丁亮

摘 要：在现代化的煤矿开采作业当中，电气控制技术的应用十分广泛，是实现其自动化生产的主要技术手段之一。近年来，随着我国在煤矿电气化自动控制领域研究的不断加深，以单片机为主的电气自动化控制技术逐渐取代了传统的煤矿采掘技术，在煤矿电气系统中起到了无可取代的作用，提高了煤矿采掘工作的安全性与稳定性，促进了煤矿企业未来的发展。因此，文章对单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用情况及其起到的作用展开了分析与讨论。

关键词：单片机；自动化控制技术；应用分析

中图分类号：TD823 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）19-0150-02

1 关于单片机的理论分析

单片机又被称为单片微控制器，是一种集成电路芯片，其制造的目的并不是为了完成某一逻辑功能，而是为了实现将计算机系统集成到一个芯片之上，从而使芯片拥有了计算机大部分的功能，在使用的过程中十分简单，造价也较为便宜，由于其体积较小，重量也较轻，因此，十分便于携带与使用。从单片机的应用范围上来看，其已经被用于智能化家电、仪表等高科技的产品当中，从而实现各类家电的智能化控制。从单片机的应用分类来看，单片机按照适用范围，主要可以分为通用型、总线型与控制型三种。

首先，通用型单片机可以用于各个领域，在设计的过程中，并没有用途方面的指向性，也不是针对某一产品的生产，可在多数企业或领域进行使用。

其次，总线型单片机。该类单片机的特点在于各类总线的并行，由于这些总线的存在，可以使用引脚用以拓展并行外围器件，使其都可通过串行口，从而实现与单片机的连接。

最后，控制型单片机。控制型单片机在生活中十分常见，根据其应用领域可分为工控型与家控型两种。工控型单片机的寻址范围大，并具有极强的运算能力，以适应相关产品的生产。而家控型单片机通常具有较强的专业性。此外，在上述单片机的种类划分过程中，并不能涵盖所有的单片机种类，部分单片机由于功能强大，甚至可以实现通用型、总线型以及控制型三位一体。因此，在实际的工作中，单片机的选择还需根据实际需要而定。

2 我国煤矿电气工程自动化的现状与特点

2.1 我国煤矿自动化控制的现状

信息技术的不断发展，使得以信息技术为主的信息化发展逐渐成为了社会发展的主流。然而，随着信息技术的发展，自动化技术也逐渐的崛起，向着网络化与智能化的方向不断发展。进入新世纪以后，我国自动化技术在煤矿采掘领域中得到了广泛运用，在技术方面也取得了一定的突破。然而，由于我国对煤炭自动化领域的了解较少，发展起步较晚。因此，与发达国家相比，还存在着一定的差距，在未来的发展中，有待于继续提高。

2.2 煤矿电气自动化的特点

在我国煤矿开采业发展的初期阶段，煤炭采掘工作主要是依靠人工作业来完成。在科学技术不断发展的今天，我国煤炭采掘技术在吸取了外国先进技术的基础上，结合本国的实际情况，在采矿技术方面取得了显著的成效。由此看来，我国煤炭开采作业的发展主要经历了人工作业、机械作业以及自动化作业三个阶段。除了人工作业的阶段以外，机械作业则是在自动化与信息化技术的共同作用下，取得了一定的突破。从我国部分煤矿的实际工作情况来看，微处理器在煤矿企业各个领域中已经得到了有效的运用，为了确保其使用的安全，务必要对其使用过程中的实际情况进行监测与提高。

3 单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用分析

3.1 实现漏电保护功能

在我国煤矿电气自动化控制技术的使用过程中，漏电是其存在的主要问题之一，为煤矿采掘工作的进行以及工作人员的人身安全均构成了严重的威胁。漏电现象出现的主要原因，是由于电气设备中的绝缘电阻，在受到水分、温度等外界因素的影响，导致其绝缘外壳不断老化，从而失去原有的绝缘作用与效果，最终导致漏电现象的发生。然而，单片机系统可以充分的利用其自身的高智能化特点，提高对漏电现象检测结果的准确性，从而使其安全性与可靠性得到了有效的提高。由于单片机在使用的过程中，并不需要进行长时间的相应，因此，还能对受到漏电影响的区域进行停电操作控制。在实际的煤炭采掘工作当中，如果出现了漏电现象，传感器会在第一时间将信号传回到接收器，使其形成有效的电信号，经放大器不断放大后，并由接收器传送到单片机的端口，待单片机对信号完成了检测以后，将收集到的电网频率以及相关信息都发送到单片机中。从而，实现对可能存在的漏电危险进行漏电保护，减少漏电现象对采矿工作安全的影响。

3.2 实现风机节能

从煤炭采掘工作的性質来看，属于地下高危作业，为了增加地下环境的空气流通，加快有害气体的排放，可在适当的位置安装风机，从而使煤炭采掘作业的安全性得到了大幅度的提高。由此看来，风机对于煤炭采掘工作来说，是不可缺少的设备之一，风机安装位置的选择，对煤炭采掘工作也十分重要。良好的风机安装位置，可以确保井下的风速与风压均能达到相关规定的要求，源源不断的为井下工作提供新鲜的空气，促进有害气体的排出。在传统煤矿生产的各个节点上，主要使用可调速与恒速系统进行代替，其调速方式既可以是串级式调速也可以是变频调试。然而，在单片机使用以后，其风机调节受电路控制，通过相应软件的使用，代替了传统的硬件操作，不仅降低了操作上的复杂性，还有效地提高了整个井下排风系统的可控性，从而有效的降低了风机使用过程中产生的成本。

3.3 促进自动化控制效率的提升

在我国煤炭采掘工作进入了机械自动化的时代以后，交流电动机成为煤炭采掘工作的主要设备之一，交流电动机拖动能够有效的提高开采设备的灵活性，从而使开采效率得到有效的提升。然而，交流电在使用的过程中，不仅会造成大量的电能损耗，而且在其布置的过程中，对其专业程度要求较高，简单化的布置有可能在使用的过程中发生安全事故，对设备与操作人员的安全均产生了严重的威胁。单片机投入使用以后，可以充分的利用其自身的控制系统，对交流电的使用进行良好的控制，通过其自动化控制系统，对交流电动机使用过程中所需的电流与电压进行有效的控制，使其在确保交流电动机能够正常使用的情况下，降低到科学合理的范围之内。如此一来，既保证了煤炭采掘工作的实际工作效率，又使其安全性能方面得到了有效的保障，一举两得。

3.4 调高系统中的应用

在煤炭采掘工作中，由于地下煤层并不是始终保持不变的，而是呈上下起伏的形式存在。因此，在实际的采掘过程中，采煤机也不可能始终保持同一开采高度进行采掘，要根据煤层的实际情况进行不断的调整，从而满足不同分布与不同厚度的煤层采掘需要。然而，在传统的机械化煤炭采掘作业中，采煤机的灵活性较差。而单片机的使用，可以有效的实现对传动采煤机的改造，使其在灵活性与操控性方面都有了较大的改善与提高，从而满足煤炭采掘作业的实际需要，实现了采煤机采掘高度的可控性调节。

3.5 排水系统中的应用

为了确保煤碳采掘工作的安全，除了提升井下排风效果以外，还要加强井下排水系统的建设，以免导致井下突水等情况的发生。因此，要在矿井下设置排水自动化设备，从而实现矿井排水的自动化管理。单机片的应用，可以有效的提高排水系统的监控水平，从而有效的实现对排水系统中相关信息数据的管理与处理。如果排水系统中的电机，在使用过程中出现了故障，则可使用备用设备重新启动，而单片机中的PLC则可以对排水泵的使用情况进行远程操作，同时监控排水工作的进程与进展，有效的提高了排水系统的工作效率，降低了井下安全事故发生的几率，使煤炭采掘工作的安全性得到了有效的保障。

3.6 采煤自动化中的应用

在煤炭采掘工作自动化控制技术使用的过程中，单片机的使用，可以有效的提高煤矿采掘工作中，相关数据的传递速度，使得控制中心与采掘现场之间的联系更为紧密，实现了控制中心对采掘现场的远程控制与管理。与此同时，通过对盘区设置的工作面集控系统，能够对采煤机中的相应机械设备进行自动化控制，使其按照相应的顺序自動工作。此外，单片机的使用，还能够使采掘机在出现故障后自动发出报警信号，严重时自动停止工作。单片机在智能电表中的使用，也能够有效的控制采煤作业中所消耗的电量，从而为煤炭采掘企业减少部分用电成本。

4 结束语

综合上文所述，煤炭采掘工作的安全与效率，对于我国具有十分重要的意义。由于我国正处在社会经济转型的关键阶段，煤炭资源作为促进社会经济发展的重要资源，其生产质量与效率对促进我国社会经济的转型工作必将起到十分重要的作用。单片机的应用，不仅有效的提高了我国煤矿电气自动化控制技术的水平，也使得我国煤矿企业未来的发展呈现出高效、优良的趋势。

参考文献：

[1]费强.煤矿机械电气设备自动化调试技术的应用思考[J].能源与节能， 2017（03）：143-144.

[2]魏二强.PLC在煤矿电气自动化过程中的应用解析[J].工业B，2016（10）.

[3]张晋晨.煤矿电气自动化控制系统应用优化策略探讨[J].山东工业技术， 2016（14）：64-64.

[4]王亚非，房涛.煤矿自动化设备的技术的应用及意义[J].中小企业管理与科技，2017（07）：140-141.