郭 杰

（西安航空学院计算机学院，陕西西安，710077）

单片机在矿山电气自动化中的应用

郭 杰

（西安航空学院计算机学院，陕西西安，710077）

随着计算机技术的发展，将单片机技术应用在矿山电气自动化控制中，使矿山的管理水平不断提高。本文分析了单片机和矿山电气自动化控制技术，并详细阐述了单片机在自动化电气控制、井下监控系统、变电所运行控制、提升机的技术改造中的应用。

单片机；矿山；电气自动化；应用

0 引言

随着计算机技术的进步和发展，各个行业都采用计算机技术降低管理成本，提高管理效率。单片机是微型计算机的代表，它在矿山电气自动化中的应用推动了矿山的自动化、智能化水平的提高，具有不可取代的作用，文章对此进行分析。

1 单片机与矿山电气自动化控制技术

单片机也就是单片微型计算机，也可以被称为微控制器，它是一块集成电路芯片，包含各种输入输出接口、计时器、定时器、存储器、中央处理器，在工业控制领域中的应用非常广泛，它是实现智能化控制和电气自动化的关键所在。单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，具有集成度很高，体积小，可靠性高， 控制功能强 ，低电压，低功耗，易扩展（外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统） ，价格比极高等优点。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。

矿山电气自动化控制技术的控制对象主要是各种类型的机械设备和控制系统，电气自动化控制技术集成了自动控制技术、计算机技术及网络技术等，通过该技术可以实现矿山的自动开采，降低人力和物力的投入。通过电气自动化控制技术中的单片机技术可以提高网络化自动控制的水平，优化自动控制系统，提升设备的运行效率和矿山的开采效率。此外，在单片机中，除基本的电源模块和储存器模块外，还包括了漏电闭锁模块和通信模块，可以结合多通道的数据传输，构建自动化控制系统应用平台，具备良好的融合性，可以实现与其他微电子技术、自动化技术等的有效结合，进一步提升电气设备的自动化和智能化水平。

2 矿山电气自动化控制技术中单片机的应用分析

2.1 自动化电气控制

目前，我国矿山使用的检漏设备全部为分立元件，这些分立元件的工作原理相同，但是类型和排布线路可能存在一定的差异。分立元件的基本工作原理如下：采用电源总开关对继电器进行控制，如果绝缘电阻值小于整定值，则将该电源切断，或者是切断将被进行电流电容补偿的电源，这样容易造成失误，尤其是带负荷合闸时，出现的失误概率更高。此外，传统的漏电保护组装置的耗时比较长，通过的电流比较大，因此，不能完全避免工作人员触电身亡的事故发生。为了防止出现矿山工作人员的意外触电身亡的事故，并不断提高矿山供电的安全性和稳定性，矿山应该采取必要的低压漏电保护措施，应用单片机进行控制，单片机具有独特的逻辑判断功能和高精度的算数计算功能，能够对合闸状态进行自动检测并发出稳定的电阻值，进而自动关闭自身的漏检系统，确保只在稳定状态下对线路进行漏检，很好地解决了整个检修问题。此外，单片机将附加直流电源和零序电流方向进行组合，让单片机既具备了附加值直流电源绝缘电网的功能，又具备了零序电流方向漏电保护选择性功能，可以有效缩小停电范围。

2.2 井下监控系统的电气自动化应用

矿山工作人员在进行采矿工作时，一般会对设备进行校验测量，并严格遵守工作的规章制度按步骤进行作业，但是由于很多气体都是无色无味的，只是依靠工作人员和监控人员，很难确保降低冒顶偏帮、炮烟中毒事故的发生率，因此，为了降低这些安全事故的发生，可以采用计算机技术对机器设备的运行和矿山环境进行监控，实现自动化控制，单片机的应用正好可以解决这一问题。利用单片机可以完成矿区设备的运行参数、CO浓度参数、瓦斯浓度的等的采集，将采集的数据在计算机中进行显示，一旦超出设置的阈值则计算机会发生警报，这样工作人员就可以采取相关的措施，有效预防气体爆炸或中毒现象的发生。单片机在矿山监测系统中的应用，有效提高了矿山工作者的安全性，降低了安全事故的发生率。

2.3 变电所运行控制

在矿山企业的安全生产中，变电所具有非常重要的作用，随着绿色低碳理念和节能环保理念的普及，各工矿企业的用电量也受到限制，如果超过了规定的用电量不仅造成能源浪费还会受到相关部门的超额罚款。因此，矿山企业需要对用电量进行控制。基于单片机技术的智能电表可以实时控制用电额度，如果矿山企业的用电超出负荷，则系统就会进行连续的报警，相关工作人员引起重视，可以立即通知全矿的生产调度室及有关部门采取行动压低负荷，将负荷降到规定额度以下。

2.4 提升机的技术改造

在我国，采用交流电动机拖动提升的矿井占到总数的90%以上，而且这种提升方式采用的控制部件几乎都是经过改良的绕线式交流电动机转子串电阻。此外，这种控制装置内部的设置线路十分复杂，还需要大量触点辅助，实际应用起来十分麻烦。以单片机为核心的控制系统的提升机可以解决这种问题，系统操作起来非常简单，反应非常灵活，且吊篮提升启动十分平稳，根据测量所得的电流情况估算每一钩的实际负载，传统提升机烧坏启动电阻情况也变得十分少见了。

3 结束语

矿山的安全生产一直受到政府和相关部门的重视，随着计算机技术和微电子技术的发展，矿山的自动化水平和智能化水平也在不断提高，在保证创造经济效益的同时，更加提高了矿山的安全性。

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[2]吕鹏飞，曹腾.电气自动化技术在煤矿的应用分析[J].电子技术与软件工程，2016,(04)：22-24.

[3]史文安.单片机在煤矿电气自动化中的应用[J].黑龙江科技信息，2013，（19）：44-45.

Application of Single Chip Microcomputer in Mine Electric Automation

Guo Jie
(Xi’An Aeronautical University Computer academy,Xi’an Shaanxi,710077)

With the development of computer technology,the application of single-chip microcomputer technology in mine electrical automation control,so that the mine management level continues to increase. This paper analyzes the application of single-chip microcomputer and mine electrical automation control technology and single-chip in the automated electrical air system,underground monitoring system,substation operation control,hoisting machine in the technical transformation of the application.

single chip machine;mine;electrical automation;application