單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用分析

丁亮

摘 要：在現代化的煤礦開采作業當中，電氣控制技術的應用十分廣泛，是實現其自動化生產的主要技術手段之一。近年來，隨著我國在煤礦電氣化自動控制領域研究的不斷加深，以單片機為主的電氣自動化控制技術逐漸取代了傳統的煤礦采掘技術，在煤礦電氣系統中起到了無可取代的作用，提高了煤礦采掘工作的安全性與穩定性，促進了煤礦企業未來的發展。因此，文章對單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用情況及其起到的作用展開了分析與討論。

關鍵詞：單片機；自動化控制技術；應用分析

中圖分類號：TD823 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0150-02

1 關于單片機的理論分析

單片機又被稱為單片微控制器，是一種集成電路芯片，其制造的目的并不是為了完成某一邏輯功能，而是為了實現將計算機系統集成到一個芯片之上，從而使芯片擁有了計算機大部分的功能，在使用的過程中十分簡單，造價也較為便宜，由于其體積較小，重量也較輕，因此，十分便于攜帶與使用。從單片機的應用范圍上來看，其已經被用于智能化家電、儀表等高科技的產品當中，從而實現各類家電的智能化控制。從單片機的應用分類來看，單片機按照適用范圍，主要可以分為通用型、總線型與控制型三種。

首先，通用型單片機可以用于各個領域，在設計的過程中，并沒有用途方面的指向性，也不是針對某一產品的生產，可在多數企業或領域進行使用。

其次，總線型單片機。該類單片機的特點在于各類總線的并行，由于這些總線的存在，可以使用引腳用以拓展并行外圍器件，使其都可通過串行口，從而實現與單片機的連接。

最后，控制型單片機?？刂菩蛦纹瑱C在生活中十分常見，根據其應用領域可分為工控型與家控型兩種。工控型單片機的尋址范圍大，并具有極強的運算能力，以適應相關產品的生產。而家控型單片機通常具有較強的專業性。此外，在上述單片機的種類劃分過程中，并不能涵蓋所有的單片機種類，部分單片機由于功能強大，甚至可以實現通用型、總線型以及控制型三位一體。因此，在實際的工作中，單片機的選擇還需根據實際需要而定。

2 我國煤礦電氣工程自動化的現狀與特點

2.1 我國煤礦自動化控制的現狀

信息技術的不斷發展，使得以信息技術為主的信息化發展逐漸成為了社會發展的主流。然而，隨著信息技術的發展，自動化技術也逐漸的崛起，向著網絡化與智能化的方向不斷發展。進入新世紀以后，我國自動化技術在煤礦采掘領域中得到了廣泛運用，在技術方面也取得了一定的突破。然而，由于我國對煤炭自動化領域的了解較少，發展起步較晚。因此，與發達國家相比，還存在著一定的差距，在未來的發展中，有待于繼續提高。

2.2 煤礦電氣自動化的特點

在我國煤礦開采業發展的初期階段，煤炭采掘工作主要是依靠人工作業來完成。在科學技術不斷發展的今天，我國煤炭采掘技術在吸取了外國先進技術的基礎上，結合本國的實際情況，在采礦技術方面取得了顯著的成效。由此看來，我國煤炭開采作業的發展主要經歷了人工作業、機械作業以及自動化作業三個階段。除了人工作業的階段以外，機械作業則是在自動化與信息化技術的共同作用下，取得了一定的突破。從我國部分煤礦的實際工作情況來看，微處理器在煤礦企業各個領域中已經得到了有效的運用，為了確保其使用的安全，務必要對其使用過程中的實際情況進行監測與提高。

3 單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用分析

3.1 實現漏電保護功能

在我國煤礦電氣自動化控制技術的使用過程中，漏電是其存在的主要問題之一，為煤礦采掘工作的進行以及工作人員的人身安全均構成了嚴重的威脅。漏電現象出現的主要原因，是由于電氣設備中的絕緣電阻，在受到水分、溫度等外界因素的影響，導致其絕緣外殼不斷老化，從而失去原有的絕緣作用與效果，最終導致漏電現象的發生。然而，單片機系統可以充分的利用其自身的高智能化特點，提高對漏電現象檢測結果的準確性，從而使其安全性與可靠性得到了有效的提高。由于單片機在使用的過程中，并不需要進行長時間的相應，因此，還能對受到漏電影響的區域進行停電操作控制。在實際的煤炭采掘工作當中，如果出現了漏電現象，傳感器會在第一時間將信號傳回到接收器，使其形成有效的電信號，經放大器不斷放大后，并由接收器傳送到單片機的端口，待單片機對信號完成了檢測以后，將收集到的電網頻率以及相關信息都發送到單片機中。從而，實現對可能存在的漏電危險進行漏電保護，減少漏電現象對采礦工作安全的影響。

3.2 實現風機節能

從煤炭采掘工作的性質來看，屬于地下高危作業，為了增加地下環境的空氣流通，加快有害氣體的排放，可在適當的位置安裝風機，從而使煤炭采掘作業的安全性得到了大幅度的提高。由此看來，風機對于煤炭采掘工作來說，是不可缺少的設備之一，風機安裝位置的選擇，對煤炭采掘工作也十分重要。良好的風機安裝位置，可以確保井下的風速與風壓均能達到相關規定的要求，源源不斷的為井下工作提供新鮮的空氣，促進有害氣體的排出。在傳統煤礦生產的各個節點上，主要使用可調速與恒速系統進行代替，其調速方式既可以是串級式調速也可以是變頻調試。然而，在單片機使用以后，其風機調節受電路控制，通過相應軟件的使用，代替了傳統的硬件操作，不僅降低了操作上的復雜性，還有效地提高了整個井下排風系統的可控性，從而有效的降低了風機使用過程中產生的成本。

3.3 促進自動化控制效率的提升

在我國煤炭采掘工作進入了機械自動化的時代以后，交流電動機成為煤炭采掘工作的主要設備之一，交流電動機拖動能夠有效的提高開采設備的靈活性，從而使開采效率得到有效的提升。然而，交流電在使用的過程中，不僅會造成大量的電能損耗，而且在其布置的過程中，對其專業程度要求較高，簡單化的布置有可能在使用的過程中發生安全事故，對設備與操作人員的安全均產生了嚴重的威脅。單片機投入使用以后，可以充分的利用其自身的控制系統，對交流電的使用進行良好的控制，通過其自動化控制系統，對交流電動機使用過程中所需的電流與電壓進行有效的控制，使其在確保交流電動機能夠正常使用的情況下，降低到科學合理的范圍之內。如此一來，既保證了煤炭采掘工作的實際工作效率，又使其安全性能方面得到了有效的保障，一舉兩得。

3.4 調高系統中的應用

在煤炭采掘工作中，由于地下煤層并不是始終保持不變的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在實際的采掘過程中，采煤機也不可能始終保持同一開采高度進行采掘，要根據煤層的實際情況進行不斷的調整，從而滿足不同分布與不同厚度的煤層采掘需要。然而，在傳統的機械化煤炭采掘作業中，采煤機的靈活性較差。而單片機的使用，可以有效的實現對傳動采煤機的改造，使其在靈活性與操控性方面都有了較大的改善與提高，從而滿足煤炭采掘作業的實際需要，實現了采煤機采掘高度的可控性調節。

3.5 排水系統中的應用

為了確保煤碳采掘工作的安全，除了提升井下排風效果以外，還要加強井下排水系統的建設，以免導致井下突水等情況的發生。因此，要在礦井下設置排水自動化設備，從而實現礦井排水的自動化管理。單機片的應用，可以有效的提高排水系統的監控水平，從而有效的實現對排水系統中相關信息數據的管理與處理。如果排水系統中的電機，在使用過程中出現了故障，則可使用備用設備重新啟動，而單片機中的PLC則可以對排水泵的使用情況進行遠程操作，同時監控排水工作的進程與進展，有效的提高了排水系統的工作效率，降低了井下安全事故發生的幾率，使煤炭采掘工作的安全性得到了有效的保障。

3.6 采煤自動化中的應用

在煤炭采掘工作自動化控制技術使用的過程中，單片機的使用，可以有效的提高煤礦采掘工作中，相關數據的傳遞速度，使得控制中心與采掘現場之間的聯系更為緊密，實現了控制中心對采掘現場的遠程控制與管理。與此同時，通過對盤區設置的工作面集控系統，能夠對采煤機中的相應機械設備進行自動化控制，使其按照相應的順序自動工作。此外，單片機的使用，還能夠使采掘機在出現故障后自動發出報警信號，嚴重時自動停止工作。單片機在智能電表中的使用，也能夠有效的控制采煤作業中所消耗的電量，從而為煤炭采掘企業減少部分用電成本。

4 結束語

綜合上文所述，煤炭采掘工作的安全與效率，對于我國具有十分重要的意義。由于我國正處在社會經濟轉型的關鍵階段，煤炭資源作為促進社會經濟發展的重要資源，其生產質量與效率對促進我國社會經濟的轉型工作必將起到十分重要的作用。單片機的應用，不僅有效的提高了我國煤礦電氣自動化控制技術的水平，也使得我國煤礦企業未來的發展呈現出高效、優良的趨勢。

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