基于單片機在煤礦電氣自動化系統中的應用研究

王少龍

摘要：現階段，我國煤礦行業發展迅速，單片機的出現讓煤礦資源的開采更加高效與科學。它的出現將會彌補傳統工業發展的缺陷，提高工業自動化水平，最終促進我國社會穩定發展。綜上所述，本文將詳細講述關于單片機在煤礦電氣自動化系統中應用研究的必要性，以及出現問題后的相關解決措施。

關鍵詞：單片機;煤礦電氣;自動化系統應用

引言

當前，經濟社會呈現出良好的發展勢頭，煤礦采煤自動化水平越來越高，而且煤礦生產實際監控與保護系統越來越完善，不僅在掘進工作面和采煤工作面，還有排水供電等方面都相應的設置了微處理器，并且還配備了完善的監控與保護系統。對煤礦安全生產具有非常重要的意義。當前社會發展信息化時代，自動化水平越來越高，而且正在邁入網絡化、智能化的發展方向。我國煤礦自動化發展于20世紀初期，機電一體化逐漸應用于煤礦開采實際，但是，相較于一些發達國家，在煤礦電氣自動化方面，我國還存在很大不足，亟待進行改進與提升。

1單片機概述

單片機實際為集成電路芯片，能夠實現電路大規模集成，帶有可編程特點。通過在硅片上集成CPU運算中樞、儲存設備RAM和ROM、I/O接口等各種設備，能夠作為嵌入式系統使用，擁有強大數據處理、存儲和指令發布功能。從單片機結構上來看，運算器為核心部分，可以完成二進制算數和邏輯運算，通過累加器、處理器、寄存器等各種設備實現數據運算和信息處理。控制器由定時控制邏輯電路、譯碼器、程序計數器、指令寄存器等各種各部件構成，將承擔指令轉換這一重要工作。在CPU獲得地址信息后，將從ROM中抽取指令字節，之后將指令寄存在寄存器中。借助譯碼器，可以將指令轉變為不同控制信號，生成相應控制信息。存儲器大致包含256個存儲單元，各單元地址不同。存儲數據時，需要利用16進制數表示地址信息，也可以根據地址信息查找和調取數據。在電子技術中應用單片機，能夠保證設備運行可靠性。憑借EFT等基礎抗干擾技術，能夠將正弦信號當成是載體，在電路運行期間受到外界干擾將產生毛刺信號，發出警告，提醒用戶及時處理信號，能夠為電子技術開發優化提供指導。在半導體技術取得進步的情況下，CPU也得以快速更新升級，促使8位、16位和32位單片機隨之產生。根據需求選擇適合單片機，可以滿足電子技術多元開發需求，明顯延長技術可利用時間。

2單片機技術的優勢

（1）簡單方便，易于普及。單片機作為一種硬件設備，其內部構造較為復雜。但是在使用的過程中，這種技術卻更加的方便和容易掌握。通過簡單的學習就能夠實現對軟件系統的編程和硬件設備的擴展。（2）成本較低，體積較小。在傳統的工業過程控制中，往往會選擇可編程邏輯控制器，但是這種控制設備一般體積較大，占用空間，同時成本非常高，通常應用在重要的控制系統上。而單片機體積較小，但是能夠實現更加廣泛的外圍擴展能力。并且，在使用的過程中，作為微處理器設備，其功耗更低，有利于節能降耗，提升效率。

3單片機在煤礦電氣自動化系統中的應用

3.1在煤礦電氣自動化系統中的漏電保護自動化

煤礦企業最終目標是加大經濟效益，因此具備節能增效的單片機技術在煤礦電氣自動化系統中發揮著強大作用，從漏電保護自動化的應用成果來看，它對于電氣自動化系統的漏電因素具有很強的防護效果。從過去的檢漏設備來對比，儀器大多比較落后，智能化水平不高，不僅檢測時間長，效率低下，且容易有死角沒有辦法檢測到。鑒于單片機技術的出現，能夠很好的解決此項問題。這是由于智能擊落判斷功能起到的作用，它的檢測結果較為精確，且不會遺漏死角，能夠在線路不穩定時的檢測方案是事先通過瞬間閉鎖再進行檢測，這項漏電保護自動化預判較為準確的同時帶來的則是出現漏電問題時，停電范圍被減少。它的工作原理也十分清晰明了，首先單片機端口會感受到互感器傳達的信號，單片機針對剩余電流進行分析判斷，而系統再提供脈沖信號給予單片機。在這一過程中，單片機迅速結合兩者之間的聯系，通過對電流幅值的變化檢測來得以總結出漏電的整個流程結果。此外，該項系統很智能的設定漏電電流等功能，讓單片機能夠在漏電后第一時間啟動保護措施，相當的智能化和科學化。

3.2風電閉鎖

在煤礦開采過程當中風機發揮的作用非常巨大。而為了保證足夠的分量，需要較大電流驅動電機，將單片機應用于風電閉鎖系統內，在對風流量參數進行間接獲得的同時，還可使其形成大電流開關信號，進一步提升遠程傳輸效果。同時相較于其他調節裝置，單片機對其進行改造之后，還大大提高了風電閉鎖系統的控制精度，增強其可靠性，同時成本較低。在煤礦井下配電技術當中瓦斯電閉鎖發揮著重要的作用，此項技術有效結合那短路器以及電子瓦斯濃度，使礦井內部實際需求得到了極大滿足。在瓦斯電閉鎖中，單片機的應用作用巨大，如果出現瓦斯超標后，電源會被系統自動切斷，控制和降低井下瓦斯濃度，避免瓦斯事故的發生，當濃度降到正常范圍以下之后，系統會轉為送電狀態，保證煤礦的正常生產。

3.3井下電動機調度的自動化

井下電動機的出現則是為保障煤礦開采活動可以順利實施，防止出現安全事故，通過對電機車的統一調度進行控制，傳統的電動機系統缺點較多，精確度很低，自從采用單片機為核心的電動機后，能夠及時在模擬鍵盤上顯示具體位置讓跟蹤人員可以輕松查詢跟蹤，并可以自動監視井下尾車狀態。盡管控制裝置系統變得精巧起來，但靈敏性卻大大提升，超強自動化功能對于輔助煤礦挖采具有較大幫助。

3.4滾筒采煤機調高的自動化

煤礦采煤機在礦井下的開采作業過程中，因為各種煤層的厚度都不相同，因此相關煤礦工程技術人員必須針對煤礦采煤機開采高度實施持續的調整進而完成開采挖掘工作，關于常規的煤礦采煤機來講，該機型的開采動作比較單一，連貫性及靈活性有所不足，這種狀況對于采煤的開采效率造成極大制約。滾筒型煤礦采煤機借助單片機技術實行升級改造以后，能夠實現采煤調高過程自動化，根據相關試驗得出的定子電流數值，能夠在顯示器上實時顯示采煤機負荷狀況，例如在煤礦采煤機撞到堅硬的石塊時，會出現采煤機負荷明顯增加的狀況，這種狀況導致電動機定子電流也相應增加，在到達設定極限以后，單片機模塊系統能夠針對煤礦采煤機的采煤高度進行自動化調節。

結語

煤礦電力系統結合單片機的存在，能夠發揮出高效快速的自動化控制作用，通過單片機核心技術為煤礦業開采帶來高度進步與提升，當自動化控制技術逐步成熟后，現代化煤礦業發展將會再走上一個高度。需要注意的是，單片機在井下運用中，盡量保護好其裝置不被破壞，例如容易漏水漏電的煤礦井下應當選用防水的單片機裝置。煤礦企業應當大力發展單片機技術在電力系統中的應用，造福社會，為我國經濟發展添磚加瓦。

參考文獻

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