基于CAN總線的煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)研究.pdf

1、煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用是保障煤礦安全生產(chǎn)必不可少的手段。統(tǒng)一煤礦井下監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議，靈活擴(kuò)充通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是當(dāng)前的研究方向之一。 本文的主要研究內(nèi)容是：首先選取適合煤礦井下監(jiān)控使用的現(xiàn)場總線，按照礦井下面的實(shí)際情況，確定總線網(wǎng)絡(luò)布置方案及對所需硬件設(shè)備進(jìn)行選型；其次根據(jù)實(shí)際監(jiān)控過程制定通信協(xié)議，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)可用于監(jiān)控的上位機(jī)軟件；最后在實(shí)驗(yàn)室搭建現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)模型，對所制定的通信協(xié)議及上位機(jī)軟件進(jìn)行驗(yàn)證。 針對煤礦井下

2、監(jiān)控現(xiàn)場防爆、防塵、防潮、防水、電網(wǎng)波動(dòng)大、傳輸距離遠(yuǎn)及監(jiān)測點(diǎn)經(jīng)常增加的要求，對多種現(xiàn)場總線進(jìn)行綜合比較后，選取了CAN總線作為煤礦井下監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)方案。 根據(jù)煤礦井下巷道的地形特點(diǎn)，對比了幾種總線網(wǎng)絡(luò)布置方案后，確定了采用主干線和支線分別布置，主干線與支線之間通過網(wǎng)橋連接的布置形式；布置方案考慮了節(jié)點(diǎn)數(shù)量較多、通信距離較遠(yuǎn)的實(shí)際情況，能夠滿足方便地進(jìn)行節(jié)點(diǎn)擴(kuò)充的需要，并且保證了系統(tǒng)工作的可靠性，即分支的異常不會影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工

3、作。 通信協(xié)議采用CAN2.0B規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，并將其29位的ID進(jìn)行了分段，除了表示不同的節(jié)點(diǎn)位置及節(jié)點(diǎn)類型以外，還將上位機(jī)與智能節(jié)點(diǎn)之間的命令和應(yīng)答信號融入其中，不僅滿足了監(jiān)測過程中數(shù)據(jù)和命令的傳送需用，而且可以使通信過程簡化，通信過程中所需要的命令可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)充。 使用LabVIEW軟件開發(fā)了上位機(jī)軟件，軟件的功能模塊基本可以滿足煤礦井下監(jiān)控的需要。為了驗(yàn)證所開發(fā)軟件的功能和可靠性，在實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了CAN總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模型，