摘 要：使用单片机，在煤矿的自动化系统改造过程中，是当前较为广泛应用的一种技术。煤矿电气自动化系统中运用单片机技术，可以提升煤矿的电气自动化水平，帮助煤矿企业提高效益。本文结合具体的案例，对单片机在煤矿电气自动化系统中的运用进行分析，希望能够对煤矿电气自动化系统的优化具有参考作用。
关键词：单片机 煤矿自动化 电气自动化
当前，在科技浪潮不断推动以及科技人员的不懈努力下，进行煤矿电气自动化系统的改造和优化，是较为热门的话题。运用单片机的优势，如功能上的简化、体积上的优化、成本的降低等，使得煤矿生产在向着理想化的状态发展。因此单片机当前在煤矿电气自动化系统中的应用成为热门的话题，可以说已经成为煤矿大型机械设备和零部件系统自动化智能化改造工程中不可或缺的器件，为煤矿的能源节约开采安全、工作量的降低等提供了便利。
1 单片机的工作原理
单片机的优点主要体现在这以下个方面：(1)单片机的集成度高，它包括了CPU、RAM、ROM、计数器、并行口、串行口，可谓小而完善;(2)单片机系统的结构简单，操作方便易行，可实现模块化;(3)单片机的可靠性很高，持续无故障时间久;(4)单片机的处理速度很快，功能强大。
单片机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备构成。单片机自动完成赋予它的任务的过程。也就是单片机执行程序的过程，即一条条执行的指令的过程。所谓指令，就是把要求单片机执行的各种操作用的命令的形式写下来，这是由设计人员赋予它的指令系统所决定的，一条指令对应着一种基本操作;单片机所能执行的全部指令，就是该单片机的指令系统，不同种类的单片机，其指令系统亦不同。为使单片机能自动完成某一特定任务，必须把要解决的问题编成一系列指令(这些指令必须是选定单片机能识别和执行的指令)，这一系列指令的集合就称为程序，程序需要预先存放在具有存储功能的部件——存储器中。存储器由许多存储单元(最小的存储单位)组成，就像大楼房有许多房间组成一样，指令就存放在这些单元里，单元里的指令取出并执行。就像大楼房的每个房间都被分配到了唯一一个房间号一样，每一个存储单元也必须被分配到唯一的地址。单片机具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能力强、扩展灵活和使用方便等优点，用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统、通信系统、信号检测系统、无线感知系统、测控系统、机器人等应用控制系统[1]。
2 单片机在煤矿自动化系统中的应用
2.1 单片机在漏电保护装置中的应用
进行井下的开采工作，需要安全的供电系统。一是防止人员发生身亡事故;二是对漏电进行保护。从当前国家煤矿工业整体形势发展看，工作量越来越大，但是用于检测漏电保护的装置非常少，而且样式过多，无法知道哪一种设备能够更好地发挥作用。因此，在工作原理上进行了众多的检测，最终发现如果要保证绝缘电源发生下降，达到安全的数值，必须要采用继电器保护动作，切断电源之后，然后才能进行电抗器补偿电容电流的检测。这种方式在大部分煤矿中用于设备的检测。然而这种检测方式具有一定的弊端，很多设备是独立的元件，这种元件的运行在可靠性上是较低的。当发生不载合闸的瞬间出现了误操作。那么故障发生的概率就会提高。使用单片机的方法和技术，对于击落可以进行判断，在合闸瞬间可以快速对闭锁电路简陋，这样利用单片机的这种优势，实现了对电路的快速检测，能够利于煤矿在选择性的漏电保护装置上进行理智的选择。单面机装置用于漏电保护装置，不会让装置在运行过程中时间过长，受到限制，而且保证了煤矿工人在井下的人身安全，解决了长期以来困扰煤矿漏电保护装置中的一些弊端。单片机将附加直流电源与零序电源的方向加以结合，有效地保证了漏电保护的选择性[2]。
2.2 进行矿井自动抄表系统采用单片机的应用
对于矿井中的供电系统，按照正常的供电需要在锻炼后，发生紧急供电的时候，为了满足供电的需求，将脉冲的变化等进行电度表的高低电平的变化的读数，这种读数可以根据电度表高低电平的变化进行计算。即便是在断电的状态下，如果进行后备电源的启动，依然会让单片机发生工作状态，进行电表的检测和技术。还有一种运用，可以使数据相对集中，将数据的传送集中在采集器的数据存储其中，经过数据集中器的功能发挥，使用单片机进行数据集中器的基本载体的运行。单片机经过采集器的电路发送指令。通过网络将信息传送到地址，马上计算机可以采集到采集器中的数据。以上利用电力线路传输和超载代技术进行通道传输的方式，实现了电量采集，将单面机应用在抄表系统中，使得抄表系统具有较强的抗干扰能力，而且实现了远程抄表，加快了数据处理的速度。
2.3 单片机在滚筒采煤机自动调节系统中的应用
煤层的厚度在煤矿开采中是属于固定不变的，但是这种固动不变，是相对而言的，如果一旦发生改变，就要适应煤层的厚度，进行采煤机的调整。传统的方法是采用人为的方式来进行调整，但是这种调整的数据不是很准确，容易发生数据的错误，严重时会影响采煤机的开采，伤害机器。运用单片机组成的滚筒采煤机自动调节系统，它的原理是驱动电机定子电流，根据相关的公式进行连续测量，然后在公式中进行数据的代入，最终得到的结果能反映出电流负或电流负荷的变化。在开采过程中，如果遇到厚度较大的岩石的时候，此时采煤机的高度会根据负荷的增大，让单片机输出值来进行数据的调整，确保能够绕过厚度过大的岩石。这样单面机的运用可以有效地解决厚度不均的问题[3]。
2.4 单片机在钢丝绳张力无限监测系统中的应用
煤炭开采中，很多矿井提升机都是使用交流电动机作为动力进行开采的。采用绕线式交流电动机传子，电流时间混合，串电阻发生线路控制，这种开采过程中，时间控制虽较为优越，但是性能上却有一定的问题。当负载变动幅度较大，或者线路较为复杂的时候，此时使用单片机应用在钢丝绳张力无线监测系统中，就会让电流的测量以及速度的测量变得较为简单[1-4]。
3 结语
单片微型计算机，简称单片机，它是一种集成在电路芯片上，把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。当前煤矿中采用的大部分都是传统的控制系统，例如超窄带载波抄表系统。这种系统包含了载波模块主站等部分，它的工作原理是：在狭窄的平台内，通过窄频带技术完成抄表传送，采集电表需要实现模块与变电站接收器的并发通信传输，利用电流和电压数据的集中器的采集，达到矿井自动抄表。而使用单片机之后，矿井的自动化系统在数据采集和分析上更加灵活和准确。
参考文献
[1] 孙福兆.单片机在煤矿电气自动化中的设计和应用[J]. 煤矿机械,2013(9):263-264.
[2] 李琳芸.单片机在煤矿电气自动化控制中的应用研究 [J].机械管理开发,2018(6):198-199.
[3] 朱程.单片机在煤矿电气自动化中的应用探析[J].数字化用户,2018(20):42.
[4] 张均.单片机在煤矿电气自动化控制技术中的应用分析 [J].电子制作,2018(2):69-70.
相关期刊推荐：《单片机与嵌入式系统应用》Microcontrollers & Embedded Systems(月刊)2001年创刊，为国家级期刊。本刊定位在单片机与嵌入式系统的基础应用领域，突出单片机与嵌入式系统中的一些基本的软硬件技术、集成开发环境、新产品、新技术等。既有别于对象专业期刊中的嵌入式系统的对象项目应用，也有别于一般电子类期刊中从电子技术应用、电子元器件角度介入嵌入式系统应用。
