丁亮

摘 要：在現(xiàn)代化的煤礦開(kāi)采作業(yè)當(dāng)中，電氣控制技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛，是實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)化生產(chǎn)的主要技術(shù)手段之一。近年來(lái)，隨著我國(guó)在煤礦電氣化自動(dòng)控制領(lǐng)域研究的不斷加深，以單片機(jī)為主的電氣自動(dòng)化控制技術(shù)逐漸取代了傳統(tǒng)的煤礦采掘技術(shù)，在煤礦電氣系統(tǒng)中起到了無(wú)可取代的作用，提高了煤礦采掘工作的安全性與穩(wěn)定性，促進(jìn)了煤礦企業(yè)未來(lái)的發(fā)展。因此，文章對(duì)單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用情況及其起到的作用展開(kāi)了分析與討論。

關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；自動(dòng)化控制技術(shù)；應(yīng)用分析

中圖分類(lèi)號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）19-0150-02

1 關(guān)于單片機(jī)的理論分析

單片機(jī)又被稱(chēng)為單片微控制器，是一種集成電路芯片，其制造的目的并不是為了完成某一邏輯功能，而是為了實(shí)現(xiàn)將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片之上，從而使芯片擁有了計(jì)算機(jī)大部分的功能，在使用的過(guò)程中十分簡(jiǎn)單，造價(jià)也較為便宜，由于其體積較小，重量也較輕，因此，十分便于攜帶與使用。從單片機(jī)的應(yīng)用范圍上來(lái)看，其已經(jīng)被用于智能化家電、儀表等高科技的產(chǎn)品當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)各類(lèi)家電的智能化控制。從單片機(jī)的應(yīng)用分類(lèi)來(lái)看，單片機(jī)按照適用范圍，主要可以分為通用型、總線型與控制型三種。

首先，通用型單片機(jī)可以用于各個(gè)領(lǐng)域，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，并沒(méi)有用途方面的指向性，也不是針對(duì)某一產(chǎn)品的生產(chǎn)，可在多數(shù)企業(yè)或領(lǐng)域進(jìn)行使用。

其次，總線型單片機(jī)。該類(lèi)單片機(jī)的特點(diǎn)在于各類(lèi)總線的并行，由于這些總線的存在，可以使用引腳用以拓展并行外圍器件，使其都可通過(guò)串行口，從而實(shí)現(xiàn)與單片機(jī)的連接。

最后，控制型單片機(jī)?？刂菩蛦纹瑱C(jī)在生活中十分常見(jiàn)，根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域可分為工控型與家控型兩種。工控型單片機(jī)的尋址范圍大，并具有極強(qiáng)的運(yùn)算能力，以適應(yīng)相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)。而家控型單片機(jī)通常具有較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)性。此外，在上述單片機(jī)的種類(lèi)劃分過(guò)程中，并不能涵蓋所有的單片機(jī)種類(lèi)，部分單片機(jī)由于功能強(qiáng)大，甚至可以實(shí)現(xiàn)通用型、總線型以及控制型三位一體。因此，在實(shí)際的工作中，單片機(jī)的選擇還需根據(jù)實(shí)際需要而定。

2 我國(guó)煤礦電氣工程自動(dòng)化的現(xiàn)狀與特點(diǎn)

2.1 我國(guó)煤礦自動(dòng)化控制的現(xiàn)狀

信息技術(shù)的不斷發(fā)展，使得以信息技術(shù)為主的信息化發(fā)展逐漸成為了社會(huì)發(fā)展的主流。然而，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)也逐漸的崛起，向著網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向不斷發(fā)展。進(jìn)入新世紀(jì)以后，我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)在煤礦采掘領(lǐng)域中得到了廣泛運(yùn)用，在技術(shù)方面也取得了一定的突破。然而，由于我國(guó)對(duì)煤炭自動(dòng)化領(lǐng)域的了解較少，發(fā)展起步較晚。因此，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在著一定的差距，在未來(lái)的發(fā)展中，有待于繼續(xù)提高。

2.2 煤礦電氣自動(dòng)化的特點(diǎn)

在我國(guó)煤礦開(kāi)采業(yè)發(fā)展的初期階段，煤炭采掘工作主要是依靠人工作業(yè)來(lái)完成。在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，我國(guó)煤炭采掘技術(shù)在吸取了外國(guó)先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合本國(guó)的實(shí)際情況，在采礦技術(shù)方面取得了顯著的成效。由此看來(lái)，我國(guó)煤炭開(kāi)采作業(yè)的發(fā)展主要經(jīng)歷了人工作業(yè)、機(jī)械作業(yè)以及自動(dòng)化作業(yè)三個(gè)階段。除了人工作業(yè)的階段以外，機(jī)械作業(yè)則是在自動(dòng)化與信息化技術(shù)的共同作用下，取得了一定的突破。從我國(guó)部分煤礦的實(shí)際工作情況來(lái)看，微處理器在煤礦企業(yè)各個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)得到了有效的運(yùn)用，為了確保其使用的安全，務(wù)必要對(duì)其使用過(guò)程中的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)與提高。

3 單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用分析

3.1 實(shí)現(xiàn)漏電保護(hù)功能

在我國(guó)煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的使用過(guò)程中，漏電是其存在的主要問(wèn)題之一，為煤礦采掘工作的進(jìn)行以及工作人員的人身安全均構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。漏電現(xiàn)象出現(xiàn)的主要原因，是由于電氣設(shè)備中的絕緣電阻，在受到水分、溫度等外界因素的影響，導(dǎo)致其絕緣外殼不斷老化，從而失去原有的絕緣作用與效果，最終導(dǎo)致漏電現(xiàn)象的發(fā)生。然而，單片機(jī)系統(tǒng)可以充分的利用其自身的高智能化特點(diǎn)，提高對(duì)漏電現(xiàn)象檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，從而使其安全性與可靠性得到了有效的提高。由于單片機(jī)在使用的過(guò)程中，并不需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的相應(yīng)，因此，還能對(duì)受到漏電影響的區(qū)域進(jìn)行停電操作控制。在實(shí)際的煤炭采掘工作當(dāng)中，如果出現(xiàn)了漏電現(xiàn)象，傳感器會(huì)在第一時(shí)間將信號(hào)傳回到接收器，使其形成有效的電信號(hào)，經(jīng)放大器不斷放大后，并由接收器傳送到單片機(jī)的端口，待單片機(jī)對(duì)信號(hào)完成了檢測(cè)以后，將收集到的電網(wǎng)頻率以及相關(guān)信息都發(fā)送到單片機(jī)中。從而，實(shí)現(xiàn)對(duì)可能存在的漏電危險(xiǎn)進(jìn)行漏電保護(hù)，減少漏電現(xiàn)象對(duì)采礦工作安全的影響。

3.2 實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)節(jié)能

從煤炭采掘工作的性質(zhì)來(lái)看，屬于地下高危作業(yè)，為了增加地下環(huán)境的空氣流通，加快有害氣體的排放，可在適當(dāng)?shù)奈恢冒惭b風(fēng)機(jī)，從而使煤炭采掘作業(yè)的安全性得到了大幅度的提高。由此看來(lái)，風(fēng)機(jī)對(duì)于煤炭采掘工作來(lái)說(shuō)，是不可缺少的設(shè)備之一，風(fēng)機(jī)安裝位置的選擇，對(duì)煤炭采掘工作也十分重要。良好的風(fēng)機(jī)安裝位置，可以確保井下的風(fēng)速與風(fēng)壓均能達(dá)到相關(guān)規(guī)定的要求，源源不斷的為井下工作提供新鮮的空氣，促進(jìn)有害氣體的排出。在傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，主要使用可調(diào)速與恒速系統(tǒng)進(jìn)行代替，其調(diào)速方式既可以是串級(jí)式調(diào)速也可以是變頻調(diào)試。然而，在單片機(jī)使用以后，其風(fēng)機(jī)調(diào)節(jié)受電路控制，通過(guò)相應(yīng)軟件的使用，代替了傳統(tǒng)的硬件操作，不僅降低了操作上的復(fù)雜性，還有效地提高了整個(gè)井下排風(fēng)系統(tǒng)的可控性，從而有效的降低了風(fēng)機(jī)使用過(guò)程中產(chǎn)生的成本。

3.3 促進(jìn)自動(dòng)化控制效率的提升

在我國(guó)煤炭采掘工作進(jìn)入了機(jī)械自動(dòng)化的時(shí)代以后，交流電動(dòng)機(jī)成為煤炭采掘工作的主要設(shè)備之一，交流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)能夠有效的提高開(kāi)采設(shè)備的靈活性，從而使開(kāi)采效率得到有效的提升。然而，交流電在使用的過(guò)程中，不僅會(huì)造成大量的電能損耗，而且在其布置的過(guò)程中，對(duì)其專(zhuān)業(yè)程度要求較高，簡(jiǎn)單化的布置有可能在使用的過(guò)程中發(fā)生安全事故，對(duì)設(shè)備與操作人員的安全均產(chǎn)生了嚴(yán)重的威脅。單片機(jī)投入使用以后，可以充分的利用其自身的控制系統(tǒng)，對(duì)交流電的使用進(jìn)行良好的控制，通過(guò)其自動(dòng)化控制系統(tǒng)，對(duì)交流電動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中所需的電流與電壓進(jìn)行有效的控制，使其在確保交流電動(dòng)機(jī)能夠正常使用的情況下，降低到科學(xué)合理的范圍之內(nèi)。如此一來(lái)，既保證了煤炭采掘工作的實(shí)際工作效率，又使其安全性能方面得到了有效的保障，一舉兩得。

3.4 調(diào)高系統(tǒng)中的應(yīng)用

在煤炭采掘工作中，由于地下煤層并不是始終保持不變的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在實(shí)際的采掘過(guò)程中，采煤機(jī)也不可能始終保持同一開(kāi)采高度進(jìn)行采掘，要根據(jù)煤層的實(shí)際情況進(jìn)行不斷的調(diào)整，從而滿足不同分布與不同厚度的煤層采掘需要。然而，在傳統(tǒng)的機(jī)械化煤炭采掘作業(yè)中，采煤機(jī)的靈活性較差。而單片機(jī)的使用，可以有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)采煤機(jī)的改造，使其在靈活性與操控性方面都有了較大的改善與提高，從而滿足煤炭采掘作業(yè)的實(shí)際需要，實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)采掘高度的可控性調(diào)節(jié)。

3.5 排水系統(tǒng)中的應(yīng)用

為了確保煤碳采掘工作的安全，除了提升井下排風(fēng)效果以外，還要加強(qiáng)井下排水系統(tǒng)的建設(shè)，以免導(dǎo)致井下突水等情況的發(fā)生。因此，要在礦井下設(shè)置排水自動(dòng)化設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)礦井排水的自動(dòng)化管理。單機(jī)片的應(yīng)用，可以有效的提高排水系統(tǒng)的監(jiān)控水平，從而有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)排水系統(tǒng)中相關(guān)信息數(shù)據(jù)的管理與處理。如果排水系統(tǒng)中的電機(jī)，在使用過(guò)程中出現(xiàn)了故障，則可使用備用設(shè)備重新啟動(dòng)，而單片機(jī)中的PLC則可以對(duì)排水泵的使用情況進(jìn)行遠(yuǎn)程操作，同時(shí)監(jiān)控排水工作的進(jìn)程與進(jìn)展，有效的提高了排水系統(tǒng)的工作效率，降低了井下安全事故發(fā)生的幾率，使煤炭采掘工作的安全性得到了有效的保障。

3.6 采煤自動(dòng)化中的應(yīng)用

在煤炭采掘工作自動(dòng)化控制技術(shù)使用的過(guò)程中，單片機(jī)的使用，可以有效的提高煤礦采掘工作中，相關(guān)數(shù)據(jù)的傳遞速度，使得控制中心與采掘現(xiàn)場(chǎng)之間的聯(lián)系更為緊密，實(shí)現(xiàn)了控制中心對(duì)采掘現(xiàn)場(chǎng)的遠(yuǎn)程控制與管理。與此同時(shí)，通過(guò)對(duì)盤(pán)區(qū)設(shè)置的工作面集控系統(tǒng)，能夠?qū)Σ擅簷C(jī)中的相應(yīng)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制，使其按照相應(yīng)的順序自動(dòng)工作。此外，單片機(jī)的使用，還能夠使采掘機(jī)在出現(xiàn)故障后自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，嚴(yán)重時(shí)自動(dòng)停止工作。單片機(jī)在智能電表中的使用，也能夠有效的控制采煤作業(yè)中所消耗的電量，從而為煤炭采掘企業(yè)減少部分用電成本。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合上文所述，煤炭采掘工作的安全與效率，對(duì)于我國(guó)具有十分重要的意義。由于我國(guó)正處在社會(huì)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵階段，煤炭資源作為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，其生產(chǎn)質(zhì)量與效率對(duì)促進(jìn)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型工作必將起到十分重要的作用。單片機(jī)的應(yīng)用，不僅有效的提高了我國(guó)煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的水平，也使得我國(guó)煤礦企業(yè)未來(lái)的發(fā)展呈現(xiàn)出高效、優(yōu)良的趨勢(shì)。

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