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单片机在电气自动化控制的应用

来源:网络|发布时间:2020-11-16|浏览次数:
单片机在电气自动化控制的应用 摘要:本文分析单片机的工作原理与硬件组成。单片机在漏电保护自动化控制中的应用,很大程度上增加了矿井机电设备运转的稳定性,降低了因为机电设备问题而引发的安全事故,提升了矿井电力系统的安全管理能力。

关键词:单片机;漏电保护;自动化

1单片机的工作原理与硬件组成

1.1单片机工作的基本原理

单片机具有强大的编程能力与逻辑运算功能,在矿井电气自动化控制系统中得到广泛应用。单片机拥有一个强大的CPU控制处理器,这是一种比较先进的集成技术,拥有可以网络在线控制的功能,可以将其看作具有在线控制功能的电子计算机,通过网络或相关线路的链接充分实现对矿井电气机电设备的现场控制。单片机各种抗干扰能力较强,可以适应矿井复杂的工作环境;使用成本较低,可以在普通工业基地做较大规模的日常生产;个头较小,能够大范围与其他电气设备配合使用。

1.2单片机的硬件组成

目前,比较常用的单片机主要由电路电源、设备电路漏电闭锁器以及电子数据储存器与智能通信器这几部分构成。少数具有某项特定功能的单片机,在基础零件组成上会有所不同,但大致都是在这几部分的基础上做相应改装的。

2单片机在井下漏电保护中的应用

2.1应用方法及原理

在井下电气设备的自动化控制中,单片机逐渐被推广应用于漏电保护,对于减小电气设备安全事故率具有十分重要的价值。单片机将电气设备产生的零序电流方向与加设的小型直流电源相互结合使用,其中零序电流的方向拥有一定的选择性,能够以附加直流电源对电网的绝缘进行检测。相关检测完成后,可以在单片机智能计算的帮助下,确定矿井电气自动化控制系统需要关闭电路的有效范围,从而精准限制电路的传导,达到矿井电气系统漏电保护的实际目的,合理限制部分电路的使用,很大限度地降低故障率。

2.2将静态补偿改为动态补偿

矿井电气系统使用单片机后,将电网对地产生的实际电容电流作为对电路的补偿指标,单片机CPU可以智能监测跟踪井下电网对地电容产生的一系列变化,电气系统中的单片机对电容电流现在青海省木里煤业开发集团有限公司工作。进行实时监测,监测过程中发现其不足时,能够做出补偿。单片机可以运用自己的CPU智能改变零序电抗器电感量的参数,由此达到理想补偿效果,变成一个动态平衡的过程。

2.3自动调整保护动作时间

当机电设备或线路发生漏电时,如果横向选择性保护装置没有发生动作或分支开关没有发生动作,单片机能够迅速启动纵向保护装置产生瞬时动作,提高保护的有效性,保证正常生产的安全。

3单片机漏电保护装置

3.1装置原理

在井下电气系统中,将单片机应用到电气设备与电路的漏电保护装置。整个电路系统中,检测电路漏电电流的任务、补偿电路的任务都可以分配给原电路保护装置的电子元件,内部主要装置及构件包括单片机、编程处理器级接口与A/D功能转换器,其余的包括检测电路与补偿电路。单片机漏电保护的集成装置可以实现对地电容电流的动态平衡。由矿井电气系统中的集成感应装置监测到的电网对地产生的电容电流,通过A/D的电子元件后,被转变为具有8位的相关数字量,这些转换过来的数字量通过相关接口8255A的通道A直接被传送到智能单片机的芯片中,由单片机芯片中的CPU进行智能计算分析后及时给出相应的电容补偿命令,通过装置中的8255A的B端口信号输出,最后达到动态补偿平衡。

3.2软件设计

按照井下电气系统中机械设备及电路的实际保护要求,技术人员将图1漏电保护装置中8255A结构的A通道技术参数设为方式0,保持为输入信号;结构中的B通道技术参数设为方式0,保持为输出信号;8255A结构中的C通道包括PC7-PC4,将高4位设置为输入信号,剩下的低4位包括PC3-PC0设置为输出信号。基于以上设计,对软件中的8255A做相应初始化。执行动作命令延时的时间由开关的动作来确定,可以通过一个延时编程来实现。

4结论

单片机在煤矿电气自动化控制中的应用,在很大程度上提升了矿井的生产能力与生产安全,矿井电气系统中由单片机所创建的漏电保护装置增大了电路保护系统的可靠性与灵活性。如果将其与新技术真空开关相互配合,可在很大程度上提高保护的时效性,同时也降低了矿井瓦斯、煤尘爆炸的危险性。

参考文献:

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作者:李瀚 单位:青海省木里煤业开发集团有限公司

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