單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用

文/閻晉龍

隨著科技的快速發展，單片機的應用也隨著廣泛，不僅可以進行邏輯運算，還能夠實現算數計算，因此單片機能夠加快煤礦電氣自動化控制的改進步伐。且近幾年煤礦電氣自動化控制技術已經廣泛應用了單片機技術，同時得到了一定的推廣，那么在應用過程中，如何充分發揮出單片機的有效作用，是目前人們比較重視的問題。因此煤礦企業應加強對單片機技術的應用分析及研究，從而保障安全生產效率。

1 單片機

單片機是現代化技術的產物，屬于微型計算機控制器，借助中央處理器，與定時器、存儲器以及計時器等共同工作，連接輸出與輸入端口，構成集成電路芯片微型計算機。隨著單片機的應用推廣，其被廣泛應用于工業生產中，使工業生產向著自動化、智能化方向發展。

2 煤礦電氣自動化控制技術

煤礦電氣自動化控制技術，其主導為電氣控制系統，動力傳動裝置作為輔助，實現煤礦工業生產的自動化。與傳統控制系統相比，自動化控制技術重視的是各種技術成果的融合，包含智能技術、計算機技術以及網絡通信技術等。同時，電氣自動化技術中，既強調操作自動化，還要求監督掌控全部執行元件運行情況，一旦發現問題，在最短時間內做好處理工作，具有明顯的技術優勢。

3 單片機應用于煤礦電氣自動化技術中的作用

就煤礦電氣自動化控制技術而言，其主要是實現煤礦生產的自動化。而單片機使網絡控制技術，將其有效的應用到煤礦電氣自動化控制技術中，能夠有效提升煤礦生產的機械化程度及煤礦產量。單片機的主要組成部分為電源模塊、存儲器模塊、漏電閉鎖模塊以及通信模塊。在實際應用過程中，單片機的作用是實時保護及監控電氣設備，并收集相關數據，從而實現控制系統的自動化。在煤礦電氣自動化控制技術中有效應用單片機，既能實時監控煤礦，還能為煤礦安全生產及運行提供保障，此外生產過程的自動化及智能化有利于煤礦企業發展，提升企業經濟效益，為社會提供更好的煤礦能源。

4 單片機在煤礦電氣自動化技術中的有效應用

4.1 漏電保護

煤礦企業保護井下供電的主要措施是低壓漏電保護系統，其目的在于避免因為觸電造成人員安全事故。從低壓漏電保護系統的實際應用而言，其原理在于對絕緣電阻進行控制，保證其在一定數值范圍內，確保繼電器正常運行，使總饋電開關將電源切斷，同時通過零序電抗器實現電容電流的補償。雖然漏電保護的使用目的較好，但其主要由分立元件構成，難以保證其可靠性，特別是帶負荷載荷閘中竄在有誤動作。這種情況下在其中應用單片機，使其具有擊落判斷的功能，合閘時保證檢漏回路閉鎖。同時應用單片機結合零序電流方向，當零序電流檢測絕緣后，能夠充分發揮出單片機的運算功能及邏輯判斷功能，這樣在電阻值沒有影響的情況下，可以縮小停電范圍。

4.2 供電監測

供電監測中應用單片機能夠完成實時動態跟蹤監測，保證系統云翔的安全穩定性，降低故障及意外狀況的發生。同時應用單片機實施監測還能對供電企業實現管理，對變電通信分站加強監督及管理，能夠有效保證系統的安全運行，從而有效提升系統的安全可靠性。

4.3 運行監控

煤礦生產過程中，需要操作人員進行用電量統計，這種人工方式不僅無法控制用電量，還加大了操作人員的工作難度。這種情況下可以在其中應用智能電度表，其具有分時累計用電量的優勢，且還能分別打印出日總用電量、高峰期用電量、日低后期用電量以及最高負荷用電量等。當用電量處于超負荷狀態時，系統會自動發出預警，由調度室做好相應的處理工作。而智能電度表，主要由傳感器、外圍設備以及單片機等構成，或直接通過單片機檢測以及微型機構組成。同時從監控系統而言，傳統的環境監控，通常使用手持直讀式的檢測裝置，難以識別出間隔變化。若測量間隔中，瓦斯氣體聚集，有可能會造成爆炸事故。而檢測系統中應用單片機，通過對礦井環境的參數的實時檢測，能夠有效提升礦井安全，且可以提前預警安全風險。

4.4 監控系統

煤礦井下開采工作存在一定的安全隱患及風險，為了保證人員生命安全，應加強礦井的安全管理。在電氣自動化控制技術應用過程中，應對各個環節加強控制，及時發現問題并作出及時處理，使施工安全系數得到全面提高。在煤礦開采過程中，應保證設備檢修的工作效率及質量，設備長時間使用的情況下，需要及時維護及更換零部件。因此應嚴格遵守設備操作及維護標準，實現全方位檢測。同時井下環境惡劣，嚴重威脅著工作人員的生命安全。如排放有毒氣體，無法識別，吸入過多會造成慢性中毒或身心疾病。因此，煤礦企業應對井下環境加強管理及優化，嚴格監測巷道中氣體濃度，一旦濃度超標，立即停止開采工作進行針對性處理。而在其中應用單片機，能夠實時監測全部的井下環境，使監測人員能夠全面掌握及了解井下環境，主要是對有毒氣體進行設備，一旦接近危險值立即處理，啟動通風裝置，為人員安全做好保障工作，從而為煤礦開采的順利開展提供保障。

4.5 調度改造

煤礦電氣自動化控制系統中調度單片機主要是電動機調度以及滾筒采煤機電動兩個方面。就電動機調度而言，其涉及較多功能，如電機車位置跟蹤、信號燈指示等。在系統實際運作過程中，通過可編程序控制調度系統，其控制裝置具有體積小、靈活性強以及功能性強的優勢。此外，就滾筒采煤機調度而言，其在實際應用過程中考慮的主要是煤層厚度，煤礦開采中，應適當調整采煤機，應用傳統人工進行調整，一旦開采山頂煤時，調整相對困難，且容易損壞采煤機。而滾筒采煤機中系統主要構成為單片機，其能夠測定采煤機中驅動電機的實時情況，如定子電流數值，在此基礎上測定負荷情況，一旦負荷超出標準，單片機便輸出控制量，對采煤機高度進行相應的調整。同時，在技術改造方面，就礦井提升機而言，傳統技術是通過調整繞線式交流電動機轉子串電阻的形式，其控制線路相對復雜。對此在其中應用單片機進行技術改造，能夠有效測量速度及電流等。這樣控制系統在實際運行過程中，單片機能夠通過對電流及速度的測量而得出實際負載，在此基礎上對負荷進行控制，能夠有效解決啟動電阻燒壞等部分問題。

4.6 風機節能

風機是煤礦開采中供應空氣的主要設備，也是煤礦生產過程中的核心機械設備之一。煤礦井下生產過程中，對風機風速及壓力具有一定的要求標準。且空氣補充應根據煤礦生產階段的實際情況實施適當的調節，這個過程可以通過調速系統完成。調速系統主要包含鼠籠式異步電動機變頻調速和繞線式交流電動機串級調速兩種方式，這兩種方式中有效應用單片機，不僅便于系統控制，還能保證系統運行的精度以及安全可靠性。

5 結束語

綜上所述，煤礦電氣自動化控制技術中應用單片機能夠為其控制系統提供強有力的技術支持。在實際應用過程中，應準確了解系統設計需求，從運行監控、漏電保護以及調度改造等方面加強單片機應用效果。同時在應用單片機過程中，還應從其他功能方面滿足控制系統設計的需求，且合理的設計數據模塊，保證其合理性，從而保證系統運行的可靠性。