单片机在矿山电气自动化的应用论文

单片机在矿山电气自动化的应用论文

　　摘要：为了确保产品的生产安全，提高生产效率，矿业公司引进了电气自动化控制技术，实现了对不同类型设备的自动化和控制。文章结合我国电气自动化控制的相关要求，分析研究了单片机在矿山电气自动化控制技术中的应用。

　　关键词：单片机；矿山；电气自动化控制技术

　　引言

　　单片机是一个微型控制系统，可以将整个计算机系统集成到一个小型芯片中，也就是说，单片机是一台微型计算机。与传统计算机相比较而言，单片机的占地面积更小，质量更轻，携带更方便。微控制器一般按结构和功能分为两类：一是普林斯顿结构，该结构具有单片微机数据存储的功能，所以进行程序存储时不会占用存储空间。另一种是冯诺依曼结构，该结构的芯片在进行数据存储时，在数据存储器和程序存储器中分开进行，且两者在进行数据存储时不占用公共存储空间。目前这两种单芯片结构的单片机在市面上都有售卖［１］。但由于单芯片微型计算机是微控制器，主要是为了让用户在工作时更方便，所以大多数单片机采用第二种结构，即冯诺依曼结构。单片机微型电子技术因为使用方便，自身带有计算功能和逻辑运算功能，可以实现电气设备的自动控制，减少人工操作的烦琐过程，有效提高生产效率，所以在许多的领域和行业中普及开来。在自动化技术的应用及原理中，单片机作为自动化自动控制系统的一部分，提高了采矿设备的自动化水平，并确保了采矿过程中各环节的顺利进行和采矿的工作效率。在ＳＣＭ（软件配置管理）中，除了基本的电源模块和存储器模块之外，还包括防漏模块和通信模块，结合多通道数据传输为应用程序管理构建自动操作系统［２］。通过对各种计算机硬件设施进行集成，可以实现与其他微电子计算机进行搭配工作，有效提高其本身的电气设备的自动化水平。

　　１矿山电气自动化控制中单片机的应用模式分析

　　１．１供电监测

　　单片机可以应用在电源运行系统中，可以对电源系统进行实时的监测，确保矿山中的电力系统的稳定性和可靠性，减少矿山在运行过程中因为电力系统故障而影响整个矿山的开采，避免因为电力运行中断造成不必要的经济损失。

　　１．２漏电保护

　　漏电保护的基本原理是当控制系统检测到绝缘电阻下降到一定程度时，主开关自动切断。这也就使得电力系统的使用安全不能得到保障，就需要利用单片机的计算功能，实现对整个电力系统的自动化控制，以更快地实现对电源系统的快速检修，并对零序电流和直流电流进行准确的校对分析，对出现问题的电源系统电路进行处理，大幅度提高了检修效率，提高了电力系统的可靠性。

　　１．３风机管理

　　由于技术条件有限，采矿仍然是以人工开采为主。在钻孔时为了确保不因为粉尘问题影响工作效率，就需要安装风机对采矿过程中产生的粉尘进行及时处理，保证生产安全［３］。

　　１．４监控系统

　　大规模的地下采矿活动会存在重大安全隐患，所以在采矿过程中对系统进行实时监测显得尤为重要，一旦发现任何安全隐患，在监控系统的帮助下就可以快速发现，并进行相应的处理，以防止安全事故。将ＳＣＭ引入井下自动化系统进行监测，可显著提高钻井作业的安全性，并有效改善为矿山安全生产条件。

　　２单片机在矿山勘察设备系统中的具体应用

　　近年来，矿山勘察设备的使用情况并不乐观，为此，科学界将一种单片微机技术的新兴技术引入自动化控制设备中，使这些勘察设备更加精细化。

　　２．１矿山勘察设备系统中的单片机程序设计

　　目前，在我国勘探设备中，单片机使用的大多数程序都是Ｃ程序和汇编程序，单片机中的算法是一种高精度的浮点运算，且汇编程序能支持单精度浮点运算，因此大多数微控制器都使用Ｃ程序来支持单精度浮点运算。单精度的浮点运算，能够数据进行高效的处理，并能够提供高精度运算。满足自动化控制技术测量设备的Ｃ９６程序是基于复杂精度算法而制造的。Ｃ９６程序不仅可以用单精度算法，而且能对各种精度算法进行转化，使其化简为单精度算法，如图１所示。通过这个过程我们可以看到Ｃ９６程序更具可读性，从编程中获得的编程数据更准确，周期更短，在进行数据程序中的调用时非常简单快捷。鉴于上述编程微控制器的优点，程序编写人员将优先考虑Ｃ９６程序，虽然Ｃ９６程序有很多优点，但也存在以下问题：例如ＦＤＭ传递一个错误参数，产生伪指令，使得两个ＦＤＭ单元和ＳＤＭ单元不能互相切换。当发生错误的程序时，ＦＤＭ单元和ＳＤＭ单元量两者之间发生数据叠加，无法进行数据交换。这就会导致程序不能正常读取，并且不能正常切换，导致程序终止，三个浮点值Ｘ不稳定，且显示为一个变量值，影响累计的Ｙ值，代码不能正常显示处理速度。程序员在编程时程序如果出现上述问题，Ｃ９６程序将无法满足编程要求［４］，此时汇编器必须开始对微控制器进行编程。

　　２．２矿山勘察设备系统中单片机程序算法

　　矿山自动化控制技术中单片机程序算法主要包括一次精度浮点运算、双精度浮点运算、高精度浮点运算。其中转换控制器用于单片机对技术工作的控制，用于完成计算工作，公式如下：公式中，Ｅ１是程序代码；Ｅ２是对应关系的计算值；Ｅ３是程序波长；Ｅ４是一个计算结果；Ｊｐｂｒ是浮点数值，能够在单片机进行数据浮点运算时对数据进行核对，加快单片机的浮点运算读取速度；Ｅｍ是流速。用公式可以确定浮点运算是单片机运算的计算过程，当转速过大时，速度编码器的精度会降低，数据流量减小，假设浮点值Ｊｐｂｒ和转速Ｅｒ不变，随着流量Ｅｍ增加而减小。当流量Ｅｍ下降时，周期增加，因此该浮点值是数据采样流动控制的周期。还可以看出，当周期增加时，会对算法进行重新核对运算，流速Ｅｍ减小，当周期减小时，流速Ｅｍ增加浮点运算精度高，双精度复杂运算，运算复杂，精度高，可根据上述公式调整运算速度，提高微控制器的工作效率。

　　３结语

　　总的来说，计算机技术的普及、微电子技术的飞速发展、自动控制技术的广泛应用，保证了单片机技术可以广泛应用于采矿作业，提高矿井的化建设水平，保障了采矿效率，实现了对资源开采的高效利用，标志着中国矿业发展实现了质的飞跃。

　　参考文献

　　［１］扈彦平．单片机在矿山电气自动化控制技术中的运用［Ｊ］．新疆有色金属，２０１７，４０（４）：９６－９７．

　　［２］刘小棠．单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究［Ｊ］．科技创新与应用，２０１７（１２）：１４２．

　　［３］孟郑军．单片机在王庄煤矿电气自动化控制中的运用［Ｊ］．机械管理开发，２０１６，３１（５）：８１－８２．

　　［４］逄雪．探讨电气自动化技术在电力系统中的应用解析［Ｊ］．科研，２０１６（１１）：１３９．

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