浅析单片机在煤矿电气自动化中的应用

陈士博（兖州东方机电有限公司,山东 济宁 273500）



浅析单片机在煤矿电气自动化中的应用

陈士博
（兖州东方机电有限公司,山东 济宁 273500）

摘 要：煤炭是我国重要的能源资源，在过去的工业发展中，煤炭发挥了不可替代的作用。现如今，虽然石油和天然气的大量使用使得煤炭的重要性相对有所下降，但是从社会整体来看，煤炭的地位依然很重要。煤矿电气自动化就是在煤炭资源的不断开发和利用中产生的，在煤矿电气自动化的发展当中，单片机一直起着重要的作用，主要是因为单片机在逻辑运算和算术运算方面的功能无可替代。基于这样的发展现状，本文就单片机在煤矿电气自动化中的应用进行分析，主要是通过整体探讨来提升单片机在电气自动化当中的实效应用，保证其安全性和可靠性。

关键词：单片机；煤矿电气自动化；应用

随着计算机技术的不断进步，各个行业和领域都利用计算机技术来进行生产成本、管理成本的下降和经济效益的提升。在计算机不断发展的过程中，微型化趋势越来越明显，而在行业的运行中，煤矿电气自动化中利用的单片机可谓是微型计算机的代表。单片机在煤矿电气自动化中的应用，对于煤矿电气自动化发展而言具有重要的推动作用，这种单片机的使用，为煤矿电气自动化提供了可靠的物质保证，在运行参数、数据需求方面也具有非常明显的帮助。总而言之，单片机的作用在煤矿电气自动化的发展过程中无可取代。

1 单片机在矿井自动抄表系统中的应用

在目前的采矿矿井中，利用的抄表系统是普遍的超窄带载波抄表系统，这种抄表系统能够依靠超窄频道技术将低功率的信号集中在狭窄的频带内，进而对其进行传送。从结构上来看，这个系统主要有三部分构成，分别是主站、信道和载波模块。电量采集系统隶属于自动抄表体系，而利用智能化的手段进行电量数据的采集，可以实现发送模块和变电站接收器的并发通信，而单片机的运算功能就集中体现在下面的两个部件上。

1.1 数据采集器

矿井的供电工作系统非常的重要，一般是能够满足正常的供电需求和断电情况下下的供电需要。重要原因是：首先，在正常的情况下，市电进行转化后电源不仅可以为单片机的工作进行供电，而且能够对电度表的电平进行持续不断的检测。在这个过程中，单片机89C51会根据电度表电平从高到低的变化，在存储区进行数据存储的时候对相应的电度表电平进行数值加1；而此时的89C2501则会在操作前进行标志位电平的检测，但是当电平位较低的时候，数值不进行计数。如果在正常的而供电情况下进行检测发现标志位电平比较低，单片机89C2501只能够进行脉冲变化的检测，而且也无法计数，就必须将数值送入到数码管进行显示。其次，当后备的电源在断电的情况下继续工作的时候，单片机不能够完成数据信息的显示和发送，单片机89C2501就会代替电度表进行脉冲的检测和记录工作，当供电正常的时候，恢复原有的数据采集方式。

1.2 数据集中器

单片机除去数据采集的功能，另一个突出的功能就是充当数据集中器。因为单片机是一种微型的计算机，他可以将采集到的数据进行系统的整理后进行分类，因为要使用自动化的需求，所以单片机的工作自动化程度比较高。当采集到的信息都在单片机中进行集中的时候，单片机会按照其本身自有的运行参数进行数据的计算和处理，并将信息发送传输到中央数据处理器当中，通过中央信息的集中处理实现数据的有效利用。简而言之就是单片机在采集数据完成后起到集中处理数据的作用，所以说其是数据集中器。

2 基于AT89C51单片机的钢丝绳张力无线监测系统

在目前我国使用的矿井提升机中，90%电动机形式为交流电。采用交流电作为提升机的动力来源，而且大部分利用绕线式交流电动机转子串电阻进行控制线路的调速。从实践中发现，混合小路在控制方面的性能更加的优越，但是因为其在负载变动比较大的时候，受到的影响因素比较多，所以效果往往差强人意。在以单片机为核心的的控制系统中，可以围绕单片机进行速度、电流的实时测量，而且能够根据测量结果进行繁复性的调整，进而保证测量的准确性。

基于单片机的钢丝绳监测预警系统是围绕单片机进行测量的典型代表，所以其功能模块主要由四个部分组成，分别是井下的数据采集收集系统、数据处理系统、无线数据的传输部分和显示控制系统。通过这四个系统的协调利用，可以轻松地实现对钢丝绳张力的检测，而根据张力的正常的承重关系，就能够及时的判断煤矿的安全程度，进而进行安全事故的避免。利用井下的数据采集和收集，在配合无线数据的传输，可以很好的解决井下数据传输困难问题，另外，利用井下数据收集可以更多的了解矿井中的咨询，为预警提供可靠的消息。

3 漏电保护装置中的单片机应用

在煤矿的生产中，矿井的安全用电必须要得到保证，而要保证矿井内的用电安全，就必须要重视低压漏电保护，进行低压漏电保护会进一步的减少工作人员的触电事故。目前，我国的各种类型的煤矿在进行漏电检查方面的工作方法大同小异，但是基本原理都一致，主要是根据两方面经验来判断漏电：首先是当绝缘电阻下降到整定值的时候，继电器开始运作，这时候的总馈电开关就会切断电源。其次，有零序电抗器补偿电容电流。由于设备在采用元件的时候大都利用的是分立元件，所以其可靠度比较低，尤其是在负载比较高的时候，出现误动作的几率会更高。所以做好检漏工作相当重要。

单片机因为其智能性比较强，所以将其利用在检漏工作中，一旦有漏电的数据被采集到只能数据运算的程序当中，中央数据处理系统会立刻做出实时的反馈，这种反馈回促使继电保护发生作用，进而及时的切断电源保证安全。总体而言，单片机的智能化程度越高，检漏的效率也越高，因为单片机本身存在数据处理和数据传输的能力，所以其工作的效率更加的更好，综合效果也更强。

4 结束语

单片机作为微型计算机的代表，在目前的煤矿电气自动化中被广泛的应用，一方面是因为其逻辑运算和算术运算的能力比较突出，另一方面是因为利用单片机实现自动化能够有效的保证煤矿生产的安全。目前，在进行矿产开发的时候，安全问题一再被强调，利用单片机实现智能化监管对于煤矿企业而言，无疑是一种巨大的帮助。

参考文献：

［1］卜桂鑫.试论单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用［J］.电子制作,2013（13）：213+206.

［2］贾晋杰.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究［J］.黑龙江科技信息,2015（25）：13.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.063

作者简介：陈士博（1977-），男，泗水人，本科，研究方向：工业、电气自动化。