本文針對煤礦監(jiān)測系統(tǒng)存在網(wǎng)絡瓶頸、采集終端不兼容的不足，研究了基于CAN 總線的煤礦安全分布式監(jiān)控系統(tǒng)，根據(jù)礦井的特點設計了通用智能環(huán)境監(jiān)控終端和機電設備運行狀態(tài)監(jiān)控終端，并通過CAN 總線實現(xiàn)多節(jié)點高速、高可靠性的網(wǎng)絡互聯(lián)，對煤礦環(huán)境安全參數(shù)和設備運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，各監(jiān)控終端可根據(jù)優(yōu)先級別自主通訊，主機對全局參數(shù)進行信息融合、綜合分析與診斷及預警連鎖及輔助決策。
關鍵詞：煤礦；安全；監(jiān)控系統(tǒng)；CAN
隨著社會的發(fā)展，能源需求快速增長，我國煤炭資源豐富，油氣資源相對貧乏，煤炭需求進入高增長期。而我國地質(zhì)條件惡劣，47％的礦井屬于高瓦斯或瓦斯突出礦井，煤礦事故頻發(fā)，近幾年，隨著國家對煤礦企業(yè)安全生產(chǎn)要求的不斷提高和企業(yè)自身發(fā)展的需要，我國煤礦企業(yè)開始重視基礎設施建設，加大安全投入，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)得到了普遍應用，大大提高了礦井安全生產(chǎn)水平和安全生產(chǎn)管理效率[1，2]。
我國煤礦安全監(jiān)控技術是伴隨著煤炭工業(yè)發(fā)展而逐步發(fā)展起來的，80 年代初，從波蘭、法國、德國、英國和美國等引進了一批安全監(jiān)控系統(tǒng)(如CMC-1、CTT63/40、TF200、MINOS 和DAN6400)，推動了我國礦井安全監(jiān)控技術的發(fā)展進程，通過消化、吸收并結(jié)合我國煤礦的實際情況，先后研制出了KJ4、KJ10、KJ66、KJ70、KJ95、KJF2000、MSNM、WEBGIS 等監(jiān)控系統(tǒng)[3~5]。實踐表明，煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)是煤炭高產(chǎn)、高效、安全生產(chǎn)的重要保證。
目前，我國煤礦監(jiān)控系統(tǒng)信息傳輸中廣泛應用的是串行通信總線，主要有RS-232、RS-485 或其FSK調(diào)制解調(diào)傳輸方式等[6]。現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)尚存在許多缺點和不足，主要表現(xiàn)在：
1）現(xiàn)有系統(tǒng)的通信協(xié)議均自我定義、互不兼容，從而造成不同廠家的設備無法接入，無法共享傳輸通道。
2）現(xiàn)有系統(tǒng)均為主從式傳輸，無法構成多主冗余系統(tǒng)，其可靠性受地面主站設備及主干電纜影響很大，主節(jié)點任務繁忙或出現(xiàn)故障可能引起系統(tǒng)癱瘓。
3）無法構成多主結(jié)構，不能滿足監(jiān)控分站之間相互通信的要求。
4）可靠性和實時性均無法滿足實時測控功能的要求。
在現(xiàn)場總線領域，CAN總線以其卓越的性能而在工業(yè)控制領域得到了廣泛的應用，CAN總線是最早被ISO制定為國際標準的現(xiàn)場總線，克服了串行總線的缺點，以其諸多的優(yōu)點較好地滿足煤礦監(jiān)控系統(tǒng)的要求。相比于串行通信系統(tǒng)，具有較好的差錯控制能力，可靠性高，高速率長距離的傳輸特性，完善的規(guī)范和協(xié)議等優(yōu)點。
本文研究了基于CAN總線的煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，對礦井安全環(huán)境參數(shù)、通風機運行狀態(tài)參數(shù)、變電所電量參數(shù)、礦井機電設備運行參數(shù)等進行實時監(jiān)控，為各級生產(chǎn)指揮與調(diào)度部門提供環(huán)境安全參數(shù)動態(tài)信息，通過對被測參數(shù)的比較和分析，為預防災害事故提供技術數(shù)據(jù)，便于提前采取防范措施，通過對被測參數(shù)實施實時有效的控制，及時實現(xiàn)自動報警、斷電和閉鎖，便于制止事故的發(fā)生或擴大，在發(fā)生事故的情況下，能根據(jù)巷道安全參數(shù)及時優(yōu)化最佳避災和救災路線，為搶救和疏散人員、器材，提供決策信息。
具有重大的經(jīng)濟效益和現(xiàn)實意義。