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電氣自動化單片機論文
在平時的學習、工作中，許多人都有過寫論文的經歷，對論文都不陌生吧，論文可以推廣經驗，交流認識。那要怎么寫好論文呢？以下是小編精心整理的電氣自動化單片機論文，僅供參考，希望能夠幫助到大家。
電氣自動化單片機論文1
摘要：銅礦是我國重要的戰(zhàn)略能源，隨著科技發(fā)展及工業(yè)生產水平的不斷提高，對銅礦生產的自動化程度提出了更高要求，這使單片機在銅礦電氣自動化控制技術有了越來越廣泛的應用。本文手段簡述了單片機及其優(yōu)點、基本結構和工作原理，然后從銅礦開采、供電監(jiān)測、排水自動化控制、通風系統(tǒng)監(jiān)控、漏電保護等、電源自動化控制等多個方面具體論述了其在銅礦電氣自動化控制技術中的應用，充分發(fā)揮單片機作用。
關鍵詞：銅礦生產；電氣自動化控制適；單片機；漏電保護；電源自動化控制
中圖分類號：TP273.5文獻標識碼：A文章編號：1673-0038（20xx）51-0190-02
進入21世紀后，科學技術迅猛發(fā)展，工業(yè)領域內各行業(yè)的生產技術水平顯著提高，很多產業(yè)都使用了技術含量較高的設備，單片機就是其中的典型代表。在銅礦生產中，由于生產工作的迫切需求，單片機廣泛應用于電氣自動化控制技術中，不僅有效提高了銅礦開采工作效率，減少了能源消耗和銅礦資源浪費，還降低了對周圍環(huán)境的破壞，產生了一定的環(huán)保效果，促使我國銅礦開采水平有了明顯提升。鑒于單片機在銅礦電氣自動化控制技術中應用產生的巨大作用，應進一步對此展開深入研究，不斷完善單片機電氣自動化控制技術，開創(chuàng)我國銅礦電氣自動化控制工作的新局面。
1單片機及其運行原理、主要功能
1.1單片機
單片機，是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數器等集成到一塊硅片上，構成的一個小而完善的微型的控制機械。由于采用集成技術、信息技術等多種現代化技術，具備體積小、功能強等優(yōu)勢，在銅礦電氣自動化控制技術中有著廣泛應用。
1.2基本結構
單片機一般由存儲器模塊、電源模塊、通信模塊、漏電閉鎖模塊四部分構成，中心內部系統(tǒng)處理器、主要控制器是單片機的基礎結構部分。單片機內通過單一總線連接各部分，采用多通道數據傳輸模式。其在銅礦電氣自動化控制技術中的應用，主要起到實時監(jiān)控和保護作用。
1.3工作原理
在運行過程中，先將檢測到的電信號處理后轉換成為電壓信號，然后再放大成為0.5V電壓信號，傳至CPU。之后，經由CPU轉換成數字信號，通過電腦數據分析、處理后，發(fā)送給電氣自動化控制系統(tǒng)的應用平臺上，在顯示器上顯示出來。
2單片機在銅礦電氣自動化控制技術中的應用分析
2.1銅礦開采
在銅礦開采工作體系中運用單片機，暢通了銅礦調度中心和采銅現場之間的信息溝通渠道，使采銅現場的相關數據信息能即時、順利的傳送到調度中心，方便調度中心對采銅現場進行遠程實時監(jiān)控和管理。在遠程實時監(jiān)控和管理過程中，單片機為銅礦開采提供了一個合理有效的監(jiān)控體系，這一體系可進行語音通訊、緊急停止、故障報警等操作，控制刮板機、破碎機、轉載機的自動順序的啟停操作。此外，還能夠進行井下監(jiān)測，勘查銅礦井，及時發(fā)現礦井氣體中含有的危險成分，防止出現爆炸等嚴重事故，使銅礦開采工作更安全、自動化程度更高。
2.2供電監(jiān)測
銅礦開采實行的是機械化作業(yè)，供電持續(xù)、穩(wěn)定是工作順利展開的關鍵。在銅礦開采中，由于工作性質和工作環(huán)境的影響，一次小的停電斷電都有可能釀成大的事故，所以要保證產區(qū)各變電所、配電室供電安全。為滿足這樣的供電需求，把單片機應用于供電監(jiān)測系統(tǒng)中，以提高供電監(jiān)測管理的可靠性、安全性。在供電監(jiān)測中，通過單片機監(jiān)測、采集各變電所、配電室內的電壓、電流、功率、斷電器的分合狀態(tài)和故障信息等數據，然后傳回調度中心的電氣自動化控制系統(tǒng)的顯示器上，工作人員根據這些數據不必進入現場就可以完成各個開關的分合閘控制、參數修改等工作，顯著提高工作效率，同時也降低了工作強度。
2.3排水自動化控制
在地下銅礦開采過程中，排水系統(tǒng)是生產工作安全進行的基本保障。倘若礦井內的積水不能及時排出，土體在水的侵泡下會出現失穩(wěn)、坍塌等情況，進而造成礦井坍陷，勢必釀成嚴重的生產事故。應用單片機后，在銅礦井下設置自動化分站，系統(tǒng)通過PLC對水倉水位等信息進行自動化管理，遠程控制排水泵啟停、復位等操作，并實時監(jiān)控水倉水位情況，確保排水系統(tǒng)正常運轉。
2.4通風系統(tǒng)監(jiān)控
銅礦開采過程中一般都要設置通風系統(tǒng)，一方面為銅礦開采工作面提供所需要的風量，一方面用于排出礦井氣體內危險成分，避免發(fā)生爆炸等意外事故。但是，如果礦內發(fā)生火災事故，由于通風系統(tǒng)可以提供新鮮風量，有一定的火勢助燃效果，這個時候通風系統(tǒng)就成為了嚴重威脅。為此，在銅礦日常開采工作中需要實時監(jiān)測通風系統(tǒng)，嚴格控制風量，以防發(fā)生火災時最大程度的降低通風系統(tǒng)的不良危害。在通風系統(tǒng)監(jiān)控中應用單片機后，可以控制通風系統(tǒng)，也可以監(jiān)測到礦井內的危險信息，然后把危險信息傳遞回調度中心，根據具體情況調控有風量，使礦井內有效風量處于實時監(jiān)測和控制狀態(tài)下，既可以提供工作面需要的風量，又可以降低火災發(fā)生時的危害程度。
2.5漏電保護
漏電保護是銅礦安全生產的一個重要方面，沒有安全的漏電保護，極可能釀成嚴重火災、人身傷害事故。而單片機在漏電保護中的應用，極大提升了銅礦漏電保護裝置的技術含量，使漏電保護工作上升到了一個新的臺階。在過去很長一段時間內，銅礦生產中采用的漏洞保護裝置的'電流都比較大，長時間運行后，很容易出現漏電情況，保障不了采礦人員的人身安全。在漏電保護中應用單片機后，可以利用單片機高精度的判斷性能在撿漏回路閉之后進行檢漏工作，極大的提高了漏電保護性能，從而降低漏電事故發(fā)生的概率。而且，應用單片機后，有了固定不變的工作電阻值和較好的選擇性，一定程度上可以預防停電事故，減少停電范圍。
2.6電源自動化控制
電源在電氣自動化控制系統(tǒng)中的重要作用是毋庸置疑的，為保證其起到應有的作用，應當提高其自動化控制技術的水平。所以，在銅礦電氣自動化控制中應用單片機后，可以基于單片機設計電源開關的定時控制系統(tǒng)，設定定時時間，以便實現對電源開關的自動化控制。這樣一來，一方面可以在漏電情況下出于漏電保護工作的需要自動切斷電源，縮小停電范圍，降低停電影響，避免造成較大程度的人身傷亡；另一方面也提高電源開關的自動化控制水平，可以根據設定好的時間進行電源開關控制。
3結語
綜上所述，單片機在銅礦電氣自動化控制技術中的應用相當廣泛，在銅礦開采、供電安全管理、排水自動化控制、通風系統(tǒng)監(jiān)控、漏電保護、電源自動化控制等方面發(fā)揮了巨大作用。既提高了銅礦電氣自動化控制水平，也保證了銅礦生產安全，降低了工作強度，對銅礦生產而言，單片機應用價值巨大。在今后的發(fā)展中，應加強單片機在銅礦電氣自動化控制技術中應用的研發(fā)工作，進一步完善與優(yōu)化單片機應用效果，利用單片機的遠程實時監(jiān)控、保護作用為銅礦電氣自動化控制的實行提供堅實的條件和基礎。
電氣自動化單片機論文2
摘要：
單片機是當前被運用到各個領域的一個技術產品，隨著當前社會生產活動的增多，單片機被運用到眾多的生產領域中，在一定程度上提升了人們的生活水平和質量。就當前單片機的使用情況看，單片機更多地被運用到電子技術領域中，提升電子領域的發(fā)展程度，例如在儀表儀器中使用單片機可以提升其智能程度;單片機在工業(yè)控制中通過自身功能的發(fā)揮，可使工業(yè)控制更加先進化。該文從單片機的概述入手，研究在電子技術發(fā)展中單片機運用的程度。
關鍵詞：
單片機；電子技術；應用研究
20個世紀70年代，單片機得到快速的發(fā)展，形成一個品種較為全面，功能更加強大的技術產品，開始在各生產領域中運用。隨著近半個世紀的發(fā)展，單片機取得更優(yōu)質的成果，科技水平更加先進，在眾多領域中實現高效運用，提升這些領域的發(fā)展程度。單片機現在在電子技術領域中得到廣泛的使用，如在通信功能、儀表儀器等方面實現高效的運用，促進這些企業(yè)實現優(yōu)質的發(fā)展。同時，隨著單片機運用程度的增加，應用領域的擴展，其技術呈現創(chuàng)新發(fā)展趨勢。
1、單片機的科學分析
1.1概述
單片機是嵌入式系統(tǒng)的一個組成部分，它采用規(guī)模較大的電路技術將CPU、RAM、ROM以及定時器等眾多功能集成在一個硅片上，繼而形成一個具有完善功能的，微型的計算機系統(tǒng)。單片式是1970年左右開始在生產中運用，隨著多年技術的革新和使用程度的加深，當前它在汽車電子，醫(yī)療器械，工業(yè)控制以及儀表儀器中得到運用。單片式發(fā)展速度較快，由最開始的4位單片機發(fā)展成8位單片機，到目前300M具有高速運轉和處理能力的單片機。
1.2主要特點
單片機是當前計算機發(fā)展的一個重要組成部分，隨著計算機水平的增長，單片機也呈現高效革新的態(tài)勢，且呈現不同用途的，不同型號的單片機產品。以AT89S52型號單片機為例，單片機目前重要的發(fā)展特點有6個方面。第一，單片機具有使用方便的特點，單片機整體體積較小，系統(tǒng)構成較為簡單，整體呈現模塊化;第二，對環(huán)境的要求較低，單片機具有較強的環(huán)境適應能力，可以在不同的環(huán)境得到運用;第三，控制能力較強大，單片機有著較強的科技力量，通過眾多功能的集成，其具有很強的控制功能;第四，功能消耗較低，單片機在運行的時候只需要較低的電壓，整體對功能的消耗低;第五，速度快，單片機具有極強的處理功能，對各項數據和信息有著極快的處理速度;第六，可靠性高，單片機可以實現長時間的工作，提升整體系統(tǒng)的運轉能力。
2、電子技術中單片機的應用情況分析
2.1手機通信中的運用
單片機在電子通訊中得到運用，主要體現在手機語音功能的建設中，單片機對手機語音信息進行識別，并開展相關操作。在手機的音頻入口安置單片機可以使其收集眾多的音頻信息，系統(tǒng)分辨工作開展之后，向各個部件下具體的指令和信息，實現語音信息中的手機操作。
2.2單片機提升醫(yī)療器械診斷正確性
人們在實現溫飽之后，更加關注自身的健康，對醫(yī)療水平有著越來越高的需求。但是，在醫(yī)療建設的過程中總會出現一些問題，檢測手段以及消毒水平存在一定的不足，影響整體醫(yī)療建設的質量。單片機在醫(yī)療器械中得到運用之后，大大減少了醫(yī)療問題的出現，使醫(yī)療工作得到一定程度的提升。單片機的使用增加了醫(yī)療設備的診療準確性，提升了診斷的精準性。同時，隨著單片機在醫(yī)療器械中的運用，整體醫(yī)療設備朝著更加智能化、自動化的發(fā)展方向前進，使醫(yī)療診斷的結果更加精準，更好地為人們的健康提供醫(yī)療保障。
2.3單片機使儀表儀器的使用更加智能化
單片機因其集成度高等特點被用于儀表儀器的生產，隨著單片機科研水平的不斷革新，儀表儀器的發(fā)展更加智能化，更加符合當前人們的使用需求。同時，隨著單片機使用程度的增加，儀表儀器設備朝著數字化方向發(fā)展，整體測試水平較高，儀表儀器控制和處理的功能建設更加優(yōu)質。例如，在航天儀器制造的時候，使用單片機這種先進的技術可以使儀器的精準性和集成性更強，提升航天電子系統(tǒng)的數字化程度，大大降低航天事故發(fā)生的幾率。
2.4家電中普遍使用單片機
單片機不僅在高科技的領域中實現運用，如醫(yī)療器械、儀表儀器等領域，同時也在日常生活中得到運用，例如在家電行業(yè)中。隨著科研水平的發(fā)展，單片機越來越多地在生活中得到運用，提升人們生活的質量和幸福感。當前人們家庭生活中使用的洗衣機、微波爐以及電視機等家電都運用了單片機這項技術。在電視機的運用中，通過使用單片機使其系統(tǒng)控制技術更加先進，功能操作更加便捷。例如，人們可以通過遙控器自由切換不同的電視頻道，選擇自己想看的電視節(jié)目。單片機在微波爐建造中，通過系統(tǒng)信息的處理，可以根據食材的不同進行科學的、自動的選擇工作，主要是選擇加熱時所需要的溫度和具體時間。單片機在洗衣機的系統(tǒng)控制中，可以根據衣物的材質以及臟污程度進行自動洗滌，對洗衣液的使用量、洗滌的強度控制以及詳細的洗滌時間有著科學的控制和選擇。
3、單片機在未來電子技術領域中開發(fā)趨勢分析
隨著社會生產實力的增強，科研技術程度更加深入，單片機型號和技能革新的速度會越來越快，其在電子領域的應用開發(fā)主要從以下3個方面進行。
3.1對單片機程序開發(fā)
隨著單片機自身開發(fā)程度的加深，其在嵌入式系統(tǒng)的建設中得到越來越全面的運用，目前已經不在裸機的環(huán)境中實現開發(fā)和使用。單片機已經實現一定程度的自動執(zhí)行，可以對數據進行較強的儲存，科學處理和傳輸數據。單片機具有較強的環(huán)境使用能力，可以保障計算機在不同的環(huán)境中實現正常的運轉和數據的處理，對外界的物理參數實現高質量的采集，并對其進行邏輯分析和正確的處理。
3.2優(yōu)化C語言系統(tǒng)程序
C語言有著強大的數據處理能力，可以以簡易的方式對編程語言開展編譯、處理等工作，有著強大的編程能力。為了使單片機在復雜的計算數據和控制數據的環(huán)境中實現正常的使用，提升系統(tǒng)的'集成和控制能力，一定要加強C語言在單片機中的運用程度。通過對C語言更深度的開發(fā)，可以加大單片機的開發(fā)程度和力度，進而拓展單片機使用和運用的范圍和領域。
3.3加強對計算機的研發(fā)
目前，單片機的制作中使用眾多的通信接口，通過接口的連接可以和計算機進行數據的交流和溝通�？梢哉f，單片機通過通信接口可以讓通信設備和計算機形成一定的聯(lián)系，可以使雙方進行精準的數據支持，提升設備對數據的使用程度和運用程度。為此，要想對單片機進行深度的開發(fā)，應該對計算機進行系統(tǒng)的分析和運用，提升數據連接和傳輸的質量。
4、結語
單片機是當前計算機發(fā)展的一個重要組成部分，隨著計算機水平的增長，單片機也呈現高效革新的態(tài)勢，在電子領域實現高效的運用。突出表現在手機通信中和家庭電器的使用中，提升人們的生活建設質量。同時，單片機使儀表儀器的使用更加智能化，提升醫(yī)療器械的診斷正確性。在未來的發(fā)展中，可以通過對單片機程序進行開發(fā)、優(yōu)化C語言系統(tǒng)程序以及加強對計算機的研發(fā)這3個方面提升單片機在電子領域的運用程度。
參考文獻
[1]鄭澤宏.單片機在電子技術中的應用和開發(fā)技術研究[J].科技信息，20xx(25)：140，221.
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[5]許文濤.單片機在電子技術中的應用[J].黑龍江科技信息，20xx(19)：15.
電氣自動化單片機論文3
【摘要】
過去的以教師為中心的單片機課程教學，由于課程的綜合性太強使得學生在學習過程中對很多知識點難以接受，我們通過對本門課程項目式和模塊化改革的結合，合理安排教學內容和教學資源，降低初學者入門門檻，引導學生以興趣為導向，極大的提高了學習者主動獲取知識的意愿，明顯提高了本課程的教學效果。
【關鍵詞】
模塊化教學；項目驅動；教學改革
“單片機技術”課程在本科院校里是電子信息類專業(yè)的必修課程，這門課程是以電子技術基礎，編程語言，計算機理論等知識為基礎的一門專業(yè)性和應用性很強的綜合性課程�；谝陨咸攸c，對于初學者來說對單片機的理論知識的正確把握往往感覺比較吃力，給初學者造成學習困難。但是經過我們多年的教學經驗，這類有很強的應用性和實用性的課程，以項目式教學更能推動學生的學習興趣，同時模塊化的教學設計更能降低初學者入門的門檻。兩者相結合教學方法的采用對本門課程的教學效果提升明顯.
1、單片機項目驅動教學法
以往的單片機教學模式是以教師為中心，老師在課堂上按照教材，或者教學大綱按部就班的講授理論原理和知識點；以課堂教學為中心，學生學習為被動接受，由于知識點綜合性比較強，理論太深奧使得學生往往學習興趣不高，同時缺乏動手實踐機會，教學效果一般不夠理想。以項目驅動的教學法是學生為主體，教師為主導，以實踐應用為根本目標，圍繞具體的項目構建教學內容體系，通過師生共同參與完成一個具體的項目而展開的教學活動。注重的不是最終的結果，而是項目完成的過程，在項目的教學實施過程中，學生按需學習，親身實踐，學生在項目的實踐過程中，理解知識和掌握技能，學習成為一個參與的創(chuàng)造實踐活動，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。引進單片機項目教學方式打破了原有的教學組織安排，以項目的開發(fā)步驟作為教學內容，將課程的內容分解為一個個小項目，從項目引入到項目解析再到任務分解然后到知識點講解最后知識點應用，將原教學方案里單片機的知識點穿插到具體項目開發(fā)的過程中。這里面包含了軟、硬平臺搭建到項目展開再到項目完成的一系列教學活動，使學生從被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，按照這種方法我們將以往教學體系中的知識內容變化為若干個工程項目，然后圍繞著這些工程項目任務的展開同時開展教學，讓學生以具體工作目標的展開來進行教學環(huán)節(jié)的工作。有利于激發(fā)學生的學習積極性和創(chuàng)新能力，調動了學生的'學習積極性。在這整個過程中，學生能很好的把握課程的知識要求，在體驗創(chuàng)新與探索的過程中，又培養(yǎng)了學生們的分析解決問題的能力及團隊協(xié)作能力等。
2、模塊化的單片機教學方法
任何復雜的系統(tǒng)都是由具有完整基本功能的功能模塊電路組成，單片機應用系統(tǒng)也是如此，一般由cpu系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、I/O口等。同時任何復雜的電路系統(tǒng)都可以分解為多個具備單一功能的模塊電路，按照這個思路，學習單片機系統(tǒng)我們也可以從單片機的功能模塊電路入手，我們根據學生的認知規(guī)律，和學習單片的一般原理的方法，機將單片機教學模塊分成幾個部分，這里面每個部分有自己的專用模塊[3]。比如程序功能部分、硬件部分；在對硬件電路設計部分進行模塊化設計，將單片機的各個功能模塊以獨立的原理圖形式出現，我們把單片機個硬件按功能分為了鍵盤模塊、數碼管顯示模塊、傳感器控制模塊、模數轉換模塊、顯示模塊、通信模塊等幾大模塊，如圖1。各個模塊通過面包板上預留的連接器與系統(tǒng)主板進行連接，然后用排線組合成所需要的系統(tǒng)。在教學過程中，要不斷收集遇到的各種硬件功能模塊電路，弄清它們的工作原理、性能及特性、特定的功能及使用方法，把系統(tǒng)化整為零，建立起自己的硬件模塊庫。指導學生學會搜集、分析別人的設計案例、論文和相關書籍中的功能模塊電路，不斷地充實自己的功能模塊電路庫，日積月累，學生就會覺得自己的單片機系統(tǒng)設計能力越來越強。最后在進行模塊分解時，各模塊功能盡可能專一，聯(lián)系盡可能簡單，使模塊獨立性強，方便教學實用的模塊。
3、總結
新興本院校定位應用型教學型高校，以培應用型、創(chuàng)新型人才為目標。在此基礎上的以項目驅動法教學和模塊化教學為主線，以實際應用為培養(yǎng)為目標的“單片機技術”課程教學改革思路，按照這個方式能使學生在項目模塊化的環(huán)節(jié)中一步一個臺階。此教學法脫離了枯燥無味的說教模式，使學生在具體的設計項目的工作環(huán)境里輕松自在的狀態(tài)來投入到學習中，思維能力、動手能力、學習能力以及團隊協(xié)作能力都有了明顯提高，模塊化學習過程中所積累的各種電路系統(tǒng)模塊也促進構建成學生進行科技創(chuàng)新實踐、參加大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練的重要模塊庫，激發(fā)了學生學習的主動性和成就感。法國文化教育學家斯普朗格曾言：教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創(chuàng)造力量誘導出來。本課程的教學改革正是朝著這個方向前進。
電氣自動化單片機論文4
1我國煤礦自動化控制現狀
全社會的信息化發(fā)展已經成了主趨勢,而自動化技術也逐漸向網絡化、智能化發(fā)展,自二十世紀以來,我國煤礦自動化技術的發(fā)展十分迅速,但是較之于國外發(fā)達國家來說,我們需要趕追的距離還是很大,在應用過程中需要改進和提高的地方還有很多。
2單片機在電氣自動化控制中的應用
2.1在漏電保護中的應用
單片機能夠使得煤礦開采過程中的漏電現象減少,所以為了使得煤礦井下的施工全得到保證,關鍵因素就在于低壓漏電保護。傳統(tǒng)的漏電保護措施以分立元件為主,難以滿足現代科技下的開采需求。而單片機系統(tǒng)的應用就解決了這個問題。單片機系統(tǒng)的智能化水平較高、檢測結果準確,不僅具有較高的安全可靠性,并且其響應時間短,同時還能對漏電影響下的停電范圍進行控制。例如,在煤礦開采過程中一旦發(fā)生漏電事故,在第一時間互感器將進行反應將電流轉化成電信號,放大器對該信號進行放大并傳輸至單片機端口,單片機在檢測電信號后,系統(tǒng)將收集的電網頻率發(fā)送至單片機。這樣就完成了漏電檢測。
2.2在風機節(jié)能中的應用
在日常的煤礦作業(yè)中,風機的位置是十分重要、不可或缺的。風機的作用是為井下工作提供空氣,且要滿足井下對風速、風壓的標準要求。在煤礦生產的.各個節(jié)點上,主要是使用可調速系統(tǒng)對恒速系統(tǒng)進行替代。調速方式可以是串級式調速或變頻調試。在電路控制中,通過使用軟件代替硬件的方法使得其復雜程度降低,并增強了整個系統(tǒng)的可控性,并且有效的降低了成本。
2.3在礦井提升機自動化控制中的應用
煤炭開采作業(yè)大部分是使用交流電動機拖動,使用交流電拖動能夠使開采設備的工作更靈活以及能夠提高開采效率。但是交流電不僅消耗了大量的電能,同時由于交流電的簡單化布置還可能帶來很多安全問題,并且一旦出現了交流電應用設置上的失誤,很可能會對整個設備造成損害。單片機技術的使用很好的避免了這種情況的出現。單片機技術能夠對交流電進行很好的控制,并能減弱電流電壓,使得電流以及電壓都在合理科學的范圍內,這樣一來不僅保證了煤礦作業(yè)的工作效率,同時也使得煤礦作業(yè)的安全性得到了保證。
2.4在滾筒采煤機調高系統(tǒng)中的應用
采煤機需要在工作過程中對開采高度不斷進行調整,從而滿足煤層分布不均勻以及厚度不一致的需要。傳統(tǒng)的采煤機缺少要求的靈活性,而應用單片機改造后的滾動采煤機就不必受這個問題的困擾了。
2.5在排水自動化中的應用
對于礦井安全以及生產來說,除了通風系統(tǒng),排水系統(tǒng)也是其重要保障,在礦井下設置自動化分站,系統(tǒng)就可以對排水進行自動化管理了。在排水系統(tǒng)中應用單片機,能夠對水倉水位、電網的負荷等信息進行系統(tǒng)地管理以及處理。一旦電機出現故障,備用泵能自動啟動,利用PLC能夠對盤區(qū)的排水泵進行遠程啟動、停止、復位和測試等操作,并監(jiān)控,使排水工作順利進行。
2.6在采煤自動化中的應用
單片機應用于煤礦電氣自動化控制技術中,使得煤礦調度中心和采煤現場之間的交流更加方便,并且能夠將煤現場的相關數據信息即使向煤礦調度中心傳遞,實現了對現場的遠程控制和管理。通過盤區(qū)設置的工作面集控系統(tǒng),能夠對刮板機、破碎機以及轉載機的自動順序進行起�？刂�,同時還能實現語音通信、故障報警以及緊急停止等重要功能"另外將單片機應用在智能電表中,能夠對采煤用電量按照規(guī)劃進行實時控制,減少用電浪費,為企業(yè)節(jié)省用電成本。
3結語
煤炭經濟對于中國經濟的發(fā)展是非常重要的,提高煤炭生產效率及質量對于經濟發(fā)展是非常有利的。單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用使得我國的整個煤礦生產機械科技化水平前進了一大步,單片機的應用使得煤礦生產機電設備自身安全性及自動化科技水準得以提升,整個煤礦企業(yè)發(fā)展也呈現出高效、優(yōu)良的趨勢!
電氣自動化單片機論文5
摘要：
以STCl2C5A60S2單片機為核心，設計開發(fā)了基于單片機的低成本過程控制綜合實驗，闡述了過程控制綜合實驗整體設計，及單片機控制板各個功能的硬件設計與軟件開發(fā)，對實驗平臺的特點進行了描述。實踐表明，通過綜合實驗訓練，讓學生從底層設計并實踐反饋控制系統(tǒng)，強化和提高了學生的動手能力與綜合實踐能力。
關鍵詞：
實驗系統(tǒng);單片機;過程控制;系統(tǒng)設計
“過程控制”“計算機控制”“微機原理”和“檢測技術”是我院自動化專業(yè)的必修課程，是理論性、設計性、實踐性很強的專業(yè)方向課，與實際控制工程聯(lián)系緊密。學生在這些課程的學習過程中，實驗都是針對本門課程的內容進行，還有很多是演示實驗和仿真實驗。在實際工作中，控制系統(tǒng)一般都是這幾方面內容的綜合應用，而學生在學習的過程中缺乏對整個系統(tǒng)的設計訓練，因此在教學過程中應將控制器系統(tǒng)設計方法和實際計算機控制系統(tǒng)相結合，通過理論知識與實踐活動的有機結合，培養(yǎng)學生解決實際工業(yè)應用中控制問題的能力。為了達到這一教學目標，自動化實驗室開設了自動化綜合實驗課程設計，從控制器設計開始，每一步都由學生獨立完成，實現水箱液位控制。學生要完成設計單片機控制器電路，繪制原理圖與印制板圖，編寫調試控制程序，設計上位機監(jiān)控畫面等內容。從學生實驗效果看，學生完成整個實驗后，提高了學習興趣與實踐技能，對控制系統(tǒng)有了更清楚的了解。
1、系統(tǒng)功能及組成
系統(tǒng)總體結構，系統(tǒng)為單回路控制系統(tǒng)，水箱內水位為被控對象，水泵抽水到水箱，水箱底部放水，當抽水與放水達到平衡，水箱水位保持平衡。投入式水位傳感器測量水箱水位值，將當前水位反饋到單片機控制器，在控制器內與設定值比較，控制器根據二者的差值，采用某種控制算法，輸出控制量改變變頻器輸出頻率，即改變水泵的抽水量，最終讓水箱水位保持在設定值。上位機運行組態(tài)軟件，與單片機控制器通信，可以動態(tài)顯示畫面與控制曲線，還可以修改水位設定值與控制參數。控制器系統(tǒng)結構，以單片機為核心，外接數碼顯示電路、按鍵電路、通信電路及輸入輸出電路等。單片機采用宏晶科技生產的單時鐘/機器周期(1T)的.單片機STCl2C5A60S2/AD，該單片機優(yōu)點是指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051，并內置10位A/D轉換電路，可直接在用戶系統(tǒng)上用ISP在線下載方式，將用戶程序下載進STC單片機運行，這樣可省去編程器和仿真器、降低實驗成本.2.2水位信號輸入電路與控制信號輸出電路水位測量采用的是二線制投入式液位變送器，輸出4～20mA電流信號，工作電壓為24V。采用5V轉24V的1W電源模塊為變送器提供24。
2控制器硬件電路設計
對于硬件部分，要求學生會用電路圖設計軟件AltiumDesigner繪制電路原理圖和印制板圖，因為時間限制，學生只要基本會使用軟件即可，最終電路板使用的是統(tǒng)一的電路版。因為實驗要求單片機控制器由學生動手焊接調試，每屆學生使用的都是自己焊接調試的電路板，因此單片機控制器硬件設計以簡單、低成本為目標。2.1程序下載與通信電路因為現在PC機主板一般沒有集成串口，因此采用了串口－USB接口轉換器PL2303。PL2303芯片可提供一個全雙工異步串行通信裝置與USB功能接口便利連接的解決方案。這樣設計使控制器與上位機之間只需要一條USB線就可以完成單片機程序下載與通信的功能，還能利用USB口的5V電源為控制板提供電源而不再需要外部提供電源，變送器輸出的電流信號流過一個200Ω的電阻變換為電壓信號接到單片機的A/D轉換引腳。水泵抽水量由變頻器輸出頻率控制，變頻器輸出頻率可以由控制板輸出電壓信號進行調節(jié)。為了精簡電路，沒有采用片外D/A轉換器，而是用單片機輸出脈沖寬度調制(PWM)信號，片外采用跟隨器將PWM信號變?yōu)橹绷餍盘�。控制器根據控制算法計算的輸出量改變PWM波的占空比，跟隨器輸出值隨占空比的變化而改變。跟隨器采用單5V電源，輸出給變頻器電壓信號可在0～3.5V變化，雖然沒有達到5V，但變頻器輸出頻率改變范圍已滿足實驗需要，2.3LED顯示電路控制板用4位LED數碼管，顯示當前水位值、設定水位值和控制參數等。為了節(jié)省I/O口，LED顯示采用8位串入并出移位寄存器74LS164，4片級聯(lián)，只需2位I/O口，按時序要求輸出4位顯示碼，就可實現4位8段LED顯示的靜態(tài)顯示2.4按鍵及指示燈控制板還設計有6位按鍵與4位LED指示燈，用以完成設定值修改、參數設置、顯示切換和狀態(tài)指示等功能。
3、系統(tǒng)軟件設計
3.1單片機控制器程序
單片機控制板軟件使用C語言編程，采用模塊化設計，包括通信模塊、A/D測量模塊、PWM輸出模塊、顯示模塊、按鍵處理模塊和控制算法模塊等。主程序流程圖如圖5所示。實驗并不要求學生編寫完整的程序，但控制算法和水位采樣值的標度變換程序要求學生完成，控制算法基本要求是采用PID算法。程序的模板和其他各部分模塊程序提供給學生，由學生最終完成整個程序的整合與調試，有能力的同學還可以編寫其他控制算法的程序和增加手自動切換等功能。
3.2上位機組態(tài)
為了清楚顯示控制過程以了解控制效果，要求學生在上位PC機上用組態(tài)軟件“組態(tài)王”實現系統(tǒng)的監(jiān)控畫面。畫面要求較為簡單：
1)能用動畫及數字實時顯示水位值；
2)能顯示水位的給定值及數字顯示控制器的P、I、D參數值，這些參數均能在操作界面中進行修改；
3)給定值和測量值的實時記錄曲線，用來記錄和顯示控制過程中被控變量的水位設定值和實時水位值的變化過程。上位機與單片機控制板采用Modbus通信協(xié)議進行通信，在控制板通信程序中實現了Mod-bus通信協(xié)議中讀多寄存器(功能碼3)和寫多寄存器(功能碼16)的功能。在組態(tài)王軟件中，定義設備時選擇［PLC］－［莫迪康］－［ModbusＲTU］－［COM］即可實現上位機與控制板的通信。
4、結束語
該實驗讓學生從底層起設計反饋控制系統(tǒng)，從電路設計，電路板焊接，單片機程序編程調試到上位機組態(tài)軟件的使用，讓學生對反饋控制系統(tǒng)有較全面清楚的了解。實踐表明，該綜合實驗對加強實踐教學環(huán)節(jié)，增強學生的動手能力、知識和技術的應用能力、盡快適應現場能力大有幫助。
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