提升实时性和可靠性的液压支架电液控制系统的以太网与CAN总线设计

本文主要探讨了在现代综采工作面液压支架电液控制系统中存在的实时性差和可靠性低的问题，并提出了一种创新的解决方案——基于以太网和CAN总线的混合控制架构。这项研究由汪佳彪、王忠宾、张霖等人进行，发表在《煤炭学报》上，2016年第41卷第6期。 首先，作者针对远程监控的需求，分析了液压支架的工作特性，采用改进的时分复用（TDMA）算法与TCP/IP通讯协议，理论计算得出在以太网上发送一次全部传感器数据所需的时间仅为260毫秒，从而确保了远程监控的实时性。这表明通过优化网络通信机制，可以显著提高系统的响应速度，满足实时数据交换的需要。 其次，对于液压支架的邻架控制，研究者采用了动态优先级提升算法的CAN通讯协议，目的是减少总线碰撞带来的系统延迟，提高数据传输的准确性和效率。CAN总线以其低延迟、高可靠性等特点，对于需要快速响应的设备间通信尤为适用。 此外，文章强调了系统的冗余通信设计，即以太网与CAN总线的并行使用，旨在提高系统的通信可靠性。这意味着即使其中一种通信方式出现故障，另一套备用通信路径可以立即接管，确保关键信息的不间断传输，增强了系统的稳定性。 最后，实验验证了液压支架控制器的通讯功能及两种通信方式的互换性，证实了新系统在实时性和可靠性方面的优势。这种基于以太网和CAN总线的混合方案，为提升综采工作面液压支架电液控制系统的性能提供了有效的途径。 这项研究对提升煤矿综采液压支架电液控制系统的通信效率、可靠性和实时性具有重要意义，对于提高煤炭开采过程中的自动化水平和安全性具有积极的推动作用。同时，也为其他工业领域的实时控制系统的优化设计提供了有价值的参考。