現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)在裝備監控系統中的應用

　　裝備作為軍隊戰斗力的重要體現和物質(zhì)載體，廣泛應用于作戰行動(dòng)和其他相關(guān)軍事活動(dòng)中，數量多，型號繁雜。正是由于裝備自身的這一特性決定了裝備保障中的安全工作，尤其是監控系統正常有效運行的重要性?？梢哉f(shuō)，近年來(lái)的多次事故，包括前段時(shí)間的“吉化事件”等，都給我們的裝備工作敲響了安全隱患的警鐘。因此，我軍裝備系統的可靠運行，安全監控體系是頭等大事。

1、裝備監控系統概述

　　裝備監控系統是對裝備運行機械進(jìn)行監測與控制設備的總稱(chēng)，包括主機監控、輔機監控、電站監控等特殊設備的監測與控制。

　　以微計算機（含單片機）為核心的監測控制系統，起步是在70年代，經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展，技術(shù)上已比較成熟，應用范圍也非常廣泛。它有許多優(yōu)點(diǎn)，如集成度大大提高，功耗低，智能化、自動(dòng)化程度高。但也有其缺點(diǎn):品種多，標準化程度低，如陸軍主戰裝備用計算機監控系統就有幾十種不同型號的裝備，互換性差。再加之設計、制造、管理使用等種種原因，造成這類(lèi)系統可靠性、維修性方面還存在一些問(wèn)題。

　　90年代國際上裝備監控系統迅速發(fā)展了一種以現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)為核心的全數字全網(wǎng)絡(luò )化監控系統，該技術(shù)是一種高可靠的通用工業(yè)監控技術(shù)，它是計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)與嵌入式電子技術(shù)的有效結合，具有過(guò)去系統無(wú)法相比的優(yōu)越性，既簡(jiǎn)單、可靠，功能又十分強大，是今后相當一段時(shí)期工業(yè)監控領(lǐng)域的主要發(fā)展潮流。

2、基于現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的全數字全網(wǎng)絡(luò )化裝備監控系統

　　隨著(zhù)計算機技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域應用范圍的日益拓展，以及分布式控制產(chǎn)品標準化的要求和趨勢，使近幾年現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)得以迅速發(fā)展，它較完整地實(shí)現了控制技術(shù)，計算機技術(shù)與通信技術(shù)的集成，其特點(diǎn)是可靠性高，性能穩定，抗干擾能力強，維護及系統擴充成本低。用現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)組成的系統性能價(jià)格比高，已在歐美各國得到了較廣泛的應用。幾種主流現場(chǎng)總線(xiàn)標準如PROFIBUS，FF，CAN等已成為一些國家或洲際標準，世界上許多主要的PLC及智能儀表制造商，都推出了支持某種主流現場(chǎng)總線(xiàn)標準的產(chǎn)品。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)核心的技術(shù)有兩點(diǎn):

　?。?）一個(gè)監控系統中，系統與系統、部件與部件之間只有4條線(xiàn)聯(lián)接，其中2條作供電電源，2條用于傳遞信息，信息傳遞采用串行編碼方式。

　?。?）整個(gè)系統中信息全部為數字量。

　　由于上述2種核心技術(shù)，以及現代完善的集成電路制造工藝，使得系統具有極高的可靠性和非常簡(jiǎn)單的系統結構。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)技術(shù)的應用系統中，從控制站到對象，無(wú)論有多少信息，無(wú)論多么復雜，無(wú)論是單一對象（如只控制一臺電機）或是多個(gè)對象（如電站4臺發(fā)電機組的監測與控制），控制站與被監控對象之間只有4條線(xiàn)相聯(lián)，只需在每個(gè)對象旁設置一塊CAN總線(xiàn)電路板，控制站便能對被控對象進(jìn)行監測與控制。對于不同的對象，CAN總線(xiàn)的線(xiàn)路板、執行部件以及監控軟件有所不同。

　　整個(gè)系統中，全部信息為數字量傳送，傳感器也可采用數字化傳感器，數字量在處理傳遞過(guò)程中，不會(huì )漂移，不出現誤差，絕對保證系統的精度與性能。

　　一個(gè)控制系統中，有大量完全不一樣的信息內容，比如:溫度、壓力、轉速、主機啟動(dòng)、主機進(jìn)倒車(chē)等，它們均通過(guò)CAN總線(xiàn)的接口板將這些信息編碼后送上CAN總線(xiàn)，或是從CAN總線(xiàn)的接口板接收下來(lái)，再譯碼后進(jìn)行相應的處理。

　　現場(chǎng)總線(xiàn)CAN技術(shù)又稱(chēng)全分散化全數字化技術(shù)，是90年代國際上蓬勃發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，是下個(gè)世紀工業(yè)控制、工業(yè)自動(dòng)化在各個(gè)領(lǐng)域內廣泛應用的技術(shù)。實(shí)質(zhì)上現場(chǎng)總線(xiàn)是現場(chǎng)控制對象（儀表、機械等）與控制站之間的一種全分散、全數字、智能雙向、多變量、多點(diǎn)多站的網(wǎng)絡(luò )通信系統。其特點(diǎn):

　?。?）可靠性高、結構簡(jiǎn)單。從CAN總結構上看，系統的所有傳感器、執行器、顯示器、計算機均智能化、數字化、模塊化，并全部掛在一條四芯線(xiàn)上（二芯用于傳遞編碼信息，二芯用于給CAN總線(xiàn)上的全部部件供電），無(wú)其他任何聯(lián)線(xiàn)，各模塊獨立工作。

　　CAN總線(xiàn)上使用的數字化芯片，其集成度非常高，功率極低，如12PA6主機遙控系統采用CAN技術(shù)后，其功耗只有十幾瓦。采用CAN總線(xiàn)技術(shù)的線(xiàn)路板，比過(guò)去并行式系統的電路板數量下降了一個(gè)數量級，如某電站監測系統過(guò)去采用一套計算機集中并行采集系統，監測4臺發(fā)電機組共有電路板38塊，后部隊院校用CAN技術(shù)進(jìn)行改裝后，4臺發(fā)電機組一共只有5塊電路板。

　　CAN總線(xiàn)技術(shù)采用全數字化技術(shù)，在壽命周期內具有精度不變的良好性能，大大減少了系統的調試工作量與裝備維護工作量。CAN總線(xiàn)在系統布置上，可采用雙層環(huán)形布線(xiàn)，任意兩處中斷不會(huì )影響系統的工作，同時(shí)采用光電隔離，不怕網(wǎng)絡(luò )電纜短路。