关于单片机在煤矿电气自动化中的应用探讨

覃运志 陈海毅 吴昶

摘 要：本文将对单片机工作原理进行阐述，并详细探究其在煤矿电气自动化中的运用，希望可以为相关工作者的研究提供一些帮助。

关键词：单片机；煤矿；电气自动化

前言：进入新时代后，随着科学技术快速发展，单片机在各个领域中得到了广泛运用，特别是在煤矿电气自动化中。因此，必须在掌握单片机工作原理的基础上，加强其在煤矿电气自动化系统中的运用，充分发挥出其作用，保证机电设备平稳运行，从而促进我国煤矿产业更好发展。

一、单片机工作原理

单片机的逻辑运算功能和编程能力较强，这使得其被广泛运用到煤矿的电气自动化控制中[1]。单片机CPU控制处理器十分强大，其拥有先进集成技术，能够实现网络在线控制，在一定程度上，可以将其当作具备在线控制功能的一个电子计算机，并利用线路或者是网络链接方式，促进电气机电设备控制的实现。同时，单片机还具有较强的抗干扰能力，可以有效适应复杂矿井工作环境；体积较小，能够大面积和其他电器设备箱配合；成本较低，可以被广泛运用到大规模日常生产中。当前，常见单片机是由智能通信器、电子数据存储器、漏电闭锁器以及电路电源等组成的。虽然一些具备特定功能单片机的基础零件会存在差异，但依然是在这些内容上进行改装。

二、煤矿电气自动化中运用的单片机

（一）漏电保护装置

漏电保护的主要目的就是防止出现触电事故，具体原理则是保证绝缘电处在合理范围内，使继电器平稳运行，并且总馈电开关具备电源切断功能，而電容电流补偿则主要是利用电抗器来完成。要想促进可靠性的提升，还应该适当增加硬件电路，即单机片P3.1、P3.2和24C08相接来实现掉电保护控制，P3.3成为欠压保护电路，而P3.7则是程序控制复位电路。在电机出现过流问题时，P3.6位会导致继电器跳闸，从而使电机断电，而在出现过载问题时，P3.4位则会发出报警信号。同时，还要加强对74LS244的利用，为报警信号、过流、过载以及欠流等显示电路提供便利。将单片机运用到漏电保护装置中，通过和零序电流方向的结合，在其完成绝缘检测之后，可以充分发挥出单片机判断与运算功能，并在保证工作电阻值稳定的状态下，缩小停电范围。在实际工作过程中，若选择性漏电保护装置工作时间较长、有着较大动作电流，则会给操作安全性带来不良影响。针对这一情况，必须有效结合单片机与零序电流方向，展开实时保护，促进选择性漏电保护的形成，提高运行可靠性与运算精准性，并将规模停电现象降到最低。总而言之，在漏电保护中，单片机不但可以把静态补偿变换成动态补偿，获得理想补偿效果，还能够对保护动作时间进行自动调整，有利于生产活动正常、安全展开。

（二）调度改造

对煤矿电气自动化而言，单片机的调度作用主要表现在采煤机电动、滚筒以及电机调度等方面。例如，井下电机调度系统就具有电机车全盘调度、信号灯指示以及位置跟踪等功能，在实际运行过程中，可以通过对可编程序的利用来布控整个系统，并呈现出功能性强、灵活性高以及体积小等特点。而滚筒采煤机系统的调度则要对煤层厚度进行充分考虑，并适当调整采煤机。在改造矿井提升机时，以往主要采取的是交流电机转子串电阻方式，但这一方法过于复杂，在实际改造过程中存在较大难度，而将单片机运用其中，则可以对速度、电流等进行有效测量。在控制系统实际运行过程中，单片机可以通过对速度、电流的测量，获得实际负载，并在这一基础上，保证负载控制的合理性，有效解决各种问题，如继电器频繁调整、启动电阻烧坏等。在具体项目管理过程中，操作人员还可以通过对单片机的引入来促进技术改良的实现，实时测试电流、速度。总而言之，将单片机运用到煤矿自动化中，不但可以有效调度井下电机，为系统平稳、安全运行提供有力保障，还能够对定子电流进行持续测量，有效收集负荷结构，有利于工作效率的大幅度提升。

（三）运行监控

煤矿生产活动中的用电量统计工作通常是由操作人员完成的，不但无法对用电量进行有效控制，还有着较大的工作强度。针对这一情况，必须加强对智能电度表的运用，其能够分时段对用电量进行累计，并且当处在超负荷状态下，系统还会及时发出警报，而调度室则应该及时展开处理。通常情况下，智能电度表主要由外围设备、单片机以及传感器构成。在监控系统方面，原始井下监控、检测装置主要运用的是手持直读式，无法有效辨别间隔变化，如果两次测量间隔的瓦斯聚集起来，还会导致爆炸的产生。而将检测系统运用其中，则可以有效分析矿井环境参数，并提前预警可能出现的风险，有利于安全性的提升。

煤矿电气自动化主要是利用单片机对井下进行监控。对煤矿工作而言，安全是非常重要的，而为了实现项目集中管控，还应该有效传递并管理操作数据，促进数据收集机制的形成。做好井下环境的监测工作，不但可以保证施工人员安全，还能够将参考依据提供给指挥人员，为其做出正确决策提供保障，从而促进工程顺利进行。由此可知，在煤矿电气自动化中，单片机的运用既能够促进监测水平的大幅度提升，还可以为数据连贯性提供有力保障，有利于理想工程管理效果的获得[2]。

结论：综上所述，将单片机运用到煤矿电气自动化中已经成为了一项重要工作。因此，必须在了解单片机工作原理的基础上，加强其在漏电保护装置、调度改造以及运行监控等方面的运用，提高控制技术与机械化水平，增强煤矿的自动化程度，从而为我国煤矿产业健康发展提供有力保障。

参考文献：

[1]牛万春.煤矿电气自动化控制系统关键技术创新设计与应用[J].机械管理开发，2018，33（05）：143-144.

[2]张宝玖，刘秋义.露天矿电气自动化控制技术中单片机的运用[J].电子测试，2016（12）：127-128.