關于電氣傳動控制系統中單片機技術的應用分析

尚敏娟

（榆林學院能源工程學院，陜西榆林，719000）

0 引言

單片機技術屬于自動控制技術的一種，通過微處理芯片與外圍電路的配合，能夠實現對擴展模塊的控制。當然，這些功能的實現離不開軟件系統的搭建，通過單片機硬件與軟件系統的有效配合，能夠實現自動化甚至智能化的控制效果。隨著單片機技術的不斷成熟，其應用領域也再進一步擴大。而電氣傳動裝置的控制系統，也可以通過單片機技術進行搭建，利用這種技術能夠實現對設備運行狀態的有效監控，對于提升設備的工作效率有著重要的意義。在自動化發展的過程中，單片機作為邏輯運算和控制中樞的作用越來越明顯，為了能夠進一步提升設備運行的效率，一些高性能的單片機也逐漸被研發出來，其運算速度更快，兼容性更強，可擴展內容更加豐富，對于電氣傳動控制系統的提升也會有更好的效果。

1 單片機技術在電氣傳動控制系統中的優勢

單片機是微處理器的一種，日常生活中常見的電腦、手機等設備中使用的便是一種功能更加強大的單片機。單片機技術的發展，給工業自動化進一步突破提供了契機，也給控制領域提供了更多的選擇。將單片機技術應用在電氣傳動控制系統中，其優勢主要有以下幾個方面：

（1）簡單方便，易于普及。單片機作為一種硬件設備，其內部構造較為復雜。但是在使用的過程中，這種技術卻更加的方便和容易掌握。通過簡單的學習就能夠實現對軟件系統的編程和硬件設備的擴展。

（2）成本較低，體積較小。在傳統的工業過程控制中，往往會選擇可編程邏輯控制器，但是這種控制設備一般體積較大，占用空間，同時成本非常高，通常應用在重要的控制系統上。而單片機體積較小，但是能夠實現更加廣泛的外圍擴展能力。并且，在使用的過程中，作為微處理器設備，其功耗更低，有利于節能降耗，提升效率。

（3）技術發展迅速。單片機最早出現在上世紀九十年代，最初的產片能夠實現簡單的控制能力，并且處理速度較低。但是經過二十多年的發展，單片機已經從之前的4位機、8位機發展到了如今的18位和32位設備。其運算效率更高，可處理更加復雜的邏輯關系，外圍擴展能力和兼容性也更好。

這些技術對于電氣傳動控制效率的提升有著重要的幫助作用，能夠不斷推動電氣傳動設備的運行效率提升。

2 單片機在電氣傳統控制系統中的應用

2.1 單片機控制器的處理流程

單片機控制系統往往需要依靠外圍設備的輸入信號，根據程序中的設定邏輯進行控制。單片機各引腳都會對應相應的功能，有些引腳負責保障單片機的基本運行，為單片機供電。而有些引腳專門收集外圍傳感器的反饋信號，通過對反饋信號的分析處理，執行邏輯控制。而在執行的過程中同樣是通過控制單片機輸出引腳的導通，實現對設備運行的控制。

2.2 單片機控制系統的應用

（1）單片機硬件系統

單片機控制系統一般包括控制電路、主電路和接口電路。在電氣傳動控制系統當中應用主電路控制模塊,通過電源進行供電,可以完成電流資源的有效傳輸。然而就單片機系統來說,自身不能保證電流傳輸有效性,這就需要對電流進行降頻操作,再控制傳導,通過此種方式,可以在一定程度上保證電氣傳動控制系統電流傳輸的安全、穩定性。當電氣傳動控制系統工作的時候,設備和鍵盤可以通過輸入輸出設備顯示出來,在數據傳輸的過程中,通過串行模式進行傳送,從而保證數據傳輸的可靠性。此外,在電氣傳動控制系統中應用到接口型電路,通過對信號進行并行傳輸或者串行傳輸,可以實現對應指令的正確傳遞,保證電氣傳動控制系統當中的協調運作。另外,根據電氣傳動控制系統內部的逆變控制功能,可以限制直流電壓以及初始電流,從而使系統能夠在一個相對安全、穩定的環境中運行。

（2）單片機軟件系統

單片機硬件系統能夠保證其基本的工作狀態，但是只有硬件系統無法催動其工作，在實際的應用過程中，必須依靠相應的軟件系統來規定其運行過程。單片機軟件系統中主要有查詢、中斷、定時等模塊。在主程序中設定單片機的運行流程，在流程中需要進行優先處理的要設置程序的優先級，這一功能一般通過中斷系統實現。而單片機控制系統執行的過程便是通過各級子程序實現的。在子程序中對設備運行的狀況進行規定和限制，在主程序中對這些模塊進行調用，就能夠實現設備的工作運行。隨著現在智能算法和技術的不斷發展，越來越多的控制算法也應用在了單片機控制系統中。比如神經網絡算法、模糊控制算法等，這些算法利用自身的學習和模糊處理能力，能夠進一步提升單片機控制系統的性能。

比如在煤炭采掘工作中，由于地下煤層并不是始終保持不變的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在實際的采掘過程中，采煤機也不可能始終保持同一開采高度進行采掘，要根據煤層的實際情況進行不斷的調整，從而滿足不同分布與不同厚度的煤層采掘需要。然而，在傳統的機械化煤炭采掘作業中，采煤機的靈活性較差。而單片機的使用，可以有效的實現對傳動采煤機的改造，使其在靈活性與操控性方面都有了較大的改善與提高，從而滿足煤炭采掘作業的實際需要，實現了采煤機采掘高度的可控性調節。

圖1 采煤機調高系統擴展圖

3 結束語

隨著電氣化時代的不斷發展，如何提升設備運行的效率、精確度和穩定性，降低設備的能耗成為了人們不斷關注的焦點。單片機技術作為一種新的控制技術，能夠實現龐雜的控制邏輯計算，對周圍的擴展設備進行精確控制。并且作為一種微處理器設備，其運行過程中能夠擁有更低的功耗，這對于提升工作效率，降低運行成本有著重要的作用。在單片機運行過程中，注重軟件與硬件系統的協作配合，實現控制系統的高效運行，也成為該技術進一步發展的方向。