摘 要：電力系統(tǒng)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們?nèi)粘９ぷ髋c生活中均發(fā)揮著極大的保障作用。而隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，自動(dòng)化控制技術(shù)的應(yīng)用大大提高了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，其中，使用弱電對(duì)強(qiáng)電加以自動(dòng)化控制，具有十分顯著的優(yōu)越性，對(duì)于強(qiáng)電系統(tǒng)的安全性具有極大的改善。本文就自動(dòng)化控制中弱電對(duì)強(qiáng)電的控制流程環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，具體分析了應(yīng)用弱電對(duì)強(qiáng)電加以控制的方法及其工作原理。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化控制；弱電；強(qiáng)電；控制方法

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）12-0037-02

在當(dāng)前的電力系統(tǒng)中，弱電控制在強(qiáng)電系統(tǒng)和強(qiáng)電網(wǎng)絡(luò)中具有十分廣泛的應(yīng)用，主要原因是因?yàn)槿蹼娋哂袠O高的應(yīng)用性和安全性，能夠滿足家庭用電過(guò)程中的大部分需求。與弱電相對(duì)，在強(qiáng)電的領(lǐng)域范圍中，通過(guò)弱電控制強(qiáng)電能夠進(jìn)一步增強(qiáng)強(qiáng)電電力控制系統(tǒng)具有更高的可靠安全性。

1 自動(dòng)化控制中的弱電和強(qiáng)電

弱電和強(qiáng)電是彼此相對(duì)的兩個(gè)概念。強(qiáng)電在自動(dòng)化控制里是指高于220V和360V以及1000V的電壓，電力傳輸過(guò)程中強(qiáng)電具有極高的動(dòng)力傳輸性。弱電主要是指低于36V的電壓，具有較高的安全性。弱電的應(yīng)用范圍比強(qiáng)電更加廣泛，例如在電子領(lǐng)域中，弱電的應(yīng)用是保證電子元件正常運(yùn)行的重要基礎(chǔ)；在通信領(lǐng)域中，計(jì)算機(jī)和手機(jī)通信中均有弱電的應(yīng)用；而在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域中弱電的應(yīng)用能夠增強(qiáng)計(jì)算機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中的安全性；在醫(yī)療事業(yè)領(lǐng)域中，弱電也能有很好的應(yīng)用，這主要是因?yàn)槿蹼姷膽?yīng)用功能以及自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)是需要借助電子電路進(jìn)行的。值得注意的一點(diǎn)在于，弱電范圍內(nèi)還包括有380V高壓的電視電路，由此可見弱電與強(qiáng)電的分類具有一定程度上的特殊性。而隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的強(qiáng)電自動(dòng)化控制手段已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)代企業(yè)的日常生產(chǎn)和長(zhǎng)期發(fā)展需求，為解決這一問(wèn)題，通過(guò)技術(shù)研發(fā)，我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用弱電進(jìn)行自動(dòng)化控制，大大推動(dòng)了自動(dòng)化控制相關(guān)行業(yè)的長(zhǎng)期發(fā)展。

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

2.1 選擇平臺(tái)

對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化控制，首先需要選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)膽?yīng)用平臺(tái)，才能有效發(fā)揮出弱電控制的顯著優(yōu)越性，目前應(yīng)用比較廣泛的一個(gè)平臺(tái)是OPC平臺(tái)。除此之外，為了進(jìn)一步提高自動(dòng)化控制中弱電控制的優(yōu)良效果，需要再加入部分其他技術(shù)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化接口

PLC接口的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)在頒布IEC61131之前，具有很多各不相同的種類，不同代碼與產(chǎn)品之間也存在著極大的差異，這些差異性大大增加了不同產(chǎn)品之間的結(jié)合難度。在IEC61131中，就編程有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行了規(guī)范的解釋與規(guī)定，這一文件的頒布對(duì)于接口的標(biāo)準(zhǔn)化具有極大的推動(dòng)作用。目前，大部分生產(chǎn)廠家依據(jù)IECC61131文件中的要求和依據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)性的接口的生產(chǎn)。不斷促進(jìn)了PLC標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展，提高了生產(chǎn)速度，對(duì)PLC性能也有很大的改善。

2.3 Windows系統(tǒng)平臺(tái)

現(xiàn)代科學(xué)信息技術(shù)的進(jìn)步，使得社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展都離不開計(jì)算機(jī)技術(shù)的大力支持，計(jì)算機(jī)擁有的處理信息的超高能力大大推動(dòng)了各行各業(yè)的進(jìn)步發(fā)展。在自動(dòng)化領(lǐng)域，微軟微電器尾氣提供了需要的標(biāo)準(zhǔn)以及技術(shù)支持。Windows系統(tǒng)本身具有比較高的集成性，在辦公領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛，而且其在界面操作方面具有比較高的便捷性，故而受到人們的普遍歡迎。在自動(dòng)化控制中弱電控制強(qiáng)電應(yīng)用的也是Windows系統(tǒng)平臺(tái)。

2.4 設(shè)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)總線和控制系統(tǒng)

為了確保現(xiàn)場(chǎng)總線能夠順利使得CPU、PLC和其他種類眾多的智能儀表之間能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程的連接，在對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)和電解設(shè)備加以串行設(shè)計(jì)。只有在CPU、PLC同各種智能儀表能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程連接，才能使系統(tǒng)終端的信息能夠成功傳輸至控制器之中，進(jìn)而保障對(duì)整體系統(tǒng)的有力控制。

3 常用弱電控制強(qiáng)電的方法

3.1 固態(tài)繼電器

固態(tài)繼電器在弱電控制強(qiáng)電自動(dòng)化系統(tǒng)中是一種比較合適的元器件，對(duì)其的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在動(dòng)車組中固態(tài)繼電器的應(yīng)用十分普遍，且表現(xiàn)出了十分明顯的優(yōu)勢(shì)。如圖1所示，是某型號(hào)動(dòng)車組的在50%占空比時(shí)尾燈閃爍的控制電路。在此控制系統(tǒng)中，TCMS（即列車的控制系統(tǒng)）會(huì)每經(jīng)過(guò)0.5s就對(duì)SSR發(fā)出一個(gè)0.5s時(shí)長(zhǎng)的系統(tǒng)控制信號(hào)，在通過(guò)光電轉(zhuǎn)換之后，存在于SSR模塊的晶體管就會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)24VDC電路中控制某兩個(gè)尾燈的電路就會(huì)導(dǎo)通，這兩個(gè)尾燈的編號(hào)分別是W1.E5和W1.E4，在控制電路示意圖中顯示為1點(diǎn)和2點(diǎn)發(fā)生導(dǎo)通，此時(shí)W1.E5和W1.E4號(hào)尾燈就會(huì)持續(xù)點(diǎn)亮0.5s。之后，控制信號(hào)TCMS會(huì)斷開，此時(shí)SSR就會(huì)失電，24VDC供電電路中對(duì)W1.E5和W1.E4號(hào)尾燈進(jìn)行控制的部分就會(huì)端來(lái)，尾燈就會(huì)產(chǎn)生5s的熄滅時(shí)間。上述過(guò)程就是動(dòng)車尾燈進(jìn)行閃爍的一個(gè)循環(huán)周期，按照上述邏輯命令不斷循環(huán)往復(fù)，就會(huì)呈現(xiàn)出尾燈閃爍的預(yù)期效果。在該應(yīng)用電路中，充分發(fā)揮了SSR所具有的瞬時(shí)響應(yīng)特性、高頻率和高壽命的優(yōu)良特性。通過(guò)對(duì)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程的監(jiān)測(cè)可以發(fā)現(xiàn)，固態(tài)繼電器的應(yīng)用，使得控制系統(tǒng)具有了更高得響應(yīng)性和可靠性，同時(shí)有效減少了需要對(duì)其進(jìn)行維護(hù)檢修的頻率和次數(shù)，對(duì)控制系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高具有十分重大的作用。

固態(tài)繼電器，英文縮寫SSR，是一種具有明顯優(yōu)勢(shì)的無(wú)觸點(diǎn)開關(guān)，其組成部分主要包括電力電子的功率元件、分立電子元件以及微電子電路。與其他普通繼電器相比，固態(tài)繼電器的操作被大大簡(jiǎn)化，諸多應(yīng)用過(guò)程中的限制都成功被消除。在固態(tài)繼電器中，通過(guò)隔離器件的應(yīng)用能夠?qū)ω?fù)載端和控制端進(jìn)行有效的隔離。固態(tài)繼電器可以通過(guò)將微小控制信號(hào)在輸入端輸入，就可以對(duì)大電流的負(fù)載進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)。固態(tài)繼電器的在開關(guān)速度、功耗、靈敏度、抗干擾等方面均具有良好的表現(xiàn)，在應(yīng)用過(guò)程中產(chǎn)生的噪音也很少。由于對(duì)輸出和輸入必須使用光電進(jìn)行隔離，絕緣電壓也要高于2500V，如此才能確保高壓電路應(yīng)用過(guò)程中的安全性。

3.2 單片機(jī)

利用單片機(jī)作為系統(tǒng)主導(dǎo)的弱電自控制強(qiáng)電自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用是最為普遍的。單片機(jī)主導(dǎo)控制系統(tǒng)的工作原理是，由傳感器測(cè)量電流、電壓、濕度、轉(zhuǎn)速以及溫度等諸多參數(shù)的數(shù)值，再把信號(hào)傳送到單片機(jī)中，并由單片機(jī)完成對(duì)信號(hào)的判斷和處理，單片機(jī)需要完成的主要處理內(nèi)容是對(duì)設(shè)定值和測(cè)量值作比較，得出分析結(jié)果之后，體由執(zhí)行機(jī)構(gòu)對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行控制，以此最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制的目的。在應(yīng)用單片機(jī)控制系統(tǒng)的過(guò)程中，由于溫度、液體等參數(shù)數(shù)值的慣性比較大，因此，適當(dāng)?shù)目刂品椒ǖ倪x擇就顯得尤為重要。單片機(jī)之所以能夠擁有如此普遍的應(yīng)用，主要原因在于單片機(jī)具有比較高的綜合性價(jià)比，其具有超強(qiáng)的抗干擾能力，而且重量輕，體積小巧，十分適合弱電控制強(qiáng)電自動(dòng)化控制系統(tǒng)的應(yīng)用。

4 結(jié) 語(yǔ)

自動(dòng)化控制已經(jīng)成為當(dāng)前電力行業(yè)中的主要發(fā)展趨勢(shì)，如何在自動(dòng)化控制中更好地利用弱電控制強(qiáng)電，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)地穩(wěn)定高效運(yùn)行具有十分深遠(yuǎn)地現(xiàn)實(shí)意義。

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收稿日期：2018-3-24