單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用研究

王素玲

摘要：伴隨經濟社會的高速發(fā)展，科學技術也突飛猛進，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，尤其是近些年來電子信息技術獲得了極大的提升，并對相關行業(yè)發(fā)展起到了良好的促進作用，現(xiàn)在煤礦生產過程中單片機的應用越來越普遍，大大提升了煤礦開采效率，而且還有效控制和降低了人工成本的投入，創(chuàng)造了巨大的經濟效益。而且在煤礦生產過程當中利用電氣自動化控制技術，還有效控制了人為因素造成的風險隱患，對于傳統(tǒng)煤礦生產而言是一種傳統(tǒng)技術上的新革命。下文首先分析何為單片機，同時分析了單片機的應用現(xiàn)狀，和單片機具有的科學性，以及在提升效率方面的作用進行深入探討，希望能為煤礦企業(yè)生產實際提供一定的參考作用，推動煤礦企業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

關鍵詞：單片機;煤礦電氣自動化;應用

0 ?引言

當前，經濟社會呈現(xiàn)出良好的發(fā)展勢頭，科學技術也在日新月異，煤礦生產過程中應用的技術也在不斷革新，過去傳統(tǒng)人工作業(yè)模式逐漸被機械設備所取代，而且當前機械設備的自動化以及信息化水平越來越高，煤礦電氣自動化發(fā)展到一個新的高度。機器化是自動化的前提條件，而自動化對于信息化發(fā)展也起到了重要的促進作用，現(xiàn)已成為煤礦生產的中堅力量。現(xiàn)在一些煤礦發(fā)達國家，煤礦采煤自動化水平越來越高，而且煤礦生產實際監(jiān)控與保護系統(tǒng)越來越完善，不僅在掘進工作面和采煤工作面，還有排水供電等方面都相應的設置了微處理器，并且還配備了完善的監(jiān)控與保護系統(tǒng)。對煤礦安全生產具有非常重要的意義。當前社會發(fā)展信息化時代，自動化水平越來越高，而且正在邁入網絡化、智能化的發(fā)展方向。我國煤礦自動化發(fā)展于20世紀初期，機電一體化逐漸應用于煤礦開采實際，但是，相較于一些發(fā)達國家，在煤礦電氣自動化方面，我國還存在很大不足，亟待進行改進與提升。

1 ?單片機與煤礦電氣自動化控制技術

隨著現(xiàn)代計算機技術的高速發(fā)展，單片機也獲得了極大的提升，單片機是一種微型的計算機控制系統(tǒng)。通過中央處理器進行作業(yè)，同時和計時器、定時器以及儲存器等共同開展工作，有效連接輸入和輸出兩端，形成微型的電路集成芯片。伴隨單片機技術的高速發(fā)展與推廣應用，目前在工業(yè)生產中發(fā)揮了巨大的作用，并大大提升了工業(yè)生產的自動化與智能化水平。

進入新時代以來，煤礦生產面臨的環(huán)境也發(fā)生了很大變化，信息化與網絡化技術得到了普及應用，在煤礦電氣自動化發(fā)展過程中新技術的應用越來越普遍，特別是單片機的應用，使過去陳舊設備存在的不足得到了有效克服。而且在采煤過程當中，利用單片機具有的通信功能以及漏電閉鎖功能，對信息數(shù)據進行多方面采集與傳輸，構建自動化交互平臺，對于數(shù)據能夠進行自動化處理，同時還能和相關微電子技術充分結合，能夠全面的禁行區(qū)域監(jiān)控，對故障展開精準性的排查，避免過多的能源消耗，使電氣設備智能化以及自動化水平獲得了極大的提升。

2 ?單片機的基本原理及選型

2.1 單片機的基本原理

隨著科學技術的不斷發(fā)展，單片機應用越來越普遍，在煤礦生產過程當中應用單片機技術，對井下電氣設備具有重要的監(jiān)控和保護作用。利用單片機可以對檢測的電信號進行全面收集，并對其進行電壓信號轉化，并對這些信號進行放大，轉變?yōu)?.5伏的電壓信號，并向CPU進行傳輸，借助CPU系統(tǒng)M把電壓信號進行數(shù)字信號轉化，同時利用電腦處理相關數(shù)據，并利用電腦顯示屏進行顯示，總線在緩沖驅動器后，做出閉鎖信號，斷開繼電器連接。

2.2 煤礦電氣設備中單片機選型

2.2.1 PIC單片機特點

應當充分考慮環(huán)境情況，對單片機技術進行應用，根據環(huán)境條件來對單片機進行選擇，這是煤礦電氣自動化控制過程中應用單片機的重要前提。PIC系列是煤礦生產過程當中電氣自動化控制技術應用的主要單片機類型，不僅具有良好的防漏電作用，防水效果也非常突出，同時，具體應用時還能有效提升有用功，不必利用其他設備對負載LED進行輔助。在降低能耗以及抗干擾方面，PIC單片機也發(fā)揮著重要的作用。

2.2.2 PIC單片機在煤礦電氣設備中的應用

現(xiàn)如今，伴隨經濟社會的不斷發(fā)展以及科學技術的不斷提升，煤礦控制自動化也突飛猛進，控制自動化在煤礦生產實際的應用越發(fā)普遍起來，在煤礦電氣設備當中，應用PLC單片機，使得煤礦生產效率得到大幅提升，而且各項技術兼容性獲得了巨大發(fā)展，所以在煤礦生產實際應當大力應用PLC單片機，這樣能夠促進煤礦開采效益的不斷提升。

3 ?單片機在煤礦電氣自動化控制中的應用

3.1 漏電保護

在煤礦開采實際應用單片機，能夠有效控制和減少煤礦生產實際產生的漏電情況，更好地保證煤礦安全生產，為了更好的保證煤礦井下施工安全性，確保低壓漏電保護也是非常重要的，過去的漏電保護措施主要為分立元件為主，對于現(xiàn)代開采技術造成一定影響。而在煤礦開采實際應用單片機系統(tǒng)，使過去漏電保護存在的不足，得到了有效解決。而且具有極高的智能化程度，能夠在短時間內完成檢測工作，檢測精度也非常的高。有效解決漏電因素下造成的停電范圍。

3.2 風電閉鎖

信號輸入電路和信號采集處理電路是風電閉鎖裝置的重要組成，而整流電路以及比較電路，二者共同組成信號處理電路。在煤礦開采實際風機作用是為井下進行輸氣，在煤礦生產實際為了確保，井下工作人員的人身安全，推動煤礦開采工作的順利進行，必須要控制好井下的風壓和風速，所以，在煤礦開采過程當中風機發(fā)揮的作用非常巨大。而為了保證足夠的分量，需要較大電流驅動電機，將單片機應用于風電閉鎖系統(tǒng)內，在對風流量參數(shù)進行間接獲得的同時，還可使其形成大電流開關信號，進一步提升遠程傳輸效果。同時相較于其他調節(jié)裝置，單片機對其進行改造之后，還大大提高了風電閉鎖系統(tǒng)的控制精度，增強其可靠性，同時成本較低。在煤礦井下配電技術當中瓦斯電閉鎖發(fā)揮著重要的作用，此項技術有效結合那短路器以及電子瓦斯?jié)舛?，使礦井內部實際需求得到了極大滿足。在瓦斯電閉鎖中，單片機的應用作用巨大，如果出現(xiàn)瓦斯超標后，電源會被系統(tǒng)自動切斷，控制和降低井下瓦斯?jié)舛龋苊馔咚故鹿实陌l(fā)生，當濃度降到正常范圍以下之后，系統(tǒng)會轉為送電狀態(tài)，保證煤礦的正常生產。

3.3 井下安全監(jiān)控

煤礦井下生產作業(yè)具有很大的安全隱患，確保工作人員人身安全是重中之重，所以，提高井下作業(yè)安全管理水平顯得更加重要起來。將電氣自動化控制技術應用于煤礦井下生產實際，應當確保各個環(huán)節(jié)都能達到良好的控制效果，有問題存在必須要迅速處理，增強煤礦井下安全生產系數(shù)。對煤礦設備加強檢修，科學合理地維護煤礦井下設備以及零部件，需要更換時及時進行更換，提高機械設備的維護管理水平，對機器設備加強監(jiān)測。而且井下有著非常復雜的作業(yè)環(huán)境，給工作人員人身安全帶來很大威脅。特別是井下生產過程當中產生的有毒氣體，工作人員很難對其進行判斷，吸入體內對身體造成嚴重危害。因此，應當加強井下工作人員作業(yè)環(huán)境管理與優(yōu)化，檢測井下有毒有害氣體，超過正常范圍必須要及時處理。在煤礦井下作業(yè)環(huán)境中，應用單片機能夠達到實時監(jiān)測的效果，根據預設指標進行報警，警示工作人員，采取有效措施進行解決。所以在煤礦井下生產過程。應當充分發(fā)揮單片機的監(jiān)測功能，對井下情況及時了解與掌握，重點做好有毒有害氣體監(jiān)測，并及時報警，發(fā)出中心控制信號，將通風系統(tǒng)及時啟動，并警示工作人員采取有效的防護措施，提高煤礦生產安全性，保證生產效率。

3.4 提升機技術改造

過去煤礦生產實際應用的提升機，在負載大的情況下，很難正常工作，對采煤工作效率造成巨大影響，而提升機系統(tǒng)通過單片機進行改造之后，這一問題便迎刃而解，不僅具有啟動平穩(wěn)特點，而且在操作靈活簡單，能夠有效處理較大負載變動。

3.5 滾筒采煤機的自動調高系統(tǒng)

煤礦采煤機在生產實際，由于受不同厚度煤層影響，需要對開采高度進行不斷調整進行開采作業(yè)，對于傳統(tǒng)采煤機而言，其靈活性方面還存在很大不足，這就對采煤工作效率造成很大影響。滾動采煤機通過單片機進行改造之后，可以自動調高進行采煤，依照測定的定子電流值，在顯示屏上即時顯示負荷情況，當采煤碰到堅硬的巖石時，會明顯增加采煤機的負荷，增加電動機定子電流，當達到預期之后，單片機系統(tǒng)會對采煤機的采煤高度自動調節(jié)。

3.6 電氣節(jié)能

交流電是煤礦生產過程中常用的一種共建類型，保證煤礦采煤效率的關鍵。然而，煤礦生產實際對交流電的消耗非常大，而且布設起來也非常的復雜，具有很大的安全隱患，這些極大地增加了安全事故發(fā)生幾率。如出現(xiàn)設置電流錯誤后，供電系統(tǒng)則難以正常工作，還會影響電氣設備的正常壽命，引發(fā)巨大的經濟損失。為了有效控制這些事故的發(fā)生，將單片機引入其中發(fā)揮著非常重要的作用，單片機系統(tǒng)非常的穩(wěn)定與安全，能夠更好的確保電流電壓的穩(wěn)定性，促進煤礦開采工作的順利進行，減少和控制能源消耗，對電氣設備也有重要的保護作用，能夠有效延長其使用壽命，減少電能消耗，保證煤礦安全生產。

4 ?結束語

總之，當前經濟社會高速發(fā)展，計算機以及網絡技術也獲得了極大的提升，單片機技術在此背景下也獲得了極大的發(fā)展，并在煤礦生產實際得到了普遍應用，對煤礦生產自動化控制技術發(fā)展起到了重要的推動作用，提升煤礦生產效率的同時，保證了煤礦的安全生產，煤礦生產智能化水平越來越高。隨著該項技術的不斷完善與提升。在煤礦生產過程中，各個環(huán)節(jié)的應用將更加普遍，成為煤礦生產的中堅力量。使當前煤礦資源緊張局勢得到了有效緩解，還促進了煤礦生產系統(tǒng)自動化、系統(tǒng)化以及自動化的發(fā)展，是滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求的基礎保障。

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