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單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制的應(yīng)用論文
摘要：分析煤礦電氣自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)的相關(guān)要求和單片機(jī)應(yīng)用及系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)建議，單片機(jī)在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用路徑。
關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；煤礦電氣自動(dòng)化；控制技術(shù)概述
煤炭經(jīng)濟(jì)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要產(chǎn)業(yè)。對(duì)社會(huì)穩(wěn)定、能源安全等方面有很大影響，要求引入計(jì)算機(jī)的制造集成系統(tǒng)，讓煤炭的生產(chǎn)發(fā)展得到一定保證。計(jì)算機(jī)制造系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，關(guān)鍵在單片機(jī)技術(shù)的實(shí)踐應(yīng)用。因此，對(duì)煤礦電氣自動(dòng)化中單片機(jī)的具體分析，有著重要意義。煤礦電氣控制技術(shù)主要為電動(dòng)設(shè)備的傳動(dòng)裝置系統(tǒng)服務(wù)。這種裝置主導(dǎo)部分是電力控制系統(tǒng)，把實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化作為主要的工作目標(biāo)。單片機(jī)的應(yīng)用可以對(duì)社會(huì)的生存環(huán)境進(jìn)行改善，單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化中的應(yīng)用重要性越發(fā)突出。
1單片機(jī)在電氣自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用路徑
近年來(lái)單片機(jī)的應(yīng)用日趨廣泛，主要表現(xiàn)在保護(hù)電氣設(shè)備和監(jiān)控方面，遠(yuǎn)離表現(xiàn)為，電壓信號(hào)傳送時(shí)經(jīng)過CPU的轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理分析，此基礎(chǔ)上，以總線的緩沖驅(qū)動(dòng)器來(lái)做信號(hào)閉鎖的設(shè)定，以達(dá)到閉鎖目的。其在電氣自動(dòng)化的應(yīng)用中，體現(xiàn)在運(yùn)行監(jiān)控、漏電保護(hù)、調(diào)度改造、風(fēng)機(jī)管理等方面。
1.1在漏電保護(hù)中應(yīng)用
作為井下安全供電的要求之一，漏電保護(hù)的目的在于預(yù)防觸電事故發(fā)生，其原理是將絕緣電控制到規(guī)定數(shù)值內(nèi)，保護(hù)繼電器得運(yùn)作，電源可以被總饋電的開關(guān)切斷，在電容電流的補(bǔ)償方面，借助電抗器來(lái)實(shí)現(xiàn)。為提高可靠性，要增加硬件電路組成，單片機(jī)的P3.1與P3.2接24C08作掉電保護(hù)控制；由P3.3作欠壓保護(hù)電路；由P3.7作程序控制復(fù)位電路。當(dāng)電機(jī)發(fā)生過流時(shí)，由P3.6位使繼電器跳閘，電機(jī)斷電。當(dāng)過載時(shí)，由P3.4位給出報(bào)警信號(hào)。同時(shí)，設(shè)有74LS244，用于過載、欠壓、欠流、過流與報(bào)警信號(hào)的顯示電路。在單片機(jī)的應(yīng)用下，與零序電流的方向結(jié)合，在零序電流通過絕緣檢測(cè)后，單片機(jī)的運(yùn)算功能和判斷功能就能夠發(fā)揮出來(lái)，在工作電阻值平穩(wěn)下，停電的范圍將縮小。選擇性的漏電保護(hù)裝置在工作中的動(dòng)作電流大、工作時(shí)間長(zhǎng)會(huì)影響到操作安全。因此，利用零序電流的方向和單片機(jī)應(yīng)用相結(jié)合，進(jìn)行實(shí)時(shí)保護(hù)，建立選擇性漏電保護(hù)，在實(shí)現(xiàn)高精度運(yùn)算，提高可靠性的同時(shí)，減少規(guī)模停電的問題。
1.2在運(yùn)行監(jiān)控中應(yīng)用
在煤礦生產(chǎn)活動(dòng)中，用電量的統(tǒng)計(jì)方面大多是由操作人員進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，不僅難以控制用電量，工作強(qiáng)度也很高。這種情況需考慮引入智能電度表，裝置優(yōu)勢(shì)為分時(shí)段累計(jì)用電量。用電超負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警，調(diào)度室要做好處理。其中智能電度表構(gòu)成主要是以傳感器，單片機(jī)和外圍設(shè)備為主，或者用單片機(jī)檢測(cè)、微型機(jī)構(gòu)組成。從監(jiān)控系統(tǒng)看，原始的井下檢測(cè)。監(jiān)控裝置以手持直讀式為主，間隔變化難以辨識(shí)。若兩次測(cè)量的間隔瓦斯聚集，會(huì)引起爆炸。檢測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，通過礦井環(huán)境的參數(shù)，有利于提高礦井安全，針對(duì)可能風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行提前預(yù)警。煤礦電氣自動(dòng)化技術(shù)通過單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)井下監(jiān)控。對(duì)煤礦工作來(lái)說，安全工作最重要，想對(duì)項(xiàng)目集中管控，就要對(duì)井下操作數(shù)據(jù)進(jìn)行傳遞和管控，建立數(shù)據(jù)收集機(jī)制。對(duì)井下工作進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)，能為施工人員的安全提供保障，也為指揮人員提供決策參考，保證工程的有序進(jìn)行。單片機(jī)在電氣自動(dòng)化技術(shù)中，可以在提高監(jiān)測(cè)水平同時(shí)，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)的連貫性，有效的改善工程管理效果。就是說，單片機(jī)能有效的保證人員安全，對(duì)隱患進(jìn)行預(yù)測(cè)。
1.3在調(diào)度改造中應(yīng)用
煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中，單片機(jī)調(diào)度體現(xiàn)在電機(jī)的調(diào)度、滾筒、采煤機(jī)電動(dòng)等方面。比如井下電機(jī)的調(diào)度系統(tǒng)，被賦予了很多功能（電機(jī)車位置的跟蹤、信號(hào)燈的指示、電機(jī)車的全盤調(diào)度）整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行中，利用可編程序?qū)ο到y(tǒng)進(jìn)行布控，優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在控制裝置的體積小、靈活性和功能性強(qiáng)。在滾筒采煤機(jī)系統(tǒng)調(diào)動(dòng)方面，主要考慮煤層的厚度不同，同時(shí)在采煤過程中要調(diào)整采煤機(jī)。技術(shù)改造方面，以礦井提升機(jī)為例，原有技術(shù)注重調(diào)整繞線式的交流電機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻的方法，其控制線路復(fù)雜。將單片機(jī)引入做技術(shù)改造，能夠測(cè)量電流、速度等。在控制系統(tǒng)的運(yùn)行中，單片機(jī)能通過電流、速度，得出實(shí)際負(fù)載并以此作為依據(jù)來(lái)控制負(fù)載，解決了啟動(dòng)電阻燒壞和頻繁的調(diào)整繼電器的動(dòng)作值等問題。煤礦自動(dòng)化技術(shù)通過單片機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造。項(xiàng)目管理中，操作人員用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)改良，對(duì)速度、電流進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)試。煤礦自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用單片機(jī)，能對(duì)井下的電機(jī)進(jìn)行調(diào)度，確保調(diào)高系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，持續(xù)的測(cè)量定子電流，做到負(fù)荷結(jié)構(gòu)有效收集，來(lái)提升整體的工作效率。
1.4風(fēng)機(jī)管理自動(dòng)化的應(yīng)用
煤礦自動(dòng)化技術(shù)通過單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的節(jié)能。煤礦工作中，風(fēng)機(jī)是非常重要的設(shè)備，承擔(dān)著空氣供給的職責(zé)，風(fēng)機(jī)有維護(hù)煤礦工作人員安全的作用，為煤礦工作的開展建立良好的環(huán)境。在使用時(shí)，針對(duì)礦井的下風(fēng)速風(fēng)壓進(jìn)行細(xì)化處理，以確保管理模型符合各階段的需求。調(diào)速系統(tǒng)一般采取繞線式交流電機(jī)，一部分企業(yè)用的是鼠籠異步電機(jī)，目的是為了有效的調(diào)節(jié)風(fēng)速。單片機(jī)使用頻率大，是因?yàn)闇p少了電路控制的難度，能提高其穩(wěn)定性，在優(yōu)化精度基礎(chǔ)上，減少設(shè)備成本。例如，采用PT1000溫度傳感器檢測(cè)環(huán)境溫度（溫度檢測(cè)精度0．01℃），根據(jù)環(huán)境溫度變化控制風(fēng)機(jī)降溫，并具備按鍵手動(dòng)設(shè)定溫度上下限、聲光報(bào)警等功能。風(fēng)機(jī)溫度控制面板示意圖如圖1所示。具體技術(shù)要求及功能說明如下：①環(huán)境溫度在設(shè)定溫度范圍內(nèi)時(shí)，綠色LED亮，風(fēng)機(jī)不工作；②當(dāng)環(huán)境溫度接近設(shè)定溫度上限時(shí)（5℃之內(nèi)），黃色LED亮，風(fēng)機(jī)低速工作，蜂鳴器發(fā)出3聲500Hz報(bào)警聲；③環(huán)境溫度高于設(shè)定溫度上限時(shí)，紅色LED亮，風(fēng)機(jī)全速工作，蜂嗚器長(zhǎng)響。④采用雙風(fēng)機(jī)分時(shí)工作。風(fēng)機(jī)大多數(shù)是晝夜不間斷地輸送空氣，耗費(fèi)的電力很大，工作部門只有了解風(fēng)機(jī)工作特點(diǎn)，才能合理利用風(fēng)機(jī)，提高煤礦經(jīng)濟(jì)效益，減少能源消耗。以往的人工調(diào)整，遇到山頂煤的開采情況，很難進(jìn)行調(diào)整，采煤機(jī)易受損，滾筒采煤機(jī)是以單片機(jī)為主要構(gòu)成部分，能對(duì)采煤機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的過程進(jìn)行測(cè)定，比如定子電流的數(shù)值，就是以此作為依據(jù)進(jìn)行負(fù)荷的測(cè)定，負(fù)荷值過大時(shí)，單片機(jī)就會(huì)控制量的輸出，調(diào)整采煤機(jī)的高度。
2煤礦電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)相關(guān)建議
2.1明確系統(tǒng)功能
盡管在煤礦自動(dòng)化設(shè)計(jì)中，應(yīng)用單片機(jī)的優(yōu)勢(shì)較為明顯，但仍需注意控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中需要滿足的程序功能。比如自動(dòng)化保護(hù)功能，考慮到線路設(shè)備運(yùn)行中，運(yùn)行電流超出了允許范圍時(shí)，需通過保護(hù)設(shè)備自動(dòng)調(diào)整。井下電機(jī)車的調(diào)度系統(tǒng)被稱為井下“集、信、閉”，對(duì)全礦的井下電機(jī)車統(tǒng)一調(diào)度，防止運(yùn)輸事故發(fā)生，保證煤礦的安全生產(chǎn)。電機(jī)車的統(tǒng)一調(diào)度包括井底電機(jī)車調(diào)度、岔道信號(hào)燈指示、電機(jī)車鋼軌實(shí)際位置追蹤、道岔自動(dòng)移位和道岔密貼的監(jiān)視、尾車自動(dòng)監(jiān)視。通過可編程序的控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)井下電機(jī)車的調(diào)度，大大簡(jiǎn)化了控制線路，整個(gè)過程均通過軟件實(shí)現(xiàn)，功能性強(qiáng)，靈活性大，控制裝置小，是井下電機(jī)車調(diào)度的發(fā)展方向。煤層厚度在開采中存在著一定的變化，這要求采煤機(jī)開采的高度隨著煤層厚度進(jìn)行調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)是由工人進(jìn)行人工調(diào)整，開采上頂煤時(shí)，會(huì)經(jīng)常遇到巖石，大大減少采煤機(jī)壽命，甚至燒壞采煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，對(duì)此可用滾筒采煤機(jī)來(lái)自動(dòng)調(diào)高，從而解決問題，單片機(jī)組成的系統(tǒng)在線測(cè)量采煤機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)定子電流，通過定子電流值算出負(fù)荷變化，由于巖石比煤要硬，遇到巖石負(fù)荷就會(huì)增大，當(dāng)電機(jī)的低定子電流增量大于某正值時(shí)，輸出控制量會(huì)使采煤機(jī)高度進(jìn)行調(diào)整，繞過巖石。能夠提高采煤機(jī)壽命。
2.2數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)
數(shù)據(jù)模塊設(shè)計(jì)分為采集模塊和傳輸模塊。采集模塊要做好數(shù)字量數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、電能量數(shù)據(jù)的記錄，并向上級(jí)系統(tǒng)傳輸信號(hào)，經(jīng)信號(hào)的識(shí)別，進(jìn)行通信。通信模塊中輸入數(shù)據(jù)時(shí)，模塊要做好分類工作，完成數(shù)據(jù)解析過程。（1）數(shù)據(jù)采集模塊，煤礦電氣自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集模塊在各線路中各數(shù)據(jù)參量類型和數(shù)量都不同。模擬量數(shù)據(jù)，主要有線路電壓、母線電壓、無(wú)功功率、有功功率和主變壓器電流等參數(shù)。電路中通過電流信號(hào)和交流電壓的瞬時(shí)值，進(jìn)行A/D運(yùn)算，得到被測(cè)電壓有效值。數(shù)字量數(shù)據(jù)有繼電器保護(hù)信號(hào)，運(yùn)行警報(bào)信號(hào)等。在電流回路中加上比較高的電壓避免因觸點(diǎn)的接觸不良產(chǎn)生誤差，電能量數(shù)據(jù)包括，有功電能和無(wú)功電能。采集系統(tǒng)通過電能量數(shù)據(jù)、模擬量數(shù)據(jù)、數(shù)字量數(shù)據(jù)和信號(hào)傳輸系統(tǒng)進(jìn)行控制監(jiān)管，在得到控制指令后將其轉(zhuǎn)換成信號(hào)。通過信號(hào)識(shí)別數(shù)據(jù)的采集末端就可進(jìn)行通信。（2）數(shù)據(jù)傳輸模塊，在煤礦電氣自動(dòng)化技術(shù)數(shù)據(jù)傳輸模塊中，采用多通道的傳輸模式，該�？旃δ芡ㄟ^不同參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后，發(fā)送給自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用平臺(tái)。將數(shù)據(jù)輸入到模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，再通過數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，通過通道傳輸，最后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。
3總結(jié)
煤礦事業(yè)對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展有重要作用，建構(gòu)有效系統(tǒng)化的機(jī)制可以提高產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程，利用單片機(jī)確保產(chǎn)量升級(jí)，保證機(jī)械化水平優(yōu)化，推動(dòng)控制技術(shù)的提高，為煤礦自動(dòng)化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
�。�1］張華.單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用［J］.能源與節(jié)能，2015（2）：117-118，165.
［2］賈晉杰.單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用研究［J］.黑龍江科技信息，2015（25）：13.
�。�3］王玉英，王文魁.單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用研究［J］.電腦知識(shí)與技術(shù)，2011，7（32）：8055-8057.
�。�4］卜桂鑫.試論單片機(jī)在煤礦電氣自動(dòng)化控制技術(shù)中的應(yīng)用［J］.電子制作，2013（13）：213，206.
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