單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用分析

丁亮

摘 要：在現(xiàn)代化的煤礦開采作業(yè)當(dāng)中，電氣控制技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，是實現(xiàn)其自動化生產(chǎn)的主要技術(shù)手段之一。近年來，隨著我國在煤礦電氣化自動控制領(lǐng)域研究的不斷加深，以單片機為主的電氣自動化控制技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的煤礦采掘技術(shù)，在煤礦電氣系統(tǒng)中起到了無可取代的作用，提高了煤礦采掘工作的安全性與穩(wěn)定性，促進(jìn)了煤礦企業(yè)未來的發(fā)展。因此，文章對單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用情況及其起到的作用展開了分析與討論。

關(guān)鍵詞：單片機；自動化控制技術(shù)；應(yīng)用分析

中圖分類號：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）19-0150-02

1 關(guān)于單片機的理論分析

單片機又被稱為單片微控制器，是一種集成電路芯片，其制造的目的并不是為了完成某一邏輯功能，而是為了實現(xiàn)將計算機系統(tǒng)集成到一個芯片之上，從而使芯片擁有了計算機大部分的功能，在使用的過程中十分簡單，造價也較為便宜，由于其體積較小，重量也較輕，因此，十分便于攜帶與使用。從單片機的應(yīng)用范圍上來看，其已經(jīng)被用于智能化家電、儀表等高科技的產(chǎn)品當(dāng)中，從而實現(xiàn)各類家電的智能化控制。從單片機的應(yīng)用分類來看，單片機按照適用范圍，主要可以分為通用型、總線型與控制型三種。

首先，通用型單片機可以用于各個領(lǐng)域，在設(shè)計的過程中，并沒有用途方面的指向性，也不是針對某一產(chǎn)品的生產(chǎn)，可在多數(shù)企業(yè)或領(lǐng)域進(jìn)行使用。

其次，總線型單片機。該類單片機的特點在于各類總線的并行，由于這些總線的存在，可以使用引腳用以拓展并行外圍器件，使其都可通過串行口，從而實現(xiàn)與單片機的連接。

最后，控制型單片機。控制型單片機在生活中十分常見，根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域可分為工控型與家控型兩種。工控型單片機的尋址范圍大，并具有極強的運算能力，以適應(yīng)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)。而家控型單片機通常具有較強的專業(yè)性。此外，在上述單片機的種類劃分過程中，并不能涵蓋所有的單片機種類，部分單片機由于功能強大，甚至可以實現(xiàn)通用型、總線型以及控制型三位一體。因此，在實際的工作中，單片機的選擇還需根據(jù)實際需要而定。

2 我國煤礦電氣工程自動化的現(xiàn)狀與特點

2.1 我國煤礦自動化控制的現(xiàn)狀

信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得以信息技術(shù)為主的信息化發(fā)展逐漸成為了社會發(fā)展的主流。然而，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，自動化技術(shù)也逐漸的崛起，向著網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向不斷發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)以后，我國自動化技術(shù)在煤礦采掘領(lǐng)域中得到了廣泛運用，在技術(shù)方面也取得了一定的突破。然而，由于我國對煤炭自動化領(lǐng)域的了解較少，發(fā)展起步較晚。因此，與發(fā)達(dá)國家相比，還存在著一定的差距，在未來的發(fā)展中，有待于繼續(xù)提高。

2.2 煤礦電氣自動化的特點

在我國煤礦開采業(yè)發(fā)展的初期階段，煤炭采掘工作主要是依靠人工作業(yè)來完成。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，我國煤炭采掘技術(shù)在吸取了外國先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本國的實際情況，在采礦技術(shù)方面取得了顯著的成效。由此看來，我國煤炭開采作業(yè)的發(fā)展主要經(jīng)歷了人工作業(yè)、機械作業(yè)以及自動化作業(yè)三個階段。除了人工作業(yè)的階段以外，機械作業(yè)則是在自動化與信息化技術(shù)的共同作用下，取得了一定的突破。從我國部分煤礦的實際工作情況來看，微處理器在煤礦企業(yè)各個領(lǐng)域中已經(jīng)得到了有效的運用，為了確保其使用的安全，務(wù)必要對其使用過程中的實際情況進(jìn)行監(jiān)測與提高。

3 單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用分析

3.1 實現(xiàn)漏電保護(hù)功能

在我國煤礦電氣自動化控制技術(shù)的使用過程中，漏電是其存在的主要問題之一，為煤礦采掘工作的進(jìn)行以及工作人員的人身安全均構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。漏電現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因，是由于電氣設(shè)備中的絕緣電阻，在受到水分、溫度等外界因素的影響，導(dǎo)致其絕緣外殼不斷老化，從而失去原有的絕緣作用與效果，最終導(dǎo)致漏電現(xiàn)象的發(fā)生。然而，單片機系統(tǒng)可以充分的利用其自身的高智能化特點，提高對漏電現(xiàn)象檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而使其安全性與可靠性得到了有效的提高。由于單片機在使用的過程中，并不需要進(jìn)行長時間的相應(yīng)，因此，還能對受到漏電影響的區(qū)域進(jìn)行停電操作控制。在實際的煤炭采掘工作當(dāng)中，如果出現(xiàn)了漏電現(xiàn)象，傳感器會在第一時間將信號傳回到接收器，使其形成有效的電信號，經(jīng)放大器不斷放大后，并由接收器傳送到單片機的端口，待單片機對信號完成了檢測以后，將收集到的電網(wǎng)頻率以及相關(guān)信息都發(fā)送到單片機中。從而，實現(xiàn)對可能存在的漏電危險進(jìn)行漏電保護(hù)，減少漏電現(xiàn)象對采礦工作安全的影響。

3.2 實現(xiàn)風(fēng)機節(jié)能

從煤炭采掘工作的性質(zhì)來看，屬于地下高危作業(yè)，為了增加地下環(huán)境的空氣流通，加快有害氣體的排放，可在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b風(fēng)機，從而使煤炭采掘作業(yè)的安全性得到了大幅度的提高。由此看來，風(fēng)機對于煤炭采掘工作來說，是不可缺少的設(shè)備之一，風(fēng)機安裝位置的選擇，對煤炭采掘工作也十分重要。良好的風(fēng)機安裝位置，可以確保井下的風(fēng)速與風(fēng)壓均能達(dá)到相關(guān)規(guī)定的要求，源源不斷的為井下工作提供新鮮的空氣，促進(jìn)有害氣體的排出。在傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)的各個節(jié)點上，主要使用可調(diào)速與恒速系統(tǒng)進(jìn)行代替，其調(diào)速方式既可以是串級式調(diào)速也可以是變頻調(diào)試。然而，在單片機使用以后，其風(fēng)機調(diào)節(jié)受電路控制，通過相應(yīng)軟件的使用，代替了傳統(tǒng)的硬件操作，不僅降低了操作上的復(fù)雜性，還有效地提高了整個井下排風(fēng)系統(tǒng)的可控性，從而有效的降低了風(fēng)機使用過程中產(chǎn)生的成本。

3.3 促進(jìn)自動化控制效率的提升

在我國煤炭采掘工作進(jìn)入了機械自動化的時代以后，交流電動機成為煤炭采掘工作的主要設(shè)備之一，交流電動機拖動能夠有效的提高開采設(shè)備的靈活性，從而使開采效率得到有效的提升。然而，交流電在使用的過程中，不僅會造成大量的電能損耗，而且在其布置的過程中，對其專業(yè)程度要求較高，簡單化的布置有可能在使用的過程中發(fā)生安全事故，對設(shè)備與操作人員的安全均產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。單片機投入使用以后，可以充分的利用其自身的控制系統(tǒng)，對交流電的使用進(jìn)行良好的控制，通過其自動化控制系統(tǒng)，對交流電動機使用過程中所需的電流與電壓進(jìn)行有效的控制，使其在確保交流電動機能夠正常使用的情況下，降低到科學(xué)合理的范圍之內(nèi)。如此一來，既保證了煤炭采掘工作的實際工作效率，又使其安全性能方面得到了有效的保障，一舉兩得。

3.4 調(diào)高系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤炭采掘工作中，由于地下煤層并不是始終保持不變的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在實際的采掘過程中，采煤機也不可能始終保持同一開采高度進(jìn)行采掘，要根據(jù)煤層的實際情況進(jìn)行不斷的調(diào)整，從而滿足不同分布與不同厚度的煤層采掘需要。然而，在傳統(tǒng)的機械化煤炭采掘作業(yè)中，采煤機的靈活性較差。而單片機的使用，可以有效的實現(xiàn)對傳動采煤機的改造，使其在靈活性與操控性方面都有了較大的改善與提高，從而滿足煤炭采掘作業(yè)的實際需要，實現(xiàn)了采煤機采掘高度的可控性調(diào)節(jié)。

3.5 排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

為了確保煤碳采掘工作的安全，除了提升井下排風(fēng)效果以外，還要加強井下排水系統(tǒng)的建設(shè)，以免導(dǎo)致井下突水等情況的發(fā)生。因此，要在礦井下設(shè)置排水自動化設(shè)備，從而實現(xiàn)礦井排水的自動化管理。單機片的應(yīng)用，可以有效的提高排水系統(tǒng)的監(jiān)控水平，從而有效的實現(xiàn)對排水系統(tǒng)中相關(guān)信息數(shù)據(jù)的管理與處理。如果排水系統(tǒng)中的電機，在使用過程中出現(xiàn)了故障，則可使用備用設(shè)備重新啟動，而單片機中的PLC則可以對排水泵的使用情況進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，同時監(jiān)控排水工作的進(jìn)程與進(jìn)展，有效的提高了排水系統(tǒng)的工作效率，降低了井下安全事故發(fā)生的幾率，使煤炭采掘工作的安全性得到了有效的保障。

3.6 采煤自動化中的應(yīng)用

在煤炭采掘工作自動化控制技術(shù)使用的過程中，單片機的使用，可以有效的提高煤礦采掘工作中，相關(guān)數(shù)據(jù)的傳遞速度，使得控制中心與采掘現(xiàn)場之間的聯(lián)系更為緊密，實現(xiàn)了控制中心對采掘現(xiàn)場的遠(yuǎn)程控制與管理。與此同時，通過對盤區(qū)設(shè)置的工作面集控系統(tǒng)，能夠?qū)Σ擅簷C中的相應(yīng)機械設(shè)備進(jìn)行自動化控制，使其按照相應(yīng)的順序自動工作。此外，單片機的使用，還能夠使采掘機在出現(xiàn)故障后自動發(fā)出報警信號，嚴(yán)重時自動停止工作。單片機在智能電表中的使用，也能夠有效的控制采煤作業(yè)中所消耗的電量，從而為煤炭采掘企業(yè)減少部分用電成本。

4 結(jié)束語

綜合上文所述，煤炭采掘工作的安全與效率，對于我國具有十分重要的意義。由于我國正處在社會經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，煤炭資源作為促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，其生產(chǎn)質(zhì)量與效率對促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型工作必將起到十分重要的作用。單片機的應(yīng)用，不僅有效的提高了我國煤礦電氣自動化控制技術(shù)的水平，也使得我國煤礦企業(yè)未來的發(fā)展呈現(xiàn)出高效、優(yōu)良的趨勢。

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