露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用

张宝玖，刘秋义（内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司，霍林郭勒，028000）



露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用

张宝玖，刘秋义
（内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司，霍林郭勒，028000）

摘要：本文从概述露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用出发，探讨了漏电保护、风机节能、变电所运行记录、井下环境的监控系统、提升机的技术改造、井下电动机调度系统、滚筒采煤机的自动调高系统等方面的实际运用。以期为相关的理论研究和具体的实践工作提供借鉴。

关键词：露天矿；电气自动化控制技术；单片机

1 露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用概述

1.1 露天矿电气自动化控制技术运用单片机的意义。从我国目前的煤矿电气控制技术运用实践来看，当前煤矿企业生产的自动化是当前最主要的任务之一。要采用电气控制系统对各种类型的电动机动力传动装置开展更为深层的研究。随着当前信息技术的飞速发展，在露天矿电气自动化控制技术中运用单片机，能够显著提升我国煤矿企业的煤矿产量和煤矿的机械化技术水平，成为起重要作用的网络化自动控制系统，显著促进我国煤矿企业的现代化发展。

1.2 单片机的工作原理。在单片机工作模块中，电源模块以及存储器模块是最为重要的两个部分。但是也同时包含漏电闭锁模块以及通信模块两个部分。它利用实时监控以及电气设备的保护，采用多通道数据传输模式，实现自动化控制。在其实际运行过程中，要开展电信号的适当处理工作，在此基础上进行电压信号的转换，并且传送到CPU，实现到数字信号的转换。以此为前提，继续进行电脑的处理工作，最终显示于显示器中，实现信号的闭锁状态。在这项技术的利用过程中，不仅需要进行较广范围内的简单设备操作，但需要联合其他微电子技术以及计算机技术，实现自动化以及智能化的提升。

2 露天矿电气自动化控制技术中单片机的实际运用分析

2.1 漏电保护。为了保证煤矿井下的安全供电，有效避免人身触电伤亡现象，需要做好漏电保护措施。从我国目前广泛使用的集中检漏设备运用实践来看，在线路方面存在着较多的差异，但是原理是大同小异的。首先，当绝缘电阻下降到一定的整定值时，会触发继电器进行运作，促使总馈电开关将电源切断。其次，都存在零序电抗器，满足对于电容电流的补偿需求。对于大部分的检漏设备来说，分立元件是受到广泛青睐的元件之一，但是其存在可靠性低的缺点，尤其是在带负荷载荷闸的瞬间，非常容易出错。在实际运用过程中，需要充分利用单片机的击落判断功能，在合闸的瞬间进行检漏回路的闭锁；充分利用单片机的逻辑判断功能以及高精度的算术运算功能，开展精确的测量，促使工作电阻值保持在固定不变的水平内，大大提升装置的可靠性，有效避免停电范围的进一步扩大。

2.2 风机节能。在煤矿生产中，风机是必不可少的一项固定设备。在煤矿井下，风机的主要任务是进行空气的供应。因为煤矿生产对于井下的风速和风压都有一定的要求，而且煤矿生产中的阶段不同，井下的空气需求量也不尽相同。为了解决这个问题，需要做好恒速系统的替换，实现调速系统的安装。对于调速系统来说，绕线式交流电动机串级调速或者鼠笼异步电动机变频调速都是可以被充分利用的技术。如今的数字化控制技术主要以单片机为技术基础，以上两种技术已经逐渐发展成熟，能够在控制电路复杂性等方面发挥重要的作用。与此同时，利用软件进行大量硬件逻辑电路的替代，能够显著提升系统的可靠性和控制精度，实现系统造价的降低。

2.3 变电所运行记录。在煤矿生产中，变电所是一个起关键性作用的部门。这个部门的安全可靠运行能够对煤矿的安全稳定生产起到至关重要的作用。但是从长期的实践来看，在对煤矿的用电量进行统计时，操作人员手工统计是最为主要的统计方式。但是从目前的能源利用状况来看，电业部分对于各个工矿企业的用电都进行了合理的配额，实现一定的限制效果。尤其是对于煤矿企业的短时用电量最大值的定额限制来说，要求更为严格。如果煤矿企业的用额超过设定的额度，需要交纳一定的罚款。这对于中大型煤矿来说，是一笔较大的支出。因此，露天煤矿企业需要充分利用高科技的智能电度表，实现这笔支出的节省。

因为智能电度表具有以下显著的优势，因此受到了广泛的青睐。首先，它能够实现各部门用电负荷的实时计算，对用电量进行分时累计。其次，能够实现各项结果的打印，包括对于每小时全矿正电负荷结果的打印，每小时用电量的打印等。最后，能够对超负荷现象进行处理，一旦全矿在用电的高峰期出现超负荷现象，那么就能进行连续报警，值班人员向全矿生产调度室发出相关通知，并且依次向下级部门反映，最终争取通过单片机检测以及微型机构的检测实现二级系统的检测。

2.4 井下环境的监控系统。在井下环境中，手持直读式就地检测装置是较受青睐的的检测装置，不能够对间隔内的变化进行测量。因为井下的瓦斯存在在二次测量的间隔内聚集到发生爆炸的程度的可能性，所以非常容易对煤矿的安全造成威胁。在井下环境的检测系统的协助下，能够实现对矿井环境相关参数的连续检测，有效提升矿井安全，实现相关管理的改善以及隐患的预测。除此之外，还有助于瓦斯积聚地段的及时发现并且确定，将火灾的源头进行控制，实现检测系统的报警处理，便于及时制定有效补救措施。

2.5 提升机的技术改造。从我国的露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用实践来看，约有百分之九十以上的矿井提升机是利用交流电机进行拖动的，而且采用的主要方式是绕线式交流电动机转子串电阻的调速方法。在控制线路方面，电流时间混合方式的控制电路占主体。对于这种控制电路来说，在性能上相比单纯时间控制来说，存在较多优势，但是当负载出现很大变动的时候，在启动特性方面仍存在不理想的现象。除此之外，它还存在线路复杂、辅助触点多以及调整难度大等缺陷。因此，以单片机为核心的控制系统的优势就凸现出来，可以充分利用其进行技术改造，通过单片机系统对速度、电流等参数进行实时测量，实现实际负载的得出。在对每一钩的负载进行分析的基础上，遵循恒加速度启动的原则，利用单片机控制电阻的切除。通过这种方法，能促进启动的平稳运行，有效避免因为对于机械系统的冲击过大而造成的相关危害。与此同时，还大大节省了因为对电流继电器动作值进行调整而产生的成本和人力消耗，实现成本的降低。

2.6 井下电动机调度系统。井下电动机调度系统又被称为“信集闭”系统。利用井下电动机调度系统对井下的电机车进行统一的调度，能够有效防止运输事故的产生，促进安全生产的实现。这项系统主要包含以下功能。第一，对井底电机车进行全盘调度。第二，岔道口信号灯指示。第三，对各电机车在钢轨上的实时位置进行跟踪，并且显示在模拟显示盘上。第四，对尾车进行自动监视。井下电机车调度系统能够被可编程序控制，实现控制线路的大大简化，将所有的逻辑关系都交由软件处理，提升灵活性以及功能性，缩小装置体积等都是其发展方向。

2.7 滚筒采煤机的自动调高系统。煤层的厚度会随着开采过程的推进而不断发生变化。这对采煤机提出了更高的要求，即能够随着煤层厚度的变化进行适当的调整。在传统的方式下，这些调整都是依靠人工实现的。不仅提升了操作成本，还会因为操作频繁而降低采煤机的寿命。滚筒采煤机的自动调高系统就能够实现这一问题的很好解决。单片机在这个系统中充当重要的角色，能够根据定子电流的值进行负荷变化情况的测量。

3 总结

研究露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用的诸多问题，对于当下煤矿企业的发展趋势来说，具有重要的现实意义。

参考文献

［1］吴琦.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用［J］.硅谷，2015，（3）：118-118，120.

［2］张飞.煤矿电气自动化控制技术中单片机的有效运用［J］.大科技，2015，（8）：260-261.

［3］崔智明.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用［J］.科技创新与应用，2015，（24）：126-126.

The use of electrical automation control technology of single chip microcomputer in open-pit mine

Zhang Baojiu，Liu Qiuyi
（Inner Mongolia Huolinhe opencut coal Limited by Share Ltd， holingol，028000）

Abstract：This paper from the overview of open-pit mine electrical automation control technology in MCU application of the practical application of the earth leakage protection，energy-saving fan，substation running records，the underground environment monitoring system，enhance the technological transformation of the machine，the downhole motor scheduling system，drum shearer automatic height adjustment system is discussed.In order to provide reference for theoretical research and practical work related.

Keywords：opencast mine；electrical automation control technology；SCM