關于自動化控制中弱電控制強電的研究

王俊嵐

摘 ? 要：首先分析了相關技術原理和電氣控制中的自動化控制，隨后提出了弱電控制強電的有效實現，包括基礎控制原理、系統電路、加熱電路和系統測溫，最后介紹了未來技術發展趨勢，希望能給相關人士提供有效參考。

關鍵詞：自動化控制;弱電控制;系統電路

結合弱電控制優勢，進一步擴大其在強電系統中的有效應用，提升強電系統操作的穩定性和安全性，尤其是在動車組等人流較為密集的區域，比如在公共交通系統設計中融入弱電控制設計，能夠為乘客提供更加安全的乘坐體驗，為其創造便利、舒適的乘坐環境。

1 ? ?相關技術原理

弱電在整個電力網絡中主要是指各種相對較弱的直流電，該種類型的弱電整體電壓通常不會大于36 V，可以用來對計算機設備或者通信終端進行控制，同時還適用于電子電路相關控制工作。和弱電相比，強電主要帶有大功率和大電流的基礎特征，強電的運行效率通常也比較高，能夠有效控制電能損耗。由此能夠看出，弱電和強電兩者屬于一種互相對應的關系，存在一定的內在聯系[1]。

在對弱電和強電進行合理劃分的過程中，不能僅從電壓等級出發，還應該綜合考慮多種因素。因為弱電在大部分情況下不會對人體造成傷害，而該種形式的電能主要是以信號的模式出現，能夠在相應媒介中實施信息傳輸，促進信號的順利傳遞，而相對于弱電的價值功能是實施能量轉換，在促進能量順利轉換的同時，穩定提供熱能和光能。從當下發展狀況分析，電力系統相關管理模式也在不斷創新，不再是強電控制這一固定模式，能夠有效實施弱電控制。結合電力系統實際發展狀況分析，應用弱電系統能夠進一步提高控制的安全性和便利性，具有較為突出的優勢，能夠提升電力控制的可靠性。立足于強弱電系統角度進行分析能夠發現，弱電控制強電能夠對電力控制未來發展起到積極的促進作用，滿足現代自動化控制的具體要求。

2 ? ?自動化控制在電氣控制中的具體應用

在近幾年發展的過程中，社會的各個領域都開始引入自動化控制，自動化控制的應用范圍也不斷擴大，弱電控制強電的過程主要是以各種開放式平臺為基礎，像是OPC平臺。相關技術管理人員在實際操作運行的過程中，應該率先構建自動化開放性平臺，作為自動化控制的基礎載體，充分掌握各種新型的電氣控制措施和方法。從當下實際發展狀況分析，自動化可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的控制擁有多樣的特征，同時也包含各種與之相對的類型，在實際編程工作中，種類不同的PLC產品存在較大差異，為了進一步改善當下發展現狀，逐漸誕生了標準化電氣接口[2]。

自動化控制在實施過程中應該嚴格參考具體流程進行合理控制，從客觀角度分析，需要設立標準參考規范，促進自動化平臺實現轉型升級，提高控制平臺的操控質量，實現規范化操作，促進自動控制平臺的科學化、標準化運轉。而PC控制技術便是標準化平臺的主要代表之一。相關技術十分適合商業領域。立足于現場控制層面進行分析，針對現場總線，在設計過程中可以選擇雙向傳輸形式，并設計為串聯模式，促進傳輸操作穩定運行，立足于總線層面分析，遠程控制以及電纜均屬于串聯形式，在兩者全面結合條件下，相關信息和具體數值能夠通過顯示器明確呈現出來。

3 ? ?弱電控制強電的實現

通過分析發展現狀，能夠發現弱電控制強電逐漸在社會各個領域中推廣開來。弱電控制強電實質上是創建單片機系統，并利用該種方法調節控制效果。在技術組合的基礎上，弱電能夠有效融入強電控制當中，該種措施也比較適合社會生產和日常生活中的控制系統，具有較為突出的安全性和便捷性。聯系實際發展狀況分析，弱電控制強電具體方式如下：

3.1 ?基礎控制原理

單片機是弱電控制強電中的核心系統部件，處于主導地位，通過合理的技術組合便能實現弱電控制強電。單片機在系統中的主要作用是對傳感器測溫進行準確判斷，在單片機裝置中還包含時鐘電路和復位電路。在操作中，實施測溫時，需要合理選擇相關專業技術開展測量操作，而單片機還可以將所測得的溫度信息實時反饋出來，將正溫度系數熱敏電阻（Positive Temperature Coefficient，PTC）電路設置于系統內，對電路運行和溫度狀態進行有效調節。兩者全面融合，其中單片機可以實時控制測溫信息數據，符合測溫一致理論，容器內溫度便能夠通過傳感器對液體溫度進行有效測量，保證溫度的合理性。

單片機是弱電控制強電領域中的重要主導控制系統。單片機擁有抗干擾能力強大、重量輕和體積小等特征，其綜合性價比也相對較高，具體工作原理如下：利用傳感裝置對轉速、電流、電壓、濕度以及溫度等參數實施合理檢測，隨后把信號傳輸到單片機中，由單片機來處理判斷相關信號，對設定值以及測量值進行比較分析，并得到最終的判斷結果，由執行機構對具體設備進行控制，實現預期的控制目標。在應用實踐過程中，還需要注意溫度以及液體等存在突出慣性問題的參數，并采用有效的控制方法[3]。

3.2 ?固態電器的有效應用

繼電器是弱電控制強電實現的理想元件，其應用范圍逐漸擴大。固態繼電器（Solid State Relay，SSR）是電力電子功率元件、分立電子以及微電子電路等元件所構成的無觸點啟動裝置，利用相應的隔離裝置能夠有效隔離負載端和控制端。固態繼電器主要通過微小控制信號實施輸入操作，對大電流荷載進行直接驅動。除此之外，固態繼電器還能夠有效簡化繼電器的操作流程，徹底解除各種條件限制，固態繼電器得以大范圍推廣應用的原因也在于此。因為固態繼電器是無觸點半導體元件，其控制電壓的輸入值整體上處于較低水準，能夠協助單片機進行相關操作，在實施輸入、輸出操作過程中，固態繼電器應該借助光電隔離，整體隔離絕緣效果也遠遠超出2 000 V。如此，才可以為高壓電路的穩定運行提供可靠的安全保障。

固態繼電器的應用特點：應用壽命長;運行噪音低;開關速度較快，適用于開關沒有火花的高頻環境;整個輸送過程全部實施光隔離，整體絕緣電壓超出了2 500 V;靈敏度高，抗干擾能力突出;運行功耗較低。

結合SSR特征，進行實踐應用過程中還應該注意下面幾點內容：在散熱設計中，設計選型需要保障空間充足、散熱片的強制散熱以及降額應用;在必要的條件下，通過RC吸收輸入濾波;SSR存在漏電流，針對小功率荷載應該注意漏電流所產生的荷載控制問題。

3.3 ?系統電路

從系統內部電路電源方面分析，對于自動化控制的相關弱電控制強電來說，電源部分主要涵蓋穩壓管、電容、整流橋、變壓器等部分，當處于一種正常的運行狀態之下，電源能夠提供較為穩定的電壓，促進交流電和直流電兩者進行順利轉化。此外單片機也能夠獲得良好的穩定電壓。比如針對電壓轉換來說，可以在12～220 V電壓區間范圍內進行順暢轉換。在電壓轉換過程中，應該通過整流橋方法進行各項操作。在電容濾波和穩壓管綜合作用下，可以進一步削減直流電壓，保障設備運輸過程中的電壓穩定性。

從單片機角度分析，溫控元件是單片機內部運行中的重要元件，可以對單片機內部傳感測溫數值進行實時監控采集。對溫度數值實施采集工作后，單片機能夠接收各種實時性反饋，正常工作時，單片機還能繼續加熱內部元件。

除此之外，還包含各種內部元件，比如RISC元件便是一種高性能和高效益的單片機軟件，該類元件能夠對相關模擬信號進行直接處理。系統內部單片機設置了模數轉換多通道設備，在進行調制后，能夠輸出不同脈沖寬度，除此之外，單片機還兼具喚醒功能和暫停功能，針對低功耗、高性能的A/D系統能夠進行集成處理在工藝控制過程中，單片機的應用范圍不斷擴大。

3.4 ?加熱電路和系統測溫

在實際測溫工作中，溫度傳感裝置和定值電阻都和單片機進行連接，并以此為基礎創建分壓測溫電路。針對處于一種動態運行條件中的傳感裝置而言，可以測量水溫數據，了解阻值具體變化形態，單片機可以測算系統分壓值，全面掌控加熱過程，連接三極管和單片機，對加熱電路進行合理控制，遵守標準流程，確保PTC可以維持有序運轉。在該種條件下，光電耦合裝置與可控硅能夠共同組合成一種完整的系統，實現基礎加熱目標。在控制可控硅的過程中，可以利用耦合器對導通狀態進行合理調控。

弱電電源與三極管實現有效連接，并在此條件下和發光二極管進行連接，結束基礎的電路連接工作，在導通狀態下能夠對較低的電平實施調控措施，二極管部件能發射光線。光電耦合裝置可以實時傳輸各種信號，可控硅也可以在短時間內融入運行狀態，元件加熱操作可以結合陽極、陰極等實施，當滿足系統特定溫度要求時，便可以運行單片機，得到測溫數據，如果電平輸出較低，則會使系統停止加熱[4]。

4 ? ?未來技術發展趨勢

關于電氣自動化的未來發展方向主要可以從兩個層面進行介紹分析：

第一，自動化控制應該具備通用網絡控制結構，為了促進相關管理工作和自動化控制下現場設備控制之間的順暢連接，應該創建網絡通用控制結構，能夠影響自動化系統的控制質量。利用控制網絡系統還可以輔助管理人員對運行設備進行遠程監督管理，同時在對通信網絡進行設計規劃的過程中，還需確保相關控制網絡的通信流暢，現場網絡不管是以太網還是現場總線，都應該始終維持控制通信網絡渠道的暢通性。

第二，在自動化控制中應該設置標準程序接口，存在各種因素造就了自動化控制的成功，標準化程序在這一過程中占據重要地位，標準化接口不但能夠有效減少工程時間，同時還可以進一步降低工程花費，監控系統與控制系統兩者之間還能實現信息共享與信息交換。為了提高各種形式下企業產品的通用性，需要針對自動化控制環節設置標準化接口。

5 ? ?結語

在現代化發展背景下，智能建筑、自動化逐漸成為我國主流發展趨勢，弱電控制強電則是其發展的重要內容，結合當下電氣發展現狀以及對未來發展的預測發現，弱電控制強電擁有巨大的發展潛力，特別是各種弱電器件的誕生，將會進一步擴大弱電控制強電的應用范圍。弱電和強電的有機結合能夠一步彌補兩者的缺陷，發揮各自的優勢。

[參考文獻]

[1]包從望，繆繼權.自動化控制中弱電控制強電的方法分析[J].科技風，2019（17）：200.

[2]劉 ?成.自動化控制中弱電控制強電的分析與研究[J].有線電視技術，2019（6）：74-75.

[3]田 ? 通.自動化控制中弱電控制強電的方法分析[J].科學技術創新，2018（25）：29-30.

[4]吳 ?丹，宋佳明.自動化控制中弱電控制強電的方法分析[J].科技經濟導刊，2018，26（10）：59.