3 

子控机接受与本架有关的监测数据，如压力、支架动作和开关位置等，并编译这些数据，

向液压支架发出控制命令。其主要功能有: 

(1) 能够实现本架的自动升架、降架、移架及定量推进。 

(2) 能够实现左右5 台相邻支架的自动化控制。 

(3) 可成组推移及移架。 

(4) 可控制邻架自动排序。即自动推一台支架, 由相邻电液控制器PM4 操作降架、拉架和升 
架。 

(5) 可邻架成组控制。即把一定数目的相邻支架编组, 一个接一个自动排序依次动作, 由操
作人员设定。 

(6) 具有紧急停车功能。 

(7) 可显示自动测定的数据, 如立柱压力数据及推移千斤顶行程数据。 

由于主控机主要用于采集数据的，所以无需控制通道和检测通道，但是需要扩展一定

数量的RAM.  

主控机的串口与采煤工作面所有液压支架上的子控机的串口挂接在 CAN 总线上，实现对 

系统参数采煤工作面子控机液压支架的综合管理和控制。主控机主要功能是通过子控机键盘
控制多个子控机系统的动作，并对系统进行初始化和设置系统参数、并集中监测和显示各子
系统的工作状态信息。 

3 系统通信 

本系统采用CAN总线通信，CAN(Cont roller Area Network) 总线技术属于现场总线的

范畴,原由德国Bosch 公司为分布系统在强电磁干扰等环境下能可靠工作而设计的一种串行
通信网络。其主要特点: 
（1）多主站总线,各节点均可在任意时刻主动向网络上的其它节点发送信息;  
（2）采用独特的非破坏性总线仲裁技术,优先级高的节点优先传送数据,能满足实时性要求;  
（3）具有点对点、一点对多点及全局广播传送数据的功能; 
（4）CAN  总线上每帧有效字节数最多为8个,并有CRC及其它校验措施,数据出错率极低,万

一某一节点出现严重错误,可自动脱离总线,总线上的其它操作不受影响; 

（5）CAN 总线只有两根导线,系统扩充时,直接将新节点挂接在总线上即可,系统易扩充,

改型灵活。 

（6）CAN的直接通信距离最远可达10km,通信速率最高可达1Mb/s。 

因此,CAN 总线是分布式计算机控制系统的理想总线。在本系统中，CAN总线把分散的子

控机变成网络节点,以CAN总线为纽带,连接成可以相互沟通信息控制系统，从而实现了子控
机之间可以相互控制的要求。 

节点是网络上信息的接受和发送站，CAN 总线系统中有两大类型节点：不带微处理器的

非智能节点和带微处理器的智能节点。如由一片 P82C150 就可以构成一个数字和模拟信号采
集的节点，这种节点就是非智能节点。所谓智能节点就是由微处理器和可编程的 CAN 控制芯
片组成，智能节点又分为两种：一种是将 CAN 控制器集成在微处理器中，如芯片 P8Xc591；
另一种是由独立的通信控制芯片和单片机接口构成。前者的可靠性高，功能强大，但是成本
高，设计时需要专门的开发工具，而后者可以采用通用的单片机仿真器，软硬件实现容易，
成本较低，使用灵活。因此，在本系统的设计中也采用这种方案。 

CAN 总线节点硬件原理图如图 3，从图中可以看出，电路主要由 4 部分组成：微控制器

为单片机、独立 CAN 通信控制器 SJA1000、CAN 总线驱动器 PCA82C250、高速光电耦合器 6N137。
单片机是节点中的核心部分，负责控制及通信部分的核心, 不仅完成节点前端的控制功能, 
而且负责 CAN 通信控制器 SJA1000 设置及报文的收发。独立 CAN 通信控制器 SJA1000 负责
完成 CAN 协议的物理层及数据层的主要功能。为了增强 CAN 总线节点的抗干扰能力，

SJA1000