自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電的方法分析

陳奎 包從望 繆繼權(quán)

摘 要：衡量一個(gè)國家的工業(yè)化程度指標(biāo)，要考慮其機(jī)械化、電氣化和自動(dòng)化三個(gè)主要方面。在科技發(fā)展的今天，自動(dòng)化已是工業(yè)化發(fā)展中不可忽略的部分，其弱電控制系統(tǒng)已經(jīng)逐漸在人們生活中占據(jù)重要部分，因操作過程中其安全性和便捷性比較高，促使工業(yè)領(lǐng)域逐漸普遍使用自動(dòng)化控制，而對(duì)弱電控制強(qiáng)電的研究也有助于推動(dòng)國家電網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化;弱電;強(qiáng)電;控制

當(dāng)今社會(huì)的發(fā)展趨勢(shì)逐漸呈現(xiàn)出信息化與智能化，也讓自動(dòng)化技術(shù)廣泛應(yīng)用于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域中。在面對(duì)越發(fā)復(fù)雜的控制和問題時(shí)，弱電控制也在不斷地發(fā)展和完善，而利用弱電控制技術(shù)可以改變現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，以此降低成本和避免資源浪費(fèi)，來獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)更好的服務(wù)于社會(huì)。

1 弱電和強(qiáng)電的基本概述

強(qiáng)電和弱電并不是簡單依靠電壓來區(qū)分，一般是根據(jù)其用途的不同來決定，強(qiáng)電進(jìn)行的是能量之間的轉(zhuǎn)換，例如電能轉(zhuǎn)換為照明用的光能和提供熱量的熱能，而弱電進(jìn)行的是能量之間的傳遞，例如傳播信號(hào)。強(qiáng)電應(yīng)用在建筑及建筑群方面，一般電壓在220V及以上，具有電壓高、電流大、頻率低、功耗高的特性，在應(yīng)用過程中主要考慮的是如何減小損耗和提高效率。弱電大多數(shù)的是應(yīng)用在電子領(lǐng)域、廣播、通信領(lǐng)域和醫(yī)療設(shè)備等，具有電壓低、電流小、頻率高、功耗低的特性，在應(yīng)用過程中主要考慮的是如何提高信息傳送的效果。由上可知，強(qiáng)電和弱電之間既存在對(duì)立關(guān)系，也存在密切的聯(lián)系，但相對(duì)來說，還是弱電在應(yīng)用方面更為廣泛。由于弱電具有操作方便、安全性和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，使其在自動(dòng)化控制中占據(jù)重要地位，而對(duì)弱電控制方面的研究，既符合社會(huì)的發(fā)展的需求，也促進(jìn)我國自動(dòng)化控制的進(jìn)步。

2 自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電的關(guān)鍵問題

弱電控制強(qiáng)電技術(shù)作為現(xiàn)如今的熱門技術(shù)，已經(jīng)可以適用于多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，并且隨著信息技術(shù)的發(fā)展，智能化程度不斷提高，同時(shí)也面臨著許多問題，文章將對(duì)自動(dòng)化過程的四個(gè)關(guān)鍵問題依次分析。

2.1 自動(dòng)化控制的開放式發(fā)展平臺(tái)

實(shí)現(xiàn)弱電對(duì)強(qiáng)電的控制主要有兩大平臺(tái)分別是OPC平臺(tái)和Windows平臺(tái)，而OPC平臺(tái)的使用是需要有相關(guān)的電氣控制知識(shí)，通過信息在不同的平臺(tái)間的交換，使平臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)零消耗的無縫對(duì)接，有效提高控制的效果。

2.2 自動(dòng)化控制的接口標(biāo)準(zhǔn)化

IEC61131-3的出現(xiàn)為工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的編程語言設(shè)計(jì)提供了國際化的標(biāo)準(zhǔn)。這也意味著未來的自動(dòng)化行業(yè)將逐漸走向融合，每個(gè)廠家產(chǎn)品的互不兼容狀態(tài)將會(huì)結(jié)束，從而讓用戶選擇自己所需要的產(chǎn)品具有更多的自主性，同時(shí)有效減少人力消耗和在編程方面的錯(cuò)誤，讓PLC的使用更加便捷。

2.3 自動(dòng)化控制平臺(tái)的Windows平臺(tái)系統(tǒng)

微軟平臺(tái)給自動(dòng)化使用提供了一定的技術(shù)支持和標(biāo)準(zhǔn)。在信息化發(fā)展的今天，由于Windows系統(tǒng)操作簡單，在辦公室應(yīng)用的集成相對(duì)容易，基本上讓每個(gè)行業(yè)發(fā)展都離不開計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)，并且Windows系統(tǒng)的推廣和普及，也為自動(dòng)化系統(tǒng)中弱電控制強(qiáng)電提供了一個(gè)發(fā)展的平臺(tái)。

2.4 自動(dòng)化控制的現(xiàn)場(chǎng)總線和控制系統(tǒng)

在現(xiàn)場(chǎng)控制方面考慮，通常采用雙向傳輸?shù)哪Ｊ讲?duì)連接設(shè)備和系統(tǒng)進(jìn)行串行設(shè)計(jì)，讓PLC的CPU與智能儀表、遠(yuǎn)程I/O站、低壓斷路器等設(shè)備之間進(jìn)行遠(yuǎn)程連接。對(duì)設(shè)備的信息進(jìn)行采集，傳輸?shù)娇刂破鳟?dāng)中，從而完成對(duì)系統(tǒng)的整體控制。

3 自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電的方法

3.1 單片機(jī)應(yīng)用

弱電控制強(qiáng)電主要是以HT46R47型號(hào)的單片機(jī)控制為主，此類單片機(jī)可以根據(jù)傳感器的變化，分析相關(guān)數(shù)據(jù)和信息并發(fā)送指令，因?yàn)閱纹瑱C(jī)的體積小和重量輕，有很強(qiáng)的抗干擾能力，被廣泛應(yīng)用在控制系統(tǒng)中。通過傳感器采集的相關(guān)數(shù)據(jù)，傳遞給單片機(jī)進(jìn)行判斷，對(duì)比測(cè)定值與設(shè)定值，得出結(jié)果并控制相關(guān)設(shè)備達(dá)到工作目的。但在實(shí)際操作中要注意的是，液體和溫度等參數(shù)會(huì)存在較大的慣性，應(yīng)當(dāng)采取合理的控制方法，獲得正確的數(shù)據(jù)。

3.2 固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器主要特點(diǎn)是無觸點(diǎn)開關(guān)，由微電子電路，電子電力功率器件，分離電子器件組成。固態(tài)繼電器相比于傳統(tǒng)繼電器，它使用便捷，限制較小。作為半導(dǎo)體元件，固態(tài)繼電器在使用過程中具有以下特點(diǎn)：壽命高、運(yùn)行噪聲小、開關(guān)速度快、功耗低、負(fù)載能力強(qiáng)等，而根據(jù)固態(tài)繼電器特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中要注意以下問題：

（1）散熱設(shè)計(jì)，固態(tài)繼電器的負(fù)載能力會(huì)受到設(shè)備本身溫度和環(huán)境的影響，要考慮擁有適當(dāng)?shù)目臻g和合理使用散熱片。

（2）過壓和過流保護(hù)，負(fù)載短路和過流會(huì)對(duì)固態(tài)繼電器內(nèi)部的可控硅造成永久損壞，所以要特別注意負(fù)載的變化是否會(huì)引起過壓和過流現(xiàn)象。

（3）固態(tài)繼電器中存在漏電流，如果是小功率的負(fù)載，要保證漏電流不會(huì)影響負(fù)載的可控狀態(tài)。

4 弱電控制強(qiáng)電的發(fā)展形勢(shì)

隨著電氣設(shè)備和自動(dòng)化系統(tǒng)水平的提高，逐步構(gòu)建通用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，利用網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)督，確保設(shè)備和線路的安全運(yùn)行與穩(wěn)定，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)控制設(shè)備與企業(yè)通訊的必要條件，在此過程中需要克服多種限制因素，其中重要環(huán)節(jié)就是接口的標(biāo)準(zhǔn)化。在智能控制方面，主要以實(shí)時(shí)控制和人工智能診斷技術(shù)為主，將會(huì)逐步在自動(dòng)化控制領(lǐng)域中占據(jù)重要位置。智能化技術(shù)為綜合型智能控制的出現(xiàn)建立了基礎(chǔ)，同時(shí)也會(huì)解決現(xiàn)行系統(tǒng)存在的問題與缺陷并提高控制的精準(zhǔn)度。由此看來，對(duì)智能化技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)是電力系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢(shì)。

5 結(jié)語

在當(dāng)今環(huán)境下，自動(dòng)化是我國乃至全球發(fā)展的重要課題，在自動(dòng)化未來發(fā)展的方向中，弱電控制強(qiáng)電技術(shù)具有廣闊的發(fā)展前景，在新型弱電元器件出現(xiàn)后，更是擴(kuò)大其應(yīng)用的范圍并且創(chuàng)造了更高的價(jià)值。通過其它領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，讓兩者進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)與結(jié)合，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢(shì)，而技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，也是提升國家綜合實(shí)力的重要環(huán)節(jié)。在對(duì)弱電控制強(qiáng)電進(jìn)行深入的研究過程中，也為自動(dòng)化控制系統(tǒng)發(fā)展提供更好的技術(shù)支持，以此提高自動(dòng)化控制的綜合水平和電力系統(tǒng)的安全性，促進(jìn)社會(huì)進(jìn)步與發(fā)展，提高人們生活水平。

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