淺析單片機(jī)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用

陳士博（兗州東方機(jī)電有限公司,山東 濟(jì)寧 273500）

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淺析單片機(jī)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用

陳士博
（兗州東方機(jī)電有限公司,山東 濟(jì)寧 273500）

摘 要：煤炭是我國重要的能源資源，在過去的工業(yè)發(fā)展中，煤炭發(fā)揮了不可替代的作用。現(xiàn)如今，雖然石油和天然氣的大量使用使得煤炭的重要性相對有所下降，但是從社會整體來看，煤炭的地位依然很重要。煤礦電氣自動化就是在煤炭資源的不斷開發(fā)和利用中產(chǎn)生的，在煤礦電氣自動化的發(fā)展當(dāng)中，單片機(jī)一直起著重要的作用，主要是因?yàn)閱纹瑱C(jī)在邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算方面的功能無可替代。基于這樣的發(fā)展現(xiàn)狀，本文就單片機(jī)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用進(jìn)行分析，主要是通過整體探討來提升單片機(jī)在電氣自動化當(dāng)中的實(shí)效應(yīng)用，保證其安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；煤礦電氣自動化；應(yīng)用

隨著計算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，各個行業(yè)和領(lǐng)域都利用計算機(jī)技術(shù)來進(jìn)行生產(chǎn)成本、管理成本的下降和經(jīng)濟(jì)效益的提升。在計算機(jī)不斷發(fā)展的過程中，微型化趨勢越來越明顯，而在行業(yè)的運(yùn)行中，煤礦電氣自動化中利用的單片機(jī)可謂是微型計算機(jī)的代表。單片機(jī)在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用，對于煤礦電氣自動化發(fā)展而言具有重要的推動作用，這種單片機(jī)的使用，為煤礦電氣自動化提供了可靠的物質(zhì)保證，在運(yùn)行參數(shù)、數(shù)據(jù)需求方面也具有非常明顯的幫助。總而言之，單片機(jī)的作用在煤礦電氣自動化的發(fā)展過程中無可取代。

1 單片機(jī)在礦井自動抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

在目前的采礦礦井中，利用的抄表系統(tǒng)是普遍的超窄帶載波抄表系統(tǒng)，這種抄表系統(tǒng)能夠依靠超窄頻道技術(shù)將低功率的信號集中在狹窄的頻帶內(nèi)，進(jìn)而對其進(jìn)行傳送。從結(jié)構(gòu)上來看，這個系統(tǒng)主要有三部分構(gòu)成，分別是主站、信道和載波模塊。電量采集系統(tǒng)隸屬于自動抄表體系，而利用智能化的手段進(jìn)行電量數(shù)據(jù)的采集，可以實(shí)現(xiàn)發(fā)送模塊和變電站接收器的并發(fā)通信，而單片機(jī)的運(yùn)算功能就集中體現(xiàn)在下面的兩個部件上。

1.1 數(shù)據(jù)采集器

礦井的供電工作系統(tǒng)非常的重要，一般是能夠滿足正常的供電需求和斷電情況下下的供電需要。重要原因是：首先，在正常的情況下，市電進(jìn)行轉(zhuǎn)化后電源不僅可以為單片機(jī)的工作進(jìn)行供電，而且能夠?qū)﹄姸缺淼碾娖竭M(jìn)行持續(xù)不斷的檢測。在這個過程中，單片機(jī)89C51會根據(jù)電度表電平從高到低的變化，在存儲區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲的時候?qū)ο鄳?yīng)的電度表電平進(jìn)行數(shù)值加1；而此時的89C2501則會在操作前進(jìn)行標(biāo)志位電平的檢測，但是當(dāng)電平位較低的時候，數(shù)值不進(jìn)行計數(shù)。如果在正常的而供電情況下進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)標(biāo)志位電平比較低，單片機(jī)89C2501只能夠進(jìn)行脈沖變化的檢測，而且也無法計數(shù)，就必須將數(shù)值送入到數(shù)碼管進(jìn)行顯示。其次，當(dāng)后備的電源在斷電的情況下繼續(xù)工作的時候，單片機(jī)不能夠完成數(shù)據(jù)信息的顯示和發(fā)送，單片機(jī)89C2501就會代替電度表進(jìn)行脈沖的檢測和記錄工作，當(dāng)供電正常的時候，恢復(fù)原有的數(shù)據(jù)采集方式。

1.2 數(shù)據(jù)集中器

單片機(jī)除去數(shù)據(jù)采集的功能，另一個突出的功能就是充當(dāng)數(shù)據(jù)集中器。因?yàn)閱纹瑱C(jī)是一種微型的計算機(jī)，他可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的整理后進(jìn)行分類，因?yàn)橐褂米詣踊男枨螅詥纹瑱C(jī)的工作自動化程度比較高。當(dāng)采集到的信息都在單片機(jī)中進(jìn)行集中的時候，單片機(jī)會按照其本身自有的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的計算和處理，并將信息發(fā)送傳輸?shù)街醒霐?shù)據(jù)處理器當(dāng)中，通過中央信息的集中處理實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效利用。簡而言之就是單片機(jī)在采集數(shù)據(jù)完成后起到集中處理數(shù)據(jù)的作用，所以說其是數(shù)據(jù)集中器。

2 基于AT89C51單片機(jī)的鋼絲繩張力無線監(jiān)測系統(tǒng)

在目前我國使用的礦井提升機(jī)中，90%電動機(jī)形式為交流電。采用交流電作為提升機(jī)的動力來源，而且大部分利用繞線式交流電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻進(jìn)行控制線路的調(diào)速。從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，混合小路在控制方面的性能更加的優(yōu)越，但是因?yàn)槠湓谪?fù)載變動比較大的時候，受到的影響因素比較多，所以效果往往差強(qiáng)人意。在以單片機(jī)為核心的的控制系統(tǒng)中，可以圍繞單片機(jī)進(jìn)行速度、電流的實(shí)時測量，而且能夠根據(jù)測量結(jié)果進(jìn)行繁復(fù)性的調(diào)整，進(jìn)而保證測量的準(zhǔn)確性。

基于單片機(jī)的鋼絲繩監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)是圍繞單片機(jī)進(jìn)行測量的典型代表，所以其功能模塊主要由四個部分組成，分別是井下的數(shù)據(jù)采集收集系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、無線數(shù)據(jù)的傳輸部分和顯示控制系統(tǒng)。通過這四個系統(tǒng)的協(xié)調(diào)利用，可以輕松地實(shí)現(xiàn)對鋼絲繩張力的檢測，而根據(jù)張力的正常的承重關(guān)系，就能夠及時的判斷煤礦的安全程度，進(jìn)而進(jìn)行安全事故的避免。利用井下的數(shù)據(jù)采集和收集，在配合無線數(shù)據(jù)的傳輸，可以很好的解決井下數(shù)據(jù)傳輸困難問題，另外，利用井下數(shù)據(jù)收集可以更多的了解礦井中的咨詢，為預(yù)警提供可靠的消息。

3 漏電保護(hù)裝置中的單片機(jī)應(yīng)用

在煤礦的生產(chǎn)中，礦井的安全用電必須要得到保證，而要保證礦井內(nèi)的用電安全，就必須要重視低壓漏電保護(hù)，進(jìn)行低壓漏電保護(hù)會進(jìn)一步的減少工作人員的觸電事故。目前，我國的各種類型的煤礦在進(jìn)行漏電檢查方面的工作方法大同小異，但是基本原理都一致，主要是根據(jù)兩方面經(jīng)驗(yàn)來判斷漏電：首先是當(dāng)絕緣電阻下降到整定值的時候，繼電器開始運(yùn)作，這時候的總饋電開關(guān)就會切斷電源。其次，有零序電抗器補(bǔ)償電容電流。由于設(shè)備在采用元件的時候大都利用的是分立元件，所以其可靠度比較低，尤其是在負(fù)載比較高的時候，出現(xiàn)誤動作的幾率會更高。所以做好檢漏工作相當(dāng)重要。

單片機(jī)因?yàn)槠渲悄苄员容^強(qiáng)，所以將其利用在檢漏工作中，一旦有漏電的數(shù)據(jù)被采集到只能數(shù)據(jù)運(yùn)算的程序當(dāng)中，中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)會立刻做出實(shí)時的反饋，這種反饋回促使繼電保護(hù)發(fā)生作用，進(jìn)而及時的切斷電源保證安全。總體而言，單片機(jī)的智能化程度越高，檢漏的效率也越高，因?yàn)閱纹瑱C(jī)本身存在數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ云涔ぷ鞯男矢拥母茫C合效果也更強(qiáng)。

4 結(jié)束語

單片機(jī)作為微型計算機(jī)的代表，在目前的煤礦電氣自動化中被廣泛的應(yīng)用，一方面是因?yàn)槠溥壿嬤\(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算的能力比較突出，另一方面是因?yàn)槔脝纹瑱C(jī)實(shí)現(xiàn)自動化能夠有效的保證煤礦生產(chǎn)的安全。目前，在進(jìn)行礦產(chǎn)開發(fā)的時候，安全問題一再被強(qiáng)調(diào)，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化監(jiān)管對于煤礦企業(yè)而言，無疑是一種巨大的幫助。

參考文獻(xiàn)：

［1］卜桂鑫.試論單片機(jī)在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用［J］.電子制作,2013（13）：213+206.

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

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.063

作者簡介：陳士博（1977-），男，泗水人，本科，研究方向：工業(yè)、電氣自動化。