单片机在矿山电气自动化控制技术中的应用研究

摘 要：工业化进程的加快，带动了社会生产力水平的提高，也使得社会对于各类矿产资源的需求不断增加。从保证生产安全，提高生产效率方面考虑，矿产企业引入了电气自动化控制技术，实现了各类设备的自动化和智能化控制。文章结合矿山电气自动化控制的相关内涵，对单片机在其中的应用情况进行了分析和研究。

关键词：单片机；矿山；电气自动化控制技术；应用

前言

进入21世纪后，微电子技术的飞速发展，使得单片机在越来越多的行业和领域中得到了广泛应用，凭借其本身的算术运算功能和逻辑运算功能，可以实现电气设备的自动化控制，有效减少人工操作，降低风险隐患。在矿山电气自动化控制技术中，应用单片机，能够在保证生产安全，降低开采耗能的同时，提升开采效率，发挥着非常关键的作用。

1 单片机与矿山电气自动化控制技术

单片机，全称单片微型计算机，也称微控制器，是一种将中央处理器、存储器、定时器、计时器以及各种输入输出接口集成在一块集成电路芯片上的微型计算机，在工业控制领域有着非常广泛的应用，是实现电气自动化和智能化控制的关键所在。

矿山电气自动化控制技术的主要是以各类机械设备和控制系统为对象，实现矿产的自动化开采。相比较传统电气控制技术采用的逻辑控制系统，电气自动化控制技术集成了网络技术、计算机技术以及自动控制技术等，在矿山生产的应用中，必须关注两个基本的原则[1]，一是先识机，后识电。简单来讲，就是必须首先了解矿山生产中使用的各种机械设备的构造和运行状况，掌握设备的日常运行规律和实际需求，然后以此为基础，对电力拖动控制的相关标准进行民姑且，为电气控制系统的分析和改造奠定良好的基础；二是先识主，后识辅。识主是指从电气控制的主回路开始，进行电路图的识别，识辅则是以主电路为切入点，指针对电路进行全面识别和解读，了解电气设备的控制要求，分析控制的具体内容。

将单片机应用到矿山电气自动化控制技术中，有着非常显著的效果，一方面，单片机作为网络化自动控制系统的一部分，能够提升矿山设备的自动化水平，保证良好的作业质量和作业效率；另一方面，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]。

2 单片机在矿山电气自动化控制中的应用

2.1 供电监测

单片机的应用，能够实现对于供电的可靠监测，保证矿山系统的供电系统的稳定性和可靠性，减少电力系统问题。就实际应用而言，将单片机应用到供电监测中，不仅能够实现对于矿山供电的基础管理，还可以实现对变电所通信分站中电压电流信息的管理，起到一定的保护作用，进一步保证供电系统的运行的可靠性。

2.2 漏电保护

漏电保护的基本原理，是当控制系统检测到绝缘电阻下降到一定程度时，自动切断总开关，从而减少触电事故，确保电压处于一种相对稳定的状态。而在传统漏电保护中，保护装置的运行时间较长，而且会产生较大的电流，影响系统安全。利用单片机的计算能力，可以实现对零序电流和直流电流的准确测量分析，保证电阻本身的稳定性，进而提升系统的可靠性[3]。

2.3 风机管理

在很多时候，矿山生产都是采用的井下开采模式，良好的通风系统是保证井下生产顺利进行的基础和前提，同时也是控制安全隐患的关键。在当前的技术条件下，矿山开采采用的仍然是以人工开采为主的形式，为了对井下工作环境进行优化，保证安全，风机是必须的，但是其在持续运行过程中，会消耗大量的电能，影响矿山企业的效益。对此，企业需要把握风机的运行也行，将单片机应用到电气自动化控制系统中，在中央处理器内部输入风机的性能参数、电机实时运行参数以及相应的统计信息，使得管理人员能够了解风机的实际运行情况，判断其运行状态，从而实现对于风机的有效控制，在保证井下通风的同时，减少能耗。不仅如此，在不断的发展过程中，传感器以及各种智能设备也得到了应用，与单片机一起强化了控制系统的控制精度，效果更加显著。

2.4 监控系统

井下采矿作业存在着很大的安全隐患，必须做好监控工作，一旦发现问题可以及时进行处理，杜绝安全事故的发生。对于采矿人员而言，在开展井下开采作业时，应该提前做好设备的检验工作，对其中存在的隐患进行及时处理，同时严格按照规范的作业流程进行操作，强化对于开采过程的监控，对一些比较常见的事故进行有效预防。在井下作业中，许多有毒有害气体本身无色无味，难以识别，单纯依靠人工监控，想要完全杜绝此类安全事故的发生非常困难，在这种情况下，就需要用到现代井下监控系统，做好巷道内气体浓度的实时监测，发现浓度超标及时报警，提醒作业人员注意[4]。单片机的应用，可以在很大程度上提升矿山井下监控系统的自动化性能，将整个矿山纳入到系统的监控范围内。利用单片机的勘测功能，监控人员能够随时了解井下环境中的气体成分和浓度，对其中的有毒有害气体进行识别和重点监测，一旦发现其浓度接近危险值，单片机会向控制中心发出信号，启动通风装置或者提醒井下作业人员注意，预防气体爆炸事故或者中毒现象。将单片机引入到井下监控自动化系统中，可以显著提升井下作业的安全性，为矿山生产提供良好的保障。

2.5 电气节能

在矿山生产中，交流电是一种比较普遍的供电类型，能够在很大程度上提升开采的效率，使得开采设备的工作变得更加灵活，更加高效。但是，交流电会导致设备耗电量的增大，而且在布设方面非常复杂繁琐，存在的安全隐患也更多，稍不留神就可能会引发安全事故。假定交流电设置错误，其不仅会影响供电系统运行的稳定性和可靠性，还可能对电气设备造成危害，引发难以估量的经济损失。为了避免这些问题的出现，可以将单片机技术应用其中，单片机本身独有的性能可以实现对交流电电流的可靠控制，有效降低电流形成的压力，使得电压和电流能够保持在一个相对稳定的水平中，这样，一方面仍然可以发挥其提升开采效率的功能，另一方面也可以减少设备损耗，避免电能的过度浪费，提升矿山开采的安全性。因此，在矿山开采中，应该合理应用单片机，针对大量使用交流电所引发的问题进行解决，凭借单片机本身的优势，确保开采作业的平稳性和高效性[5]。

3 结束语

综上所述，计算机技术、微电子技术以及自动化控制技术等的快速发展，使得单片机技术在矿山开采作业中得到了广泛应用，推动了矿山的智能化建设，在保证开采效率的同时，实现了资源的绿色开发以及高效利用，同时也促进了矿业生产效率和生产水平的提高。对于技术人员而言，应该立足矿山实际，确保单片机在电气自动化控制系统中的合理应用，进一步促进我国采矿业的稳定快速发展。

参考文献

[1]曾令挥，罗书弟.浅谈单片机在矿山电气自动化控制技术中的应用[J].中国设备工程，2016（07）：58-59.

[2]贾晋杰.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].黑龙江科技信息，2015（25）：13.

[3]吴琦.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].硅谷，2015（03）：118+120.

[4]卜桂鑫.试论单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用[J].电子制作，2013（13）：213+206.

[5]高志博.矿山电气自动化中单片机的应用研究[J].机电一体化，2014：102.