露天礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機的運用

張寶玖，劉秋義（內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)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(shù)中單片機的運用

張寶玖，劉秋義
（內(nèi)蒙古霍林河露天煤業(yè)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(shù)中單片機的運用出發(fā)，探討了漏電保護、風(fēng)機節(jié)能、變電所運行記錄、井下環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)、提升機的技術(shù)改造、井下電動機調(diào)度系統(tǒng)、滾筒采煤機的自動調(diào)高系統(tǒng)等方面的實際運用。以期為相關(guān)的理論研究和具體的實踐工作提供借鑒。

關(guān)鍵詞：露天礦；電氣自動化控制技術(shù)；單片機

1 露天礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機的運用概述

1.1 露天礦電氣自動化控制技術(shù)運用單片機的意義。從我國目前的煤礦電氣控制技術(shù)運用實踐來看，當(dāng)前煤礦企業(yè)生產(chǎn)的自動化是當(dāng)前最主要的任務(wù)之一。要采用電氣控制系統(tǒng)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(dāng)前信息技術(shù)的飛速發(fā)展，在露天礦電氣自動化控制技術(shù)中運用單片機，能夠顯著提升我國煤礦企業(yè)的煤礦產(chǎn)量和煤礦的機械化技術(shù)水平，成為起重要作用的網(wǎng)絡(luò)化自動控制系統(tǒng)，顯著促進我國煤礦企業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)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(jiān)控以及電氣設(shè)備的保護，采用多通道數(shù)據(jù)傳輸模式，實現(xiàn)自動化控制。在其實際運行過程中，要開展電信號的適當(dāng)處理工作，在此基礎(chǔ)上進行電壓信號的轉(zhuǎn)換，并且傳送到CPU，實現(xiàn)到數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換。以此為前提，繼續(xù)進行電腦的處理工作，最終顯示于顯示器中，實現(xiàn)信號的閉鎖狀態(tài)。在這項技術(shù)的利用過程中，不僅需要進行較廣范圍內(nèi)的簡單設(shè)備操作，但需要聯(lián)合其他微電子技術(shù)以及計算機技術(shù)，實現(xiàn)自動化以及智能化的提升。

2 露天礦電氣自動化控制技術(shù)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(xiàn)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(shè)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(dāng)絕緣電阻下降到一定的整定值時，會觸發(fā)繼電器進行運作，促使總饋電開關(guān)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(shè)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(fù)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(shù)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(nèi)，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(fēng)機節(jié)能。在煤礦生產(chǎn)中，風(fēng)機是必不可少的一項固定設(shè)備。在煤礦井下，風(fēng)機的主要任務(wù)是進行空氣的供應(yīng)。因為煤礦生產(chǎn)對于井下的風(fēng)速和風(fēng)壓都有一定的要求，而且煤礦生產(chǎn)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(tǒng)的替換，實現(xiàn)調(diào)速系統(tǒng)的安裝。對于調(diào)速系統(tǒng)來說，繞線式交流電動機串級調(diào)速或者鼠籠異步電動機變頻調(diào)速都是可以被充分利用的技術(shù)。如今的數(shù)字化控制技術(shù)主要以單片機為技術(shù)基礎(chǔ)，以上兩種技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟，能夠在控制電路復(fù)雜性等方面發(fā)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(tǒng)的可靠性和控制精度，實現(xiàn)系統(tǒng)造價的降低。

2.3 變電所運行記錄。在煤礦生產(chǎn)中，變電所是一個起關(guān)鍵性作用的部門。這個部門的安全可靠運行能夠?qū)γ旱V的安全穩(wěn)定生產(chǎn)起到至關(guān)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(tǒng)計時，操作人員手工統(tǒng)計是最為主要的統(tǒng)計方式。但是從目前的能源利用狀況來看，電業(yè)部分對于各個工礦企業(yè)的用電都進行了合理的配額，實現(xiàn)一定的限制效果。尤其是對于煤礦企業(yè)的短時用電量最大值的定額限制來說，要求更為嚴(yán)格。如果煤礦企業(yè)的用額超過設(shè)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(yè)需要充分利用高科技的智能電度表，實現(xiàn)這筆支出的節(jié)省。

因為智能電度表具有以下顯著的優(yōu)勢，因此受到了廣泛的青睞。首先，它能夠?qū)崿F(xiàn)各部門用電負(fù)荷的實時計算，對用電量進行分時累計。其次，能夠?qū)崿F(xiàn)各項結(jié)果的打印，包括對于每小時全礦正電負(fù)荷結(jié)果的打印，每小時用電量的打印等。最后，能夠?qū)Τ?fù)荷現(xiàn)象進行處理，一旦全礦在用電的高峰期出現(xiàn)超負(fù)荷現(xiàn)象，那么就能進行連續(xù)報警，值班人員向全礦生產(chǎn)調(diào)度室發(fā)出相關(guān)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(gòu)的檢測實現(xiàn)二級系統(tǒng)的檢測。

2.4 井下環(huán)境的監(jiān)控系統(tǒng)。在井下環(huán)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?qū)﹂g隔內(nèi)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(nèi)聚集到發(fā)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(huán)境的檢測系統(tǒng)的協(xié)助下，能夠?qū)崿F(xiàn)對礦井環(huán)境相關(guān)參數(shù)的連續(xù)檢測，有效提升礦井安全，實現(xiàn)相關(guān)管理的改善以及隱患的預(yù)測。除此之外，還有助于瓦斯積聚地段的及時發(fā)現(xiàn)并且確定，將火災(zāi)的源頭進行控制，實現(xiàn)檢測系統(tǒng)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(shù)改造。從我國的露天礦電氣自動化控制技術(shù)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(zhuǎn)子串電阻的調(diào)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(yōu)勢，但是當(dāng)負(fù)載出現(xiàn)很大變動的時候，在啟動特性方面仍存在不理想的現(xiàn)象。除此之外，它還存在線路復(fù)雜、輔助觸點多以及調(diào)整難度大等缺陷。因此，以單片機為核心的控制系統(tǒng)的優(yōu)勢就凸現(xiàn)出來，可以充分利用其進行技術(shù)改造，通過單片機系統(tǒng)對速度、電流等參數(shù)進行實時測量，實現(xiàn)實際負(fù)載的得出。在對每一鉤的負(fù)載進行分析的基礎(chǔ)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(wěn)運行，有效避免因為對于機械系統(tǒng)的沖擊過大而造成的相關(guān)危害。與此同時，還大大節(jié)省了因為對電流繼電器動作值進行調(diào)整而產(chǎn)生的成本和人力消耗，實現(xiàn)成本的降低。

2.6 井下電動機調(diào)度系統(tǒng)。井下電動機調(diào)度系統(tǒng)又被稱為“信集閉”系統(tǒng)。利用井下電動機調(diào)度系統(tǒng)對井下的電機車進行統(tǒng)一的調(diào)度，能夠有效防止運輸事故的產(chǎn)生，促進安全生產(chǎn)的實現(xiàn)。這項系統(tǒng)主要包含以下功能。第一，對井底電機車進行全盤調(diào)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(jiān)視。井下電機車調(diào)度系統(tǒng)能夠被可編程序控制，實現(xiàn)控制線路的大大簡化，將所有的邏輯關(guān)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(fā)展方向。

2.7 滾筒采煤機的自動調(diào)高系統(tǒng)。煤層的厚度會隨著開采過程的推進而不斷發(fā)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(dāng)?shù)恼{(diào)整。在傳統(tǒng)的方式下，這些調(diào)整都是依靠人工實現(xiàn)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(diào)高系統(tǒng)就能夠?qū)崿F(xiàn)這一問題的很好解決。單片機在這個系統(tǒng)中充當(dāng)重要的角色，能夠根據(jù)定子電流的值進行負(fù)荷變化情況的測量。

3 總結(jié)

研究露天礦電氣自動化控制技術(shù)中單片機的運用的諸多問題，對于當(dāng)下煤礦企業(yè)的發(fā)展趨勢來說，具有重要的現(xiàn)實意義。

參考文獻

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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