單片機在煤礦電氣自動化中的運用分析

姜本龍

【摘? 要】隨著時代的發(fā)展，自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣闊，自動化技術(shù)應(yīng)用于煤礦電氣設(shè)備中，不僅可以提高生產(chǎn)效率 ，還利于節(jié)省人力資源的應(yīng)用，推動煤礦企業(yè)的發(fā)展。而為了能夠有效應(yīng)用自動化技術(shù)，則可以有機結(jié)合單片機的應(yīng)用。本文對單片機在煤礦電氣自動化中的運用進行論述，希望能夠外有關(guān)單位提供參考。

【關(guān)鍵詞】單片機;煤礦電氣;自動化

單片機是指一種集成電路芯片，由中央處理單元（CPU）、隨機存儲單元（RAM）、存儲器（ROM）、多種I/O接口等組成。單片機可以運算處理大量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動化設(shè)備的自動運行、控制。現(xiàn)代化煤礦生產(chǎn)運行過程中，通常會結(jié)合大量的電氣設(shè)備，結(jié)合單片機技術(shù)實現(xiàn)煤礦電氣設(shè)備的自動化運行，勢必利于推動煤礦生產(chǎn)效率的提高。

1 自動化控制系統(tǒng)的特點

煤礦提升系統(tǒng)是一種功率大、提升能力強的大型運輸設(shè)備，主要由煤礦運輸、水平運輸和井筒提升3個基本環(huán)節(jié)組成，在煤礦生產(chǎn)當中有著非常重要的作用。但是煤礦生產(chǎn)環(huán)境十分惡劣，并且伴有振動及電磁脈沖等因素，這就會對提升系統(tǒng)造成一定程度的影響，從而增加了提升系統(tǒng)故障率，同時也降低了煤礦的生產(chǎn)效率。為此，必須要對煤礦提升系統(tǒng)進行優(yōu)化升級。這就不得不提到電氣自動化系統(tǒng)的應(yīng)用，它具有以下特點：

（1）PLC可根據(jù)煤礦提升系統(tǒng)的狀態(tài)和實際生產(chǎn)情況，通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送操作指令，從而可實現(xiàn)對各水平操作臺之間的數(shù)據(jù)傳輸、聯(lián)鎖操作看，同時還可以給罐籠調(diào)速系統(tǒng)發(fā)出調(diào)速信號，例如起停、設(shè)定速度、運行種類、運行方向、故障復位和安全保護等。（2）PLC具有現(xiàn)代化的數(shù)字控制功能，能夠?qū)γ旱V提升系統(tǒng)中提升容器罐籠的具體方位及運行速度進行全程控制和監(jiān)視，從而能夠確保罐籠按照規(guī)定的S形速度運行以及在運行過程中的半自動加速、減速和準確平層，并且還能夠通過數(shù)字式和直線式動態(tài)來顯示罐籠的具體方位。（3）PLC 具有現(xiàn)場監(jiān)控功能，可以對煤礦生產(chǎn)的整個過程進行監(jiān)控。一-旦提升系統(tǒng)出現(xiàn)故障，PLC便能夠快速、及時地做出響應(yīng)，并根據(jù)故障種類進行相應(yīng)處理，同時向控制臺發(fā)出報警，指出故障產(chǎn)生的具體部位和類型，例如緊急停車、故障停車等故障報警，操作人員可根據(jù)不同類型的報警采取相應(yīng)的維修工作。（4）在整個煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中， PLC都有著非常重要的連接作用。它通過現(xiàn)代化通信技術(shù)將現(xiàn)場生產(chǎn)設(shè)備與中央控制臺聯(lián)系在一起，并利用C30通訊及互聯(lián)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)信息傳輸，從而保證了控制臺對現(xiàn)場生產(chǎn)過程的實時操作與監(jiān)控。

2 單片機在礦井自動抄表系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1數(shù)據(jù)采集中的運用

礦井中的供電系統(tǒng)中，正常供電、斷電控制、緊急供電都可以有效結(jié)合單片機的應(yīng)用，滿足礦井下對供電的不同要求。在正常供電過程中，礦井供電系統(tǒng)主要是民用電源，這種電源可以經(jīng)過單片機連接，直接連接電度表，電度表便會形成供電的度量。 例如單片機89C51，其存儲區(qū)電度表讀數(shù)會因電度表高低電平而發(fā)生相應(yīng)的變化;而單片機 89C2051 就不同，它在正常供電的情況下，僅能檢測到脈沖的變化，而不像單片機 89C51 那樣根據(jù)電度表高低電平的變化而計數(shù)。 在斷電的情況下，后備電源開始工作時，單片機 89C51 就會停止工作，這時就應(yīng)利用上單片機 89C2051，因為它會接替 89C51 的工作，對電度表進行檢測、計數(shù)。

2.2無線架構(gòu)下的監(jiān)測體系

目前，超出九成的提升機采用交流路徑下的電動機作為原始動力。與此同時，現(xiàn)有的電動機整合了繞線架構(gòu)內(nèi)的轉(zhuǎn)子電阻，融合了混合態(tài)勢下的管控電路，調(diào)和原始的電流時間。在管控性能這-層級上混，合架構(gòu)的線路帶有優(yōu)越性;然而若預設(shè)的負載頻繁更替，帶有輔助特性的觸點偏多，則會凸顯出線路復雜的態(tài)勢，這就限制了機械應(yīng)有的啟動特性，限縮了自動成效。若采用單片機這一核心技術(shù)替換最初的管控技術(shù)則可以隨時查驗系統(tǒng)速率以及這一時段的電流。依據(jù)測量得來的負載差值妥善去切除固有的電阻，就可以回避機械固有的啟動沖擊，也限縮了繼電器初始的動作值，回避了頻繁態(tài)勢下的數(shù)值調(diào)整。

2.3應(yīng)用架構(gòu)下的漏電保護

若要保障井下的供電系統(tǒng)就要采用低壓態(tài)勢下的漏電保護裝置。這樣能限縮觸電傷亡幾率，創(chuàng)設(shè)保護路徑。目前，大多數(shù)煤礦都采用了合規(guī)的檢漏配件，它們在銜接好的線路上會存在差異。但是檢漏配件的預設(shè)原理具有- -致性。具體而言，若查驗到的絕緣電阻被限縮至預設(shè)的整定值，則總饋電這樣的開關(guān)會切斷體系固有的電源。除此以外還安設(shè)了零序電抗以便補償原初的電容電流。

3 單片機在滾筒采煤機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的運用

煤礦的生產(chǎn)運營過程中，采煤是重要的工作，實際的煤炭采集時，常見煤層厚度不均勻的情況，為了能夠有效采煤，則需要檢修及時調(diào)整采煤機，使其適應(yīng)煤層的厚度。這種調(diào)節(jié)過程往往是由人力完成，然而，根據(jù)實際調(diào)節(jié)現(xiàn)象來看，需要調(diào)節(jié)人員擁有較為豐富的經(jīng)驗，但確保厚度的準確也常見采煤機接觸到巖石的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象從側(cè)面而言，降低了采煤機的使用壽命，若造成設(shè)備的損壞，對于生產(chǎn)效率也會產(chǎn)生影響。結(jié)合現(xiàn)代化單片機元件，一種滾筒采煤機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以有效地解決相關(guān)問題。該系統(tǒng)設(shè)備的主要工作原理，即在線進行采煤機驅(qū)動電機定子電流的連續(xù)測量，根據(jù)測量數(shù)據(jù)、計算公式，則可以把所得數(shù)據(jù)帶入到公式中進行計算，該結(jié)果則能夠直接反映出機械設(shè)備負荷的變化。具體而言，在采煤過程中，若接觸到與煤炭硬度完全不同的巖石時，機械設(shè)備的負荷則會增大，此時，采煤機的高度就會根據(jù)單片機輸出值進行調(diào)整，通過自動控制，繞過對巖石的開采、挖掘。

4 單片機在鋼絲繩張力無線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

煤礦的生產(chǎn)開采過程中，礦井提升機設(shè)備通常是由交流電動機作為動力進行工作的，這種電機主要以消耗交流電動機作為動力，常采用繞線式交流電動機轉(zhuǎn)子結(jié)合電阻、電流時間混合式控制線路。這種提升機的應(yīng)用，在時間控制上具有更優(yōu)越的性質(zhì)，但也存在負載變動幅度較大時，其運行效率不高的現(xiàn)象。結(jié)合現(xiàn)代化單片機，將單片機控制系統(tǒng)應(yīng)用于鋼絲繩張力無線監(jiān)測系統(tǒng)中，系統(tǒng)性能會得到較大改善，速度、電流的測量相對簡單，也利于降低剛啟動時系統(tǒng)對設(shè)備的沖擊，進而提升了機械設(shè)備的性能。實際的工作原理，即系統(tǒng)能夠根據(jù)實際負載情況對電阻進行調(diào)節(jié)，降低剛啟動過程，提升過程對設(shè)備的沖擊。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著實地的發(fā)展，自動化技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣闊，煤礦采煤過程中，涉及的電氣設(shè)備眾多，有機結(jié)合自動化技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠提升采煤效率，對于推動煤礦企業(yè)的發(fā)展也能夠形成積極意義。而在自動化技術(shù)的應(yīng)用過程中，有機結(jié)合單片機的應(yīng)用，則能夠大為優(yōu)化自動化設(shè)備的生產(chǎn)運行，進一步提升采煤效率。對此，有關(guān)煤礦生產(chǎn)單位應(yīng)認識到應(yīng)用單片機的積極作用，為煤礦的可持續(xù)發(fā)展提供動力。

參考文獻

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