單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用

趙尚上　潘文政

摘要：科學技術的不斷進步，社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，使得人們對于煤礦能源的需求不斷增加，為了更好地加大煤礦開采的力度，電氣控制自動化技術作為實現(xiàn)煤礦開采升級改造的創(chuàng)新技術，給煤礦生產(chǎn)帶來了安全可靠的工作環(huán)境。而單片機作為電氣控制技術的核心應用，其不僅提高了煤礦采掘工作的安全性和穩(wěn)定性，同時還促進了煤礦企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：單片機；煤礦；電氣自動化控制技術；應用

前言

近幾年，隨著我國科學技術的突飛猛進，使得整個社會發(fā)生了翻天覆地的改變，特別是電子信息技術的飛速發(fā)展，促進了單片機在煤礦資源開采時效率的提升，不但節(jié)約了人力成本，同時還降低了由于人為因素造成的風險隱患，對于促進我國傳統(tǒng)工業(yè)改革具有十分重要的作用。

1關于單片機的理論分析

1.1單片機概念

單片機又被稱為單片微控制器，是一種集成電路芯片，其制造的目的并不是為了完成某一邏輯功能，而是為了實現(xiàn)將計算機系統(tǒng)集成到一個芯片之上，從而使芯片擁有了計算機大部分的功能，在使用的過程中十分簡單，造價也較為便宜，由于其體積較小，重量也較輕，因此，十分便于攜帶與使用。從單片機的應用范圍上來看，其已經(jīng)被用于智能化家電、儀表等高科技的產(chǎn)品當中，從而實現(xiàn)各類家電的智能化控制。

1.2單片機分類

從單片機的應用分類來看，單片機按照適用范圍，主要可以分為通用型、總線型與控制型三種。首先，通用型單片機可以用于各個領域，在設計的過程中，并沒有用途方面的指向性，也不是針對某一產(chǎn)品的生產(chǎn)，可在多數(shù)企業(yè)或領域進行使用；其次，總線型單片機。該類單片機的特點在于各類總線的并行，由于這些總線的存在，可以使用引腳用以拓展并行外圍器件，使其都可通過串行口，從而實現(xiàn)與單片機的連接；最后，控制型單片機。控制型單片機在生活中十分常見，根據(jù)其應用領域可分為工控型與家控型兩種。工控型單片機的尋址范圍大，并具有極強的運算能力，以適應相關產(chǎn)品的生產(chǎn)。而家控型單片機通常具有較強的專業(yè)性。此外，在上述單片機的種類劃分過程中，并不能涵蓋所有的單片機種類，部分單片機由于功能強大，甚至可以實現(xiàn)通用型、總線型以及控制型三位一體。因此，在實際的工作中，單片機的選擇還需根據(jù)實際需要而定。

1.3基本結構

單片機的組成結構實際上比較簡單，主要是由集成式儲存模塊、電源控制模塊、信息傳輸模塊、電路應急處理模塊四個部分構成，單片機對數(shù)據(jù)的處理系統(tǒng)主要是中心中央處理器和電路控制處理器，這兩個系統(tǒng)對數(shù)據(jù)有很強的處理能力。單片機應用在煤礦電氣自動化控制技術中的主要作用，是對數(shù)據(jù)進行有效處理和實時分析。把傳感器采集的數(shù)據(jù)進行快速的分析后，傳送給執(zhí)行裝置，執(zhí)行裝置通過控制電源的開關來實現(xiàn)自動化的過程。

2單片機在煤礦電氣自動化技術的應用路徑

2.1漏電保護

低壓漏電保護措施是保證對礦產(chǎn)資源進行開采作業(yè)時保障井下安全生產(chǎn)的措施之一。常規(guī)的漏電檢測設備是互相獨立的元件，無法實現(xiàn)檢測的智能化，并且在檢測過程中需要較長的檢測時間操作起來也比較復雜，在檢測過程中還容易出現(xiàn)檢測死角和檢測盲區(qū)。使用單片機對電路進行漏電檢測，可實現(xiàn)智能化檢測，并且檢測速度非常的迅速。單片機智能化系統(tǒng)會自動地判斷出漏電的位置和電路中存在功率異常的位置，在電路斷開的瞬間會對整體電路進行一次檢測，保障斷路后不會出現(xiàn)其他線路的功率過高現(xiàn)象。在正常的使用過程中，單片機檢測系統(tǒng)會適時的對回路進行一次檢測保障回路中無安全隱患，單片機檢測結果快速精準并且沒有檢測死角和檢測盲區(qū)，很少出現(xiàn)檢測失誤和無法顯示的情況，而單片機的運行系統(tǒng)比較穩(wěn)定不會出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰的現(xiàn)象，位井下作業(yè)提供一個安全保障，同時也保障煤礦開采的安全性。

2.2供電監(jiān)測

單片機在供電監(jiān)測中的應用能實現(xiàn)動態(tài)實時跟蹤監(jiān)測，使得整個系統(tǒng)運行更加安全和穩(wěn)定，減少意外情況或者故障問題。同時，單片機監(jiān)測還能實現(xiàn)對供電企業(yè)的管理，加強對變電所各通信分站的監(jiān)督與管理，能更好地起到保護的作用，確保供電系統(tǒng)運行的整個安全性和可靠性。

2.3在運行監(jiān)控中應用

在煤礦生產(chǎn)活動中，用電量的統(tǒng)計方面大多是由操作人員進行實現(xiàn)，不僅難以控制用電量，工作強度也很高。這種情況需考慮引入智能電度表，裝置優(yōu)勢為分時段累計用電量。用電超負荷狀態(tài)時，系統(tǒng)就會發(fā)出報警，調(diào)度室要做好處理。其中，智能電度表構成主要是以傳感器、單片機和外圍設備為主，或者用單片機檢測、微型機構組成。從監(jiān)控系統(tǒng)看，原始的井下檢測，監(jiān)控裝置以手持直讀式為主，間隔變化難以辨識，若兩次測量的間隔瓦斯聚集，會引起爆炸。煤礦電氣自動化技術通過單片機來實現(xiàn)井下監(jiān)控，通過礦井環(huán)境的參數(shù)，有利于提高礦井安全，針對可能風險進行提前預警。對煤礦工作來說，安全工作最重要，想對項目集中管控，就要對井下操作數(shù)據(jù)進行傳遞和管控，建立數(shù)據(jù)收集機制。同時，對井下工作進行環(huán)境監(jiān)測，能為施工人員的安全提供保障，也為指揮人員提供決策參考，保證工程的有序進行。總之，單片機在電氣自動化技術中，可以在提高監(jiān)測水平同時，確保檢測數(shù)據(jù)的連貫性，有效的改善工程管理效果。就是說，單片機能有效的保證人員安全，對隱患進行預測。

2.4風機管理

平時煤礦開采人員都是采用的井下開采模式，良好的通風系統(tǒng)是保證井下生產(chǎn)順利進行的基礎和前提。煤礦的不同階段，井下空氣的質量有所不同，采用單片機為基礎的調(diào)速系統(tǒng)，這是控制安全隱患的關鍵，運用軟件可以減少控制電路的復雜性，大大提高系統(tǒng)的可靠性。當前，我國煤礦開采還是以人工為主，為了提高井下作業(yè)的安全性，優(yōu)化工作換進，必須引進風機技術。所以，技術人員必須掌握風機的運行原理，將單片機合理運用到電氣自動化控制系統(tǒng)中，在中央處理器中設定風機、電機實時運行參數(shù)等，以便于對風機工作情況進行監(jiān)督和管理，并判斷運行狀態(tài)。風機的引進不僅能保證井下作業(yè)環(huán)境，還能減少能耗。隨著現(xiàn)代電子設備的不斷完善，傳感器以及各種外圍智能設備也均被應用到實際生產(chǎn)活動中，與單片機一起優(yōu)化了控制系統(tǒng)，提高了其控制精準度，效果顯著。

2.5調(diào)高系統(tǒng)中的應用

在煤炭采掘工作中，由于地下煤層并不是始終保持不變的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在實際的采掘過程中，采煤機也不可能始終保持同一開采高度進行采掘，要根據(jù)煤層的實際情況進行不斷的調(diào)整，從而滿足不同分布與不同厚度的煤層采掘需要。然而，在傳統(tǒng)的機械化煤炭采掘作業(yè)中，采煤機的靈活性較差。而單片機的使用，可以有效的實現(xiàn)對傳動采煤機的改造，使其在靈活性與操控性方面都有了較大的改善與提高，從而滿足煤炭采掘作業(yè)的實際需要，實現(xiàn)了采煤機采掘高度的可控性調(diào)節(jié)。

結束語

綜上所述，單片機作為當前很多領域實現(xiàn)智能化的必備元件之一，其以自身特點深受各領域的喜愛，其不僅改變了傳統(tǒng)的控制模式與控制理念，并且還實現(xiàn)了全面智能化。

參考文獻：

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