單片機自動化技術的應用和路徑

　　這篇自動化工程師論文發表了單片機自動化技術的應用和路徑，煤炭經濟是我國經濟發展的支柱產業，論文介紹了單片機在自動化技術的應用路徑，論文給出了煤礦電氣自動化設計相關建議，把實現電氣自動化作為主要的工作目標，推動控制技術的提高，為煤礦自動化發展奠定基礎。
 

　　關鍵詞：自動化工程師論文,煤礦電氣自動化,控制技術概述

　　煤炭經濟是國民經濟發展的重要產業。對社會穩定、能源安全等方面有很大影響，要求引入計算機的制造集成系統，讓煤炭的生產發展得到一定保證。計算機制造系統的優勢發揮，關鍵在單片機技術的實踐應用。因此，對煤礦電氣自動化中單片機的具體分析，有著重要意義。煤礦電氣控制技術主要為電動設備的傳動裝置系統服務。這種裝置主導部分是電力控制系統，把實現電氣自動化作為主要的工作目標。單片機的應用可以對社會的生存環境進行改善，單片機在煤礦電氣自動化中的應用重要性越發突出。

　　1單片機在電氣自動化技術的應用路徑

　　近年來單片機的應用日趨廣泛，主要表現在保護電氣設備和監控方面，遠離表現為，電壓信號傳送時經過CPU的轉換成為數字信號，由計算機進行處理分析，此基礎上，以總線的緩沖驅動器來做信號閉鎖的設定，以達到閉鎖目的。其在電氣自動化的應用中，體現在運行監控、漏電保護、調度改造、風機管理等方面。

　　1.1在漏電保護中應用

　　作為井下安全供電的要求之一，漏電保護的目的在于預防觸電事故發生，其原理是將絕緣電控制到規定數值內，保護繼電器得運作，電源可以被總饋電的開關切斷，在電容電流的補償方面，借助電抗器來實現。為提高可靠性，要增加硬件電路組成，單片機的P3.1與P3.2接24C08作掉電保護控制;由P3.3作欠壓保護電路;由P3.7作程序控制復位電路。當電機發生過流時，由P3.6位使繼電器跳閘，電機斷電。

　　當過載時，由P3.4位給出報警信號。同時，設有74LS244，用于過載、欠壓、欠流、過流與報警信號的顯示電路。在單片機的應用下，與零序電流的方向結合，在零序電流通過絕緣檢測后，單片機的運算功能和判斷功能就能夠發揮出來，在工作電阻值平穩下，停電的范圍將縮小。選擇性的漏電保護裝置在工作中的動作電流大、工作時間長會影響到操作安全。因此，利用零序電流的方向和單片機應用相結合，進行實時保護，建立選擇性漏電保護，在實現高精度運算，提高可靠性的同時，減少規模停電的問題。

　　1.2在運行監控中應用

　　在煤礦生產活動中，用電量的統計方面大多是由操作人員進行實現，不僅難以控制用電量，工作強度也很高。這種情況需考慮引入智能電度表，裝置優勢為分時段累計用電量。用電超負荷狀態時，系統就會發出報警，調度室要做好處理。其中智能電度表構成主要是以傳感器，單片機和外圍設備為主，或者用單片機檢測、微型機構組成。從監控系統看，原始的井下檢測。監控裝置以手持直讀式為主，間隔變化難以辨識。

　　1.3在調度改造中應用

　　煤礦電氣自動化控制技術中，單片機調度體現在電機的調度、滾筒、采煤機電動等方面。比如井下電機的調度系統，被賦予了很多功能(電機車位置的跟蹤、信號燈的指示、電機車的全盤調度)整個系統的運行中，利用可編程序對系統進行布控，優勢體現在控制裝置的體積小、靈活性和功能性強。在滾筒采煤機系統調動方面，主要考慮煤層的厚度不同，同時在采煤過程中要調整采煤機。技術改造方面，以礦井提升機為例，原有技術注重調整繞線式的交流電機轉子串電阻的方法，其控制線路復雜。

　　1.4風機管理自動化的應用

　　煤礦自動化技術通過單片機來實現風機的節能。煤礦工作中，風機是非常重要的設備，承擔著空氣供給的職責，風機有維護煤礦工作人員安全的作用，為煤礦工作的開展建立良好的環境。在使用時，針對礦井的下風速風壓進行細化處理，以確保管理模型符合各階段的需求。調速系統一般采取繞線式交流電機，一部分企業用的是鼠籠異步電機，目的是為了有效的調節風速。單片機使用頻率大，是因為減少了電路控制的難度，能提高其穩定性，在優化精度基礎上，減少設備成本。例如，采用PT1000溫度傳感器檢測環境溫度(溫度檢測精度0.01℃)，根據環境溫度變化控制風機降溫，并具備按鍵手動設定溫度上下限、聲光報警等功能。風機溫度控制面板示意圖如圖1所示。

　　2煤礦電氣自動化設計相關建議

　　2.1明確系統功能

　　盡管在煤礦自動化設計中，應用單片機的優勢較為明顯，但仍需注意控制系統設計中需要滿足的程序功能。比如自動化保護功能，考慮到線路設備運行中，運行電流超出了允許范圍時，需通過保護設備自動調整。井下電機車的調度系統被稱為井下“集、信、閉”，對全礦的井下電機車統一調度，防止運輸事故發生，保證煤礦的安全生產。電機車的統一調度包括井底電機車調度、岔道信號燈指示、電機車鋼軌實際位置追蹤、道岔自動移位和道岔密貼的監視、尾車自動監視。通過可編程序的控制器來實現井下電機車的調度，大大簡化了控制線路，整個過程均通過軟件實現，功能性強，靈活性大，控制裝置小，是井下電機車調度的發展方向。

　　煤層厚度在開采中存在著一定的變化，這要求采煤機開采的高度隨著煤層厚度進行調節，傳統是由工人進行人工調整，開采上頂煤時，會經常遇到巖石，大大減少采煤機壽命，甚至燒壞采煤機的驅動電機，對此可用滾筒采煤機來自動調高，從而解決問題，單片機組成的系統在線測量采煤機的驅動電機定子電流，通過定子電流值算出負荷變化，由于巖石比煤要硬，遇到巖石負荷就會增大，當電機的低定子電流增量大于某正值時，輸出控制量會使采煤機高度進行調整，繞過巖石。能夠提高采煤機壽命。

　　2.2數據模塊設計

　　數據模塊設計分為采集模塊和傳輸模塊。采集模塊要做好數字量數據、模擬量數據、電能量數據的記錄，并向上級系統傳輸信號，經信號的識別，進行通信。通信模塊中輸入數據時，模塊要做好分類工作，完成數據解析過程。

　　(1)數據采集模塊，煤礦電氣自動化的數據采集模塊在各線路中各數據參量類型和數量都不同。模擬量數據，主要有線路電壓、母線電壓、無功功率、有功功率和主變壓器電流等參數。電路中通過電流信號和交流電壓的瞬時值，進行A/D運算，得到被測電壓有效值。數字量數據有繼電器保護信號，運行警報信號等。在電流回路中加上比較高的電壓避免因觸點的接觸不良產生誤差，電能量數據包括，有功電能和無功電能。采集系統通過電能量數據、模擬量數據、數字量數據和信號傳輸系統進行控制監管，在得到控制指令后將其轉換成信號。通過信號識別數據的采集末端就可進行通信。

　　(2)數據傳輸模塊，在煤礦電氣自動化技術數據傳輸模塊中，采用多通道的傳輸模式，該�？旃δ芡ㄟ^不同參數進行數據分析后，發送給自動化系統應用平臺。將數據輸入到模塊，進行數據分析，再通過數據分析，將數據進行分類，通過通道傳輸，最后對數據進行解析。

　　3總結

　　煤礦事業對我國的經濟發展有重要作用，建構有效系統化的機制可以提高產業的發展進程，利用單片機確保產量升級，保證機械化水平優化，推動控制技術的提高，為煤礦自動化發展奠定基礎。

　　參考文獻

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　　作者：鄭俊花 單位：山西省雁北煤炭工業學校

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