自動化控制中弱電控制強電的方法分析

姜凱文++潘興民

摘 要：隨著我國電氣自動化控制技術(shù)發(fā)展速度的不斷加快，在電氣生產(chǎn)過程中的各個領(lǐng)域都開始廣泛應(yīng)用弱電控制強電的控制方法，但是由于弱電具有的控制技術(shù)簡單且操作方便，因此在電氣自動化控制及多個領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛，同時在操作過程中其安全性比較高，因此深受各行業(yè)的喜愛。本文首先介紹自動化控制中弱電和強電的概念，然后介紹在日常生產(chǎn)過程中自動化控制弱電控制強電的常見方法，最后展望其未來的發(fā)展方向，以供參考。

關(guān)鍵詞：自動化控制 弱電控制強電 方法

中圖分類號：TM761 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）11（c）-0004-02

從弱電控制強電的優(yōu)勢來看，其普遍存在強電零碎運轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，為自動化運轉(zhuǎn)帶來了極大的便利。特別在動車組的和人流密集的地區(qū)的應(yīng)用上，弱電的安全性較高，能夠為乘客帶來平安、舒適的環(huán)境。因此不論弱電還是強電，都能夠極大地促進(jìn)人類文明的發(fā)展。

1 自動化控制中弱電和強電的概述

現(xiàn)階段，強電系統(tǒng)中開始廣泛應(yīng)用弱電控制方式，促使安全性在強電系統(tǒng)運行中有所提升，在實際操作中也更加便捷。自動化控制中的弱電與強電含義主要為：自動化控制實際操作中，強電即高低壓電工，其共由兩個部分組成，分別為值班與運行中修理和維護(hù)工作。從電壓等級的角度來看，電力傳輸時，220V、380V低壓電和1000kV高壓電都屬于強電。動力傳輸是強電在電力運行過程中的主要特性。弱電同強電相比，前者在電力系統(tǒng)中擁有更加廣泛地應(yīng)用范圍。通常在以下5個領(lǐng)域中都可以使用弱電，分別為電子、通信、計算機、醫(yī)療器械和廣播等領(lǐng)域。也可以說，電子電路只要不在強電范圍內(nèi)，就在弱電范圍內(nèi)。在對弱電進(jìn)行應(yīng)用的過程中，并不可以傳遞或輸出動力，要想促使弱電功能充分發(fā)揮出來，必須對電子電路等媒介進(jìn)行充分的應(yīng)用，這也是實現(xiàn)自動化控制的關(guān)鍵。值得注意但是，在弱電范圍中，還包含了一部分380V高壓電視電路，因此同強電相比，弱電具有較強的特殊性。從現(xiàn)階段我國的強電系統(tǒng)發(fā)展進(jìn)程中可以看出，而僅將自動化控制應(yīng)用于強電中的方式已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求，實際操作中自動化控制性能也存在一定滯后性。這就為自動化控制中弱電控制強電的發(fā)展提供了動力，也進(jìn)而極大推動了我國自動化控制的進(jìn)步。我國多數(shù)變電站在構(gòu)建以及運行的過程中，都可以通過弱電控制和強電控制兩種方式來完成變電站的整體控制工作，而這兩種控制方式也可以被應(yīng)用于測量系統(tǒng)和信號系統(tǒng)中。目前，自動化控制以及弱電化控制已經(jīng)在我國的弱電控制中實現(xiàn)。

2 自動化控制中弱電控制強電的常見方法

2.1 單片機控制

弱電控制強電的過程中，最廣為人知的控制系統(tǒng)是以單片機為主導(dǎo)的。在對單片機進(jìn)行應(yīng)用的過程中，其擁有不可取代的優(yōu)勢，即擁有較強的抗干擾能力，同時體積相對較小，且重量低。具體運行原理為：利用傳感器這一媒介，在有效測量、記錄轉(zhuǎn)速、電流、電壓以及濕度等參數(shù)的基礎(chǔ)上有效傳輸信號，單片機會對以上信號進(jìn)行接收，內(nèi)部系統(tǒng)運行，科學(xué)的處理、判斷相應(yīng)信號，這一過程中，會全面對比設(shè)定值和實際測量產(chǎn)生的數(shù)值，對比的結(jié)果可以作為最終結(jié)論，執(zhí)行機構(gòu)在相關(guān)結(jié)果的基礎(chǔ)上合理的展開控制工作。在利用單片機實現(xiàn)弱電控制強電的過程中，較大的慣性會存在于溫度以及液體等參數(shù)中，必須在對這一問題進(jìn)行明確掌握的基礎(chǔ)上，提升控制方法的合理性。

2.2 固態(tài)繼電器控制

弱電控制強電中，最為理想的元器件之一就是繼電器，Solid State Relay即固態(tài)繼電器，英文縮寫為“SSR”，這一無觸點開關(guān)的組成部分包括電力電子功率器件、分立電子器件和微電子電路，在隔離負(fù)載端與控制端時，需要對隔離器件進(jìn)行充分的應(yīng)用。控制信號在固態(tài)繼電器的輸入端相對較小，能夠?qū)崿F(xiàn)對大電流負(fù)載進(jìn)行直接驅(qū)動的目的。同時，在使用固態(tài)繼電器的過程中，傳統(tǒng)的繼電器操作流程得到了簡化，各種限制性因素減少，因此應(yīng)用也越來越廣泛。

作為半導(dǎo)體元件，無觸點是固態(tài)繼電器的主要特點，因此擁有相對較低的輸入控制電壓，能夠同單片機進(jìn)行綜合運用。在輸入以及輸出時，只有利用光電隔離固態(tài)繼電器才能發(fā)揮功能，此時必須擁有超過2000V的隔離絕緣，這樣一來才能夠促使高壓電路始終處于安全的運行狀態(tài)。在對固態(tài)繼電器進(jìn)行應(yīng)用的過程中，其呈現(xiàn)出以下特點：使用時間長、運行過程中噪聲小、反映靈敏且在高頻狀態(tài)下運行不會產(chǎn)生火花、在利用光隔離進(jìn)行輸入和輸出時擁有高于2500V的絕緣電壓等。根據(jù)固態(tài)繼電器的以上特點以及性能，在對其進(jìn)行應(yīng)用的過程中，應(yīng)注意以下問題：第一，合理進(jìn)行散熱設(shè)計。設(shè)備本身溫度以及環(huán)境會對固態(tài)繼電器的負(fù)載能力產(chǎn)生較大的影響，在散熱設(shè)計中必須對散熱片進(jìn)行合理應(yīng)用，并保證設(shè)備運行空間相對充足，能夠進(jìn)行強制散熱，部分情況下，應(yīng)降額使用。第二，壓降現(xiàn)象產(chǎn)生于主流通過SSR后，低壓選型過程中，應(yīng)對負(fù)載以及壓降之間的匹配性進(jìn)行全面分析。第三，部分漏電流存在于SSR中，如果實際運行過程中功率負(fù)載較小，此時必須保證負(fù)載不會受漏電流的影響，始終處于可控狀態(tài)。

3 電氣自動化中弱電控制強電的未來發(fā)展方向

近年來，科學(xué)和信息技術(shù)飛速發(fā)展，一定程度上推動了我國電力系統(tǒng)的自動化水平，現(xiàn)階段，多功能單元的電力系統(tǒng)以及取代了傳統(tǒng)的單一單元的電力系統(tǒng)，同時多線監(jiān)控也取代了以往的單項監(jiān)控，在實際運行中，自由轉(zhuǎn)化和調(diào)節(jié)高電壓能級的目標(biāo)也得到了實現(xiàn)，在實際供電時可以將高電壓轉(zhuǎn)化成低電壓。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷更新，智能化也將在電力系統(tǒng)自動化控制中實現(xiàn)，人工智能診斷和實時控制電力系統(tǒng)的目標(biāo)終將實現(xiàn)，為綜合型智能電壓控制的誕生奠定良好基礎(chǔ)，由此可見，電力系統(tǒng)未來的建設(shè)和發(fā)展過程中，智能化技術(shù)是關(guān)鍵方向之一。同時，自動化控制在長期發(fā)展的過程中，最終將以網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的方式呈現(xiàn)，這樣一來，暢通的通訊就能夠在現(xiàn)場自動化控制設(shè)備系統(tǒng)與企業(yè)之間形成。在對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分應(yīng)用的過程中，企業(yè)要想掌握現(xiàn)場施工以及實際運行情況，只需要通過遠(yuǎn)程監(jiān)督的方式即可。值得注意的是，在這一過程中相關(guān)領(lǐng)域工作人員必須克服多種限制性因素，其中最重要的環(huán)節(jié)之一就是標(biāo)準(zhǔn)化接口，從未來發(fā)展的角度來看，要想促使信息共享和信息交換在監(jiān)控系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間有效實現(xiàn)，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的接口至關(guān)重要。因此，必須加大對標(biāo)準(zhǔn)化接口的研究力度，從而確保不同生產(chǎn)廠家所生產(chǎn)的產(chǎn)品實現(xiàn)通用。

4 結(jié)語

綜上所述，我國科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展讓自動化發(fā)展水平迎來了一個新的高度，實現(xiàn)自動化控制必須建立在電的控制中，而現(xiàn)階段我國在這一領(lǐng)域的研究上還有很寬廣的進(jìn)步空間，在不斷出現(xiàn)的新型電子元件上應(yīng)不斷利用其價值和適用范圍進(jìn)行不斷創(chuàng)新，讓各個領(lǐng)域都能夠在弱電控制強電的技術(shù)上大膽嘗試，通過合理的設(shè)計和試驗，讓弱電和強電兩者能夠更好的結(jié)合，從而發(fā)揮更加具有優(yōu)勢的作用。

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