煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用

煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用

伴随着社会经济的快速发展，煤矿自动化技术也得到了广泛应用。单片机凭借自身高编程能力以及高逻辑运算能力，进一步提高了自动化控制技术的能力，起到的作用是无法替代的。文章主要阐述了当前煤矿自动化控制技术的基本情况以及设计要求，进一步分析了单片机对自动化控制技术的作用，希望能够给同仁一定的借鉴。

标签：煤矿；电气自动化系统；单片机；控制技术

1 煤矿电气工程自动化控制技术概述

所谓的煤矿自动化控制技术指的就是在煤矿生产中实现自动化的控制技术，它主要就是通过传动装置来对对象进行作用，主要是以电气自动化控制系统作为主导，这就实现了当前煤矿企业的自动化生产。随着计算机技术的广泛应用，新型的控制技术如雨后春笋般涌出，这正改变着整个煤矿生产控制技术。例如，传统的生产装置还依靠人来控制，但是当前大多数的设备都是通过自动化控制技术来完成的。当前的煤矿生产技术已经由过去单一的控制系统实现了以计算机为控制中心的控制系统。我们也可以说当前的煤矿自动化控制技术是集合了计算机技术、智能技术、控制技术等的成果。这项技术的应用提高了煤矿企业的生产能力，也提高了产品的质量。

在当前煤矿企业生产的过程中，电路图是电气设备工作情况的具体体现，也是电气线路安装和使用的参考。作为工作人员应该遵循“先识机后识电”原则，也就是说先对生产设备进行了解，特别是对其组成、使用功能、注意事项等方面更要深入分析和研究，在全部账务以后，就需要在此基础上，明确生产要求，并对电气设备进行分析，设置主要参数，对整个电路图都了然于胸。在识别的过程中应该先识别主要部分，然后辅助部分需要根据主要部分来确定。通过这种方法，能够很好地实现对设备的准确控制，进而对后面的工作提供保证。

2 单片机在煤矿自动化控制技术中的应用

计算机产生于二十世纪四十年代，随着经济的快速发展，计算机技术也呈现出突飞猛进的趋势不断前进。特别是超大规模的集成电路产生，更是推动了计算技术的发展。单片机就是微型计算机技术发展的成果，这也是当前控制技术中比较理想的器件。它主要就是通过一个小小的芯片来控制计算机的所有控件，非常适合在工业中应用，现在已经实现了在工业生产中的普及。单片机具有运行可靠、操作简单、稳定性高、工作量少等特点，这也是它能够被人们所接纳并快速发展的重要因素。

2.1 漏电保护

一是绝缘电阻下降到整定值时，继电器运作，使总馈电开关切断电源；二是

均有零序电抗器对电容电流进行补偿。大部分都是采用分立元件，则可靠性较低，经常误动作，特别是在带负荷载荷闸的瞬间。采用单片机的击落判断功能，在合闸的瞬间闭锁检漏回路。等合闸后线路进入稳定状态后再进行检漏，可以方便的解决这个问题。采用零序电流方向与附加直流电源想结合的带单片机的保护原理，利用零序电流方向实现漏电保护的选择性，以附加直流电源对电网的绝缘进行检测，利用单片机的逻辑判断功能和高精度算数运算功能进行准确测量，可使专职具有很好的选择性和固定不变的工作电阻值，可以提高装置的可靠性，避免停电范围的扩大。

2.2 风机节能

风机是煤矿生产中的重要设备之一，它的主要作用就是为井下作业提供充足的空气。煤矿的生产作业主要是在地下完成的，这就需要保证地下有充足的空气供人们呼吸，但是在风速以及风压方面有着严格要求，在井下工作的不同情况、不同时段，对空气的需求量也是不同的，为了满足不同需求，就应该改变传统的恒速系统，使用调速系统。当前采用以单片机为主导的自动化控制技术在这方面的应用已经趋于成熟，既提高了整个控制系统的性能，又提高了控制系统的精度，能够时刻满足井下对空气的不同需求。

2.3 变电所运行记录

变电所是煤矿生产中最为重要的部门之一，主要担任着煤矿生产的用电需求。安全可靠的供电是保证煤矿生产正常运行的保证。但是当前煤矿生产所产生的用电量主要是由操作人员统计完成的。但是随着目前能源的紧缺，电力部门对煤矿等企业实行了限额，这就对煤矿生产产生了很大的影响。特别是对用电量最大值的限制，一旦超过了这个最大值，电力部门会进行罚款，这笔罚款的数额高达几十万。为了能够避免罚款现象的发生，煤矿企业应该采用智能电度表控制技术，实现自动化控制电量。

智能电度表具有以下功能：（1）实时计算全矿各用电部门的用电负荷，每小时用电量，以及全矿每15分钟平均负荷，用电量的分时累计等；（2）打印各项结果，包括每小时打印全矿正点负荷，每小时用电量，各用电部分的正点负荷每小时用电量，每日打印日最高负荷，日高峰期用电量，日低后期用电量，日总用电量，日连续15分钟平均最大负荷，每月打印月15分钟平均最大负荷，月高峰期用电量，月低后期用电量，月总用电量；（3）超负荷处理，一旦全矿在用电高峰期超负荷，则连续报警，由值班人员通知全矿生产调度室，由调度室通知次要部门压负荷，直至负荷压下来为止，这样可以由调度室统一指挥全矿用电。智能电度表可以由单片机、传感器、外围设备单独实现，也可以由单片机检测与微型机构成二级系统。

2.4 提升机的技术改造

当前我国超过了百分之九十的煤矿提升机都是使用交流电来工作的，而且这种交流电基本都是绕线式的，主要是以混合电流时间的方式进行控制电路，这种

方式在性能上虽然操作简单，在时间问题上也体现出了优势，但是如果在负载变化非常大的时候，那么启动时设备的性能就不是很理想，而且由于线路比较多，相应的触点就多，调整的工程将会花费大量的时间，所以这就要求继电器能够具备效率非常高的返回系统率。当前把单片机运用到提升机的技术改造中将会进一步提高提升机的整体性能，以单片机为核心的控制系统能够对电流、时间进行实时控制，并能够直接体现出具体的数值和情况，工作人员就可以根据这些数据对控制系统进行调整，能够很好地满足提升机的具体需求。

2.5 井下电动机调度系统

井下电机车调度系统又称井下“信、集、闭”，由它对全矿井下电机车进行统一调度，防止出现运输事故，保证安全生产。它包括以下功能：井底电机车的全盘调度；岔道口信号灯指示；各电机车在钢轨上实际位置跟踪，并在模拟显示盘上显示；道岔的自动移位，以及道岔密贴位置的监视；尾车自动监视。

2.6 滚筒采煤机的自动调高系统

众所周知，煤层会随着开采的进度发生变化，这就需要采煤机能够根据开采的时段以及煤层的厚度变化调整高度，传统的调整方式都是依靠人工，但是调整的精确度却难以保证，而且在开采的时候经常会碰到石头，这不仅会减少采煤机的使用寿命，而且还会对周围的煤层产生影响，为了避免这个问题的发生，我们可以使用单片机来驱动采煤机的电机，工作原理就是单片机通过对采煤机电机中的定子电流值判断出负荷的情况，当碰到岩石，负荷就会增大，电机的电流就会加强，当电流增大到一定值的时候，采煤机的高度就会自行调整，避开岩石，这不仅对采煤机是一种保护，同时还能够提高开采效率。

3 结束语

文章主要阐述了单片机的使用对煤矿自动化控制技术的重要作用。单片机的使用也说明了当前计算机技术在煤矿生产领域的使用已经得到了快速发展。作为煤矿企业管理人员应该重视单片机在煤矿生产中的应用，并在未来的生产中能够不断地进行改进和创新，为企业创造更多的利益。

参考文献

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[2]中国航空工业规划设计院.工业与民用配电设计手册[M].北京：水利电力出版社，2005.