單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用實(shí)踐

郭岳一

[摘 ?要]隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，煤礦行業(yè)中也開(kāi)始應(yīng)用越來(lái)越多的自動(dòng)化設(shè)備，其中計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了煤礦電氣自動(dòng)化中。單片機(jī)是一種典型的微型化計(jì)算機(jī)，具有較強(qiáng)的算數(shù)和邏輯運(yùn)算能力，在一定程度上推動(dòng)了我國(guó)煤礦電子自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。本文主要對(duì)單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化中的設(shè)計(jì)和應(yīng)用進(jìn)行了具體的分析。

[關(guān)鍵詞]單片機(jī) ?煤礦電氣自動(dòng)化 ?設(shè)計(jì)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TS761.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）23-0090-01

當(dāng)前，煤礦企業(yè)的高效安全生產(chǎn)離不開(kāi)計(jì)算機(jī)技術(shù)。單片機(jī)是一種集成電路芯片，通過(guò)應(yīng)用超大規(guī)模的集成電路技術(shù)，可以利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成大量數(shù)據(jù)。單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用在電氣自動(dòng)化領(lǐng)域中，可以有效提高現(xiàn)代化煤炭生產(chǎn)的效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，有助于促進(jìn)煤炭企業(yè)的安全生產(chǎn)。

1、單片機(jī)選型設(shè)計(jì)分析

1.1 設(shè)計(jì) PLC 單片機(jī)

首先，對(duì)于不同的工作環(huán)境而言，PLC 有著不同的設(shè)備及 I/O模塊，并且，將人機(jī)對(duì)話的接口模塊安裝到了該系統(tǒng)中，能夠?qū)⒉僮餍阅芴嵘?，令操作更加便捷?jiǎn)單;為了確保通訊在工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)中更加順暢，因此，將網(wǎng)絡(luò)的接口模塊設(shè)置了進(jìn)去，這些類別不同的 I/O 模塊，將很大的便利帶給了 PLC 的應(yīng)用。將隔離保護(hù)措施在輸入接口處要做好，為了防止輻射干擾或者電磁干擾到輸入端，通常將光電耦合器當(dāng)作電路輸入端。一般選擇 RC 濾波器解決觸電振動(dòng)問(wèn)題，對(duì)于避免誤動(dòng)作問(wèn)題的出現(xiàn)會(huì)帶來(lái)很大的幫助。其中晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出為 PLC 輸出接口的三種重要形式。[1]并且，都將對(duì)應(yīng)的隔離器設(shè)置到了線路上，大大的提升了系統(tǒng)的運(yùn)行性能。

其次，低能耗、便于安裝、體積小。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行連接時(shí)，因?yàn)?PLC 模塊體積不大，重量小，因此，安裝起來(lái)非常容易，通過(guò)很短的時(shí)間就可以構(gòu)建起 PLC 控制系統(tǒng)，并且，在系統(tǒng)上可以明了簡(jiǎn)單的展示給用戶，便于操作。并且，故障檢測(cè)系統(tǒng)在 PLC 系統(tǒng)的每個(gè)模塊中都被安裝了上去。將故障的位置利用監(jiān)視器可以準(zhǔn)確的判斷出來(lái)，一旦有問(wèn)題存在于 PLC 的模塊中，這樣將發(fā)生故障的模塊用其他性能良好的模塊取締，從而使系統(tǒng)可以重新工作。對(duì)系統(tǒng)的整體運(yùn)行不會(huì)帶來(lái)影響。

再次，可以非常簡(jiǎn)單的編制程序。梯形圖語(yǔ)言是 PLC 的主要接線方式，此種方式類似于繼電器原理。較為鮮明的特征是應(yīng)用一方能夠直接的將程序內(nèi)容看清楚，盡管很多工人員的編程技巧不扎實(shí)，但是，也可以很好的掌握該技術(shù)。在工廠企業(yè)中，該技術(shù)的操作會(huì)非常的簡(jiǎn)單，程序可以隨時(shí)的被修正。在 PLC 技術(shù)中，它的開(kāi)放性、經(jīng)濟(jì)性和靈敏性都非常的優(yōu)異，在應(yīng)用期間可以對(duì)系統(tǒng)的構(gòu)造進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，可以將人機(jī)和控制等應(yīng)用程序連接到一起。在操作時(shí)僅用一個(gè)平臺(tái)就可以實(shí)現(xiàn)，易學(xué)易用，操作簡(jiǎn)單。然而，在運(yùn)行期間，還會(huì)面臨些許問(wèn)題，最為關(guān)鍵的是 PLC 技術(shù)只能夠在 PC 操作系統(tǒng)上才可以運(yùn)行，局限性會(huì)非常的明顯，實(shí)時(shí)性較弱。因此，應(yīng)該對(duì)執(zhí)行算法或者運(yùn)行環(huán)境等進(jìn)行改善，才可以有效的解決這種問(wèn)題。

1.2 在煤礦電氣設(shè)備中應(yīng)用 PLC 單片機(jī)的作用

近年來(lái)，我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)取得了前所未有的發(fā)展，在采礦的過(guò)程中，廣泛的應(yīng)用了煤礦電氣自動(dòng)化技術(shù)，在煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)中應(yīng)用 PLC 單片機(jī)，在某種程度上將煤礦生產(chǎn)效率有效的提升了上來(lái)，并且，還確保了系統(tǒng)可靠、安全運(yùn)行的效率。PLC 在單片機(jī)中逐漸的展現(xiàn)出了自身的優(yōu)越性，因此，該技術(shù)的應(yīng)用量將逐漸增大。一旦有問(wèn)題出現(xiàn)在了器件的運(yùn)行過(guò)程中，在 PLC 技術(shù)下，該系統(tǒng)就會(huì)自行報(bào)警。之后利用軟件能夠有效的診斷出系統(tǒng)中所出現(xiàn)的故障。進(jìn)而將 PLC 在工作中的安全性與穩(wěn)定性提升。

2、單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用分析

2.1 應(yīng)用于低壓系統(tǒng)漏電保護(hù)

煤礦供電安全保護(hù)措施中包括低壓漏電保護(hù)，將觸電帶來(lái)的傷亡事故能夠有效降低。因此，在煤礦生產(chǎn)中這是一個(gè)重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)階段，越來(lái)越多的集中撿漏設(shè)備被投入到煤礦生產(chǎn)中，盡管設(shè)備各異，但是卻有著大致相同的原理： 首先，在補(bǔ)償電容時(shí)，會(huì)應(yīng)用到零序電抗器;其次，當(dāng)在設(shè)定電阻值以下設(shè)置絕緣電阻時(shí)，就會(huì)利用繼電器斷開(kāi)電源的開(kāi)關(guān)。因?yàn)檎`動(dòng)作在系統(tǒng)中的出現(xiàn)幾率較大。因此，就很難保證其有效性，所以，單片機(jī)邏輯判斷就派上了用場(chǎng)，在關(guān)閉電源的瞬間，閉鎖檢查電源的漏洞。待線路可以穩(wěn)定運(yùn)行以后，在對(duì)漏洞進(jìn)行檢測(cè)。從而確保供電系統(tǒng)可以安全、穩(wěn)定運(yùn)行。在單片機(jī)高精度運(yùn)算及邏輯判斷功能下，可以將煤礦電氣自動(dòng)化系統(tǒng)的穩(wěn)定性提升。將停電的范圍縮小。

2.2 應(yīng)用于變電所運(yùn)行記錄

在煤礦生產(chǎn)企業(yè)中，變電所為其中的重要部門，它能否可靠安全的運(yùn)行，對(duì)煤礦生產(chǎn)效率和質(zhì)量有著巨大的影響。所以將智能單片機(jī)電度表應(yīng)用進(jìn)去意義非常重大： 首先，計(jì)算電荷，對(duì)于用電部門的電能消耗，可以通過(guò)單片機(jī)智能電度表進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，而且，還可以將平均每小時(shí)的用電電荷計(jì)算出來(lái)。還能夠統(tǒng)計(jì)出月總用電量及高峰值的超額用電量;其次，及時(shí)的出來(lái)負(fù)荷。如果在設(shè)定負(fù)荷最大值以上存在全礦高峰期的用電量，這樣報(bào)警信號(hào)就會(huì)從單片機(jī)智能電度表中被發(fā)出來(lái)。[2]進(jìn)而工作人員就會(huì)相應(yīng)的消減電壓的輸出，從而確保電壓在合理的數(shù)值內(nèi)。

2.3 應(yīng)用在漏電保護(hù)裝置中

單片機(jī)因?yàn)槠渲悄苄员容^強(qiáng)，所以將其利用在檢漏工作中，一旦有漏電的數(shù)據(jù)被采集到只能數(shù)據(jù)運(yùn)算的程序當(dāng)中，中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會(huì)立刻做出實(shí)時(shí)的反饋，這種反饋回促使繼電保護(hù)發(fā)生作用，進(jìn)而及時(shí)的切斷電源保證安全?？傮w而言，單片機(jī)的智能化程度越高，檢漏的效率也越高，因?yàn)閱纹瑱C(jī)本身存在數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，所以其工作的效率更加的更好，綜合效果也更強(qiáng)。

2.4 應(yīng)用于煤礦井下風(fēng)機(jī)節(jié)能

在煤礦的具體生產(chǎn)中，對(duì)井下的風(fēng)速計(jì)風(fēng)壓都有很高的要求。因?yàn)樯a(chǎn)環(huán)節(jié)的不同，也會(huì)從不同的角度去要求井下空氣質(zhì)量。因?yàn)轱L(fēng)機(jī)有著較大的功率，井下風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式主要通過(guò)調(diào)速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。是確保風(fēng)機(jī)能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行的重要策略。煤礦企業(yè)通過(guò)單片機(jī)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)其所需的信息資料。然后向著計(jì)算機(jī)控制中心傳輸測(cè)到的通風(fēng)機(jī)性能參數(shù)。將繞線式的交流電動(dòng)機(jī)應(yīng)用到井下，然后變頻調(diào)速風(fēng)機(jī)。現(xiàn)階段，已經(jīng)具備了非常成熟的單片機(jī)技術(shù)，而且其核心為數(shù)字化控制技術(shù)，在具體的應(yīng)用中，將控制電路的復(fù)雜性明顯減少。硬件的邏輯電路逐漸被軟件所取代，從而就量系統(tǒng)的控制精度與運(yùn)行效率有效的提升了上來(lái)，從而對(duì)井下風(fēng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行給予了保證。

結(jié)語(yǔ)：

單片機(jī)是一種代表性的微型計(jì)算機(jī)，當(dāng)前已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在了煤礦電氣自動(dòng)化中，以其突出的邏輯運(yùn)算能力和算術(shù)能力實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)的高效安全生產(chǎn)。安全問(wèn)題是煤礦生產(chǎn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵問(wèn)題，單片機(jī)實(shí)現(xiàn)了煤礦企業(yè)的智能化監(jiān)管，極大的促進(jìn)了煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)。

參考文獻(xiàn)

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