工业控制网络的应用概要.ppt

城控1403 第六组 吕西康 1430156 主要内容 城轨交通中的应用 列车控制网络 城轨交通中所处的位置 相关现场设备 连接方式 工业控制总线技术被广泛应用于先进的城轨交通中。它不仅被应用于牵引、制动、空调、照明、通风等系统的控制，还用于牵引、制动、空调、车门等系统的故障诊断分析以及与车辆行车安全相关的一些监测设备如供电电压、电流监测、火灾报警等。车载通讯网络系统通过无线网络与中央控制室通讯，还可以将车辆的控制系统工作状态和运行情况及时传输给中央控制室，进行远程监控。列车控制网络主要实现对列车关键设备运行状态的监视，并根据需要对设备进行远程控制。 列车控制网络集列车运行控制、机车车辆控制、状态监测、故障检测与诊断以及旅客信息服务于一体，以车载微机为主要技术手段，通过控制网络实现列车各个系统之间的信息交换，最终达到对车载设备的集散式监视、控制和管理的目的，实现列车控制系统的智能化、网络化与信息化。列车控制网络是应用于列车环境下的特殊计算机网络，作为通用的现场总线均可以在列车控制网络中得到合适的应用。列车运行的状态信息通过现场总线这个载体进行交换与传输，从而实现对整个列车的控制，保障列车有效而安全地高速运行。 二.列车控制网络 列车控制网络通过对列车运行和车载设备的相关信息集中管理，从而将整个列车连成一个整体。 1.列车控制网络实现以下主要控制功能： （1）实现各动力车的重联控制，能够由一个司机室操纵全列车的动车，实现全列车（包括动力车和拖车)所有由计算机控制的部件联网通信和资源共享。 （2）实现全列车的制动控制、门控制、轴温监测和空调等控制。 （3）完成全列车自检及故障诊断决策。 2.列车控制网络的技术特点主要有3点。 (1) 开放式控制系统列车控制网络是一个开放式系统，系统的体系结构遵循ISO7498标准规定的OSI/RM，方便不同生产厂家的设备互连。 (2) 分层控制系统列车控制网络通常采用分层结构。列车总线和车辆总线是2个独立的通信子网，可采用不同的网络和协议，通过1个列车总线节点互连，在应用层的不同总线之间通信时，由此节点充当网关。 (3) 实时控制系统列车控制网络以实时方式控制整个列车。其网络传输具有短距离、低传输率和实时性强的特点。 1.CAN总线 控制器局域网CAN（ControllerAreaNetwork)是由德国Bosch公司在20世纪80年代末，为解决现代汽车中众多的控制与测试仪器之间的数据交换而开发的一种串行数据通讯协议。1993年，CAN已成为国际标准ISO11898（高速应用)、ISO11519（低速应用)，是目前国际上应用最广泛的现场总线之一。 1.1 技术特点 CAN是一种基于载波侦听多路访问/冲突检测（CS-MA/CD)机制的多主方式的串行通信总线。它的MAC（媒体访问控制）是通过非破坏性按位仲裁技术实现的。CAN通信协议主要描述设备之间的信息传递方式，其定义与开放式系统互连模型（OSI)一致。CAN的通信介质一般为双绞线。CAN协议采用短帧结构，这将有利于系统的实时性。另一个特点是废除了传统的站地址编码，而代之以标识符（Identifier）对信息进行优先权分级。任何节点均可向全网络广播发送数据，其他节点则根据所接收到的标识来决定是否处理所接收到的信息。总之，由于CAN采用了许多新技术及独特的设计，可为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供强有力的技术支持。 1.2 CAN总线应用 结合CAN总线可靠性、实时性强的特点和列车通信特定的环境，在列车（包括地铁列车、城市轻轨列车、磁悬浮列车)上，CAN总线基本上有2种应用：一是用于列车通信网络的车辆总线和列车总线；二是用于列车车载监控系统。近年来，CAN总线协议在轻轨、地铁、货车等轨道车辆以及车门、空调、倾摆、制动、牵引以及旅客信息等控制子系统中也获得了广泛应用。 采用基于CAN 总线的通信网络替代原系统的RS485网络。利用CAN控制器的消息对象机制实现CAN总线网络中的CAN 端口节点与各个列显CAN 节点的通信，设计并实现了CAN 网络通信程序及通信出错的检查与恢复方法。实际的数据传输测试表明，CAN总线通信网络完全满足地铁隧道显示系统对数据传输的设计要求，并大大提高了整个。地铁隧道显示系统数据传输的可靠性和实时性 2. PROFIBUS—DP在微机联锁系统中的应用 从图可以看出．各个本地工作站和控制中心通过通用的PROFIBUS现场总线进行相互的连接。而联锁则通过具有故障安全结构的PROFIBUS现场总线进行数据传输。由于采用了现场总线，整个系统结构高度分散，构造了网络集成式全分布控制系统，不仅提高了可靠性还简化了系统结构，使得安装工作量也大大减小。现场设备