CAN总线液压支架监控系统设计.pdf

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1、技术与应用CAN总线液压支架监控系统设计郝刚(中国煤炭科工集团沈阳研究院，沈阳113122)摘要针对刨煤机组中液压支架多而分散、系统信息量大等特点，基于CAN协议总线设计了液压支架分布式监控系统，上位机监控端可通过CAN总线和液压支架控制器进行通信，实现多液压支架的分散安装和集中控制功能，介绍了系统的整体结构、工作原理、液压支架控制器节点的硬件设计和CAN应用层协议以及软件通信设计。关键词：CAN协议；液压支架；监控系统DesignofCANBusinHydraulicPoweredSupportMonitorSystemHaoGan

2、g(ShenyangResearchInstituteofCoalTechnologyandEngineeringGroupCorporation，Shenyang113122)AbstractAimingatenhancingperformanceofmonitoringsystemforhydraulicpoweredsuppo~incoalmine，controllerareanetworkbusisintroducedintothemonitoringsystemandahydraulicpoweredsupportsyste

3、mbasedonCANbusisdesigned．ThemonitorserverandthesenodesofhydraulicpoweredsupportcancommunicatewitheachotherdirectlyviaCANdistributednetwork．Thewholestructureandprincipleofsystem，thehardwarecircuit，applicationlayerprotocol，andthesoftwareprogrammingofnodeandserverwerediscu

4、ssedindetail．Keywords：controllerAreaNetwork：hydraulicpoweredsuppo~；monitoringsystem网络化是煤矿监控系统发展的必然趋势，随着综线、地面控制、井下服务器、传感器等，如图1所采机械化水平的不断提高，对液压支架工作状态的监示。液压支架节点采集压力、位移等信号，通过CAN测技术水平要求也越高。目前，采煤机和运输机的监总线实时传给地面控制室，地面控制室根据接收的控系统已经在许多煤矿投入使用，但液压支架工作状采集信号控制支架节点的动作。态的实时监测系统滞后于上述监控

5、系统。液压支架的控制节点一般采用BIDIBus网络联通⋯，随着现场总线的提出，支架控制网路开始使用现场总线，如较为先进的CAN。CAN是多主总线网络l2J，CAN协议总线在实时性、成本、可靠性等方面有它独特的优越性。对液压支架的监控关键在于支架的工作状态数据和控制数据的实时传输，因此采用CAN协议总线形成的分布式控制网络能及时掌握液压支架的工作数据从而实现对液压支架的实时监控，这样能避免很多不必图1基于CAN总线的支架电液控制系统组成要的事故，能达到既节省劳动力和工作时间又能高液压支架监控CAN总线信息分为以下3类：效率的生产工作的目

6、的。1)传感器信息。液压支架运动中采集的传感器1支架电液监控系统信息。2)控制信息。由控制节点发出，控制执行节点液压支架监控系统包括支架控制节点、CAN总2012-{#~11期电黾技I57技术与应用动作。RAM。将控制器AT89S52的P1．0和SJAl000的3)紧急指令。由总控制节点发送至执行节点，ADO～AD7相连以接收与发送数据。将SJA1000的如紧急停机等动作。／CS连接到主控制器的P2．7口，AT89S52通过此接口读、写SJA1000，将SJA1000的功能引脚分别与2支架CAN控制器设计控制器对应引脚相连，在访问处理

7、器外设时将会自本系统采用的微处理器是ATMEL公司的低功动产生相应的操作。耗、高性能微控制器AT89S52，系统的CAN控制器为了提高支架控制节点的抗干扰能力，选用高采用PHILIPS公司的独立CAN控制器SJA1000，速光耦6N137将CAN控制器与收发器隔离。另外，CAN总线驱动器选用82C250。网络终端的支架节点需要接120f~的电阻以匹配总AT89S52与工业80C51产品指令和引脚完全兼线的阻抗。图2所示是CAN接口硬件电路图。容，具有8K字节的可编程Flash存储器、256字节图2CAN接口硬件电路图器，然后置位发送请

8、求标志，发送指令采用查询控3系统的软件设计制段的状态标志来控制发送；收到信息时，通过巾3．1信息优先级分配断请求通知控制器已经接收信息，主控制器从接收采用CAN2．0A标准帧格式，由于系统中周期性缓冲器提取信息，将信息存