單片機在礦山電氣自動化中的應用

郭 杰

（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

單片機在礦山電氣自動化中的應用

郭 杰

（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

隨著計算機技術的發展，將單片機技術應用在礦山電氣自動化控制中，使礦山的管理水平不斷提高。本文分析了單片機和礦山電氣自動化控制技術，并詳細闡述了單片機在自動化電氣控制、井下監控系統、變電所運行控制、提升機的技術改造中的應用。

單片機；礦山；電氣自動化；應用

0 引言

隨著計算機技術的進步和發展，各個行業都采用計算機技術降低管理成本，提高管理效率。單片機是微型計算機的代表，它在礦山電氣自動化中的應用推動了礦山的自動化、智能化水平的提高，具有不可取代的作用，文章對此進行分析。

1 單片機與礦山電氣自動化控制技術

單片機也就是單片微型計算機，也可以被稱為微控制器，它是一塊集成電路芯片，包含各種輸入輸出接口、計時器、定時器、存儲器、中央處理器，在工業控制領域中的應用非常廣泛，它是實現智能化控制和電氣自動化的關鍵所在。單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，具有集成度很高，體積小，可靠性高， 控制功能強 ，低電壓，低功耗，易擴展（外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入輸出管腳，很容易構成各種規模的計算機應用系統） ，價格比極高等優點。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術。

礦山電氣自動化控制技術的控制對象主要是各種類型的機械設備和控制系統，電氣自動化控制技術集成了自動控制技術、計算機技術及網絡技術等，通過該技術可以實現礦山的自動開采，降低人力和物力的投入。通過電氣自動化控制技術中的單片機技術可以提高網絡化自動控制的水平，優化自動控制系統，提升設備的運行效率和礦山的開采效率。此外，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 礦山電氣自動化控制技術中單片機的應用分析

2.1 自動化電氣控制

目前，我國礦山使用的檢漏設備全部為分立元件，這些分立元件的工作原理相同，但是類型和排布線路可能存在一定的差異。分立元件的基本工作原理如下：采用電源總開關對繼電器進行控制，如果絕緣電阻值小于整定值，則將該電源切斷，或者是切斷將被進行電流電容補償的電源，這樣容易造成失誤，尤其是帶負荷合閘時，出現的失誤概率更高。此外，傳統的漏電保護組裝置的耗時比較長，通過的電流比較大，因此，不能完全避免工作人員觸電身亡的事故發生。為了防止出現礦山工作人員的意外觸電身亡的事故，并不斷提高礦山供電的安全性和穩定性，礦山應該采取必要的低壓漏電保護措施，應用單片機進行控制，單片機具有獨特的邏輯判斷功能和高精度的算數計算功能，能夠對合閘狀態進行自動檢測并發出穩定的電阻值，進而自動關閉自身的漏檢系統，確保只在穩定狀態下對線路進行漏檢，很好地解決了整個檢修問題。此外，單片機將附加直流電源和零序電流方向進行組合，讓單片機既具備了附加值直流電源絕緣電網的功能，又具備了零序電流方向漏電保護選擇性功能，可以有效縮小停電范圍。

2.2 井下監控系統的電氣自動化應用

礦山工作人員在進行采礦工作時，一般會對設備進行校驗測量，并嚴格遵守工作的規章制度按步驟進行作業，但是由于很多氣體都是無色無味的，只是依靠工作人員和監控人員，很難確保降低冒頂偏幫、炮煙中毒事故的發生率，因此，為了降低這些安全事故的發生，可以采用計算機技術對機器設備的運行和礦山環境進行監控，實現自動化控制，單片機的應用正好可以解決這一問題。利用單片機可以完成礦區設備的運行參數、CO濃度參數、瓦斯濃度的等的采集，將采集的數據在計算機中進行顯示，一旦超出設置的閾值則計算機會發生警報，這樣工作人員就可以采取相關的措施，有效預防氣體爆炸或中毒現象的發生。單片機在礦山監測系統中的應用，有效提高了礦山工作者的安全性，降低了安全事故的發生率。

2.3 變電所運行控制

在礦山企業的安全生產中，變電所具有非常重要的作用，隨著綠色低碳理念和節能環保理念的普及，各工礦企業的用電量也受到限制，如果超過了規定的用電量不僅造成能源浪費還會受到相關部門的超額罰款。因此，礦山企業需要對用電量進行控制。基于單片機技術的智能電表可以實時控制用電額度，如果礦山企業的用電超出負荷，則系統就會進行連續的報警，相關工作人員引起重視，可以立即通知全礦的生產調度室及有關部門采取行動壓低負荷，將負荷降到規定額度以下。

2.4 提升機的技術改造

在我國，采用交流電動機拖動提升的礦井占到總數的90%以上，而且這種提升方式采用的控制部件幾乎都是經過改良的繞線式交流電動機轉子串電阻。此外，這種控制裝置內部的設置線路十分復雜，還需要大量觸點輔助，實際應用起來十分麻煩。以單片機為核心的控制系統的提升機可以解決這種問題，系統操作起來非常簡單，反應非常靈活，且吊籃提升啟動十分平穩，根據測量所得的電流情況估算每一鉤的實際負載，傳統提升機燒壞啟動電阻情況也變得十分少見了。

3 結束語

礦山的安全生產一直受到政府和相關部門的重視，隨著計算機技術和微電子技術的發展，礦山的自動化水平和智能化水平也在不斷提高，在保證創造經濟效益的同時，更加提高了礦山的安全性。

[1]馮睿鵬.電氣自動化控制系統的應用及發展趨勢[J].化工設計通訊，2016,(01)：9-11.

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[3]史文安.單片機在煤礦電氣自動化中的應用[J].黑龍江科技信息，2013，（19）：44-45.

Application of Single Chip Microcomputer in Mine Electric Automation

Guo Jie
(Xi’An Aeronautical University Computer academy,Xi’an Shaanxi,710077)

With the development of computer technology,the application of single-chip microcomputer technology in mine electrical automation control,so that the mine management level continues to increase. This paper analyzes the application of single-chip microcomputer and mine electrical automation control technology and single-chip in the automated electrical air system,underground monitoring system,substation operation control,hoisting machine in the technical transformation of the application.

single chip machine;mine;electrical automation;application