近几年，随着国家对煤矿安全生产的管理越来越规范，加强了对煤矿安全生产的监管力度，要求及时了解与查询现场电力开关等电力设备的安全测控信息。目前，煤矿的配电开关均使用了微电脑智能控制设备，能根据各路负载的异常情况智能通断，但均为主从式结构，网络上只能一个主节点（中心站），缺乏统一的规范和通信协议，无法将开关的实时状况传送至通信总站，不利于统一管理和提前发现、及时处理故障，容易造成严重的安全事故。可靠性低、实时性差，难于实现实时性测控功能的要求。
因此，迫切需要一种新的远程通信方案。基于CAN总线的长距离胶带输送机系统具有数据采集准确、通信实时可靠、完善的规范和协议监控系统功能完备等特点，软件人机界面友好、可视化强度高。
1、系统总体方案设计和功能
由于胶带输送机距离长，有时输送机多达10台以上，整个输送系统中的各台输送机既要能单独控制，又要能全部集中控制。在如此长的距离内，CAN总线控制网络是一个分布式的控制系统，各种智能控制、检测信号的采集、保护动作都要分布到传感器和执行机构所在现场，CAN总线的各个智能节点都具有CAN总线接口挂到CAN总线上。考虑到远距离传输和现有总线的应用情况，整个系统采用了两种总线结构。系统总体结构如图1所示。
胶带输送机沿线的各类保护开关内嵌了CAN总线编码器。CAN总线编码器与通信总站之间采用CAN总线通讯，用以传送各种编码保护开关的编码信息和状态信息。通信总站与上位机之间采用RS485总线。
1.1 CAN总线编码器
系统主要有CAN总线编码器和通信总站组成。CAN总线编码器采用MCS-51系列单片机和CAN总线收发器组成用来实现CAN总线的通信协议以及相关的控制功能。CAN总线编码器的结构如图2所示。
1.2通信总站
通信总站通过CAN总线接收CAN编码器发来的保护开关状态信息并通过RS485发送给上位机，同时担任故障报警与故障显示。系统中每个通信总站和一个CAN总线收发器82C250相连本系统可用于远距离传输，因此需要一定的抗干扰措施，采用高速光电耦合器6N137实现CAN总线上各节点间的电气隔离，接口电路见图3。为保证总线阻抗匹配，CAN总线末端必须连接2个120A电阻，它们对总线阻抗匹配有着重要的作用，若不设置将大大降低总线数据通信时的可靠性和抗干扰性，甚至有可能导致无法通信。
2、通信规约
CAN编码器和通信总站之间的信息传递采用了CAN总线的电气规范。但通讯协议做了简化处理，保留了CAN总线非破坏性总线仲裁机制。由于CAN编码器传送的数据较少，采用通信总站回送接收到CAN编码器信息的方式实现通信数据校验，一旦发生数据错误，CAN编码器会重新发送。
通常情况下，CAN编码器主动向通信总站发送保护开关的状态信息，通讯总站回送校验信息，只有通讯总站发送命令时，通信总站才主动向CAN编码器发送信息。 通信总站和上位机之间传递信息采用下列格式：1位起始位，1位停止位，无奇偶校验，波特率为2400bps。通讯数据帧格式如表1所示。
发送数据之前要求数据总线静止时间大于3，5个字节，数据帧中Tl，T2，T3，T4分别代表一个字节的静止时间，当最后一个字节传输完，数据总线静止时间（即无数据时间）还需大于3.5个字节后，才可以开始发送新的数据。
3试验结果
为了考核简化了CAN总线通信协议的胶带输送机故障定位系统的运行情况，试验中监控界面如图4所示。构建了图所示的5试验系统。
4结束语
采用CAN总线通信技术，把相距甚远的多个系统连成监控的整体，提高了系统内部的通信速率，加强了系统的实时性和可靠性，增强了抗干扰能力。每个CAN总线节点都可以作为主机，一旦保护器状态发生变化，智能编码器发送状态信息，加快了故障处理。
基于CAN总线故障定位系统具有以下特点：
(1)安全信息监控功能：实时胶带输送机相关敏感数据信息，能够检测必要地点的偏跑、撒料、打滑等信息；实时监控胶带输送机设备的运行，能够检测其运转情况，并可能告知其开停状态等。
(2)数据处理和存储：设计实时数据库及历史数据库管理系统，用于对在线运行数据及历史数据的管理。数据库提供大量的在线监控、数据库管理、统计、维护等工具。
(3)远程监控功能：实现数据共享，煤矿各级领导办公室和上级主管部门能够实时监控胶带机运行信息，共享数据库的资源。
(4)自诊断功能：当询问胶带输送机检测分站时，CAN总线编码器，用以传送各种编码保护开关的编码信息和状态信息。当检测到某到故障点时，能够发出报警。
