基于单片机在煤矿电气自动化系统中的应用研究

王少龙

摘要：现阶段，我国煤矿行业发展迅速，单片机的出现让煤矿资源的开采更加高效与科学。它的出现将会弥补传统工业发展的缺陷，提高工业自动化水平，最终促进我国社会稳定发展。综上所述，本文将详细讲述关于单片机在煤矿电气自动化系统中应用研究的必要性，以及出现问题后的相关解决措施。

关键词：单片机;煤矿电气;自动化系统应用

引言

当前，经济社会呈现出良好的发展势头，煤矿采煤自动化水平越来越高，而且煤矿生产实际监控与保护系统越来越完善，不仅在掘进工作面和采煤工作面，还有排水供电等方面都相应的设置了微处理器，并且还配备了完善的监控与保护系统。对煤矿安全生产具有非常重要的意义。当前社会发展信息化时代，自动化水平越来越高，而且正在迈入网络化、智能化的发展方向。我国煤矿自动化发展于20世纪初期，机电一体化逐渐应用于煤矿开采实际，但是，相较于一些发达国家，在煤矿电气自动化方面，我国还存在很大不足，亟待进行改进与提升。

1单片机概述

单片机实际为集成电路芯片，能够实现电路大规模集成，带有可编程特点。通过在硅片上集成CPU运算中枢、储存设备RAM和ROM、I/O接口等各种设备，能够作为嵌入式系统使用，拥有强大数据处理、存储和指令发布功能。从单片机结构上来看，运算器为核心部分，可以完成二进制算数和逻辑运算，通过累加器、处理器、寄存器等各种设备实现数据运算和信息处理。控制器由定时控制逻辑电路、译码器、程序计数器、指令寄存器等各种各部件构成，将承担指令转换这一重要工作。在CPU获得地址信息后，将从ROM中抽取指令字节，之后将指令寄存在寄存器中。借助译码器，可以将指令转变为不同控制信号，生成相应控制信息。存储器大致包含256个存储单元，各单元地址不同。存储数据时，需要利用16进制数表示地址信息，也可以根据地址信息查找和调取数据。在电子技术中应用单片机，能够保证设备运行可靠性。凭借EFT等基础抗干扰技术，能够将正弦信号当成是载体，在电路运行期间受到外界干扰将产生毛刺信号，发出警告，提醒用户及时处理信号，能够为电子技术开发优化提供指导。在半导体技术取得进步的情况下，CPU也得以快速更新升级，促使8位、16位和32位单片机随之产生。根据需求选择适合单片机，可以满足电子技术多元开发需求，明显延长技术可利用时间。

2单片机技术的优势

（1）简单方便，易于普及。单片机作为一种硬件设备，其内部构造较为复杂。但是在使用的过程中，这种技术却更加的方便和容易掌握。通过简单的学习就能够实现对软件系统的编程和硬件设备的扩展。（2）成本较低，体积较小。在传统的工业过程控制中，往往会选择可编程逻辑控制器，但是这种控制设备一般体积较大，占用空间，同时成本非常高，通常应用在重要的控制系统上。而单片机体积较小，但是能够实现更加广泛的外围扩展能力。并且，在使用的过程中，作为微处理器设备，其功耗更低，有利于节能降耗，提升效率。

3单片机在煤矿电气自动化系统中的应用

3.1在煤矿电气自动化系统中的漏电保护自动化

煤矿企业最终目标是加大经济效益，因此具备节能增效的单片机技术在煤矿电气自动化系统中发挥着强大作用，从漏电保护自动化的应用成果来看，它对于电气自动化系统的漏电因素具有很强的防护效果。从过去的检漏设备来对比，仪器大多比较落后，智能化水平不高，不仅检测时间长，效率低下，且容易有死角没有办法检测到。鉴于单片机技术的出现，能够很好的解决此项问题。这是由于智能击落判断功能起到的作用，它的检测结果较为精确，且不会遗漏死角，能够在线路不稳定时的检测方案是事先通过瞬间闭锁再进行检测，这项漏电保护自动化预判较为准确的同时带来的则是出现漏电问题时，停电范围被减少。它的工作原理也十分清晰明了，首先单片机端口会感受到互感器传达的信号，单片机针对剩余电流进行分析判断，而系统再提供脉冲信号给予单片机。在这一过程中，单片机迅速结合两者之间的联系，通过对电流幅值的变化检测来得以总结出漏电的整个流程结果。此外，该项系统很智能的设定漏电电流等功能，让单片机能够在漏电后第一时间启动保护措施，相当的智能化和科学化。

3.2风电闭锁

在煤矿开采过程当中风机发挥的作用非常巨大。而为了保证足够的分量，需要较大电流驱动电机，将单片机应用于风电闭锁系统内，在对风流量参数进行间接获得的同时，还可使其形成大电流开关信号，进一步提升远程传输效果。同时相较于其他调节装置，单片机对其进行改造之后，还大大提高了风电闭锁系统的控制精度，增强其可靠性，同时成本较低。在煤礦井下配电技术当中瓦斯电闭锁发挥着重要的作用，此项技术有效结合那短路器以及电子瓦斯浓度，使矿井内部实际需求得到了极大满足。在瓦斯电闭锁中，单片机的应用作用巨大，如果出现瓦斯超标后，电源会被系统自动切断，控制和降低井下瓦斯浓度，避免瓦斯事故的发生，当浓度降到正常范围以下之后，系统会转为送电状态，保证煤矿的正常生产。

3.3井下电动机调度的自动化

井下电动机的出现则是为保障煤矿开采活动可以顺利实施，防止出现安全事故，通过对电机车的统一调度进行控制，传统的电动机系统缺点较多，精确度很低，自从采用单片机为核心的电动机后，能够及时在模拟键盘上显示具体位置让跟踪人员可以轻松查询跟踪，并可以自动监视井下尾车状态。尽管控制装置系统变得精巧起来，但灵敏性却大大提升，超强自动化功能对于辅助煤矿挖采具有较大帮助。

3.4滚筒采煤机调高的自动化

煤矿采煤机在矿井下的开采作业过程中，因为各种煤层的厚度都不相同，因此相关煤矿工程技术人员必须针对煤矿采煤机开采高度实施持续的调整进而完成开采挖掘工作，关于常规的煤矿采煤机来讲，该机型的开采动作比较单一，连贯性及灵活性有所不足，这种状况对于采煤的开采效率造成极大制约。滚筒型煤矿采煤机借助单片机技术实行升级改造以后，能够实现采煤调高过程自动化，根据相关试验得出的定子电流数值，能够在显示器上实时显示采煤机负荷状况，例如在煤矿采煤机撞到坚硬的石块时，会出现采煤机负荷明显增加的状况，这种状况导致电动机定子电流也相应增加，在到达设定极限以后，单片机模块系统能够针对煤矿采煤机的采煤高度进行自动化调节。

结语

煤矿电力系统结合单片机的存在，能够发挥出高效快速的自动化控制作用，通过单片机核心技术为煤矿业开采带来高度进步与提升，当自动化控制技术逐步成熟后，现代化煤矿业发展将会再走上一个高度。需要注意的是，单片机在井下运用中，尽量保护好其装置不被破坏，例如容易漏水漏电的煤矿井下应当选用防水的单片机装置。煤矿企业应当大力发展单片机技术在电力系统中的应用，造福社会，为我国经济发展添砖加瓦。

参考文献

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