單片機在礦山電氣自動化中的應用

郭 杰

（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

單片機在礦山電氣自動化中的應用

郭 杰

（西安航空學院計算機學院，陜西西安，710077）

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，將單片機技術(shù)應用在礦山電氣自動化控制中，使礦山的管理水平不斷提高。本文分析了單片機和礦山電氣自動化控制技術(shù)，并詳細闡述了單片機在自動化電氣控制、井下監(jiān)控系統(tǒng)、變電所運行控制、提升機的技術(shù)改造中的應用。

單片機；礦山；電氣自動化；應用

0 引言

隨著計算機技術(shù)的進步和發(fā)展，各個行業(yè)都采用計算機技術(shù)降低管理成本，提高管理效率。單片機是微型計算機的代表，它在礦山電氣自動化中的應用推動了礦山的自動化、智能化水平的提高，具有不可取代的作用，文章對此進行分析。

1 單片機與礦山電氣自動化控制技術(shù)

單片機也就是單片微型計算機，也可以被稱為微控制器，它是一塊集成電路芯片，包含各種輸入輸出接口、計時器、定時器、存儲器、中央處理器，在工業(yè)控制領(lǐng)域中的應用非常廣泛，它是實現(xiàn)智能化控制和電氣自動化的關(guān)鍵所在。單片機將各功能部件集成在一塊晶體芯片上，具有集成度很高，體積小，可靠性高， 控制功能強 ，低電壓，低功耗，易擴展（外部有許多供擴展用的三總線及并行、串行輸入輸出管腳，很容易構(gòu)成各種規(guī)模的計算機應用系統(tǒng)） ，價格比極高等優(yōu)點。為了提高速度和運行效率，單片機已開始使用RISC流水線和DSP等技術(shù)。

礦山電氣自動化控制技術(shù)的控制對象主要是各種類型的機械設備和控制系統(tǒng)，電氣自動化控制技術(shù)集成了自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)及網(wǎng)絡技術(shù)等，通過該技術(shù)可以實現(xiàn)礦山的自動開采，降低人力和物力的投入。通過電氣自動化控制技術(shù)中的單片機技術(shù)可以提高網(wǎng)絡化自動控制的水平，優(yōu)化自動控制系統(tǒng)，提升設備的運行效率和礦山的開采效率。此外，在單片機中，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，進一步提升電氣設備的自動化和智能化水平。

2 礦山電氣自動化控制技術(shù)中單片機的應用分析

2.1 自動化電氣控制

目前，我國礦山使用的檢漏設備全部為分立元件，這些分立元件的工作原理相同，但是類型和排布線路可能存在一定的差異。分立元件的基本工作原理如下：采用電源總開關(guān)對繼電器進行控制，如果絕緣電阻值小于整定值，則將該電源切斷，或者是切斷將被進行電流電容補償?shù)碾娫?，這樣容易造成失誤，尤其是帶負荷合閘時，出現(xiàn)的失誤概率更高。此外，傳統(tǒng)的漏電保護組裝置的耗時比較長，通過的電流比較大，因此，不能完全避免工作人員觸電身亡的事故發(fā)生。為了防止出現(xiàn)礦山工作人員的意外觸電身亡的事故，并不斷提高礦山供電的安全性和穩(wěn)定性，礦山應該采取必要的低壓漏電保護措施，應用單片機進行控制，單片機具有獨特的邏輯判斷功能和高精度的算數(shù)計算功能，能夠?qū)祥l狀態(tài)進行自動檢測并發(fā)出穩(wěn)定的電阻值，進而自動關(guān)閉自身的漏檢系統(tǒng)，確保只在穩(wěn)定狀態(tài)下對線路進行漏檢，很好地解決了整個檢修問題。此外，單片機將附加直流電源和零序電流方向進行組合，讓單片機既具備了附加值直流電源絕緣電網(wǎng)的功能，又具備了零序電流方向漏電保護選擇性功能，可以有效縮小停電范圍。

2.2 井下監(jiān)控系統(tǒng)的電氣自動化應用

礦山工作人員在進行采礦工作時，一般會對設備進行校驗測量，并嚴格遵守工作的規(guī)章制度按步驟進行作業(yè)，但是由于很多氣體都是無色無味的，只是依靠工作人員和監(jiān)控人員，很難確保降低冒頂偏幫、炮煙中毒事故的發(fā)生率，因此，為了降低這些安全事故的發(fā)生，可以采用計算機技術(shù)對機器設備的運行和礦山環(huán)境進行監(jiān)控，實現(xiàn)自動化控制，單片機的應用正好可以解決這一問題。利用單片機可以完成礦區(qū)設備的運行參數(shù)、CO濃度參數(shù)、瓦斯?jié)舛鹊牡鹊牟杉?，將采集的?shù)據(jù)在計算機中進行顯示，一旦超出設置的閾值則計算機會發(fā)生警報，這樣工作人員就可以采取相關(guān)的措施，有效預防氣體爆炸或中毒現(xiàn)象的發(fā)生。單片機在礦山監(jiān)測系統(tǒng)中的應用，有效提高了礦山工作者的安全性，降低了安全事故的發(fā)生率。

2.3 變電所運行控制

在礦山企業(yè)的安全生產(chǎn)中，變電所具有非常重要的作用，隨著綠色低碳理念和節(jié)能環(huán)保理念的普及，各工礦企業(yè)的用電量也受到限制，如果超過了規(guī)定的用電量不僅造成能源浪費還會受到相關(guān)部門的超額罰款。因此，礦山企業(yè)需要對用電量進行控制?；趩纹瑱C技術(shù)的智能電表可以實時控制用電額度，如果礦山企業(yè)的用電超出負荷，則系統(tǒng)就會進行連續(xù)的報警，相關(guān)工作人員引起重視，可以立即通知全礦的生產(chǎn)調(diào)度室及有關(guān)部門采取行動壓低負荷，將負荷降到規(guī)定額度以下。

2.4 提升機的技術(shù)改造

在我國，采用交流電動機拖動提升的礦井占到總數(shù)的90%以上，而且這種提升方式采用的控制部件幾乎都是經(jīng)過改良的繞線式交流電動機轉(zhuǎn)子串電阻。此外，這種控制裝置內(nèi)部的設置線路十分復雜，還需要大量觸點輔助，實際應用起來十分麻煩。以單片機為核心的控制系統(tǒng)的提升機可以解決這種問題，系統(tǒng)操作起來非常簡單，反應非常靈活，且吊籃提升啟動十分平穩(wěn)，根據(jù)測量所得的電流情況估算每一鉤的實際負載，傳統(tǒng)提升機燒壞啟動電阻情況也變得十分少見了。

3 結(jié)束語

礦山的安全生產(chǎn)一直受到政府和相關(guān)部門的重視，隨著計算機技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，礦山的自動化水平和智能化水平也在不斷提高，在保證創(chuàng)造經(jīng)濟效益的同時，更加提高了礦山的安全性。

[1]馮睿鵬.電氣自動化控制系統(tǒng)的應用及發(fā)展趨勢[J].化工設計通訊，2016,(01)：9-11.

[2]呂鵬飛，曹騰.電氣自動化技術(shù)在煤礦的應用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016,(04)：22-24.

[3]史文安.單片機在煤礦電氣自動化中的應用[J].黑龍江科技信息，2013，（19）：44-45.

Application of Single Chip Microcomputer in Mine Electric Automation

Guo Jie
(Xi’An Aeronautical University Computer academy,Xi’an Shaanxi,710077)

With the development of computer technology,the application of single-chip microcomputer technology in mine electrical automation control,so that the mine management level continues to increase. This paper analyzes the application of single-chip microcomputer and mine electrical automation control technology and single-chip in the automated electrical air system,underground monitoring system,substation operation control,hoisting machine in the technical transformation of the application.

single chip machine;mine;electrical automation;application