LonWorks在列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )上的應用

LonWorks在列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )上的應用

可以用作列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )的還有現場(chǎng)總線(xiàn)的產(chǎn)品?，F場(chǎng)總線(xiàn)是當今自動(dòng)化領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)之一，被譽(yù)為自動(dòng)化領(lǐng)域的計算機局域網(wǎng)。五十年代檢測控制儀表處于發(fā)展的初級階段，信號僅在本儀表內起作用。后來(lái)出現了氣動(dòng)、電動(dòng)系列的單元組合式儀表，出現了集中控制室。后來(lái)人們尋求用數字信號取代模擬信號，出現了直接數字控制。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，出現了數字調節器、可編程控制器（PLC）以及有多個(gè)計算機構成的集中、分散相結合的集散控制系統，也就是今天被許多企業(yè)采用的DCS系統。由于在DCS系統形成的過(guò)程中，受計算機系統早期存在的系統封閉這一缺陷的影響，各廠(chǎng)家的產(chǎn)品自成體系，彼此不能互連，難以實(shí)現互操作，組成更大范圍信息共享的網(wǎng)絡(luò )系統存在很多困難。

新型現場(chǎng)總線(xiàn)控制系統突破了DCS系統中通信由專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )的封閉系統帶來(lái)的缺陷，把基于封閉、專(zhuān)用的解決方案變成基于公開(kāi)化、標準化的解決方案，即可以把來(lái)自不同廠(chǎng)商而遵守同一協(xié)議的自動(dòng)化設備，通過(guò)現場(chǎng)總線(xiàn)連成系統，實(shí)現綜合自動(dòng)化的各種功能；同時(shí)把DCS集中與分散相結合的集散系統結構，變成全分布式機構，把控制功能下放到現場(chǎng)，依靠現場(chǎng)智能設備實(shí)現基本控制功能。
PROFIBUS、基金會(huì )現場(chǎng)總線(xiàn)（FF）、CAN和LonWorks是目前幾種有影響的現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)

LonWorks是美國Echelon公司開(kāi)發(fā)的工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)，與其它工業(yè)現場(chǎng)總線(xiàn)相比，它的溫度范圍寬，其網(wǎng)絡(luò )芯片即神經(jīng)元協(xié)議控制器和總線(xiàn)收發(fā)器的工作溫度為-40℃～85℃；支持雙絞線(xiàn)、電力線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)電、紅外線(xiàn)、光纖等多種介質(zhì)和支持總線(xiàn)型、環(huán)型、自由拓撲型多種拓撲；傳輸信號采用差分曼徹斯特編碼；是現有各種現場(chǎng)總線(xiàn)中唯一提供了OSI參考模型中所定義的全部7層服務(wù)的網(wǎng)絡(luò )，它有配套的節點(diǎn)、路由器或網(wǎng)關(guān)開(kāi)發(fā)、網(wǎng)絡(luò )調試、安裝設備，可以在較高層次上實(shí)施網(wǎng)絡(luò )工程。

LonWorks用在鐵道車(chē)輛上已有先例；今年7月19日，LonWorks互操作協(xié)會(huì )運輸任務(wù)組開(kāi)會(huì )討論了鐵路運輸業(yè)的第一個(gè)LonMark功能框架（LonMarkFunctionalProfile）草案。

九十年代初在美國出現的LonWorks工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò )，這些年來(lái)迅速在各個(gè)領(lǐng)域推廣普及開(kāi)來(lái)，鐵路運輸領(lǐng)域也不例外。加拿大Bombardier和日本川崎等公司已將LonWorks用作列車(chē)通信網(wǎng)絡(luò )，用在他們生產(chǎn)的地鐵車(chē)輛上。

今年IEEE制定的列車(chē)通信標準IEEE1473-1999包含了TCN和LonWorks，即1473-T(TCN)和1473-L(LonWorks)，而且有些公司已在生產(chǎn)連接這兩個(gè)協(xié)議的網(wǎng)關(guān)。我國列車(chē)總線(xiàn)采用LonWorks現場(chǎng)總線(xiàn)的方案，首先在昆明—石林車(chē)組上進(jìn)行三點(diǎn)的通信試驗，現已成功地用于新曙光號二動(dòng)九拖的內燃動(dòng)車(chē)組上。列車(chē)總線(xiàn)為雙絞屏蔽線(xiàn)，通信速率78Kbit/s。雙層全空調新曙光號快速列車(chē)可載客1140人，首尾兩節都是動(dòng)車(chē)，中間9節為拖車(chē)，藍白相間的車(chē)身分為兩層。它的時(shí)速超過(guò)199公里?，F在每天在上海、南京、杭州間運行。

鑒于時(shí)間倉促，LonWorks電路板還來(lái)不及做各種試驗，雖然目前在新曙光號快速列車(chē)的使用尚未出現問(wèn)題。另外，當列車(chē)上網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)再多時(shí)，LonWorks通信的實(shí)時(shí)性問(wèn)題尚待研究；列車(chē)的重組也有待試驗。

新曙光號2動(dòng)9拖內燃動(dòng)車(chē)組。從1999年10月開(kāi)始使用LonWorks技術(shù)，已無(wú)故障運行40余萬(wàn)公里。

總之，LonWorks在新曙光號快速列車(chē)的成功應用，是LonWorks技術(shù)在我國鐵路領(lǐng)域的首次嘗試。要發(fā)揮LonWorks技術(shù)的長(cháng)處，還有很多工作要做。希望在今后的工作中，能同各位同人共磋技藝，并得到Echelon公司和威通公司進(jìn)一步的支持。