神木煤业石窑店矿业有限责任公司 陕西 神木 719300
摘要：单片机对于煤矿生产来说，使用的深度和广度会越来越增强，这是不可逆转的潮流，符合科技发展的趋势，随着单片机技术的日臻成熟，其功能和作用也会日益强大，不仅在安全领域、成本控制方面可以大显身手，还可以在环境保护、职业检测等等方面发挥作用。作为产煤大国，我们应当积极使用单片机技术，不断革新新技术，为煤矿生产保驾护航。本文探讨了单片机在煤矿电气自动化中的应用。
关键词：单片机；煤矿；电气自动化；应用
单片机作为微型计算机的代表，在目前的煤矿电气自动化中被广泛的应用，一方面是因为其逻辑运算和算术运算的能力比较突出，另一方面是因为利用单片机实现自动化能够有效的保证煤矿生产的安全。目前，在进行矿产开发的时候，安全问题一再被强调，利用单片机实现智能化监管对于煤矿企业而言，无疑是一种巨大的帮助。
1单片机的概述
在煤矿电气自动化系统中，单片机主要被应用于监测和保护井下电气设备。单片机将检测到的电信号汇总后转化为电压信号，将电压信号放大后输送至系统中心，在系统中心将电压信号转化为数字信号。单片机的机型需要综合考虑各方面的因素，工作环境是决定单片机机型的一个主要因素。在煤矿电气自动化控制中主要使用到的单片机是PIC系列。该系列的单片机防水与防漏电的性能较好，在使用过程中可以根据实际的工作需要将有用功做出增强，同时，该系列的单片机耗用的能源较少，环保省电，还具备强大的抗干扰能力。在煤矿电气自动化控制技术中应用单片机，可以有效地增加采煤量，提高煤矿的经济效益。
2单片机在煤矿电气自动化中的应用
2.1单片机在漏电保护装置中的应用
在煤矿产业的发展过程中一种至关重要的问题就是安全问题，而其中又以井下安全供电问题为核心。煤矿井下安全供电工作的落实到位不离开必要的漏电保护装置的设置，而单片机在漏电保护装置中也具有重要的应用价值。当前我国大多数煤矿的漏电保护装置在原理上都是异曲同工的，其原理具体来说包括以下两点。首先，当绝缘的电阻下降至整定值,继电器在运作过程中就需要从总馈电开关将电源切断；其次，漏电保护装置通过零序电抗器对电容电流进行补充作用。这种漏电保护装置的不足之处在于由于其采用元件的组合形式，这就使得保护装置在实际应用过程中很容易发生错误的操作情况。而单片机应用于漏电保护装置中，技术人员通过利用其击落判断的功能，能够以最快地速度关闭检漏回路，直到线路重新稳定下来再重新对问题线路进行检测，如此就有效地预防了在进行线路修复与漏电检测中所可能出现的误动作。此外，由于单片机自身具有高精度运算与逻辑判断的功能，这样就能够确保一方面漏电保护装置能够保持自身的工作电阻值，另一方面还能够有效防止断电范围的进一步扩大。
2.2单片机在矿井风机系统中的应用
煤矿巷道的通风系统，在煤矿的安全生产中起着至关重要的作用，它是防止采煤过程中产生的瓦斯积聚的根本措施。为此，必须切实做好矿井通风工作，建立完善的通风系统。还有矿井瓦斯检测也是煤矿安全生产管理的一项内容，是矿井瓦斯管理的一项重要工作。近年来单片机在越来越多的煤矿通风装置中得到了很多的应用：以WCF-1型自控排放瓦斯装置为例，瓦斯自动排放机排放装置主要由控制主机、瓦斯稀释筒和液压泵站三部分组成，其中控制主机采用89C51系列单片机作为中心控制处理器，配有三个高、低含量甲烷传感器，工作时，控制主机接收到各个传感器采集的信号后，通过计算和判断以了解和掌握井下不同地点、不同时间的瓦斯涌出情况，进行风量计算和分配，调节所需风量，达到安全、经济。合理通风的目的，防止瓦斯积聚，也使风机系统更加节能。
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2.3单片机在矿用提升设备中的应用
提升机是煤矿生产的关键设备，它通过钢丝绳带动容器在井筒中升降联系井下和地面。近年来单片机广泛应用于提升机，结合变频调速等技术配合一些提升机控制设备，按照事先编好并储存的程序来完成设备的操作控制，例如完成提升机自动检测故障、启动加速、等速运行、自动减速、低速爬行、停车卸载、变频传动、安全保护等控制要求，使得提升机朝向体积小、重量轻、提升能力大、安全可靠性高的自动化机械方向发展。单片机作为主令控制核心器件，它通过输入端口采集各种控制状态及反馈信号，在方向、行程位置、速度三组数据上进行综合处理，规范出绞车正常运行轨迹，自动识别等速段、减速点、减速距离、加速度等参数，一旦设备运行出现异常情况，系统将发出校正指令，促使设备运行在正常状态。从而使得监测系统更加完善。下图是由单片机等组成的控制系统的组成示意图：
2.4单片机在煤矿井排水设备中的应用
煤矿水害是与瓦斯、煤尘、顶板、火灾等并列的五大灾害之一，其严重程度仅次于瓦斯。目前煤矿井下主排水系统仍多采用继电器控制，水泵的开停及选择切换均由人工完成，这样就有许多的弊病。随着计算机控制技术的迅速发展，以单片机为核心的一系列可编程控制器控制已经逐步取代继电器控制。煤矿中央泵房井下主排水泵自动化控制系统采用单片机自动检测水仓水位和其他各项参数，根据水仓水位的高低、矿井用电信息等因素，合理调度水泵运行工作，自动准确发出开启、停止水泵的命令，可以提高排水系统工作效率，还可以达到避峰填谷及节能的目的。
2.5单片机在井下监控中的应用
煤矿生产过程中非常容易出现各种安全事故，而其中最为严重的一种则是瓦斯爆炸，瓦斯爆炸是由于煤矿内部蕴含的瓦斯在浓度达到一定值时，其在明火的引燃下发生巨大的爆炸，对于这一安全问题，其在当前是一种破坏性较强的安全事故，为了能够更好的对煤矿内的瓦斯浓度进行监测，需要对煤矿内的瓦斯浓度进行实时检测，这样才能够更好的保证煤矿内的生产安全性。对于传统的煤矿生产，瓦斯浓度监控往往靠人工进行，通过手持监控设备对煤矿内的瓦斯浓度进行定时测量，并将其浓度实时反馈给相关负责人，确认其是否出现瓦斯浓度超标问题等。但对于这种检测方法，其缺乏时效性，尽管能够在一定程度上对瓦斯爆炸问题进行有效的预防，但由于人为因素的影响较大，在日常生产中出现瓦斯爆炸的几率仍然较高。而在单片机应用之后，其通过监控系统能够对煤矿内的瓦斯浓度进行实时检测，从而将其浓度以及可能存在的安全隐患实时反馈到系统中，然后结合系统中的设定参数对煤矿生产安全性进行保障。
2.6煤矿电动机调度中单片机的应用
对于煤矿生产，其在各个工序中应用到电机车的频度很高，为了能够保证电机车在整个煤矿生产中发挥应有的作用，提高煤矿生产效率，需要对其进行统一的调度管理。对于电动机的调度工作来说，传统的人工调动容易出现各种调度异常问题，造成煤矿生产效率降低，而采用单片机技术之后，其能够对井下的电机车行使进行明确的路线规定，同时对于不同的岔道口还能够采用信号灯对机车的运行情况进行控制，这样一方面提高了电机车的运行效率，同时还能够改善当前的电机车运行安全性，降低电机车运行中安全事故的发生几率。
结束语
总之，随着单片机技术的不断发展，在煤矿生产工作中被越来越广泛地应用，正因为在煤矿电气自动化控制技术中使用了单片机，才使得我国的煤矿生产工作得以进一步发展，从而促进了煤矿生产系统的进步，满足了新时期我国煤炭事业的发展需求。
参考文献
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[3]杨正.浅述单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用[J].化工设计通讯.2017(10)
[4]薛西武.煤矿电气自动化中单片机的设计及应用实践微探[J].科技展望.2016(24)
论文作者:刘耀伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/14
标签：单片机论文; 煤矿论文; 瓦斯论文; 井下论文; 浓度论文; 保护装置论文; 工作论文; 《防护工程》2018年第31期论文;