基于PIC單片機井下機電設備控制系統中的應用

【摘 要】本文介紹了PIC單片機井下機電設備自動控制控制系統中的應用 ，通過PIC單片機控制礦井機電設備實現自動控制。通過相關傳感器，接受到電流信號，傳輸給PIC控制器由控制器自動判斷設備啟動的變化，來判斷由下臺設備機，使井下礦道，確保有一個穩定啟動電氣設備，PIC在自動監控當中，隨時可判斷出接受的信號，信號原是否穩定，由此信號原觸發PIC外圍控制電路，以達到快速靈活的控制機電設備。

【關鍵詞】機電設備；礦用傳感器；PIC控制

一、引言

PIC單片機作為新一代的工業控制裝置 ，已經在電氣控制系統中得到普遍應用。它不僅能實現復雜的邏輯控制 ，還能完成各種順序和定時的功能 ，并且可靠性高、穩定性好、抗干擾能力強。而在礦井局部通風機中為了滿足對安全監控與節能越來越高的要求，為了進一步保證礦井的安全生產，減少井下工作面的無計劃停電氣設備，本項目提出采用電源自動接通系統對設備：當專供線路停電或設備因故障停止運轉時，該系統可以自動進行報警，開啟備用設備；當主設備恢復運轉后，又可以自動停止備用設備的運行，從而實現工作面連續運行設備和風電閉鎖。

二、礦用傳感器

1.概述。KG3088型風速傳感器是采用超聲波渦街原理制成的固定式智能測風儀表。該儀器適用于煤礦井下各通風巷道中測量風流速度。儀器具有紅外線遙控校正功能，可避免校正過程中對儀器周圍的流場干擾，使儀器的校正更方便、準確。另外，由于儀器沒有調節孔，使得密封性能更好，工作更可靠。儀器具有多種信號輸出方式，可與國內各種監測系統配套使用。

2.儀器的功能介紹。儀器剛開機后的5秒內，顯示單片機軟件的版本信息，5秒后進入正常工作狀態，顯示風速值。儀器進入正常工作狀態后，當達到一定的風速范圍時，可通過遙控器對儀器進行校正。

三、PIC控制硬件設計

本系統選用美國Microchip公司的PICl6F877單片機。配合一些外圍電路完成風速傳感器自動轉換系統。PIC單片機有以下優點：（1）采用哈佛結構（數據總線和指令總線分離）；（2）指令的“單字節化”；（3）精簡指令集（RISC）技術；（4）尋址方式簡單；（5）代碼壓縮率的提高；（6）運行速度高；（7）功耗低、驅動能力強；（8）具備PC和SPI串行總線端口；（9）尋址空間簡潔；（10）外圍電路簡潔；（11）開發方便；（12）C語言編程；（13）品種豐富；（14）程序保密性強。

電路完成功能是：現一臺風機工作另一臺備用，如工作臺風機出現故障時，風速傳感器的頻率低于120HZ立刻備用風機啟動開始補風形成連續通風達到安全生產目的，這些過程通過PIC單片機的編程工作已基本完成，信號的采集來源已確定，（所采用的信號為數字信號，頻率范圍為200～373HZ），基本完成了兩臺風機在運行過程中實現互換，互換時間在0.5S。解決了現今煤礦通風當中，當一臺風機出現事故，另外一臺風機需由人工操作完成另外一臺風機的運行，新系統完全實現了由PIC接受到風速傳感器所給的信號，實現了自動切換另一臺風機啟動的目標。

四、軟件設計

1.軟件調試。在應用MPLAB-ICD實現在線調試時，首先應用MPLAB-ICD提供的一個范例程序tut877.asm，它能完成使PORTC口8個輸出口依次高點平，而MPLAB-ICD在PORTC的8個口上都接了發光二極管，那么將程序燒寫進去后就能完成。如果8個發光二極管的依次閃動。則程序燒寫正確了。接下來依次調試子程序。在程序調試的后期，程序已經基本能完成任務。因為單部執行時，寄存器內容正確，所以程序正確，只是燒寫器有問題。所以在程序調試過程中要細心、耐心，調試時最好能夠及時地記錄程序調試的進程和已解決的問題，這樣有利于調試工作的連續性，調試工作不會有重復。而且及時的記錄調試進程有利于錯誤的縮小，可以更好地完成調試。

2.程序編寫。局部通風機控制PIC單片機風量判斷程序C程序//

五、結語

實驗測試結果證明用本系統PIC單片機能完成自動控制過程，功能比較完善，能比較快地完成自動控調整，軟件編寫功能能很好控制硬件自動操作。本系統今后還有待以進一步完善，增加更強大功能。能實現礦井井下工作面安全生產提高工作效率。

參考文獻

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基金項目：新疆工程學院科研基金項目；項目編號；xjgx 2013（項目名稱；煤礦井下綜采工作面機電設備集中控制系統），研究方向；煤礦自動控制機電一體化。