露天礦電氣自動化控制技術中單片機的運用

張寶玖，劉秋義（內蒙古霍林河露天煤業股份有限公司，霍林郭勒，028000）

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露天礦電氣自動化控制技術中單片機的運用

張寶玖，劉秋義
（內蒙古霍林河露天煤業股份有限公司，霍林郭勒，028000）

摘要：本文從概述露天礦電氣自動化控制技術中單片機的運用出發，探討了漏電保護、風機節能、變電所運行記錄、井下環境的監控系統、提升機的技術改造、井下電動機調度系統、滾筒采煤機的自動調高系統等方面的實際運用。以期為相關的理論研究和具體的實踐工作提供借鑒。

關鍵詞：露天礦；電氣自動化控制技術；單片機

1 露天礦電氣自動化控制技術中單片機的運用概述

1.1 露天礦電氣自動化控制技術運用單片機的意義。從我國目前的煤礦電氣控制技術運用實踐來看，當前煤礦企業生產的自動化是當前最主要的任務之一。要采用電氣控制系統對各種類型的電動機動力傳動裝置開展更為深層的研究。隨著當前信息技術的飛速發展，在露天礦電氣自動化控制技術中運用單片機，能夠顯著提升我國煤礦企業的煤礦產量和煤礦的機械化技術水平，成為起重要作用的網絡化自動控制系統，顯著促進我國煤礦企業的現代化發展。

1.2 單片機的工作原理。在單片機工作模塊中，電源模塊以及存儲器模塊是最為重要的兩個部分。但是也同時包含漏電閉鎖模塊以及通信模塊兩個部分。它利用實時監控以及電氣設備的保護，采用多通道數據傳輸模式，實現自動化控制。在其實際運行過程中，要開展電信號的適當處理工作，在此基礎上進行電壓信號的轉換，并且傳送到CPU，實現到數字信號的轉換。以此為前提，繼續進行電腦的處理工作，最終顯示于顯示器中，實現信號的閉鎖狀態。在這項技術的利用過程中，不僅需要進行較廣范圍內的簡單設備操作，但需要聯合其他微電子技術以及計算機技術，實現自動化以及智能化的提升。

2 露天礦電氣自動化控制技術中單片機的實際運用分析

2.1 漏電保護。為了保證煤礦井下的安全供電，有效避免人身觸電傷亡現象，需要做好漏電保護措施。從我國目前廣泛使用的集中檢漏設備運用實踐來看，在線路方面存在著較多的差異，但是原理是大同小異的。首先，當絕緣電阻下降到一定的整定值時，會觸發繼電器進行運作，促使總饋電開關將電源切斷。其次，都存在零序電抗器，滿足對于電容電流的補償需求。對于大部分的檢漏設備來說，分立元件是受到廣泛青睞的元件之一，但是其存在可靠性低的缺點，尤其是在帶負荷載荷閘的瞬間，非常容易出錯。在實際運用過程中，需要充分利用單片機的擊落判斷功能，在合閘的瞬間進行檢漏回路的閉鎖；充分利用單片機的邏輯判斷功能以及高精度的算術運算功能，開展精確的測量，促使工作電阻值保持在固定不變的水平內，大大提升裝置的可靠性，有效避免停電范圍的進一步擴大。

2.2 風機節能。在煤礦生產中，風機是必不可少的一項固定設備。在煤礦井下，風機的主要任務是進行空氣的供應。因為煤礦生產對于井下的風速和風壓都有一定的要求，而且煤礦生產中的階段不同，井下的空氣需求量也不盡相同。為了解決這個問題，需要做好恒速系統的替換，實現調速系統的安裝。對于調速系統來說，繞線式交流電動機串級調速或者鼠籠異步電動機變頻調速都是可以被充分利用的技術。如今的數字化控制技術主要以單片機為技術基礎，以上兩種技術已經逐漸發展成熟，能夠在控制電路復雜性等方面發揮重要的作用。與此同時，利用軟件進行大量硬件邏輯電路的替代，能夠顯著提升系統的可靠性和控制精度，實現系統造價的降低。

2.3 變電所運行記錄。在煤礦生產中，變電所是一個起關鍵性作用的部門。這個部門的安全可靠運行能夠對煤礦的安全穩定生產起到至關重要的作用。但是從長期的實踐來看，在對煤礦的用電量進行統計時，操作人員手工統計是最為主要的統計方式。但是從目前的能源利用狀況來看，電業部分對于各個工礦企業的用電都進行了合理的配額，實現一定的限制效果。尤其是對于煤礦企業的短時用電量最大值的定額限制來說，要求更為嚴格。如果煤礦企業的用額超過設定的額度，需要交納一定的罰款。這對于中大型煤礦來說，是一筆較大的支出。因此，露天煤礦企業需要充分利用高科技的智能電度表，實現這筆支出的節省。

因為智能電度表具有以下顯著的優勢，因此受到了廣泛的青睞。首先，它能夠實現各部門用電負荷的實時計算，對用電量進行分時累計。其次，能夠實現各項結果的打印，包括對于每小時全礦正電負荷結果的打印，每小時用電量的打印等。最后，能夠對超負荷現象進行處理，一旦全礦在用電的高峰期出現超負荷現象，那么就能進行連續報警，值班人員向全礦生產調度室發出相關通知，并且依次向下級部門反映，最終爭取通過單片機檢測以及微型機構的檢測實現二級系統的檢測。

2.4 井下環境的監控系統。在井下環境中，手持直讀式就地檢測裝置是較受青睞的的檢測裝置，不能夠對間隔內的變化進行測量。因為井下的瓦斯存在在二次測量的間隔內聚集到發生爆炸的程度的可能性，所以非常容易對煤礦的安全造成威脅。在井下環境的檢測系統的協助下，能夠實現對礦井環境相關參數的連續檢測，有效提升礦井安全，實現相關管理的改善以及隱患的預測。除此之外，還有助于瓦斯積聚地段的及時發現并且確定，將火災的源頭進行控制，實現檢測系統的報警處理，便于及時制定有效補救措施。

2.5 提升機的技術改造。從我國的露天礦電氣自動化控制技術中單片機的運用實踐來看，約有百分之九十以上的礦井提升機是利用交流電機進行拖動的，而且采用的主要方式是繞線式交流電動機轉子串電阻的調速方法。在控制線路方面，電流時間混合方式的控制電路占主體。對于這種控制電路來說，在性能上相比單純時間控制來說，存在較多優勢，但是當負載出現很大變動的時候，在啟動特性方面仍存在不理想的現象。除此之外，它還存在線路復雜、輔助觸點多以及調整難度大等缺陷。因此，以單片機為核心的控制系統的優勢就凸現出來，可以充分利用其進行技術改造，通過單片機系統對速度、電流等參數進行實時測量，實現實際負載的得出。在對每一鉤的負載進行分析的基礎上，遵循恒加速度啟動的原則，利用單片機控制電阻的切除。通過這種方法，能促進啟動的平穩運行，有效避免因為對于機械系統的沖擊過大而造成的相關危害。與此同時，還大大節省了因為對電流繼電器動作值進行調整而產生的成本和人力消耗，實現成本的降低。

2.6 井下電動機調度系統。井下電動機調度系統又被稱為“信集閉”系統。利用井下電動機調度系統對井下的電機車進行統一的調度，能夠有效防止運輸事故的產生，促進安全生產的實現。這項系統主要包含以下功能。第一，對井底電機車進行全盤調度。第二，岔道口信號燈指示。第三，對各電機車在鋼軌上的實時位置進行跟蹤，并且顯示在模擬顯示盤上。第四，對尾車進行自動監視。井下電機車調度系統能夠被可編程序控制，實現控制線路的大大簡化，將所有的邏輯關系都交由軟件處理，提升靈活性以及功能性，縮小裝置體積等都是其發展方向。

2.7 滾筒采煤機的自動調高系統。煤層的厚度會隨著開采過程的推進而不斷發生變化。這對采煤機提出了更高的要求，即能夠隨著煤層厚度的變化進行適當的調整。在傳統的方式下，這些調整都是依靠人工實現的。不僅提升了操作成本，還會因為操作頻繁而降低采煤機的壽命。滾筒采煤機的自動調高系統就能夠實現這一問題的很好解決。單片機在這個系統中充當重要的角色，能夠根據定子電流的值進行負荷變化情況的測量。

3 總結

研究露天礦電氣自動化控制技術中單片機的運用的諸多問題，對于當下煤礦企業的發展趨勢來說，具有重要的現實意義。

參考文獻

［1］吳琦.煤礦電氣自動化控制技術中單片機的應用［J］.硅谷，2015，（3）：118-118，120.

［2］張飛.煤礦電氣自動化控制技術中單片機的有效運用［J］.大科技，2015，（8）：260-261.

［3］崔智明.煤礦電氣自動化控制技術中單片機的應用［J］.科技創新與應用，2015，（24）：126-126.

The use of electrical automation control technology of single chip microcomputer in open-pit mine

Zhang Baojiu，Liu Qiuyi
（Inner Mongolia Huolinhe opencut coal Limited by Share Ltd， holingol，028000）

Abstract：This paper from the overview of open-pit mine electrical automation control technology in MCU application of the practical application of the earth leakage protection，energy-saving fan，substation running records，the underground environment monitoring system，enhance the technological transformation of the machine，the downhole motor scheduling system，drum shearer automatic height adjustment system is discussed.In order to provide reference for theoretical research and practical work related.

Keywords：opencast mine；electrical automation control technology；SCM