單片機自動化技術(shù)的應(yīng)用和路徑

　　這篇自動化工程師論文發(fā)表了單片機自動化技術(shù)的應(yīng)用和路徑，煤炭經(jīng)濟是我國經(jīng)濟發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，論文介紹了單片機在自動化技術(shù)的應(yīng)用路徑，論文給出了煤礦電氣自動化設(shè)計相關(guān)建議，把實現(xiàn)電氣自動化作為主要的工作目標(biāo)，推動控制技術(shù)的提高，為煤礦自動化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
 

　　關(guān)鍵詞：自動化工程師論文,煤礦電氣自動化,控制技術(shù)概述

　　煤炭經(jīng)濟是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。對社會穩(wěn)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(tǒng)，讓煤炭的生產(chǎn)發(fā)展得到一定保證。計算機制造系統(tǒng)的優(yōu)勢發(fā)揮，關(guān)鍵在單片機技術(shù)的實踐應(yīng)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(shù)主要為電動設(shè)備的傳動裝置系統(tǒng)服務(wù)。這種裝置主導(dǎo)部分是電力控制系統(tǒng)，把實現(xiàn)電氣自動化作為主要的工作目標(biāo)。單片機的應(yīng)用可以對社會的生存環(huán)境進行改善，單片機在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用重要性越發(fā)突出。

　　1單片機在電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用路徑

　　近年來單片機的應(yīng)用日趨廣泛，主要表現(xiàn)在保護電氣設(shè)備和監(jiān)控方面，遠離表現(xiàn)為，電壓信號傳送時經(jīng)過CPU的轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號，由計算機進行處理分析，此基礎(chǔ)上，以總線的緩沖驅(qū)動器來做信號閉鎖的設(shè)定，以達到閉鎖目的。其在電氣自動化的應(yīng)用中，體現(xiàn)在運行監(jiān)控、漏電保護、調(diào)度改造、風(fēng)機管理等方面。

　　1.1在漏電保護中應(yīng)用

　　作為井下安全供電的要求之一，漏電保護的目的在于預(yù)防觸電事故發(fā)生，其原理是將絕緣電控制到規(guī)定數(shù)值內(nèi)，保護繼電器得運作，電源可以被總饋電的開關(guān)切斷，在電容電流的補償方面，借助電抗器來實現(xiàn)。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(fù)位電路。當(dāng)電機發(fā)生過流時，由P3.6位使繼電器跳閘，電機斷電。

　　當(dāng)過載時，由P3.4位給出報警信號。同時，設(shè)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(yīng)用下，與零序電流的方向結(jié)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(fā)揮出來，在工作電阻值平穩(wěn)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(yīng)用相結(jié)合，進行實時保護，建立選擇性漏電保護，在實現(xiàn)高精度運算，提高可靠性的同時，減少規(guī)模停電的問題。

　　1.2在運行監(jiān)控中應(yīng)用

　　在煤礦生產(chǎn)活動中，用電量的統(tǒng)計方面大多是由操作人員進行實現(xiàn)，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(yōu)勢為分時段累計用電量。用電超負(fù)荷狀態(tài)時，系統(tǒng)就會發(fā)出報警，調(diào)度室要做好處理。其中智能電度表構(gòu)成主要是以傳感器，單片機和外圍設(shè)備為主，或者用單片機檢測、微型機構(gòu)組成。從監(jiān)控系統(tǒng)看，原始的井下檢測。監(jiān)控裝置以手持直讀式為主，間隔變化難以辨識。

　　1.3在調(diào)度改造中應(yīng)用

　　煤礦電氣自動化控制技術(shù)中，單片機調(diào)度體現(xiàn)在電機的調(diào)度、滾筒、采煤機電動等方面。比如井下電機的調(diào)度系統(tǒng)，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(diào)度)整個系統(tǒng)的運行中，利用可編程序?qū)ο到y(tǒng)進行布控，優(yōu)勢體現(xiàn)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(tǒng)調(diào)動方面，主要考慮煤層的厚度不同，同時在采煤過程中要調(diào)整采煤機。技術(shù)改造方面，以礦井提升機為例，原有技術(shù)注重調(diào)整繞線式的交流電機轉(zhuǎn)子串電阻的方法，其控制線路復(fù)雜。

　　1.4風(fēng)機管理自動化的應(yīng)用

　　煤礦自動化技術(shù)通過單片機來實現(xiàn)風(fēng)機的節(jié)能。煤礦工作中，風(fēng)機是非常重要的設(shè)備，承擔(dān)著空氣供給的職責(zé)，風(fēng)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(huán)境。在使用時，針對礦井的下風(fēng)速風(fēng)壓進行細(xì)化處理，以確保管理模型符合各階段的需求。調(diào)速系統(tǒng)一般采取繞線式交流電機，一部分企業(yè)用的是鼠籠異步電機，目的是為了有效的調(diào)節(jié)風(fēng)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(wěn)定性，在優(yōu)化精度基礎(chǔ)上，減少設(shè)備成本。例如，采用PT1000溫度傳感器檢測環(huán)境溫度(溫度檢測精度0.01℃)，根據(jù)環(huán)境溫度變化控制風(fēng)機降溫，并具備按鍵手動設(shè)定溫度上下限、聲光報警等功能。風(fēng)機溫度控制面板示意圖如圖1所示。

　　2煤礦電氣自動化設(shè)計相關(guān)建議

　　2.1明確系統(tǒng)功能

　　盡管在煤礦自動化設(shè)計中，應(yīng)用單片機的優(yōu)勢較為明顯，但仍需注意控制系統(tǒng)設(shè)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(shè)備運行中，運行電流超出了允許范圍時，需通過保護設(shè)備自動調(diào)整。井下電機車的調(diào)度系統(tǒng)被稱為井下“集、信、閉”，對全礦的井下電機車統(tǒng)一調(diào)度，防止運輸事故發(fā)生，保證煤礦的安全生產(chǎn)。電機車的統(tǒng)一調(diào)度包括井底電機車調(diào)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(jiān)視、尾車自動監(jiān)視。通過可編程序的控制器來實現(xiàn)井下電機車的調(diào)度，大大簡化了控制線路，整個過程均通過軟件實現(xiàn)，功能性強，靈活性大，控制裝置小，是井下電機車調(diào)度的發(fā)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(diào)節(jié)，傳統(tǒng)是由工人進行人工調(diào)整，開采上頂煤時，會經(jīng)常遇到巖石，大大減少采煤機壽命，甚至燒壞采煤機的驅(qū)動電機，對此可用滾筒采煤機來自動調(diào)高，從而解決問題，單片機組成的系統(tǒng)在線測量采煤機的驅(qū)動電機定子電流，通過定子電流值算出負(fù)荷變化，由于巖石比煤要硬，遇到巖石負(fù)荷就會增大，當(dāng)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(diào)整，繞過巖石。能夠提高采煤機壽命。

　　2.2數(shù)據(jù)模塊設(shè)計

　　數(shù)據(jù)模塊設(shè)計分為采集模塊和傳輸模塊。采集模塊要做好數(shù)字量數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、電能量數(shù)據(jù)的記錄，并向上級系統(tǒng)傳輸信號，經(jīng)信號的識別，進行通信。通信模塊中輸入數(shù)據(jù)時，模塊要做好分類工作，完成數(shù)據(jù)解析過程。

　　(1)數(shù)據(jù)采集模塊，煤礦電氣自動化的數(shù)據(jù)采集模塊在各線路中各數(shù)據(jù)參量類型和數(shù)量都不同。模擬量數(shù)據(jù)，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(shù)。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(shù)字量數(shù)據(jù)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(chǎn)生誤差，電能量數(shù)據(jù)包括，有功電能和無功電能。采集系統(tǒng)通過電能量數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、數(shù)字量數(shù)據(jù)和信號傳輸系統(tǒng)進行控制監(jiān)管，在得到控制指令后將其轉(zhuǎn)換成信號。通過信號識別數(shù)據(jù)的采集末端就可進行通信。

　　(2)數(shù)據(jù)傳輸模塊，在煤礦電氣自動化技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸模塊中，采用多通道的傳輸模式，該�？旃δ芡ㄟ^不同參數(shù)進行數(shù)據(jù)分析后，發(fā)送給自動化系統(tǒng)應(yīng)用平臺。將數(shù)據(jù)輸入到模塊，進行數(shù)據(jù)分析，再通過數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)進行分類，通過通道傳輸，最后對數(shù)據(jù)進行解析。

　　3總結(jié)

　　煤礦事業(yè)對我國的經(jīng)濟發(fā)展有重要作用，建構(gòu)有效系統(tǒng)化的機制可以提高產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程，利用單片機確保產(chǎn)量升級，保證機械化水平優(yōu)化，推動控制技術(shù)的提高，為煤礦自動化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

　　參考文獻

　　[1]張華.單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2015(2)：117-118，165.

　　[2]賈晉杰.單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息，2015(25)：13.

　　[3]王玉英，王文魁.單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2011，7(32)：8055-8057.

　　[4]卜桂鑫.試論單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013(13)：213，206.

　　作者：鄭俊花 單位：山西省雁北煤炭工業(yè)學(xué)校

　　推薦閱讀：《遼寧石油化工大學(xué)學(xué)報》(曾用刊名：撫順石油學(xué)院學(xué)報)，1988年創(chuàng)刊，為石油、天然氣工業(yè)專業(yè)性學(xué)術(shù)期刊，本刊立足遼寧、面向全國、服務(wù)石油石化。

轉(zhuǎn)載請注明來自發(fā)表學(xué)術(shù)論文網(wǎng)：http:///dzlw/15829.html