[摘 要]煤矿电气自动化发展的过程中.单片机由于其逻辑运算和算术运算等功能，在煤矿电气设备的技术改适中发挥了无法替代的作用。本文介绍了单片机的基本原理，并阐述了矿井自动抄表系统中单片机的应用。
　　[关键词]煤矿；电气自动化；单片机
　　中圖分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0102-01
　　随着上世纪计算机与超大规模集成电路的发明与应用，计算机技术在各产业中均取得了突飞猛进的发展。单片机就是计算机微型化发展的最新成果，于硅片上集成了计算机的t要部件，包括CPU、RAM、ROM，等等。单片机算术运算与逻辑运算的基本功能，且将其应用于工业领域电气化设备。运行更显安全可靠，操作便捷，维护工作量小，在煤炭工业中已得到普遍应用。本文即就单片机对于煤矿电气设备安全性、可靠性以及自动化水平的提高作一些简单思考，以期更高效地奠定煤矿电气自动化的物质基础。
　　1 单片机基本介绍
　　1.1 基本原理
　　单片机是计算机朝着微型机发展的最新成果，是控制应用的最理想器件。单片机在煤矿井下电气设备监控与保护的工作原理。
　　（1）信号放大。将检测的电信号经电压变送器，变成0～1V的电压信号，然后再经变送器测量放大器放大成0.5V的电压信号。
　　（2）信号傳送。将放大的信号送至CPU，由CPU内MD转换器将其变成数字信号后，CPU随即进行相应的计算和处理，计量数据经过总线缓冲驱动器显示在液晶屏上。
　　（3）信号闭锁。逻辑判断保护数据后，通过总线缓冲驱动器对继电器育接操作或者发出闭锁信号。
　　1.2 单片机系统硬件组成
　　单片机技术设备具有运行安全可靠，维护工作量小、节能、操作方便等优点。单片机硬件系统主要由以下几部分组成的。
　　（1）电源模块。煤矿井下潮湿.使井下不允许带电打开隔爆外壳，当采用电网供电方式电网上电运行时。此时控制单元由中继开关电源供电。当系统停止运行，要求对系统参数进行整定的时候将其供电方式切换成电池供电的模式。
　　（2）漏电闭锁模块。漏电闭锁模块主要是对绝缘电阻的检测，当检测到绝缘电阻值低于动作值，那么禁止发出报警信号。
　　（3）存储器模块。通过软件设计的查询算法，用户可以方便的对历史故障信息进行查询，对发生的各种电压、电流以及漏电故障进行高效、准确、快速的存储，对设备的维护提供了可靠的依据。
　　（4）通信模块。选用远距离传输数据的通信模块，将现场参数送往矿局域丽，网内用户可以在任意时刻浏览电气设备的运行情况。
　　2 矿井自动抄表系统中单片机的应用
　　当前在我国的煤矿生产领域中，超窄带载波抄表系统得到广泛应用。超窄带载波抄表系统最突出的特点在于引入了超窄频带技术，这样可以在相对狭窄的频带中对功率较低的信号进行有效传输。信道、主站以及载波模块是超窄带载波抄表系统的三大主要构成部分。对于自动抄表系统体系中的电量采集系统而言，对电表用电量数据的采集、发送模块和变电站接收器之间的通信均需要借助智能集中器才能得以实现，从此可以得出，抄表率在很大程度上受电能表中发送模块传输的可靠性以及穿透力等因素的影响。作为电子计算机微型化发展重大成果之一的单片机，其具有逻辑运算及算术运算等功能，其中，运算功能主要在数据采集器以及数据集中器中得以体现。通常在供电状况以及断电状况均正常的情况下，借助矿井供电工作系统足以确保电力供应需求得到切实满足。一方面，在正常状况下，由市电转化得到的电源向单片机提供电力，确保单片机可以正常有效运行，不仅如此，还会不断地检测电度表电平。例如，89C51型号的单片机就会以电度表从高到低的变化为主要依据，对电度表在存储区中的度数进行相应的调整；89C2051型号的单片机与89C51型号的单片机相比最大的区别在于前者会在执行调整存储区中电度表度数操作之前，对标志位电平进行检测，如果检测结果显示电平低，则不计数。所以，在电力供应状况正常的情况下，经检测发现标志位电平为低，89C2051型号的单片机不能对数值进行记录，只能够对脉冲变化情况进行检测。除此之外，还可以以按键电平从高到低的检测结果为主要依据，对用户数据进行读取，并将其传输到数码管中进行显示。单片机会在中断接受电路标志位变化的情况下，以集中器具体要求为主要依据执行发送操作；另一方面，在断电状况下，后备电源处于工作状态，89C2051型号的单片机无法显示用户数据，也无法执行正常的数据发送操作，此时只可以进行检测电度表脉冲以及数据记录等相关工作。一旦电源供应恢复，89C2051型号的单片机便可以对存储器中的数据进行重新读取，并开展断电检测工作。数据采集器的主要作用是将采集器所收集到的相关数据保存在28C256存储器中，同时借助PSTN网传送相关数据，在此过程中，单片机充当着载体的重要角色。一般情况下，该系统会将单片机的指令发送进行如下设置，即每间隔24h便通过电路向全部采集器发送指令。集中器单片机根据具体指令发送地址可以获取采集器数据，在此过程中，集中器单片机还会以远端拨号标志信为主要依据，利用市话网将存储器中保存的数据向远端计算机传输。对于煤矿井下电量采集设计而言，根据实际情况引入超窄带技术，同时借助电力线传输通道，单片机与软件的有机结合，一方面可以确保远程抄表功能的顺利实现，另一方面，还有助于提升对干扰的抵抗性，提升处理效率。
　　3 结语
　　煤炭在我国一次性能源消费中占据主导地位且长期不会改变，煤炭的安全高效生产直接关系到国民经济建设和国家的长治久安。在工业领域电气化设备中引入单片机，可以显著提升设备的稳定性及可靠性，简化操作，并且便于设备保养和维护，因此单片机在当前的煤矿生产领域中的应用日益广泛。在煤矿电气自动化中，单片机除上述应用形式之外，在风机节能、井下环境监测、井下电动机调速系统、变电所运行记录以及滚筒采煤机自动调高系统等均有极大的应用发展空间。将单片机广泛引入到煤矿生产领域中，一方面有助于提升煤矿作业的自动化水平，帮助企业获取更好的经济效益；另一方面，还会为煤矿井下作业人员的人身安全提供有力保障。总之，单片机在煤矿电气自动化中拥有极大的应用及发展空间。
　　作者简介
　　宋欣文，2005年毕业于河南理工大学，现在安徽省煤田地质局第一勘探队工作。