单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究.pdf

科技创新导报 2020 NO.19 Science and Technology Innovation Herald 工业技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald103 DOI 10.16660/ki.1674-098X.2004-5756-5035 单片机在煤矿电气自动化控制技术中的 应用研究① 刘国联 湖南铁路科技职业技术学院 湖南株洲 412000 摘 要 近年来煤矿电气控制系统中已经开始应用自动化控制技术， 可改善煤矿电气系统的控制现状， 提升工作 水平。 然而目前在煤矿电气自动化控制技术中 ， 自动化与智能化的发展缺乏良好的技术保障， 难以确保电气自动 化控制技术的良好应用。 为探索出最佳的技术措施， 本文分析单片机在煤矿电气自动化控制技术中的重要意义， 提出几点单片机的应用建议， 旨在为煤矿电气自动化控制技术的良好发展提供帮助。 关键词 单片机 煤矿 电气自动化控制技术 应用 中图分类号 TM76 文献标识码 A 文章编号 1674-098X202007a-0103-03 Research on the Application of Single Chip Microcomputer in the Electric Automation Control Technology of Coal Mine LIU Guolian Hunan Railway Technology Vocational College, Zhuzhou, Hunan Province, 412000 China Abstract In recent years, automation control technology has been applied in the electrical control system of coal mine, which can improve the control status of the electrical system of coal mine and improve the working level. However, in the coal mine electrical automation control technology, the development of automation and intelligence is lack of good technical support, so it is difficult to ensure the good application of electrical automation control technology. In order to explore the best technical measures, this paper analyzes the significance of single-chip microcomputer in the coal mine electrical automation control technology, and puts forward some application suggestions of single-chip microcomputer, in order to provide help for the good development of the coal mine electrical automation control technology. Key Words Single chip microcomputer; Coal mine; Electrical automation control technology; Application 煤矿电气自动化控制技术在实际应用的过程中， 采用单片机不仅可以促使技术的智能化发展， 还能夯 实基础。 这就需要在煤矿电气自动化控制技术中积极 采用单片机， 制定完善的工作方案与规划， 将单片机 的积极作用充分发挥出来。 1 单片机分析 煤矿电气自动化控制技术中， 单片机经常应用在电 气设备的监测与保护领域， 通过单片机可全面检测到 电气设备的电信号， 将电信号整合在一起能够转变成 为电压信号， 经过放大以后输送到系统中心， 然后转变 ①作者简介 刘国联 （1973） ， 男， 汉族， 湖南衡阳人， 硕士， 副教授， 从事高职教育管理、 电类教学与研究。 成为数字信号， 直接了解到电气设备的运行情况。 通常 情况下， 煤矿电气自动化控制技术中所采用的单片机 属于PLC系列中的部分， 具有一定的防水性能、 防漏电 性能， 可按照实际的应用需求增强功能， 耗费的能源 很少， 具有节能环保的优势。 2 单片机在煤矿电气自动化控制技术中应用重要性 对于单片机而言， 属于网络技术创新发展中的产 物， 是微型计算机控制器， 目前已经广泛应用在多个行 业中， 创造的价值很高。 在煤矿电气自动化控制技术中， 采用相关的单片机， 可将中央处理器当作是核心部分， 科技创新导报 2020 NO.19 Science and Technology Innovation Herald 工业技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald104 利用计时器设备、 定时器设备与存储器设备等， 衔接相 关的信息输出和输入端口， 形成具有集成电路芯片的微 型计算机装置， 可以为煤矿电气控制系统的智能化发 展提供技术保障。 煤矿企业要想在激烈竞争的市场环 境中扎稳脚跟， 就应该积极使用先进的技术与设备， 而 单片机就属于先进技术， 将其应用在电气控制系统中， 可打破传统控制工作的局限性， 提升各方面的技术应 用效果。 例如煤矿的开采工作中， 将单片机当作是基础 部分， 可打破传统电气控制系统的局限性， 将单片机的 漏电闭锁功能、 通信功能全面发挥， 在各个渠道中都能 准确采集其中的数据信息， 然后对数据进行传输处理， 构建出具有交互性的系统， 这样不仅能够增强数据的 处理能力， 还能实现相互共享的目的， 便于精准监控煤 矿电气设备与相关系统， 预防出现能源损耗的问题， 促 使相关的系统向着智能化方向发展[1]。 3 单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用 3.1 做好漏电保护管理工作 在煤矿电气的自动化控制领域中， 采用单片机应该 重点开展漏电保护管理工作， 为确保供电的安全性， 预防意外事故， 相关人员还需重点采用单片机实现漏 电保护的目的。 虽然目前很多煤矿企业在实际工作中 都开始采用漏电检查设备， 但是， 不能确保自动化控制 效果， 在此情况下， 就需要积极采用单片机， 使得漏电 监测工作具有一定的逻辑思维能力与计算能力， 不仅 能够提升漏电监测的自动化水平， 还能预防人工操作 的安全隐患， 从根本上提升漏电保护的智能化水平。 需要注意的是， 不同的井下环境与不同的电气设备存 在一定差异， 对漏电保护的要求也有所不同， 在此情 况下 ， 工作人员就要借助单片机的漏电保护功能， 应用 在具体工作中， 实时化了解绝缘电阻的实际情况， 明确 需不需要将电源断开， 以此保证生产工作的安全性， 预防因为漏电出现安全事故问题。 例如将单片机应用 在相关的漏电保护系统中， 可借助温度传感器、 信号放 大电路与其他的部件， 接收相关的电路信号， 将信号 反馈到报警系统， 工作人员就可以按照报警系统中的 信息作出反应[2]。 3.2 做好供电的监管工作 煤矿企业的自动化控制技术中， 供电监管属于非 常重要的工作， 相关人员可以采用单片机开展监管活 动， 全面了解供电系统的实际运行状态， 动态化跟踪 检测， 一旦发现供电系统的运行存在安全隐患， 就可 以快速识别信息， 通知有关的管理部门， 然后管理人 员作出反应， 防范安全事故问题， 提升供电系统的运 行安全性和稳定性。 在煤矿供电监管期间采用单片 机， 可增强各个通信分站方面的监管工作效果， 具有 一定的保护作用， 不仅可以增强供电的安全性， 还能 确保系统运行稳定性[3]。 3.3 做好安全管理工作 为确保煤矿电气设备、 人员的安全性， 在相关自 动化控制系统中采用单片机， 应做好安全管理工作。 建议将单片机应用在煤矿的监控电气系统中， 便于开 展安全生产的监督工作与监测活动， 明确开采作业与 其他作业中有无安全隐患， 确保各方面安全管理工作 效果， 维护人们的生命财产安全， 有效实现安全管理 的目的。 在电气自动化控制技术中应用单片机， 可以与 监控系统相互连接， 利用跟踪式、 全面性监控方式， 以最快速度查找到煤矿生产中的安全隐患， 了解安全 问题的发生原因与具体位置， 针对性处置， 从根本上 预防出现安全事故。 如将单片机应用在监控系统中， 可以及时发现毒气过量的安全隐患， 通知相关的工作 人员井下有高浓度的毒气， 然后按照实际情况防范风 险， 做好处理工作， 这样不仅可以提升生产安全性， 还 能预防有严重的事故问题[4]。 3.4 做好开采与风机管理工作 煤矿电气自动化控制技术中采用单片机的过程中， 应该重点开展开采管理工作， 在开采的环节中有效管 理电气设备， 实时化调整相关的开采高度， 测量采煤机 的驱动电机电流数据值， 计算负荷变化特点， 按照负荷 的变化情况调整开采方案， 尤其在遇到岩石的时候， 就可以自动化判断情况， 暂时不对其进行开采处理， 确 保开采工作的科学性与合理性[5]。 通常情况下煤矿电 气设备的工作环境具有密闭性特点， 和外界的空气不 流通， 为保证在井下有新鲜空气， 维护人员的安全性， 需要使用风机设备输送新鲜空气， 在风机全天候作业 的过程中， 会不间断输送空气， 耗费很多电力资源， 在 此情况下， 工作人员应该结合风机的实际运行情况， 积极采用单片机进行控制， 降低电力能源的消耗量， 减少成本提升自动化控制效果。 工作人员可以使用单 片机采集风机设备的数据信息， 输送到计算机主机 中， 便于全面分析与掌握风机的运行状态， 结合实际 情况开展控制工作， 降低能源的消耗量。 需要注意的 是， 采用单片机技术开展煤矿开采与风机管理工作， 应该制定完善的工作计划与方案， 在单片机技术的支 持下， 明确开采电气设备、 风机电气设备中是否存在问 科技创新导报 2020 NO.19 Science and Technology Innovation Herald 工业技术 科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald105 酸材质， 最大排量245L/min。 1.2 主要技术参数 额定排量 10m3/Min0.45MPa 最大排量 15 m3/Min 作业温度 -20℃～45℃ 电机功率 200kW 传动方式 变频电驱 工作制 连续工作制 管路及仪表 防酸液腐蚀 重量 7t 外形尺寸 6m2.5 m2.4m 长宽高 1.3 主要创新点 1采用变频电驱传动技术， 本设备具有更高的响 应速率和更广的速度调节范围， 实现了供液泵的无级 调节和瞬时响应， 同时能够有效降低施工过程中的噪 音， 实现大气污染物零排放。 2基于压力闭环的自动控制技术， 能够在施工过 程中根据作业排量变化， 快速调节供液泵转速， 确保 供液稳定， 同时省去了传统供液设备中操作员频繁操 作变档换挡机构的环节。 3本设备集成远程控制模式， 能够在仪表车（指 挥控制中心） 对设备进行一键式操作， 省去本地人员 操作。 4采用电驱代替柴油机驱动， 保养维护更加简单 方便。 2 现场验证 本供液设备于2019年10月， 在重庆焦页205平台 进行了工业性试验， 期间运行良好， 供液稳定， 调节迅 速， 其自动化程度能够有效代替施工过程人员操作， 得到用户认可。 随后在宜宾宁209HB、 焦页204等多个 平台进行现场作业， 期间运行稳定， 应用情况令用户 满意。 3 结语 本设备相比传统供液设备具有节能环保、 响应快、 自动化调节精度高、 一键式操作等优点， 符合绿色节 能的开采理念， 契合井场设备电动化和自动化的发展 趋势， 适合在页岩气压裂平台推广应用。 参考文献 [1] 刘娜娜.我国页岩气勘探技术研究分析[J].中国石油 和化工标准与质量,20188187-188. 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