鄧軍

摘 要：對于煤礦生產(chǎn)來說，對安全性、經(jīng)濟效益都提出了更高要求。單片機最大的優(yōu)點就是體積小、成本低、智能化，具備自動監(jiān)測、自動控制、自動糾錯功能，可以保證生產(chǎn)的安全性，降低生產(chǎn)成本。從目前我國煤礦發(fā)展狀況來說，應(yīng)當積極使用以單片機為代表的自動控制技術(shù)，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)的綜合效益。

關(guān)鍵詞：單片機； 安全生產(chǎn)； 生產(chǎn)成本

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.038

0 引言

我國是個“多煤、缺油、少氣”的國家，已經(jīng)探明的煤炭儲量占據(jù)世界的1/3左右。煤炭在我國一次能源結(jié)構(gòu)中一直處于絕對地位。截止2014年底，全國存在的大小煤礦將近一萬一千多。長期以來，在煤炭開采過程中存在效能低下、安全事故頻發(fā)的多種因素。總結(jié)其主要原因，歸根結(jié)底還是技術(shù)落后。當前我國為了解決煤炭行業(yè)的囧境，正在對煤礦的生產(chǎn)設(shè)施、設(shè)備進行自動化改造和提升，其中最為關(guān)鍵的是采用以單片機技術(shù)為核心的自動化控制技術(shù)來實現(xiàn)煤礦安全、經(jīng)濟生產(chǎn)的目的。

1 單片機可以提高煤礦生產(chǎn)安全

1.1 減少瓦斯事故

瓦斯突出、瓦斯爆炸是煤礦生產(chǎn)中的最受關(guān)注的安全生產(chǎn)隱患。一直以來對瓦斯的檢測采用的是移動式手持檢測儀。這種檢測儀雖然靈敏度、寬度可以到達檢測的目的，但是由于需要人為操縱，容易造成檢測間隔期內(nèi)發(fā)生濃度超標卻出線漏檢情況。我國煤礦瓦斯爆炸事故層出不窮，也說明了目前瓦斯檢測的效果不盡如意。當采用單片機自動化控制技術(shù)以后，它可以利用自身的連續(xù)工作特點，以及適應(yīng)不同惡劣環(huán)境下的檢測要求，實現(xiàn)全時段、全地域的檢測和監(jiān)控，并能提前做出預(yù)判和預(yù)警，從而為采取應(yīng)急措施提供了時間和依據(jù)。極大地降低了發(fā)生瓦斯事故的概率。

1.2 防止觸電事故

觸電是煤礦生產(chǎn)中非常普遍的安全事故。針對電氣的安全防護措施可謂層出不窮。應(yīng)用最多的還是低壓漏電保護措施。目前，我國絕大多數(shù)煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)中都安裝了控制繼電器，當絕緣程度降低到整定值時，繼電器動作，切斷供電電源。這種方法的缺點是由于大都采用分立元件，容易受到荷載不均勻、雜散電流比較多而產(chǎn)生誤動作，加上繼電器機械裝置影響，檢測時間較長，反應(yīng)不靈敏，因此可靠性降低。為了解決這些問題，可以采取單片機自動控制技術(shù)。單片機的保護原理就是利用零序電流方向和附加直流電流共同作用，利用其自配的軟件程序進行邏輯判斷和快速計算，發(fā)現(xiàn)檢漏點并給出絕緣程度，通過I/O接口迅速關(guān)斷電力供應(yīng)。

1.3 保證巷道運輸安全

煤礦井下存在大量貨運機車、人員機車，要想在狹窄、昏暗的巷道內(nèi)安全暢通，必須施行統(tǒng)一調(diào)度，包括信號設(shè)置、軌位跟蹤、道岔移位等等。單片機通過對工作關(guān)系的分析，進行邏輯控制，具備了強大的靈活性、安全性。單片機還可以通過綜合控制平臺實現(xiàn)局域網(wǎng)的整體控制，通過模擬大屏，真正實現(xiàn)巷道內(nèi)”安全交通”。當然，單片機最大好處還在于自身故障很低，避免了繁雜的斷路器、繼電器組成的控制系統(tǒng)帶來的故障率高、調(diào)整麻煩等弊端。

另外，由于電動機車大部分是交流電動機，在開停過程中會帶來額外的電流沖擊，對煤礦井下的電力系統(tǒng)，特別是弱電系統(tǒng)產(chǎn)生誤動作，極大影響消防、通信傳輸和控制。單片機技術(shù)在對交流電機開停過程中可以實現(xiàn)軟啟動，減弱電流電壓，使得整個煤礦作業(yè)安全得到保證。

2 單片機可以降低煤礦生產(chǎn)成本

2.1 節(jié)約用電

通風(fēng)是保證煤礦安全生產(chǎn)的前提，如為工人提供充足的空氣，稀釋井下瓦斯?jié)舛鹊取Ｃ旱V對風(fēng)機的使用也很嚴格，對風(fēng)速、風(fēng)壓、風(fēng)量的設(shè)置都有嚴格的要求。硬件電路進行的控制基本上是全壓型控制，在通斷頻率非常高的煤礦生產(chǎn)環(huán)境中，每次的關(guān)合都產(chǎn)生大量的有功功率損耗，造成無謂的浪費，產(chǎn)生不必要的熱能。單片機技術(shù)在自動控制系統(tǒng)中應(yīng)用之后，采取柔性啟動方式，通過變頻技術(shù)實現(xiàn)無級調(diào)速，節(jié)約了電機大量電力。同時，單片機本身耗電量和傳統(tǒng)繼電器控制方式也極大節(jié)約了用電成本。

2.2 減少工作量

為了保證煤礦電力系統(tǒng)工作的可靠性，必須安排大量的電氣專業(yè)人員定期開展電氣專項檢查、維護工作。從接地電阻測量、變壓器絕緣檢測、電壓的變動監(jiān)控、二次的整定等等，在實際工作中工作量相當大，而且工作效率非常低下。單片機通過智能接口，現(xiàn)場采樣，把模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，統(tǒng)一傳送到綜合平臺，由監(jiān)控室統(tǒng)一監(jiān)控，還能定期自動分析，提供單項或者綜合分析報告，工人只要在監(jiān)控室值班，通過監(jiān)控平臺就可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場的問題了，保證了維護的針對性和有效性、快速性。單片機的小型化、智能化特點解決了現(xiàn)場安裝、使用的諸多難題，使煤礦實現(xiàn)自動化生產(chǎn)變成了可能。

2.3 提高設(shè)備壽命

采煤機是煤炭生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備，直接影響生產(chǎn)量。當前大部分煤礦還是以工人操作為主，針對煤層的不同情況，不斷地調(diào)整設(shè)備。那么由于人的因素就會發(fā)生調(diào)整不及時或者調(diào)整頻繁造成產(chǎn)量下降，甚至調(diào)整不及時使得采煤機燒毀。那么，可以利用單片機對采煤機進行控制，通過對電流、電壓、溫度數(shù)據(jù)的變動，執(zhí)行機構(gòu)在單片機有效控制之下，當電流增大時會自動調(diào)整速度或者避讓，保證了減速不減產(chǎn)，提高了經(jīng)濟效益。

3 結(jié)語

總之，單片機對于煤礦生產(chǎn)來說，使用的深度和廣度會越來越增強，這是不可逆轉(zhuǎn)的潮流，符合科技發(fā)展的趨勢，隨著單片機技術(shù)的日臻成熟，其功能和作用也會日益強大，不僅在安全領(lǐng)域、成本控制方面可以大顯身手，還可以在環(huán)境保護、職業(yè)檢測等等方面發(fā)揮作用。作為產(chǎn)煤大國，我們應(yīng)當積極使用單片機技術(shù)，不斷革新新技術(shù)，為煤礦生產(chǎn)保駕護航。

參考文獻：

[1]劉潤花.井下電力線載波自動抄表系統(tǒng)原理及其應(yīng)用[J].工礦自動化，2009（04）.

[2]肖韻.低壓電力線載波集中抄表系統(tǒng)集中器設(shè)計[J].微計算機信息，2007（05）.

[3]李安全.超窄帶載波抄表系統(tǒng)的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)通信，2008（12）.

[4]張增芳等.智能電度表軟硬件設(shè)計[C].國際單片機技術(shù)交流會論文集，2004（10）.

[5]吳學(xué)勝，李冬輝.單片徽型機在采煤機滾筒自動調(diào)高系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電氣自動化，2005（04）.endprint