單片機(jī)在礦山電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用研究

摘 要：工業(yè)化進(jìn)程的加快，帶動了社會生產(chǎn)力水平的提高，也使得社會對于各類礦產(chǎn)資源的需求不斷增加。從保證生產(chǎn)安全，提高生產(chǎn)效率方面考慮，礦產(chǎn)企業(yè)引入了電氣自動化控制技術(shù)，實現(xiàn)了各類設(shè)備的自動化和智能化控制。文章結(jié)合礦山電氣自動化控制的相關(guān)內(nèi)涵，對單片機(jī)在其中的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析和研究。

關(guān)鍵詞：單片機(jī)；礦山；電氣自動化控制技術(shù)；應(yīng)用

前言

進(jìn)入21世紀(jì)后，微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，使得單片機(jī)在越來越多的行業(yè)和領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用，憑借其本身的算術(shù)運算功能和邏輯運算功能，可以實現(xiàn)電氣設(shè)備的自動化控制，有效減少人工操作，降低風(fēng)險隱患。在礦山電氣自動化控制技術(shù)中，應(yīng)用單片機(jī)，能夠在保證生產(chǎn)安全，降低開采耗能的同時，提升開采效率，發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用。

1 單片機(jī)與礦山電氣自動化控制技術(shù)

單片機(jī)，全稱單片微型計算機(jī)，也稱微控制器，是一種將中央處理器、存儲器、定時器、計時器以及各種輸入輸出接口集成在一塊集成電路芯片上的微型計算機(jī)，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著非常廣泛的應(yīng)用，是實現(xiàn)電氣自動化和智能化控制的關(guān)鍵所在。

礦山電氣自動化控制技術(shù)的主要是以各類機(jī)械設(shè)備和控制系統(tǒng)為對象，實現(xiàn)礦產(chǎn)的自動化開采。相比較傳統(tǒng)電氣控制技術(shù)采用的邏輯控制系統(tǒng)，電氣自動化控制技術(shù)集成了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及自動控制技術(shù)等，在礦山生產(chǎn)的應(yīng)用中，必須關(guān)注兩個基本的原則[1]，一是先識機(jī)，后識電。簡單來講，就是必須首先了解礦山生產(chǎn)中使用的各種機(jī)械設(shè)備的構(gòu)造和運行狀況，掌握設(shè)備的日常運行規(guī)律和實際需求，然后以此為基礎(chǔ)，對電力拖動控制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行民姑且，為電氣控制系統(tǒng)的分析和改造奠定良好的基礎(chǔ)；二是先識主，后識輔。識主是指從電氣控制的主回路開始，進(jìn)行電路圖的識別，識輔則是以主電路為切入點，指針對電路進(jìn)行全面識別和解讀，了解電氣設(shè)備的控制要求，分析控制的具體內(nèi)容。

將單片機(jī)應(yīng)用到礦山電氣自動化控制技術(shù)中，有著非常顯著的效果，一方面，單片機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)的一部分，能夠提升礦山設(shè)備的自動化水平，保證良好的作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率；另一方面，在單片機(jī)中，除基本的電源模塊和儲存器模塊外，還包括了漏電閉鎖模塊和通信模塊，可以結(jié)合多通道的數(shù)據(jù)傳輸，構(gòu)建自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用平臺，具備良好的融合性，可以實現(xiàn)與其他微電子技術(shù)、自動化技術(shù)等的有效結(jié)合，進(jìn)一步提升電氣設(shè)備的自動化和智能化水平[2]。

2 單片機(jī)在礦山電氣自動化控制中的應(yīng)用

2.1 供電監(jiān)測

單片機(jī)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)對于供電的可靠監(jiān)測，保證礦山系統(tǒng)的供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，減少電力系統(tǒng)問題。就實際應(yīng)用而言，將單片機(jī)應(yīng)用到供電監(jiān)測中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對于礦山供電的基礎(chǔ)管理，還可以實現(xiàn)對變電所通信分站中電壓電流信息的管理，起到一定的保護(hù)作用，進(jìn)一步保證供電系統(tǒng)的運行的可靠性。

2.2 漏電保護(hù)

漏電保護(hù)的基本原理，是當(dāng)控制系統(tǒng)檢測到絕緣電阻下降到一定程度時，自動切斷總開關(guān)，從而減少觸電事故，確保電壓處于一種相對穩(wěn)定的狀態(tài)。而在傳統(tǒng)漏電保護(hù)中，保護(hù)裝置的運行時間較長，而且會產(chǎn)生較大的電流，影響系統(tǒng)安全。利用單片機(jī)的計算能力，可以實現(xiàn)對零序電流和直流電流的準(zhǔn)確測量分析，保證電阻本身的穩(wěn)定性，進(jìn)而提升系統(tǒng)的可靠性[3]。

2.3 風(fēng)機(jī)管理

在很多時候，礦山生產(chǎn)都是采用的井下開采模式，良好的通風(fēng)系統(tǒng)是保證井下生產(chǎn)順利進(jìn)行的基礎(chǔ)和前提，同時也是控制安全隱患的關(guān)鍵。在當(dāng)前的技術(shù)條件下，礦山開采采用的仍然是以人工開采為主的形式，為了對井下工作環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，保證安全，風(fēng)機(jī)是必須的，但是其在持續(xù)運行過程中，會消耗大量的電能，影響礦山企業(yè)的效益。對此，企業(yè)需要把握風(fēng)機(jī)的運行也行，將單片機(jī)應(yīng)用到電氣自動化控制系統(tǒng)中，在中央處理器內(nèi)部輸入風(fēng)機(jī)的性能參數(shù)、電機(jī)實時運行參數(shù)以及相應(yīng)的統(tǒng)計信息，使得管理人員能夠了解風(fēng)機(jī)的實際運行情況，判斷其運行狀態(tài)，從而實現(xiàn)對于風(fēng)機(jī)的有效控制，在保證井下通風(fēng)的同時，減少能耗。不僅如此，在不斷的發(fā)展過程中，傳感器以及各種外圍智能設(shè)備也得到了應(yīng)用，與單片機(jī)一起強(qiáng)化了控制系統(tǒng)的控制精度，效果更加顯著。

2.4 監(jiān)控系統(tǒng)

井下采礦作業(yè)存在著很大的安全隱患，必須做好監(jiān)控工作，一旦發(fā)現(xiàn)問題可以及時進(jìn)行處理，杜絕安全事故的發(fā)生。對于采礦人員而言，在開展井下開采作業(yè)時，應(yīng)該提前做好設(shè)備的檢驗工作，對其中存在的隱患進(jìn)行及時處理，同時嚴(yán)格按照規(guī)范的作業(yè)流程進(jìn)行操作，強(qiáng)化對于開采過程的監(jiān)控，對一些比較常見的事故進(jìn)行有效預(yù)防。在井下作業(yè)中，許多有毒有害氣體本身無色無味，難以識別，單純依靠人工監(jiān)控，想要完全杜絕此類安全事故的發(fā)生非常困難，在這種情況下，就需要用到現(xiàn)代井下監(jiān)控系統(tǒng)，做好巷道內(nèi)氣體濃度的實時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)濃度超標(biāo)及時報警，提醒作業(yè)人員注意[4]。單片機(jī)的應(yīng)用，可以在很大程度上提升礦山井下監(jiān)控系統(tǒng)的自動化性能，將整個礦山納入到系統(tǒng)的監(jiān)控范圍內(nèi)。利用單片機(jī)的勘測功能，監(jiān)控人員能夠隨時了解井下環(huán)境中的氣體成分和濃度，對其中的有毒有害氣體進(jìn)行識別和重點監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)其濃度接近危險值，單片機(jī)會向控制中心發(fā)出信號，啟動通風(fēng)裝置或者提醒井下作業(yè)人員注意，預(yù)防氣體爆炸事故或者中毒現(xiàn)象。將單片機(jī)引入到井下監(jiān)控自動化系統(tǒng)中，可以顯著提升井下作業(yè)的安全性，為礦山生產(chǎn)提供良好的保障。

2.5 電氣節(jié)能

在礦山生產(chǎn)中，交流電是一種比較普遍的供電類型，能夠在很大程度上提升開采的效率，使得開采設(shè)備的工作變得更加靈活，更加高效。但是，交流電會導(dǎo)致設(shè)備耗電量的增大，而且在布設(shè)方面非常復(fù)雜繁瑣，存在的安全隱患也更多，稍不留神就可能會引發(fā)安全事故。假定交流電設(shè)置錯誤，其不僅會影響供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性，還可能對電氣設(shè)備造成危害，引發(fā)難以估量的經(jīng)濟(jì)損失。為了避免這些問題的出現(xiàn)，可以將單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用其中，單片機(jī)本身獨有的性能可以實現(xiàn)對交流電電流的可靠控制，有效降低電流形成的壓力，使得電壓和電流能夠保持在一個相對穩(wěn)定的水平中，這樣，一方面仍然可以發(fā)揮其提升開采效率的功能，另一方面也可以減少設(shè)備損耗，避免電能的過度浪費，提升礦山開采的安全性。因此，在礦山開采中，應(yīng)該合理應(yīng)用單片機(jī)，針對大量使用交流電所引發(fā)的問題進(jìn)行解決，憑借單片機(jī)本身的優(yōu)勢，確保開采作業(yè)的平穩(wěn)性和高效性[5]。

3 結(jié)束語

綜上所述，計算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)以及自動化控制技術(shù)等的快速發(fā)展，使得單片機(jī)技術(shù)在礦山開采作業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，推動了礦山的智能化建設(shè)，在保證開采效率的同時，實現(xiàn)了資源的綠色開發(fā)以及高效利用，同時也促進(jìn)了礦業(yè)生產(chǎn)效率和生產(chǎn)水平的提高。對于技術(shù)人員而言，應(yīng)該立足礦山實際，確保單片機(jī)在電氣自動化控制系統(tǒng)中的合理應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)我國采礦業(yè)的穩(wěn)定快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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