單片機在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用

邢玲玲

（甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅 武威 733006）

近些年單片機的生產(chǎn)在國內(nèi)發(fā)展迅速，不同行業(yè)對單片機的需求也不盡相同，從市場來看，單片機主要有PIC系列、AVR系列等，市場占比比較大[1]。單片機根據(jù)不同領(lǐng)域應(yīng)用特點也不同，在精密性、抗干擾性、防漏電、防電磁感染等功能方面不斷拓展，滿足了不同生產(chǎn)和行業(yè)對單片機的需求。

1 單片機的主要設(shè)計結(jié)構(gòu)

單片機可以簡單理解為集成芯片，融合了系統(tǒng)處理功能、數(shù)據(jù)存儲器、串行口、定時器等多個功能。單片機在運行過程中主要是通過控制器來完成的，以確保整個過程按照控制指令完成，首先需要從存儲器中提出指令，進(jìn)入編碼器進(jìn)行編號，然后將編碼結(jié)果送到邏輯電路中，由邏輯電路將編碼轉(zhuǎn)化為各類信號，傳送到控制部件當(dāng)中，從而形成整個工作流程。

2 單片機在礦山工程中的應(yīng)用

隨著我國礦山行業(yè)的不斷發(fā)展，和市場對礦產(chǎn)資源的需求不斷增加，礦山工程領(lǐng)域?qū)纹瑱C的需求也逐漸增加，對單片機自動化和智能化提出了更好的要求。從目前來看，我國主要礦山工程施工和設(shè)計廠家在單片機應(yīng)用方面進(jìn)行了深入的研究和分析，結(jié)合礦山行業(yè)的生產(chǎn)和需求對單片機應(yīng)用進(jìn)行了提升，單片機在礦山工程領(lǐng)域應(yīng)用的自動化和智能化控制水平明顯提升。但從實際應(yīng)用來看，單片機還無法實現(xiàn)礦山工程生產(chǎn)和設(shè)計的全自動化的要求，雖然被廣泛應(yīng)用于各個工序和設(shè)備當(dāng)中，但設(shè)備和工序之間的缺乏邏輯性，導(dǎo)致工序在自動化操作過程中依然需要人工輔助進(jìn)行，如礦山行業(yè)在進(jìn)行施工時，主要是以運行設(shè)備開采為主，但還需要人工進(jìn)行輔助。礦山行業(yè)單片機缺少不通順和功能性是目前礦山工程行業(yè)主要面臨的問題，需要進(jìn)一步加以解決，但單片機在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用有效提升了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)、設(shè)計的有效性[2]。

單片機在礦山領(lǐng)域的應(yīng)用可以有效提高礦產(chǎn)資源所應(yīng)用的精確度，提高礦產(chǎn)資源生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。礦山領(lǐng)域，礦產(chǎn)資源的生產(chǎn)和設(shè)計對精確度的要求非常高，直接關(guān)系到礦產(chǎn)資源的品控是否合格，因此礦山在開采過程中應(yīng)進(jìn)一步提高對礦山各部分?jǐn)?shù)據(jù)的關(guān)注度，提高數(shù)據(jù)的精確度以提高礦山機械組裝的有效性。礦山開采過程中需要對礦山機械各零部件進(jìn)行分析，提高零部件數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，這樣才能確保礦山機械組裝和生產(chǎn)效率的提升。單片機在礦山機械設(shè)計和生產(chǎn)方面具有十分重要的應(yīng)用價值，可以通過測量技術(shù)和控制技術(shù)的自動化和智能化提高設(shè)計的水平來加強品控，以更好的提高礦山機械設(shè)計和生產(chǎn)的什么是筋骨額度。礦山機械制作主要是沖壓、焊接、總裝和涂裝四大工序，每一個工序都要求一定的自動化輔助才能完成，因此，單片機在四大工序利用也最為廣泛可以有效提升生產(chǎn)的效率，提高工序的自動化水平。

此外，單片機在礦山機械控制系統(tǒng)方面也取得了非常大的進(jìn)步。單片機測控系統(tǒng)在礦山開采上已經(jīng)實現(xiàn)了部分功能，拓展了礦山機械的功能。礦山行業(yè)的發(fā)展也對單片機發(fā)展提出了更高的要求，在未來發(fā)展過程中單片機需要解決的問題是干擾問題，溫度和振動問題，如干擾問題，單片機功能整合性強，一旦發(fā)生干擾問題，特別是硬件和軟件干擾問題，容易出現(xiàn)安全故障，因此需要在后續(xù)發(fā)展中進(jìn)一步具體情況做好單片機的設(shè)計和應(yīng)用，提高可靠性。

3 單片機在礦山電氣自動化應(yīng)用

礦山生產(chǎn)是重要的基礎(chǔ)部門，在生產(chǎn)過程中安全性非常重要。單片機在礦山電氣自動化應(yīng)用非常廣泛，在漏電保護(hù)，風(fēng)電閉鎖，變電所運行、井下安全監(jiān)控等方面都有著明顯的應(yīng)用。

（1）單片機在礦山漏電保護(hù)方面的應(yīng)用。傳統(tǒng)礦山生產(chǎn)過程中，漏電保護(hù)主要是分立元件的方式進(jìn)行，這種漏電保護(hù)效果不是很理想，隨著現(xiàn)代礦山生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，分立元件的漏電保護(hù)，無法適應(yīng)現(xiàn)代礦山生產(chǎn)和發(fā)展的需要。因此，目前單片機在礦山漏電保護(hù)應(yīng)用范圍更加廣泛，可以最大程度降低漏電事故的發(fā)生率，通過單片機在漏電保護(hù)方面的智能化和自動化的發(fā)展，可以有效保證開采工作的安全性和穩(wěn)定性，符合現(xiàn)代礦山企業(yè)發(fā)展的需求。單片機在漏電保護(hù)方面的漏電監(jiān)視功能非常強大，可以通過整定值的大小進(jìn)行判斷，從而通過綜合抱死進(jìn)行自動合閘和分閘，利用外圍繼電器進(jìn)行操作，從而提高了漏電保護(hù)的準(zhǔn)確性，有效預(yù)防了礦山應(yīng)漏電產(chǎn)生的安全事故。

（2）單片機在風(fēng)電閉鎖的應(yīng)用。風(fēng)電閉鎖主要是調(diào)控風(fēng)速和風(fēng)壓，在實際運行過程中其將信號采集處理電路和供電接觸器輸斷相連接的輸出電路組成，有效提升了礦山生產(chǎn)的安全性。但在實際工作過程中風(fēng)電閉鎖人工操作比較多，在井下等封閉地方存在一定的局限性，而且能耗比較高，浪費了大量的人力和物力資源。單片機在風(fēng)電閉鎖的應(yīng)用實現(xiàn)了風(fēng)速調(diào)節(jié)和風(fēng)壓調(diào)控的自動化和智能化，可以有效保證井下作業(yè)的及時性，確保井下空氣清新。

（3）單片機在礦山變電所運行的應(yīng)用。礦山開采一直是耗電大戶，耗電量非常大，在一定程度上存在資源浪費的情況。礦山變電所運行過程中，雖然每一季度和月份都存在用電計劃和用電安排，但在實際工作中經(jīng)常存在用電量超出計劃用電的情況，由此造成了資源的浪費和無序性。單片機在礦山變電所運行中的應(yīng)用可以通過智能電度表來對電量進(jìn)行控制，可以有效監(jiān)測每一個自然月和季度用電是否正常，是否有存在超出用電的情況，如果超出計劃用電則會報警提示，由負(fù)責(zé)人進(jìn)行發(fā)出供電指令，同時提供每個月的用電量分布，以此為后續(xù)節(jié)能降耗提供必要的依據(jù)，工作人員可以根據(jù)單片機電度表的內(nèi)容和提示，了解用電消耗情況，從而做好后續(xù)礦山生產(chǎn)工作。

（4）單片機在礦井下安全監(jiān)控的應(yīng)用。井下安全監(jiān)控主要是通過裝置檢測礦井下的相關(guān)數(shù)據(jù)，如有害氣體數(shù)據(jù)、通風(fēng)數(shù)據(jù)等情況，由手持直讀式就地檢測裝置完成，近些年礦井下安全監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用單片機的自動化監(jiān)控系統(tǒng)有效提升了井下安全監(jiān)控的水平和質(zhì)量，在具體操作過程中可以實現(xiàn)自動化和智能化的監(jiān)控。如AT87C552在監(jiān)測有害氣體濃度方面的應(yīng)用效果較為理想，一旦發(fā)現(xiàn)有害氣體濃度超標(biāo)，則直接通過控制系統(tǒng)發(fā)出警示，同時按照預(yù)定輸入的操作指令進(jìn)行有害氣體濃度降低處理，實現(xiàn)了對有害氣體報警、控制和檢測的一體化功能，而且裝置抗感染能力強，瓦斯?jié)舛葯z測靈敏，具有很好的應(yīng)用前景。

4 總結(jié)

隨著我國近些年單片機在多種領(lǐng)域的不斷應(yīng)用和發(fā)展，單片機的集成性、自動化和智能化明顯提升，有效解決了傳統(tǒng)行業(yè)控制模式中存在的弊端，提升了各行業(yè)的生產(chǎn)效率、安全效率，是未來電氣工程現(xiàn)代化發(fā)展的必然應(yīng)用趨勢。