【正文】 ..................................................................................................... 18 附錄 .......................................................................................................................................... 19 致謝 .......................................................................................................................................... 26 某煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì) 1 1 引言 煤礦開采工作對(duì)于國家的工業(yè)，農(nóng)業(yè)以及我們的生活的重要性不言而喻。 3 軟件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................ 5 C 語言簡(jiǎn)介 ................................................................................................................... 5 Keil4 程序編輯軟件簡(jiǎn)介 ............................................................................................. 6 程序流程圖 .................................................................................................................. 6 電壓采集程序 .............................................................................................................. 7 液晶顯示程序 .............................................................................................................. 7 語音模塊程序 .............................................................................................................. 8 4 硬件設(shè)計(jì) ................................................................................................................................ 9 主控電路 ...................................................................................................................... 9 電壓采集電路 ............................................................................................................ 10 液晶顯示設(shè)計(jì) ............................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 Proteus simulation 某煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì) II 目 錄 1 引言 ........................................................................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。本文以 STC89C52 單片機(jī)為核心器件， ADC080 LED 顯示器、 ISD1760，利用單片機(jī) I/O 端口進(jìn)行編程，由其控制的準(zhǔn)確性通過軟件程序來控制整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不供電保護(hù)的基本功能 ,從而實(shí)現(xiàn)了 完成了LCD 液晶顯示部分電路設(shè)計(jì)，單片機(jī)的控制電路設(shè)計(jì)部分，過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)等數(shù)據(jù)采集的部分，最后利用 Proteus仿真軟件進(jìn)行仿真，把各個(gè)部分的功能能夠?qū)崿F(xiàn)，根據(jù)實(shí)際需要和對(duì)器件特性的了解，分別對(duì)各部分進(jìn)行了相應(yīng)的器件選擇，以保證系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)達(dá)到最佳的效果，并最大限度的節(jié)省成本開支。 關(guān)鍵詞 : 單片機(jī)； A/D 轉(zhuǎn)換器；液晶顯示器； Proteus 仿真 Protection Design of Coal Mine Power Supply System Electrical Engineering and Automation Specialty QI Pengfei Abstract: this system is a design of coal power supply system which is designed by STC89C52 microcontroller as the control chip. This paper uses STC89C52 microcontroller as the core device, ADC0808, LED, ISD1760 display, microcontroller programming with the I/O port, by the accuracy of the control by the software program to control the whole system to achieve the basic functions of protection without power supply, in order to achieve a plete LCD LCD display circuit, control MCU circuit design, data acquisition part of overvoltage protection, overcurrent protection, shortcircuit protection, finally carries on the simulation using the Proteus simulation software, the function of each part can be realized, according to the actual needs and characteristics of the device, respectively on various parts of the corresponding device selection, to ensure the operation of the system to achieve the best effect, and the maximum save the cost. Keywords: Microcontroller。 國內(nèi)煤礦供電系統(tǒng)的發(fā)展 .......................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 2 語音錄放模塊 .............................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)于煤礦開采工作顯得格外的重要，我們知道煤礦供電系統(tǒng)一般都是幾千伏高壓，屬于強(qiáng)電部分。單片機(jī)是一種可通過編程控制的微處理器，但是單片機(jī)本身不能單獨(dú)運(yùn)用于某項(xiàng)工程或產(chǎn)品上，它必須用外圍數(shù)字器件或者模擬器件以及驅(qū)動(dòng)電路才可發(fā)揮自身更加強(qiáng)大的功能 [1]。 國內(nèi)煤礦供電系統(tǒng)的發(fā)展 我國采煤 采煤工作面供電系統(tǒng)經(jīng)歷了由 380V 到 3300V 的發(fā)展階段。 1964 年，原煤炭工業(yè)部組織人員成立了煤礦工作面升壓工作組，經(jīng)過各方面多次嘗試，決定將煤礦供電系統(tǒng)的電壓由 380V 提高到 660V，并組織煤礦供電廠商生產(chǎn)專供井下使用的電壓等級(jí)為 660 V 的電機(jī)及相應(yīng)的自動(dòng)化控制設(shè)備，構(gòu)建了煤礦供電 660V 供電系統(tǒng)體系。 1988 年原煤炭工業(yè)部明確提出了建設(shè)高產(chǎn)高效煤礦的目標(biāo)，同時(shí)，組織專業(yè)人士研究進(jìn)一步提高井下煤礦開采系統(tǒng)供電電壓，經(jīng)過調(diào)查研究和反復(fù)論證，并學(xué)習(xí)了外國井下煤礦供電電壓升級(jí)的技術(shù)， 1991 年 l1月確定將我國煤礦開采供電電壓從 1140 V 提高到 3300V，并將“井某煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì) 2 下采區(qū) 3300 V 供電系統(tǒng)”作為國家“八 五”期間重點(diǎn)項(xiàng)目“日產(chǎn)萬噸綜采設(shè)備”的一個(gè)子項(xiàng)目，組織煤礦科研機(jī)構(gòu)和煤企業(yè)人士開展相關(guān)的研究工作。 煤礦供電系統(tǒng)保護(hù)的設(shè)施有繼電保護(hù)裝置，接觸器，熔斷器，其中包括測(cè)試裝置，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)輸入裝置，執(zhí)行裝置，邏輯判斷裝置。常用的邏輯一般有“與”、“或”、“非”、“延時(shí)”、“記憶”等功能。熔斷器、繼電器和接觸器等都可以用于保護(hù)裝置，但由于煤礦系統(tǒng)中正常工作電流和短路電流不斷增大，熔斷器已不能滿足靈敏性和可靠性的要求，繼電器和接觸器是目前應(yīng)用較廣泛的保護(hù)裝置。直流電源知識(shí)包括整流知識(shí)，整流包括半波整流，全波整流，橋式整流知識(shí)；濾 波包括電容濾波，電感濾波等；還有穩(wěn)壓可以用穩(wěn)壓管或者穩(wěn)壓芯片。用驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)繼電器及時(shí)斷電，單片機(jī)向 ISD1700 語音模塊發(fā)出指令進(jìn)行及時(shí)提醒人們出現(xiàn)安全事故，用 LCD 或 OLED 屏進(jìn)行顯示相關(guān)故障信 息。保護(hù)設(shè)置有繼電器斷電，提醒設(shè)置有 LCD 提醒，語音提醒。當(dāng)煤礦供電系統(tǒng)供電電壓變得超過額定電壓。利用 ADC0808 兩路模擬信號(hào)采集傳輸給單片機(jī)，在程序里進(jìn)行做差，當(dāng)這個(gè)差值很大時(shí)超過定義的額定的定量說明過流 [7]。短路設(shè)計(jì)電路如圖 4 所示： 圖 4 短路設(shè)計(jì) 煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì)的四大部分 降壓部分：降壓就是 3300V 交流高壓變?yōu)?5V 直流低壓，使用變壓器降壓，整流橋整流，電容濾波。 語音提醒部分：?jiǎn)纹瑱C(jī)處理之后不僅用顯示屏顯示，可以用語音提醒。結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)語言。 某煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì) 6 Keil4 程序編輯軟件簡(jiǎn)介 Keil 4 軟件是美國 Keil Software 公司推出的一款單片機(jī)軟件，它通過一個(gè) 集成開發(fā) 模塊（μ Vision）將 C語言程序編譯模塊、匯編語言的編輯環(huán)境、調(diào)試系統(tǒng)、庫管理模塊，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，項(xiàng)目管理器，還有一個(gè)可以仿真的調(diào)試器連接在一起。 程序流程圖 STC89C52 單片機(jī)收到 ADC0808 采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，處理，然后判斷是過壓，過流，短路，并及時(shí)驅(qū)動(dòng)繼電器斷電，語音提醒，液晶顯示屏進(jìn)行顯示。 _nop_()。 _nop_()。 while(!EOC)。 return(temp)。 E=1。 某煤礦供電系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)計(jì) 8 } 語音模塊程序 void GetSound(uchar soundtick) { ISD_SS=0。 }break。 }break。 }break。 }break。 }break。 }break。單片機(jī)具有體積小、質(zhì)量輕、功耗低、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，因此也廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星定位、汽車火花控制、交通管理和微波爐等專用控制上。當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平為有效，用來完成單片機(jī)的復(fù)位初始化操作。單片機(jī)同信是指單片機(jī)與單片機(jī)或者與計(jì)算機(jī)之間的通信，通常單片機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信應(yīng)用過多， MAX232 芯片同時(shí)集成了 TTL 到 RS232 電平的互轉(zhuǎn) [11]。 A/D 轉(zhuǎn)換器分為并聯(lián)比較型，反饋比較型和雙積分型等。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存轉(zhuǎn)換完成的數(shù)據(jù)