PIC單片機技術在礦區控制系統中的應用

李二旭　張源源

摘 要：近年來，我國大部分地區出現大范圍霧霾天氣，到處灰茫茫一片，空氣質量仍達嚴重污染級別，其中PM2.5的來源十分復雜，既有機動車產生的污染，也有燃煤燃燒產生的細微顆粒物，同時空氣中的二氧化硫、氮氧化物和揮發性有機物等，經過了一系列的復雜變化，生成了對人體有害的細微顆粒。作者認為，污染的存在還有一項重要的原因是煤礦燃燒后產生大的棄舊氣體。在改變這一現狀的研究中，引進了PIC控制技術，這項技術可以有效的改善礦區煤礦燃燒對空氣的污染。

關鍵詞：可編程控制器；煤礦礦區燃燒系統；節能減排；充分燃燒

近些年來，我國不斷地遭受極端天氣，尤其是寒冷侵襲，在產能方面就有了更多的要求。能源的供應主要依靠煤礦系統。但是普通的煤礦系統只能達到設計產能的85%左右，這個統計還是較為理想的數值，當碰到了極端天氣，這一數值還可能處于更低。這不僅不能很好的將煤礦資源利用，還會造成很大的空氣污染。此時，我們就在煤礦系統原有的基礎上加以改進，不斷的提高該系統中的技術參數和配套零件，充分的完成對煤礦系統的轉型。其中最為重要的還是啟用了PIC控制裝置，這項調整可以根本上改善燃燒的效率，解決了我國因能源供應緊張帶來的各個方面的壓力。

1 PIC控制的相關概念和特點

簡單來說PIC就是一個微小的控制系統，其機器的基本組成部分由輸入和輸出兩個部分組成。

山區中的PIC控制器的控制的特征，是利用礦區監測系統的來監測礦區的燃燒量數值，并將數據傳輸到PIC控制器的數據處理系統，系統根據事先設定好的燃燒量額定值對系統的閥門進行開關的控制，從而實現對整個系統的控制。除此之外，PIC微型控制器工作優勢也很明顯，它處理數據的速度很快能在短時間內分析出礦區的燃燒量，并立刻做出回應；同時該系統的操作也很容易，在操作界面上可以輕松實現自定義的操作界面，方便每一個使用者，最出彩的特點還是該系統具有報警系統，能夠預測出危險的存在。

2 PIC控制在礦區控制系統

PIC系統實質上就是單片機的一種，它的設計基礎依靠計算機C語言設計，所以控制指令的編程都按照計算機C語言的規則和方法編程。這時可以利用計算機語言將我們的控制系統分成不同的模塊進行管理，利用計算機語言中的代號為每一個模塊進行命名。例如：我們可以將PIC控制系統中的氣體的輸送、系統數據自動清零、程序自動點火、數據采集、數據傳輸、故障報警等模塊按照一定的語言法則編程到系統中，從而完成對整個系統的控制。這里需要指出的是安全報警系統的設計需要考慮兩個方面，一是利用計算機設計好報警的額定限度，一旦系統監測的數值超過額定數值就會報警；二是當機械體硬件出現問題時，整個系統也會發出警告告知使用者。

結合圖1可以看見，整個變頻器系統由一個簡單的電路組成，例如：開關、高壓電動機、控制按鍵、信號指示燈、電源聯接器等幾大部件組成，這種電路就是控制系統的主要核心技術，保持整個電路的安全運行就可以保證操作的順利進行。除此之外，無論操作系統怎么變化，內部的電控系統的基本構造還是相同的，值得提出的是復雜控制系統中，電路的設計要相對復雜一些，但是總體的目標還是要達到控制電路，復雜控制系統的連線一般較為復雜。

3 PIC控制的給水系統在礦區中的利用

在實際的礦區工作中，我們還要利用PIC操作系統對礦區的安全護航。實際工作中，我們經常利用PIC控制礦區的給水系統，以保證礦區的工作能夠安全的進行。例如：當礦區的燃燒量達到額定限度的時候，就要利用PIC控制系統加入適量的水以降低爐內的生產溫度，保證生產工作的安全進行。這里PIC系統需要設定變化量就是礦區中的水的容量變化，基本要求是既不能水量既不能超過報警水位導致礦區有爆炸危險，也不能因水位過高導致爐內的壓力過高。

PIC能控制水位的高低、水量的大小、水溫度高，但是在實際工作中又是怎么工作的呢。例如：該操作系統一旦監測到水位過高就會自動開啟減壓閥，將鍋爐內過多的壓力排干；在鍋爐水位不足時，系統會自動開啟進水管道的開關，加大進水量保證整個鍋爐系統安全運行。但是在實施這種控制的過程中還需要注意一個問題，PIC控制系統需要和加水泵連接，在進水的時候一定要注意進水的方式，不能采取大流量快速進水的方式，應該采用小流量進水的方式，這樣可以延長閥門的使用壽命，保證整個鍋爐系統的安全運行。

整個礦區控制系統中，PIC控制起到了決定性的作用，它也是完全的智能化的操作系統，只要操作人員時刻關注儀表盤上的數值指示，再在操作臺上對于燃燒進行適當的控制就能很好的完成任務。在煤礦的燃燒時，存在幾個重要的問題。首先就是煤數量的把握。煤的數量少了就會使系統處于停滯的狀態，不能高效的使用機器。當煤的數量過多時，燃燒不完全，就會產生許多的有害氣體，這對后期的尾氣處理產生了很不好的影響。PIC就能及時的測算出相應空間中多少煤炭一起燃燒效率最高，機器也可以很好的指導工作人員完成加煤的任務。

4 結束語

從理論上來說，PIC控制系統是在傳統的操作系統上有了很大膽的創新和改進，這套操作系統在使用上更加貼近了工程實例，具有很強的兼容性，在成本上也做到了小投入大回報的目標。在人員進行簡單培訓后就可以上崗操作，簡單的操作就能快捷、合理的操控煤炭燃燒產能的一系列工作。全自動化的系統在實踐中也不斷的升級和完善，現如今，PIC控制系統已經很好的在礦區控制系統中起到了關鍵作用，為節能減排作出了突出的貢獻。

參考文獻

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作者簡介：李二旭（1981，5-），男，河南平頂山，碩士研究生，講師，研究方向：煤礦開采技術。

張源源（1986，12-），男，河南平頂山，碩士研究生，助教，研究方向：煤礦開采技術。