介紹了一種基于CAN總線的煤礦地磅數據采集、管理的方法及實現過程。詳細論述了系統結 構、硬件組成、軟件功能和CAN接口卡的原理。

0.引言

在我國許多煤礦的煤炭銷售的稱重中還沿用著 原始的人工操作，這一工作模式不但工作效率低、容 易出錯、不易快速統計銷售量，而且也給某些不法者 以可乘之機，一定程度地影響了煤礦的效益。因此 提高煤礦的銷煤工作效率，杜絕煤炭稱重過程中的 人為因素，實現稱重數據采集自動化，是煤炭企業發 展的一個重要方面。煤礦地磅房自動控制系統根據 煤炭生產管理特征，集控制、管理、統計于一體，實現 了計算機自動管理煤礦地銷煤的銷售。系統具有地 磅自動啟停、數據自動傳輸、收費系統管理、出入門IC卡自動識別、以及調度統計與監控等功能。

鑒于煤礦工業廣場占地面積大，節點比較分散， 節點間距離較遠（本系統中的磅房離門崗約 2 500 m)對數據傳輸速率要求不是太高，但需要高 可靠性和易擴充性，經論證，決定選用目前工業控制 中技術性能比較好的CAN總線來實現該系統，數 據通信速率采用10 kbps。

1.系統實現過程

對任一輛拉煤車如未辦理過與車號對應的IC 卡，應先進入地磅房稱空車重量，由磅房操作人員錄 入該車相關的信息(包括車牌號、車主姓名、車型等） 存入空車數據庫并制作新IC卡。重車進入地磅有 效稱重位置后，由車主刷卡啟動磅房數據采集系統， 并將數據發送到調度系統和財務數據庫。車主到財 務交款，然后由財務系統將該車的基本情況發送到 出門系統數據庫和調度統計數據庫。在出門時，通 過刷卡調入該車的基本情況，經門衛確認無誤放行 并將該車已出門的數據送入財務系統。系統組成及 各部分功能分述如下：

(1)信號燈指示。通常情況下，地磅進口的信 號燈為綠色，出口信號燈為紅色。當有車輛進入有 效稱重位置后，進口信號燈變為紅色，表明地磅正在 工作，當稱重結束后，出口信號燈變為綠色，待車輛 開出，恢復初始狀態。

(2)車輛定位器。車輛位置的確定是通過三組 紅外探測器確定的。進口的紅外線一次通斷表明有 車輛進入，出口的一組紅外線的一次通斷表明有車 輛開出，只有滿足進口與出口紅外線都能接通而中間那組紅外線斷開，計算機才能從地磅中采集數據。

(3)數據的釆集。當一輛重車進入地磅有效稱 重位置后，首先由車主刷卡，從數據庫中調入該車的 信息(包括車主姓名、車牌號、車型、皮重等信息，這 些信息在空車時已錄入系統)，由磅房操作人員核對 無誤后，按釆集按鈕得到車重，并寫入重車數據庫， 重車數據的釆集是由計算機自動完成并送入數據庫 中，操作人員無法修改重車的數據，同時將這些數據 通過CAN總線送入調度統計計算機和財務收費計 算機的數據庫中，在調度統計計算機中實時顯示當 前磅房正在稱重車輛的情況，以便調度工作人員與 監控閉路電視核對。

(4)收費操作。首先由車主刷卡，根據當日煤 價計算出應交款項，經財務確認購煤款到位后，將該 車的基本情況送入出門PC機數據庫及調度數據庫 以便進行煤炭銷售統計。

(5)出門管理。當車輛出門時劃卡調入車輛基 本數據，經門衛確認無誤后，啟動開門電機，并將該 車已開出的信號回送到財務數據庫中。

(6)閉路電路監控。為了更好地加強對地磅房 的管理，本系統還在地磅的進出口各安裝1臺攝像 頭，將稱重車的情況同時送入磅房管理室及礦總調 度室，以減少人為因素。

2.系統的硬件構成

系統現場布置如圖1所示。

(1)CAN接口模塊。主要是由PC機及CAN 總線接口卡構成智能化器件，總線釆用屏蔽雙絞線 作為傳輸介質，兩端配有120 ^電阻。其中CAN總 線接口卡為PCL — 841雙端口 CAN接口卡，該卡可 直接插入計算機ISA槽中，釆用內存直接映象的方 式與計算機進行高速度數據交換，同時該模塊還帶 有光電隔離，能有效地避免地流環造成的損壞，增強 了系統的可靠性。CAN接口卡的通信功能主要是 由PCA82C200控制器和82C250CAN發送器共同 完成，如圖2所示。PCA82C200是CAN收發器，能 自動完成一幀的接收與發送，82C250是CAN差分 數據發送器，其CPU主要負責接口卡與主機的數據 交換與管理，該模塊還配有2 KB高速雙口 RAM。

(2)磅房控制模塊。由于地磅提供了 RS — 232 接口，可通過串行接口直接釆集數據，其信號燈和紅 外線等開關量是由開關量接口卡直接接入計算機， 從而實現對車位的確定以及信號燈的控制。其中開 關量控制卡為研華生產的PCL-726和PCLD — 885； IC刷卡機是釆用可讀寫刷卡機以便汽車初始 稱重和寫新IC卡。這里的2個攝像機是釆用普通 黑白攝像機并將視頻信號直接送入礦調度室和磅房 工作間內部，以便調度人員和磅房工作人員監控稱 重車的情況。

3.系統的軟件實現

系統軟件主要由PC主機控制管理軟件和CAN 節點通信軟件組成。CAN接點通信軟件的數據接 收與發送可由CAN控制器完成，用戶程序用VB或 VC 編程，通過 VCI (Virtual CAN Interface )方式調 用支持CAN接口卡的動態鏈接庫實現初始化板 卡、接收CAN報文、發送CAN報文等功能。VCI 為通用CAN驅動程序，隨硬件接口卡免費提供，也 可以直接從網上下載，VCI釆用動態鏈接庫（DLL) 形式設計，可支持 Windows3. 1/95/98/NT/2000，同 時也提供統一的CAN API給用戶應用程序，釆用該 API進行開發可保證用戶換用不同的接口卡后不必 更改自己的程序。

數據庫管理釆用的是微軟公司ACCESS數據 庫管理系統，通過VB(或VC )和ACCESS之間的數 據通信實現數據的存取等操作。

VB具有動態數據交換（DDE)、對象鏈接與嵌 入(OLE)、支持動態鏈接庫①LL)對數據庫操作以 及API函數等功能，使系統對后臺數據管理和通信 傳輸十分便利。其操作界面與Windows應用程序 完全一致，從而使人機界面直觀、易懂、易操作。本系統的用戶程序核心部分為磅房控制系統和財務系 統，其磅房程序框圖如圖3所示。

4.結語

煤炭工業的發展對生產和管理提出了高產、高 效、自動化和高可靠性的要求，而CAN總線因其具 有突出的實時性、可靠性、靈活性、便于維護、易于擴 充調試和成本較低等特點已成當今工業控制中的熱 點，隨著其技術在國內的不斷發展和推廣，必將在這 一領域中有著愈來愈廣闊的應用前景。