單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用

趙尚上　潘文政

摘要：科學技術的不斷進步，社會經濟的不斷發展，使得人們對于煤礦能源的需求不斷增加，為了更好地加大煤礦開采的力度，電氣控制自動化技術作為實現煤礦開采升級改造的創新技術，給煤礦生產帶來了安全可靠的工作環境。而單片機作為電氣控制技術的核心應用，其不僅提高了煤礦采掘工作的安全性和穩定性，同時還促進了煤礦企業的可持續發展。

關鍵詞：單片機；煤礦；電氣自動化控制技術；應用

前言

近幾年，隨著我國科學技術的突飛猛進，使得整個社會發生了翻天覆地的改變，特別是電子信息技術的飛速發展，促進了單片機在煤礦資源開采時效率的提升，不但節約了人力成本，同時還降低了由于人為因素造成的風險隱患，對于促進我國傳統工業改革具有十分重要的作用。

1關于單片機的理論分析

1.1單片機概念

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。

1.2單片機分類

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。控制型單片機在生活中十分常見，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。

1.3基本結構

單片機的組成結構實際上比較簡單，主要是由集成式儲存模塊、電源控制模塊、信息傳輸模塊、電路應急處理模塊四個部分構成，單片機對數據的處理系統主要是中心中央處理器和電路控制處理器，這兩個系統對數據有很強的處理能力。單片機應用在煤礦電氣自動化控制技術中的主要作用，是對數據進行有效處理和實時分析。把傳感器采集的數據進行快速的分析后，傳送給執行裝置，執行裝置通過控制電源的開關來實現自動化的過程。

2單片機在煤礦電氣自動化技術的應用路徑

2.1漏電保護

低壓漏電保護措施是保證對礦產資源進行開采作業時保障井下安全生產的措施之一。常規的漏電檢測設備是互相獨立的元件，無法實現檢測的智能化，并且在檢測過程中需要較長的檢測時間操作起來也比較復雜，在檢測過程中還容易出現檢測死角和檢測盲區。使用單片機對電路進行漏電檢測，可實現智能化檢測，并且檢測速度非常的迅速。單片機智能化系統會自動地判斷出漏電的位置和電路中存在功率異常的位置，在電路斷開的瞬間會對整體電路進行一次檢測，保障斷路后不會出現其他線路的功率過高現象。在正常的使用過程中，單片機檢測系統會適時的對回路進行一次檢測保障回路中無安全隱患，單片機檢測結果快速精準并且沒有檢測死角和檢測盲區，很少出現檢測失誤和無法顯示的情況，而單片機的運行系統比較穩定不會出現系統崩潰的現象，位井下作業提供一個安全保障，同時也保障煤礦開采的安全性。

2.2供電監測

單片機在供電監測中的應用能實現動態實時跟蹤監測，使得整個系統運行更加安全和穩定，減少意外情況或者故障問題。同時，單片機監測還能實現對供電企業的管理，加強對變電所各通信分站的監督與管理，能更好地起到保護的作用，確保供電系統運行的整個安全性和可靠性。

2.3在運行監控中應用

在煤礦生產活動中，用電量的統計方面大多是由操作人員進行實現，不僅難以控制用電量，工作強度也很高。這種情況需考慮引入智能電度表，裝置優勢為分時段累計用電量。用電超負荷狀態時，系統就會發出報警，調度室要做好處理。其中，智能電度表構成主要是以傳感器、單片機和外圍設備為主，或者用單片機檢測、微型機構組成。從監控系統看，原始的井下檢測，監控裝置以手持直讀式為主，間隔變化難以辨識，若兩次測量的間隔瓦斯聚集，會引起爆炸。煤礦電氣自動化技術通過單片機來實現井下監控，通過礦井環境的參數，有利于提高礦井安全，針對可能風險進行提前預警。對煤礦工作來說，安全工作最重要，想對項目集中管控，就要對井下操作數據進行傳遞和管控，建立數據收集機制。同時，對井下工作進行環境監測，能為施工人員的安全提供保障，也為指揮人員提供決策參考，保證工程的有序進行。總之，單片機在電氣自動化技術中，可以在提高監測水平同時，確保檢測數據的連貫性，有效的改善工程管理效果。就是說，單片機能有效的保證人員安全，對隱患進行預測。

2.4風機管理

平時煤礦開采人員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。煤礦的不同階段，井下空氣的質量有所不同，采用單片機為基礎的調速系統，這是控制安全隱患的關鍵，運用軟件可以減少控制電路的復雜性，大大提高系統的可靠性。當前，我國煤礦開采還是以人工為主，為了提高井下作業的安全性，優化工作換進，必須引進風機技術。所以，技術人員必須掌握風機的運行原理，將單片機合理運用到電氣自動化控制系統中，在中央處理器中設定風機、電機實時運行參數等，以便于對風機工作情況進行監督和管理，并判斷運行狀態。風機的引進不僅能保證井下作業環境，還能減少能耗。隨著現代電子設備的不斷完善，傳感器以及各種外圍智能設備也均被應用到實際生產活動中，與單片機一起優化了控制系統，提高了其控制精準度，效果顯著。

2.5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。

結束語

綜上所述，單片機作為當前很多領域實現智能化的必備元件之一，其以自身特點深受各領域的喜愛，其不僅改變了傳統的控制模式與控制理念，并且還實現了全面智能化。

參考文獻：

[1]張均.單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用分析[J].電子制作，2018（02）：69-70.

[2]鄭俊花.單片機在煤礦電氣自動化控制中的應用[J].設備管理與維修，2017（19）：145-147.

[3]楊正.淺述單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用[J].化工設計通訊，2017，43（10）：163.