郭康宁 李慧泽 庞欢
内蒙古科技大学 内蒙古自治区包头市 014010
摘要：近年来，我国经济水平不断提高，煤炭需求日益旺盛。企业为了有效提升煤矿的开采和生产效率，开始采用单片机自动化控制技术来实现开采。本文主要阐述了单片机的工作原理及硬件组成，并进一步分析了单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用，以望为我国煤矿开采提供一定参考。
关键词：单片机；煤矿开采；电气自动化
随着人们生活水平的提高，煤矿的需求逐年递增。目前，我国科技水平发展获得了新高度突破，在科研人员的持续努力下，开始对传统煤矿开采系统进行合理的改造和优化。如何实现煤矿开采效率最大化是当下发展过程中的热门话题。通过使用单片机，可以不断简化功能，优化施工体积，降低施工成本，从而使煤矿生产逐渐实现高效率低成本的理想方向发展。因此，单片机的使用已经成为当下煤炭开采工作中不可或缺的部分，进一步为煤矿资源的开采提供更为稳定安全的途径，有效降低了煤矿公司的工作量。
一、单片机的工作原理和组成
1.1单片机工作原理
单片机具有一定的编程和计算能力，被广泛运用于矿井的电气自动化控制中。每个单片机都含有一个CPU控制处理器，这种机器是一种相对先进的集成技术，可以通过网络对其进行在线控制，并将其看作一个电子计算机，以实现在线控制能力。通过连接网络或者其他线路，进一步控制矿井现场的电气设备。单片机具有较强的抗干扰能力，可以在地形复杂的矿井下完成相应的工作。单片机的使用可以降低一定成本，并实现在一定的工业基地完成较大规模的生产工作。由于单片机还具有体积较小的优势，可以搭配其他电气设备共同配合使用。
1.2单片机的硬件组成
目前，较为常见的单片机均有四个部分组成，分别为设备电路漏电闭锁器、电子数据储存器、智能通信器以及主路电源。不用的单片机也许在具体零件的组成上有所差异，但基本都有这几部分改装而成。
二、单片机在煤矿自动化系统中的应用
2.1在漏电保护装置中的作用
一般而言，在进行矿井的深挖过程中，都需要相对稳定而安全的供电系统。一方面可以提高施工过程的安全程度，另一方面也可以对漏单进行相应保护。随着我国煤矿需求量的增大，煤矿企业的工作量日益剧增。但是对此过程中的漏电保护装置却相对缺乏。由于该装置具有较多的样式，无法确定其中最能发挥作用的部分。因此，需要更多地监测其工作原理，且若想要降低绝缘电源的数值，固定于相对安全的区域，就需要使用继电器对其加以保护。在切断电源之后，再监测补偿电流。目前，较多煤矿的生产中通常采用这种方式来检测相关设备。然而，这种检测方式还存在一定的缺陷。由于较多设备都具备其自身单独的元件，不同元件的实际运行也不够稳定。一旦出现不载合闸时的错误操作，就会在一定程度上增大故障出现的概率。使用单片机自动化控制技术可以有效判断其中出现的击落情况，在合闸时就尅完成对闭锁电路的保护。通过运用单片机的优势，快速检测不同电路的情况，可以在出现特殊情况时，让企业可以对漏电保护装置进行理智选择。
单片机在用于漏电保护装置时，不会出现由于时间问题而受到限制的情况，在一定程度上保护了煤矿工人在矿井之下的人身安全，在一定程度上解决了对于漏电保护装置的缺陷。
2.2单片机运用于自动抄表系统
位于矿井之中的供电系统，需要紧急供电时，通常为了实现供电的需求，都会将脉冲的变化来完成电度表的读数。这个读数可以根据电度表中，不同电平的变化来进行计算。即便在完全断电的情况下，可通过启动别用电源，让单片机进入其该有的工作状态，从而进一步完成电表的检测。另外，单片机还可以将数据集中化，并将其同意传送至数据采集器之中进行储存。单片机可以通过数据储存器的线路发出指令，通过外接网络将所收集的信息传送至终端，这样计算机就可以完成数据的综合采集。单片机通过运用电力线路的传输以及超载代技术来完成通导传输，最终实现电量的共同采集，将单片机自动化控制技术运用在抄表系统中，让抄表系统可以在众多干扰中独立存在，具有较强的抗干扰能力。同时，数据采集器的统一采集及发送，也在一定程度上实现了远程抄表，提升了数据处理的整体速率。
2.3单片机在滚筒采煤机自动调节系统中的应用
在煤矿开采及生产过程中，某部分煤矿厚度基本是维持不变的。但是这种固定并不是完全不变，而是相对而言的。如果开采的煤层出现了一定变化，就需要对相应的煤层厚度做出一定的调整。对于这种采煤机的调整，在传统上的方法主要是通过人工的方式进行测量并调整，但是这种方法的失误率较高，极易出现数据上的偏差，甚至在某些数据偏差过大的情况下，还会影响后续采煤机的运作，从而导致采煤机的损坏。通过在采煤机内部运用单片机组成自动调节系统，可以良好地解决上述问题。这种及其的原理主要是驱动电机定子电流，通常需要结合相关的计算公式来提高其测量的准确度，然后结合公式带入实际测量的数据，才能最终获得可反映电流变化的数据。在煤矿开采过程中，如果遇到体积较大的岩石时，采煤机的高度就需要根据其所需负荷，让单片机来调整数据的输出值，从而进一步保证采煤机可以避开体积较大的岩石。这种情况下，单片机的运用可以良好地解决开采过程中出现的厚度不均的情况。
2.4 单片机在钢丝绳张力无限监测系统中的应用
一般而言，较多矿井的煤矿开采中，通常使用交流电电动机作为主要动力进行开采。通过使用绕线式交流电动机的方式，对电流流通时间进行混合。在这种开采过程中，虽然可以在一定程度上做好时间的控制，但是实际性能上却依然存在一定问题。如果出现负载变动过大的情况下，或者某些线路组成十分繁杂的时候，将单片机运用在钢丝绳张力无线监测系统之中，就可以有效地简化电流测算过程，进一步加快检测系统的运作效率。
总结：在煤矿开采过程中，使用单片机电气自动化技术，可以有效提高开采效率，规避矿井人工操作的危险情况。单片机运用于漏电保护装置中可以在一定程度上增大保护系统的可靠程度。如果将单片机运用于其他系统中，也可解决开采过程中出现的厚度不均的情况，简化电流测算过程，提高煤矿开采的时效性和灵活性。
参考文献：
[1]梁莉,王振亚. 煤矿电气自动化中单片机的应用[J]. 煤炭技术,2013,32(09):69-70.
[2]杜加伟. 关于煤矿机械设备电气自动化技术应用的探究[J]. 内蒙古煤炭经济,2016(20):57-58.
[3]彭淑花. 露天矿电气自动化控制系统中单片机的实践分析[J]. 科技风,2016(21):146.
指导老师：胡显峰