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摘 要： 摘 要：使用單片機(jī)，在煤礦的自動(dòng)化系統(tǒng)改造過(guò)程中，是當(dāng)前較為廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，可以提升煤礦的電氣自動(dòng)化水平，幫助煤礦企業(yè)提高效益。本文結(jié)合具體的案例，對(duì)單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析，希望能
摘 要：使用單片機(jī)，在煤礦的自動(dòng)化系統(tǒng)改造過(guò)程中，是當(dāng)前較為廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用單片機(jī)技術(shù)，可以提升煤礦的電氣自動(dòng)化水平，幫助煤礦企業(yè)提高效益。本文結(jié)合具體的案例，對(duì)單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的運(yùn)用進(jìn)行分析，希望能夠?qū)γ旱V電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的優(yōu)化具有參考作用。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī) 煤礦自動(dòng)化 電氣自動(dòng)化
當(dāng)前，在科技浪潮不斷推動(dòng)以及科技人員的不懈努力下，進(jìn)行煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的改造和優(yōu)化，是較為熱門(mén)的話題。運(yùn)用單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)，如功能上的簡(jiǎn)化、體積上的優(yōu)化、成本的降低等，使得煤礦生產(chǎn)在向著理想化的狀態(tài)發(fā)展。因此單片機(jī)當(dāng)前在煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用成為熱門(mén)的話題，可以說(shuō)已經(jīng)成為煤礦大型機(jī)械設(shè)備和零部件系統(tǒng)自動(dòng)化智能化改造工程中不可或缺的器件，為煤礦的能源節(jié)約開(kāi)采安全、工作量的降低等提供了便利。
1 單片機(jī)的工作原理
單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在這以下個(gè)方面：(1)單片機(jī)的集成度高，它包括了CPU、RAM、ROM、計(jì)數(shù)器、并行口、串行口，可謂小而完善;(2)單片機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便易行，可實(shí)現(xiàn)模塊化;(3)單片機(jī)的可靠性很高，持續(xù)無(wú)故障時(shí)間久;(4)單片機(jī)的處理速度很快，功能強(qiáng)大。
單片機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。單片機(jī)自動(dòng)完成賦予它的任務(wù)的過(guò)程。也就是單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程，即一條條執(zhí)行的指令的過(guò)程。所謂指令，就是把要求單片機(jī)執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫(xiě)下來(lái)，這是由設(shè)計(jì)人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對(duì)應(yīng)著一種基本操作;單片機(jī)所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機(jī)的指令系統(tǒng)，不同種類(lèi)的單片機(jī)，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機(jī)能自動(dòng)完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問(wèn)題編成一系列指令(這些指令必須是選定單片機(jī)能識(shí)別和執(zhí)行的指令)，這一系列指令的集合就稱(chēng)為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲(chǔ)功能的部件——存儲(chǔ)器中。存儲(chǔ)器由許多存儲(chǔ)單元(最小的存儲(chǔ)單位)組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行。就像大樓房的每個(gè)房間都被分配到了唯一一個(gè)房間號(hào)一樣，每一個(gè)存儲(chǔ)單元也必須被分配到唯一的地址。單片機(jī)具有體積小、控制功能強(qiáng)、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、擴(kuò)展靈活和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，用單片機(jī)可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)、無(wú)線感知系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)、機(jī)器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)[1]。
2 單片機(jī)在煤礦自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1 單片機(jī)在漏電保護(hù)裝置中的應(yīng)用
進(jìn)行井下的開(kāi)采工作，需要安全的供電系統(tǒng)。一是防止人員發(fā)生身亡事故;二是對(duì)漏電進(jìn)行保護(hù)。從當(dāng)前國(guó)家煤礦工業(yè)整體形勢(shì)發(fā)展看，工作量越來(lái)越大，但是用于檢測(cè)漏電保護(hù)的裝置非常少，而且樣式過(guò)多，無(wú)法知道哪一種設(shè)備能夠更好地發(fā)揮作用。因此，在工作原理上進(jìn)行了眾多的檢測(cè)，最終發(fā)現(xiàn)如果要保證絕緣電源發(fā)生下降，達(dá)到安全的數(shù)值，必須要采用繼電器保護(hù)動(dòng)作，切斷電源之后，然后才能進(jìn)行電抗器補(bǔ)償電容電流的檢測(cè)。這種方式在大部分煤礦中用于設(shè)備的檢測(cè)。然而這種檢測(cè)方式具有一定的弊端，很多設(shè)備是獨(dú)立的元件，這種元件的運(yùn)行在可靠性上是較低的。當(dāng)發(fā)生不載合閘的瞬間出現(xiàn)了誤操作。那么故障發(fā)生的概率就會(huì)提高。使用單片機(jī)的方法和技術(shù)，對(duì)于擊落可以進(jìn)行判斷，在合閘瞬間可以快速對(duì)閉鎖電路簡(jiǎn)陋，這樣利用單片機(jī)的這種優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電路的快速檢測(cè)，能夠利于煤礦在選擇性的漏電保護(hù)裝置上進(jìn)行理智的選擇。單面機(jī)裝置用于漏電保護(hù)裝置，不會(huì)讓裝置在運(yùn)行過(guò)程中時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，受到限制，而且保證了煤礦工人在井下的人身安全，解決了長(zhǎng)期以來(lái)困擾煤礦漏電保護(hù)裝置中的一些弊端。單片機(jī)將附加直流電源與零序電源的方向加以結(jié)合，有效地保證了漏電保護(hù)的選擇性[2]。
2.2 進(jìn)行礦井自動(dòng)抄表系統(tǒng)采用單片機(jī)的應(yīng)用
對(duì)于礦井中的供電系統(tǒng)，按照正常的供電需要在鍛煉后，發(fā)生緊急供電的時(shí)候，為了滿足供電的需求，將脈沖的變化等進(jìn)行電度表的高低電平的變化的讀數(shù)，這種讀數(shù)可以根據(jù)電度表高低電平的變化進(jìn)行計(jì)算。即便是在斷電的狀態(tài)下，如果進(jìn)行后備電源的啟動(dòng)，依然會(huì)讓單片機(jī)發(fā)生工作狀態(tài)，進(jìn)行電表的檢測(cè)和技術(shù)。還有一種運(yùn)用，可以使數(shù)據(jù)相對(duì)集中，將數(shù)據(jù)的傳送集中在采集器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)其中，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)集中器的功能發(fā)揮，使用單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)集中器的基本載體的運(yùn)行。單片機(jī)經(jīng)過(guò)采集器的電路發(fā)送指令。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到地址，馬上計(jì)算機(jī)可以采集到采集器中的數(shù)據(jù)。以上利用電力線路傳輸和超載代技術(shù)進(jìn)行通道傳輸?shù)姆绞�，�?shí)現(xiàn)了電量采集，將單面機(jī)應(yīng)用在抄表系統(tǒng)中，使得抄表系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，而且實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。
2.3 單片機(jī)在滾筒采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤層的厚度在煤礦開(kāi)采中是屬于固定不變的，但是這種固動(dòng)不變，是相對(duì)而言的，如果一旦發(fā)生改變，就要適應(yīng)煤層的厚度，進(jìn)行采煤機(jī)的調(diào)整。傳統(tǒng)的方法是采用人為的方式來(lái)進(jìn)行調(diào)整，但是這種調(diào)整的數(shù)據(jù)不是很準(zhǔn)確，容易發(fā)生數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響采煤機(jī)的開(kāi)采，傷害機(jī)器。運(yùn)用單片機(jī)組成的滾筒采煤機(jī)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它的原理是驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子電流，根據(jù)相關(guān)的公式進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，然后在公式中進(jìn)行數(shù)據(jù)的代入，最終得到的結(jié)果能反映出電流負(fù)或電流負(fù)荷的變化。在開(kāi)采過(guò)程中，如果遇到厚度較大的巖石的時(shí)候，此時(shí)采煤機(jī)的高度會(huì)根據(jù)負(fù)荷的增大，讓單片機(jī)輸出值來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整，確保能夠繞過(guò)厚度過(guò)大的巖石。這樣單面機(jī)的運(yùn)用可以有效地解決厚度不均的問(wèn)題[3]。
2.4 單片機(jī)在鋼絲繩張力無(wú)限監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用
煤炭開(kāi)采中，很多礦井提升機(jī)都是使用交流電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力進(jìn)行開(kāi)采的。采用繞線式交流電動(dòng)機(jī)傳子，電流時(shí)間混合，串電阻發(fā)生線路控制，這種開(kāi)采過(guò)程中，時(shí)間控制雖較為優(yōu)越，但是性能上卻有一定的問(wèn)題。當(dāng)負(fù)載變動(dòng)幅度較大，或者線路較為復(fù)雜的時(shí)候，此時(shí)使用單片機(jī)應(yīng)用在鋼絲繩張力無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，就會(huì)讓電流的測(cè)量以及速度的測(cè)量變得較為簡(jiǎn)單[1-4]。
3 結(jié)語(yǔ)
單片微型計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，它是一種集成在電路芯片上，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。當(dāng)前煤礦中采用的大部分都是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，例如超窄帶載波抄表系統(tǒng)。這種系統(tǒng)包含了載波模塊主站等部分，它的工作原理是：在狹窄的平臺(tái)內(nèi)，通過(guò)窄頻帶技術(shù)完成抄表傳送，采集電表需要實(shí)現(xiàn)模塊與變電站接收器的并發(fā)通信傳輸，利用電流和電壓數(shù)據(jù)的集中器的采集，達(dá)到礦井自動(dòng)抄表。而使用單片機(jī)之后，礦井的自動(dòng)化系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和分析上更加靈活和準(zhǔn)確。
參考文獻(xiàn)
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相關(guān)期刊推薦：《單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》Microcontrollers & Embedded Systems(月刊)2001年創(chuàng)刊，為國(guó)家級(jí)期刊。本刊定位在單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)的基礎(chǔ)應(yīng)用領(lǐng)域，突出單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)中的一些基本的軟硬件技術(shù)、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、新產(chǎn)品、新技術(shù)等。既有別于對(duì)象專(zhuān)業(yè)期刊中的嵌入式系統(tǒng)的對(duì)象項(xiàng)目應(yīng)用，也有別于一般電子類(lèi)期刊中從電子技術(shù)應(yīng)用、電子元器件角度介入嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用。
