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基于CAN总线的煤矿监控系统研究

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总第１６８期　
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５—２７９８．２０１３．０８．０２１　
基于ＣＡＮ总线的煤矿监控系统研究　
常　绿　
（潞安环能股份公司常村煤矿，山西长治
０４６１０２）　
摘要：煤矿井下生产地质情况复杂，活动场所窄小，通风和光照有限，井下各种有害气体、不明水体的出　
现常常难以预料，给生产调度和安全管理带来较大的难度和盲目性。为了加强对煤矿生产系统的安全监　控，减少或杜绝安全事故的发生，为矿工生命安全和国家财产提供有力保障。文章主要探讨基于ＣＡＮ总　线的煤矿监控系统应用。基于ＣＡＮ总线的煤矿监控系统是一种新型的矿用安全监控系统。它具有传输　质量稳定可靠、集成度高和成本低等优点，在煤矿企业信息化管理领域应用前景十分广阔。　关键词：ＣＡＮ总线；监控系统；煤矿；应用　中图分类号：ＴＰ２７４．４　
文献标识码：Ｂ　
文章编号：１００５—２７９８（２０１３）０８—００４５—０２　
我国是一个产煤大国，约有４７％的矿井属于高　瓦斯矿井或瓦斯突出矿井。另一方面，我国煤矿安　
１　ＣＡＮ总线的特点及工作原理　
全技术落后，井下安检设备缺乏，安全管理制度不完　１．１　ＣＡＮ总线的特点　
善，监测数据的准确性和可靠性不足，安全信息化技　
控制器局部网（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔ，ＣＡＮ），是一　
术不高，井下安全信息不能及时传到井下的生产控　
种支持分布式控制或实时控制的串行通信网络Ｌ２』。　制中心。因此，建立有效的煤矿安全监控系统，对提　
ＣＡＮ协议分为物理层和数据链路层两层。ＣＡＮ信　
高煤矿生产效率和降低煤矿安全生产事故有着重要　号传输采用短帧的结构，传输时间短，有自动关闭功　意义。　
能，同时具有较强的抗干扰能力。ＣＡＮ支持多主工　我国煤矿使用的监控系统，在传统的信息传输　作方式，并采用了非破坏性总线仲裁技术，通过设　中，普遍采用的是串行通信总线方式，这种传输方式　
置优先级来避免冲突，通讯距离最远可达每秒　有很多缺点，主要表现为：　
１０　ｋｍ／５　ｋｂｐｓ，通讯速率最高可达每秒４０　ｍ／１　Ｍｂｐ，　１）系统的通信协议都是自我定义的，相互之　网络节点数实际可达１１０个＿３ｊ。　
间不能兼容，不能实现信息共享传输通道。　
１．２　ＣＡＮ总线工作原理　
２）　系统为主从式传输，不能构成多主冗余，　ＣＡＮ总线的网络配制相对串行通信总线而言　因此信息传输的可靠性受地面主站设备和主干电缆　比较容易，ＣＡＮ总线的任意节点之间可以直接进行　影响很大，主节点在任务繁忙或者故障出现时，很可　通信，不需要把所有数据都汇总到主计算机后再进　能引发系统瘫痪。　
行数据处理。ＣＡＮ总线中任何一个节点发送数据　时，都会以报文的形式发送到网络中的所有节点。　３）　不能构成多主结构，不能满足各监控分站　不管这些数据是不是发给自己的，这些节点都会对　
之间相互的通信要求。　
所发送的数据进行接收。每组报文里，开头的１１位　４）　可靠性和实时性不能满足实时测控的功　（或者２９位）字符决定了报文的优先级，这１１位　能要求¨　。　
（或者２９位）字符称为标识符。在同一个系统里开　ＣＡＮ总线被ＩＳＯ制定为国际标准的现场总线，　
头的１１位字符（即标识符）是唯一的，不可能出现　因为它有成本低和数据可靠的卓越性能，所以被广　不同的站发送相同标识符报文的情况。当几个站同　泛应用于工业控制领域。与串行通信系统相比，它　时从总线上读取数据时，这种配置就显得尤为重要。　克服了串行总线的许多缺点，能较好地满足煤矿监　ＣＡＮ总线的报文发送和接收过程包含：当一个节点　
控系统的需要。ＣＡＮ总线差错控制能力较好，具有　
向其他节点发送数据时，该节点的ＣＰＵ把要发送的　
速率高，可靠性高，完善的规范和协议，适宜长距离　数据和自己特定的标识符传送给本节点的ＣＡＮ芯　
传输等优点。　
片，并处于准备状态；当它收到总线分配时，则会转　
收稿日期：２０１３－０４－２５　
作者简介：常璩（１９７７一），女，山西屯留人，助理工程师，从事计算机操作和监测监控工作。　
４５　

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/863f8087240c844769eaeeaa.html