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單片機在礦山電氣自動化的應用論文
摘要：為了確保產品的生產安全，提高生產效率，礦業(yè)公司引進了電氣自動化控制技術，實現了對不同類型設備的自動化和控制。文章結合我國電氣自動化控制的相關要求，分析研究了單片機在礦山電氣自動化控制技術中的應用。
關鍵詞：單片機；礦山；電氣自動化控制技術
引言
單片機是一個微型控制系統，可以將整個計算機系統集成到一個小型芯片中，也就是說，單片機是一臺微型計算機。與傳統計算機相比較而言，單片機的占地面積更小，質量更輕，攜帶更方便。微控制器一般按結構和功能分為兩類：一是普林斯頓結構，該結構具有單片微機數據存儲的功能，所以進行程序存儲時不會占用存儲空間。另一種是馮諾依曼結構，該結構的芯片在進行數據存儲時，在數據存儲器和程序存儲器中分開進行，且兩者在進行數據存儲時不占用公共存儲空間。目前這兩種單芯片結構的單片機在市面上都有售賣［１］。但由于單芯片微型計算機是微控制器，主要是為了讓用戶在工作時更方便，所以大多數單片機采用第二種結構，即馮諾依曼結構。單片機微型電子技術因為使用方便，自身帶有計算功能和邏輯運算功能，可以實現電氣設備的自動控制，減少人工操作的煩瑣過程，有效提高生產效率，所以在許多的領域和行業(yè)中普及開來。在自動化技術的應用及原理中，單片機作為自動化自動控制系統的一部分，提高了采礦設備的自動化水平，并確保了采礦過程中各環(huán)節(jié)的順利進行和采礦的工作效率。在ＳＣＭ（軟件配置管理）中，除了基本的電源模塊和存儲器模塊之外，還包括防漏模塊和通信模塊，結合多通道數據傳輸為應用程序管理構建自動操作系統［２］。通過對各種計算機硬件設施進行集成，可以實現與其他微電子計算機進行搭配工作，有效提高其本身的電氣設備的自動化水平。
１礦山電氣自動化控制中單片機的應用模式分析
�。保惫╇姳O(jiān)測
單片機可以應用在電源運行系統中，可以對電源系統進行實時的監(jiān)測，確保礦山中的電力系統的穩(wěn)定性和可靠性，減少礦山在運行過程中因為電力系統故障而影響整個礦山的開采，避免因為電力運行中斷造成不必要的經濟損失。
１．２漏電保護
漏電保護的基本原理是當控制系統檢測到絕緣電阻下降到一定程度時，主開關自動切斷。這也就使得電力系統的使用安全不能得到保障，就需要利用單片機的計算功能，實現對整個電力系統的自動化控制，以更快地實現對電源系統的快速檢修，并對零序電流和直流電流進行準確的校對分析，對出現問題的電源系統電路進行處理，大幅度提高了檢修效率，提高了電力系統的可靠性。
�。保筹L機管理
由于技術條件有限，采礦仍然是以人工開采為主。在鉆孔時為了確保不因為粉塵問題影響工作效率，就需要安裝風機對采礦過程中產生的粉塵進行及時處理，保證生產安全［３］。
�。保幢O(jiān)控系統
大規(guī)模的地下采礦活動會存在重大安全隱患，所以在采礦過程中對系統進行實時監(jiān)測顯得尤為重要，一旦發(fā)現任何安全隱患，在監(jiān)控系統的幫助下就可以快速發(fā)現，并進行相應的處理，以防止安全事故。將ＳＣＭ引入井下自動化系統進行監(jiān)測，可顯著提高鉆井作業(yè)的安全性，并有效改善為礦山安全生產條件。
２單片機在礦山勘察設備系統中的具體應用
近年來，礦山勘察設備的使用情況并不樂觀，為此，科學界將一種單片微機技術的新興技術引入自動化控制設備中，使這些勘察設備更加精細化。
２．１礦山勘察設備系統中的單片機程序設計
目前，在我國勘探設備中，單片機使用的大多數程序都是Ｃ程序和匯編程序，單片機中的算法是一種高精度的浮點運算，且匯編程序能支持單精度浮點運算，因此大多數微控制器都使用Ｃ程序來支持單精度浮點運算。單精度的浮點運算，能夠數據進行高效的處理，并能夠提供高精度運算。滿足自動化控制技術測量設備的Ｃ９６程序是基于復雜精度算法而制造的。Ｃ９６程序不僅可以用單精度算法，而且能對各種精度算法進行轉化，使其化簡為單精度算法，如圖１所示。通過這個過程我們可以看到Ｃ９６程序更具可讀性，從編程中獲得的編程數據更準確，周期更短，在進行數據程序中的調用時非常簡單快捷。鑒于上述編程微控制器的優(yōu)點，程序編寫人員將優(yōu)先考慮Ｃ９６程序，雖然Ｃ９６程序有很多優(yōu)點，但也存在以下問題：例如ＦＤＭ傳遞一個錯誤參數，產生偽指令，使得兩個ＦＤＭ單元和ＳＤＭ單元不能互相切換。當發(fā)生錯誤的程序時，ＦＤＭ單元和ＳＤＭ單元量兩者之間發(fā)生數據疊加，無法進行數據交換。這就會導致程序不能正常讀取，并且不能正常切換，導致程序終止，三個浮點值Ｘ不穩(wěn)定，且顯示為一個變量值，影響累計的Ｙ值，代碼不能正常顯示處理速度。程序員在編程時程序如果出現上述問題，Ｃ９６程序將無法滿足編程要求［４］，此時匯編器必須開始對微控制器進行編程。
�。玻驳V山勘察設備系統中單片機程序算法
礦山自動化控制技術中單片機程序算法主要包括一次精度浮點運算、雙精度浮點運算、高精度浮點運算。其中轉換控制器用于單片機對技術工作的控制，用于完成計算工作，公式如下：公式中，Ｅ１是程序代碼；Ｅ２是對應關系的計算值；Ｅ３是程序波長；Ｅ４是一個計算結果；Ｊｐｂｒ是浮點數值，能夠在單片機進行數據浮點運算時對數據進行核對，加快單片機的浮點運算讀取速度；Ｅｍ是流速。用公式可以確定浮點運算是單片機運算的計算過程，當轉速過大時，速度編碼器的精度會降低，數據流量減小，假設浮點值Ｊｐｂｒ和轉速Ｅｒ不變，隨著流量Ｅｍ增加而減小。當流量Ｅｍ下降時，周期增加，因此該浮點值是數據采樣流動控制的周期。還可以看出，當周期增加時，會對算法進行重新核對運算，流速Ｅｍ減小，當周期減小時，流速Ｅｍ增加浮點運算精度高，雙精度復雜運算，運算復雜，精度高，可根據上述公式調整運算速度，提高微控制器的工作效率。
３結語
總的來說，計算機技術的普及、微電子技術的飛速發(fā)展、自動控制技術的廣泛應用，保證了單片機技術可以廣泛應用于采礦作業(yè)，提高礦井的化建設水平，保障了采礦效率，實現了對資源開采的高效利用，標志著中國礦業(yè)發(fā)展實現了質的飛躍。
參考文獻
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