現(xiàn)場總線技術(shù)與軍用工程機(jī)械裝備智能化
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CAN總線組網(wǎng)的智能信息化裝備系統(tǒng)有兩層網(wǎng)絡(luò)：傳感器層和計(jì)算機(jī)層。傳感器層CAN網(wǎng)絡(luò)主要是給控制器提供裝備系統(tǒng)的壓力、溫度、進(jìn)氣量、位移等參數(shù)，控制器接收到相應(yīng)的傳感器數(shù)據(jù)后進(jìn)行運(yùn)算處理或送交上一級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理，控制運(yùn)算完成后嵌入式控制器根據(jù)控制要求發(fā)出控制信號(hào)控制相應(yīng)的執(zhí)行元件實(shí)現(xiàn)機(jī)械、液壓系統(tǒng)的控制?？刂茖覥AN網(wǎng)絡(luò)一部分用途是給計(jì)算機(jī)層提供控制模型所需的參數(shù)或直接將底層傳感器數(shù)據(jù)傳送，以便計(jì)算機(jī)及時(shí)地完成控制模型的運(yùn)算和控制參數(shù)的輸出?？刂茖覥AN網(wǎng)絡(luò)還用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對裝備系統(tǒng)的過程監(jiān)控、故障診斷?？刂茖覥AN網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了裝備系統(tǒng)內(nèi)部的計(jì)算機(jī)間的通訊，與嵌入式通訊計(jì)算機(jī)一起實(shí)現(xiàn)了軍用工程機(jī)械裝備系統(tǒng)與外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通訊，外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以取得傳感器層、控制器層、計(jì)算機(jī)層三層的數(shù)據(jù)，極大地方便了外部系統(tǒng)不同層次的開發(fā)與應(yīng)用。
CAN總線組網(wǎng)的智能信息化裝備系統(tǒng)分為5個(gè)部分：傳動(dòng)控制系統(tǒng)、動(dòng)力控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)、電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)。各部分完成的功能和工作原理如下：
（1）傳動(dòng)控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)完成發(fā)動(dòng)機(jī)輸出動(dòng)力傳送過程中動(dòng)力的分配、調(diào)節(jié)與控制。傳動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載的變化精確地控制動(dòng)力的傳動(dòng)比，以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能。同時(shí)通過對懸架系統(tǒng)、剎車系統(tǒng)的控制，進(jìn)一步改善裝備系統(tǒng)的行駛特性。傳動(dòng)控制系統(tǒng)由三個(gè)子控制系統(tǒng)組成：變速差速控制系統(tǒng)、懸架控制系統(tǒng)、ABS防抱死系統(tǒng)。
（2）動(dòng)力控制系統(tǒng)主要作用于發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，通過對發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火正時(shí)、燃油噴射及空燃比等參數(shù)的精確控制與調(diào)節(jié)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳的狀態(tài)，以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得良好的動(dòng)力性和燃油利用率。同時(shí)動(dòng)力控制系統(tǒng)根據(jù)外界負(fù)載的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出動(dòng)力，使裝備系統(tǒng)的動(dòng)力得到最佳利用，顯著提高系統(tǒng)動(dòng)力利用率。動(dòng)力控制系統(tǒng)由電子點(diǎn)火控制系統(tǒng)、電子燃油噴射控制系統(tǒng)和電子功率優(yōu)化控制系統(tǒng)組成。
（3）由于工程裝備系統(tǒng)的電子控制設(shè)備的增加，需要一臺(tái)獨(dú)立的嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來操縱這些設(shè)備，車身控制系統(tǒng)完成了裝備系統(tǒng)所有電氣系統(tǒng)的管理與控制。車身控制系統(tǒng)由電氣控制系統(tǒng)、行駛管理信息系統(tǒng)、綜合電子儀表系統(tǒng)組成。
（4）電子監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)由嵌入式電子監(jiān)控器、嵌入故障診斷掃描儀。系統(tǒng)通過對裝備使用過程中重要參數(shù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)視、故障碼的實(shí)時(shí)接收、全電子設(shè)備的掃描、故障設(shè)備的數(shù)字波形分析實(shí)現(xiàn)裝備系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)控與故障診斷。嵌入式電子監(jiān)控與故障診斷計(jì)算機(jī)利用嵌入式控制器取得的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)自帶的監(jiān)控與分析軟件實(shí)現(xiàn)對復(fù)雜故障的識(shí)別和定位，并通過CAN將維修方法在綜合電子儀表盤上的LCD上顯示。
（5）裝備系統(tǒng)與外部的通訊必須通過通訊接口實(shí)現(xiàn)，以滿足不同外設(shè)對通訊協(xié)議要求。嵌入式通訊計(jì)算機(jī)已經(jīng)在內(nèi)部集成了Modem、以太網(wǎng)網(wǎng)卡，同時(shí)還提供了直接掛接數(shù)傳電臺(tái)、無線Modem等設(shè)備的通訊接口，系統(tǒng)提供了兩種外部總線接口RS-485、CAN總線接口。
3 結(jié)束語
智能化、信息化是軍用工程機(jī)械裝備的發(fā)展方向，將先進(jìn)的現(xiàn)場總線技術(shù)應(yīng)用到軍用工程機(jī)械裝備中必將使得裝備的智能化、信息化更容易實(shí)現(xiàn)。本文提出的系統(tǒng)方案集中了我軍近年來軍用工程機(jī)械裝備的最新研究成果，系統(tǒng)的總線架構(gòu)和部分嵌入式計(jì)算機(jī)、相關(guān)控制器以及傳感器在我部研制的某型火箭布雷車遠(yuǎn)程支援系統(tǒng)、某型野戰(zhàn)多用途工程車電控系統(tǒng)等項(xiàng)目中已得到運(yùn)用。
參考文獻(xiàn)
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