单片机技术在电气自动化控制技术中的应用分析

魏印柱 刘佳恩

天津川丰电气技术有限责任公司 300459

摘要：随着单片机的应用推广，其被广泛应用于工业生产中，使工业生产向着自动化、智能化方向发展，有效提升了各行业的生产效率、安全效率，是未来电气工程现代化发展的必然应用趋势。本文基于单片机技术和原理，对单片机的发展现状进行了阐述，对单片机技术在电气自动化控制技术中的应用进行了分析。

关键词：单片机技术，电气自动化，控制技术

随着科学技术水平的发展和社会经济水平的提高，人们智能化、舒适和安全的追求越来越高，单片机技术的日益成熟和应用满足了这种增长的需求，有效的解决了传统电气工程行业存在的安全漏洞和效率低下的弊端，提升了生产效率和安全性能，并以期高功能、体积小、性能强、可靠度高的特点成为了电气工程自动化控制技术的必需品。

1. 单片机概述

1.1 单片机技术

单片机技术的原理主要是采用高度集成的电路来加大Rom、Ram、中央处理器等部件的融合力度，最终实现计算机类似的功能，来满足各行各业的实际需求。因此，为了使单片机技术发挥最大的功效，就要求单片机技术在各行各业都要做不同的推演与不断的实践来达到最终的目的。并且，单片机技术还有抗干扰、环境适应性良好等优点，所以单片机技术的实用价值不可掩盖，所以在更高程度上研究单片机技术付出与收获是成正比的。

单片机之所以能够得到广泛应用，主要是由于它所具备的独特的特性，奠定了他在电子技术领域的地位：

（1）功能强、占用空间少。单片机可以将主要的结构集中到一个微型晶体芯片板上，因此可以说它具备很高的集成度，且功能度强，同时它占用的空间小，非常便于携带。

（2）质优价廉。单片机上集结了很多的功能结构，性能很高。另一方面，单片机的价格低廉，也因此被广泛应用到各行各业。

（3）高节能性。由于单片机的体积微小，为了更加适合这种小型系统的使用，单片机的内部工作电压最高不超过四伏，工作电流就更加小，仅仅才几百微安。

1.2 单片机原理

就电气自动化控制本身而言，在不断进步的过程中，能够创造出较高的价值，但是对于现阶段的科学体系、社会体系发展而言，很多新型的设备都在不断的进步，想要在日后的工作中创造出更高的价值，应坚持在单片机的应用上不断努力，巩固电气自动化控制的综合效用。分析认为，单片机的工作原理，表现为以下内容：单片机在应用到电气自动化控制以后，能够对电信号做出良好的搜集、检测处理，这样操作的好处在于，能够对电信号做出快速、有效的转化，主要是转变为电压信号，对电压信号做出良好的放大处理，确保电压信号保持在0.5V的标准上。与此同时，单片机能够将电压信号，有效的传送到CPU的位置上，CPU系统的内部设备，将电压信号再一次的做出转变，具体转变为数字信号，而后会选择应用电脑对转化完毕的数据做出处理，利用电脑的显示屏来做出相应的显示。值得注意的是，总线在缓冲驱动器后，能够对于相关的继电器连接，发送出相关的闭锁信号。

2. 单片机技术发展现状

（1）单片机内部组成结构

随着我国科学技术的发展，单片机技术也得到了较大的提升。对于单片机的内部组成部件来讲，也变得越来越多。而且在单片机中，局部网络控制模块也逐渐应用起来。单片机不仅完成了升级，而且在发展的进程中也完成了向脉宽调制电路型的转变，它更好地实现了变频的功能。对目前单片机的发展情况进行分析不难发现，嵌入式系统单片机具有的经济性是从它的特性角度来分析的，而且在使用上面，也显现出了便捷的特点。

（2）单片机EET技术

随着时代的发展，我国的各项技术取得了长足的进步，在单片机技术方面开始出现了越来越多的新型技术。比如说新型抗干扰技术，也就是EET技术。对于电路正弦信号来说，它出现了被干扰的情况以后，EET技术会对波形产生影响，进而对正弦信号的干扰因素产生作用。如果交替使用RC滤波和交施密特电路，那么可以在最大程度上对毛刺信号进行消除，可以有效地保证系统的稳定运行。

3. 单片机技术在电气自动化控制技术中的应用

（1）汽车领域

在交通运输，尤其是汽车行业，单片机的应用更为广泛。对汽车来说，其生产工艺有着极高的要求，设计、生产等均需要很高的精度，而单片机可以很好地对这一数据需求进行控制，从而保证工序安装的正常开展。据统计，早在十年前，每辆汽车中的单片机已高达48个。一辆汽车中的电子装备器件数量和复杂程度在不断随着功能的创新而不断增加，形成了一个极为庞大的控制系统，从而也相应的增加了对单片机的应用需求。

（2）机场建设

由于机场建设施工的特殊性，往往需要机电工程施工，所以机电通风设备就尤为重要，这些通风设备主要由电气工程自动化控制完成，风电闭锁是指对风速、风压进行有效调控，为机电施工作业提供良好通风。但笔者通过对该机场建设调查发现，该机场建设中的风电闭锁主要由人工操控，这种弊端性不利于机电相对封闭的环境需求。并且消耗投入较高，存在大量的人力、物力浪费等情况。因此，结合电气工程自动化控制技术，将单片机进行合理应用，通过自动分析及遥感控制，实现了风电闭锁中风速调节、风压控制的自动化形成，可以根据机电空气实际情况进行针对性调节，对对机电设备进行通风散热，起到降低故障的实际作用。同时，也有效保证了机电施工人员安全生产作业。

（3）煤炭领域

煤炭行业是我国的重要能源之一，其安全性也是最受国家重视的。由于煤炭作业环境的特殊性，存在很大的安全隐患，因此也就促进了科技人员对相关技术的研发，极大地减少高危工作的人为接触，最大程度的减少可能的生命财产损失。因此各种自动化的技术被研究出来，单片机在其中被主要应用于井下漏电保护系统、安全监控系统、风电闭锁系统等。

在漏电保护系统中，单片机可以极大的降低漏电事故的发生率，通过漏电监视，根据阈值判断，及时调整操作，具有极高的准确性和可靠性。在风电闭锁系统中，单片器主要通过信息的采集处理来调控风速和压强，从而控制井下的空气危险物质的含量始终在警戒值以下，以保证生产作业的正常有序进行。在安全监控系统中，单片机主要是对矿井中空气里的有害物质含量进行监测，一旦超出阈值，控制器就会发出警报，提醒人员进行处理。

结语

随着科技的快速发展，单片机的应用也随着广泛，这使得单片机的生产在国内发展迅速，不同行业对单片机的需求也不尽相同，从市场来看，单片机主要有PIC系列、AVR系列等，市场占比比较大。日后，应继续在电气自动化控制方面，加深对单片机技术的研究，按照积极的方法来应用，这样才能创造出较高的价值，改善工作的不足。

参考文献

[1]王岩, 辛妍贝. 基于单片机的多功能计算器的设计与实现电气工程自动化[J]. 电气传动自动化, 2019, v.41;No.192(03):68-70.

[2]高岩. 简述单片机的发展趋势及其在设备自动化系统改造中的应用[J]. 科技风, 2020 (013):120,124.