论文部分内容阅读
摘要：科学技术的发展与煤矿生产方式的革新推动了煤矿电气自动化的进程，而煤矿电气的自动化离不开相关设备的技术革新与应用。单片机是当前电气设备改造和应用过程中一种不可或缺的关键性部件，其自身所具备的逻辑运算、算术运算等功能在煤矿电气自动化的过程中具有重要的应用价值。本文拟通过论述单片机在煤矿电气自动化各个系统与装置中的具体应用情况，以研究论证其应用价值与显著效用。
关键词：单片机；煤矿电气自动化
引言
以科学技术发展为依托的社会化大生产背景下，煤矿产业的发展在新形势下呈现出新的特点。电气自动化是当前煤矿产业发展的新方向，而这一发展进程离不开计算机技术的有力支持与辅助。单片机是当前计算机微型发展的重要成果，其自身所具有的逻辑运算与算术运算等功能在煤矿产业的电气自动化发展进程中具有不可替代的重要意义。本文拟就从矿井自动抄表系统、钢丝绳张力无线监测系统、漏电保护装置等三个方面，具体论述单片机在煤矿电气自动化中的实际应用情况与应用价值。
1.单片机在矿井自动抄表系统中的应用
单片机在矿井自动抄表系统中的应用主要是依靠单片机的运算功能来实现的，而单片机运算功能主要应用于数据采集器和数据集中器两方面。
首先是单片机的运算功能应用于数据采集器上。一般来说，单片机的运算功能能够确保矿井的供电工作系统正常稳定地运行，而稳定运行的重要标志在于供电系统既能满足正常供电的需求，也能够针对断电等特殊情况作出及时的反应。具体来说，正常供电情况下，矿井供电系统会经由市电为单片机提供得以正常工作的电源，此时单片机在工作过程中会持续监测具体的电度表电平。当电度表的电平出现较为明显的从高到低的变化情况，单片机通过自身的运算功能自动在电度表原有储存的度数上加1度电。在增加度数之前，单片机还会对标志位电平进行实时检测，若电平低于规定值则采用不计算处理。而在断电情况下，单片机会自动停止数据资料的接收、发送工作，而转为记录电度表脉冲的具体数值变化情况，直到电源状况恢复正常，此时单片机通过重新读取数据的方式进行断电检测。
其次是单片机的运算功能应用于数据集中器上。煤矿电气自动化过程中，数据集中器的功能在于通过将已采集到的相关数据资料储存在指定的储存器当中，以网络数据的方式完成资料的传输，而资料传输的过程是通过单片机这一媒介来完成的。单片机在系统运行中有其固有的设定模式，即每隔24h则将自身已经接受到的所有系统指令发送给全部数据集中器，而集中器通过单片机所提供的信息与代码来获取数据指令时，能够利用远程拨号信号控制的方式将相关数据传输给远程的计算机。单片机与数据集中器相结合，一方面大大提高了系统的抗电子干扰能力，另一方面还有机地实现了远程抄表的目的，进而大大提高了整个系统运行的速度和效率。
2.单片机在钢丝绳张力无线监测系统中的应用
基于单片机的钢丝绳张力无线监测预警系统是当前矿井系统设施中的重要组成部分，这是由于矿井自身在发展过程中所出现的缺陷所决定的。我国绝大多数的矿井其动力是交流电动机，而这些交流电动机在控制上又往往采用绕线式的交流电动机转子串电阻与电流时间相混合的方式。虽然混合式的控制方式能够更为精准地掌控系统性能，然而它也具有负载变化不稳定、线路复杂、后续问题多等致命缺陷。针对这一实际情况，单片机应用于钢丝绳张力无线监测系统中所应用而生的预警系统成为了当前保障对电流电量进行实时检测的重要手段。基于单片机的钢丝绳张力无线监测预警系统既能够有效缓解机械部件对整个系统造成的过量冲击，同时还能够实现对电流继电器动作值的即时调整。
这一预警系统主要包括四个系统组成部分，即井下数据采集系统、处理系统、无线数据传输部分、显示控制系统。这四个系统相辅相成，通过数据分享与资料发送的方式对钢丝绳的具体张力进行实时监控，当钢丝绳的张力将要超过正常承重规定线值并发出举报时，各个系统可以通过无线数据的传输模块对突发状况下矿井问题及其他数据传输意外中断等时间进行实时补救和维修，从而将煤矿的重大安全事故的发生几率控制在最小。在数据采集与处理系统两部分系统中，单片机起着至关重要的作用。当接受到钢丝绳所传输过来的承重张力信息之后，传感器将这一数据信息实时地转化为电压信号，并将其放大至单片机所能够处理的电压信号的范围大小。通过实现传感器与单片机之间的A/D转换，数据转化为数字信号，进而在单片机中得以实现数字测量，最终达到提高设备监护装置监护能力的目的。
3.单片机在漏电保护装置中的应用
在煤矿产业的发展过程中一种至关重要的问题就是安全问题，而其中又以井下安全供电问题为核心。煤矿井下安全供电工作的落实到位不离开必要的漏电保护装置的设置，而单片机在漏电保护装置中也具有重要的应用价值。当前我国大多数煤矿的漏电保护装置在原理上都是异曲同工的，其原理具体来说包括以下两点。首先，当绝缘的电阻下降至整定值，继电器在运作过程中就需要从总馈电开关将电源切断；其次，漏电保护装置通过零序电抗器对电容电流进行补充作用。这种漏电保护装置的不足之处在于由于其采用元件的组合形式，这就使得保护装置在实际应用过程中很容易发生错误的操作情况。而单片机应用于漏电保护装置中，技术人员通过利用其击落判断的功能，能够以最快地速度关闭检漏回路，直到线路重新稳定下来再重新对问题线路进行检测，如此就有效地预防了在进行线路修复与漏电检测中所可能出现的误动作。此外，由于单片机自身具有高精度运算与逻辑判断的功能，这样就能够确保一方面漏电保护装置能够保持自身的工作电阻值，另一方面还能够有效防止断电范围的进一步扩大。
4.结语
综上所述，单片机是当前计算机微型化发展的最新成果，当其应用于煤矿电气自动化的发展进程中，单片机在矿井自动抄表系统、钢丝绳张力无线监测系统、漏电保护装置等三个方面均具有重要的应用价值。
关键词：单片机；煤矿电气自动化
引言
以科学技术发展为依托的社会化大生产背景下，煤矿产业的发展在新形势下呈现出新的特点。电气自动化是当前煤矿产业发展的新方向，而这一发展进程离不开计算机技术的有力支持与辅助。单片机是当前计算机微型发展的重要成果，其自身所具有的逻辑运算与算术运算等功能在煤矿产业的电气自动化发展进程中具有不可替代的重要意义。本文拟就从矿井自动抄表系统、钢丝绳张力无线监测系统、漏电保护装置等三个方面，具体论述单片机在煤矿电气自动化中的实际应用情况与应用价值。
1.单片机在矿井自动抄表系统中的应用
单片机在矿井自动抄表系统中的应用主要是依靠单片机的运算功能来实现的，而单片机运算功能主要应用于数据采集器和数据集中器两方面。
首先是单片机的运算功能应用于数据采集器上。一般来说，单片机的运算功能能够确保矿井的供电工作系统正常稳定地运行，而稳定运行的重要标志在于供电系统既能满足正常供电的需求，也能够针对断电等特殊情况作出及时的反应。具体来说，正常供电情况下，矿井供电系统会经由市电为单片机提供得以正常工作的电源，此时单片机在工作过程中会持续监测具体的电度表电平。当电度表的电平出现较为明显的从高到低的变化情况，单片机通过自身的运算功能自动在电度表原有储存的度数上加1度电。在增加度数之前，单片机还会对标志位电平进行实时检测，若电平低于规定值则采用不计算处理。而在断电情况下，单片机会自动停止数据资料的接收、发送工作，而转为记录电度表脉冲的具体数值变化情况，直到电源状况恢复正常，此时单片机通过重新读取数据的方式进行断电检测。
其次是单片机的运算功能应用于数据集中器上。煤矿电气自动化过程中，数据集中器的功能在于通过将已采集到的相关数据资料储存在指定的储存器当中，以网络数据的方式完成资料的传输，而资料传输的过程是通过单片机这一媒介来完成的。单片机在系统运行中有其固有的设定模式，即每隔24h则将自身已经接受到的所有系统指令发送给全部数据集中器，而集中器通过单片机所提供的信息与代码来获取数据指令时，能够利用远程拨号信号控制的方式将相关数据传输给远程的计算机。单片机与数据集中器相结合，一方面大大提高了系统的抗电子干扰能力，另一方面还有机地实现了远程抄表的目的，进而大大提高了整个系统运行的速度和效率。
2.单片机在钢丝绳张力无线监测系统中的应用
基于单片机的钢丝绳张力无线监测预警系统是当前矿井系统设施中的重要组成部分，这是由于矿井自身在发展过程中所出现的缺陷所决定的。我国绝大多数的矿井其动力是交流电动机，而这些交流电动机在控制上又往往采用绕线式的交流电动机转子串电阻与电流时间相混合的方式。虽然混合式的控制方式能够更为精准地掌控系统性能，然而它也具有负载变化不稳定、线路复杂、后续问题多等致命缺陷。针对这一实际情况，单片机应用于钢丝绳张力无线监测系统中所应用而生的预警系统成为了当前保障对电流电量进行实时检测的重要手段。基于单片机的钢丝绳张力无线监测预警系统既能够有效缓解机械部件对整个系统造成的过量冲击，同时还能够实现对电流继电器动作值的即时调整。
这一预警系统主要包括四个系统组成部分，即井下数据采集系统、处理系统、无线数据传输部分、显示控制系统。这四个系统相辅相成，通过数据分享与资料发送的方式对钢丝绳的具体张力进行实时监控，当钢丝绳的张力将要超过正常承重规定线值并发出举报时，各个系统可以通过无线数据的传输模块对突发状况下矿井问题及其他数据传输意外中断等时间进行实时补救和维修，从而将煤矿的重大安全事故的发生几率控制在最小。在数据采集与处理系统两部分系统中，单片机起着至关重要的作用。当接受到钢丝绳所传输过来的承重张力信息之后，传感器将这一数据信息实时地转化为电压信号，并将其放大至单片机所能够处理的电压信号的范围大小。通过实现传感器与单片机之间的A/D转换，数据转化为数字信号，进而在单片机中得以实现数字测量，最终达到提高设备监护装置监护能力的目的。
3.单片机在漏电保护装置中的应用
在煤矿产业的发展过程中一种至关重要的问题就是安全问题，而其中又以井下安全供电问题为核心。煤矿井下安全供电工作的落实到位不离开必要的漏电保护装置的设置，而单片机在漏电保护装置中也具有重要的应用价值。当前我国大多数煤矿的漏电保护装置在原理上都是异曲同工的，其原理具体来说包括以下两点。首先，当绝缘的电阻下降至整定值，继电器在运作过程中就需要从总馈电开关将电源切断；其次，漏电保护装置通过零序电抗器对电容电流进行补充作用。这种漏电保护装置的不足之处在于由于其采用元件的组合形式，这就使得保护装置在实际应用过程中很容易发生错误的操作情况。而单片机应用于漏电保护装置中，技术人员通过利用其击落判断的功能，能够以最快地速度关闭检漏回路，直到线路重新稳定下来再重新对问题线路进行检测，如此就有效地预防了在进行线路修复与漏电检测中所可能出现的误动作。此外，由于单片机自身具有高精度运算与逻辑判断的功能，这样就能够确保一方面漏电保护装置能够保持自身的工作电阻值，另一方面还能够有效防止断电范围的进一步扩大。
4.结语
综上所述，单片机是当前计算机微型化发展的最新成果，当其应用于煤矿电气自动化的发展进程中，单片机在矿井自动抄表系统、钢丝绳张力无线监测系统、漏电保护装置等三个方面均具有重要的应用价值。