浅论单片机在铜矿电气自动化控制技术中的应用

熊文芳（江西铜业集团银山矿业公司）

浅论单片机在铜矿电气自动化控制技术中的应用

熊文芳
（江西铜业集团银山矿业公司）

铜矿是我国重要的战略能源，随着科技发展及工业生产水平的不断提高，对铜矿生产的自动化程度提出了更高要求，这使单片机在铜矿电气自动化控制技术有了越来越广泛的应用。本文手段简述了单片机及其优点、基本结构和工作原理，然后从铜矿开采、供电监测、排水自动化控制、通风系统监控、漏电保护等、电源自动化控制等多个方面具体论述了其在铜矿电气自动化控制技术中的应用，充分发挥单片机作用。

铜矿生产；电气自动化控制适；单片机；漏电保护；电源自动化控制

进入21世纪后，科学技术迅猛发展，工业领域内各行业的生产技术水平显著提高，很多产业都使用了技术含量较高的设备，单片机就是其中的典型代表。在铜矿生产中，由于生产工作的迫切需求，单片机广泛应用于电气自动化控制技术中，不仅有效提高了铜矿开采工作效率，减少了能源消耗和铜矿资源浪费，还降低了对周围环境的破坏，产生了一定的环保效果，促使我国铜矿开采水平有了明显提升。鉴于单片机在铜矿电气自动化控制技术中应用产生的巨大作用，应进一步对此展开深入研究，不断完善单片机电气自动化控制技术，开创我国铜矿电气自动化控制工作的新局面。

1　单片机及其运行原理、主要功能

1.1单片机

单片机，是一种集成电路芯片，采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等集成到一块硅片上，构成的一个小而完善的微型的控制机械。由于采用集成技术、信息技术等多种现代化技术，具备体积小、功能强等优势，在铜矿电气自动化控制技术中有着广泛应用。

1.2基本结构

单片机一般由存储器模块、电源模块、通信模块、漏电闭锁模块四部分构成，中心内部系统处理器、主要控制器是单片机的基础结构部分。单片机内通过单一总线连接各部分，采用多通道数据传输模式。其在铜矿电气自动化控制技术中的应用，主要起到实时监控和保护作用。

1.3工作原理

在运行过程中，先将检测到的电信号处理后转换成为电压信号，然后再放大成为0.5V电压信号，传至CPU。之后，经由CPU转换成数字信号，通过电脑数据分析、处理后，发送给电气自动化控制系统的应用平台上，在显示器上显示出来。

2　单片机在铜矿电气自动化控制技术中的应用分析

2.1铜矿开采

在铜矿开采工作体系中运用单片机，畅通了铜矿调度中心和采铜现场之间的信息沟通渠道，使采铜现场的相关数据信息能即时、顺利的传送到调度中心，方便调度中心对采铜现场进行远程实时监控和管理。在远程实时监控和管理过程中，单片机为铜矿开采提供了一个合理有效的监控体系，这一体系可进行语音通讯、紧急停止、故障报警等操作，控制刮板机、破碎机、转载机的自动顺序的启停操作。此外，还能够进行井下监测，勘查铜矿井，及时发现矿井气体中含有的危险成分，防止出现爆炸等严重事故，使铜矿开采工作更安全、自动化程度更高。

2.2供电监测

铜矿开采实行的是机械化作业，供电持续、稳定是工作顺利展开的关键。在铜矿开采中，由于工作性质和工作环境的影响，一次小的停电断电都有可能酿成大的事故，所以要保证产区各变电所、配电室供电安全。为满足这样的供电需求，把单片机应用于供电监测系统中，以提高供电监测管理的可靠性、安全性。在供电监测中，通过单片机监测、采集各变电所、配电室内的电压、电流、功率、断电器的分合状态和故障信息等数据，然后传回调度中心的电气自动化控制系统的显示器上，工作人员根据这些数据不必进入现场就可以完成各个开关的分合闸控制、参数修改等工作，显著提高工作效率，同时也降低了工作强度。

2.3排水自动化控制

在地下铜矿开采过程中，排水系统是生产工作安全进行的基本保障。倘若矿井内的积水不能及时排出，土体在水的侵泡下会出现失稳、坍塌等情况，进而造成矿井坍陷，势必酿成严重的生产事故。应用单片机后，在铜矿井下设置自动化分站，系统通过PLC对水仓水位等信息进行自动化管理，远程控制排水泵启停、复位等操作，并实时监控水仓水位情况，确保排水系统正常运转。

2.4通风系统监控

铜矿开采过程中一般都要设置通风系统，一方面为铜矿开采工作面提供所需要的风量，一方面用于排出矿井气体内危险成分，避免发生爆炸等意外事故。但是，如果矿内发生火灾事故，由于通风系统可以提供新鲜风量，有一定的火势助燃效果，这个时候通风系统就成为了严重威胁。为此，在铜矿日常开采工作中需要实时监测通风系统，严格控制风量，以防发生火灾时最大程度的降低通风系统的不良危害。在通风系统监控中应用单片机后，可以控制通风系统，也可以监测到矿井内的危险信息，然后把危险信息传递回调度中心，根据具体情况调控有风量，使矿井内有效风量处于实时监测和控制状态下，既可以提供工作面需要的风量，又可以降低火灾发生时的危害程度。

2.5漏电保护

漏电保护是铜矿安全生产的一个重要方面，没有安全的漏电保护，极可能酿成严重火灾、人身伤害事故。而单片机在漏电保护中的应用，极大提升了铜矿漏电保护装置的技术含量，使漏电保护工作上升到了一个新的台阶。在过去很长一段时间内，铜矿生产中采用的漏洞保护装置的电流都比较大，长时间运行后，很容易出现漏电情况，保障不了采矿人员的人身安全。在漏电保护中应用单片机后，可以利用单片机高精度的判断性能在捡漏回路闭之后进行检漏工作，极大的提高了漏电保护性能，从而降低漏电事故发生的概率。而且，应用单片机后，有了固定不变的工作电阻值和较好的选择性，一定程度上可以预防停电事故，减少停电范围。

2.6电源自动化控制

电源在电气自动化控制系统中的重要作用是毋庸置疑的，为保证其起到应有的作用，应当提高其自动化控制技术的水平。所以，在铜矿电气自动化控制中应用单片机后，可以基于单片机设计电源开关的定时控制系统，设定定时时间，以便实现对电源开关的自动化控制。这样一来，一方面可以在漏电情况下出于漏电保护工作的需要自动切断电源，缩小停电范围，降低停电影响，避免造成较大程度的人身伤亡；另一方面也提高电源开关的自动化控制水平，可以根据设定好的时间进行电源开关控制。

3　结语

综上所述，单片机在铜矿电气自动化控制技术中的应用相当广泛，在铜矿开采、供电安全管理、排水自动化控制、通风系统监控、漏电保护、电源自动化控制等方面发挥了巨大作用。既提高了铜矿电气自动化控制水平，也保证了铜矿生产安全，降低了工作强度，对铜矿生产而言，单片机应用价值巨大。在今后的发展中，应加强单片机在铜矿电气自动化控制技术中应用的研发工作，进一步完善与优化单片机应用效果，利用单片机的远程实时监控、保护作用为铜矿电气自动化控制的实行提供坚实的条件和基础。

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2015-12-8