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基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)初探

作者： 時(shí)間：2012-12-10 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò) 收藏
一、引言
本文主要完成了一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)的構(gòu)建充分發(fā)揮了現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)在技術(shù)上具有良好的系統(tǒng)開(kāi)放性的特點(diǎn)，將復(fù)雜的可視化油料保障網(wǎng)路信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，分成了數(shù)個(gè)可由聯(lián)勤分部或與其職能相近的各軍兵種的油料保障部門(mén)可獨(dú)立設(shè)計(jì)完成的分系統(tǒng)的組合。在設(shè)計(jì)中，聯(lián)勤分部或具有聯(lián)勤分部職能的一級(jí)的機(jī)關(guān)可根據(jù)自己所轄單位的油料的儲(chǔ)備狀況、輸轉(zhuǎn)能力、油庫(kù)的地理位置及所配備的野戰(zhàn)運(yùn)油、加油裝備的技術(shù)特點(diǎn)等，只要遵從總部頒發(fā)的相同的總線標(biāo)準(zhǔn)，公開(kāi)一致的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，既可建立起戰(zhàn)役級(jí)的油料保障信息系統(tǒng)，并構(gòu)成部隊(duì)油料保障可視化網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng)的子系統(tǒng)，為可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)的構(gòu)建提供基礎(chǔ)。本文主要對(duì)該戰(zhàn)役級(jí)可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)做了介紹。

二、幾種有影響的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的比較與選擇
現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展迅速，現(xiàn)處于群雄并起、百家爭(zhēng)鳴的階段。目前已開(kāi)發(fā)出有40多種現(xiàn)場(chǎng)總線，如Interbus、Bitbus、DeviceNet、MODbus、Arcnet、P-Net、FIP、ISP等，其中最具影響力的有5種，分別是FF、Profitbus、HART、CAN和LonWorks（性能對(duì)照見(jiàn)表1）

1、FF（Foundation Fieldbus現(xiàn)場(chǎng)基金會(huì)總線）
由美國(guó)儀器協(xié)會(huì)（ISA）1994推出，代表公司有Honeywell和Fisher-Rosemount，主要應(yīng)用于石油化工、連續(xù)工業(yè)過(guò)程控制中的儀表。FF的特色是其通訊協(xié)議在ISO的OSI物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和應(yīng)用層3層之上附加了用戶(hù)層，通過(guò)對(duì)象字典OD（Object Dictionary）和設(shè)備描述語(yǔ)言DDL（Device Description Language）實(shí)現(xiàn)可互操作性。由于開(kāi)發(fā)該技術(shù)的這些公司是該領(lǐng)域的自控設(shè)備的主要提供商，對(duì)底層網(wǎng)絡(luò)的功能



需求了解透徹，也具備足以左右該領(lǐng)域現(xiàn)場(chǎng)自控設(shè)備的發(fā)展方向的能力，因而由它們組成的基金會(huì)所頒布的現(xiàn)場(chǎng)總線規(guī)范具有一定的權(quán)威性。它的傳輸輸率及傳輸方式也基本符合戰(zhàn)場(chǎng)條件下的性能要求，所以在我國(guó)國(guó)內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重滯后的情況下，開(kāi)發(fā)和利用基金會(huì)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)構(gòu)建我軍可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)是比較合理的，但建立基于該總線技術(shù)的系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)成本昂貴，也是該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)發(fā)展在我國(guó)普及緩慢的主要原因之一。

2、Profibus（Process Fieldbus）
德國(guó)西門(mén)子公司1987年推出，主要應(yīng)用于PLC。產(chǎn)品有三類(lèi)：FMS用于主站之間的通訊；DP用于制造行業(yè)從站之間的通訊；PA用于過(guò)程行業(yè)從站之間的通訊。由于Profibus開(kāi)發(fā)生產(chǎn)的現(xiàn)場(chǎng)總線產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)間早至十年前，限于當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)水平，大多建立在IT網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上，隨著應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大和用戶(hù)要求越來(lái)越高，現(xiàn)場(chǎng)總線的 產(chǎn)品只能在原有IT協(xié)議框架上進(jìn)行局部的修改和補(bǔ)充，以致在控制系統(tǒng)內(nèi)增加了很多的轉(zhuǎn)換單元（如各種耦合器），這為該產(chǎn)品今后的進(jìn)一步發(fā)展帶來(lái)了一定的局限性。

3、HART（Highway Addressable Remote Tranducer可尋址遠(yuǎn)程傳感器數(shù)據(jù)通路）
美國(guó)Rosemount公司1989年推出，主要應(yīng)用于智能變送器。HART為一過(guò)渡性標(biāo)準(zhǔn)，它通過(guò)在4-20mA電源信號(hào)線上疊加不同頻率的正弦波（2200HZ表“0”，1200HZ表“1”）來(lái)傳送數(shù)字信號(hào)，從而保證了數(shù)字系統(tǒng)和傳統(tǒng)模擬系統(tǒng)的兼容性，預(yù)計(jì)其生命周期為最近20年。

4、CAN（Controller Area Network控制局域網(wǎng)絡(luò)）
德國(guó)Bosch 6公司1993年推出，應(yīng)用于汽車(chē)監(jiān)控、開(kāi)關(guān)量控制、制造業(yè)等。介質(zhì)訪問(wèn)方式為非破壞性位仲裁方式，適用于實(shí)時(shí)性要求很高的小型網(wǎng)絡(luò)，且開(kāi)發(fā)工具廉價(jià)。Motorala、Intel、Philips 均生產(chǎn)獨(dú)立的CAN芯片和帶有CAN接口的80C51芯片。CAN型總線產(chǎn)品有AB公司的DeviceNet、臺(tái)灣研華的ADAM數(shù)據(jù)采集產(chǎn)品等。該總線技術(shù)的產(chǎn)生是基于最初的對(duì)汽車(chē)的監(jiān)控，后逐漸發(fā)展到工業(yè)測(cè)控領(lǐng)域的，該總線技術(shù)在車(chē)載情況下，在可靠性方面同其他總線技術(shù)相比優(yōu)勢(shì)非常明顯。在野戰(zhàn)運(yùn)加油裝備上開(kāi)發(fā)基于該總線技術(shù)的測(cè)控系統(tǒng)是較為合理的選擇。

5、LonWorks（LON Local Operating System局部操作系統(tǒng)）
美國(guó)Echelon公司1991年推出，主要應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化和電力行業(yè)等。LonTalk的全部7層協(xié)議，介質(zhì)訪問(wèn)方式為P-P CSMA（預(yù)測(cè)P-堅(jiān)持載波監(jiān)聽(tīng)多路復(fù)用），采用網(wǎng)絡(luò)邏輯地址尋址方式，優(yōu)先權(quán)機(jī)制保證了通訊的實(shí)時(shí)性，安全機(jī)制采用證實(shí)方式，因此能構(gòu)建大型網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。Echelon公司推出的Neuron神經(jīng)元芯片實(shí)質(zhì)為網(wǎng)絡(luò)型微控制器，該芯片強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)通訊處理功能配以面向?qū)ο蟮木W(wǎng)絡(luò)通訊方式，大大降低了開(kāi)發(fā)人員在構(gòu)造應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)通訊方面所需花費(fèi)的時(shí)間和費(fèi)用，而可將精力集中在所擅長(zhǎng)的應(yīng)用層進(jìn)行控制策略的編制，因此業(yè)內(nèi)許多專(zhuān)家認(rèn)為L(zhǎng)onWorks總線是一種很有希望的現(xiàn)場(chǎng)總線?；贚onWorks的總線產(chǎn)品有美國(guó)Action公司的lexnetFlexlink等。

三、以現(xiàn)場(chǎng)總線為基礎(chǔ)的可視化戰(zhàn)役級(jí)油料保障網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)
1、可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)的信息系統(tǒng)組成
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的形態(tài)發(fā)生了巨大的變革，以信息技術(shù)為依托的高科技現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)的出現(xiàn)，對(duì)我軍的后勤油料保障系統(tǒng)也構(gòu)成極大的沖擊。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中，發(fā)揮后勤保障系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和全效性，就必須依靠高科技技術(shù)建立一套完整的可視化油料保障信息系統(tǒng)，把后勤指揮中心對(duì)油料保障的決策、管理、計(jì)劃、調(diào)度、過(guò)程優(yōu)化、故障診斷及對(duì)裝備的控制緊密的聯(lián)系在一起，進(jìn)行綜合的信息處理，根據(jù)戰(zhàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，以盡可能低的資源、能量消耗、最短的時(shí)間、最效的保障方式作出油


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