保证少成本就可以获得更多的经济效益。能够合理并且高效的应用现代化信息技术是缩短我国与其他国家之间差距的一个保障之一，只有促进全国的经济发展才能够让更多的百姓拥有现代化的生活。
