矿山电气自动化中单片机的应用研究

【摘 要】随着我国经济科技的不断发展，各个领域的自动化程度越来越高。铁矿山电气电动化系统是保证铁矿山良好运行的重要组成部分，在铁矿山电气自动化系统中，单片机发挥了重要的作用，不仅可以提高铁矿山产业的生产效率，还能提高铁矿山工作人员的工作效率。本文介绍了几种单片机在矿山电子自动化中的应用，为矿山电气自动化中单片机的应用提供参考。

【关键词】电气自动化；单片机；应用

铁矿山是我国重要的矿产资源，对推动我国经济的快速发展有着关键性的作用。铁矿山的安全高效生产不仅直接关系着我国经济的发展速度和人们的日常生活，还关系着整个铁矿山的整体运行。由于单片机具有良好的逻辑运算能力和数据处理能力，铁矿山的自动化程度不断提高，单片机在铁矿山电气自动化技术中的应用不仅可以提高铁矿山的安全高效生产，还节约了人力。

1 单片机在矿山电气自动化抄表系统中的应用

矿山电气自动化抄表系统通过智能控制器采集矿山电表的数据，实现对于电表的监控功能和变电站信息的收发功能，电表系统中的数据发送模块对于抄表的精确度有着重要的影响，数据发送模块的可靠传输才能保证抄表系统的正常运行。单片机在矿山电气自动化抄表系统中主要应用在数据采集器和数据储存器中。

1.1 抄表系统数据采集器

铁矿山的供电系统是保障铁矿山正常运行的基础，即使当矿山发生断电时，供电系统也可以满足矿山的整个供电需求。在正常运行的情况下，电源给单片机供电后，单片机进行工作，对电表中的电平进行调整。单片机根据电表电平的变化，调整数据存储区的电表度数值，当电表电平从高向低下降一格，单片机中的电表度数增加1，并且单片机会在采集电表数据之间检测电表标志位电平，当标志位电平为低，单片机不会计数，在电力系统正常供电情况下，单片机尽可以检测得到电表中的脉冲变化，不能计数，但是电表次数的电平高低进行检测，采集用户数据，输送到抄表系统中[1]。当矿山发生断电时，单片机不能完成输送用户数据的功能，但是当供电正常之后，单片机会自动读取储存器中的用户数据，完成矿山抄表工作。

1.2 数据储存器

数据储存器主要是将自动化抄表系统采集来的数据储存起来，完成数据的传送和储存，单片机就是数据储存的载体，单片机在自动化抄表系统中，每隔一段时间，将电路指令发送到数据采集器中，单片机中的数据储存器通过发送地址码依次对数据采集器中的数据进行储存。自动化抄表系统通过将电力线传输和窄带通讯技术结合起来，通过单片机和系统软件，不仅提高了系统抄表的精度和远程抄表，还提高了系统的抗干扰能力，系统处理数据的速度也得到了很大的提高。

2 单片机在矿山低压漏电保护环节的应用

矿山低压系统的漏电保护环节是保障矿山安全运行的关键环节，对于减少触电事故有着非常重要的作用。在之前的矿山生产中，主要通过集中检漏装置来检测低压系统的漏电情况，当集中检漏装置中的绝缘电阻低于标准值时，系统中的继电器会及时地将总电源开关切断，起到漏电保护的作用。单片机在低压系统漏电保护环节的应用，通过单片机的逻辑判断能力，在系统合闸的瞬间进行检测漏电回路，等到系统合闸完成后电路稳定时再检测漏电回路，避免了系统漏电保护的误动作，提高了漏电保护的可靠性和安全性。另外，在直接电源的零电序电流方向加上单片机保护，利用单片机的数据处理能力和逻辑判断能力，实现了直流电源在零电序电流方向的漏电保护，进一步提高了低压系统漏电保护环节的可靠性和稳定性。

3 单片机在矿山通风自动化系统中的应用

利用单片机在进行系统设计时，考虑到铁矿山通风系统恶劣的运行环境，采用了系统分层设计、系统分散设计和系统冗余设计相结合的方式，提出了基于TCP/IP协议的铁矿山通风自动化系统的硬件设备配置和系统的整体架构，并在系统中采用了以太网、光纤数据传输等通信网络技术，提高铁矿山通风系统的安全性和可靠性，在通风系统自动化软件系统中，采用了VC++语言构建通风系统的组态软件，保证铁矿山通风系统的良好运行[2]。

单片机应用在矿山通风自动化系统中，使系统可以在现场进行人工操作，不用经过通风系统中的控制器，在现场完全通过人工的操作控制系统中的硬件设备，控制通风机的关闭和开启。工作人员还可以在现场通过操作这个系统，远程监控通风系统的主站或者分站，实现对通风机的开启、闭合和暂停等操作。并且使系统可以通过采集通风机的运行状态数据，将数据输送到系统的主站进行分析，然后结合状态数据决定不同分站通风机的启动、关闭和暂停操作，满足铁矿山的生产过程需要。

4 单片机在矿山变频自动化系统中的应用

铁矿山变频自动化系统是基于对原有的变频设备进行改造后实现的，系统的工作原理是在原控制柜的基础上并联一个变频控制柜，通过单片机控制变频控制柜，并且通过“一拖二”、“一用一备”的系统操作方式控制主站变频器，最终实现工频和变频之间的自动转换。在铁矿山变频自动化系统中使用的单片机，通过控制主站变频器，将原来的控制阀箱去掉，并且通过控制器系统的编程，实现通风变频自动化系统直接进行控制操作变频器，实现铁矿山通风变频自动化。

铁矿山变频自动化系统的改造实现了变频器的柔性启动，实现变频器任意的调节频率，扩大了频率调节范围，自动化状态更强，通过对系统的调节，减少系统的损耗，减轻机械设备之间的摩擦，大大降低了变频设备在运行过程中的噪音，提升了变频器本身的运行状态。

5 结束语

随着科学技术的不断发展，由于单片机具有良好的逻辑运算能力和数据处理能力，单片机在矿山电气自动化技术中应用的越来越广泛。在矿山电气自动化技术中应用单片机提高了矿山生产过程中的自动化程度，推动了矿山的安全可靠生产，提高了企业的经济效益。

参考文献：

[1]单玉江.自动化新技术在选矿厂的应用[J].有色冶金节能，2010（04）.

[2]张晓兰，郭飞华.自动化系统在选矿作业的应用与实践[J].采矿技术，2009（01）.

作者简介：

高志博（1981—）男，汉，吉林松原人，莱芜钢铁集团鲁南矿业有限公司，工程师，本科学历，电气自动化方向。

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