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摘 要：在煤矿中煤矿电气自动化迅猛发展，大幅度推动了煤矿生产的效率，并且改善了传统模式，提高了经济效益。因此，电气自动化在煤矿中扮演的角色日益重要，尤其是单片机的采用在煤矿自动化发展过程中起到了不可磨灭的作用。本文首先分析了单片机原理与选型，然后论述了单片机在煤矿自动控制中的应用，最后得出结论。
关键词：电气自动化控制；煤矿；单片机
Abstract：the rapid development of electrical automation in coal mines has greatly promoted the efficiency of coal mine production，improved the traditional mode and improved economic efficiency.Therefore，electric automation plays an increasingly important role in coal mine，especially the application of single-chip microcomputer plays an indelible role in the development of coal mine automation.This paper first analyzes the principle and selection of single-chip microcomputer，then discusses the application of single-chip microcomputer in automatic control of coal mine，and finally draws a conclusion.
Key words：electrical automation control；Coal mine；Single chip microcomputer
1 单片机和电气自动化技术概述
单片机是现代技术的产物，是一种集成电路芯片，通过集成电路技术将中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O口和定时器等集成而成的一种微型计算机控制器。单片机的使用为工业自动化的发展起到了不可磨灭的作用，尤其在煤矿机电设备的使用上发挥着巨大的作用。
电气自动化作为机电领域的新兴学科，与日常生活和工业生产密切相联，尤其在机电设备的使用中扮演着越来越重要的角色。它的发展尤为迅速，已经渗透到每个行业，成为了我国高新技术产业的重要部分，并且促进了我国经济的大幅度增长。在如今煤矿采集作业中，由于生产产业链的改变，以及高新技术的采用，单片机在改变了以往传统产业链设备的笨重陈旧的问题。另外采用单片机在采煤的过程中，由于单片机具有漏电保护模块、通信模块，其可以采集各个生产环节信息，并将信息处理后传输出去，加上现代微电子技术的结合使用可以对煤矿生产各个环节严密把控，从而可以做到故障检查、降低消耗。因此，电气自动化在煤矿中的应用提高了生产的智能化水平，更加符合时代的发展。
2 单片机基本原理和选型
2.1单片机的基本原理
单片机在工业领域诸多设备系统中得到了广泛采用，监控和安全保护设备是其在煤矿生产中的主要作用。在煤矿中的工作流程是：首先获取电信号，转化为电压数据，并且将其信号放大进而传输给CPU，通过CPU将其改变为数字信号。最后可以通过计算机处理得到的數字信号，进而可以在电脑屏幕显示出来，同时可以控制继电器等部分做出动作，实现既要的工作环节。
2.2煤矿电气设备中单片机选型
（1）PIC单片机特点。
煤矿用单片机与其他用途单片机有很大区别，最为显著的区别就是煤矿用单片机受环境影响较大。因此煤矿用单片机多采用PIC系列单片机，与传统使用的51系列或Motorola系列单片机有很大区别。PIC系列单片机具有防水和防漏电、可以带LED负载、低能耗、可靠性强以及抗干扰性强的优点。目前，我国煤矿自动化获得了突飞猛进的发展，应用范围也在逐步扩大。其中，PIC单片机的使用大大提高了工作效率，提升了工作效益。
（2）PIC单片机在煤矿电气设备中应用。
电气自动化控制技术在煤矿作业中的广泛应用使得煤矿作业中出现了大范围采用PIC单片机的设备，PIC单片机的采用对于提高煤矿产量和企业经济效益发挥着举足轻重的作用。尤其在高新科技的发展背景下，PIC单片机在微电子和微处理器技术的大范围使用中实现了兼容性的作用。因此，电气自动化的大力推广是企业向前发展的不二法门。
3 单片机在煤矿自动化控制技术中的应用
3.1 漏电保护
煤矿生产作业有别于其他工作，有很大的安全隐患，其中较为突出的问题就是漏电事故。为了保障工作人员的生命安全，要做好漏电保护工作。其中，环境、设备的不同会选择不同的漏电保护方式，但是单片机的使用无需在区分场合使用这些装置。单片机会让漏电保护更加智能化，单片机首先自我检测，然后根据系统绝缘电阻的高低自动断开电源。单片机的使用减少了人为的疏忽，降低了安全风险，确保了整个系统的安全稳定运行。如图3.1：
图3.1 漏电保护原理图
如上图所示，控制系统上的温度传感器接收到信号，经过放大电路接收，再通过A/D转化器传输给AT89C51单片机处理，最后打开报警电路，同时可以通过扩展I/O口在计算机屏幕显示出来，进而交给工作人员处理。其中单片机可以检测到认为无法观察的盲区和死角，同时检测结果快速准确，处理安全稳定。因此，单片机在很大程度上保障了工作的安全性、稳定性。
3.2井下电动机的调度
井下电机车调度系统是确保煤矿井下生产运作的关键部分，它协调统筹的安排了电机车的运作，不仅提高了生产效率，而且减少了事故的发生。井下电动机调度系统中采用单片机编程，系统可以自我规划出安全高效的路线图，指示电机车的运输路程。另外在每个路口单片机利用自身的优势规避了事故的发生，电机车在程序指令下自我规避，使得运行高效稳定。除此之外，在系统中还安装有定位系统，随时定位电机车的位置，使得工作人员一目了然。其中的逻辑关系由软件实现，灵活快速，体积小，功能强，是煤矿产业发展的必须途径。 3.3滚筒采煤机的自动调高系统
采煤机的调高操作以往都是工作人员手工操作的，效率低下，稳定性差。而在系统中装入单片机系统，由于地下煤层厚度是逐渐变化的，因此采煤机可以根据需要不断自我调节开采高度。以往的采煤机智能手工调整，会导致经常开采到石头，既费力又效率低下，并且严重影响了采煤机寿命。而单片机智能控制采煤机高度，使其自动调整高度，提高了经济效益和工作效率。
图3.2 自动调高系统
由图通过煤层传感器获取煤层厚度信息，由数据处理把信息传递给数字控制器，得出数字信号，最后由D/A转化为电压信号，通过放大器将其放大，交由伺服阀控制采煤机动作。总之，控制系统利用单片机可以时刻检测采煤机电流大小，根据大小反映为负载状况，从而引起电动机电流变化，最后单片机控制系统根据电流极限值自动控制采煤机高度。
3.4井下环境监控系统
采煤作业中以往都是采用手持直读式就地检测装置，其不能检测到每时每刻的瓦斯浓度，因此对地下工作人员生命安全不能有效保障。通过采用单片机监测系统，不仅能每时每刻检测环境变化，而且检测范围比以往大大增加，另外单片机检测系統反应灵敏，准确，可以快速针对井下情况做出快速变化，从而保证了工作人员的生命安全。除此之外，该智能检测系统能自动针对井下情况控制通风设备，一旦发现危险，立刻报警并采取相应措施。
4 结语
综上所述，现代高新技术的发展，带动了煤矿自动化控制的快速发展，尤其是单片机技术的使的采煤业得到前所未有的发展。单片机技术以及渗透到煤矿领域的各个阶段，不仅使得采煤业提高开采效率，增加经济效益，而且保障了生命安全，在如今煤矿领域发挥着巨大的作用。我们要适应时代潮流，快速发展智能控制技术，大力开发单片机等高新技术产品，确保智能控制技术引领煤矿领域的发展，从而促进我国煤矿事业的长足发展与进步。
参考文献
[1]王玉英，王文魁.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].电脑知识与技术，2011，07（32）：8055-8057.
[2]贾晋杰.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].科学技术创新，2015（25）：118-118.
[3]卜桂鑫.试论单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用[J].电子制作，2013（13）：213-213.
[4]吴琦.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].硅谷，2015（3）：118-118.
[5]薛震.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].工业：00255-00255.
[6]崔智明.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].科技创新与应用，2015（24）：126-126.
[7]杨福佳.单片机在煤矿电气自动化控制中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（9）：87-88.
（作者单位：四川中科森科技有限公司）
关键词：电气自动化控制；煤矿；单片机
Abstract：the rapid development of electrical automation in coal mines has greatly promoted the efficiency of coal mine production，improved the traditional mode and improved economic efficiency.Therefore，electric automation plays an increasingly important role in coal mine，especially the application of single-chip microcomputer plays an indelible role in the development of coal mine automation.This paper first analyzes the principle and selection of single-chip microcomputer，then discusses the application of single-chip microcomputer in automatic control of coal mine，and finally draws a conclusion.
Key words：electrical automation control；Coal mine；Single chip microcomputer
1 单片机和电气自动化技术概述
单片机是现代技术的产物，是一种集成电路芯片，通过集成电路技术将中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O口和定时器等集成而成的一种微型计算机控制器。单片机的使用为工业自动化的发展起到了不可磨灭的作用，尤其在煤矿机电设备的使用上发挥着巨大的作用。
电气自动化作为机电领域的新兴学科，与日常生活和工业生产密切相联，尤其在机电设备的使用中扮演着越来越重要的角色。它的发展尤为迅速，已经渗透到每个行业，成为了我国高新技术产业的重要部分，并且促进了我国经济的大幅度增长。在如今煤矿采集作业中，由于生产产业链的改变，以及高新技术的采用，单片机在改变了以往传统产业链设备的笨重陈旧的问题。另外采用单片机在采煤的过程中，由于单片机具有漏电保护模块、通信模块，其可以采集各个生产环节信息，并将信息处理后传输出去，加上现代微电子技术的结合使用可以对煤矿生产各个环节严密把控，从而可以做到故障检查、降低消耗。因此，电气自动化在煤矿中的应用提高了生产的智能化水平，更加符合时代的发展。
2 单片机基本原理和选型
2.1单片机的基本原理
单片机在工业领域诸多设备系统中得到了广泛采用，监控和安全保护设备是其在煤矿生产中的主要作用。在煤矿中的工作流程是：首先获取电信号，转化为电压数据，并且将其信号放大进而传输给CPU，通过CPU将其改变为数字信号。最后可以通过计算机处理得到的數字信号，进而可以在电脑屏幕显示出来，同时可以控制继电器等部分做出动作，实现既要的工作环节。
2.2煤矿电气设备中单片机选型
（1）PIC单片机特点。
煤矿用单片机与其他用途单片机有很大区别，最为显著的区别就是煤矿用单片机受环境影响较大。因此煤矿用单片机多采用PIC系列单片机，与传统使用的51系列或Motorola系列单片机有很大区别。PIC系列单片机具有防水和防漏电、可以带LED负载、低能耗、可靠性强以及抗干扰性强的优点。目前，我国煤矿自动化获得了突飞猛进的发展，应用范围也在逐步扩大。其中，PIC单片机的使用大大提高了工作效率，提升了工作效益。
（2）PIC单片机在煤矿电气设备中应用。
电气自动化控制技术在煤矿作业中的广泛应用使得煤矿作业中出现了大范围采用PIC单片机的设备，PIC单片机的采用对于提高煤矿产量和企业经济效益发挥着举足轻重的作用。尤其在高新科技的发展背景下，PIC单片机在微电子和微处理器技术的大范围使用中实现了兼容性的作用。因此，电气自动化的大力推广是企业向前发展的不二法门。
3 单片机在煤矿自动化控制技术中的应用
3.1 漏电保护
煤矿生产作业有别于其他工作，有很大的安全隐患，其中较为突出的问题就是漏电事故。为了保障工作人员的生命安全，要做好漏电保护工作。其中，环境、设备的不同会选择不同的漏电保护方式，但是单片机的使用无需在区分场合使用这些装置。单片机会让漏电保护更加智能化，单片机首先自我检测，然后根据系统绝缘电阻的高低自动断开电源。单片机的使用减少了人为的疏忽，降低了安全风险，确保了整个系统的安全稳定运行。如图3.1：
图3.1 漏电保护原理图
如上图所示，控制系统上的温度传感器接收到信号，经过放大电路接收，再通过A/D转化器传输给AT89C51单片机处理，最后打开报警电路，同时可以通过扩展I/O口在计算机屏幕显示出来，进而交给工作人员处理。其中单片机可以检测到认为无法观察的盲区和死角，同时检测结果快速准确，处理安全稳定。因此，单片机在很大程度上保障了工作的安全性、稳定性。
3.2井下电动机的调度
井下电机车调度系统是确保煤矿井下生产运作的关键部分，它协调统筹的安排了电机车的运作，不仅提高了生产效率，而且减少了事故的发生。井下电动机调度系统中采用单片机编程，系统可以自我规划出安全高效的路线图，指示电机车的运输路程。另外在每个路口单片机利用自身的优势规避了事故的发生，电机车在程序指令下自我规避，使得运行高效稳定。除此之外，在系统中还安装有定位系统，随时定位电机车的位置，使得工作人员一目了然。其中的逻辑关系由软件实现，灵活快速，体积小，功能强，是煤矿产业发展的必须途径。 3.3滚筒采煤机的自动调高系统
采煤机的调高操作以往都是工作人员手工操作的，效率低下，稳定性差。而在系统中装入单片机系统，由于地下煤层厚度是逐渐变化的，因此采煤机可以根据需要不断自我调节开采高度。以往的采煤机智能手工调整，会导致经常开采到石头，既费力又效率低下，并且严重影响了采煤机寿命。而单片机智能控制采煤机高度，使其自动调整高度，提高了经济效益和工作效率。
图3.2 自动调高系统
由图通过煤层传感器获取煤层厚度信息，由数据处理把信息传递给数字控制器，得出数字信号，最后由D/A转化为电压信号，通过放大器将其放大，交由伺服阀控制采煤机动作。总之，控制系统利用单片机可以时刻检测采煤机电流大小，根据大小反映为负载状况，从而引起电动机电流变化，最后单片机控制系统根据电流极限值自动控制采煤机高度。
3.4井下环境监控系统
采煤作业中以往都是采用手持直读式就地检测装置，其不能检测到每时每刻的瓦斯浓度，因此对地下工作人员生命安全不能有效保障。通过采用单片机监测系统，不仅能每时每刻检测环境变化，而且检测范围比以往大大增加，另外单片机检测系統反应灵敏，准确，可以快速针对井下情况做出快速变化，从而保证了工作人员的生命安全。除此之外，该智能检测系统能自动针对井下情况控制通风设备，一旦发现危险，立刻报警并采取相应措施。
4 结语
综上所述，现代高新技术的发展，带动了煤矿自动化控制的快速发展，尤其是单片机技术的使的采煤业得到前所未有的发展。单片机技术以及渗透到煤矿领域的各个阶段，不仅使得采煤业提高开采效率，增加经济效益，而且保障了生命安全，在如今煤矿领域发挥着巨大的作用。我们要适应时代潮流，快速发展智能控制技术，大力开发单片机等高新技术产品，确保智能控制技术引领煤矿领域的发展，从而促进我国煤矿事业的长足发展与进步。
参考文献
[1]王玉英，王文魁.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].电脑知识与技术，2011，07（32）：8055-8057.
[2]贾晋杰.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用研究[J].科学技术创新，2015（25）：118-118.
[3]卜桂鑫.试论单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用[J].电子制作，2013（13）：213-213.
[4]吴琦.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].硅谷，2015（3）：118-118.
[5]薛震.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].工业：00255-00255.
[6]崔智明.煤矿电气自动化控制技术中单片机的应用[J].科技创新与应用，2015（24）：126-126.
[7]杨福佳.单片机在煤矿电气自动化控制中的应用[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2014（9）：87-88.
（作者单位：四川中科森科技有限公司）