煤礦電氣自動化控制技術中單片機的應用

摘 要：伴隨著社會經濟的快速發展，煤礦自動化技術也得到了廣泛應用。單片機憑借自身高編程能力以及高邏輯運算能力，進一步提高了自動化控制技術的能力，起到的作用是無法替代的。文章主要闡述了當前煤礦自動化控制技術的基本情況以及設計要求，進一步分析了單片機對自動化控制技術的作用，希望能夠給同仁一定的借鑒。

關鍵詞：煤礦；電氣自動化系統；單片機；控制技術

1 煤礦電氣工程自動化控制技術概述

所謂的煤礦自動化控制技術指的就是在煤礦生產中實現自動化的控制技術，它主要就是通過傳動裝置來對對象進行作用，主要是以電氣自動化控制系統作為主導，這就實現了當前煤礦企業的自動化生產。隨著計算機技術的廣泛應用，新型的控制技術如雨后春筍般涌出，這正改變著整個煤礦生產控制技術。例如，傳統的生產裝置還依靠人來控制，但是當前大多數的設備都是通過自動化控制技術來完成的。當前的煤礦生產技術已經由過去單一的控制系統實現了以計算機為控制中心的控制系統。我們也可以說當前的煤礦自動化控制技術是集合了計算機技術、智能技術、控制技術等的成果。這項技術的應用提高了煤礦企業的生產能力，也提高了產品的質量。

在當前煤礦企業生產的過程中，電路圖是電氣設備工作情況的具體體現，也是電氣線路安裝和使用的參考。作為工作人員應該遵循“先識機后識電”原則，也就是說先對生產設備進行了解，特別是對其組成、使用功能、注意事項等方面更要深入分析和研究，在全部賬務以后，就需要在此基礎上，明確生產要求，并對電氣設備進行分析，設置主要參數，對整個電路圖都了然于胸。在識別的過程中應該先識別主要部分，然后輔助部分需要根據主要部分來確定。通過這種方法，能夠很好地實現對設備的準確控制，進而對后面的工作提供保證。

2 單片機在煤礦自動化控制技術中的應用

計算機產生于二十世紀四十年代，隨著經濟的快速發展，計算機技術也呈現出突飛猛進的趨勢不斷前進。特別是超大規模的集成電路產生，更是推動了計算技術的發展。單片機就是微型計算機技術發展的成果，這也是當前控制技術中比較理想的器件。它主要就是通過一個小小的芯片來控制計算機的所有控件，非常適合在工業中應用，現在已經實現了在工業生產中的普及。單片機具有運行可靠、操作簡單、穩定性高、工作量少等特點，這也是它能夠被人們所接納并快速發展的重要因素。

2.1 漏電保護

一是絕緣電阻下降到整定值時，繼電器運作，使總饋電開關切斷電源；二是均有零序電抗器對電容電流進行補償。大部分都是采用分立元件，則可靠性較低，經常誤動作，特別是在帶負荷載荷閘的瞬間。采用單片機的擊落判斷功能，在合閘的瞬間閉鎖檢漏回路。等合閘后線路進入穩定狀態后再進行檢漏，可以方便的解決這個問題。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。

2.2 風機節能

風機是煤礦生產中的重要設備之一，它的主要作用就是為井下作業提供充足的空氣。煤礦的生產作業主要是在地下完成的，這就需要保證地下有充足的空氣供人們呼吸，但是在風速以及風壓方面有著嚴格要求，在井下工作的不同情況、不同時段，對空氣的需求量也是不同的，為了滿足不同需求，就應該改變傳統的恒速系統，使用調速系統。當前采用以單片機為主導的自動化控制技術在這方面的應用已經趨于成熟，既提高了整個控制系統的性能，又提高了控制系統的精度，能夠時刻滿足井下對空氣的不同需求。

2.3 變電所運行記錄

變電所是煤礦生產中最為重要的部門之一，主要擔任著煤礦生產的用電需求。安全可靠的供電是保證煤礦生產正常運行的保證。但是當前煤礦生產所產生的用電量主要是由操作人員統計完成的。但是隨著目前能源的緊缺，電力部門對煤礦等企業實行了限額，這就對煤礦生產產生了很大的影響。特別是對用電量最大值的限制，一旦超過了這個最大值，電力部門會進行罰款，這筆罰款的數額高達幾十萬。為了能夠避免罰款現象的發生，煤礦企業應該采用智能電度表控制技術，實現自動化控制電量。

智能電度表具有以下功能：（1）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；（2）打印各項結果，包括每小時打印全礦正點負荷，每小時用電量，各用電部分的正點負荷每小時用電量，每日打印日最高負荷，日高峰期用電量，日低后期用電量，日總用電量，日連續15分鐘平均最大負荷，每月打印月15分鐘平均最大負荷，月高峰期用電量，月低后期用電量，月總用電量；（3）超負荷處理，一旦全礦在用電高峰期超負荷，則連續報警，由值班人員通知全礦生產調度室，由調度室通知次要部門壓負荷，直至負荷壓下來為止，這樣可以由調度室統一指揮全礦用電。智能電度表可以由單片機、傳感器、外圍設備單獨實現，也可以由單片機檢測與微型機構成二級系統。

2.4 提升機的技術改造

當前我國超過了百分之九十的煤礦提升機都是使用交流電來工作的，而且這種交流電基本都是繞線式的，主要是以混合電流時間的方式進行控制電路，這種方式在性能上雖然操作簡單，在時間問題上也體現出了優勢，但是如果在負載變化非常大的時候，那么啟動時設備的性能就不是很理想，而且由于線路比較多，相應的觸點就多，調整的工程將會花費大量的時間，所以這就要求繼電器能夠具備效率非常高的返回系統率。當前把單片機運用到提升機的技術改造中將會進一步提高提升機的整體性能，以單片機為核心的控制系統能夠對電流、時間進行實時控制，并能夠直接體現出具體的數值和情況，工作人員就可以根據這些數據對控制系統進行調整，能夠很好地滿足提升機的具體需求。

2.5 井下電動機調度系統

井下電機車調度系統又稱井下“信、集、閉”，由它對全礦井下電機車進行統一調度，防止出現運輸事故，保證安全生產。它包括以下功能：井底電機車的全盤調度；岔道口信號燈指示；各電機車在鋼軌上實際位置跟蹤，并在模擬顯示盤上顯示；道岔的自動移位，以及道岔密貼位置的監視；尾車自動監視。

2.6 滾筒采煤機的自動調高系統

眾所周知，煤層會隨著開采的進度發生變化，這就需要采煤機能夠根據開采的時段以及煤層的厚度變化調整高度，傳統的調整方式都是依靠人工，但是調整的精確度卻難以保證，而且在開采的時候經常會碰到石頭，這不僅會減少采煤機的使用壽命，而且還會對周圍的煤層產生影響，為了避免這個問題的發生，我們可以使用單片機來驅動采煤機的電機，工作原理就是單片機通過對采煤機電機中的定子電流值判斷出負荷的情況，當碰到巖石，負荷就會增大，電機的電流就會加強，當電流增大到一定值的時候，采煤機的高度就會自行調整，避開巖石，這不僅對采煤機是一種保護，同時還能夠提高開采效率。

3 結束語

文章主要闡述了單片機的使用對煤礦自動化控制技術的重要作用。單片機的使用也說明了當前計算機技術在煤礦生產領域的使用已經得到了快速發展。作為煤礦企業管理人員應該重視單片機在煤礦生產中的應用，并在未來的生產中能夠不斷地進行改進和創新，為企業創造更多的利益。

參考文獻

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