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    隨著我國高產高效礦井的建設，煤礦井下膠帶輸送機（以下簡稱膠帶機）正朝著長距離、大運量、高速度方向發展，膠帶機處在井下惡劣環境條件下，運行空間粉塵大、濕度高，含有易燃易爆氣體，其沿線的潛在事故及危險點很多。長達數公里的膠帶機在電動機起動、制動和穩定運行時，各電動機運行狀態的協調，各點狀態的檢測以及信號的傳送和控制等，都存在一定的技術復雜性和特殊的控制要求。目前，我國煤礦使用的膠帶機控制系統在膠帶機運行的可靠性、安全性等方面都有較大的提高，多種檢測、控制、保護方法已應用于電動機、液力偶合器、減速器和輸送帶運行系統。然而這些系統往往是相互獨立的，沒有實現更高程度的系統集成和信息共享，而且故障檢測系統誤報率高。為了使膠帶輸送機能更可靠、更安全的運行，迫切需要將輸送機的控制、信號檢測、保護等多個獨立系統合為一體。煤礦膠帶輸送機智能控制保護系統就是將輸送機中的多個獨立系統通過CAN總線連接成一個分布式的集控系統，實現了原各獨立系統之間的信息共享和多系統的協同控制。
1、系統總體結構
    由于工作面到采區煤倉距離較長，有時輸送機多達10臺以上，整個運輸系統中的各臺輸送機既要能單獨控制，又要能全部集中控制。在如此長的距離內．CAN總線控制網絡是一個分布式的控制系統，各種智能控制、檢測信號的采集、保護動作都要分布到傳感器和執行機構所在現場，CAN總線的各個智能節點都具有CAN總線接口掛接到CAN總線上。系統總體結構如圖1所示。
2、CAN總線智能節點接口電路設計
    CAN總線智能節點硬件電路原理圖如圖2所示。從圖中可以看出電路主要由三部分構成：獨立CAN通信控制器SJA1000、CAN總線收發器82C250和微處理器89S52。SJA1000是一種獨立CAN控制器，具有BasicCAN和PeliCAN兩種工作方式，PeliCAN工作方式支持具有很多新特性的CAN 2.OB協議。微處理器89S52負責SJA1000的初始化，通過控制SJA1000實現數據的接收和發送等通信任務。
    SJA1000的ADO~AD7連接到89S52的Pr0口，CS一連接到通過譯碼電路輸出的片選信號CS_SJA1000，CPU通過這個地址可對SJA1000執行相應的讀寫操作。SJA1000的RD，WR分別與89S52的對應引腳相連，INT接89S52的INT1，89S52也可通過中斷方式訪問SJA1000。ALE管腳外接獨立的時鐘電路。
    為了增強CAN總線節點的抗干擾能力，SJA1000的TXO和RXO并不是直接與82C250的ⅨD和RXD相連，而是通過高速光耦6N136后與82C250相連，這樣就很好地實現了總線上各CAN節點間的電氣隔離。不過應該特別說明的一點是光耦部分電路所采用的兩個電源VCC和VDD必須完全隔離，否則采用光耦也就失去了意義。
    82C250與CAN總線的接口部分也采用了一定的安全和抗干擾措施。82C250的CANH和CANL引腳各自通過一個5Ω的電阻與CAN總線相連，電阻可起到一定的限流作用保護82C250免受過流的沖擊。CANH和CANL與地之間并聯了兩個30P的小電容，可以起到濾除總線上的高頻干擾和一定的防電磁輻射的能力。另外在兩根CAN總線接入端與地之間分別反接了一個保護二極管。當CAN總線有較高的負電壓時，通過二極管的短路可起到一定的過壓保護作用。82C250的Rs腳上接有一個斜率電阻，電阻大小可根據總線通訊速度適當調整，一般在16kfl~140kQ之間。
3、CAN總線智能節點軟件設計
    CAN總線智能節點軟件設計主要包括：CAN總線的初始化、報文的接收、報文的發送。完成這三個部分的編程，就能實現CAN總線一般的數據發送和接收。如果要想使通信更可靠，就必須了解CAN總線的錯誤處理、總線脫離處理、接收濾波處理、波特率參數設置和自動檢測以及CAN總線通信距離和節點數的計算等方面的詳細內容。
    SJA1000的初始化只有在復位模式下才可以進行，初始化主要包括工作方式的設置、接收濾波方式的設置、接收屏蔽寄存器(AMR)和接收代碼寄存器(ACR)的設置、波特率參數設置和中斷允許寄存器(IER)的設置等。在完成SJA1000的初始化設置以后，SJA1000就可以回到工作狀態進行正常的通信任務。發送數據時，用戶只需將待發送的數據按特定的格式組合成一幀報文，送入SJA1000發送緩存區中，然后啟動SJA1000發送即可，但在發送前，要先判斷是否處于接收狀態、上次發送是否完成、發送緩存區是否鎖定等一系列狀態。發送程序分為遠程幀和數據幀兩種。報文的接收主要有兩種方式：中斷接收方式和查詢方式。兩種接收方式的編程思路基本相同，但在接收程序中要對總線脫離、錯誤報警、接收溢出等情況進行處理。初始化程序流程如圖3所示。
4、結語
    使用CAN總線建立的現場通信網絡可靠性高、實時性強，能夠適應煤礦并下復雜環境。在此基礎上將膠帶輸送機的多個獨立控制、檢測、保護系統聯系起來，達到了信息的共享，可對現場進行實時控制，簡化了現場人員的操作，消除了很多不確定因素造成事故的隱患，現場使用效果很好。文中介紹的CAN總線電路和軟件的設計方法具有一定的普遍性，便于借鑒。