煤礦電氣設(shè)備自動化控制中單片機(jī)的運(yùn)用

摘 要：近些年以來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異及時代經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代化的煤礦電氣自動化控制隨著單片機(jī)的大范圍使用，對煤礦作業(yè)的節(jié)能性、安全性、可靠性以及自動化水平有著一定作用地提高。

關(guān)鍵詞：煤礦自動化技術(shù)；單片機(jī)；控制技術(shù)

1 煤礦電氣生產(chǎn)自動化概述

1.1 煤礦科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)

煤礦生產(chǎn)中最原始的開采工作辦法就是以人工作業(yè)為主，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，煤礦的生產(chǎn)技術(shù)取得了很高的成就。從剛開始的人工作業(yè)到機(jī)械作業(yè)，再到如今現(xiàn)代的信息化和自動化，煤礦的電氣自動化生產(chǎn)同樣取得了很大的成就。自動化作業(yè)由機(jī)械化作業(yè)為基礎(chǔ)，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代科技的發(fā)展，在煤礦的科學(xué)技術(shù)發(fā)展過程中有著中間樞紐的作用。煤礦開采較發(fā)達(dá)的國家無論在掘進(jìn)工作面、采煤工作面還是排水、供電等裝置都在微處理器的基礎(chǔ)上增加了保護(hù)和監(jiān)控系統(tǒng)，大大提高了煤礦生產(chǎn)作業(yè)的可靠性和安全性。

1.2 我國煤礦自動化發(fā)展的意義

我國煤礦資源豐富，是世界上很重要的產(chǎn)煤大國之一。但是，近些年來頻發(fā)的煤礦生產(chǎn)技術(shù)比如：瓦斯爆炸、礦井透水、礦井坍塌等眾多問題也給國家民眾的生產(chǎn)做成巨大不良的影響，要想促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的不斷發(fā)展，首要條件就是要做好煤礦生產(chǎn)的安全工作，根據(jù)不同煤礦生產(chǎn)的條件積極采用新技術(shù)，不僅可以提高煤礦生產(chǎn)的采礦效率，還能保障煤礦生產(chǎn)的安全效果。就目前現(xiàn)階段來看，因為各種因素的影響，我們國家煤礦開采新技術(shù)還存在著很大的問題所在，只有找出這些問題，并且制定出有針對性的解決方案是辦證煤礦生產(chǎn)作業(yè)安全的首要條件。

2 單片機(jī)在煤礦電氣自動化發(fā)展中的重要意義

單片機(jī)介紹：在煤礦企業(yè)生產(chǎn)開采過程中，電氣控制技術(shù)的主要作用是提高生產(chǎn)運(yùn)營的自動化程度，隨著電氣控制系統(tǒng)應(yīng)用的不斷發(fā)展，各種電動機(jī)動力傳輸裝置的研究也逐漸成為業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。單片機(jī)是一種網(wǎng)絡(luò)化的自動管理系統(tǒng)，其在煤礦電氣自動化設(shè)備中的應(yīng)用大大提高了我國煤礦生產(chǎn)機(jī)械化的水平，促進(jìn)生產(chǎn)效率及產(chǎn)量的提升。單片機(jī)的主要組成部分包括存儲器、電源、通信模塊、漏電閉鎖模塊等，其工作原理是對電氣設(shè)備進(jìn)行實時保護(hù)與監(jiān)控，再通過通信模塊采集電氣設(shè)備的運(yùn)行信息，從而實現(xiàn)對電氣設(shè)備的自動化控制。運(yùn)行過程中，單片機(jī)的通信模塊會將電信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，單片機(jī)的中央處理器接收到電壓信號后再將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，PC終端接收到數(shù)字信號后通過顯示器顯示出來，最終實現(xiàn)信號的閉瑣。單片機(jī)技術(shù)作為煤礦電氣行業(yè)的新技術(shù)，不僅有著簡單的設(shè)備操控和較廣的運(yùn)行范圍，同時在它運(yùn)行過程中，更聯(lián)合其他的自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及微電子的技術(shù)等，實現(xiàn)了現(xiàn)代化煤礦電氣設(shè)備的智能化和自動化。單片機(jī)在煤礦電氣化生產(chǎn)的過程中，主要起到監(jiān)測、監(jiān)控煤礦生產(chǎn)過程的作用，為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障，并且大大提高了煤礦生產(chǎn)的智能化與自動化程度，促進(jìn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。

3 單片機(jī)在煤礦電氣化控制技術(shù)中的應(yīng)用

具體而言，單片機(jī)在煤礦電氣化控制中的應(yīng)用包括以下幾個方面。

3.1 漏電保護(hù)

使用單片機(jī)進(jìn)行漏電保護(hù)，可提高煤礦井下施工的安全系。傳統(tǒng)漏電保護(hù)主要采用分立元件，這種利用總饋電開關(guān)運(yùn)行繼電器，再將絕緣電阻下降至整定值的電源切斷的方法失誤極為頻繁，無法保證其保護(hù)動作的可靠性。而單片機(jī)系統(tǒng)的智能化程度更高，執(zhí)行檢測迅速，且可以保證更加準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，大大提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。如果煤礦開采過程中發(fā)生漏電事故，單片機(jī)系統(tǒng)中的互感器會把參與電流迅速轉(zhuǎn)換為信號，放大器再將其進(jìn)行發(fā)大后傳送至端口，單片機(jī)在檢測電流信號后再將電網(wǎng)頻率輸送至單片機(jī)，漏電檢測即可完成。

3.2 井下安全監(jiān)控系統(tǒng)

傳統(tǒng)的煤礦生產(chǎn)中，井下環(huán)境的監(jiān)測是通過手持直讀式就地檢測裝置來完成的，這種裝置無法準(zhǔn)確、有效地監(jiān)控井下的瓦斯?jié)舛龋蕿槊旱V的安全生產(chǎn)埋下一系列隱患。而在井下監(jiān)控系統(tǒng)中采用單片機(jī)控制系統(tǒng)，可以對監(jiān)控到測量間隔時間段內(nèi)的變化進(jìn)行全程監(jiān)控，體現(xiàn)出安全性高、反應(yīng)靈敏的優(yōu)勢，且可以對安全隱患做出準(zhǔn)確預(yù)測。由此可見，單片機(jī)技術(shù)可有效監(jiān)控井下安全環(huán)境，提高煤礦生產(chǎn)的安全性。

3.3 變電所運(yùn)行記錄

在煤礦生產(chǎn)過程中，變電所是一個重要部門，其運(yùn)行的安全性與可靠性會對煤礦的安全生產(chǎn)產(chǎn)生決定性作用。但是傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)過程中，多采用人工操作統(tǒng)計煤礦所用電量。由于能源的緊張，電力部門加大了對各工礦企業(yè)用電的限制，如有超出部門則要接受電力部門的處罰，因此智能電表在煤礦生產(chǎn)中的應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實意義。具體而言，智能電表的作用包括以下幾個方面：（1）全礦各個用電部門的用電負(fù)荷均可通過智能電表計算出來，可以細(xì)化到每小時的用電量、每15min的一均負(fù)荷、用電是的分時累計等。（2）打印功能。可以利用智能電表將全礦的正點(diǎn)負(fù)荷、每小時用電量、各用電部分的正點(diǎn)負(fù)荷每小時用電量等相關(guān)指標(biāo)打印出來，此外還可統(tǒng)計日最高負(fù)荷、高峰用電量、每日總用電量、每日連續(xù)15min平均最大負(fù)荷等。（3）超負(fù)荷處理。如果全礦在用電高峰期超負(fù)荷，則智能電表則會發(fā)出連續(xù)報警，直至值班人員通知全礦生產(chǎn)調(diào)度室對次要部門壓負(fù)荷為止，由此可見，智能電表實現(xiàn)了調(diào)度室統(tǒng)一指揮全礦用電的管理模式，大大提高了用電效率及效益。

4 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展以及科技的進(jìn)步，計算機(jī)日益成熟的技術(shù)成果推動了單片機(jī)技術(shù)的大力發(fā)展，對于當(dāng)前的煤礦產(chǎn)業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響。作為一種新技術(shù)，在煤礦自動化設(shè)備中的運(yùn)用可以實現(xiàn)現(xiàn)代煤礦電氣自動化技術(shù)設(shè)備的智能化和自動化運(yùn)行。單片機(jī)在煤礦電氣自動化設(shè)備控制技術(shù)中的應(yīng)用，不僅實現(xiàn)了煤礦產(chǎn)業(yè)的自動化，還能對我們國家礦業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展和生產(chǎn)能力的提升有著積極的作用。

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