淺談單片機在煤礦中的應用

劉潺潺 潘成帝 秦宇

摘 要：煤礦企業屬于高危險的行業，其安全生產是煤礦企業的第一要務。在當前科學的技術的快速發展下，單片機得到研制出來，由于單片機體積小、功能多，而且成本較低，所以在煤礦企業中得到廣泛的應用，其不僅有效的提高生產的安全性，而且提高了工作效率，加快了管理自動化的實現。而且利用單片機的設備，不僅節能，而且有效的降低了維護成本，更易于操作，設備的性能有了質的飛越，對促進煤礦企業的快速發展奠定了良好的基礎。本文通過對單片機在煤礦中應用的分析，充分的說明了單片機對于提高煤礦生產安全的重要作用。

關鍵詞：煤礦；電氣自動化；單片機

引言

自計算機產生以來，其發展速度非常快速，單片機就是在計算機技術的產物，其可以稱之為微型計算機，是目前最為理想的控制應用器件。單片機只是利用小小的一個芯片就將計算機上的所有重要部件集成在一起，由于其小巧、靈活、操作方便、性能優異，所以特別適宜在工業領域中進行應用。目前采煤工業中已經較普遍的應用單片機，有效的確保了企業的安全生產。

1 單片機在煤礦中的應用

1.1 提升機的技術改造

目前我國煤礦企業中，礦井上所用的提升機絕大部分都是利用交流電動機來拖動的，而且在調速方法上通常采用的都是繞線式交流電動機轉子串電阻來進行的，控制線路采用電流時間混合方式進行的，這種混合線路雖然在控制上具有一定的優勢，但當處于負載較大時，其啟動特性仍較差，而且由于其線路多、輔助觸點多等問題存在，在調整上存在著較大的困難，對電流繼電器的返回系數要求較高。

通過對該提升系統進行改造，使單片機在該系統上進行應用，有效的避免了交流電動機提升系統所存在的各種弊端，單片機可以通過實進對速度、電流的測量來計算出實際的負載情況，然后利用負荷的不同采用恒加速度啟動，同時對電阻的切除進行控制，不僅使啟動速度較為平衡，而且不需要對電流繼電器進行調整，有效規避了啟動電阻由于停留時間長而燒壞的可能。

1.2 滾筒采煤機的自動調高系統

利用采煤機在進行采煤過程中，由于煤層的厚度不是固定不變的，所以就需要在采煤過程中對采煤機需要隨著煤層的厚度來對開采的高度進行調整，長期以來這項工作都是由采煤工人人工進行調整的，但當對頂煤開采過程中，遇到巖石是常有的事情，這就導致采煤機的使用性能及壽命會受到不同程度的影響。

目前由于單片機的應用，其可以使滾筒采煤機可以自動進行調度的調整，由于在采煤機工作過程中，利用單片機可以對驅動電機的定子電流進行連續測量，然后根據測量的電流值來算出采煤機負荷的變化情況。當遇到巖石時，由于巖石硬度較大，這時電動機的低定子電流則會增加，而增加到一個定值時，則會使采煤機的高度進行自動調高，從而繞過巖石，這樣有效的避免了對采煤機驅動電機的損壞，也使采煤機的壽命得到提高。單片機的應用，使煤礦采煤過程中自動化程度有所提高，加快了采煤的工作效率。

1.3 變電所運行記錄

煤礦生產過程中所需要的電能都是由變電所傳輸出來的，所以變電所在煤礦生產中的重要性不言而喻。由于當前我國能源緊張，而煤礦企業又是電能的消耗大戶，所以電業部門對于各煤礦企業的用電都采取限額制度，特別是短時間用電量最大值的定額限制，一旦超過這個定值，則會支付一定的罰款。長期以來煤礦用電量的統計工作都是由操作人員手工進行的，由于統計數據的不及時，所以往往一個煤礦企業每年由于超值用電的罰款額度都較高。這就需要智能化的裝置來對煤礦企業所用電能進行計量。而智能電度表由于利用單片機技術，所以可以實現實時計算全礦各用電部門的用電負荷，每小時用電量，以及全礦每15分鐘平均負荷，用電量的分時累計等；打印各項結果；超負荷處理等問題。

1.4 井下環境的監控系統

井下環境以往采用手持直讀式的就地檢測裝置，不能見識測量間隔內的變化。井下瓦斯有可能在二次測量的間隔內聚集到發生爆炸的濃度，對煤礦安全生產造成直接威脅，井下環境的檢測系統可以連續的對礦井環境參數進行檢測，能夠提高礦井安全，改善管理，預測隱患。另外，可以及時發現和確定瓦斯積聚地段，火災的形成以及由于冒頂而造成通風變化。檢測系統可以提前報警，以便采取有效措施。

1.5 漏電保護

目前在煤礦井下安全供電保護工作中，低壓漏電保護具有非常重要的作用，可以有效的防止井下作業人員觸電傷亡事故的發生。集中檢漏設備是當前煤礦企業廣泛使用的檢漏設備，其是利用絕緣電阻下降到整定值時繼電器動作使總饋電開關切斷電源，利用零序電抗器對電容電流進行補償的原理。但其所采用的都為分立元件，不僅可靠性無法保證，而且經常會發生誤動作，而且帶負荷合閘的瞬間誤動作的發生機率更大。所以可以利用單片機的判斷功能，可以使合閘的瞬間閉鎖檢漏回路，而合閘后線路進入穩定狀態時再進行檢漏，這樣就很的避免誤動作的發生機率。

再則以往的選擇性漏電保護裝置，動作時間長，動作電流大，很難保證人身觸電安全。采用零序電流方向與附加直流電源想結合的帶單片機的保護原理，利用零序電流方向實現漏電保護的選擇性，以附加直流電源對電網的絕緣進行檢測，利用單片機的邏輯判斷功能和高精度算數運算功能進行準確測量，可使專職具有很好的選擇性和固定不變的工作電阻值，可以提高裝置的可靠性，避免停電范圍的擴大。

1.6 風機節能

在煤礦企業生摘 要：煤礦企業屬于高危險的行業，其安全生產是煤礦企業的第一要務。在當前科學的技術的快速發展下，單片機得到研制出來，由于單片機體積小、功能多，而且成本較低，所以在煤礦企業中得到廣泛的應用，其不僅有效的提高生產的安全性，而且提高了工作效率，加快了管理自動化的實現。而且利用單片機的設備，不僅節能，而且有效的降低了維護成本，更易于操作，設備的性能有了質的飛越，對促進煤礦企業的快速發展奠定了良好的基礎。本文通過對單片機在煤礦中應用的分析，充分的說明了單片機對于提高煤礦生產安全的重要作用。

關鍵詞：煤礦；電氣自動化；單片機產過程中，由于井下作業時需要不斷的進行空氣的供應，而風機就是供應井下空氣的重要設備。但在煤礦井下作業時，不同時間段，對于井下的空氣需求量也有所不同，所以利用調速系統來代替恒速系統，而且調速系統中利用繞線式交流電動機串級調速或是鼠籠異步電動機變頻調速，這兩種調速方式都利用單片機數字化控制技術，使控制電路簡單，減少了硬件邏輯電路，使系統的穩定性和可靠性得以提升，不僅有效的降低了系統的造價，而且系統的控制精度也得以提高。

1.7 井下電動機調度系統

利用單片機來對井下電機車調度系統進行控制，有效的防止了運輸事故的發生，提高了生產的安全性。由于利用單片機來控制電機車的調度系統，使以前復雜的控制線路更為簡化，減少了硬件的應用，由軟件來實現各種邏輯關系，在靈活性上更為優異，同時由軟件來進行控制，不僅使功能更為強大，而且有效的減少了控制裝置的體積，可以說在未來電機車調度系統的發展中，這已成為其主流方向。

2 結束語

單片機是計算機技術發展的重要分支，其可以稱為微型計算機，由于其體積較小，所以可以放在儀器和儀表的內部，由于其強大的功能性，可以在一塊硅片上集成了所有計算機的主要部件，而且內部發送，所以具有高速的運行速度和較強的抗干涉性，可靠性能非常好，這也是其得以在眾多工業領域得以廣泛應用的根本。而相對于其他控制器來講，單片機價格較低，具有非常好的經濟性，所以在目前煤礦企業當中，單片機的應用極為普遍，為煤礦企業的安全性帶來了較大的保障，有效的促進了煤礦企業可持續發展的進程。

參考文獻

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