单片机在煤矿电气自动化中的运用分析

姜本龙

【摘  要】随着时代的发展，自动化技术的应用范围越来越广阔，自动化技术应用于煤矿电气设备中，不仅可以提高生产效率 ，还利于节省人力资源的应用，推动煤矿企业的发展。而为了能够有效应用自动化技术，则可以有机结合单片机的应用。本文对单片机在煤矿电气自动化中的运用进行论述，希望能够外有关单位提供参考。

【关键词】单片机;煤矿电气;自动化

单片机是指一种集成电路芯片，由中央处理单元（CPU）、随机存储单元（RAM）、存储器（ROM）、多种I/O接口等组成。单片机可以运算处理大量数据，实现自动化设备的自动运行、控制。现代化煤矿生产运行过程中，通常会结合大量的电气设备，结合单片机技术实现煤矿电气设备的自动化运行，势必利于推动煤矿生产效率的提高。

1 自动化控制系统的特点

煤矿提升系统是一种功率大、提升能力强的大型运输设备，主要由煤矿运输、水平运输和井筒提升3个基本环节组成，在煤矿生产当中有着非常重要的作用。但是煤矿生产环境十分恶劣，并且伴有振动及电磁脉冲等因素，这就会对提升系统造成一定程度的影响，从而增加了提升系统故障率，同时也降低了煤矿的生产效率。为此，必须要对煤矿提升系统进行优化升级。这就不得不提到电气自动化系统的应用，它具有以下特点：

（1）PLC可根据煤矿提升系统的状态和实际生产情况，通过网络发送操作指令，从而可实现对各水平操作台之间的数据传输、联锁操作看，同时还可以给罐笼调速系统发出调速信号，例如起停、设定速度、运行种类、运行方向、故障复位和安全保护等。（2）PLC具有现代化的数字控制功能，能够对煤矿提升系统中提升容器罐笼的具体方位及运行速度进行全程控制和监视，从而能够确保罐笼按照规定的S形速度运行以及在运行过程中的半自动加速、减速和准确平层，并且还能够通过数字式和直线式动态来显示罐笼的具体方位。（3）PLC 具有现场监控功能，可以对煤矿生产的整个过程进行监控。一-旦提升系统出现故障，PLC便能够快速、及时地做出响应，并根据故障种类进行相应处理，同时向控制台发出报警，指出故障产生的具体部位和类型，例如紧急停车、故障停车等故障报警，操作人员可根据不同类型的报警采取相应的维修工作。（4）在整个煤矿生产系统中， PLC都有着非常重要的连接作用。它通过现代化通信技术将现场生产设备与中央控制台联系在一起，并利用C30通讯及互联网进行数据信息传输，从而保证了控制台对现场生产过程的实时操作与监控。

2 单片机在矿井自动抄表系统中的应用

2.1数据采集中的运用

矿井中的供电系统中，正常供电、断电控制、紧急供电都可以有效结合单片机的应用，满足矿井下对供电的不同要求。在正常供电过程中，矿井供电系统主要是民用电源，这种电源可以经过单片机连接，直接连接电度表，电度表便会形成供电的度量。 例如单片机89C51，其存储区电度表读数会因电度表高低电平而发生相应的变化;而单片机 89C2051 就不同，它在正常供电的情况下，仅能检测到脉冲的变化，而不像单片机 89C51 那样根据电度表高低电平的变化而计数。 在断电的情况下，后备电源开始工作时，单片机 89C51 就会停止工作，这时就应利用上单片机 89C2051，因为它会接替 89C51 的工作，对电度表进行检测、计数。

2.2无线架构下的监测体系

目前，超出九成的提升机采用交流路径下的电动机作为原始动力。与此同时，现有的电动机整合了绕线架构内的转子电阻，融合了混合态势下的管控电路，调和原始的电流时间。在管控性能这-层级上混，合架构的线路带有优越性;然而若预设的负载频繁更替，带有辅助特性的触点偏多，则会凸显出线路复杂的态势，这就限制了机械应有的启动特性，限缩了自动成效。若采用单片机这一核心技术替换最初的管控技术则可以随时查验系统速率以及这一时段的电流。依据测量得来的负载差值妥善去切除固有的电阻，就可以回避机械固有的启动冲击，也限缩了继电器初始的动作值，回避了频繁态势下的数值调整。

2.3应用架构下的漏电保护

若要保障井下的供电系统就要采用低压态势下的漏电保护装置。这样能限缩触电伤亡几率，创设保护路径。目前，大多数煤矿都采用了合规的检漏配件，它们在衔接好的线路上会存在差异。但是检漏配件的预设原理具有- -致性。具体而言，若查验到的绝缘电阻被限缩至预设的整定值，则总馈电这样的开关会切断体系固有的电源。除此以外還安设了零序电抗以便补偿原初的电容电流。

3 单片机在滚筒采煤机自动调节系统中的运用

煤矿的生产运营过程中，采煤是重要的工作，实际的煤炭采集时，常见煤层厚度不均匀的情况，为了能够有效采煤，则需要检修及时调整采煤机，使其适应煤层的厚度。这种调节过程往往是由人力完成，然而，根据实际调节现象来看，需要调节人员拥有较为丰富的经验，但确保厚度的准确也常见采煤机接触到岩石的现象，这种现象从侧面而言，降低了采煤机的使用寿命，若造成设备的损坏，对于生产效率也会产生影响。结合现代化单片机元件，一种滚筒采煤机自动调节系统可以有效地解决相关问题。该系统设备的主要工作原理，即在线进行采煤机驱动电机定子电流的连续测量，根据测量数据、计算公式，则可以把所得数据带入到公式中进行计算，该结果则能够直接反映出机械设备负荷的变化。具体而言，在采煤过程中，若接触到与煤炭硬度完全不同的岩石时，机械设备的负荷则会增大，此时，采煤机的高度就会根据单片机输出值进行调整，通过自动控制，绕过对岩石的开采、挖掘。

4 单片机在钢丝绳张力无线监测系统的应用

煤矿的生产开采过程中，矿井提升机设备通常是由交流电动机作为动力进行工作的，这种电机主要以消耗交流电动机作为动力，常采用绕线式交流电动机转子结合电阻、电流时间混合式控制线路。这种提升机的应用，在时间控制上具有更优越的性质，但也存在负载变动幅度较大时，其运行效率不高的现象。结合现代化单片机，将单片机控制系统应用于钢丝绳张力无线监测系统中，系统性能会得到较大改善，速度、电流的测量相对简单，也利于降低刚启动时系统对设备的冲击，进而提升了机械设备的性能。实际的工作原理，即系统能够根据实际负载情况对电阻进行调节，降低刚启动过程，提升过程对设备的冲击。

5 结语

综上所述，随着实地的发展，自动化技术的应用范围越来越广阔，煤矿采煤过程中，涉及的电气设备众多，有机结合自动化技术的应用，不仅能够提升采煤效率，对于推动煤矿企业的发展也能够形成积极意义。而在自动化技术的应用过程中，有机结合单片机的应用，则能够大为优化自动化设备的生产运行，进一步提升采煤效率。对此，有关煤矿生产单位应认识到应用单片机的积极作用，为煤矿的可持续发展提供动力。

参考文献

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