PIC單片機技術在礦區(qū)控制系統(tǒng)中的應用

李二旭　張源源

摘 要：近年來，我國大部分地區(qū)出現(xiàn)大范圍霧霾天氣，到處灰茫茫一片，空氣質量仍達嚴重污染級別，其中PM2.5的來源十分復雜，既有機動車產(chǎn)生的污染，也有燃煤燃燒產(chǎn)生的細微顆粒物，同時空氣中的二氧化硫、氮氧化物和揮發(fā)性有機物等，經(jīng)過了一系列的復雜變化，生成了對人體有害的細微顆粒。作者認為，污染的存在還有一項重要的原因是煤礦燃燒后產(chǎn)生大的棄舊氣體。在改變這一現(xiàn)狀的研究中，引進了PIC控制技術，這項技術可以有效的改善礦區(qū)煤礦燃燒對空氣的污染。

關鍵詞：可編程控制器；煤礦礦區(qū)燃燒系統(tǒng)；節(jié)能減排；充分燃燒

近些年來，我國不斷地遭受極端天氣，尤其是寒冷侵襲，在產(chǎn)能方面就有了更多的要求。能源的供應主要依靠煤礦系統(tǒng)。但是普通的煤礦系統(tǒng)只能達到設計產(chǎn)能的85%左右，這個統(tǒng)計還是較為理想的數(shù)值，當碰到了極端天氣，這一數(shù)值還可能處于更低。這不僅不能很好的將煤礦資源利用，還會造成很大的空氣污染。此時，我們就在煤礦系統(tǒng)原有的基礎上加以改進，不斷的提高該系統(tǒng)中的技術參數(shù)和配套零件，充分的完成對煤礦系統(tǒng)的轉型。其中最為重要的還是啟用了PIC控制裝置，這項調整可以根本上改善燃燒的效率，解決了我國因能源供應緊張帶來的各個方面的壓力。

1 PIC控制的相關概念和特點

簡單來說PIC就是一個微小的控制系統(tǒng)，其機器的基本組成部分由輸入和輸出兩個部分組成。

山區(qū)中的PIC控制器的控制的特征，是利用礦區(qū)監(jiān)測系統(tǒng)的來監(jiān)測礦區(qū)的燃燒量數(shù)值，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇IC控制器的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)事先設定好的燃燒量額定值對系統(tǒng)的閥門進行開關的控制，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的控制。除此之外，PIC微型控制器工作優(yōu)勢也很明顯，它處理數(shù)據(jù)的速度很快能在短時間內分析出礦區(qū)的燃燒量，并立刻做出回應；同時該系統(tǒng)的操作也很容易，在操作界面上可以輕松實現(xiàn)自定義的操作界面，方便每一個使用者，最出彩的特點還是該系統(tǒng)具有報警系統(tǒng)，能夠預測出危險的存在。

2 PIC控制在礦區(qū)控制系統(tǒng)

PIC系統(tǒng)實質上就是單片機的一種，它的設計基礎依靠計算機C語言設計，所以控制指令的編程都按照計算機C語言的規(guī)則和方法編程。這時可以利用計算機語言將我們的控制系統(tǒng)分成不同的模塊進行管理，利用計算機語言中的代號為每一個模塊進行命名。例如：我們可以將PIC控制系統(tǒng)中的氣體的輸送、系統(tǒng)數(shù)據(jù)自動清零、程序自動點火、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、故障報警等模塊按照一定的語言法則編程到系統(tǒng)中，從而完成對整個系統(tǒng)的控制。這里需要指出的是安全報警系統(tǒng)的設計需要考慮兩個方面，一是利用計算機設計好報警的額定限度，一旦系統(tǒng)監(jiān)測的數(shù)值超過額定數(shù)值就會報警；二是當機械體硬件出現(xiàn)問題時，整個系統(tǒng)也會發(fā)出警告告知使用者。

結合圖1可以看見，整個變頻器系統(tǒng)由一個簡單的電路組成，例如：開關、高壓電動機、控制按鍵、信號指示燈、電源聯(lián)接器等幾大部件組成，這種電路就是控制系統(tǒng)的主要核心技術，保持整個電路的安全運行就可以保證操作的順利進行。除此之外，無論操作系統(tǒng)怎么變化，內部的電控系統(tǒng)的基本構造還是相同的，值得提出的是復雜控制系統(tǒng)中，電路的設計要相對復雜一些，但是總體的目標還是要達到控制電路，復雜控制系統(tǒng)的連線一般較為復雜。

3 PIC控制的給水系統(tǒng)在礦區(qū)中的利用

在實際的礦區(qū)工作中，我們還要利用PIC操作系統(tǒng)對礦區(qū)的安全護航。實際工作中，我們經(jīng)常利用PIC控制礦區(qū)的給水系統(tǒng)，以保證礦區(qū)的工作能夠安全的進行。例如：當?shù)V區(qū)的燃燒量達到額定限度的時候，就要利用PIC控制系統(tǒng)加入適量的水以降低爐內的生產(chǎn)溫度，保證生產(chǎn)工作的安全進行。這里PIC系統(tǒng)需要設定變化量就是礦區(qū)中的水的容量變化，基本要求是既不能水量既不能超過報警水位導致礦區(qū)有爆炸危險，也不能因水位過高導致爐內的壓力過高。

PIC能控制水位的高低、水量的大小、水溫度高，但是在實際工作中又是怎么工作的呢。例如：該操作系統(tǒng)一旦監(jiān)測到水位過高就會自動開啟減壓閥，將鍋爐內過多的壓力排干；在鍋爐水位不足時，系統(tǒng)會自動開啟進水管道的開關，加大進水量保證整個鍋爐系統(tǒng)安全運行。但是在實施這種控制的過程中還需要注意一個問題，PIC控制系統(tǒng)需要和加水泵連接，在進水的時候一定要注意進水的方式，不能采取大流量快速進水的方式，應該采用小流量進水的方式，這樣可以延長閥門的使用壽命，保證整個鍋爐系統(tǒng)的安全運行。

整個礦區(qū)控制系統(tǒng)中，PIC控制起到了決定性的作用，它也是完全的智能化的操作系統(tǒng)，只要操作人員時刻關注儀表盤上的數(shù)值指示，再在操作臺上對于燃燒進行適當?shù)目刂凭湍芎芎玫耐瓿扇蝿?。在煤礦的燃燒時，存在幾個重要的問題。首先就是煤數(shù)量的把握。煤的數(shù)量少了就會使系統(tǒng)處于停滯的狀態(tài)，不能高效的使用機器。當煤的數(shù)量過多時，燃燒不完全，就會產(chǎn)生許多的有害氣體，這對后期的尾氣處理產(chǎn)生了很不好的影響。PIC就能及時的測算出相應空間中多少煤炭一起燃燒效率最高，機器也可以很好的指導工作人員完成加煤的任務。

4 結束語

從理論上來說，PIC控制系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)上有了很大膽的創(chuàng)新和改進，這套操作系統(tǒng)在使用上更加貼近了工程實例，具有很強的兼容性，在成本上也做到了小投入大回報的目標。在人員進行簡單培訓后就可以上崗操作，簡單的操作就能快捷、合理的操控煤炭燃燒產(chǎn)能的一系列工作。全自動化的系統(tǒng)在實踐中也不斷的升級和完善，現(xiàn)如今，PIC控制系統(tǒng)已經(jīng)很好的在礦區(qū)控制系統(tǒng)中起到了關鍵作用，為節(jié)能減排作出了突出的貢獻。

參考文獻

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作者簡介：李二旭（1981，5-），男，河南平頂山，碩士研究生，講師，研究方向：煤礦開采技術。

張源源（1986，12-），男，河南平頂山，碩士研究生，助教，研究方向：煤礦開采技術。