單片機在煤礦電氣自動化中的應用

發布時間：2019-09-04所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次

摘 要： 摘 要：使用單片機，在煤礦的自動化系統改造過程中，是當前較為廣泛應用的一種技術。煤礦電氣自動化系統中運用單片機技術，可以提升煤礦的電氣自動化水平，幫助煤礦企業提高效益。本文結合具體的案例，對單片機在煤礦電氣自動化系統中的運用進行分析，希望能

　　摘 要：使用單片機，在煤礦的自動化系統改造過程中，是當前較為廣泛應用的一種技術。煤礦電氣自動化系統中運用單片機技術，可以提升煤礦的電氣自動化水平，幫助煤礦企業提高效益。本文結合具體的案例，對單片機在煤礦電氣自動化系統中的運用進行分析，希望能夠對煤礦電氣自動化系統的優化具有參考作用。

　　關鍵詞：單片機 煤礦自動化 電氣自動化

　　當前，在科技浪潮不斷推動以及科技人員的不懈努力下，進行煤礦電氣自動化系統的改造和優化，是較為熱門的話題。運用單片機的優勢，如功能上的簡化、體積上的優化、成本的降低等，使得煤礦生產在向著理想化的狀態發展。因此單片機當前在煤礦電氣自動化系統中的應用成為熱門的話題，可以說已經成為煤礦大型機械設備和零部件系統自動化智能化改造工程中不可或缺的器件，為煤礦的能源節約開采安全、工作量的降低等提供了便利。

　　1 單片機的工作原理

　　單片機的優點主要體現在這以下個方面：(1)單片機的集成度高，它包括了CPU、RAM、ROM、計數器、并行口、串行口，可謂小而完善;(2)單片機系統的結構簡單，操作方便易行，可實現模塊化;(3)單片機的可靠性很高，持續無故障時間久;(4)單片機的處理速度很快，功能強大。

　　單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設備構成。單片機自動完成賦予它的任務的過程。也就是單片機執行程序的過程，即一條條執行的指令的過程。所謂指令，就是把要求單片機執行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是由設計人員賦予它的指令系統所決定的，一條指令對應著一種基本操作;單片機所能執行的全部指令，就是該單片機的指令系統，不同種類的單片機，其指令系統亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務，必須把要解決的問題編成一系列指令(這些指令必須是選定單片機能識別和執行的指令)，這一系列指令的集合就稱為程序，程序需要預先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元(最小的存儲單位)組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執行。就像大樓房的每個房間都被分配到了唯一一個房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址。單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環境適應能力強、擴展靈活和使用方便等優點，用單片機可以構成形式多樣的控制系統、數據采集系統、通信系統、信號檢測系統、無線感知系統、測控系統、機器人等應用控制系統[1]。

　　2 單片機在煤礦自動化系統中的應用

　　2.1 單片機在漏電保護裝置中的應用

　　進行井下的開采工作，需要安全的供電系統。一是防止人員發生身亡事故;二是對漏電進行保護。從當前國家煤礦工業整體形勢發展看，工作量越來越大，但是用于檢測漏電保護的裝置非常少，而且樣式過多，無法知道哪一種設備能夠更好地發揮作用。因此，在工作原理上進行了眾多的檢測，最終發現如果要保證絕緣電源發生下降，達到安全的數值，必須要采用繼電器保護動作，切斷電源之后，然后才能進行電抗器補償電容電流的檢測。這種方式在大部分煤礦中用于設備的檢測。然而這種檢測方式具有一定的弊端，很多設備是獨立的元件，這種元件的運行在可靠性上是較低的。當發生不載合閘的瞬間出現了誤操作。那么故障發生的概率就會提高。使用單片機的方法和技術，對于擊落可以進行判斷，在合閘瞬間可以快速對閉鎖電路簡陋，這樣利用單片機的這種優勢，實現了對電路的快速檢測，能夠利于煤礦在選擇性的漏電保護裝置上進行理智的選擇。單面機裝置用于漏電保護裝置，不會讓裝置在運行過程中時間過長，受到限制，而且保證了煤礦工人在井下的人身安全，解決了長期以來困擾煤礦漏電保護裝置中的一些弊端。單片機將附加直流電源與零序電源的方向加以結合，有效地保證了漏電保護的選擇性[2]。

　　2.2 進行礦井自動抄表系統采用單片機的應用

　　對于礦井中的供電系統，按照正常的供電需要在鍛煉后，發生緊急供電的時候，為了滿足供電的需求，將脈沖的變化等進行電度表的高低電平的變化的讀數，這種讀數可以根據電度表高低電平的變化進行計算。即便是在斷電的狀態下，如果進行后備電源的啟動，依然會讓單片機發生工作狀態，進行電表的檢測和技術。還有一種運用，可以使數據相對集中，將數據的傳送集中在采集器的數據存儲其中，經過數據集中器的功能發揮，使用單片機進行數據集中器的基本載體的運行。單片機經過采集器的電路發送指令。通過網絡將信息傳送到地址，馬上計算機可以采集到采集器中的數據。以上利用電力線路傳輸和超載代技術進行通道傳輸的方式，實現了電量采集，將單面機應用在抄表系統中，使得抄表系統具有較強的抗干擾能力，而且實現了遠程抄表，加快了數據處理的速度。

　　2.3 單片機在滾筒采煤機自動調節系統中的應用

　　煤層的厚度在煤礦開采中是屬于固定不變的，但是這種固動不變，是相對而言的，如果一旦發生改變，就要適應煤層的厚度，進行采煤機的調整。傳統的方法是采用人為的方式來進行調整，但是這種調整的數據不是很準確，容易發生數據的錯誤，嚴重時會影響采煤機的開采，傷害機器。運用單片機組成的滾筒采煤機自動調節系統，它的原理是驅動電機定子電流，根據相關的公式進行連續測量，然后在公式中進行數據的代入，最終得到的結果能反映出電流負或電流負荷的變化。在開采過程中，如果遇到厚度較大的巖石的時候，此時采煤機的高度會根據負荷的增大，讓單片機輸出值來進行數據的調整，確保能夠繞過厚度過大的巖石。這樣單面機的運用可以有效地解決厚度不均的問題[3]。

　　2.4 單片機在鋼絲繩張力無限監測系統中的應用

　　煤炭開采中，很多礦井提升機都是使用交流電動機作為動力進行開采的。采用繞線式交流電動機傳子，電流時間混合，串電阻發生線路控制，這種開采過程中，時間控制雖較為優越，但是性能上卻有一定的問題。當負載變動幅度較大，或者線路較為復雜的時候，此時使用單片機應用在鋼絲繩張力無線監測系統中，就會讓電流的測量以及速度的測量變得較為簡單[1-4]。

　　3 結語

　　單片微型計算機，簡稱單片機，它是一種集成在電路芯片上，把具有數據處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的計算機系統。當前煤礦中采用的大部分都是傳統的控制系統，例如超窄帶載波抄表系統。這種系統包含了載波模塊主站等部分，它的工作原理是：在狹窄的平臺內，通過窄頻帶技術完成抄表傳送，采集電表需要實現模塊與變電站接收器的并發通信傳輸，利用電流和電壓數據的集中器的采集，達到礦井自動抄表。而使用單片機之后，礦井的自動化系統在數據采集和分析上更加靈活和準確。

　　參考文獻

　　[1] 孫福兆.單片機在煤礦電氣自動化中的設計和應用[J]. 煤礦機械,2013(9):263-264.

　　[2] 李琳蕓.單片機在煤礦電氣自動化控制中的應用研究 [J].機械管理開發,2018(6):198-199.

　　[3] 朱程.單片機在煤礦電氣自動化中的應用探析[J].數字化用戶,2018(20):42.

　　[4] 張均.單片機在煤礦電氣自動化控制技術中的應用分析 [J].電子制作,2018(2):69-70.

　　相關期刊推薦：《單片機與嵌入式系統應用》Microcontrollers & Embedded Systems(月刊)2001年創刊，為國家級期刊。本刊定位在單片機與嵌入式系統的基礎應用領域，突出單片機與嵌入式系統中的一些基本的軟硬件技術、集成開發環境、新產品、新技術等。既有別于對象專業期刊中的嵌入式系統的對象項目應用，也有別于一般電子類期刊中從電子技術應用、電子元器件角度介入嵌入式系統應用。