徐高飛 袁艷衛(wèi)

摘要：隨著工程技術(shù)的發(fā)展，防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車得到深入的研究與發(fā)展，極大地提高了工程效率。單片機(jī)在防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車中的研究主要基于其良好的通信性能。本文通過對單片機(jī)的功能入手，對機(jī)車的轉(zhuǎn)速測量、狀態(tài)檢測與壓力預(yù)警等都提出了基于單片機(jī)的解決方案，進(jìn)一步提高了機(jī)車的使用性能，使運(yùn)行更加可靠、自動(dòng)化。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；防爆柴油機(jī)；單軌吊機(jī)車；狀態(tài)；壓力；轉(zhuǎn)速

1.引言

我國的煤炭資源十分豐富，隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，對能源節(jié)約的重視程度不斷加深。煤礦井下輔助運(yùn)輸設(shè)備向著本質(zhì)安全型方向發(fā)展，單軌吊運(yùn)輸同樣也面臨著改革。單軌吊機(jī)車基于良好的靈活性與適應(yīng)性，能夠在多彎道、多起伏的巷道中應(yīng)用，被越來越多的煤礦企業(yè)應(yīng)用，是一種重要的井下輔助運(yùn)輸工具。防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車最開始來自于進(jìn)口，隨著技術(shù)的發(fā)展，我國也開始對其進(jìn)行研究。整體上來講，防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車的維修與維護(hù)成本非常高，而國產(chǎn)的機(jī)車驅(qū)動(dòng)力小，爬坡度低，無法運(yùn)輸大型設(shè)備。單片機(jī)芯片的應(yīng)用可以很好地解決單軌吊機(jī)車的使用狀態(tài)監(jiān)測問題。[1]一旦機(jī)車在運(yùn)行過程中出現(xiàn)各類異常，都可以通過先進(jìn)的通信系統(tǒng)把信號傳遞到顯示端，操作人員可以根據(jù)機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài)提示進(jìn)行有針對性的維修與維護(hù)，從而大大提高機(jī)車的應(yīng)用性，提升現(xiàn)代工程設(shè)備的應(yīng)用效果。

2.單片機(jī)功能概述

單片機(jī)是一種集成電路的芯片，采用大規(guī)模集成電路把數(shù)據(jù)處理功能的CPU與存儲(chǔ)器、輸入輸出系統(tǒng)與計(jì)數(shù)器等功能設(shè)備聯(lián)系在一起，形成一個(gè)系統(tǒng)化的集成系統(tǒng)。目前，單片機(jī)已經(jīng)在工程控制領(lǐng)域得到廣泛地應(yīng)用，人類生活的電子器件中幾乎都會(huì)有集成單片機(jī)，如手機(jī)、計(jì)算機(jī)、鼠標(biāo)等。隨著汽車行業(yè)的不斷發(fā)展，一般的汽車上都會(huì)配備有40多片單片機(jī)，更有復(fù)雜的工業(yè)控制系統(tǒng)中應(yīng)用多達(dá)上百個(gè)單片機(jī)同時(shí)工作。

3.防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車設(shè)計(jì)需求

柴油機(jī)單軌吊重量輕，適應(yīng)性強(qiáng)，是一種良好的輔助運(yùn)輸工具，與普通的運(yùn)輸相比，沒有掉道、斷繩與跑車的危險(xiǎn)，一旦發(fā)生意外情況，可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決，完全可以控制與掌握。防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車與蓄電池單軌吊機(jī)車相比較，設(shè)備的重量更輕，續(xù)航能力更大，在長度大于2000米的巷道內(nèi)安裝重型設(shè)備時(shí)更有優(yōu)勢，目前該技術(shù)已經(jīng)在國外被廣泛地應(yīng)用。但由于煤礦或其他場合的空間限制，工作人員不可能對單軌吊實(shí)行全面監(jiān)控。利用單片機(jī)的集成系統(tǒng)對單軌吊機(jī)車進(jìn)行研究將有助于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)輔助設(shè)備的自動(dòng)化與智能化，單軌吊機(jī)車向著功能性方向發(fā)展，將會(huì)促進(jìn)現(xiàn)代通信技術(shù)在工程領(lǐng)域的深入應(yīng)用。

圖一 單片機(jī)應(yīng)用指令關(guān)系簡圖

4.單片機(jī)在機(jī)車中的設(shè)計(jì)研究

4.1單片機(jī)處理系統(tǒng)

對于礦用輔助運(yùn)輸設(shè)備--防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車運(yùn)行環(huán)境的復(fù)雜性，要求用戶要能夠?qū)崟r(shí)采集、記錄與存儲(chǔ)其正常的運(yùn)行參數(shù)。這些參數(shù)主要包括司機(jī)的操作參數(shù)、設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、機(jī)車的運(yùn)行參數(shù)與故障參數(shù)等。單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)對實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路進(jìn)行組合，由提供的日期與時(shí)間可以對參數(shù)進(jìn)行精確定位，利于對故障的精確定位。單片機(jī)處理系統(tǒng)可靠性高，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確性高，可以記錄大量的數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生實(shí)際的事故時(shí)，能夠提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)證據(jù)，對機(jī)車的運(yùn)行情況與狀態(tài)進(jìn)行真實(shí)反映。

4.2基于單片機(jī)的轉(zhuǎn)速測量技術(shù)

在防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車轉(zhuǎn)速測量技術(shù)中，采用單片機(jī)與外圍電路，依靠光電傳感器技術(shù)，以數(shù)字脈沖式測速作為發(fā)展主流。采用單片機(jī)技術(shù)可以對整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍進(jìn)行高精確度測量，對于信號的檢出與處理均采用數(shù)字技術(shù)，也有利于與計(jì)算機(jī)接口進(jìn)行通信，抗干擾能力強(qiáng)，不需要調(diào)零操作。

4.3基于單片機(jī)的機(jī)車狀態(tài)檢測技術(shù)

防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車的軸溫監(jiān)測報(bào)警裝置是其安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段，目前軸報(bào)裝置多采用單總線數(shù)字溫度傳感器，把控制線、地址線與數(shù)據(jù)線合為一體，一根線接很多個(gè)數(shù)字溫度傳感器。但測溫線路中一個(gè)溫度傳感器連接線短路的話將會(huì)造成整個(gè)軸報(bào)裝置的失效，為確保單軌吊機(jī)車的運(yùn)行可靠穩(wěn)定，需要進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。

測溫線路檢測儀由數(shù)據(jù)線電壓測量電路、測溫線路絕緣電阻測量電路與顯示電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)組成。單片機(jī)系統(tǒng)包括單片機(jī)、時(shí)鐘電路、自動(dòng)復(fù)位電路等。數(shù)據(jù)線電壓測量電路由A/D轉(zhuǎn)換電路、二進(jìn)制計(jì)數(shù)器、開關(guān)與電阻組成，轉(zhuǎn)換電路利用可調(diào)精密電壓基準(zhǔn)LM431來作為參考電壓源。

4.4壓力檢測與預(yù)警

防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)主要包括起動(dòng)用液壓回路、主傳動(dòng)回路、機(jī)車制動(dòng)回路與起吊轉(zhuǎn)換回路、驅(qū)動(dòng)輪擠壓回路等。以PV183軸向變量柱塞泵為主泵的閉式液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)為定量柱塞馬達(dá)，由三套驅(qū)動(dòng)部組成，并聯(lián)于主傳動(dòng)系統(tǒng)，系統(tǒng)工作壓力為24MPa。通過單片機(jī)壓力傳感器可以對壓力進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測。通過系統(tǒng)中設(shè)定的壓力值，在超出相應(yīng)的設(shè)定值后，會(huì)在顯示器中進(jìn)行顯示，并發(fā)出報(bào)警聲，提示操作人員進(jìn)行關(guān)注或采取進(jìn)一步措施。

5.結(jié)語

單片機(jī)在普通小型汽車的應(yīng)用為大型工程機(jī)械設(shè)備中的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機(jī)可以對單軌吊機(jī)車的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確記錄，對于轉(zhuǎn)速、壓力等進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，一旦超出相應(yīng)的設(shè)定值，將會(huì)出現(xiàn)報(bào)警。目前單片機(jī)在機(jī)車應(yīng)用中的研究進(jìn)一步發(fā)展，將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)煤礦工程設(shè)備行業(yè)的前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝子家，李建升.DC120Y防爆柴油機(jī)單軌吊機(jī)車的研制與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，2011，05：51-52.

[2]潘越，趙卓云，郭光明，李長偉，鄭金良.防爆柴油機(jī)單軌吊電控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].礦山機(jī)械，2013，11：32-35.