基于PIC单片机井下机电设备控制系统中的应用

【摘 要】本文介绍了PIC单片机井下机电设备自动控制控制系统中的应用 ，通过PIC单片机控制矿井机电设备实现自动控制。通过相关传感器，接受到电流信号，传输给PIC控制器由控制器自动判断设备启动的变化，来判断由下台设备机，使井下矿道，确保有一个稳定启动电气设备，PIC在自动监控当中，随时可判断出接受的信号，信号原是否稳定，由此信号原触发PIC控制电路，以达到快速灵活的控制机电设备。

【关键词】机电设备；矿用传感器；PIC控制

一、引言

PIC单片机作为新一代的工业控制装置 ，已经在电气控制系统中得到普遍应用。它不仅能实现复杂的逻辑控制 ，还能完成各种顺序和定时的功能 ，并且可靠性高、稳定性好、抗干扰能力强。而在矿井局部通风机中为了满足对安全监控与节能越来越高的要求，为了进一步保证矿井的安全生产，减少井下工作面的无计划停电气设备，本项目提出采用电源自动接通系统对设备：当专供线路停电或设备因故障停止运转时，该系统可以自动进行报警，开启备用设备；当主设备恢复运转后，又可以自动停止备用设备的运行，从而实现工作面连续运行设备和风电闭锁。

二、矿用传感器

1.概述。KG3088型风速传感器是采用超声波涡街原理制成的固定式智能测风仪表。该仪器适用于煤矿井下各通风巷道中测量风流速度。仪器具有红外线遥控校正功能，可避免校正过程中对仪器周围的流场干扰，使仪器的校正更方便、准确。另外，由于仪器没有调节孔，使得密封性能更好，工作更可靠。仪器具有多种信号输出方式，可与国内各种监测系统配套使用。

2.仪器的功能介绍。仪器刚开机后的5秒内，显示单片机软件的版本信息，5秒后进入正常工作状态，显示风速值。仪器进入正常工作状态后，当达到一定的风速范围时，可通过遥控器对仪器进行校正。

三、PIC控制硬件设计

本系统选用美国Microchip公司的PICl6F877单片机。配合一些电路完成风速传感器自动转换系统。PIC单片机有以下优点：（1）采用哈佛结构（数据总线和指令总线分离）；（2）指令的“单字节化”；（3）精简指令集（RISC）技术；（4）寻址方式简单；（5）代码压缩率的提高；（6）运行速度高；（7）功耗低、驱动能力强；（8）具备PC和SPI串行总线端口；（9）寻址空间简洁；（10）电路简洁；（11）开发方便；（12）C语言编程；（13）品种丰富；（14）程序保密性强。

电路完成功能是：现一台风机工作另一台备用，如工作台风机出现故障时，风速传感器的频率低于120HZ立刻备用风机启动开始补风形成连续通风达到安全生产目的，这些过程通过PIC单片机的编程工作已基本完成，信号的采集来源已确定，（所采用的信号为数字信号，频率范围为200～373HZ），基本完成了两台风机在运行过程中实现互换，互换时间在0.5S。解决了现今煤矿通风当中，当一台风机出现事故，另外一台风机需由人工操作完成另外一台风机的运行，新系统完全实现了由PIC接受到风速传感器所给的信号，实现了自动切换另一台风机启动的目标。

四、软件设计

1.软件调试。在应用MPLAB-ICD实现在线调试时，首先应用MPLAB-ICD提供的一个范例程序tut877.asm，它能完成使PORTC口8个输出口依次高点平，而MPLAB-ICD在PORTC的8个口上都接了发光二极管，那么将程序烧写进去后就能完成。如果8个发光二极管的依次闪动。则程序烧写正确了。接下来依次调试子程序。在程序调试的后期，程序已经基本能完成任务。因为单部执行时，寄存器内容正确，所以程序正确，只是烧写器有问题。所以在程序调试过程中要细心、耐心，调试时最好能够及时地记录程序调试的进程和已解决的问题，这样有利于调试工作的连续性，调试工作不会有重复。而且及时的记录调试进程有利于错误的缩小，可以更好地完成调试。

2.程序编写。局部通风机控制PIC单片机风量判断程序C程序//

五、结语

实验测试结果证明用本系统PIC单片机能完成自动控制过程，功能比较完善，能比较快地完成自动控调整，软件编写功能能很好控制硬件自动操作。本系统今后还有待以进一步完善，增加更强大功能。能实现矿井井下工作面安全生产提高工作效率。

参考文献

[1]窦振中，汪立森著.《pic系列单片机应用设计与实列 》.北京航空航天大学出版社，1999（8）：1

[2]姜志海，赵艳雷编著.《单片机的C语言程序设计与应用》.电子工业出版社，2008（5）

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[4]谭浩强著.《C语言程序设计》.清华大学出版社，1999（11）

[5]李现明，吴皓.《自动检测技术》.机械工业出版社，2009-1-1

[6]武昌俊.《自动检测技术及应用》.机械工业出版社，2005-06-16

基金项目：新疆工程学院科研基金项目；项目编号；xjgx 2013（项目名称；煤矿井下综采工作面机电设备集中控制系统），研究方向；煤矿自动控制机电一体化。