楊福佳

摘要：進入21世紀以來，煤礦電氣自動化控制技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在實際工作中發(fā)揮著不可代替的作用。電氣自動化控制技術(shù)給煤礦企業(yè)的發(fā)展帶來了全新的機遇和挑戰(zhàn)，單片機具有較強的編程能力和邏輯運算能力，是煤礦電氣自動化控制中不可或缺的設(shè)備之一，加強單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用是提高煤炭企業(yè)市場競爭力的重要手段之一。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗，從煤礦電氣工程自動化生產(chǎn)的概述著手，對單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用做了簡單介紹。

關(guān)鍵詞：單片機 電氣自動化控制 概述 應(yīng)用

1 煤礦電氣工程自動化生產(chǎn)的概述

1.1 煤礦科學技術(shù)發(fā)展及先進煤礦電氣自動化的特點 最原始的煤礦開采工作以人工作業(yè)為主，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術(shù)不斷更新發(fā)展，煤礦科學技術(shù)也取得了較高成就。從人工作業(yè)到機械作業(yè)，再到現(xiàn)今的自動化和信息化，煤礦電氣自動化生產(chǎn)取得了驚人的成就。自動化以機械化為基礎(chǔ)，促進了信息化的發(fā)展，在煤礦科學技術(shù)發(fā)展中占據(jù)著中間樞紐的作用。采煤技術(shù)比較先進的國家無論是采煤工作面、掘進工作面還是供電、排水等裝置均在微處理器的基礎(chǔ)上設(shè)置了監(jiān)控和保護系統(tǒng)，全面提高了煤礦機電設(shè)備的安全性和可靠性。

1.2 我國煤礦電氣自動化的現(xiàn)狀 現(xiàn)代社會逐漸向信息化發(fā)展，自動化技術(shù)也逐漸向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和多功能化發(fā)展。二十世紀初，我國煤礦自動化技術(shù)得到全面發(fā)展，煤礦開采的各個環(huán)節(jié)均實現(xiàn)了機電一體化，與西方發(fā)達國家相比，我國煤礦電氣自動化應(yīng)用技術(shù)仍比較落后，在實際發(fā)展過程中還有很多需要改進的地方。

2 單片機的基本原理及選型

2.1 單片機的基本原理 單片機在很多技術(shù)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的主要目的是監(jiān)控和保護井下電氣設(shè)備。主要過程是：收集檢測的電信號后，及時將其轉(zhuǎn)化成電壓信號，對電壓信號進行放大，使其成為0.5V的電壓信號，接著將其傳送到CPU位置，CPU系統(tǒng)內(nèi)部的M將電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，接著用電腦將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)進行處理，最后通過電腦顯示屏顯示?？偩€在緩沖驅(qū)動器后，對相關(guān)的繼電器連接操作發(fā)出閉鎖信號。

2.2 煤礦電氣設(shè)備中單片機選型 ①PIC單片機特點。單片機的使用依據(jù)環(huán)境而定，不一樣的工作環(huán)境需要選擇不同類型的單片機，這也是煤礦單片機在煤礦電器自動化控制中成功應(yīng)用的基礎(chǔ)。煤礦電氣自動化控制中使用的單片機以PIC系列產(chǎn)品為主，這種單片機具有防水、防漏電的特征，在實際應(yīng)用過程中還能增強有用功，不需要其他設(shè)備輔助負載LED。另外，PIC單片機還具有低能耗的特點，在抗干擾方面具有較強的能力。②PIC單片機在煤礦電氣設(shè)備中的應(yīng)用。目前，我國煤礦控制自動化技術(shù)取得了飛速發(fā)展，煤礦自動化在采礦中的應(yīng)用范圍逐漸擴大。PIC單片機在煤礦電氣設(shè)備中的應(yīng)用有效地提高了采礦率，還能實現(xiàn)多項技術(shù)的兼容，因此，煤礦企業(yè)要大力推廣PIC單片機的使用，提高煤礦開采的效益。

3 單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用

3.1 漏電保護 單片機可以減少煤礦開采過程中的漏電的發(fā)生，為了提高煤礦井下施工的安全性，低壓漏電保護是關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的漏電保護措施以分立元件為主，很難滿足現(xiàn)代技術(shù)影響下的開采需求。單片機系統(tǒng)的應(yīng)用有效地解決了傳統(tǒng)漏電保護措施難以解決的問題。該系統(tǒng)智能化水平較高、執(zhí)行檢測時間短、檢測結(jié)果準確性高、系統(tǒng)安全可靠，還能有效控制漏電影響下的停電范圍。假如煤礦開采過程中發(fā)生漏電事故，互感器會在第一時間將參與電流轉(zhuǎn)化成信號，放大器將電流信號放大傳輸至單片機端口，單片機對電流信號進行檢測后，系統(tǒng)中將手機的電網(wǎng)頻率輸送到單片機，最后完成漏電檢測。單片機系統(tǒng)如下圖1所示。

■

圖1 單片機系統(tǒng)圖

3.2 風電閉鎖 風電閉鎖裝置由信號采集處理電路和供電接觸器輸入端相連接的輸出電路共同組成，最大的特點在于信號處理電路由整流電路和比較電路組合而成。風機在煤礦開采過程中的主要作用是供應(yīng)井下的空氣。煤礦生產(chǎn)過程中，為了保證施工人員的人身安全和施工作業(yè)的順利開展，必須對井下的風速和風壓進行嚴格控制，風機在井下開采過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。風力裝置中風量越大驅(qū)動電機的電流越大，在風電閉鎖系統(tǒng)中加入單片機，在間接得到風的流量參數(shù)的同時，還能將其轉(zhuǎn)化成大電流的開關(guān)信號，從而實現(xiàn)遠程傳輸?shù)哪康?。另外，與其他調(diào)節(jié)裝置相比經(jīng)單片機改造后的風電閉鎖系統(tǒng)還具有成本低、控制精度高以及系統(tǒng)安全可靠性強的特點。

瓦斯電閉鎖是煤礦井下配電技術(shù)中的重要組成部分，該技術(shù)將電子瓦斯?jié)舛扰c斷路器結(jié)合，滿足礦井內(nèi)部的實際需求。單片機在瓦斯電閉鎖中發(fā)揮著重要的作用，當瓦斯?jié)舛瘸鼍聵藴蕰r，系統(tǒng)會自動切斷電源，減少因瓦斯?jié)舛冗^高引發(fā)的煤礦事故；當瓦斯?jié)舛冗^低，影響正常開采作業(yè)時，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)接到送電狀態(tài)，保證煤礦開采的正常運行。

3.3 變電所運行控制 為了保障煤礦生產(chǎn)的順利進行，必須提高變電所的可靠性。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家越來越注重資源的節(jié)約發(fā)展，國家出臺措施對部分企業(yè)的用電額進行了嚴格限制。煤礦企業(yè)屬于用電大戶，為了減少實際工作中的用電量，可以在變電所中加入單片機，單片機自帶智能電度表，可以隨時對用電額進行控制，一旦出現(xiàn)用電超額的想象，該系統(tǒng)會自動發(fā)出報警信號，可以有效減少煤礦企業(yè)用電費用支出。

3.4 井下安全監(jiān)控系統(tǒng) 傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù)以手持直讀式就地檢測裝置對井下環(huán)境進行監(jiān)控，這種裝置很難對井下瓦斯?jié)舛冗M行有效監(jiān)控，給煤礦生產(chǎn)帶來安全隱患。利用單片機控制的井下監(jiān)控系統(tǒng)一改傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，可以對監(jiān)控到測量間隔時間段內(nèi)的變化進行監(jiān)控，具有反應(yīng)靈敏、安全性高以及預(yù)測隱患的特點。利用這種技術(shù)可以對井下安全環(huán)境進行準確監(jiān)控，在提高井下環(huán)境的安全性的同時，促進企業(yè)的發(fā)展，例如，該技術(shù)能夠?qū)峦咚骨闆r進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題會及時發(fā)出警報，減少風險帶來的危害，從而提高井下環(huán)境的安全性。

3.5 提升機技術(shù)改造 傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)過程中使用的提升機很難滿足負載變動大的情況下的工作要求，以單片機為核心進行改造的提升機系統(tǒng)可以有效緩解上述問題，該系統(tǒng)具有操作簡單、靈活性高、啟動平穩(wěn)等特點，對于較大的負載變動可以進行有效處理，還能根據(jù)測量所得的電流預(yù)算每一鉤的實際負載量。

3.6 滾筒采煤機的自動調(diào)高系統(tǒng) 為了滿足煤層分布不均勻、厚度不一致的需要，采煤機在作業(yè)過程中必須不斷地調(diào)正開采高度完成開采作業(yè)，傳統(tǒng)的采煤機靈活性較差，很難滿足以上要求。利用單片機改造后的滾動采煤機自動調(diào)高破系統(tǒng)有效解決了上述問題，根據(jù)測出的定子電流值可以將負荷情況及時反饋到顯示屏。遇到比較硬的巖石，采煤機的負荷會明顯增加，電動機定子電流因此增加，當電流超過預(yù)期值后，單片機空竹系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)采煤機的高度。調(diào)高控制系統(tǒng)如下圖2所示。

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圖2 調(diào)高控制系統(tǒng)

4 結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的接觸器、繼電器控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中運行范圍較廣，具有設(shè)備簡單、操作容易、價格便宜以及便于維修等特點，但是，這些設(shè)備在實際工作中仍存在較多問題，如壽命周期短、可靠性差以及靈活性差等。為了滿足現(xiàn)代市場的發(fā)展需求，單片機應(yīng)運而生，在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮著不可代替的作用，并且引導煤礦企業(yè)進行了一次徹頭徹尾地變革。單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用不僅緩解了我國煤炭資源供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，還促進了煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)自動化、系統(tǒng)化以及自動化的發(fā)展，是滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求的基礎(chǔ)保障。

參考文獻：

[1]卜桂鑫.試論單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013.

[2]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.

[3]孫宇.基于單片機在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電子世界，2014.endprint

摘要：進入21世紀以來，煤礦電氣自動化控制技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在實際工作中發(fā)揮著不可代替的作用。電氣自動化控制技術(shù)給煤礦企業(yè)的發(fā)展帶來了全新的機遇和挑戰(zhàn)，單片機具有較強的編程能力和邏輯運算能力，是煤礦電氣自動化控制中不可或缺的設(shè)備之一，加強單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用是提高煤炭企業(yè)市場競爭力的重要手段之一。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗，從煤礦電氣工程自動化生產(chǎn)的概述著手，對單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用做了簡單介紹。

關(guān)鍵詞：單片機 電氣自動化控制 概述 應(yīng)用

1 煤礦電氣工程自動化生產(chǎn)的概述

1.1 煤礦科學技術(shù)發(fā)展及先進煤礦電氣自動化的特點 最原始的煤礦開采工作以人工作業(yè)為主，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術(shù)不斷更新發(fā)展，煤礦科學技術(shù)也取得了較高成就。從人工作業(yè)到機械作業(yè)，再到現(xiàn)今的自動化和信息化，煤礦電氣自動化生產(chǎn)取得了驚人的成就。自動化以機械化為基礎(chǔ)，促進了信息化的發(fā)展，在煤礦科學技術(shù)發(fā)展中占據(jù)著中間樞紐的作用。采煤技術(shù)比較先進的國家無論是采煤工作面、掘進工作面還是供電、排水等裝置均在微處理器的基礎(chǔ)上設(shè)置了監(jiān)控和保護系統(tǒng)，全面提高了煤礦機電設(shè)備的安全性和可靠性。

1.2 我國煤礦電氣自動化的現(xiàn)狀 現(xiàn)代社會逐漸向信息化發(fā)展，自動化技術(shù)也逐漸向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和多功能化發(fā)展。二十世紀初，我國煤礦自動化技術(shù)得到全面發(fā)展，煤礦開采的各個環(huán)節(jié)均實現(xiàn)了機電一體化，與西方發(fā)達國家相比，我國煤礦電氣自動化應(yīng)用技術(shù)仍比較落后，在實際發(fā)展過程中還有很多需要改進的地方。

2 單片機的基本原理及選型

2.1 單片機的基本原理 單片機在很多技術(shù)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的主要目的是監(jiān)控和保護井下電氣設(shè)備。主要過程是：收集檢測的電信號后，及時將其轉(zhuǎn)化成電壓信號，對電壓信號進行放大，使其成為0.5V的電壓信號，接著將其傳送到CPU位置，CPU系統(tǒng)內(nèi)部的M將電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，接著用電腦將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)進行處理，最后通過電腦顯示屏顯示?？偩€在緩沖驅(qū)動器后，對相關(guān)的繼電器連接操作發(fā)出閉鎖信號。

2.2 煤礦電氣設(shè)備中單片機選型 ①PIC單片機特點。單片機的使用依據(jù)環(huán)境而定，不一樣的工作環(huán)境需要選擇不同類型的單片機，這也是煤礦單片機在煤礦電器自動化控制中成功應(yīng)用的基礎(chǔ)。煤礦電氣自動化控制中使用的單片機以PIC系列產(chǎn)品為主，這種單片機具有防水、防漏電的特征，在實際應(yīng)用過程中還能增強有用功，不需要其他設(shè)備輔助負載LED。另外，PIC單片機還具有低能耗的特點，在抗干擾方面具有較強的能力。②PIC單片機在煤礦電氣設(shè)備中的應(yīng)用。目前，我國煤礦控制自動化技術(shù)取得了飛速發(fā)展，煤礦自動化在采礦中的應(yīng)用范圍逐漸擴大。PIC單片機在煤礦電氣設(shè)備中的應(yīng)用有效地提高了采礦率，還能實現(xiàn)多項技術(shù)的兼容，因此，煤礦企業(yè)要大力推廣PIC單片機的使用，提高煤礦開采的效益。

3 單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用

3.1 漏電保護 單片機可以減少煤礦開采過程中的漏電的發(fā)生，為了提高煤礦井下施工的安全性，低壓漏電保護是關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的漏電保護措施以分立元件為主，很難滿足現(xiàn)代技術(shù)影響下的開采需求。單片機系統(tǒng)的應(yīng)用有效地解決了傳統(tǒng)漏電保護措施難以解決的問題。該系統(tǒng)智能化水平較高、執(zhí)行檢測時間短、檢測結(jié)果準確性高、系統(tǒng)安全可靠，還能有效控制漏電影響下的停電范圍。假如煤礦開采過程中發(fā)生漏電事故，互感器會在第一時間將參與電流轉(zhuǎn)化成信號，放大器將電流信號放大傳輸至單片機端口，單片機對電流信號進行檢測后，系統(tǒng)中將手機的電網(wǎng)頻率輸送到單片機，最后完成漏電檢測。單片機系統(tǒng)如下圖1所示。

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圖1 單片機系統(tǒng)圖

3.2 風電閉鎖 風電閉鎖裝置由信號采集處理電路和供電接觸器輸入端相連接的輸出電路共同組成，最大的特點在于信號處理電路由整流電路和比較電路組合而成。風機在煤礦開采過程中的主要作用是供應(yīng)井下的空氣。煤礦生產(chǎn)過程中，為了保證施工人員的人身安全和施工作業(yè)的順利開展，必須對井下的風速和風壓進行嚴格控制，風機在井下開采過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。風力裝置中風量越大驅(qū)動電機的電流越大，在風電閉鎖系統(tǒng)中加入單片機，在間接得到風的流量參數(shù)的同時，還能將其轉(zhuǎn)化成大電流的開關(guān)信號，從而實現(xiàn)遠程傳輸?shù)哪康摹Ａ硗?，與其他調(diào)節(jié)裝置相比經(jīng)單片機改造后的風電閉鎖系統(tǒng)還具有成本低、控制精度高以及系統(tǒng)安全可靠性強的特點。

瓦斯電閉鎖是煤礦井下配電技術(shù)中的重要組成部分，該技術(shù)將電子瓦斯?jié)舛扰c斷路器結(jié)合，滿足礦井內(nèi)部的實際需求。單片機在瓦斯電閉鎖中發(fā)揮著重要的作用，當瓦斯?jié)舛瘸鼍聵藴蕰r，系統(tǒng)會自動切斷電源，減少因瓦斯?jié)舛冗^高引發(fā)的煤礦事故；當瓦斯?jié)舛冗^低，影響正常開采作業(yè)時，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)接到送電狀態(tài)，保證煤礦開采的正常運行。

3.3 變電所運行控制 為了保障煤礦生產(chǎn)的順利進行，必須提高變電所的可靠性。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家越來越注重資源的節(jié)約發(fā)展，國家出臺措施對部分企業(yè)的用電額進行了嚴格限制。煤礦企業(yè)屬于用電大戶，為了減少實際工作中的用電量，可以在變電所中加入單片機，單片機自帶智能電度表，可以隨時對用電額進行控制，一旦出現(xiàn)用電超額的想象，該系統(tǒng)會自動發(fā)出報警信號，可以有效減少煤礦企業(yè)用電費用支出。

3.4 井下安全監(jiān)控系統(tǒng) 傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù)以手持直讀式就地檢測裝置對井下環(huán)境進行監(jiān)控，這種裝置很難對井下瓦斯?jié)舛冗M行有效監(jiān)控，給煤礦生產(chǎn)帶來安全隱患。利用單片機控制的井下監(jiān)控系統(tǒng)一改傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，可以對監(jiān)控到測量間隔時間段內(nèi)的變化進行監(jiān)控，具有反應(yīng)靈敏、安全性高以及預(yù)測隱患的特點。利用這種技術(shù)可以對井下安全環(huán)境進行準確監(jiān)控，在提高井下環(huán)境的安全性的同時，促進企業(yè)的發(fā)展，例如，該技術(shù)能夠?qū)峦咚骨闆r進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題會及時發(fā)出警報，減少風險帶來的危害，從而提高井下環(huán)境的安全性。

3.5 提升機技術(shù)改造 傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)過程中使用的提升機很難滿足負載變動大的情況下的工作要求，以單片機為核心進行改造的提升機系統(tǒng)可以有效緩解上述問題，該系統(tǒng)具有操作簡單、靈活性高、啟動平穩(wěn)等特點，對于較大的負載變動可以進行有效處理，還能根據(jù)測量所得的電流預(yù)算每一鉤的實際負載量。

3.6 滾筒采煤機的自動調(diào)高系統(tǒng) 為了滿足煤層分布不均勻、厚度不一致的需要，采煤機在作業(yè)過程中必須不斷地調(diào)正開采高度完成開采作業(yè)，傳統(tǒng)的采煤機靈活性較差，很難滿足以上要求。利用單片機改造后的滾動采煤機自動調(diào)高破系統(tǒng)有效解決了上述問題，根據(jù)測出的定子電流值可以將負荷情況及時反饋到顯示屏。遇到比較硬的巖石，采煤機的負荷會明顯增加，電動機定子電流因此增加，當電流超過預(yù)期值后，單片機空竹系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)采煤機的高度。調(diào)高控制系統(tǒng)如下圖2所示。

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圖2 調(diào)高控制系統(tǒng)

4 結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的接觸器、繼電器控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中運行范圍較廣，具有設(shè)備簡單、操作容易、價格便宜以及便于維修等特點，但是，這些設(shè)備在實際工作中仍存在較多問題，如壽命周期短、可靠性差以及靈活性差等。為了滿足現(xiàn)代市場的發(fā)展需求，單片機應(yīng)運而生，在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮著不可代替的作用，并且引導煤礦企業(yè)進行了一次徹頭徹尾地變革。單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用不僅緩解了我國煤炭資源供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，還促進了煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)自動化、系統(tǒng)化以及自動化的發(fā)展，是滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求的基礎(chǔ)保障。

參考文獻：

[1]卜桂鑫.試論單片機在煤礦電氣自動化控制技術(shù)中的應(yīng)用[J].電子制作，2013.

[2]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.

[3]孫宇.基于單片機在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電子世界，2014.endprint

摘要：進入21世紀以來，煤礦電氣自動化控制技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在實際工作中發(fā)揮著不可代替的作用。電氣自動化控制技術(shù)給煤礦企業(yè)的發(fā)展帶來了全新的機遇和挑戰(zhàn)，單片機具有較強的編程能力和邏輯運算能力，是煤礦電氣自動化控制中不可或缺的設(shè)備之一，加強單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用是提高煤炭企業(yè)市場競爭力的重要手段之一。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗，從煤礦電氣工程自動化生產(chǎn)的概述著手，對單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用做了簡單介紹。

關(guān)鍵詞：單片機 電氣自動化控制 概述 應(yīng)用

1 煤礦電氣工程自動化生產(chǎn)的概述

1.1 煤礦科學技術(shù)發(fā)展及先進煤礦電氣自動化的特點 最原始的煤礦開采工作以人工作業(yè)為主，伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科學技術(shù)不斷更新發(fā)展，煤礦科學技術(shù)也取得了較高成就。從人工作業(yè)到機械作業(yè)，再到現(xiàn)今的自動化和信息化，煤礦電氣自動化生產(chǎn)取得了驚人的成就。自動化以機械化為基礎(chǔ)，促進了信息化的發(fā)展，在煤礦科學技術(shù)發(fā)展中占據(jù)著中間樞紐的作用。采煤技術(shù)比較先進的國家無論是采煤工作面、掘進工作面還是供電、排水等裝置均在微處理器的基礎(chǔ)上設(shè)置了監(jiān)控和保護系統(tǒng)，全面提高了煤礦機電設(shè)備的安全性和可靠性。

1.2 我國煤礦電氣自動化的現(xiàn)狀 現(xiàn)代社會逐漸向信息化發(fā)展，自動化技術(shù)也逐漸向智能化、網(wǎng)絡(luò)化和多功能化發(fā)展。二十世紀初，我國煤礦自動化技術(shù)得到全面發(fā)展，煤礦開采的各個環(huán)節(jié)均實現(xiàn)了機電一體化，與西方發(fā)達國家相比，我國煤礦電氣自動化應(yīng)用技術(shù)仍比較落后，在實際發(fā)展過程中還有很多需要改進的地方。

2 單片機的基本原理及選型

2.1 單片機的基本原理 單片機在很多技術(shù)系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用，該系統(tǒng)在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中應(yīng)用的主要目的是監(jiān)控和保護井下電氣設(shè)備。主要過程是：收集檢測的電信號后，及時將其轉(zhuǎn)化成電壓信號，對電壓信號進行放大，使其成為0.5V的電壓信號，接著將其傳送到CPU位置，CPU系統(tǒng)內(nèi)部的M將電壓信號轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，接著用電腦將轉(zhuǎn)化后的數(shù)據(jù)進行處理，最后通過電腦顯示屏顯示?？偩€在緩沖驅(qū)動器后，對相關(guān)的繼電器連接操作發(fā)出閉鎖信號。

2.2 煤礦電氣設(shè)備中單片機選型 ①PIC單片機特點。單片機的使用依據(jù)環(huán)境而定，不一樣的工作環(huán)境需要選擇不同類型的單片機，這也是煤礦單片機在煤礦電器自動化控制中成功應(yīng)用的基礎(chǔ)。煤礦電氣自動化控制中使用的單片機以PIC系列產(chǎn)品為主，這種單片機具有防水、防漏電的特征，在實際應(yīng)用過程中還能增強有用功，不需要其他設(shè)備輔助負載LED。另外，PIC單片機還具有低能耗的特點，在抗干擾方面具有較強的能力。②PIC單片機在煤礦電氣設(shè)備中的應(yīng)用。目前，我國煤礦控制自動化技術(shù)取得了飛速發(fā)展，煤礦自動化在采礦中的應(yīng)用范圍逐漸擴大。PIC單片機在煤礦電氣設(shè)備中的應(yīng)用有效地提高了采礦率，還能實現(xiàn)多項技術(shù)的兼容，因此，煤礦企業(yè)要大力推廣PIC單片機的使用，提高煤礦開采的效益。

3 單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用

3.1 漏電保護 單片機可以減少煤礦開采過程中的漏電的發(fā)生，為了提高煤礦井下施工的安全性，低壓漏電保護是關(guān)鍵因素。傳統(tǒng)的漏電保護措施以分立元件為主，很難滿足現(xiàn)代技術(shù)影響下的開采需求。單片機系統(tǒng)的應(yīng)用有效地解決了傳統(tǒng)漏電保護措施難以解決的問題。該系統(tǒng)智能化水平較高、執(zhí)行檢測時間短、檢測結(jié)果準確性高、系統(tǒng)安全可靠，還能有效控制漏電影響下的停電范圍。假如煤礦開采過程中發(fā)生漏電事故，互感器會在第一時間將參與電流轉(zhuǎn)化成信號，放大器將電流信號放大傳輸至單片機端口，單片機對電流信號進行檢測后，系統(tǒng)中將手機的電網(wǎng)頻率輸送到單片機，最后完成漏電檢測。單片機系統(tǒng)如下圖1所示。

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圖1 單片機系統(tǒng)圖

3.2 風電閉鎖 風電閉鎖裝置由信號采集處理電路和供電接觸器輸入端相連接的輸出電路共同組成，最大的特點在于信號處理電路由整流電路和比較電路組合而成。風機在煤礦開采過程中的主要作用是供應(yīng)井下的空氣。煤礦生產(chǎn)過程中，為了保證施工人員的人身安全和施工作業(yè)的順利開展，必須對井下的風速和風壓進行嚴格控制，風機在井下開采過程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。風力裝置中風量越大驅(qū)動電機的電流越大，在風電閉鎖系統(tǒng)中加入單片機，在間接得到風的流量參數(shù)的同時，還能將其轉(zhuǎn)化成大電流的開關(guān)信號，從而實現(xiàn)遠程傳輸?shù)哪康?。另外，與其他調(diào)節(jié)裝置相比經(jīng)單片機改造后的風電閉鎖系統(tǒng)還具有成本低、控制精度高以及系統(tǒng)安全可靠性強的特點。

瓦斯電閉鎖是煤礦井下配電技術(shù)中的重要組成部分，該技術(shù)將電子瓦斯?jié)舛扰c斷路器結(jié)合，滿足礦井內(nèi)部的實際需求。單片機在瓦斯電閉鎖中發(fā)揮著重要的作用，當瓦斯?jié)舛瘸鼍聵藴蕰r，系統(tǒng)會自動切斷電源，減少因瓦斯?jié)舛冗^高引發(fā)的煤礦事故；當瓦斯?jié)舛冗^低，影響正常開采作業(yè)時，系統(tǒng)將自動轉(zhuǎn)接到送電狀態(tài)，保證煤礦開采的正常運行。

3.3 變電所運行控制 為了保障煤礦生產(chǎn)的順利進行，必須提高變電所的可靠性。伴隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家越來越注重資源的節(jié)約發(fā)展，國家出臺措施對部分企業(yè)的用電額進行了嚴格限制。煤礦企業(yè)屬于用電大戶，為了減少實際工作中的用電量，可以在變電所中加入單片機，單片機自帶智能電度表，可以隨時對用電額進行控制，一旦出現(xiàn)用電超額的想象，該系統(tǒng)會自動發(fā)出報警信號，可以有效減少煤礦企業(yè)用電費用支出。

3.4 井下安全監(jiān)控系統(tǒng) 傳統(tǒng)的煤礦開采技術(shù)以手持直讀式就地檢測裝置對井下環(huán)境進行監(jiān)控，這種裝置很難對井下瓦斯?jié)舛冗M行有效監(jiān)控，給煤礦生產(chǎn)帶來安全隱患。利用單片機控制的井下監(jiān)控系統(tǒng)一改傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)的弊端，可以對監(jiān)控到測量間隔時間段內(nèi)的變化進行監(jiān)控，具有反應(yīng)靈敏、安全性高以及預(yù)測隱患的特點。利用這種技術(shù)可以對井下安全環(huán)境進行準確監(jiān)控，在提高井下環(huán)境的安全性的同時，促進企業(yè)的發(fā)展，例如，該技術(shù)能夠?qū)峦咚骨闆r進行檢測，一旦發(fā)現(xiàn)問題會及時發(fā)出警報，減少風險帶來的危害，從而提高井下環(huán)境的安全性。

3.5 提升機技術(shù)改造 傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)過程中使用的提升機很難滿足負載變動大的情況下的工作要求，以單片機為核心進行改造的提升機系統(tǒng)可以有效緩解上述問題，該系統(tǒng)具有操作簡單、靈活性高、啟動平穩(wěn)等特點，對于較大的負載變動可以進行有效處理，還能根據(jù)測量所得的電流預(yù)算每一鉤的實際負載量。

3.6 滾筒采煤機的自動調(diào)高系統(tǒng) 為了滿足煤層分布不均勻、厚度不一致的需要，采煤機在作業(yè)過程中必須不斷地調(diào)正開采高度完成開采作業(yè)，傳統(tǒng)的采煤機靈活性較差，很難滿足以上要求。利用單片機改造后的滾動采煤機自動調(diào)高破系統(tǒng)有效解決了上述問題，根據(jù)測出的定子電流值可以將負荷情況及時反饋到顯示屏。遇到比較硬的巖石，采煤機的負荷會明顯增加，電動機定子電流因此增加，當電流超過預(yù)期值后，單片機空竹系統(tǒng)會自動調(diào)節(jié)采煤機的高度。調(diào)高控制系統(tǒng)如下圖2所示。

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圖2 調(diào)高控制系統(tǒng)

4 結(jié)束語

綜上所述，傳統(tǒng)的接觸器、繼電器控制系統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中運行范圍較廣，具有設(shè)備簡單、操作容易、價格便宜以及便于維修等特點，但是，這些設(shè)備在實際工作中仍存在較多問題，如壽命周期短、可靠性差以及靈活性差等。為了滿足現(xiàn)代市場的發(fā)展需求，單片機應(yīng)運而生，在煤礦生產(chǎn)中發(fā)揮著不可代替的作用，并且引導煤礦企業(yè)進行了一次徹頭徹尾地變革。單片機在煤礦電氣自動化控制中的應(yīng)用不僅緩解了我國煤炭資源供不應(yīng)求的現(xiàn)狀，還促進了煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)自動化、系統(tǒng)化以及自動化的發(fā)展，是滿足現(xiàn)代社會發(fā)展需求的基礎(chǔ)保障。

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[3]孫宇.基于單片機在煤礦電氣自動化系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].電子世界，2014.endprint