單片機在礦山電氣自動化控制技術中的應用研究

摘 要：工業化進程的加快，帶動了社會生產力水平的提高，也使得社會對于各類礦產資源的需求不斷增加。從保證生產安全，提高生產效率方面考慮，礦產企業引入了電氣自動化控制技術，實現了各類設備的自動化和智能化控制。文章結合礦山電氣自動化控制的相關內涵，對單片機在其中的應用情況進行了分析和研究。

關鍵詞：單片機；礦山；電氣自動化控制技術；應用

前言

進入21世紀后，微電子技術的飛速發展，使得單片機在越來越多的行業和領域中得到了廣泛應用，憑借其本身的算術運算功能和邏輯運算功能，可以實現電氣設備的自動化控制，有效減少人工操作，降低風險隱患。在礦山電氣自動化控制技術中，應用單片機，能夠在保證生產安全，降低開采耗能的同時，提升開采效率，發揮著非常關鍵的作用。

1 單片機與礦山電氣自動化控制技術

單片機，全稱單片微型計算機，也稱微控制器，是一種將中央處理器、存儲器、定時器、計時器以及各種輸入輸出接口集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機，在工業控制領域有著非常廣泛的應用，是實現電氣自動化和智能化控制的關鍵所在。

礦山電氣自動化控制技術的主要是以各類機械設備和控制系統為對象，實現礦產的自動化開采。相比較傳統電氣控制技術采用的邏輯控制系統，電氣自動化控制技術集成了網絡技術、計算機技術以及自動控制技術等，在礦山生產的應用中，必須關注兩個基本的原則[1]，一是先識機，后識電。簡單來講，就是必須首先了解礦山生產中使用的各種機械設備的構造和運行狀況，掌握設備的日常運行規律和實際需求，然后以此為基礎，對電力拖動控制的相關標準進行民姑且，為電氣控制系統的分析和改造奠定良好的基礎；二是先識主，后識輔。識主是指從電氣控制的主回路開始，進行電路圖的識別，識輔則是以主電路為切入點，指針對電路進行全面識別和解讀，了解電氣設備的控制要求，分析控制的具體內容。

將單片機應用到礦山電氣自動化控制技術中，有著非常顯著的效果，一方面，單片機作為網絡化自動控制系統的一部分，能夠提升礦山設備的自動化水平，保證良好的作業質量和作業效率；另一方面，在單片機中，除基本的電源模塊和儲存器模塊外，還包括了漏電閉鎖模塊和通信模塊，可以結合多通道的數據傳輸，構建自動化控制系統應用平臺，具備良好的融合性，可以實現與其他微電子技術、自動化技術等的有效結合，進一步提升電氣設備的自動化和智能化水平[2]。

2 單片機在礦山電氣自動化控制中的應用

2.1 供電監測

單片機的應用，能夠實現對于供電的可靠監測，保證礦山系統的供電系統的穩定性和可靠性，減少電力系統問題。就實際應用而言，將單片機應用到供電監測中，不僅能夠實現對于礦山供電的基礎管理，還可以實現對變電所通信分站中電壓電流信息的管理，起到一定的保護作用，進一步保證供電系統的運行的可靠性。

2.2 漏電保護

漏電保護的基本原理，是當控制系統檢測到絕緣電阻下降到一定程度時，自動切斷總開關，從而減少觸電事故，確保電壓處于一種相對穩定的狀態。而在傳統漏電保護中，保護裝置的運行時間較長，而且會產生較大的電流，影響系統安全。利用單片機的計算能力，可以實現對零序電流和直流電流的準確測量分析，保證電阻本身的穩定性，進而提升系統的可靠性[3]。

2.3 風機管理

在很多時候，礦山生產都是采用的井下開采模式，良好的通風系統是保證井下生產順利進行的基礎和前提，同時也是控制安全隱患的關鍵。在當前的技術條件下，礦山開采采用的仍然是以人工開采為主的形式，為了對井下工作環境進行優化，保證安全，風機是必須的，但是其在持續運行過程中，會消耗大量的電能，影響礦山企業的效益。對此，企業需要把握風機的運行也行，將單片機應用到電氣自動化控制系統中，在中央處理器內部輸入風機的性能參數、電機實時運行參數以及相應的統計信息，使得管理人員能夠了解風機的實際運行情況，判斷其運行狀態，從而實現對于風機的有效控制，在保證井下通風的同時，減少能耗。不僅如此，在不斷的發展過程中，傳感器以及各種外圍智能設備也得到了應用，與單片機一起強化了控制系統的控制精度，效果更加顯著。

2.4 監控系統

井下采礦作業存在著很大的安全隱患，必須做好監控工作，一旦發現問題可以及時進行處理，杜絕安全事故的發生。對于采礦人員而言，在開展井下開采作業時，應該提前做好設備的檢驗工作，對其中存在的隱患進行及時處理，同時嚴格按照規范的作業流程進行操作，強化對于開采過程的監控，對一些比較常見的事故進行有效預防。在井下作業中，許多有毒有害氣體本身無色無味，難以識別，單純依靠人工監控，想要完全杜絕此類安全事故的發生非常困難，在這種情況下，就需要用到現代井下監控系統，做好巷道內氣體濃度的實時監測，發現濃度超標及時報警，提醒作業人員注意[4]。單片機的應用，可以在很大程度上提升礦山井下監控系統的自動化性能，將整個礦山納入到系統的監控范圍內。利用單片機的勘測功能，監控人員能夠隨時了解井下環境中的氣體成分和濃度，對其中的有毒有害氣體進行識別和重點監測，一旦發現其濃度接近危險值，單片機會向控制中心發出信號，啟動通風裝置或者提醒井下作業人員注意，預防氣體爆炸事故或者中毒現象。將單片機引入到井下監控自動化系統中，可以顯著提升井下作業的安全性，為礦山生產提供良好的保障。

2.5 電氣節能

在礦山生產中，交流電是一種比較普遍的供電類型，能夠在很大程度上提升開采的效率，使得開采設備的工作變得更加靈活，更加高效。但是，交流電會導致設備耗電量的增大，而且在布設方面非常復雜繁瑣，存在的安全隱患也更多，稍不留神就可能會引發安全事故。假定交流電設置錯誤，其不僅會影響供電系統運行的穩定性和可靠性，還可能對電氣設備造成危害，引發難以估量的經濟損失。為了避免這些問題的出現，可以將單片機技術應用其中，單片機本身獨有的性能可以實現對交流電電流的可靠控制，有效降低電流形成的壓力，使得電壓和電流能夠保持在一個相對穩定的水平中，這樣，一方面仍然可以發揮其提升開采效率的功能，另一方面也可以減少設備損耗，避免電能的過度浪費，提升礦山開采的安全性。因此，在礦山開采中，應該合理應用單片機，針對大量使用交流電所引發的問題進行解決，憑借單片機本身的優勢，確保開采作業的平穩性和高效性[5]。

3 結束語

綜上所述，計算機技術、微電子技術以及自動化控制技術等的快速發展，使得單片機技術在礦山開采作業中得到了廣泛應用，推動了礦山的智能化建設，在保證開采效率的同時，實現了資源的綠色開發以及高效利用，同時也促進了礦業生產效率和生產水平的提高。對于技術人員而言，應該立足礦山實際，確保單片機在電氣自動化控制系統中的合理應用，進一步促進我國采礦業的穩定快速發展。

參考文獻

[1]曾令揮，羅書弟.淺談單片機在礦山電氣自動化控制技術中的應用[J].中國設備工程，2016（07）：58-59.

[2]賈晉杰.單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用研究[J].黑龍江科技信息，2015（25）：13.

[3]吳琦.煤礦電氣自動化控制技術中單片機的應用[J].硅谷，2015（03）：118+120.

[4]卜桂鑫.試論單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用[J].電子制作，2013（13）：213+206.

[5]高志博.礦山電氣自動化中單片機的應用研究[J].機電一體化，2014：102.