魯志杰

摘 要：使用單片機，在煤礦的自動化系統(tǒng)改造過程中，是當(dāng)前較為廣泛應(yīng)用的一種技術(shù)。煤礦電氣自動化系統(tǒng)中運用單片機技術(shù)，可以提升煤礦的電氣自動化水平，幫助煤礦企業(yè)提高效益。本文結(jié)合具體的案例，對單片機在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的運用進(jìn)行分析，希望能夠?qū)γ旱V電氣自動化系統(tǒng)的優(yōu)化具有參考作用。

關(guān)鍵詞：單片機 煤礦自動化 電氣自動化

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（c）-0024-02

當(dāng)前，在科技浪潮不斷推動以及科技人員的不懈努力下，進(jìn)行煤礦電氣自動化系統(tǒng)的改造和優(yōu)化，是較為熱門的話題。運用單片機的優(yōu)勢，如功能上的簡化、體積上的優(yōu)化、成本的降低等，使得煤礦生產(chǎn)在向著理想化的狀態(tài)發(fā)展。因此單片機當(dāng)前在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用成為熱門的話題，可以說已經(jīng)成為煤礦大型機械設(shè)備和零部件系統(tǒng)自動化智能化改造工程中不可或缺的器件，為煤礦的能源節(jié)約開采安全、工作量的降低等提供了便利。

1 單片機的工作原理

單片機的優(yōu)點主要體現(xiàn)在這以下個方面：（1）單片機的集成度高，它包括了CPU、RAM、ROM、計數(shù)器、并行口、串行口，可謂小而完善；（2）單片機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單，操作方便易行，可實現(xiàn)模塊化；（3）單片機的可靠性很高，持續(xù)無故障時間久；（4）單片機的處理速度很快，功能強大。

單片機由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成。單片機自動完成賦予它的任務(wù)的過程。也就是單片機執(zhí)行程序的過程，即一條條執(zhí)行的指令的過程。所謂指令，就是把要求單片機執(zhí)行的各種操作用的命令的形式寫下來，這是由設(shè)計人員賦予它的指令系統(tǒng)所決定的，一條指令對應(yīng)著一種基本操作；單片機所能執(zhí)行的全部指令，就是該單片機的指令系統(tǒng)，不同種類的單片機，其指令系統(tǒng)亦不同。為使單片機能自動完成某一特定任務(wù)，必須把要解決的問題編成一系列指令（這些指令必須是選定單片機能識別和執(zhí)行的指令），這一系列指令的集合就稱為程序，程序需要預(yù)先存放在具有存儲功能的部件——存儲器中。存儲器由許多存儲單元（最小的存儲單位）組成，就像大樓房有許多房間組成一樣，指令就存放在這些單元里，單元里的指令取出并執(zhí)行。就像大樓房的每個房間都被分配到了唯一一個房間號一樣，每一個存儲單元也必須被分配到唯一的地址。單片機具有體積小、控制功能強、功耗低、環(huán)境適應(yīng)能力強、擴展靈活和使用方便等優(yōu)點，用單片機可以構(gòu)成形式多樣的控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、信號檢測系統(tǒng)、無線感知系統(tǒng)、測控系統(tǒng)、機器人等應(yīng)用控制系統(tǒng)[1]。

2 單片機在煤礦自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用

2.1 單片機在漏電保護(hù)裝置中的應(yīng)用

進(jìn)行井下的開采工作，需要安全的供電系統(tǒng)。一是防止人員發(fā)生身亡事故；二是對漏電進(jìn)行保護(hù)。從當(dāng)前國家煤礦工業(yè)整體形勢發(fā)展看，工作量越來越大，但是用于檢測漏電保護(hù)的裝置非常少，而且樣式過多，無法知道哪一種設(shè)備能夠更好地發(fā)揮作用。因此，在工作原理上進(jìn)行了眾多的檢測，最終發(fā)現(xiàn)如果要保證絕緣電源發(fā)生下降，達(dá)到安全的數(shù)值，必須要采用繼電器保護(hù)動作，切斷電源之后，然后才能進(jìn)行電抗器補償電容電流的檢測。這種方式在大部分煤礦中用于設(shè)備的檢測。然而這種檢測方式具有一定的弊端，很多設(shè)備是獨立的元件，這種元件的運行在可靠性上是較低的。當(dāng)發(fā)生不載合閘的瞬間出現(xiàn)了誤操作。那么故障發(fā)生的概率就會提高。使用單片機的方法和技術(shù)，對于擊落可以進(jìn)行判斷，在合閘瞬間可以快速對閉鎖電路簡陋，這樣利用單片機的這種優(yōu)勢，實現(xiàn)了對電路的快速檢測，能夠利于煤礦在選擇性的漏電保護(hù)裝置上進(jìn)行理智的選擇。單面機裝置用于漏電保護(hù)裝置，不會讓裝置在運行過程中時間過長，受到限制，而且保證了煤礦工人在井下的人身安全，解決了長期以來困擾煤礦漏電保護(hù)裝置中的一些弊端。單片機將附加直流電源與零序電源的方向加以結(jié)合，有效地保證了漏電保護(hù)的選擇性[2]。

2.2 進(jìn)行礦井自動抄表系統(tǒng)采用單片機的應(yīng)用

對于礦井中的供電系統(tǒng)，按照正常的供電需要在鍛煉后，發(fā)生緊急供電的時候，為了滿足供電的需求，將脈沖的變化等進(jìn)行電度表的高低電平的變化的讀數(shù)，這種讀數(shù)可以根據(jù)電度表高低電平的變化進(jìn)行計算。即便是在斷電的狀態(tài)下，如果進(jìn)行后備電源的啟動，依然會讓單片機發(fā)生工作狀態(tài)，進(jìn)行電表的檢測和技術(shù)。還有一種運用，可以使數(shù)據(jù)相對集中，將數(shù)據(jù)的傳送集中在采集器的數(shù)據(jù)存儲其中，經(jīng)過數(shù)據(jù)集中器的功能發(fā)揮，使用單片機進(jìn)行數(shù)據(jù)集中器的基本載體的運行。單片機經(jīng)過采集器的電路發(fā)送指令。通過網(wǎng)絡(luò)將信息傳送到地址，馬上計算機可以采集到采集器中的數(shù)據(jù)。以上利用電力線路傳輸和超載代技術(shù)進(jìn)行通道傳輸?shù)姆绞?，實現(xiàn)了電量采集，將單面機應(yīng)用在抄表系統(tǒng)中，使得抄表系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力，而且實現(xiàn)了遠(yuǎn)程抄表，加快了數(shù)據(jù)處理的速度。

2.3 單片機在滾筒采煤機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤層的厚度在煤礦開采中是屬于固定不變的，但是這種固動不變，是相對而言的，如果一旦發(fā)生改變，就要適應(yīng)煤層的厚度，進(jìn)行采煤機的調(diào)整。傳統(tǒng)的方法是采用人為的方式來進(jìn)行調(diào)整，但是這種調(diào)整的數(shù)據(jù)不是很準(zhǔn)確，容易發(fā)生數(shù)據(jù)的錯誤，嚴(yán)重時會影響采煤機的開采，傷害機器。運用單片機組成的滾筒采煤機自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，它的原理是驅(qū)動電機定子電流，根據(jù)相關(guān)的公式進(jìn)行連續(xù)測量，然后在公式中進(jìn)行數(shù)據(jù)的代入，最終得到的結(jié)果能反映出電流負(fù)或電流負(fù)荷的變化。在開采過程中，如果遇到厚度較大的巖石的時候，此時采煤機的高度會根據(jù)負(fù)荷的增大，讓單片機輸出值來進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)整，確保能夠繞過厚度過大的巖石。這樣單面機的運用可以有效地解決厚度不均的問題[3]。

2.4 單片機在鋼絲繩張力無限監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用

煤炭開采中，很多礦井提升機都是使用交流電動機作為動力進(jìn)行開采的。采用繞線式交流電動機傳子，電流時間混合，串電阻發(fā)生線路控制，這種開采過程中，時間控制雖較為優(yōu)越，但是性能上卻有一定的問題。當(dāng)負(fù)載變動幅度較大，或者線路較為復(fù)雜的時候，此時使用單片機應(yīng)用在鋼絲繩張力無線監(jiān)測系統(tǒng)中，就會讓電流的測量以及速度的測量變得較為簡單[1-4]。

3 結(jié)語

單片微型計算機，簡稱單片機，它是一種集成在電路芯片上，把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等功能集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的計算機系統(tǒng)。當(dāng)前煤礦中采用的大部分都是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，例如超窄帶載波抄表系統(tǒng)。這種系統(tǒng)包含了載波模塊主站等部分，它的工作原理是：在狹窄的平臺內(nèi)，通過窄頻帶技術(shù)完成抄表傳送，采集電表需要實現(xiàn)模塊與變電站接收器的并發(fā)通信傳輸，利用電流和電壓數(shù)據(jù)的集中器的采集，達(dá)到礦井自動抄表。而使用單片機之后，礦井的自動化系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集和分析上更加靈活和準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫福兆.單片機在煤礦電氣自動化中的設(shè)計和應(yīng)用[J].煤礦機械，2013（9）：263-264.

[2] 李琳蕓.單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用研究[J].機械管理開發(fā)，2018（6）：198-199.

[3] 朱程.單片機在煤礦電氣自動化中的應(yīng)用探析[J].數(shù)字化用戶，2018（20）：42.

[4] 張均.單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用分析[J].電子制作，2018（2）：69-70.