LonWorks 现场总线技术在列车监控系统中的应用.docx

LonWorks现场总线技术在列车监控系统中的应用LonWorks现场总线技术在列车监控系统中的应用制定的（列车网络通讯协议）。后者的内容范围包含了前者，它规定了两种类型的列车通讯网络：T型和L型。T型即TCN网络列车通讯网络，L型为（自由拓扑双绞线信道标准）规定的LonWorks通讯网络。参照上述两大国际标准，并结合国内铁路牵引的实际情况，2002年，我国铁道部也制定了相应的（中华人民共和国铁道行业标准列车通讯网络）。本标准同样规定了两种类型的列车通讯网络：T型和L型。目前，国内列车通讯网络的应用主要集中在L型网络。在铁路系统内采用开放的IEEE标准将可以保证多厂家产品的互操纵性，进而可以帮助促进供给链中每一环节的竞争力，加快技术开展。2.网络控制技术的特点LonWorksLocalOperatingNetworks是美国Echelon公司1991年推出的现场总线技术，它可以很好地解决在控制网络的设计、构成、安装和维护中出现的大量问题。LonWorks网络控制技术的特点：1开放性：网络协议开放，对任何用户同等；2互操纵性：LonWorks通讯协议LonTalk符合ISO国际标准化组织定义的OSI开放互连模型。任何制造商的产品都可以实现互操纵；3通讯媒介：几乎囊括了目前所有可用通讯媒介，包括双绞线、电力线、光纤、同轴电缆、无线电波、红外线等，而且在同一网络中可以有多种通讯媒介；4网络构造：可以是主从式、对等式或者客户/效劳器形式；5网络拓扑：有星形、总线形、环形以及自由形；6通讯速率：可达1.25Mb/s，此时有效通讯间隔为130m。采用双绞线情况下，在78Kb/s速率下直线通讯间隔长达2700m；7LonWorks网络通讯采用面向对象的设计方法：LonWorks网络通讯技术称之为“网络变量，它使网络通讯的设计简化为参数设置，增加了通讯的可靠性；正是由于LonWorks技术完全知足了将来开展对测控系统的要求，目前，它的使用已经普及世界56个国家和地区的工业、楼宇、交通、能源等自动化领域。3LonWorks技术的应用3.1铁道部列车通讯网络标准对L型网络的规定标准中规定“适用于连接一个根本运转单元单个车辆或者车辆的固定组合或者一组根本运转单元内的电子装置，传送时间不太紧迫、时间不要求确定的由事件驱动的消息数据的传送，主要应用于列车监控系统中。由于列车监控系统监控对象组成的相对固定和列车编组的特殊性，标准同时规定了最为常用的网络拓扑构造和网络中的总线关系，如图1所示。网络构造及总线关系3.2列车网络监控系统概述在目前诸多的应用中，列车网络监控系统主要是实现对列车运行中所有车辆设备运行状态的监视，并根据需要对可可控设备进展远端控制操纵。这些车辆设备往往比拟固定，一般包括空调控制器、辅助电源逆变器、烟火报警器、门控器、轴温报警器、防滑器、列车供电控制器等，几乎列车上所有必须的电子设备。系统对这些设备的监视控制变量中，既有模拟量，也有数字量。由于列车的编挂数目往往超过18辆，整个系统的监控对象数目比拟多，网络通讯量也比拟大。另外，由于列车编组情况可能会变动，网络监控系统还必须根据设定器中设定的车号和编组对整个网络进展动态配置，以适应不同的列车编组情况。系统设计中，除了通用节点的设计外，由于目前很多列车设备采用传统微控制技术，还保持原有的RS-232/485串行通讯方式，系统要与这些设备建立通讯，就必须安装协议转换节点。因此，整个系统的设计和实现都比拟复杂。3.3应用现状国外，尤其是美国等西方国家，LonWorks现场总线技术已经在铁路领域得到广泛应用。欧洲国家那么主要采用TCN。国内目前列车监控系统LonWorks现场总线技术的应用也在不断增加。已经投入使用的有用于内燃动车组曙光号、神州号点对点通讯，实现首尾机车的重联控制。在新设计的动车组上，有的用于列车总线多个节点，有的用于车辆总线多个设备。北京高包车那么全部采用LON总线。在目前已经投入运行的系统中，根本上都采用了总线形网络拓扑构造，每一节车厢作为一个独立的监控单元，每一监控单元内根据需求不同所需节点数目也不一样。同一单元内各节点通过车辆总线LON总线相连。通过在每一单元内安装一代理节点来完本钱单元内网络节点的治理，同时也提供本单元同列车总线及其它单元的接口。在司机室或者发电车内有一监控主机，通过LON网卡与列车总线相连，负责数据的显示、存储等工作。操纵员可通过主机触摸屏监视列车运行状况以及各设备状态，并可对车辆设备进展远方操纵控制。整个网络构造如图2所示。除了上述主从方式的的系统，也有的系统采用对等方式，不再设监控主机，而是在每一监控单元内各有一监控终端配置可相对较低，通过监控终端可对其它单元内设备状况进展监视，并可对可控设备进展控制。目前在一些新型车或者改造车上，这种方式已经得到了应用。另外，国产地铁列车监控系统中也开场采用LonWorks现场总线技术。目前，国内投入运营的地铁列车监控系统，根本都是从日本或者欧洲随车进口，本钱很高，假如采用我们自己的系统本钱将会大大降低。监控系统构造示意图4完毕语LonWorks现场总线技术是一项新技术，它突出的优点使得LON总线也成为当前最为流行的现场总线之一。固然国内引入改项技术比拟晚，但也得到了越来越多的应用和开展。在铁路行业，LonWorks现场总线技术被列为铁路网络通讯标准后，其开展必将更迅速，应用也将越来越广泛。这对于铁路列车国产化程度的进步，列车本钱的降低有极为重要的意义。同时，对于LonWorks现场总线技术在其它行业的应用也将是一个促进。