現(xiàn)場總線技術(shù)在裝備監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

　　裝備作為軍隊戰(zhàn)斗力的重要體現(xiàn)和物質(zhì)載體，廣泛應用于作戰(zhàn)行動和其他相關(guān)軍事活動中，數(shù)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(jiān)控系統(tǒng)正常有效運行的重要性?？梢哉f，近年來的多次事故，包括前段時間的“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(tǒng)的可靠運行，安全監(jiān)控體系是頭等大事。

1、裝備監(jiān)控系統(tǒng)概述

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

　　以微計算機（含單片機）為核心的監(jiān)測控制系統(tǒng)，起步是在70年代，經(jīng)過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，如集成度大大提高，功耗低，智能化、自動化程度高。但也有其缺點:品種多，標準化程度低，如陸軍主戰(zhàn)裝備用計算機監(jiān)控系統(tǒng)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，造成這類系統(tǒng)可靠性、維修性方面還存在一些問題。

　　90年代國際上裝備監(jiān)控系統(tǒng)迅速發(fā)展了一種以現(xiàn)場總線技術(shù)為核心的全數(shù)字全網(wǎng)絡化監(jiān)控系統(tǒng)，該技術(shù)是一種高可靠的通用工業(yè)監(jiān)控技術(shù)，它是計算機網(wǎng)絡技術(shù)與嵌入式電子技術(shù)的有效結(jié)合，具有過去系統(tǒng)無法相比的優(yōu)越性，既簡單、可靠，功能又十分強大，是今后相當一段時期工業(yè)監(jiān)控領域的主要發(fā)展潮流。

2、基于現(xiàn)場總線技術(shù)的全數(shù)字全網(wǎng)絡化裝備監(jiān)控系統(tǒng)

　　隨著計算機技術(shù)在工業(yè)控制領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(xiàn)場總線技術(shù)得以迅速發(fā)展，它較完整地實現(xiàn)了控制技術(shù)，計算機技術(shù)與通信技術(shù)的集成，其特點是可靠性高，性能穩(wěn)定，抗干擾能力強，維護及系統(tǒng)擴充成本低。用現(xiàn)場總線技術(shù)組成的系統(tǒng)性能價格比高，已在歐美各國得到了較廣泛的應用。幾種主流現(xiàn)場總線標準如PROFIBUS，F(xiàn)F，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(xiàn)場總線標準的產(chǎn)品。

　　現(xiàn)場總線技術(shù)核心的技術(shù)有兩點:

　?。?）一個監(jiān)控系統(tǒng)中，系統(tǒng)與系統(tǒng)、部件與部件之間只有4條線聯(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。

　?。?）整個系統(tǒng)中信息全部為數(shù)字量。

　　由于上述2種核心技術(shù)，以及現(xiàn)代完善的集成電路制造工藝，使得系統(tǒng)具有極高的可靠性和非常簡單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

　　現(xiàn)場總線技術(shù)的應用系統(tǒng)中，從控制站到對象，無論有多少信息，無論多么復雜，無論是單一對象（如只控制一臺電機）或是多個對象（如電站4臺發(fā)電機組的監(jiān)測與控制），控制站與被監(jiān)控對象之間只有4條線相聯(lián)，只需在每個對象旁設置一塊CAN總線電路板，控制站便能對被控對象進行監(jiān)測與控制。對于不同的對象，CAN總線的線路板、執(zhí)行部件以及監(jiān)控軟件有所不同。

　　整個系統(tǒng)中，全部信息為數(shù)字量傳送，傳感器也可采用數(shù)字化傳感器，數(shù)字量在處理傳遞過程中，不會漂移，不出現(xiàn)誤差，絕對保證系統(tǒng)的精度與性能。

　　一個控制系統(tǒng)中，有大量完全不一樣的信息內(nèi)容，比如:溫度、壓力、轉(zhuǎn)速、主機啟動、主機進倒車等，它們均通過CAN總線的接口板將這些信息編碼后送上CAN總線，或是從CAN總線的接口板接收下來，再譯碼后進行相應的處理。

　　現(xiàn)場總線CAN技術(shù)又稱全分散化全數(shù)字化技術(shù)，是90年代國際上蓬勃發(fā)展起來的新技術(shù)，是下個世紀工業(yè)控制、工業(yè)自動化在各個領域內(nèi)廣泛應用的技術(shù)。實質(zhì)上現(xiàn)場總線是現(xiàn)場控制對象（儀表、機械等）與控制站之間的一種全分散、全數(shù)字、智能雙向、多變量、多點多站的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)。其特點:

　?。?）可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單。從CAN總結(jié)構(gòu)上看，系統(tǒng)的所有傳感器、執(zhí)行器、顯示器、計算機均智能化、數(shù)字化、模塊化，并全部掛在一條四芯線上（二芯用于傳遞編碼信息，二芯用于給CAN總線上的全部部件供電），無其他任何聯(lián)線，各模塊獨立工作。

　　CAN總線上使用的數(shù)字化芯片，其集成度非常高，功率極低，如12PA6主機遙控系統(tǒng)采用CAN技術(shù)后，其功耗只有十幾瓦。采用CAN總線技術(shù)的線路板，比過去并行式系統(tǒng)的電路板數(shù)量下降了一個數(shù)量級，如某電站監(jiān)測系統(tǒng)過去采用一套計算機集中并行采集系統(tǒng)，監(jiān)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)進行改裝后，4臺發(fā)電機組一共只有5塊電路板。

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