单片机在煤矿电气自动化控制的应用论文.doc

单片机在煤矿电气自动化控制的应用论文 摘要：分析煤矿电气自动化控制设计的相关要求和单片机应用及系统设计的相关建议单片机在电气自动化技术的应用路径 关键词：单片机；煤矿电气自动化；控制技术概述 煤炭经济是国民经济发展的重要产业对社会稳定、能源安全等方面有很大影响要求引入计算机的制造集成系统让煤炭的生产发展得到一定保证计算机制造系统的优势发挥关键在单片机技术的实践应用因此对煤矿电气自动化中单片机的具体分析有着重要意义煤矿电气控制技术主要为电动设备的传动装置系统服务这种装置主导部分是电力控制系统把实现电气自动化作为主要的工作目标单片机的应用可以对社会的生存环境进行改善单片机在煤矿电气自动化中的应用重要性越发突出 1单片机在电气自动化技术的应用路径 近年来单片机的应用日趋广泛主要表现在保护电气设备和监控方面远离表现为电压信号传送时经过CPU的转换成为数字信号由计算机进行处理分析此基础上以总线的缓冲驱动器来做信号闭锁的设定以达到闭锁目的其在电气自动化的应用中体现在运行监控、漏电保护、调度改造、风机管理等方面 1.1在漏电保护中应用 作为井下安全供电的要求之一漏电保护的目的在于预防触电事故发生其原理是将绝缘电控制到规定数值内保护继电器得运作电源可以被总馈电的开关切断在电容电流的补偿方面借助电抗器来实现为提高可靠性要增加硬件电路组成单片机的P3.1与P3.2接24C08作掉电保护控制；由P3.3作欠压保护电路；由P3.7作程序控制复位电路当电机发生过流时由P3.6位使继电器跳闸电机断电当过载时由P3.4位给出报警信号同时设有74LS244用于过载、欠压、欠流、过流与报警信号的显示电路在单片机的应用下与零序电流的方向结合在零序电流通过绝缘检测后单片机的运算功能和判断功能就能够发挥出来在工作电阻值平稳下停电的范围将缩小选择性的漏电保护装置在工作中的动作电流大、工作时间长会影响到操作安全因此利用零序电流的方向和单片机应用相结合进行实时保护建立选择性漏电保护在实现高精度运算提高可靠性的同时减少规模停电的问题 1.2在运行监控中应用 在煤矿生产活动中用电量的统计方面大多是由操作人员进行实现不仅难以控制用电量工作强度也很高这种情况需考虑引入智能电度表装置优势为分时段累计用电量用电超负荷状态时系统就会发出报警调度室要做好处理其中智能电度表构成主要是以传感器单片机和外围设备为主或者用单片机检测、微型机构组成从监控系统看原始的井下检测监控装置以手持直读式为主间隔变化难以辨识若两次测量的间隔瓦斯聚集会引起爆炸检测系统的应用通过矿井环境的参数有利于提高矿井安全针对可能风险进行提前预警煤矿电气自动化技术通过单片机来实现井下监控对煤矿工作来说安全工作最重要想对项目集中管控就要对井下操作数据进行传递和管控建立数据收集机制对井下工作进行环境监测能为施工人员的安全提供保障也为指挥人员提供决策参考保证工程的有序进行单片机在电气自动化技术中可以在提高监测水平同时确保检测数据的连贯性有效的改善工程管理效果就是说单片机能有效的保证人员安全对隐患进行预测 1.3在调度改造中应用 煤矿电气自动化控制技术中单片机调度体现在电机的调度、滚筒、采煤机电动等方面比如井下电机的调度系统被赋予了很多功能（电机车位置的跟踪、信号灯的指示、电机车的全盘调度）整个系统的运行中利用可编程序对系统进行布控优势体现在控制装置的体积小、灵活性和功能性强在滚筒采煤机系统调动方面主要考虑煤层的厚度不同同时在采煤过程中要调整采煤机技术改造方面以矿井提升机为例原有技术注重调整绕线式的交流电机转子串电阻的方法其控制线路复杂将单片机引入做技术改造能够测量电流、速度等在控制系统的运行中单片机能通过电流、速度得出实际负载并以此作为依据来控制负载解决了启动电阻烧坏和频繁的调整继电器的动作值等问题煤矿自动化技术通过单片机进行技术改造项目管理中操作人员用单片机来实现技术改良对速度、电流进行实时测试煤矿自动化技术应用单片机能对井下的电机进行调度确保调高系统稳定运行持续的测量定子电流做到负荷结构有效收集来提升整体的工作效率 1.4风机管理自动化的应用 煤矿自动化技术通过单片机来实现风机的节能煤矿工作中风机是非常重要的设备承担着空气供给的职责风机有维护煤矿工作人员安全的作用为煤矿工作的开展建立良好的环境在使用时针对矿井的下风速风压进行细化处理以确保管理模型符合各阶段的需求调速系统一般采取绕线式交流电机一部分企业用的是鼠笼异步电机目的是为了有效的调节风速单片机使用频率大是因为减少了电路控制的难度能提高其稳定性在优化精度基础上减少设备成本例如采用PT1000温度传感器检测环境温度（温度检测精度001）根据环境温度变化控制风机降温并具备按键手动设定温度上下限、声光报警等功能风机温度控制面板示意图如图1所示具体技术要求及功能说明如下：环境温度在设定温度范围内时绿色LED亮风机不工作；当环境温度接近设定温度上限时（5之内）黄色LED亮风机低速工作蜂鸣器发出3声500Hz报警声；环境温度高于设定温度上限时红色LED亮风机全速工作蜂呜器长响采用双风机分时工作风机大多数是昼夜不间断地输送空气耗费的电力很大工作部门只有了解风机工作特点才能合理利用风机提高煤矿经济效益减少能源消耗以往的人工调整遇到山顶煤的开采情况很难进行调整采煤机易受损滚筒采煤机是以单片机为主要构成部分能对采煤机驱动电机的过程进行测定比如定子电流的数值就是以此作为依据进行负荷的测定负荷值过大时单片机就会控制量的输出调整采煤机的高度 2煤矿电气自动化设计相关建议 2.1明确系统功能 尽管在煤矿自动化设计中应用单片机的优势较为明显但仍需注意控制系统设计中需要满足的程序功能比如自动化保护功能考虑到线路设备运行中运行电流超出了允许范围时需通过保护设备自动调整井下电机车的调度系统被称为井下“集、信、闭”对全矿的井下电机车统一调度防止运输事故发生保证煤矿的安全生产电机车的统一调度包括井底电机车调度、岔道信号灯指示、电机车钢轨实际位置追踪、道岔自动移位和道岔密贴的监视、尾车自动监视通过可编程序的控制器来实现井下电机车的调度大大简化了控制线路整个过程均通过软件实现功能性强灵活性大控制装置小是井下电机车调度的发展方向煤层厚度在开采中存在着一定的变化这要求采煤机开采的高度随着煤层厚度进行调节传统是由工人进行人工调整开采上顶煤时会经常遇到岩石大大减少采煤机寿命甚至烧坏采煤机的驱动电机对此可用滚筒采煤机来自动调高从而解决问题单片机组成的系统在线测量采煤机的驱动电机定子电流通过定子电流值算出负荷变化由于岩石比煤要硬遇到岩石负荷就会增大当电机的低定子电流增量大于某正值时输出控制量会使采煤机高度进行调整绕过岩石能够提高采煤机寿命 2.2数据模块设计 数据模块设计分为采集模块和传输模块采集模块要做好数字量数据、模拟量数据、电能量数据的记录并向上级系统传输信号经信号的识别进行通信通信模块中输入数据时模块要做好分类工作完成数据解析过程（1）数据采集模块煤矿电气自动化的数据采集模块在各线路中各数据参量类型和数量都不同模拟量数据主要有线路电压、母线电压、无功功率、有功功率和主变压器电流等参数电路中通过电流信号和交流电压的瞬时值进行A/D运算得到被测电压有效值数字量数据有继电器保护信号运行警报信号等在电流回路中加上比较高的电压避免因触点的接触不良产生误差电能量数据包括有功电能和无功电能采集系统通过电能量数据、模拟量数据、数字量数据和信号传输系统进行控制监管在得到控制指令后将其转换成信号通过信号识别数据的采集末端就可进行通信（2）数据传输模块在煤矿电气自动化技术数据传输模块中采用多通道的传输模式该模快功能通过不同参数进行数据分析后发送给自动化系统应用平台将数据输入到模块进行数据分析再通过数据分析将数据进行分类通过通道传输最后对数据进行解析 3总结 煤矿事业对我国的经济发展有重要作用建构有效系统化的机制可以提高产业的发展进程利用单片机确保产量升级保证机械化水平优化推动控制技术的提高为煤矿自动化发展奠定基础 参考文献 1张华.单片机在煤矿电气自