PIC单片机技术在矿区控制系统中的应用

李二旭　张源源

摘 要：近年来，我国大部分地区出现大范围雾霾天气，到处灰茫茫一片，空气质量仍达严重污染级别，其中PM2.5的来源十分复杂，既有机动车产生的污染，也有燃煤燃烧产生的细微颗粒物，同时空气中的二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机物等，经过了一系列的复杂变化，生成了对人体有害的细微颗粒。作者认为，污染的存在还有一项重要的原因是煤矿燃烧后产生大的弃旧气体。在改变这一现状的研究中，引进了PIC控制技术，这项技术可以有效的改善矿区煤矿燃烧对空气的污染。

关键词：可编程控制器；煤矿矿区燃烧系统；节能减排；充分燃烧

近些年来，我国不断地遭受极端天气，尤其是寒冷侵袭，在产能方面就有了更多的要求。能源的供应主要依靠煤矿系统。但是普通的煤矿系统只能达到设计产能的85%左右，这个统计还是较为理想的数值，当碰到了极端天气，这一数值还可能处于更低。这不仅不能很好的将煤矿资源利用，还会造成很大的空气污染。此时，我们就在煤矿系统原有的基础上加以改进，不断的提高该系统中的技术参数和配套零件，充分的完成对煤矿系统的转型。其中最为重要的还是启用了PIC控制装置，这项调整可以根本上改善燃烧的效率，解决了我国因能源供应紧张带来的各个方面的压力。

1 PIC控制的相关概念和特点

简单来说PIC就是一个微小的控制系统，其机器的基本组成部分由输入和输出两个部分组成。

山区中的PIC控制器的控制的特征，是利用矿区监测系统的来监测矿区的燃烧量数值，并将数据传输到PIC控制器的数据处理系统，系统根据事先设定好的燃烧量额定值对系统的阀门进行开关的控制，从而实现对整个系统的控制。除此之外，PIC微型控制器工作优势也很明显，它处理数据的速度很快能在短时间内分析出矿区的燃烧量，并立刻做出回应；同时该系统的操作也很容易，在操作界面上可以轻松实现自定义的操作界面，方便每一个使用者，最出彩的特点还是该系统具有报警系统，能够预测出危险的存在。

2 PIC控制在矿区控制系统

PIC系统实质上就是单片机的一种，它的设计基础依靠计算机C语言设计，所以控制指令的编程都按照计算机C语言的规则和方法编程。这时可以利用计算机语言将我们的控制系统分成不同的模块进行管理，利用计算机语言中的代号为每一个模块进行命名。例如：我们可以将PIC控制系统中的气体的输送、系统数据自动清零、程序自动点火、数据采集、数据传输、故障报警等模块按照一定的语言法则编程到系统中，从而完成对整个系统的控制。这里需要指出的是安全报警系统的设计需要考虑两个方面，一是利用计算机设计好报警的额定限度，一旦系统监测的数值超过额定数值就会报警；二是当机械体硬件出现问题时，整个系统也会发出警告告知使用者。

结合图1可以看见，整个变频器系统由一个简单的电路组成，例如：开关、高压电动机、控制按键、信号指示灯、电源联接器等几大部件组成，这种电路就是控制系统的主要核心技术，保持整个电路的安全运行就可以保证操作的顺利进行。除此之外，无论操作系统怎么变化，内部的电控系统的基本构造还是相同的，值得提出的是复杂控制系统中，电路的设计要相对复杂一些，但是总体的目标还是要达到控制电路，復杂控制系统的连线一般较为复杂。

3 PIC控制的给水系统在矿区中的利用

在实际的矿区工作中，我们还要利用PIC操作系统对矿区的安全护航。实际工作中，我们经常利用PIC控制矿区的给水系统，以保证矿区的工作能够安全的进行。例如：当矿区的燃烧量达到额定限度的时候，就要利用PIC控制系统加入适量的水以降低炉内的生产温度，保证生产工作的安全进行。这里PIC系统需要设定变化量就是矿区中的水的容量变化，基本要求是既不能水量既不能超过报警水位导致矿区有爆炸危险，也不能因水位过高导致炉内的压力过高。

PIC能控制水位的高低、水量的大小、水温度高，但是在实际工作中又是怎么工作的呢。例如：该操作系统一旦监测到水位过高就会自动开启减压阀，将锅炉内过多的压力排干；在锅炉水位不足时，系统会自动开启进水管道的开关，加大进水量保证整个锅炉系统安全运行。但是在实施这种控制的过程中还需要注意一个问题，PIC控制系统需要和加水泵连接，在进水的时候一定要注意进水的方式，不能采取大流量快速进水的方式，应该采用小流量进水的方式，这样可以延长阀门的使用寿命，保证整个锅炉系统的安全运行。

整个矿区控制系统中，PIC控制起到了决定性的作用，它也是完全的智能化的操作系统，只要操作人员时刻关注仪表盘上的数值指示，再在操作台上对于燃烧进行适当的控制就能很好的完成任务。在煤矿的燃烧时，存在几个重要的问题。首先就是煤数量的把握。煤的数量少了就会使系统处于停滞的状态，不能高效的使用机器。当煤的数量过多时，燃烧不完全，就会产生许多的有害气体，这对后期的尾气处理产生了很不好的影响。PIC就能及时的测算出相应空间中多少煤炭一起燃烧效率最高，机器也可以很好的指导工作人员完成加煤的任务。

4 结束语

从理论上来说，PIC控制系统是在传统的操作系统上有了很大胆的创新和改进，这套操作系统在使用上更加贴近了工程实例，具有很强的兼容性，在成本上也做到了小投入大回报的目标。在人员进行简单培训后就可以上岗操作，简单的操作就能快捷、合理的操控煤炭燃烧产能的一系列工作。全自动化的系统在实践中也不断的升级和完善，现如今，PIC控制系统已经很好的在矿区控制系统中起到了关键作用，为节能减排作出了突出的贡献。

参考文献

[1]邵裕森，巴筱云.过程控制及仪表[M].北京：机械工业出版社，1999，3（12）：39-40.

[2]邵裕森，戴先中.过程控制工程[M].北京：机械工业出版社，2000，3（9）：18-19.

[3]柴瑞娟，陈海霞.西门子PIC编程技术及工程应用[M].北京：机械工业出版社，2006，5（11）：100-112.

作者简介：李二旭（1981，5-），男，河南平顶山，硕士研究生，讲师，研究方向：煤矿开采技术。

张源源（1986，12-），男，河南平顶山，硕士研究生，助教，研究方向：煤矿开采技术。