關于單片機在煤礦電氣自動化中的應用探討

覃運志 陳海毅 吳昶

摘 要：本文將對單片機工作原理進行闡述，并詳細探究其在煤礦電氣自動化中的運用，希望可以為相關工作者的研究提供一些幫助。

關鍵詞：單片機；煤礦；電氣自動化

前言：進入新時代后，隨著科學技術(shù)快速發(fā)展，單片機在各個領域中得到了廣泛運用，特別是在煤礦電氣自動化中。因此，必須在掌握單片機工作原理的基礎上，加強其在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的運用，充分發(fā)揮出其作用，保證機電設備平穩(wěn)運行，從而促進我國煤礦產(chǎn)業(yè)更好發(fā)展。

一、單片機工作原理

單片機的邏輯運算功能和編程能力較強，這使得其被廣泛運用到煤礦的電氣自動化控制中[1]。單片機CPU控制處理器十分強大，其擁有先進集成技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡在線控制，在一定程度上，可以將其當作具備在線控制功能的一個電子計算機，并利用線路或者是網(wǎng)絡鏈接方式，促進電氣機電設備控制的實現(xiàn)。同時，單片機還具有較強的抗干擾能力，可以有效適應復雜礦井工作環(huán)境；體積較小，能夠大面積和其他電器設備箱配合；成本較低，可以被廣泛運用到大規(guī)模日常生產(chǎn)中。當前，常見單片機是由智能通信器、電子數(shù)據(jù)存儲器、漏電閉鎖器以及電路電源等組成的。雖然一些具備特定功能單片機的基礎零件會存在差異，但依然是在這些內(nèi)容上進行改裝。

二、煤礦電氣自動化中運用的單片機

（一）漏電保護裝置

漏電保護的主要目的就是防止出現(xiàn)觸電事故，具體原理則是保證絕緣電處在合理范圍內(nèi)，使繼電器平穩(wěn)運行，并且總饋電開關具備電源切斷功能，而電容電流補償則主要是利用電抗器來完成。要想促進可靠性的提升，還應該適當增加硬件電路，即單機片P3.1、P3.2和24C08相接來實現(xiàn)掉電保護控制，P3.3成為欠壓保護電路，而P3.7則是程序控制復位電路。在電機出現(xiàn)過流問題時，P3.6位會導致繼電器跳閘，從而使電機斷電，而在出現(xiàn)過載問題時，P3.4位則會發(fā)出報警信號。同時，還要加強對74LS244的利用，為報警信號、過流、過載以及欠流等顯示電路提供便利。將單片機運用到漏電保護裝置中，通過和零序電流方向的結(jié)合，在其完成絕緣檢測之后，可以充分發(fā)揮出單片機判斷與運算功能，并在保證工作電阻值穩(wěn)定的狀態(tài)下，縮小停電范圍。在實際工作過程中，若選擇性漏電保護裝置工作時間較長、有著較大動作電流，則會給操作安全性帶來不良影響。針對這一情況，必須有效結(jié)合單片機與零序電流方向，展開實時保護，促進選擇性漏電保護的形成，提高運行可靠性與運算精準性，并將規(guī)模停電現(xiàn)象降到最低。總而言之，在漏電保護中，單片機不但可以把靜態(tài)補償變換成動態(tài)補償，獲得理想補償效果，還能夠?qū)ΡＷo動作時間進行自動調(diào)整，有利于生產(chǎn)活動正常、安全展開。

（二）調(diào)度改造

對煤礦電氣自動化而言，單片機的調(diào)度作用主要表現(xiàn)在采煤機電動、滾筒以及電機調(diào)度等方面。例如，井下電機調(diào)度系統(tǒng)就具有電機車全盤調(diào)度、信號燈指示以及位置跟蹤等功能，在實際運行過程中，可以通過對可編程序的利用來布控整個系統(tǒng)，并呈現(xiàn)出功能性強、靈活性高以及體積小等特點。而滾筒采煤機系統(tǒng)的調(diào)度則要對煤層厚度進行充分考慮，并適當調(diào)整采煤機。在改造礦井提升機時，以往主要采取的是交流電機轉(zhuǎn)子串電阻方式，但這一方法過于復雜，在實際改造過程中存在較大難度，而將單片機運用其中，則可以對速度、電流等進行有效測量。在控制系統(tǒng)實際運行過程中，單片機可以通過對速度、電流的測量，獲得實際負載，并在這一基礎上，保證負載控制的合理性，有效解決各種問題，如繼電器頻繁調(diào)整、啟動電阻燒壞等。在具體項目管理過程中，操作人員還可以通過對單片機的引入來促進技術(shù)改良的實現(xiàn)，實時測試電流、速度。總而言之，將單片機運用到煤礦自動化中，不但可以有效調(diào)度井下電機，為系統(tǒng)平穩(wěn)、安全運行提供有力保障，還能夠?qū)Χㄗ与娏鬟M行持續(xù)測量，有效收集負荷結(jié)構(gòu)，有利于工作效率的大幅度提升。

（三）運行監(jiān)控

煤礦生產(chǎn)活動中的用電量統(tǒng)計工作通常是由操作人員完成的，不但無法對用電量進行有效控制，還有著較大的工作強度。針對這一情況，必須加強對智能電度表的運用，其能夠分時段對用電量進行累計，并且當處在超負荷狀態(tài)下，系統(tǒng)還會及時發(fā)出警報，而調(diào)度室則應該及時展開處理。通常情況下，智能電度表主要由外圍設備、單片機以及傳感器構(gòu)成。在監(jiān)控系統(tǒng)方面，原始井下監(jiān)控、檢測裝置主要運用的是手持直讀式，無法有效辨別間隔變化，如果兩次測量間隔的瓦斯聚集起來，還會導致爆炸的產(chǎn)生。而將檢測系統(tǒng)運用其中，則可以有效分析礦井環(huán)境參數(shù)，并提前預警可能出現(xiàn)的風險，有利于安全性的提升。

煤礦電氣自動化主要是利用單片機對井下進行監(jiān)控。對煤礦工作而言，安全是非常重要的，而為了實現(xiàn)項目集中管控，還應該有效傳遞并管理操作數(shù)據(jù)，促進數(shù)據(jù)收集機制的形成。做好井下環(huán)境的監(jiān)測工作，不但可以保證施工人員安全，還能夠?qū)⒖家罁?jù)提供給指揮人員，為其做出正確決策提供保障，從而促進工程順利進行。由此可知，在煤礦電氣自動化中，單片機的運用既能夠促進監(jiān)測水平的大幅度提升，還可以為數(shù)據(jù)連貫性提供有力保障，有利于理想工程管理效果的獲得[2]。

結(jié)論：綜上所述，將單片機運用到煤礦電氣自動化中已經(jīng)成為了一項重要工作。因此，必須在了解單片機工作原理的基礎上，加強其在漏電保護裝置、調(diào)度改造以及運行監(jiān)控等方面的運用，提高控制技術(shù)與機械化水平，增強煤礦的自動化程度，從而為我國煤礦產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展提供有力保障。

參考文獻：

[1]牛萬春.煤礦電氣自動化控制系統(tǒng)關鍵技術(shù)創(chuàng)新設計與應用[J].機械管理開發(fā)，2018，33（05）：143-144.

[2]張寶玖，劉秋義.露天礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機的運用[J].電子測試，2016（12）：127-128.