论文部分内容阅读
摘 要：随着光电传感技术的创新与升级，光电传感器在电力抄表系统中的控制效果也逐渐显示出来。基于此，本文将针对光电传感器对电力抄表系统的影响进行分析，进而从电力抄表系统的光电传感器设计、光电传感器的系统控制电路设计以及控制电路抗干扰的有效策略三个方面进行了光电传感器在电力抄表系统中的控制分析，希望可以对光电传感器在电力抄表系统中控制效果的提升有所帮助。
关键词：光电传感器；电力抄表系统；控制分析；电路设计
引言
光电传感器的有效应用可以在一定程度上提升电力抄表系统的控制效果，促进电力抄表网络化、自动化的发展。但是，现阶段，很多电力企业对于光电传感器的应用还不够科学，对其在电力抄表系统中的控制优势还不够明确，而相关的理论研究也还不够成熟，所以本文针对光电传感器在电力抄表系统中的控制分析与探究是很有现实意义的。
1 光电传感器对电力抄表系统的影响
现阶段，对于电力抄表系统的控制主要有两种形式，分别是集中控制策略以及分布式控制两种。其中，集中控制主电路在电力控制中心上，为对于分布式控制来说，主电路是贯穿总线与控制中心的，其信道更长，控制的效果也比较精准，但是设施与电路的协同作业能力差，从而使得数据的共享性降低，缺乏功能的可拓展性。
通常情况下，一个光电传感器主要包括激光光源、光学通路以及光电元件三个部分。其可以通过电力抄表系统信道进行底层数据通信的一系列控制以及交换协议的处理。光电传感器的传输区间可以遍布系统的主电路。通过对光电传感器输出脉冲信号的控制就可以实现主电路转速的调节，进而反向控制数据采集以及传输[1]。
光电传感器对电力抄表系统的影响可以体现在两个方面。一方面，光电传感器的直接设控，使得总线的长度得以延长，不仅为接口的使用提供了方便，还可以运用点对点的通信分享来进行电力抄表数据的光电数字信号传输与收集，在很大程度上减少了电线以及接口、保护设施的消耗，提高了总线分布与通信协议的兼容性与适应性。另一方面，通过光电传感器，使得电力抄表系统的控制结构以及数据传输过程得到了改变，具体来说，把控制结构根据功能差异针对性地分成了三层，在一定程度上实现了系统的集成，为电力抄表系统的控制提供了方便。
2 光电传感器在电力抄表系统中的控制分析
要想提高光电传感器在电力抄表系统中控制分析的科学性，可以从电力抄表系统的光电传感器设计、光电传感器的系统控制电路设计以及控制电路抗干扰的有效策略三个方面展开。
2.1电力抄表系统的光电传感器设计
光电传感器通常是以JPEG图像为依托进行电表箱数据的显示的，而为了区分用户，会进行JPEG图像的采集方位以及时间的添加。而对于电力抄表系统的光电传感器设计也是由此展开的。具体来说，JPEG图像的0按序编码流程如图1所示。也就是说，通过电力抄表图像的8×8的数据块平均切割以及先横排后竖排的扫描、排成以及离散余弦变换，从而使得变换数据输入量化设备排列成“之”字的形式得以输出，进而进行针对性地文件控制。而对于熵值编辑器来说，一般会采用哈尔曼编码表来进行相关数据文本的压缩输出，并通过二值化的文本压缩数据末尾的方位与时间的嵌入，从而进行解码以及JPEG图像灰度的修改，从而达到文字嵌入的目的。通常情况下，JPEG图像的编码和解码是互为逆运算的，所以在编码的过程中可以以此为基础展开，从而提高编码的效率与质量。
2.2光电传感器的系统控制电路设计
在电表箱内，光电传感器下还有相应的系统控制电路，进行电表箱通电与断电的一系列控制，通常情况下，其供电电源的电压为10V，继电器T的额定电压为10V。而通常情况下还有最小吸合电压以及释放电压的限制，一般分别为6.9V和1.5V，对于其实际的运转功率来说，一般会维持在150W左右。而对于数据采集电路来说，一般是要切断电表箱电源来进行数据的采集的。图中D为缓冲器，其是通过主电路来进行高电平的传输的，其可以在一定程度上架空继电器，从而根据需求实现电表箱的断电，而且在通电时还可以再次进行低电平的传递以及继电器的重置，从而根据需求实现电表箱的通电控制。而且在此控制电路的过程中，所采用的电源开关都是220V家庭电源供电，还进行了节能技术的应用，不仅方便易实施，还可以满足我国可持续发展战略的要求。
图 1 JPEG图像编码流程图
与此同时，光电传感器的系统控制电路设计的过程中通常会涉及到E3JM-DS7型号光电传感器，以此设备进行电路的连接控制，不仅可以耐高压、抗大电流，还可以自动地进行防电磁干扰，提升感应距离，实现粉尘环境的可持续运转。不止如此，还会利用双列直插式封装技术进行电路的控制，进行管脚数量的确定、双入线形式的采用、硅胶三极管的串联以及抄表数据的优先处理等。此外，电力抄表系统通过驱动继电器、转速调节器和数据采集电路三路的设计，还可以进行数显屏幕、指示器以及步进电机的增加，从而提升电力抄表系统控制电路的个性化程度，提高光电传感器在电力抄表系统中的控制效果[2]。
2.3控制电路抗干扰的有效策略
通常情况下，在光电传感器进行电力抄表系统控制的过程中，经常会涉及都很多干扰因素，而如何提升E3JM-DS7光电传感器设计的灵活性，提高控制电路的保护效果，避免不必要的环境干扰十分重要。而一般来说，要想提高控制电路的抗干扰能力，可以从控制单指令冗余、陷阱拦截以及循环定时三个方面展开。对于光电传感器控制电力抄表系统来说，其计算机CPU的调用指令通常是需要从指令码进行指令数的过渡的，而在此过程中，一旦控制电路产生干扰，就会使得控制指令无法保持在相关的信道之上，从而使得指令码与指令数产生局部分离或是混合的现象，直接引发控制的失败。而要想避免此环节的干扰，就可以进行指令码与指令数分离部位的单指令冗余数据嵌入，从而有效地避免分离部位产生重要指令遮挡的现象，提高控制的效果。与此同时，在传输信道中进行针对性陷阱的布置，实现混合指令的有效拦截，同样可以促进局部分离数据向原有信道的回归。通常情况下，在光电传感器的1K信道区间会进行2个陷阱的布置，以保证陷阱拦截的有效性与全面性。而当控制指令已经处于无限循环的状态时，通过控制单指令冗余、陷阱拦截往往起不到实质的效果，此时进行循环定时停止控制指令的实施是十分必要且关键的。
结束语
从实际出发，明确光电传感器对电力抄表系统的影响，与时俱进，进行光电传感器在电力抄表系统中的控制分析，不仅可以在一定程度上提升光电传感器的应用效果，还可以促进电力抄表系统的优化与完善，從而实现光电传感器与电力抄表系统的有机结合，推动我国电力系统的发展。
参考文献：
[1] 曹显莹，曲阳，郭春来.基于虚拟仪器的光电传感器实验系统[J].物理通报，2018（10）：80-83.
[2] 贾洪雷，齐江涛，刘慧力.光电传感器结合旋转编码器检测气吸式排种器吸种性能[J].农业工程学报，2018，34（19）：28-39.
关键词：光电传感器；电力抄表系统；控制分析；电路设计
引言
光电传感器的有效应用可以在一定程度上提升电力抄表系统的控制效果，促进电力抄表网络化、自动化的发展。但是，现阶段，很多电力企业对于光电传感器的应用还不够科学，对其在电力抄表系统中的控制优势还不够明确，而相关的理论研究也还不够成熟，所以本文针对光电传感器在电力抄表系统中的控制分析与探究是很有现实意义的。
1 光电传感器对电力抄表系统的影响
现阶段，对于电力抄表系统的控制主要有两种形式，分别是集中控制策略以及分布式控制两种。其中，集中控制主电路在电力控制中心上，为对于分布式控制来说，主电路是贯穿总线与控制中心的，其信道更长，控制的效果也比较精准，但是设施与电路的协同作业能力差，从而使得数据的共享性降低，缺乏功能的可拓展性。
通常情况下，一个光电传感器主要包括激光光源、光学通路以及光电元件三个部分。其可以通过电力抄表系统信道进行底层数据通信的一系列控制以及交换协议的处理。光电传感器的传输区间可以遍布系统的主电路。通过对光电传感器输出脉冲信号的控制就可以实现主电路转速的调节，进而反向控制数据采集以及传输[1]。
光电传感器对电力抄表系统的影响可以体现在两个方面。一方面，光电传感器的直接设控，使得总线的长度得以延长，不仅为接口的使用提供了方便，还可以运用点对点的通信分享来进行电力抄表数据的光电数字信号传输与收集，在很大程度上减少了电线以及接口、保护设施的消耗，提高了总线分布与通信协议的兼容性与适应性。另一方面，通过光电传感器，使得电力抄表系统的控制结构以及数据传输过程得到了改变，具体来说，把控制结构根据功能差异针对性地分成了三层，在一定程度上实现了系统的集成，为电力抄表系统的控制提供了方便。
2 光电传感器在电力抄表系统中的控制分析
要想提高光电传感器在电力抄表系统中控制分析的科学性，可以从电力抄表系统的光电传感器设计、光电传感器的系统控制电路设计以及控制电路抗干扰的有效策略三个方面展开。
2.1电力抄表系统的光电传感器设计
光电传感器通常是以JPEG图像为依托进行电表箱数据的显示的，而为了区分用户，会进行JPEG图像的采集方位以及时间的添加。而对于电力抄表系统的光电传感器设计也是由此展开的。具体来说，JPEG图像的0按序编码流程如图1所示。也就是说，通过电力抄表图像的8×8的数据块平均切割以及先横排后竖排的扫描、排成以及离散余弦变换，从而使得变换数据输入量化设备排列成“之”字的形式得以输出，进而进行针对性地文件控制。而对于熵值编辑器来说，一般会采用哈尔曼编码表来进行相关数据文本的压缩输出，并通过二值化的文本压缩数据末尾的方位与时间的嵌入，从而进行解码以及JPEG图像灰度的修改，从而达到文字嵌入的目的。通常情况下，JPEG图像的编码和解码是互为逆运算的，所以在编码的过程中可以以此为基础展开，从而提高编码的效率与质量。
2.2光电传感器的系统控制电路设计
在电表箱内，光电传感器下还有相应的系统控制电路，进行电表箱通电与断电的一系列控制，通常情况下，其供电电源的电压为10V，继电器T的额定电压为10V。而通常情况下还有最小吸合电压以及释放电压的限制，一般分别为6.9V和1.5V，对于其实际的运转功率来说，一般会维持在150W左右。而对于数据采集电路来说，一般是要切断电表箱电源来进行数据的采集的。图中D为缓冲器，其是通过主电路来进行高电平的传输的，其可以在一定程度上架空继电器，从而根据需求实现电表箱的断电，而且在通电时还可以再次进行低电平的传递以及继电器的重置，从而根据需求实现电表箱的通电控制。而且在此控制电路的过程中，所采用的电源开关都是220V家庭电源供电，还进行了节能技术的应用，不仅方便易实施，还可以满足我国可持续发展战略的要求。
图 1 JPEG图像编码流程图
与此同时，光电传感器的系统控制电路设计的过程中通常会涉及到E3JM-DS7型号光电传感器，以此设备进行电路的连接控制，不仅可以耐高压、抗大电流，还可以自动地进行防电磁干扰，提升感应距离，实现粉尘环境的可持续运转。不止如此，还会利用双列直插式封装技术进行电路的控制，进行管脚数量的确定、双入线形式的采用、硅胶三极管的串联以及抄表数据的优先处理等。此外，电力抄表系统通过驱动继电器、转速调节器和数据采集电路三路的设计，还可以进行数显屏幕、指示器以及步进电机的增加，从而提升电力抄表系统控制电路的个性化程度，提高光电传感器在电力抄表系统中的控制效果[2]。
2.3控制电路抗干扰的有效策略
通常情况下，在光电传感器进行电力抄表系统控制的过程中，经常会涉及都很多干扰因素，而如何提升E3JM-DS7光电传感器设计的灵活性，提高控制电路的保护效果，避免不必要的环境干扰十分重要。而一般来说，要想提高控制电路的抗干扰能力，可以从控制单指令冗余、陷阱拦截以及循环定时三个方面展开。对于光电传感器控制电力抄表系统来说，其计算机CPU的调用指令通常是需要从指令码进行指令数的过渡的，而在此过程中，一旦控制电路产生干扰，就会使得控制指令无法保持在相关的信道之上，从而使得指令码与指令数产生局部分离或是混合的现象，直接引发控制的失败。而要想避免此环节的干扰，就可以进行指令码与指令数分离部位的单指令冗余数据嵌入，从而有效地避免分离部位产生重要指令遮挡的现象，提高控制的效果。与此同时，在传输信道中进行针对性陷阱的布置，实现混合指令的有效拦截，同样可以促进局部分离数据向原有信道的回归。通常情况下，在光电传感器的1K信道区间会进行2个陷阱的布置，以保证陷阱拦截的有效性与全面性。而当控制指令已经处于无限循环的状态时，通过控制单指令冗余、陷阱拦截往往起不到实质的效果，此时进行循环定时停止控制指令的实施是十分必要且关键的。
结束语
从实际出发，明确光电传感器对电力抄表系统的影响，与时俱进，进行光电传感器在电力抄表系统中的控制分析，不仅可以在一定程度上提升光电传感器的应用效果，还可以促进电力抄表系统的优化与完善，從而实现光电传感器与电力抄表系统的有机结合，推动我国电力系统的发展。
参考文献：
[1] 曹显莹，曲阳，郭春来.基于虚拟仪器的光电传感器实验系统[J].物理通报，2018（10）：80-83.
[2] 贾洪雷，齐江涛，刘慧力.光电传感器结合旋转编码器检测气吸式排种器吸种性能[J].农业工程学报，2018，34（19）：28-39.