胡恩才

中煤新集阜陽(yáng)礦業(yè)有限公司口孜東礦 安徽阜陽(yáng) 236153

1 CAN總線工作原理

CAN總線的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)典型的串行總線的結(jié)構(gòu)形式。由一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)接收信息，并采用一種廣播的存取工作方式，在CAN總線協(xié)議中，通過非破壞性的仲裁方式實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)，當(dāng)總線出現(xiàn)發(fā)送沖突時(shí)，通過仲裁后，原來(lái)發(fā)送的信息不會(huì)受到任何影響。仲裁判決不會(huì)破壞優(yōu)先級(jí)高的報(bào)文信息內(nèi)容，也不會(huì)產(chǎn)生時(shí)延?？偩€訪問沖突采用逐位仲裁的方法，通過標(biāo)識(shí)符ID來(lái)解決，如果具有相同標(biāo)識(shí)符ID的一個(gè)數(shù)據(jù)幀和一個(gè)遠(yuǎn)程幀同時(shí)初始化，數(shù)據(jù)幀優(yōu)先于遠(yuǎn)程幀。為了實(shí)現(xiàn)仲裁，CAN總線協(xié)議要定義兩種邏輯狀態(tài)，分別是“顯性位”和“隱性位”。在判別過程中，“顯性位”優(yōu)先于“隱性位”。CAN總線上報(bào)文的內(nèi)容僅僅包括優(yōu)先級(jí)標(biāo)志區(qū)和需要傳送的數(shù)據(jù)信息。所有節(jié)點(diǎn)都會(huì)接收到總線上傳的報(bào)文信息，并在準(zhǔn)確接收后做出回復(fù)。同一個(gè)報(bào)文可以發(fā)送給預(yù)設(shè)的站點(diǎn)或其他站點(diǎn)。CAN定義了四種報(bào)文格式，分別是數(shù)據(jù)幀、遠(yuǎn)程幀、出錯(cuò)幀和超載幀。確保報(bào)文能夠準(zhǔn)確地發(fā)送、傳遞和接收。CAN總線協(xié)議中可以自動(dòng)的檢測(cè)錯(cuò)誤信息，保證信息傳送過程中的準(zhǔn)確性和完整性[1]。

2 煤礦井下輔助運(yùn)輸自動(dòng)調(diào)度控制系統(tǒng)

2.1 語(yǔ)言信息控制要求

自動(dòng)控制系統(tǒng)有控制、溫度、濕度、快慢等不同維護(hù)設(shè)備功能和報(bào)警能力。此系統(tǒng)應(yīng)有對(duì)自身的檢查，及發(fā)生問題能夠智能報(bào)警，對(duì)于此設(shè)備一定要將工作狀況、問題狀況加以記載，并且能夠調(diào)查有關(guān)歷史信息，發(fā)生問題時(shí)可以將問題的實(shí)際內(nèi)容和相關(guān)方法體現(xiàn)出來(lái)。此系統(tǒng)需要有信息信號(hào)系統(tǒng)的支持，結(jié)合膠帶加以安裝，有沿線語(yǔ)音拓展播放、實(shí)時(shí)聯(lián)系、開啟沿線報(bào)警等技術(shù)性能。

2.2 監(jiān)測(cè)點(diǎn)安裝

系統(tǒng)要完成對(duì)井下膠輪車的數(shù)量和信息的采集，需要在井下安裝膠輪車信息接收檢測(cè)裝置，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)井下的車輛信息。用于檢測(cè)的技術(shù)主要有:RFD檢測(cè)、振動(dòng)識(shí)別、圖像識(shí)別等。Zigbee是一種無(wú)線通信技術(shù)，近幾年來(lái)在煤礦井下得到了廣泛的應(yīng)用。本文采用的就是Zigbee無(wú)線通信檢測(cè)技術(shù)。采用這種技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能:①可以準(zhǔn)確地檢測(cè)車輛當(dāng)前的確切位置;②車輛離開檢測(cè)點(diǎn)以后，可以判斷車輛的行駛方向。每輛車的駕駛室內(nèi)都有一個(gè)無(wú)線發(fā)射器，即射頻發(fā)射器。里面存儲(chǔ)有車輛的類別、車牌號(hào)、當(dāng)前駕駛員等信息，以無(wú)線的方式定期向外發(fā)送信息;井下巷道中安裝的接收裝置接收到發(fā)射的信息后，通過CAN總線將接收到的信息發(fā)送到調(diào)度系統(tǒng)，然后進(jìn)行信息核對(duì)。以上工作完成后，經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)定的算法，計(jì)算后對(duì)車輛進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)度。

2.3 機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能

在機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)意想不到的情況，如道岔自動(dòng)轉(zhuǎn)換過程中出現(xiàn)擠岔、夾矸狀況，機(jī)車運(yùn)行中出現(xiàn)闖紅燈報(bào)警等。如果不及時(shí)處理，可能導(dǎo)致機(jī)車走錯(cuò)方向、掉道甚至撞車等重大事故。在機(jī)車上安裝車載測(cè)控裝置以及配套的傳感元件，實(shí)現(xiàn)了車輪轉(zhuǎn)速、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、瓦斯體積分?jǐn)?shù)等機(jī)車運(yùn)行狀態(tài)信息的監(jiān)測(cè)功能，并可通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送監(jiān)測(cè)信息，便于工作人員對(duì)異常情況進(jìn)行快速有效的處理。

2.4 數(shù)據(jù)接收流程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

CAN總線進(jìn)行數(shù)據(jù)時(shí)，CAN總線已經(jīng)可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)從總線讀入到數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，程序只需要從緩沖區(qū)中讀取需要的信息。接收數(shù)據(jù)的過程可以分為輪詢模式和中斷模式。在本系統(tǒng)中選擇中斷模式的數(shù)據(jù)讀取方式，在數(shù)據(jù)到來(lái)時(shí)會(huì)產(chǎn)生1個(gè)中斷信號(hào)，程序判斷該信號(hào)的狀態(tài)，如果有數(shù)據(jù)需要讀取就讀取數(shù)據(jù)，讀取完之后再發(fā)送1個(gè)中斷信號(hào)，表明讀取完成，可以接收下一幀數(shù)據(jù)。

2.5 巷道結(jié)構(gòu)

井下由于空間有限，為了提高運(yùn)輸效率，行車巷道中每隔一段距離會(huì)設(shè)置一個(gè)倒車硐室(即躲避點(diǎn))，主要用于當(dāng)車輛會(huì)車時(shí)，與提高運(yùn)輸線路的運(yùn)輸能力，井下運(yùn)輸巷道中每隔一段距離需設(shè)置一個(gè)避車點(diǎn)，用于相互對(duì)開的車輛之間進(jìn)行錯(cuò)車讓路，相同水平運(yùn)輸巷道之間的相互交錯(cuò)形成了交叉口，避車點(diǎn)與交叉口把運(yùn)輸巷道分隔成長(zhǎng)短不一的區(qū)段，許許多多的區(qū)段、交叉口與避車點(diǎn)相互連接，構(gòu)成了井下無(wú)軌膠輪運(yùn)輸?shù)木€路結(jié)構(gòu)分布。井下巷道分為直線型巷道和三岔口巷道。在直線型巷道中，當(dāng)車輛會(huì)車時(shí)，主要利用倒車硐室來(lái)疏通交通。三岔口巷道要充分考慮各個(gè)方向上的車輛，合理設(shè)置紅綠燈規(guī)則，避免發(fā)生交通事故，提高車輛運(yùn)行效率。

2.6 機(jī)車運(yùn)載信息監(jiān)測(cè)、物料跟蹤及礦車管理

功能。車載測(cè)控裝置可錄入當(dāng)前運(yùn)輸任務(wù)的運(yùn)載內(nèi)容，如機(jī)車類型、機(jī)車數(shù)量、負(fù)載情況等，并可通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送相關(guān)信息；也可通過手持PDA(Personal Digital Assistant，個(gè)人數(shù)字助理）對(duì)礦車配裝的電子標(biāo)簽進(jìn)行讀寫，錄入或輸出當(dāng)前運(yùn)輸?shù)奈锪闲畔?、物料承運(yùn)部門，實(shí)現(xiàn)物料運(yùn)輸過程的有效跟蹤。系統(tǒng)具備遠(yuǎn)程控制功能，可遠(yuǎn)程配置無(wú)線基站、調(diào)度控制分站、信號(hào)燈、轉(zhuǎn)轍機(jī)等設(shè)備邏輯關(guān)系，編訂進(jìn)路聯(lián)鎖表，編錄機(jī)車車頭、礦車信息[2]。

3 結(jié)語(yǔ)

煤礦井下運(yùn)輸智能調(diào)度指揮系統(tǒng)投入使用后，顯著減少了機(jī)車的啟停次數(shù)，延長(zhǎng)了機(jī)車使用壽命，有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和有效預(yù)防追尾、撞車事故，保證運(yùn)輸安全。由于司機(jī)可在車上控制道岔轉(zhuǎn)換，不需停車和人工扳道岔，大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了運(yùn)輸效率。