單片機在煤礦電氣自動化中的運用分析

姜本龍

【摘? 要】隨著時代的發(fā)展，自動化技術的應用范圍越來越廣闊，自動化技術應用于煤礦電氣設備中，不僅可以提高生產(chǎn)效率 ，還利于節(jié)省人力資源的應用，推動煤礦企業(yè)的發(fā)展。而為了能夠有效應用自動化技術，則可以有機結合單片機的應用。本文對單片機在煤礦電氣自動化中的運用進行論述，希望能夠外有關單位提供參考。

【關鍵詞】單片機;煤礦電氣;自動化

單片機是指一種集成電路芯片，由中央處理單元（CPU）、隨機存儲單元（RAM）、存儲器（ROM）、多種I/O接口等組成。單片機可以運算處理大量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動化設備的自動運行、控制?，F(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)運行過程中，通常會結合大量的電氣設備，結合單片機技術實現(xiàn)煤礦電氣設備的自動化運行，勢必利于推動煤礦生產(chǎn)效率的提高。

1 自動化控制系統(tǒng)的特點

煤礦提升系統(tǒng)是一種功率大、提升能力強的大型運輸設備，主要由煤礦運輸、水平運輸和井筒提升3個基本環(huán)節(jié)組成，在煤礦生產(chǎn)當中有著非常重要的作用。但是煤礦生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，并且伴有振動及電磁脈沖等因素，這就會對提升系統(tǒng)造成一定程度的影響，從而增加了提升系統(tǒng)故障率，同時也降低了煤礦的生產(chǎn)效率。為此，必須要對煤礦提升系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。這就不得不提到電氣自動化系統(tǒng)的應用，它具有以下特點：

（1）PLC可根據(jù)煤礦提升系統(tǒng)的狀態(tài)和實際生產(chǎn)情況，通過網(wǎng)絡發(fā)送操作指令，從而可實現(xiàn)對各水平操作臺之間的數(shù)據(jù)傳輸、聯(lián)鎖操作看，同時還可以給罐籠調(diào)速系統(tǒng)發(fā)出調(diào)速信號，例如起停、設定速度、運行種類、運行方向、故障復位和安全保護等。（2）PLC具有現(xiàn)代化的數(shù)字控制功能，能夠對煤礦提升系統(tǒng)中提升容器罐籠的具體方位及運行速度進行全程控制和監(jiān)視，從而能夠確保罐籠按照規(guī)定的S形速度運行以及在運行過程中的半自動加速、減速和準確平層，并且還能夠通過數(shù)字式和直線式動態(tài)來顯示罐籠的具體方位。（3）PLC 具有現(xiàn)場監(jiān)控功能，可以對煤礦生產(chǎn)的整個過程進行監(jiān)控。一-旦提升系統(tǒng)出現(xiàn)故障，PLC便能夠快速、及時地做出響應，并根據(jù)故障種類進行相應處理，同時向控制臺發(fā)出報警，指出故障產(chǎn)生的具體部位和類型，例如緊急停車、故障停車等故障報警，操作人員可根據(jù)不同類型的報警采取相應的維修工作。（4）在整個煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中， PLC都有著非常重要的連接作用。它通過現(xiàn)代化通信技術將現(xiàn)場生產(chǎn)設備與中央控制臺聯(lián)系在一起，并利用C30通訊及互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)信息傳輸，從而保證了控制臺對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的實時操作與監(jiān)控。

2 單片機在礦井自動抄表系統(tǒng)中的應用

2.1數(shù)據(jù)采集中的運用

礦井中的供電系統(tǒng)中，正常供電、斷電控制、緊急供電都可以有效結合單片機的應用，滿足礦井下對供電的不同要求。在正常供電過程中，礦井供電系統(tǒng)主要是民用電源，這種電源可以經(jīng)過單片機連接，直接連接電度表，電度表便會形成供電的度量。 例如單片機89C51，其存儲區(qū)電度表讀數(shù)會因電度表高低電平而發(fā)生相應的變化;而單片機 89C2051 就不同，它在正常供電的情況下，僅能檢測到脈沖的變化，而不像單片機 89C51 那樣根據(jù)電度表高低電平的變化而計數(shù)。 在斷電的情況下，后備電源開始工作時，單片機 89C51 就會停止工作，這時就應利用上單片機 89C2051，因為它會接替 89C51 的工作，對電度表進行檢測、計數(shù)。

2.2無線架構下的監(jiān)測體系

目前，超出九成的提升機采用交流路徑下的電動機作為原始動力。與此同時，現(xiàn)有的電動機整合了繞線架構內(nèi)的轉子電阻，融合了混合態(tài)勢下的管控電路，調(diào)和原始的電流時間。在管控性能這-層級上混，合架構的線路帶有優(yōu)越性;然而若預設的負載頻繁更替，帶有輔助特性的觸點偏多，則會凸顯出線路復雜的態(tài)勢，這就限制了機械應有的啟動特性，限縮了自動成效。若采用單片機這一核心技術替換最初的管控技術則可以隨時查驗系統(tǒng)速率以及這一時段的電流。依據(jù)測量得來的負載差值妥善去切除固有的電阻，就可以回避機械固有的啟動沖擊，也限縮了繼電器初始的動作值，回避了頻繁態(tài)勢下的數(shù)值調(diào)整。

2.3應用架構下的漏電保護

若要保障井下的供電系統(tǒng)就要采用低壓態(tài)勢下的漏電保護裝置。這樣能限縮觸電傷亡幾率，創(chuàng)設保護路徑。目前，大多數(shù)煤礦都采用了合規(guī)的檢漏配件，它們在銜接好的線路上會存在差異。但是檢漏配件的預設原理具有- -致性。具體而言，若查驗到的絕緣電阻被限縮至預設的整定值，則總饋電這樣的開關會切斷體系固有的電源。除此以外還安設了零序電抗以便補償原初的電容電流。

3 單片機在滾筒采煤機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的運用

煤礦的生產(chǎn)運營過程中，采煤是重要的工作，實際的煤炭采集時，常見煤層厚度不均勻的情況，為了能夠有效采煤，則需要檢修及時調(diào)整采煤機，使其適應煤層的厚度。這種調(diào)節(jié)過程往往是由人力完成，然而，根據(jù)實際調(diào)節(jié)現(xiàn)象來看，需要調(diào)節(jié)人員擁有較為豐富的經(jīng)驗，但確保厚度的準確也常見采煤機接觸到巖石的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象從側面而言，降低了采煤機的使用壽命，若造成設備的損壞，對于生產(chǎn)效率也會產(chǎn)生影響。結合現(xiàn)代化單片機元件，一種滾筒采煤機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以有效地解決相關問題。該系統(tǒng)設備的主要工作原理，即在線進行采煤機驅動電機定子電流的連續(xù)測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)、計算公式，則可以把所得數(shù)據(jù)帶入到公式中進行計算，該結果則能夠直接反映出機械設備負荷的變化。具體而言，在采煤過程中，若接觸到與煤炭硬度完全不同的巖石時，機械設備的負荷則會增大，此時，采煤機的高度就會根據(jù)單片機輸出值進行調(diào)整，通過自動控制，繞過對巖石的開采、挖掘。

4 單片機在鋼絲繩張力無線監(jiān)測系統(tǒng)的應用

煤礦的生產(chǎn)開采過程中，礦井提升機設備通常是由交流電動機作為動力進行工作的，這種電機主要以消耗交流電動機作為動力，常采用繞線式交流電動機轉子結合電阻、電流時間混合式控制線路。這種提升機的應用，在時間控制上具有更優(yōu)越的性質(zhì)，但也存在負載變動幅度較大時，其運行效率不高的現(xiàn)象。結合現(xiàn)代化單片機，將單片機控制系統(tǒng)應用于鋼絲繩張力無線監(jiān)測系統(tǒng)中，系統(tǒng)性能會得到較大改善，速度、電流的測量相對簡單，也利于降低剛啟動時系統(tǒng)對設備的沖擊，進而提升了機械設備的性能。實際的工作原理，即系統(tǒng)能夠根據(jù)實際負載情況對電阻進行調(diào)節(jié)，降低剛啟動過程，提升過程對設備的沖擊。

5 結語

綜上所述，隨著實地的發(fā)展，自動化技術的應用范圍越來越廣闊，煤礦采煤過程中，涉及的電氣設備眾多，有機結合自動化技術的應用，不僅能夠提升采煤效率，對于推動煤礦企業(yè)的發(fā)展也能夠形成積極意義。而在自動化技術的應用過程中，有機結合單片機的應用，則能夠大為優(yōu)化自動化設備的生產(chǎn)運行，進一步提升采煤效率。對此，有關煤礦生產(chǎn)單位應認識到應用單片機的積極作用，為煤礦的可持續(xù)發(fā)展提供動力。

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