关于自动化控制中弱电控制强电的研究

王俊岚

摘   要：首先分析了相关技术原理和电气控制中的自动化控制，随后提出了弱电控制强电的有效实现，包括基础控制原理、系统电路、加热电路和系统测温，最后介绍了未来技术发展趋势，希望能给相关人士提供有效参考。

关键词：自动化控制;弱电控制;系统电路

结合弱电控制优势，进一步扩大其在强电系统中的有效应用，提升强电系统操作的稳定性和安全性，尤其是在动车组等人流较为密集的区域，比如在公共交通系统设计中融入弱电控制设计，能够为乘客提供更加安全的乘坐体验，为其创造便利、舒适的乘坐环境。

1    相关技术原理

弱电在整个电力网络中主要是指各种相对较弱的直流电，该种类型的弱电整体电压通常不会大于36 V，可以用来对计算机设备或者通信终端进行控制，同时还适用于电子电路相关控制工作。和弱电相比，强电主要带有大功率和大电流的基础特征，强电的运行效率通常也比较高，能够有效控制电能损耗。由此能够看出，弱电和强电两者属于一种互相对应的关系，存在一定的内在联系[1]。

在对弱电和强电进行合理划分的过程中，不能仅从电压等级出发，还应该综合考虑多种因素。因为弱电在大部分情况下不会对人体造成伤害，而该种形式的电能主要是以信号的模式出现，能够在相应媒介中实施信息传输，促进信号的顺利传递，而相对于弱电的价值功能是实施能量转换，在促进能量顺利转换的同时，稳定提供热能和光能。从当下发展状况分析，电力系统相关管理模式也在不断创新，不再是强电控制这一固定模式，能够有效实施弱电控制。结合电力系统实际发展状况分析，应用弱电系统能够进一步提高控制的安全性和便利性，具有较为突出的优势，能够提升电力控制的可靠性。立足于强弱电系统角度进行分析能够发现，弱电控制强电能够对电力控制未来发展起到积极的促进作用，满足现代自动化控制的具体要求。

2    自动化控制在电气控制中的具体应用

在近几年发展的过程中，社会的各个领域都开始引入自动化控制，自动化控制的应用范围也不断扩大，弱电控制强电的过程主要是以各种开放式平台为基础，像是OPC平台。相关技术管理人员在实际操作运行的过程中，应该率先构建自动化开放性平台，作为自动化控制的基础载体，充分掌握各种新型的电气控制措施和方法。从当下实际发展状况分析，自动化可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）的控制擁有多样的特征，同时也包含各种与之相对的类型，在实际编程工作中，种类不同的PLC产品存在较大差异，为了进一步改善当下发展现状，逐渐诞生了标准化电气接口[2]。

自动化控制在实施过程中应该严格参考具体流程进行合理控制，从客观角度分析，需要设立标准参考规范，促进自动化平台实现转型升级，提高控制平台的操控质量，实现规范化操作，促进自动控制平台的科学化、标准化运转。而PC控制技术便是标准化平台的主要代表之一。相关技术十分适合商业领域。立足于现场控制层面进行分析，针对现场总线，在设计过程中可以选择双向传输形式，并设计为串联模式，促进传输操作稳定运行，立足于总线层面分析，远程控制以及电缆均属于串联形式，在两者全面结合条件下，相关信息和具体数值能够通过显示器明确呈现出来。

3    弱电控制强电的实现

通过分析发展现状，能够发现弱电控制强电逐渐在社会各个领域中推广开来。弱电控制强电实质上是创建单片机系统，并利用该种方法调节控制效果。在技术组合的基础上，弱电能够有效融入强电控制当中，该种措施也比较适合社会生产和日常生活中的控制系统，具有较为突出的安全性和便捷性。联系实际发展状况分析，弱电控制强电具体方式如下：

3.1  基础控制原理

单片机是弱电控制强电中的核心系统部件，处于主导地位，通过合理的技术组合便能实现弱电控制强电。单片机在系统中的主要作用是对传感器测温进行准确判断，在单片机装置中还包含时钟电路和复位电路。在操作中，实施测温时，需要合理选择相关专业技术开展测量操作，而单片机还可以将所测得的温度信息实时反馈出来，将正温度系数热敏电阻（Positive Temperature Coefficient，PTC）电路设置于系统内，对电路运行和温度状态进行有效调节。两者全面融合，其中单片机可以实时控制测温信息数据，符合测温一致理论，容器内温度便能够通过传感器对液体温度进行有效测量，保证温度的合理性。

单片机是弱电控制强电领域中的重要主导控制系统。单片机拥有抗干扰能力强大、重量轻和体积小等特征，其综合性价比也相对较高，具体工作原理如下：利用传感装置对转速、电流、电压、湿度以及温度等参数实施合理检测，随后把信号传输到单片机中，由单片机来处理判断相关信号，对设定值以及测量值进行比较分析，并得到最终的判断结果，由执行机构对具体设备进行控制，实现预期的控制目标。在应用实践过程中，还需要注意温度以及液体等存在突出惯性问题的参数，并采用有效的控制方法[3]。

3.2  固态电器的有效应用

继电器是弱电控制强电实现的理想元件，其应用范围逐渐扩大。固态继电器（Solid State Relay，SSR）是电力电子功率元件、分立电子以及微电子电路等元件所构成的无触点启动装置，利用相应的隔离装置能够有效隔离负载端和控制端。固态继电器主要通过微小控制信号实施输入操作，对大电流荷载进行直接驱动。除此之外，固态继电器还能够有效简化继电器的操作流程，彻底解除各种条件限制，固态继电器得以大范围推广应用的原因也在于此。因为固态继电器是无触点半导体元件，其控制电压的输入值整体上处于较低水准，能够协助单片机进行相关操作，在实施输入、输出操作过程中，固态继电器应该借助光电隔离，整体隔离绝缘效果也远远超出2 000 V。如此，才可以为高压电路的稳定运行提供可靠的安全保障。

固态继电器的应用特点：应用寿命长;运行噪音低;开关速度较快，适用于开关没有火花的高频环境;整个输送过程全部实施光隔离，整体绝缘电压超出了2 500 V;灵敏度高，抗干扰能力突出;运行功耗较低。

结合SSR特征，进行实践应用过程中还应该注意下面几点内容：在散热设计中，设计选型需要保障空间充足、散热片的强制散热以及降额应用;在必要的条件下，通过RC吸收输入滤波;SSR存在漏电流，针对小功率荷载应该注意漏电流所产生的荷载控制问题。

3.3  系统电路

从系统内部电路电源方面分析，对于自动化控制的相关弱电控制强电来说，电源部分主要涵盖稳压管、电容、整流桥、变压器等部分，当处于一种正常的运行状态之下，电源能够提供较为稳定的电压，促进交流电和直流电两者进行顺利转化。此外单片机也能够获得良好的稳定电压。比如针对电压转换来说，可以在12～220 V电压区间范围内进行顺畅转换。在电压转换过程中，应该通过整流桥方法进行各项操作。在电容滤波和稳压管综合作用下，可以进一步削减直流电压，保障设备运输过程中的电压稳定性。

从单片机角度分析，温控元件是单片机内部运行中的重要元件，可以对单片机内部传感测温数值进行实时监控采集。对温度数值实施采集工作后，单片机能够接收各种实时性反馈，正常工作时，单片机还能继续加热内部元件。

除此之外，还包含各种内部元件，比如RISC元件便是一种高性能和高效益的单片机软件，该类元件能够对相关模拟信号进行直接处理。系统内部单片机设置了模数转换多通道设备，在进行调制后，能够输出不同脉冲宽度，除此之外，单片机还兼具唤醒功能和暂停功能，针对低功耗、高性能的A/D系统能够进行集成处理在工艺控制过程中，单片机的应用范围不断扩大。

3.4  加热电路和系统测温

在实际测温工作中，温度传感装置和定值电阻都和单片机进行连接，并以此为基础创建分压测温电路。针对处于一种动态运行条件中的傳感装置而言，可以测量水温数据，了解阻值具体变化形态，单片机可以测算系统分压值，全面掌控加热过程，连接三极管和单片机，对加热电路进行合理控制，遵守标准流程，确保PTC可以维持有序运转。在该种条件下，光电耦合装置与可控硅能够共同组合成一种完整的系统，实现基础加热目标。在控制可控硅的过程中，可以利用耦合器对导通状态进行合理调控。

弱电电源与三极管实现有效连接，并在此条件下和发光二极管进行连接，结束基础的电路连接工作，在导通状态下能够对较低的电平实施调控措施，二极管部件能发射光线。光电耦合装置可以实时传输各种信号，可控硅也可以在短时间内融入运行状态，元件加热操作可以结合阳极、阴极等实施，当满足系统特定温度要求时，便可以运行单片机，得到测温数据，如果电平输出较低，则会使系统停止加热[4]。

4    未来技术发展趋势

关于电气自动化的未来发展方向主要可以从两个层面进行介绍分析：

第一，自动化控制应该具备通用网络控制结构，为了促进相关管理工作和自动化控制下现场设备控制之间的顺畅连接，应该创建网络通用控制结构，能够影响自动化系统的控制质量。利用控制网络系统还可以辅助管理人员对运行设备进行远程监督管理，同时在对通信网络进行设计规划的过程中，还需确保相关控制网络的通信流畅，现场网络不管是以太网还是现场总线，都应该始终维持控制通信网络渠道的畅通性。

第二，在自动化控制中应该设置标准程序接口，存在各种因素造就了自动化控制的成功，标准化程序在这一过程中占据重要地位，标准化接口不但能够有效减少工程时间，同时还可以进一步降低工程花费，监控系统与控制系统两者之间还能实现信息共享与信息交换。为了提高各种形式下企业产品的通用性，需要针对自动化控制环节设置标准化接口。

5    结语

在现代化发展背景下，智能建筑、自动化逐渐成为我国主流发展趋势，弱电控制强电则是其发展的重要内容，结合当下电气发展现状以及对未来发展的预测发现，弱电控制强电拥有巨大的发展潜力，特别是各种弱电器件的诞生，将会进一步扩大弱电控制强电的应用范围。弱电和强电的有机结合能够一步弥补两者的缺陷，发挥各自的优势。

[参考文献]

[1]包从望，缪继权.自动化控制中弱电控制强电的方法分析[J].科技风，2019（17）：200.

[2]刘  成.自动化控制中弱电控制强电的分析与研究[J].有线电视技术，2019（6）：74-75.

[3]田   通.自动化控制中弱电控制强电的方法分析[J].科学技术创新，2018（25）：29-30.

[4]吴  丹，宋佳明.自动化控制中弱电控制强电的方法分析[J].科技经济导刊，2018，26（10）：59.