基于現(xiàn)場總線技術(shù)的可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)初探
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本文主要完成了一種基于現(xiàn)場總線技術(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。該系統(tǒng)的構(gòu)建充分發(fā)揮了現(xiàn)場總線系統(tǒng)在技術(shù)上具有良好的系統(tǒng)開放性的特點(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，分成了數(shù)個可由聯(lián)勤分部或與其職能相近的各軍兵種的油料保障部門可獨(dú)立設(shè)計完成的分系統(tǒng)的組合。在設(shè)計中，聯(lián)勤分部或具有聯(lián)勤分部職能的一級的機(jī)關(guān)可根據(jù)自己所轄單位的油料的儲備狀況、輸轉(zhuǎn)能力、油庫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)，公開一致的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，既可建立起戰(zhàn)役級的油料保障信息系統(tǒng)，并構(gòu)成部隊油料保障可視化網(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)。本文主要對該戰(zhàn)役級可視化油料保障網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)做了介紹。
二、幾種有影響的現(xiàn)場總線技術(shù)的比較與選擇
現(xiàn)場總線發(fā)展迅速，現(xiàn)處于群雄并起、百家爭鳴的階段。目前已開發(fā)出有40多種現(xiàn)場總線，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（性能對照見表1）
1、FF（Foundation Fieldbus現(xiàn)場基金會總線）
由美國儀器協(xié)會（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層之上附加了用戶層，通過對象字典OD（Object Dictionary）和設(shè)備描述語言DDL（Device Description Language）實現(xiàn)可互操作性。由于開發(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所頒布的現(xiàn)場總線規(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)場條件下的性能要求，所以在我國國內(nèi)現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展嚴(yán)重滯后的情況下，開發(fā)和利用基金會現(xiàn)場總線技術(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)，開發(fā)成本昂貴，也是該系統(tǒng)的開發(fā)發(fā)展在我國普及緩慢的主要原因之一。
2、Profibus（Process Fieldbus）
德國西門子公司1987年推出，主要應(yīng)用于PLC。產(chǎn)品有三類：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用于過程行業(yè)從站之間的通訊。由于Profibus開發(fā)生產(chǎn)的現(xiàn)場總線產(chǎn)品開發(fā)時間早至十年前，限于當(dāng)時計算機(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)大和用戶要求越來越高，現(xiàn)場總線的 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Rosemount公司1989年推出，主要應(yīng)用于智能變送器。HART為一過渡性標(biāo)準(zhǔn)，它通過在4-20mA電源信號線上疊加不同頻率的正弦波（2200HZ表“0”，1200HZ表“1”）來傳送數(shù)字信號，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Bosch 6公司1993年推出，應(yīng)用于汽車監(jiān)控、開關(guān)量控制、制造業(yè)等。介質(zhì)訪問方式為非破壞性位仲裁方式，適用于實時性要求很高的小型網(wǎng)絡(luò)，且開發(fā)工具廉價。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)生是基于最初的對汽車的監(jiān)控，后逐漸發(fā)展到工業(yè)測控領(lǐng)域的，該總線技術(shù)在車載情況下，在可靠性方面同其他總線技術(shù)相比優(yōu)勢非常明顯。在野戰(zhàn)運(yùn)加油裝備上開發(fā)基于該總線技術(shù)的測控系統(tǒng)是較為合理的選擇。
5、LonWorks（LON Local Operating System局部操作系統(tǒng)）
美國Echelon公司1991年推出，主要應(yīng)用于樓宇自動化、工業(yè)自動化和電力行業(yè)等。LonTalk的全部7層協(xié)議，介質(zhì)訪問方式為P-P CSMA（預(yù)測P-堅持載波監(jiān)聽多路復(fù)用），采用網(wǎng)絡(luò)邏輯地址尋址方式，優(yōu)先權(quán)機(jī)制保證了通訊的實時性，安全機(jī)制采用證實方式，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)的時間和費(fèi)用，而可將精力集中在所擅長的應(yīng)用層進(jìn)行控制策略的編制，因此業(yè)內(nèi)許多專家認(rèn)為LonWorks總線是一種很有希望的現(xiàn)場總線?；贚onWorks的總線產(chǎn)品有美國Action公司的lexnetFlexlink等。
三、以現(xiàn)場總線為基礎(chǔ)的可視化戰(zhàn)役級油料保障網(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)爭的出現(xiàn)，對我軍的后勤油料保障系統(tǒng)也構(gòu)成極大的沖擊。在未來戰(zhàn)爭中，發(fā)揮后勤保障系統(tǒng)的實時性和全效性，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)，把后勤指揮中心對油料保障的決策、管理、計劃、調(diào)度、過程優(yōu)化、故障診斷及對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)場的實時動態(tài)，以盡可能低的資源、能量消耗、最短的時間、最效的保障方式作出油
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