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《基于CAN總線的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、煤礦現(xiàn)代化2012年第1期總第106期基于CAN總線的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的研究陳偉(國投新集能源股份有限公司板集煤礦，安徽淮南236744)摘要針對目前煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)普遍采用RS一485總線通訊存在的缺點，設(shè)計了基于CAN總線的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)。文章分析了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的特點及要求，介紹了CAN現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)的特點，提出了利用CAN總線組建智能煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的整體解決方案。該設(shè)計提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和實時性，具有廣泛的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞CAN總線；煤礦安全；監(jiān)控系統(tǒng)中圖分類號：TP29文獻標(biāo)志碼：B文章編號：1009—0797
2、(2012)01—0051—03傳統(tǒng)的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸多采用2CAN總線技術(shù)RS232、RS485等傳輸方式。受通信協(xié)議以及通信方式的限制，RS一485總線存在傳輸距離短、容納的節(jié)點2．1CAN總線協(xié)議數(shù)少、通信速率慢、不能多主傳輸?shù)热秉c。煤礦井下CAN(ControllerAreaNetwork)是一種串行通訊環(huán)境惡劣，現(xiàn)場復(fù)雜，而目設(shè)備分布分散，而CAN總協(xié)議，它能有效的支持分布式實時控制，并保證極線具有通信速率快，傳輸距離長，容納節(jié)點數(shù)多，多主高的安全性能。CAN總線最早由BOCSH公司提出，傳輸?shù)葍?yōu)點，更加適合于煤礦
3、安全監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用旨在減少汽車制造工業(yè)中信號傳輸所用到的信號『1lo線條數(shù)。CAN總線目前廣泛的應(yīng)用于控制領(lǐng)域。在本文針對煤礦的實際特點和需要，將CAN總線汽車工業(yè)中，引擎控制單元、傳感器單元、車燈控技術(shù)融人現(xiàn)有煤礦監(jiān)控系統(tǒng)，從而提高了系統(tǒng)的抗制、車窗控制等等都是由CAN總線連接起來實現(xiàn)有干擾能力和實時傳輸能力，最終實現(xiàn)對人員的管理效的控制。又比如在電梯控制系統(tǒng)中，各個樓層的和對煤礦環(huán)境的監(jiān)控。顯示，按鍵控制，梯箱中的按鍵，顯示控制，以及主電機的控制，也可以由CAN總線實現(xiàn)實時控制。1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)CAN總線目前有兩個協(xié)議版本，分
4、別為CAN2．監(jiān)控系統(tǒng)由地面控制主機、控制軟件、顯示打0A和CAN2．0B，兩者之間的主要差別在于前者只提印、通訊系統(tǒng)及軟件、通訊線纜、分站、傳感器等組成。供了11位地址，而后者可以提供29位地址。CAN井上部分由計算機、通信接口、打印機及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組總線協(xié)議主要描述設(shè)備之間的信息傳遞方式，從結(jié)成地面中心站。中心站可集中地監(jiān)測并控制井下各構(gòu)上可以分為3個層次，分別對應(yīng)OSI網(wǎng)絡(luò)模型的種環(huán)境參數(shù)及設(shè)備運行情況。具有實時監(jiān)控、即時報最低兩層數(shù)據(jù)鏈路和物理層[3]。CAN總線協(xié)議層次警、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)報表、地面控制等功能。整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由高到
5、低如表1所示。能監(jiān)測井上、下的各類環(huán)境參數(shù)，能適時監(jiān)控礦井風(fēng)表1CAN總線協(xié)議層次結(jié)構(gòu)筒、總回風(fēng)巷、掘進面、井底車場、底板大巷、配風(fēng)巷、運輸大巷、井下水泵房、軌道巷、煤倉煤位等處的環(huán)境參數(shù)，以及礦井巷道和各種工作面的設(shè)備運行情況，并能實現(xiàn)風(fēng)電瓦斯閉鎖及斷電儀的所有功能；風(fēng)電瓦斯閉鎖及斷電儀可以脫離系統(tǒng)獨立運行。2．2CAN總線接口設(shè)計如圖CAN控制器芯片SJA1000外接24MH晶振，其CLKOUT引腳輸出工作頻率接人單片機的XTAL2引腳。SJA1000的ADO—AD7連接到單片機P1口，cs片選端與單片機的P2．7引腳直接相連，
6、因此系統(tǒng)中SJA1000的尋址空間從地址0開始。可以使用此地址加上SJA1000內(nèi)部寄存器地址的偏圖1煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)框圖移量來訪問SJA1000內(nèi)部RAM空間。SJA1000的·51·煤礦現(xiàn)代化2012年第1期總第106期／RD、／WR、ALE分別與C8051F020的對應(yīng)引腳相發(fā)送子程序負(fù)連，INT接單片機的INTO，C8051F020也可通過中斷責(zé)節(jié)點報文的發(fā)方式訪問SJA1000。送。發(fā)送時只需將CAN總線的物理接151部分使用同樣由Philips發(fā)送的數(shù)據(jù)按特定公司生產(chǎn)的P82C250接口芯片，該芯片的RS引腳格式組合成一
7、幀報連接的斜率電阻應(yīng)根據(jù)通信頻率在16kO～140kQ文，送入SJA1000之間調(diào)節(jié)。為了有效增加通信的距離和系統(tǒng)的抗干發(fā)送緩沖區(qū)中，然擾能力，系統(tǒng)中使用光電隔離芯片6N137將控制部后啟動SJA1000發(fā)分和接口部分隔離，這樣就很好地實現(xiàn)了總線上各送即可。需注意的CAN節(jié)點間的電氣隔離。不過，應(yīng)該特別指出的是，是在把報文送往光耦部分電路所采用的兩個電源VCC和+5V必須SJA1000之前，必完全隔離，否則采用光耦也就失去了意義了。電源須先做一些判斷的完全隔離這里采用的是電源隔離模塊B0505S，(如判別幀類型、是該器件為定電壓輸入
8、隔離非穩(wěn)壓單輸出型模塊電否正在接收等)。發(fā)源，其輸入電壓5V，輸出電壓也是5V，輸出功率為送分為發(fā)送數(shù)據(jù)幀1W．該電路特別適用于小電流隔離。和發(fā)送遠(yuǎn)程幀。82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定圖3報文發(fā)送流程圖的安全和抗干擾措
