淺談單片機(jī)在煤礦中的應(yīng)用

劉潺潺 潘成帝 秦宇

摘 要：煤礦企業(yè)屬于高危險(xiǎn)的行業(yè)，其安全生產(chǎn)是煤礦企業(yè)的第一要?jiǎng)?wù)。在當(dāng)前科學(xué)的技術(shù)的快速發(fā)展下，單片機(jī)得到研制出來(lái)，由于單片機(jī)體積小、功能多，而且成本較低，所以在煤礦企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，其不僅有效的提高生產(chǎn)的安全性，而且提高了工作效率，加快了管理自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。而且利用單片機(jī)的設(shè)備，不僅節(jié)能，而且有效的降低了維護(hù)成本，更易于操作，設(shè)備的性能有了質(zhì)的飛越，對(duì)促進(jìn)煤礦企業(yè)的快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。本文通過(guò)對(duì)單片機(jī)在煤礦中應(yīng)用的分析，充分的說(shuō)明了單片機(jī)對(duì)于提高煤礦生產(chǎn)安全的重要作用。

關(guān)鍵詞：煤礦；電氣自動(dòng)化；單片機(jī)

引言

自計(jì)算機(jī)產(chǎn)生以來(lái)，其發(fā)展速度非?？焖?，單片機(jī)就是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)物，其可以稱之為微型計(jì)算機(jī)，是目前最為理想的控制應(yīng)用器件。單片機(jī)只是利用小小的一個(gè)芯片就將計(jì)算機(jī)上的所有重要部件集成在一起，由于其小巧、靈活、操作方便、性能優(yōu)異，所以特別適宜在工業(yè)領(lǐng)域中進(jìn)行應(yīng)用。目前采煤工業(yè)中已經(jīng)較普遍的應(yīng)用單片機(jī)，有效的確保了企業(yè)的安全生產(chǎn)。

1 單片機(jī)在煤礦中的應(yīng)用

1.1 提升機(jī)的技術(shù)改造

目前我國(guó)煤礦企業(yè)中，礦井上所用的提升機(jī)絕大部分都是利用交流電動(dòng)機(jī)來(lái)拖動(dòng)的，而且在調(diào)速方法上通常采用的都是繞線式交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻來(lái)進(jìn)行的，控制線路采用電流時(shí)間混合方式進(jìn)行的，這種混合線路雖然在控制上具有一定的優(yōu)勢(shì)，但當(dāng)處于負(fù)載較大時(shí)，其啟動(dòng)特性仍較差，而且由于其線路多、輔助觸點(diǎn)多等問(wèn)題存在，在調(diào)整上存在著較大的困難，對(duì)電流繼電器的返回系數(shù)要求較高。

通過(guò)對(duì)該提升系統(tǒng)進(jìn)行改造，使單片機(jī)在該系統(tǒng)上進(jìn)行應(yīng)用，有效的避免了交流電動(dòng)機(jī)提升系統(tǒng)所存在的各種弊端，單片機(jī)可以通過(guò)實(shí)進(jìn)對(duì)速度、電流的測(cè)量來(lái)計(jì)算出實(shí)際的負(fù)載情況，然后利用負(fù)荷的不同采用恒加速度啟動(dòng)，同時(shí)對(duì)電阻的切除進(jìn)行控制，不僅使啟動(dòng)速度較為平衡，而且不需要對(duì)電流繼電器進(jìn)行調(diào)整，有效規(guī)避了啟動(dòng)電阻由于停留時(shí)間長(zhǎng)而燒壞的可能。

1.2 滾筒采煤機(jī)的自動(dòng)調(diào)高系統(tǒng)

利用采煤機(jī)在進(jìn)行采煤過(guò)程中，由于煤層的厚度不是固定不變的，所以就需要在采煤過(guò)程中對(duì)采煤機(jī)需要隨著煤層的厚度來(lái)對(duì)開(kāi)采的高度進(jìn)行調(diào)整，長(zhǎng)期以來(lái)這項(xiàng)工作都是由采煤工人人工進(jìn)行調(diào)整的，但當(dāng)對(duì)頂煤開(kāi)采過(guò)程中，遇到巖石是常有的事情，這就導(dǎo)致采煤機(jī)的使用性能及壽命會(huì)受到不同程度的影響。

目前由于單片機(jī)的應(yīng)用，其可以使?jié)L筒采煤機(jī)可以自動(dòng)進(jìn)行調(diào)度的調(diào)整，由于在采煤機(jī)工作過(guò)程中，利用單片機(jī)可以對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子電流進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，然后根據(jù)測(cè)量的電流值來(lái)算出采煤機(jī)負(fù)荷的變化情況。當(dāng)遇到巖石時(shí)，由于巖石硬度較大，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的低定子電流則會(huì)增加，而增加到一個(gè)定值時(shí)，則會(huì)使采煤機(jī)的高度進(jìn)行自動(dòng)調(diào)高，從而繞過(guò)巖石，這樣有效的避免了對(duì)采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的損壞，也使采煤機(jī)的壽命得到提高。單片機(jī)的應(yīng)用，使煤礦采煤過(guò)程中自動(dòng)化程度有所提高，加快了采煤的工作效率。

1.3 變電所運(yùn)行記錄

煤礦生產(chǎn)過(guò)程中所需要的電能都是由變電所傳輸出來(lái)的，所以變電所在煤礦生產(chǎn)中的重要性不言而喻。由于當(dāng)前我國(guó)能源緊張，而煤礦企業(yè)又是電能的消耗大戶，所以電業(yè)部門(mén)對(duì)于各煤礦企業(yè)的用電都采取限額制度，特別是短時(shí)間用電量最大值的定額限制，一旦超過(guò)這個(gè)定值，則會(huì)支付一定的罰款。長(zhǎng)期以來(lái)煤礦用電量的統(tǒng)計(jì)工作都是由操作人員手工進(jìn)行的，由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的不及時(shí)，所以往往一個(gè)煤礦企業(yè)每年由于超值用電的罰款額度都較高。這就需要智能化的裝置來(lái)對(duì)煤礦企業(yè)所用電能進(jìn)行計(jì)量。而智能電度表由于利用單片機(jī)技術(shù)，所以可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)計(jì)算全礦各用電部門(mén)的用電負(fù)荷，每小時(shí)用電量，以及全礦每15分鐘平均負(fù)荷，用電量的分時(shí)累計(jì)等；打印各項(xiàng)結(jié)果；超負(fù)荷處理等問(wèn)題。

1.4 井下環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)

井下環(huán)境以往采用手持直讀式的就地檢測(cè)裝置，不能見(jiàn)識(shí)測(cè)量間隔內(nèi)的變化。井下瓦斯有可能在二次測(cè)量的間隔內(nèi)聚集到發(fā)生爆炸的濃度，對(duì)煤礦安全生產(chǎn)造成直接威脅，井下環(huán)境的檢測(cè)系統(tǒng)可以連續(xù)的對(duì)礦井環(huán)境參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，能夠提高礦井安全，改善管理，預(yù)測(cè)隱患。另外，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和確定瓦斯積聚地段，火災(zāi)的形成以及由于冒頂而造成通風(fēng)變化。檢測(cè)系統(tǒng)可以提前報(bào)警，以便采取有效措施。

1.5 漏電保護(hù)

目前在煤礦井下安全供電保護(hù)工作中，低壓漏電保護(hù)具有非常重要的作用，可以有效的防止井下作業(yè)人員觸電傷亡事故的發(fā)生。集中檢漏設(shè)備是當(dāng)前煤礦企業(yè)廣泛使用的檢漏設(shè)備，其是利用絕緣電阻下降到整定值時(shí)繼電器動(dòng)作使總饋電開(kāi)關(guān)切斷電源，利用零序電抗器對(duì)電容電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)脑怼５渌捎玫亩紴榉至⒃?，不僅可靠性無(wú)法保證，而且經(jīng)常會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作，而且?guī)ж?fù)荷合閘的瞬間誤動(dòng)作的發(fā)生機(jī)率更大。所以可以利用單片機(jī)的判斷功能，可以使合閘的瞬間閉鎖檢漏回路，而合閘后線路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)再進(jìn)行檢漏，這樣就很的避免誤動(dòng)作的發(fā)生機(jī)率。

再則以往的選擇性漏電保護(hù)裝置，動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作電流大，很難保證人身觸電安全。采用零序電流方向與附加直流電源想結(jié)合的帶單片機(jī)的保護(hù)原理，利用零序電流方向?qū)崿F(xiàn)漏電保護(hù)的選擇性，以附加直流電源對(duì)電網(wǎng)的絕緣進(jìn)行檢測(cè)，利用單片機(jī)的邏輯判斷功能和高精度算數(shù)運(yùn)算功能進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，可使專(zhuān)職具有很好的選擇性和固定不變的工作電阻值，可以提高裝置的可靠性，避免停電范圍的擴(kuò)大。

1.6 風(fēng)機(jī)節(jié)能

在煤礦企業(yè)生摘 要：煤礦企業(yè)屬于高危險(xiǎn)的行業(yè)，其安全生產(chǎn)是煤礦企業(yè)的第一要?jiǎng)?wù)。在當(dāng)前科學(xué)的技術(shù)的快速發(fā)展下，單片機(jī)得到研制出來(lái)，由于單片機(jī)體積小、功能多，而且成本較低，所以在煤礦企業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，其不僅有效的提高生產(chǎn)的安全性，而且提高了工作效率，加快了管理自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)。而且利用單片機(jī)的設(shè)備，不僅節(jié)能，而且有效的降低了維護(hù)成本，更易于操作，設(shè)備的性能有了質(zhì)的飛越，對(duì)促進(jìn)煤礦企業(yè)的快速發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。本文通過(guò)對(duì)單片機(jī)在煤礦中應(yīng)用的分析，充分的說(shuō)明了單片機(jī)對(duì)于提高煤礦生產(chǎn)安全的重要作用。

關(guān)鍵詞：煤礦；電氣自動(dòng)化；單片機(jī)產(chǎn)過(guò)程中，由于井下作業(yè)時(shí)需要不斷的進(jìn)行空氣的供應(yīng)，而風(fēng)機(jī)就是供應(yīng)井下空氣的重要設(shè)備。但在煤礦井下作業(yè)時(shí)，不同時(shí)間段，對(duì)于井下的空氣需求量也有所不同，所以利用調(diào)速系統(tǒng)來(lái)代替恒速系統(tǒng)，而且調(diào)速系統(tǒng)中利用繞線式交流電動(dòng)機(jī)串級(jí)調(diào)速或是鼠籠異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速，這兩種調(diào)速方式都利用單片機(jī)數(shù)字化控制技術(shù)，使控制電路簡(jiǎn)單，減少了硬件邏輯電路，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性得以提升，不僅有效的降低了系統(tǒng)的造價(jià)，而且系統(tǒng)的控制精度也得以提高。

1.7 井下電動(dòng)機(jī)調(diào)度系統(tǒng)

利用單片機(jī)來(lái)對(duì)井下電機(jī)車(chē)調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行控制，有效的防止了運(yùn)輸事故的發(fā)生，提高了生產(chǎn)的安全性。由于利用單片機(jī)來(lái)控制電機(jī)車(chē)的調(diào)度系統(tǒng)，使以前復(fù)雜的控制線路更為簡(jiǎn)化，減少了硬件的應(yīng)用，由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)各種邏輯關(guān)系，在靈活性上更為優(yōu)異，同時(shí)由軟件來(lái)進(jìn)行控制，不僅使功能更為強(qiáng)大，而且有效的減少了控制裝置的體積，可以說(shuō)在未來(lái)電機(jī)車(chē)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展中，這已成為其主流方向。

2 結(jié)束語(yǔ)

單片機(jī)是計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的重要分支，其可以稱為微型計(jì)算機(jī)，由于其體積較小，所以可以放在儀器和儀表的內(nèi)部，由于其強(qiáng)大的功能性，可以在一塊硅片上集成了所有計(jì)算機(jī)的主要部件，而且內(nèi)部發(fā)送，所以具有高速的運(yùn)行速度和較強(qiáng)的抗干涉性，可靠性能非常好，這也是其得以在眾多工業(yè)領(lǐng)域得以廣泛應(yīng)用的根本。而相對(duì)于其他控制器來(lái)講，單片機(jī)價(jià)格較低，具有非常好的經(jīng)濟(jì)性，所以在目前煤礦企業(yè)當(dāng)中，單片機(jī)的應(yīng)用極為普遍，為煤礦企業(yè)的安全性帶來(lái)了較大的保障，有效的促進(jìn)了煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的進(jìn)程。

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