摘要：改革开放新时期，我国经济在快速的发展，社会在不断的进步。得益于智能控制理论的成熟，电气工程专业中，相关设备的自动化控制程度不断提高。尤其是单片机的使用，大大提高了电气工程自动化控制的水平和能力，从而提高了企业的生产和工作效率。本文从单片机方面入手，分析单片机在电气工程自动化控制中的实际应用。
关键词：单片机；电气工程；自动化控制
引言
单片机属于一种集成化的电路芯片，运用集成电路技术把CPU、存储器、定时器、输入输出接口等硬件全部集合在一起，焊接到PCB板上，组成一种微型的计算机系统，来完成信息处理任务。单片机从最初8位或4位如因特尔公司的8031到之后16位甚至是32位，经历了一个快速发展的过程。目前，高端的32位单片机主频已经超过300MHz。单片机应用范围很广，作为嵌入式设备中最重要的一部分，作用不可忽视。
1单片机技术分析
单片机在自动控制系统的设计中有很多优点，比如：抗干扰能力强、可移植能力强。自动控制系统内部的单片机含各种功能部件，将所有的功能部件连接起来，结合合理的软件程序设计，可以最大程度上实现单片机的功能。自动控制系统插入单片机部件后，应用软件会通过单片机来控制整个运行的系统。在这个过程中，需要根据不同型号的单片机的具体的使用条件，严格按照自动控制系统的要求选择单片机，以防止自动控制系统中出现误差，真正地实现用户需要的控制功能。单片机的发明和应用，改变了自动控制系统的面貌，使之呈现出更加简化的设计结构，更精简的运行方式，体验出单片机在自动控制系统设计中的重要地位。现代控制系统中，运用单片机作为主体的设备优势明显，比如：单片机成本较低，简单的单片机系统价格一般在几十元，适用于社会的推广。设备之间通信较为灵活，扩展性强。单片机的开发控制系统没有复杂的接线盒拆线操作，后期维护简单。单片机用户界面的交互性好，易于用户熟悉操作。单片机体积小，内部采用的结构是模块设计结构，对电气化设备的运行状态能够实现自动化采集，因此设备的实时改装和升级维护效率很高。
2单片机在矿山电气自动化应用
2.1单片机在矿山漏电保护方面的应用
传统矿山生产过程中，漏电保护主要是依靠分立元件，这种保护效果不是很理想，随着现代矿山生产企业生产规模不断扩大，分立元件的漏电保护无法适应现代矿山开采设备工作安全性的需要。而应用单片机进行漏电检测，大大提高了漏电检测的可靠性，最大程度降低漏电事故的发生率，有效保证开采工作的安全，符合现代矿山企业发展的需求。单片机在漏电保护方面的漏电监视功能非常强大，通过获取整定值的大小与标准值进行判断，综合抱死系统自动利用外围继电器进行合闸和分闸，从而提高了漏电保护的准确性，有效预防矿山因漏电发生的安全事故。
2.2在监控系统中的应用
众所周知，矿产资源的挖掘多以井下开采为主，而井下开采工作环境极为复杂多变，存在较大的安全隐患问题，如何提高井下开采环境安全检测的可靠性是矿产企业亟待解决的问题。单片机具有强大的逻辑运算能力和数据处理能力，将其融入到井下监控系统中可以有效的提高监控系统的性能，保证井下开采作业人员的安全。此外，由于深入地下，井巷中极易出现有害气体，工人难以识别，会引起井下事故。若在监控系统中加入单片机，可以借助单片机对井巷内部气体类型、含量进行动态监测，当达到某一设定值时发出相应的警报指令，及时通知井下工作人员安全撤离。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可知，将单片机技术应用于矿山井下监控系统中，可以提高监控系统的智能化程度，且能够获得更为稳定的监测效果，有效的提高井下开采工作的安全性能，为开采人员的生命安全提供了保障。
2.3供电监测
供电监测中应用单片机能够完成实时动态跟踪监测，保证系统运行的安全稳定，降低故障及意外状况发生概率。同时通过单片机实施监测，获取相关数据，还能对供电企业实现管理，对变电通信分站加强监督，能够有效保证系统的稳定运行，从而有效提升系统的安全可靠性。
2.4调度改造
煤矿电气自动化控制系统中调度主要是电动机调度以及滚筒采煤机电动两个方面。就电动机调度而言，其涉及较多功能，如电机车位置跟踪、信号灯指示等。在系统实际运作过程中，通过软件以编程的方式控制调度系统，其控制装置具有体积小、灵活性高以及功能性强的优势。就滚筒采煤机调度而言，其在实际应用过程中考虑的主要是煤层厚度。煤矿开采中，应适当调整采煤机，应用传统人工进行调整。一旦开采山顶煤后，调整相对困难，且容易损坏采煤机。而滚筒采煤机中系统主要控制部分为单片机，其能够测定采煤机中驱动电机的实时情况，如定子电流数值等，在此基础上测定负荷情况，一旦负荷超出标准，单片机便输出控制量，对采煤机高度进行相应的调整。同时，在技术改造方面，就矿井提升机而言，传统技术是通过调整绕线式交流电动机转子串电阻的形式，其控制线路相对复杂。对此在其中应用单片机进行技术改造，能够有效测量速度及电流等指标。这样控制系统在实际运行过程中，单片机能够通过对电流及速度的测量而得出实际负载，进而对负荷进行控制，有效解决启动电阻烧坏等部分问题。
2.5单片机在矿山变电所运行的应用
矿山开采一直是耗电大户，并存在资源浪费的情况。矿山变电所运行过程中，虽然每一季度和月份都存在用电计划和用电安排，但在实际工作中经常存在用电量超出计划用电的情况，由此造成了资源的浪费和无序性。单片机在矿山变电所运行中的应用主要是，通过智能电度表来对电量进行控制，监测每一个自然月和季度用电是否正常，是否有存在超出用电的情况，如果超出计划用电则会报警提示，由负责人进行发出供电指令，同时提供每个月的用电量分布，以此为后续节能降耗提供必要的依据，工作人员可以根据单片机电度表的内容和提示，了解用电消耗情况，从而做好后续矿山生产工作。
2.6在电气节能方面的应用
在矿山开采过程中，交流电的使用更为频繁，交流电可以通过变压器轻松的升压与降压，适用于绝大部分设备，有效提高仪器设备的生产效率。但是，随着交流电的持续运行，以及电气设备的长期使用，设备会不可避免的发生内部零件线路的老化，不仅导致耗电量逐渐增大，电气设备内部的安全隐患也会增加。使用单片机对设备的使用时间和连续工作时长做出检测，并且通过外围硬件得到设备内部的耗电量推算出其损耗情况，从而决定设备的老旧程度和维护时间，以此降低设备的耗电量，节约能源。
结语
随着我国近些年单片机在多种领域的不断应用和发展，单片机的集成性、自动化和智能化明显提升，有效解决了传统行业控制模式中存在的弊端，提升了各行业的生产效率、安全效率，是未来电气工程现代化发展的必然应用趋势。
参考文献
[1]徐连喜.单片机定时器在按键消抖和键音输出中的应用[J].电子技术与软件工程,2019(03).
[2]杨明显.探析单片机电子台历设计在电子信息工程中的应用[J].电子制作,2019(02).
论文作者:赵启威
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/22
标签：单片机论文; 矿山论文; 井下论文; 设备论文; 过程中论文; 系统论文; 情况论文; 《电力设备》2019年第10期论文;