自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電的方法分析

何澍煒

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011）

自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電的方法分析

何澍煒

（新疆輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830011）

近些年來，自動(dòng)化技術(shù)逐步融入了日常生活及各行業(yè)生產(chǎn)，電力行業(yè)與自動(dòng)化控制的關(guān)系也變得更密切。弱電控制強(qiáng)電的技術(shù)方式具有顯著的優(yōu)勢，這種方式運(yùn)用了自動(dòng)化控制的新型技術(shù)原理，因而體現(xiàn)了全面優(yōu)勢。如果能充分運(yùn)用弱電控制強(qiáng)電的手段和方式，那么就可以在根源上保障供電安全，與此同時(shí)也符合了自動(dòng)化控制的根本目標(biāo)。文章結(jié)合自動(dòng)化電力行業(yè)的運(yùn)行現(xiàn)狀，探究弱電控制強(qiáng)電的具體完善思路。

自動(dòng)化控制；弱電控制強(qiáng)電；具體方法

在電力生產(chǎn)中，弱電指的是36 V或者更低的直流電壓，通常存在于電話線或網(wǎng)絡(luò)線路、視頻線路等家用線路內(nèi)部，弱電可以用來控制日常通信設(shè)備。與之相比，強(qiáng)電特指電流和功率都很大，然而頻率卻比較低的電流，強(qiáng)電具有高效和低損耗的優(yōu)勢。如果能運(yùn)用弱電控制強(qiáng)電的方式，那么就可以突顯獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。這是由于，弱電對于強(qiáng)電進(jìn)行控制的做法有利于杜絕較高風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也方便了相應(yīng)的技術(shù)操作[1]。從現(xiàn)狀來看，弱電控制與單片機(jī)技術(shù)具有密切的內(nèi)在聯(lián)系，因此有必要綜合進(jìn)行完善。

1 基本技術(shù)原理

在電力網(wǎng)絡(luò)中，弱電通常包含了較弱的直流電，這種電壓不會超出36 V。其可以用于控制通訊終端或者計(jì)算機(jī)，對于電子電路也能進(jìn)行有效控制。與之相比，強(qiáng)電通常表現(xiàn)為大電流以及大功率的基本特征，強(qiáng)電的效率較高并且能降低電能損耗。由此可見，強(qiáng)電與弱電二者是相互對應(yīng)的，二者也具有緊密的內(nèi)在聯(lián)系[2]。

具體在劃分強(qiáng)弱電時(shí)，并不能單純考慮電壓等級。這是由于，弱電通常不會傷害到人體，這種類型的電能具體表現(xiàn)為電信號，可以借助特定的介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)信號傳遞。與之相比，強(qiáng)電的基本作用就在于轉(zhuǎn)換能量，在完成轉(zhuǎn)換的前提下提供熱能或者光能。從現(xiàn)階段來看，對電力系統(tǒng)在具體實(shí)施控制時(shí)，不應(yīng)當(dāng)局限于單一的強(qiáng)電控制，而是可以綜合運(yùn)用弱電來實(shí)現(xiàn)控制。實(shí)質(zhì)上，弱電系統(tǒng)具有簡易和安全的優(yōu)勢，在電力控制的過程中也表現(xiàn)為更強(qiáng)的可靠性[3]。從強(qiáng)弱電系統(tǒng)的角度來講，弱電控制強(qiáng)電有利于推動(dòng)電力控制的長期發(fā)展，同時(shí)也符合了新時(shí)期的自動(dòng)化控制。

2 電氣控制中的自動(dòng)化控制

近些年來，自動(dòng)化控制的模式可以適用于多個(gè)領(lǐng)域。在自動(dòng)化的電氣控制前提下，弱電對于強(qiáng)電的控制通常依賴于開放式平臺，例如OPC平臺等。在具體操作時(shí)，技術(shù)人員先要設(shè)置自動(dòng)性的開放式控制平臺，密切結(jié)合新型的電氣控制手段和方式。從現(xiàn)階段來看，PLC的自動(dòng)化控制表現(xiàn)為多樣性特征，與之相應(yīng)的產(chǎn)品類型也包含了多種。然而具體進(jìn)行編程時(shí)，不同類型的PLC產(chǎn)品都會體現(xiàn)顯著差異。為了改進(jìn)現(xiàn)狀，近些年來標(biāo)準(zhǔn)化的電氣接口誕生了。

自動(dòng)化控制應(yīng)當(dāng)依照現(xiàn)行的規(guī)程來實(shí)施控制，這種現(xiàn)狀在客觀上需要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)范，對于自動(dòng)化平臺進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的改進(jìn)。例如現(xiàn)階段典型的PC技術(shù)就屬于平臺標(biāo)準(zhǔn)化，這種技術(shù)尤其適用于商業(yè)領(lǐng)域。從現(xiàn)場控制的角度來講，現(xiàn)場總線通常設(shè)計(jì)為雙向傳輸?shù)哪Ｊ?，對此可以采用串?lián)方式來進(jìn)行傳輸。對于總線系統(tǒng)來講，遠(yuǎn)程控制與現(xiàn)場電纜二者是串聯(lián)在一起的。在二者密切結(jié)合的前提下，顯示器就能顯示明確的數(shù)值與信息[4]。

3 弱電控制強(qiáng)電的具體實(shí)現(xiàn)

從現(xiàn)狀來看，弱電控制強(qiáng)電已經(jīng)逐漸適用于各個(gè)領(lǐng)域。弱電控制強(qiáng)電的本質(zhì)就在于構(gòu)建單片機(jī)系統(tǒng)，通過這種方式來保障控制效果。在技術(shù)組合的前提下，弱電就可以用于控制強(qiáng)電，這種措施適合日常生活以及生產(chǎn)所需的控制系統(tǒng)，因此體現(xiàn)了顯著的便捷性以及安全性。具體而言，弱電控制強(qiáng)電包含了如下實(shí)現(xiàn)方式。

3.1 基本的控制原理

一般來講，單片機(jī)應(yīng)當(dāng)構(gòu)成弱電控制強(qiáng)電的主要系統(tǒng)，這種系統(tǒng)構(gòu)成了主導(dǎo)。經(jīng)過技術(shù)組合后，弱電就可以控制強(qiáng)電。在系統(tǒng)的內(nèi)部，單片機(jī)的基本性能在于判斷傳感器測溫，單片機(jī)裝置內(nèi)部通常包含了復(fù)位電路與時(shí)鐘電路。具體在測溫時(shí)，可以通過專業(yè)手段來實(shí)施測量，單片機(jī)可以反饋實(shí)時(shí)性的測溫?cái)?shù)據(jù)。系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有PTC電路，對此可以控制與調(diào)節(jié)溫度。二者密切結(jié)合，單片機(jī)可以負(fù)責(zé)控制實(shí)時(shí)性的測溫信息，確保符合一致性的測溫結(jié)論。例如：對于容器內(nèi)部溫度，就可以運(yùn)用傳感器來測定液體溫度，確保獲得適當(dāng)?shù)臏囟萚5]。

3.2 系統(tǒng)內(nèi)部的電路

首先是電源。對于自動(dòng)化的弱電控制強(qiáng)電而言，電源應(yīng)當(dāng)包含變壓器、整流橋、電容與穩(wěn)壓管。在正常運(yùn)行時(shí)，電源可以用于提供更穩(wěn)定的電壓，進(jìn)而確保直流電與交流電之間的順利轉(zhuǎn)化；同時(shí)，單片機(jī)也可以獲得穩(wěn)定電壓。例如對于電壓轉(zhuǎn)換而言，12～220 V之間可以實(shí)現(xiàn)互相轉(zhuǎn)換。在轉(zhuǎn)換電壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用整流橋的方式來具體執(zhí)行。經(jīng)過穩(wěn)壓管與電容濾波的作用，直流電壓就可以被降低，在此基礎(chǔ)上獲得更穩(wěn)定的低壓。

其次是單片機(jī)。單片機(jī)內(nèi)部設(shè)有溫控元件，因此可以收集實(shí)時(shí)性的傳感器測溫?cái)?shù)值。在收集溫度數(shù)值之后，單片機(jī)就可以接收實(shí)時(shí)性反饋。在正常工作時(shí)，單片機(jī)對于系統(tǒng)內(nèi)部的器件都可以進(jìn)行加熱[6]。

此外還包括其他類型的內(nèi)部元件。例如RISC元件就屬于效益與性能都很高的單片機(jī)元件，這類元件可以用于直接處理各類模擬信號。在系統(tǒng)內(nèi)部，單片機(jī)包含了模數(shù)轉(zhuǎn)換的多通道裝置，經(jīng)過調(diào)制從而輸出多個(gè)不同的脈沖寬度。此外，單片機(jī)還具備暫停功能與喚醒功能，對于高性能與低功耗的A/D系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)集成處理。在工業(yè)控制領(lǐng)域內(nèi)，單片機(jī)已獲得了較廣的運(yùn)用。

3.3 系統(tǒng)測溫與加熱電路

具體在測溫時(shí)，單片機(jī)可以連接定值電阻與溫度傳感器，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建測溫的分壓電路。對于動(dòng)態(tài)變化過程中的傳感器而言，可以通過測量得到阻值與水溫改變的規(guī)律。同時(shí)，單片機(jī)可以檢測系統(tǒng)分壓值，對于加熱過程進(jìn)行相應(yīng)的判斷。三極管與單片機(jī)可以相互連接，對于加熱電路進(jìn)行控制。依照設(shè)置的程序來實(shí)現(xiàn)控制，確保PTC處于正常運(yùn)行的狀態(tài)下。在此前提下，可控硅與光電耦合器二者可以構(gòu)成完整系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)最基本的加熱目標(biāo)。對于可控硅進(jìn)行控制時(shí)，可以選擇耦合器來控制導(dǎo)通狀態(tài)。

三極管與弱電電源可以進(jìn)行連接，在此基礎(chǔ)上密切連接發(fā)光二極管。完成了最基本的電路連接，三極管在導(dǎo)通的狀態(tài)下就能用來調(diào)控腳低電平；與此同時(shí)，二極管也可以發(fā)出光線。光電耦合器在進(jìn)行工作的狀態(tài)下，就能輸出實(shí)時(shí)性信號，可控硅因此也能迅速投入運(yùn)行。對于元件在進(jìn)行加熱時(shí)，可以綜合運(yùn)用陰極與陽極來實(shí)現(xiàn)加熱。系統(tǒng)達(dá)到特定溫度的基礎(chǔ)上，單片機(jī)可以接收測溫?cái)?shù)據(jù)，在這其中的溫度傳感器起到重要作用。如果輸出的電平較低，系統(tǒng)將會停止加熱工作。

4 未來技術(shù)發(fā)展

在技術(shù)迅速發(fā)展的趨勢下，對于現(xiàn)階段的自動(dòng)化控制還需要配備網(wǎng)絡(luò)的通用結(jié)構(gòu)，這樣做的根本目的在于維持暢通的現(xiàn)場通訊。在構(gòu)建控制網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，可以實(shí)施自動(dòng)化控制，確保隨時(shí)監(jiān)督系統(tǒng)內(nèi)部的遠(yuǎn)程設(shè)備。應(yīng)當(dāng)注意的是：控制網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)保證自身的暢通性，只有保障網(wǎng)絡(luò)暢通才有利于順利進(jìn)行通訊。對于以太網(wǎng)與現(xiàn)場總線而言，都需要及時(shí)進(jìn)行查看。一旦發(fā)現(xiàn)故障，那么立即予以修復(fù)并且杜絕隱患[7]。

除此以外，自動(dòng)化的弱電與強(qiáng)電控制還需要設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)化接口，系統(tǒng)不能缺少必要的程序接口。系統(tǒng)如果設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)化接口，那么將會在根源上降低資金消耗，同時(shí)也方便了實(shí)時(shí)性通訊，對于PLC產(chǎn)品的通用性提供了保障。

5 結(jié)語

電力系統(tǒng)本身具備復(fù)雜性，與之相應(yīng)的自動(dòng)化控制也包含了很多流程與環(huán)節(jié)。相比于其他控制方式，弱電對于強(qiáng)電進(jìn)行控制的方式具有簡便與安全的優(yōu)勢，因此適合運(yùn)用于各領(lǐng)域的自動(dòng)化控制。有效運(yùn)用弱電控制強(qiáng)電，可以在根源上杜絕電力控制操作中的風(fēng)險(xiǎn)。因此從電氣自動(dòng)化角度來講，弱電控制強(qiáng)電的新型技術(shù)具有良好的推廣前景，有助于自動(dòng)化控制綜合水準(zhǔn)的提高。

[1]朱洪杰，劉乃明，尚冬梅.自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電的方法分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（19）：175.

[2]汪國祥.煤礦自動(dòng)化控制系統(tǒng)的雷電安全防護(hù)策略[J].低碳世界，2016（22）：34-35.

[3]周長林.弱電控制強(qiáng)電策略[J].黑龍江科技信息，2013（29）：115.

[4]尹巧玲.弱電控制強(qiáng)電策略探究[J].科技展望，2016（34）：65.

[5]鄭雋鵬，王小廣.淺析弱電控制強(qiáng)電策略[J].電子世界，2014（4）：47-48.

[6]陳庭宇，桂姝，龔宗輝.談弱電控制強(qiáng)電的應(yīng)用[J].現(xiàn)代婦女，2014（3）：192.

[7]趙麗娜.試分析弱電控制強(qiáng)電的策略[J].信息化建設(shè)，2015（10）：166.

Analysis on method of weak power controlling strong power in automatic control

He Shuwei
（Xinjiang Vocational College of Light Industry, Urumqi 830011, China）

In recent years, automation technology is gradually integrated into the daily life and the industry production, the relationship between electric power industry and automation control has become more closely. Weak power control strong technology has significant advantages in this way, the use of new technology of automatic control principle, which embodies the comprehensive advantages. If we can make full use of weak control strong means and methods, it can ensure the safety of power supply in the source, at the same time, it is also consistent with the fundamental goal of automatic control. Combined with the operation status of the automation of electric power industry, the specific ideas of improving weak power controlling strong power are explored in this paper.

automatic control; weak power controlling strong power; specific methods

何澍煒（1985— ），男，新疆烏魯木齊，碩士，講師；研究方向：控制工程。