畢業(yè)設(shè)計(jì)--城軌車輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除

1、<p>　　2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p>　　課題名稱：城軌車輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除</p><p>　　專 業(yè) 系 軌 道 交 通 系 </p><p>　　班 級 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p>

2、;<p>　　指導(dǎo)老師 </p><p>　　完成日期 2013年 12 月 </p><p>　　2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書</p><p><b>　　一、 課題名稱：</b></p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)分析及故障排除<

3、;/p><p><b>　　二、 指導(dǎo)老師：</b></p><p>　　三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：</p><p><b>　　1、課題概述:</b></p><p>　　隨著牽引動(dòng)力的交流化和運(yùn)行速度的提高，列車上采用微機(jī)實(shí)現(xiàn)智能化控制的部件或裝置也越來越多，各微機(jī)系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和信息交換顯得越來越重要。

4、另外，為提高列車的舒適度，各種輔助裝置的控制和服務(wù)裝置的控制都必須納入到這個(gè)微機(jī)控制系統(tǒng)中來。因此，列車控制也由單臺機(jī)車的牽引傳動(dòng)控制逐漸向網(wǎng)絡(luò)控制方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)已經(jīng)成為核心技術(shù)之一。</p><p>　　本課題基于TCN、ARCNET等常見列車通信網(wǎng)絡(luò)，分析其通信原理和通信特點(diǎn)，著重分析高速動(dòng)車、大功率交傳機(jī)車、城軌車輛等多類列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制功能、硬件組成及工作原理，指出網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中常

5、見的故障現(xiàn)象，闡述其故障應(yīng)急處理方法。</p><p>　　2、設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求：</p><p><b>　　（1）設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　本課題下設(shè)3個(gè)子課題：</p><p>　　CRH動(dòng)車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除</p><p>　　HXD交傳機(jī)車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障

6、排除</p><p>　　城軌車輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的分析及故障排除</p><p>　　每個(gè)子課題設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容可包括：</p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展歷史及現(xiàn)狀分析</p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)及其與傳統(tǒng)機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別</p><p>　　常見的列車網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)</p>

7、<p>　　以某個(gè)車型為例，從結(jié)構(gòu)、原理、可靠性、實(shí)時(shí)性等方面詳細(xì)分析該車型的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)</p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)常見故障的判斷分析與處理</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p><b>　?。?）要求</b></p><p>　　通過檢索文獻(xiàn)或其他方式

8、，深入了解設(shè)計(jì)內(nèi)容所需要的各種信息；</p><p>　　能夠靈活運(yùn)用《電力電子技術(shù)》、《計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)》、《機(jī)車總體》、《列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)》等基礎(chǔ)和專業(yè)課程的知識來分析城軌列車、大功率機(jī)車及高速動(dòng)車組上的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。</p><p>　　要求學(xué)生有一定的電子電路，軌道交通專業(yè)基礎(chǔ)。</p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)參考書</b><

9、/p><p>　　《列車網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)原理與應(yīng)用》</p><p>　　《動(dòng)車組網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)》</p><p>　　《CRH2型動(dòng)車組》、《CRH5型動(dòng)車組》</p><p>　　《HXD大功率機(jī)車》</p><p><b>　　五、設(shè)計(jì)說明書內(nèi)容</b></p><p><

10、;b>　　封面</b></p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　內(nèi)容摘要(200-400字左右，中英文)</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　正文（設(shè)計(jì)方案比較與選擇，設(shè)計(jì)方案原理、分析、論證，設(shè)計(jì)結(jié)果的說明及特點(diǎn)）</p>

11、;<p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　附錄(參考文獻(xiàn)、圖紙、材料清單等)</p><p><b>　　六、 設(shè)計(jì)進(jìn)程安排</b></p><p>　　第1周： 資料準(zhǔn)備與借閱，了解課題思路。</p><p>　　第2-3周: 設(shè)計(jì)要求說明及課題內(nèi)容輔導(dǎo)。<

12、;/p><p>　　第4－7周：進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成初稿。</p><p>　　第7-10周： 第一次檢查，了解設(shè)計(jì)完成情況。</p><p>　　第11周： 第二次檢查設(shè)計(jì)完成情況，并作好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。</p><p>　　第12周： 畢業(yè)答辯與綜合成績評定。</p><p>　　七、畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及論文要求</p

13、><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯要求</b></p><p>　　答辯前三天，每個(gè)學(xué)生應(yīng)按時(shí)將畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書或畢業(yè)論文、專題報(bào)告等必要資料交指導(dǎo)教師審閱，由指導(dǎo)教師寫出審閱意見。</p><p>　　學(xué)生答辯時(shí)，自述部分內(nèi)容包括課題的任務(wù)、目的和意義，所采用的原始資料或參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容和主要方法、成果結(jié)論和評價(jià)。</p>&

14、lt;p>　　答辯小組質(zhì)詢課題的關(guān)鍵問題，質(zhì)詢與課題密切相關(guān)的基本理論、知識、設(shè)計(jì)方法、實(shí)驗(yàn)方法、測試方法，鑒別學(xué)生獨(dú)立工作能力、創(chuàng)新能力。</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)論文要求</b></p><p>　　文字要求:說明書要求打印(除圖紙外)，不能手寫。文字通順，語言流暢，排版合理，無錯(cuò)別字，不允許抄襲。</p><p><

15、;b>　　圖紙要求:</b></p><p>　　按工程制圖標(biāo)準(zhǔn)制圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，尺寸標(biāo)注規(guī)范，文字注釋必須使用工程字書寫。</p><p><b>　　曲線圖表要求：</b></p><p>　　所有曲線、圖表、線路圖、程序框圖、示意圖等不準(zhǔn)用徒手畫，必須按國

16、 家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)或工程要求繪制。 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著列車網(wǎng)絡(luò)控制的發(fā)展，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具有越來越重要的意義。同時(shí)，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是城軌車輛關(guān)鍵技術(shù)之一。因此建立可靠安全的車載通信網(wǎng)絡(luò)是十分必要的。 </p><p>　　本課題主要分析了城軌列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的故障排除及處

17、理。首先介紹了列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的生產(chǎn)和發(fā)展，功能與特點(diǎn)，及其與傳統(tǒng)機(jī)車的區(qū)別。接著介紹了列車通信網(wǎng)絡(luò)的兩條總線,即絞線式列車總線(WTB)和多功能車輛總線(MVB),并分析了兩層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。再根據(jù)成都1號線，廣州3號線列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的應(yīng)用,比較了WTB、MVB、LonWorks、CAN等幾種總線的特點(diǎn)。最后，介紹了列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)常見故障的分析及處理。并展望了我國城軌車輛網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的發(fā)展前景。</p><p>

18、　　關(guān)鍵詞：城軌車輛 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 故障分析與排除</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the development of power electronic technology, electric traction drive system gradually took the place of early

19、DC traction drive system, in the city rail transportation has been applied extensively, become the orbit traffic to achieve high speed and heavy haul transportation only option and the main direction of development. The

20、AC drive control system of city rail electric traction drive control is a core component of the system, is the city rail train in the central nervous system. Thro</p><p>　　The main topic of city railway vehi

21、cle AC drive control system in electric traction components and each component is the main function principle, train network control system is introduced as well as the common AC drive control technology, analyzes the co

22、mmon faults and emergency treatment method. And look forward to direction of AC drive technology of China's urban rail vehicle equipment manufacturing industry development prospect.</p><p>　　Key words: U

23、rban rail vehicle Electric traction AC drive Control system</p><p>　　Troubleshooting</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書- 1 -</p><p>　　第１章 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的

24、概述- 7 -</p><p>　　1.1 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念- 7 -</p><p>　　1.2 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展- 7 -</p><p>　　1.3 TCN列車網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢- 10 -</p><p>　　1.4列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)功能與特點(diǎn)- 12 -</p><p>　　1.5

25、 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別- 12 -</p><p>　　第2章 列車網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)- 14 -</p><p>　　2.1 現(xiàn)場總線- 14 -</p><p>　　2.2 TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)- 19 -</p><p>　　2.3 工業(yè)以太網(wǎng)- 21 -</p><p>　　第3章

26、常見列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)- 25 -</p><p>　　3.1.SIBAS系統(tǒng)- 25 -</p><p>　　3.2. MITRAC.系統(tǒng)- 26 -</p><p>　　3.3. AGATE系統(tǒng)- 28 -</p><p>　　3.4 TIMS管理系統(tǒng)及其結(jié)構(gòu)- 29 -</p><p>　　3.5. TI

27、S信息系統(tǒng)- 30 -</p><p>　　3.6. DETECS系統(tǒng)- 32 -</p><p>　　第4章 城軌列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)- 35 -</p><p>　　4.1 成鐵１號線列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)- 35 -</p><p>　　4.2 廣鐵３號線列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)- 38 -</p><p>　　4.3

28、城軌列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)對比- 40 -</p><p>　　第5章 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)常見故障的分析與處理- 41 -</p><p>　　5.1 MVB總線通信網(wǎng)絡(luò)中斷- 41 -</p><p>　　5.2列車控制和診斷系統(tǒng)- 41 -</p><p>　　5.3總線/列車線信號檢測時(shí)間的限制- 42 -</p>&l

29、t;p>　　5.4 軟件設(shè)計(jì)缺陷- 43 -</p><p>　　5.5北京地鐵10號線故障分析- 43 -</p><p>　　第6章 總結(jié)- 45 -</p><p>　　心得體會- 46 -</p><p>　　參考文獻(xiàn)- 47 -</p><p>　　第１章 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概述</p&

30、gt;<p>　　1.1 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的概念</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)又被稱為基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)，它是一種完全網(wǎng)絡(luò)化、分布化的控制系統(tǒng)，是通過網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng)。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是列車的核心部件，它包括以實(shí)現(xiàn)各功能控制為目標(biāo)的單元控制機(jī)、實(shí)現(xiàn)車輛控制的車輛控制機(jī)和實(shí)現(xiàn)信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)。列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的發(fā)展過程從系統(tǒng)功能來看經(jīng)歷了由單一的牽引控制到車輛（列車）控制，再到現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入

31、分布式控制系統(tǒng)的發(fā)展階段。</p><p>　　狹義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)傳感器、控制器和執(zhí)行器等系統(tǒng)各部件之間的信息交換，從而實(shí)現(xiàn)資源共享、遠(yuǎn)程檢測與控制。例如，基于現(xiàn)場總線技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)可以看成一種狹義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。廣義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)不但包括狹義的網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)在內(nèi)，還包括通過Interner、企業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)以及企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)對工廠車間、生產(chǎn)線以及工程現(xiàn)場設(shè)備的遠(yuǎn)程控制、信息傳輸、信息管理以

32、及信息分析等。</p><p>　　1.2 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的產(chǎn)生和發(fā)展</p><p>　　70年代末至80年代初，車載微機(jī)的雛形分別在西門子公司和BBC公司出現(xiàn)。開始僅僅是用于傳動(dòng)裝置的控制，隨著控制、服務(wù)對象的增多，人們把鐵道系統(tǒng)依次劃分為6 個(gè)層次：公司管理、鐵路運(yùn)營、列車控制、機(jī)車車輛控制、傳動(dòng)控制和過程驅(qū)動(dòng)，于是列車通信網(wǎng)絡(luò)在初期的串行通信總線的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生，并從原來不同公司

33、的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)推向國際標(biāo)準(zhǔn)，逐步形成了列車通信與控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的硬件系列和全方位的開發(fā)、調(diào)試、維護(hù)、管理軟件工具。</p><p>　　1988年IEC第9 技術(shù)委員會TC9成立了第22工作組WG22，其任務(wù)是制訂一個(gè)開放的通信系統(tǒng)，從而使得各種鐵道機(jī)車車輛能夠相互聯(lián)掛，車上的可編程電子設(shè)備能夠互換。</p><p>　　1992年6 月, TC9WG22以委員會草案CD（commi

34、ttee Draft）的形式向各國發(fā)出列車通信網(wǎng)TCN（Train Communication Network）的征求意見稿。該稿分成4個(gè)部分：第1 部分總體結(jié)構(gòu)，第2 部分實(shí)時(shí)協(xié)議，第3 部分多功能車輛總線MVB，第4部分絞式列車總線WTB。</p><p>　　總體結(jié)構(gòu)把列車通信網(wǎng)規(guī)定為由多功能車輛總線MVB和絞式列車總線WTB組成。MVB的傳輸介質(zhì)可以是雙絞線，也可以是光纖。在后一種場合，其跨距為2000m

35、，最多可連接256個(gè)職能總線站。數(shù)據(jù)劃分為過程數(shù)據(jù)、消息數(shù)據(jù)和監(jiān)管數(shù)據(jù)。對過程數(shù)據(jù)的傳輸作了優(yōu)化。發(fā)送的基本周期是lms或 2ms。</p><p>　　WTB的傳輸介質(zhì)為雙絞線，最多可連接32個(gè)節(jié)點(diǎn)，總線跨距860m。WTB具有列車初運(yùn)行和接觸處防氧化功能。發(fā)送的基本周期是25ms。</p><p>　　1994年5 月至1995年9 月，歐洲鐵路研究所（ERRI）耗資300萬美元，在瑞

36、士的Interlaken至荷蘭的阿姆斯特丹的區(qū)段，對由瑞士SBB、德國DB、意大利FS、荷蘭NS的車輛編組成的運(yùn)營試驗(yàn)列車進(jìn)行了全面的TCN試驗(yàn)。</p><p>　　1999年6 月，TCN標(biāo)準(zhǔn)草案正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)，即IEC61735。該標(biāo)準(zhǔn)對列車通信網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)、連接各車輛的列車總線、連接車輛內(nèi)部各智能設(shè)備的車輛總線及過程數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。列車通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化對目前和將來的開發(fā)設(shè)計(jì)提供了一個(gè)良好的

37、基礎(chǔ)，現(xiàn)已交付或投入運(yùn)營的采用TCN的車輛達(dá)600輛以上，裝備TCN的車輛數(shù)量正在迅速增長，Adtranz、Firema、Siemens等車輛制造工廠的所有新項(xiàng)目均以TCN為基礎(chǔ)。</p><p>　　我國列車通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以追溯到1991年，株洲電力機(jī)車研究所在購買ABB公司的牽引控制系統(tǒng)開發(fā)工具特別是軟件開發(fā)工具的基礎(chǔ)上，聯(lián)合路內(nèi)高被開發(fā)出了建國第一套力機(jī)車微機(jī)控制裝置，安裝于SS40038 電力機(jī)車上。在

38、該裝置中，系統(tǒng)被明確劃分為人機(jī)界面顯示級、機(jī)車控制級和傳動(dòng)控制級三級,級與級之間通過串行總線連接，形成了二級總線的雛形。其中連接司機(jī)臺顯示器與機(jī)車控制級之間的顯示總線在“春城”號動(dòng)力分散電動(dòng)車組上擴(kuò)展為貫穿列車連接各動(dòng)力車的機(jī)車控制級與司機(jī)臺顯示器的列車顯示總線：連接機(jī)車控制級與傳動(dòng)控制級的近程控制器總線在“先鋒”號動(dòng)力分散交流傳動(dòng)電動(dòng)車組上擴(kuò)展為連接動(dòng)力車節(jié)點(diǎn)與傳動(dòng)控制單元和ATP的中程控制器總線。</p><p&

39、gt;　　近年來，國內(nèi)機(jī)車車輛工業(yè)發(fā)展迅速，相繼開發(fā)成功了動(dòng)車組、200公里高速車等產(chǎn)品，以及目前尚處于開發(fā)研制階段的擺式列車、輕軌車等產(chǎn)品。這些產(chǎn)品需要對列車的運(yùn)行狀況和故障做出快速準(zhǔn)確的判斷和處理，而傳統(tǒng)的機(jī)車車輛控制技術(shù)已不能滿足這方面的要求。同時(shí)，隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，應(yīng)用于車輛上的智能設(shè)備也越來越多，如集中軸報(bào)、電動(dòng)塞拉門、電子防滑器、電空制動(dòng)、信息顯示等系統(tǒng)都裝在K型車上。這些系統(tǒng)需要配備大量的控制線路，且有的系統(tǒng)自成一個(gè)

40、小型網(wǎng)絡(luò)，使一個(gè)車輛有多種網(wǎng)絡(luò)存在，各系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)不能共享，信號重復(fù)檢測。為解決上述存在的問題，引入列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將全列車的智能用電設(shè)備連接起來，達(dá)到數(shù)據(jù)共享是非常必要的。90年代中期，隨著動(dòng)車組在我國升溫，對列車通信網(wǎng)絡(luò)特別是機(jī)車的重聯(lián)控制通信的需求十分迫切。一方面，鐵道部開展了列車通信網(wǎng)絡(luò)研究課題，另一方面路內(nèi)外許多單位也先后自發(fā)地開展了自我開發(fā)、聯(lián)合開發(fā)或技術(shù)引進(jìn)工作，這些工作主線局域網(wǎng)、現(xiàn)場總線、TCN、通信介質(zhì)、基于RS48

41、5的通信協(xié)議等領(lǐng)域展開。如：上海鐵道大學(xué)與株洲電力機(jī)車研究所合作開發(fā)的基于ARCNET的列車總線和基于HDLC的車輛總線的列車通信</p><p>　　以上這些研究，有一些成果得到了應(yīng)用，其中，“新曙光”號是首列采用Lonworks列車總線技術(shù)的內(nèi)燃動(dòng)車組。在該項(xiàng)目中，Lonworks列車總線網(wǎng)卡插在成熟的內(nèi)燃機(jī)車微機(jī)控制裝置EXP機(jī)箱中。首尾動(dòng)力車的重聯(lián)通信通過Lonworks列車總線以顯式報(bào)文方式實(shí)現(xiàn)，而EX

42、P機(jī)箱內(nèi)的主CPU通過機(jī)箱背部的并行FE總線訪問網(wǎng)卡上的雙口RAM實(shí)現(xiàn)信息交換。“神州”號Lonworks 列車重聯(lián)通信與此類似，但采用了二路，即設(shè)置了一路Lonworks冗余通道。</p><p>　　“先鋒”號是首列采用了株洲電力機(jī)車研究所的TEC列車通信與控制系統(tǒng)的動(dòng)力分散交流傳動(dòng)電動(dòng)車組。在該項(xiàng)目中，每節(jié)動(dòng)車或拖車上都有一個(gè)列車總線節(jié)點(diǎn)，列車總線貫穿全列車連接各個(gè)節(jié)點(diǎn)。在每節(jié)動(dòng)車或拖車內(nèi)，各智能控制設(shè)備通

43、過MVB或控制器總線與節(jié)點(diǎn)交換信息。在司機(jī)臺顯示器上可以選擇查看全列車各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)。</p><p>　　“中原之星”號是第二列采用TEC技術(shù)的動(dòng)力分散交流傳動(dòng)電動(dòng)車組。該項(xiàng)目與“先鋒“號項(xiàng)目的主要區(qū)別是采用了MVB光纜連接一個(gè)車組單元內(nèi)三節(jié)車的所有智能控制設(shè)備（大部分布置在車輛的地板底下）。 而整列車僅設(shè)置了2個(gè)列車總線節(jié)點(diǎn)，即每個(gè)車組單元只設(shè)置1個(gè)列車總線節(jié)點(diǎn)。從而從列車總線往下著，好象整個(gè)列車是由2 個(gè)基

44、本運(yùn)轉(zhuǎn)單元構(gòu)成，簡化了控制信號在列車總線上的傳遞。另外，“中原之星”號的車輛總線、列車總線、列車控制單元、某些重要設(shè)備的數(shù)字輸入/輸出通通（如繼電器）等采取了冗余措施。</p><p>　　“新曙光”號、“神州”號列車重聯(lián)通信的成功，特別是“先鋒”號、“中原之星”號的較為完備的列車通信與控制系統(tǒng)的成功，標(biāo)志著我國列車通信與控制系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入實(shí)用化的新階段。</p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)

45、控制系統(tǒng)的功能主要包括：實(shí)現(xiàn)牽引控制，即牽引特性曲線的實(shí)現(xiàn)和牽引功能的優(yōu)化；實(shí)現(xiàn)列車牽引黏著控制，使列車在各種運(yùn)用條件下，都能保持輪軌間的牽引力，并盡可能地使機(jī)車運(yùn)用在輪軌間的牽引力實(shí)現(xiàn)最大化；實(shí)現(xiàn)并聯(lián)和電路的連接，即邏輯控制功能；以及實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行過程中的故障信息處理，即進(jìn)行故障信息的采集、處理、傳輸、顯示和記錄，并為列車乘務(wù)提供故障的現(xiàn)場處理和排除信息的提示。還提供列車運(yùn)行的狀態(tài)信息。</p><p>　　1.

46、3 TCN列車網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　在推出TCN國際標(biāo)準(zhǔn)后，基于TCN標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品需求增加，對于TCN產(chǎn)品的研制有了越來越多的單位支持，TCN列車網(wǎng)絡(luò)在世界范圍內(nèi)也得到了日趨廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　1.3.1 TCN列車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品主要供應(yīng)商</p><p>　　目前，TCN標(biāo)準(zhǔn)列車通信網(wǎng)絡(luò)的推廣形成以Siemens、Bombardier等大

47、公司主導(dǎo)，日趨增多的第三方廣泛支持的局面。</p><p>　　Bombardier、Siemens等公司推出了一系列符合TCN標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，諸如列車網(wǎng)絡(luò)專用芯片(MVBC01、MVBD、AMED)以及網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)協(xié)議(RTP)軟件等。</p><p>　　此外，一些第三方公司(如Farsystem、Firema、EKE、Duagon、Unicontrol)等也相繼推出了TCN網(wǎng)關(guān)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品

48、，用戶可以選擇需要的網(wǎng)絡(luò)部件來集成、開發(fā)符合自己要求的TCN網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。其他可以提供TCN產(chǎn)品的公司還有：自動(dòng)控制方面的Holec、Ansaldo、AEG，制動(dòng)方面的Knorr Electronic、Westinghouse Brakes，門控方面的IFE，采暖通風(fēng)與空調(diào)方面的Hagenuk。另外，一些中小公司也能提供MVB板卡、WTB網(wǎng)關(guān)、實(shí)時(shí)協(xié)議文件等。 我國作為TCN標(biāo)準(zhǔn)的制定成員國之一，也對該標(biāo)準(zhǔn)大力支持。在研發(fā)

49、方面，我國南車、北車集團(tuán)等單位通過自主研發(fā)與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合，目前也具有了提供TCN相關(guān)產(chǎn)品的能力。鐵道科學(xué)研究院、西南交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、北京交通大學(xué)等研究單位在TCN方面也進(jìn)行了廣泛研究，取得了一定的成果。</p><p>　　1.3.2 TCN列車網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p>　　TCN網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在高速動(dòng)車組、重載列車以及地鐵車輛等軌道交通領(lǐng)域，這些場合對產(chǎn)品的互操作性和控制實(shí)時(shí)

50、性要求一般很高，只有通過可靠、實(shí)時(shí)的列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)才能達(dá)到要求。</p><p>　　目前采用TCN方案的國家有德國、法國、英國、瑞士、瑞典、挪威、芬蘭、丹麥、印度、澳大利亞、菲律賓、美國、巴西等，包括高速列車、擺式列車、城市軌道車輛。我國列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用的形式繁多，但TCN技術(shù)應(yīng)用的比重很大，并且采用TCN標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為趨勢，如和諧號動(dòng)車組CRH1、CRH3、CRH5和CRH380A等車型，各大城市的地鐵（如上海軌

51、道交通1、2、4、9、11號線，北京地鐵15號線、房山線、昌平線、亦莊線，廣州地鐵2、3、8號線等）均廣泛采用。</p><p>　　1.3.3 TCN列車網(wǎng)絡(luò)的研究推廣及發(fā)展趨勢</p><p>　　自從TCN國際標(biāo)準(zhǔn)推出以后，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。究其原因，離不開TCN網(wǎng)絡(luò)自身的實(shí)時(shí)、可靠、安全、開放的優(yōu)點(diǎn)，能很好地滿足列車通信需求。當(dāng)然，更離不開Siemens、Bombardier

52、等大公司不遺余力的研發(fā)和推廣，使得支持和應(yīng)用TCN產(chǎn)品的公司和國家在十幾年間有了很大的增長。在TCN標(biāo)準(zhǔn)采納以后，世界范圍內(nèi)很多研究單位積極地設(shè)計(jì)了相應(yīng)的電路、仿真軟件和驗(yàn)證工具，極大地推進(jìn)了TCN技術(shù)的發(fā)展。</p><p>　　從TCN標(biāo)準(zhǔn)推出到今天，已經(jīng)十余年了，期間各方面科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展?？梢哉f，盡管TCN標(biāo)準(zhǔn)的推出為解決列車以及車載控制設(shè)備之間的相互聯(lián)掛的問題貢獻(xiàn)巨大，但總體看來，TCN網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的核心

53、部分仍基本由若干家大公司所壟斷，技術(shù)門檻較高也限制了它更大范圍的應(yīng)用。TCN并沒有完全滿足列車在所有場合的控制需要，在技術(shù)與日俱新的今天，它需要新的發(fā)展。</p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)成熟，也是當(dāng)代軌道車輛必然采用的核心技術(shù)之一。隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，用戶對網(wǎng)絡(luò)的開放性、性價(jià)比、開發(fā)和應(yīng)用的多樣性及靈活性等方面都提出了更高的要求。由于TCN網(wǎng)絡(luò)自身也難免存在一些不足，所以不可能完全取代其他形

54、式的控制網(wǎng)絡(luò)，完全滿足鐵路用戶的所有應(yīng)用需求。因此，在將來，列車網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不可能是TCN的天下，必然是多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合。列車控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢可能會是以TCN為主，在軌道車輛的高速動(dòng)車組、地鐵車輛等高端市場應(yīng)用；其他各種形式的總線形式作為列車網(wǎng)絡(luò)的重要補(bǔ)充，在各種適用的場合找到應(yīng)用的空間。這些通用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)將和原有TCN網(wǎng)絡(luò)共同發(fā)展，取長補(bǔ)短并相互融合，形成有機(jī)的整體。</p><p>　　另外

55、，隨著列車通信要求的不斷提高，TCN自身方面的改進(jìn)是必要的。如在可靠性方面，目前對列車通信網(wǎng)絡(luò)的可靠性進(jìn)行量化的評估在國內(nèi)外還是鮮見的，對于可靠性要求高的列車網(wǎng)絡(luò)，全面引入可靠性工程的分析、評價(jià)、設(shè)計(jì)及驗(yàn)證的方法是必要的；在安全性方面，近些年提出了功能安全通信的理念，并在2007年推出了《IEC617843用于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)功能安全通信行規(guī)》國際標(biāo)準(zhǔn)，隨后很多種用于工業(yè)控制的總線標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)，對自身的協(xié)議加以完善，添加了功能安全通信層來保

56、證通信網(wǎng)絡(luò)的功能完整性等級。那么，列車通信網(wǎng)絡(luò)對安全性如此強(qiáng)調(diào)的總線形式，是否要執(zhí)行功能安全標(biāo)準(zhǔn)，是非常值得考慮的問題。隨著列車服務(wù)質(zhì)量水平和乘客需求的不斷提高，列車信息化服務(wù)的要求也越來越高，TCN在此方面顯然是不能滿足的。因此，為乘客提供優(yōu)質(zhì)的信息娛樂服務(wù)，包括移動(dòng)電視、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)等，也必將是TCN未來的方向。</p><p>　　1.4列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)功能與特點(diǎn)</p><p>　　列

57、車通信網(wǎng)絡(luò)是用于列車這一流動(dòng)性大、環(huán)境惡劣、可靠性要求高、實(shí)時(shí)性高、與控制系統(tǒng)緊密相關(guān)的特殊環(huán)境的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，它屬于控制網(wǎng)絡(luò)的范疇。</p><p>　　列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)是列車的核心部件。它包括以實(shí)現(xiàn)各種功能控制為目標(biāo)的單元控制機(jī)、實(shí)現(xiàn)車輛控制的車輛控制機(jī)和實(shí)現(xiàn)信息交換的通信網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　其功能主要包括以下方面：</p><p>　　1.實(shí)現(xiàn)牽引控

58、制，即牽引性曲線的實(shí)現(xiàn)牽引功能的優(yōu)化。</p><p>　　2.實(shí)現(xiàn)列車牽引的黏著控制，使列車在各種運(yùn)行條件下，都能保持輪軌間的牽引力，并盡可能地使機(jī)車運(yùn)用在輪軌間的牽引力實(shí)現(xiàn)最大化。</p><p>　　3.實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)用過程中各種可能需要的功能關(guān)聯(lián)和電路連接，即邏輯控制功能。</p><p>　　4.實(shí)現(xiàn)列車運(yùn)行過程中的故障信息處理，即進(jìn)行故障信息的采集、處理、傳

59、輸、顯示和記錄，并為列車乘務(wù)員提供故障的現(xiàn)場處理和排除的信息提示。</p><p>　　5.提供列車運(yùn)行的狀態(tài)信息。</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)控制適用于大范圍區(qū)域的控制，系統(tǒng)包含大量的相互交換信號信息的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的特征是通過一系列的通信信道構(gòu)成一個(gè)或多個(gè)控制閉環(huán)，同時(shí)具備信號處理、優(yōu)化決策和控制操作的功能，控制器可以分散在網(wǎng)絡(luò)中的不同地點(diǎn)。與傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)控制系統(tǒng)相比，網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)具

60、備共享信息資源、遠(yuǎn)程監(jiān)與控制，減少系統(tǒng)布線、易于擴(kuò)展和維護(hù)、增加了系統(tǒng)的靈活性和可靠性等特點(diǎn)。</p><p>　　1.5 列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)機(jī)車微機(jī)控制系統(tǒng)的區(qū)別</p><p>　　傳統(tǒng)控制系統(tǒng)采用一對一的設(shè)備連線，按控制回路的信號傳遞需要連線。位于現(xiàn)場的測量變送器與位于控制室的控制器之間，控制器與位于現(xiàn)場的執(zhí)行器、開關(guān)、電動(dòng)機(jī)之間均為一對一的物理連接。網(wǎng)絡(luò)化控制系統(tǒng)則借助網(wǎng)絡(luò)在傳

61、感器、控制器、執(zhí)行器個(gè)單元之間傳遞信息，通過網(wǎng)絡(luò)連接形成控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)化連接方式簡化了控制系統(tǒng)各部分之間的連接關(guān)系，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)，安裝，維護(hù)帶來了很多方便。</p><p>　　第2章 列車網(wǎng)絡(luò)通信標(biāo)準(zhǔn)</p><p><b>　　2.1 現(xiàn)場總線</b></p><p>　　現(xiàn)場總線原本是指現(xiàn)場設(shè)備之間的信號傳輸線，后又被定義為

62、應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，在測量控制設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)雙向串行多借點(diǎn)數(shù)字通信技術(shù)。現(xiàn)場總線為工業(yè)控制系統(tǒng)而生，因?yàn)槠溟_放、實(shí)時(shí)性強(qiáng)等特點(diǎn)，在列車通信網(wǎng)絡(luò)中也得到了很好的應(yīng)用。</p><p>　　現(xiàn)場總線測量控制設(shè)備作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，以雙絞線等傳輸介質(zhì)為紐帶，把位于生產(chǎn)現(xiàn)場、具備了數(shù)字計(jì)算和數(shù)字通信能力的測量控制設(shè)備連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在多個(gè)測量控制設(shè)備之間、現(xiàn)場設(shè)備與運(yùn)程監(jiān)控計(jì)算機(jī)之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換，

63、形成適應(yīng)各種應(yīng)用需要的自動(dòng)控制系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)把眾多分散的計(jì)算機(jī)連接在一起，使計(jì)算機(jī)的功能發(fā)生了神奇的變化，把人類引入到了信息時(shí)代?，F(xiàn)場總線給自動(dòng)化領(lǐng)域帶來的變化，正如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)給單臺計(jì)算機(jī)帶來的變化。它使自控設(shè)備連接為控制網(wǎng)絡(luò)，并與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)溝通連接，使控制網(wǎng)絡(luò)成為信息網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。</p><p>　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)既是一個(gè)開放的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，又是一個(gè)可以由現(xiàn)場設(shè)備實(shí)現(xiàn)完整控制功能的全分布控制系統(tǒng)。它

64、作為現(xiàn)場設(shè)備之間信息溝通交換的聯(lián)系紐帶，把掛接在總線上、作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)備連接為能實(shí)現(xiàn)各種測量控制功能的自動(dòng)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)如PID控制、補(bǔ)償計(jì)算、參數(shù)修改、報(bào)警、顯示、監(jiān)控、優(yōu)化及控管一體化的綜合自動(dòng)化功能。這是一項(xiàng)以數(shù)字通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、自動(dòng)控制為主要內(nèi)容的綜合技術(shù)。</p><p>　　2.1.1 基于現(xiàn)場總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)</p><p>　　備接收設(shè)備、作為傳輸介質(zhì)的現(xiàn)場總線基于現(xiàn)場

65、總線的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)的發(fā)送設(shè)、傳輸報(bào)文、通信協(xié)議等幾部分組成。溫度變送器要將生產(chǎn)現(xiàn)場運(yùn)行的溫度測量值傳輸?shù)奖O(jiān)控計(jì)算機(jī)。這里傳輸?shù)膱?bào)文內(nèi)容為溫度測量值，現(xiàn)場溫度變送傳輸介質(zhì)接收設(shè)備，數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)示例器為發(fā)送設(shè)備，計(jì)算機(jī)為接收設(shè)備，現(xiàn)場總線為傳輸介質(zhì)，通信協(xié)議則是事先以軟件形式存在于計(jì)算機(jī)溫度變送器內(nèi)的一組程序。因此這里的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)實(shí)際上是一個(gè)以總線為連接紐帶的硬軟件結(jié)合體。</p><p>　　在基于現(xiàn)場總線

66、的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是與生產(chǎn)過程密切相關(guān)的數(shù)值、狀態(tài)、指令等。如用數(shù)字1表示管道中閥門的開啟，用數(shù)字。表示閥門的關(guān)閉;用數(shù)字1表廳生產(chǎn)過程處于報(bào)警狀態(tài)，數(shù)字0表示生產(chǎn)過程處于正常狀態(tài)。表示溫度、壓力、流量、液位等的數(shù)值、控制系統(tǒng)的給定值、PID參數(shù)等都是典型的報(bào)文數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的測量控制系統(tǒng)，從輸人設(shè)備到控制器，從控制器到輸出備，均采用設(shè)備間一對一的連線，即點(diǎn)到點(diǎn)布線，通過電壓、電流等模擬信號傳送參數(shù)。現(xiàn)場總線系統(tǒng)則采用串行數(shù)據(jù)通

67、信方式實(shí)現(xiàn)眾多節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信，不必在每對通信節(jié)點(diǎn)間建立直達(dá)線路，而是采用網(wǎng)絡(luò)的連接形式構(gòu)建數(shù)據(jù)通道。串行數(shù)據(jù)通信最大的優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)。兩根導(dǎo)線上掛接多個(gè)傳感器、執(zhí)行器，具有安裝簡單、通信方便的優(yōu)點(diǎn)。這兩根實(shí)現(xiàn)串行數(shù)據(jù)通信的導(dǎo)線就稱為總線。采用總線式串行通信為提供更為豐富的控制信息內(nèi)容創(chuàng)造了條件?？偩€上除了傳輸測量控制的狀態(tài)與數(shù)值信息外，還可提供模擬儀表接線所不能提供的參數(shù)調(diào)整、故障診斷、閥門開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)等信息，便于操作管理人員更好、更深入

68、地了解生產(chǎn)現(xiàn)場和自控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。</p><p>　　2.1.2 現(xiàn)場總線的特點(diǎn)</p><p>　　傳統(tǒng)模擬控制系統(tǒng)在設(shè)備之間采用一對一的連線，測量變送器、控制器、執(zhí)行器、開關(guān)、電動(dòng)機(jī)之間均為一對一物理連接。而在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，各現(xiàn)場設(shè)備分別作為總線上的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，設(shè)備之間采用網(wǎng)絡(luò)式連接是現(xiàn)場總線系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)仁最顯著的特征之一。在兩根普通導(dǎo)線制成的雙絞線上，掛接著幾個(gè)、卜幾個(gè)白控設(shè)備

69、?？偩€在傳輸多個(gè)設(shè)備的多種信號，如運(yùn)行參數(shù)值、設(shè)備狀態(tài)、故障、調(diào)整與維護(hù)信息等的同時(shí)，還可為總線上的設(shè)備提供直流工作電源?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)不再需要傳統(tǒng)DCS系統(tǒng)中的模擬/數(shù)字、數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換條件。這樣就為簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、節(jié)約硬件設(shè)備、節(jié)約連接電纜、節(jié)省各種安裝、維護(hù)費(fèi)用創(chuàng)造了條件。</p><p>　　在現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，由于設(shè)備增強(qiáng)了數(shù)字計(jì)算能力，有條件將各種控制計(jì)算功能模塊、輸人/輸出功能模塊置人到現(xiàn)場設(shè)備之中。借助

70、現(xiàn)場設(shè)備所具備的通信能力，直接在現(xiàn)場完成測量變送儀表與閥門等執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的信號傳送，實(shí)現(xiàn)了徹底分散在現(xiàn)場的全分布式控制。</p><p>　　現(xiàn)場總線是控制系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)脈、通信的樞紐，因而應(yīng)關(guān)注系統(tǒng)的開放性、互可操作性、通信的實(shí)時(shí)性，以及對環(huán)境的適應(yīng)性等問題。</p><p><b>　　1)全數(shù)字通信。</b></p><p>　　這使得系統(tǒng)

71、能夠?qū)崿F(xiàn)信號的檢錯(cuò)、糾錯(cuò)機(jī)制，從而顯著提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和傳輸精度。同時(shí)，可進(jìn)行多參數(shù)傳輸，比如，現(xiàn)場設(shè)備的測量、控制信息以及其他非控制信息如設(shè)備類型、型號、廠商信息、量程、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等都可以通過一對導(dǎo)線傳輸?shù)浆F(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)上的任何智能設(shè)備，從而消除了模擬信號的傳輸瓶頸。</p><p><b>　　2)系統(tǒng)的開放性。</b></p><p>　　系統(tǒng)的開放性體現(xiàn)

72、在通信協(xié)議公開，不同制造商提供的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)與信息交換。這里的開放是指對相關(guān)規(guī)范的一致與公開，強(qiáng)調(diào)對標(biāo)準(zhǔn)的共識與遵從。一個(gè)開放系統(tǒng)，是指它可以與世界上任一制造商提供的、遵守相同標(biāo)準(zhǔn)的其他設(shè)備或系統(tǒng)相互連通。用戶可按自己的需要和考慮，把來自不同供應(yīng)商的產(chǎn)品組成適合自己控制應(yīng)用需要的系統(tǒng)?，F(xiàn)場總線系統(tǒng)應(yīng)該成為自動(dòng)化領(lǐng)域的開放互聯(lián)系統(tǒng)。</p><p><b>　　3)互可操作性。</b>

73、;</p><p>　　這里的互可操作性，是指網(wǎng)絡(luò)中互連的設(shè)備之間除了能實(shí)現(xiàn)信息互訪外，還能理解信息的含義，并能根據(jù)信息要求進(jìn)行操作。如A設(shè)備可以接收B設(shè)備的數(shù)據(jù)，也可以控制C設(shè)備的動(dòng)作與所處狀態(tài)。這就意味著，某廠家生產(chǎn)的設(shè)備能夠?qū)α硪粋€(gè)廠家的設(shè)備進(jìn)行控制和操作，也即不同廠家的相同類型的設(shè)備可以互相替換，而且還可統(tǒng)一組態(tài)，無需專用的驅(qū)動(dòng)程序。這就解決了設(shè)備的壟斷性和產(chǎn)品故障處理的時(shí)效性，為系統(tǒng)集成的白爭降操供了產(chǎn)

74、品保障。用戶從而可選擇性價(jià)比更高的產(chǎn)品。</p><p>　　4)通信的實(shí)時(shí)性與確定性。</p><p>　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)的基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)測量控制。而有些測控任各早有嚴(yán)格的時(shí)序和實(shí)時(shí)性要求的。達(dá)不到實(shí)時(shí)性要求或因時(shí)間同步等問題影響了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的動(dòng)作時(shí)序，有時(shí)會造成災(zāi)難性的后果。這就要求現(xiàn)場總線系統(tǒng)能提供相應(yīng)的通信機(jī)制，提供時(shí)間發(fā)布與時(shí)間管理功能，滿足控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。通信模式、網(wǎng)絡(luò)管理

75、與調(diào)度方式等都會影響到通信的實(shí)時(shí)性、有效性與確定性。</p><p>　　5)現(xiàn)場設(shè)備的智能與功能自治性。</p><p>　　這里的智能主要體現(xiàn)在現(xiàn)場設(shè)備的數(shù)字計(jì)算與數(shù)字通信能力上。而功能自治性則是指將傳感測量、補(bǔ)償計(jì)算、工程量處理、控制計(jì)算等功能塊分散嵌人到現(xiàn)場設(shè)備中，借助位于現(xiàn)場的設(shè)備即可完成自動(dòng)控制的基本功能，構(gòu)成全分布式控制系統(tǒng)，并具備隨時(shí)診斷設(shè)備工作狀態(tài)的能力。</p&g

76、t;<p>　　6)對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。</p><p>　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)工作在生產(chǎn)現(xiàn)場，應(yīng)具有對現(xiàn)場環(huán)境的適應(yīng)性。工作在不同環(huán)境下的現(xiàn)場總線系統(tǒng)，對其環(huán)境適應(yīng)性有不同要求。在不同的高溫、嚴(yán)寒、粉塵環(huán)境下能保持正常工作狀態(tài)，具備抗振動(dòng)、抗電磁干擾的能力。在易燃易爆環(huán)境下能保證本質(zhì)安全，有能力支持總線供電等。這是現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)區(qū)別于普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要方面。采用防雨、防潮、防電磁干擾的殼體封裝，選用

77、工作溫度范圍更寬的電子器件，以及采用屏蔽電纜或光纜作為傳輸介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)總線供電，滿足本質(zhì)安全防爆要求等都是現(xiàn)場總線系統(tǒng)所采取的提高環(huán)境適應(yīng)性的措施。</p><p>　　2.1.3 現(xiàn)場總線系統(tǒng)的優(yōu)勢和劣勢</p><p>　　由于現(xiàn)場總線的以上特點(diǎn)，使得控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)和檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出優(yōu)越性。</p><p>　　1)節(jié)省硬件數(shù)量與投資。</p&

78、gt;<p>　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，由于智能現(xiàn)場設(shè)備能直接執(zhí)行多參數(shù)測量、控制、報(bào)警、累計(jì)計(jì)算等多種功能，因而可減少變送器的數(shù)量，不再需要單獨(dú)的調(diào)節(jié)器、計(jì)算單元等，不再需要D('S系統(tǒng)的信號調(diào)整、轉(zhuǎn)換等功能單元，從而也省去了它們之間的復(fù)雜接線，節(jié)省了一大筆硬件投資，減少了控制室的占地面積。</p><p><b>　　2)節(jié)省安裝費(fèi)用。</b></p>&l

79、t;p>　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)在一對雙絞線或一條電纜上通常可掛接多個(gè)設(shè)備，因而系統(tǒng)的連線非常簡單。與傳統(tǒng)連接方式相比，所需電纜、端子、槽盒、機(jī)架的用量大大減少，連線設(shè)計(jì)與接頭校對的工作量也大大減少。當(dāng)需要增加現(xiàn)場控制設(shè)備時(shí)，無需增設(shè)新的電纜，可就近連接在原有的電纜上，這樣既節(jié)省了投資，也減少了設(shè)計(jì)、安裝的工作量。據(jù)有關(guān)典型試驗(yàn)工程的測算資料，可節(jié)約安裝費(fèi)用60%以上。</p><p><b>　　3)節(jié)

80、省維護(hù)開銷。</b></p><p>　　由于現(xiàn)場控制設(shè)備具有自診斷與簡單故障處理的能力，并通過數(shù)字通信將相關(guān)的診斷維護(hù)信息送往控制室，用戶可以查詢所有設(shè)備的運(yùn)行，診斷維護(hù)信息，以便早期分析故障原因并快速排除，縮短了維護(hù)停工時(shí)間。同時(shí)由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，連線簡單而減少了維護(hù)工作量。、</p><p>　　4)用戶具有系統(tǒng)集成主動(dòng)權(quán)。</p><p>　　用

81、戶可以自由選擇不同廠商所提供的設(shè)備來集成系統(tǒng)不會為系統(tǒng)集成中不兼容的協(xié)議、接口而一籌莫展。使系統(tǒng)集成過程中的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在用戶手中。</p><p>　　5)提高了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與可靠性。</p><p>　　由于現(xiàn)場總線設(shè)備的智能化、數(shù)字化，與模擬信號相比，從根本上提高了測量與控制的精準(zhǔn)度，減小傳輸誤差。同時(shí)，由于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡化，設(shè)備與連線減少，現(xiàn)場儀表內(nèi)部功能加強(qiáng)，減少了信號的往返傳輸

82、，提高了系統(tǒng)的工作可靠性。此外，由于設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化，功能模塊化，使系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡單，易于重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　現(xiàn)場總線系統(tǒng)中，由于網(wǎng)絡(luò)成為各組成部件之間的信息傳遞通道，網(wǎng)絡(luò)成為控制系統(tǒng)不可缺少的組成部分之一。而網(wǎng)絡(luò)通信中數(shù)據(jù)包的傳輸延遲，通信系統(tǒng)的瞬間錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)包丟失，發(fā)送與到達(dá)次序的不一致等，都會破壞傳統(tǒng)控制系統(tǒng)原本具有的確定性，使得控制系統(tǒng)的分析和綜合變得更復(fù)雜，使控制系統(tǒng)的性能受到負(fù)面影響。如何使

83、控制網(wǎng)絡(luò)滿足控制系統(tǒng)對通信實(shí)時(shí)性、確定性的要求，是現(xiàn)場總線系統(tǒng)在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中應(yīng)該關(guān)注的重要問題。</p><p>　　現(xiàn)場總線與一般計(jì)算機(jī)通信的區(qū)別?，F(xiàn)場總線是用于現(xiàn)場儀表和控制室系統(tǒng)之間的一種全數(shù)字化、雙向、多分支結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)通信系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的發(fā)展會從各個(gè)方面影響現(xiàn)場總線的發(fā)展。但是，二者在基本功能、信號傳輸要求和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上均有所不同。</p><p><b>　　1)

84、基本功能。</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)通信的基本功能:可靠地傳遞信息?，F(xiàn)場總線的功能則是包括了更多的內(nèi)容:①高效、低成本地實(shí)現(xiàn)儀表及自控設(shè)備間的全數(shù)字化通信，以體現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)性;②解決現(xiàn)場裝置的總線供電問題，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場總線的本質(zhì)安全規(guī)范，以體現(xiàn)其安全性;③解決現(xiàn)場總線的環(huán)境適應(yīng)性問題，如電磁干擾、環(huán)境溫度、適度、震動(dòng)等因素，以體現(xiàn)其可靠性;④現(xiàn)場儀表及現(xiàn)場控制裝置要盡可能地就地處理信息，不要將信息過

85、多地在網(wǎng)絡(luò)上往返傳遞，以體現(xiàn)現(xiàn)場總線技術(shù)發(fā)展趨勢—信息處理現(xiàn)場化。</p><p><b>　　2)信號傳輸要求。</b></p><p>　　二者在速度要求上是一致的，但現(xiàn)場總線不僅要求傳輸速度快，還要求響應(yīng)快，即需要滿足控制系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性要求。一般通信系統(tǒng)也會有實(shí)時(shí)性的要求，但這是一種“軟”的要求，即只要大部分時(shí)間滿足要求就行了。過程控制對實(shí)時(shí)性的要求是“硬”的，因

86、為它往往涉及安全，必須在任何時(shí)間都及時(shí)響應(yīng)，不允許有不確定性。</p><p>　　現(xiàn)場總線的實(shí)時(shí)性主要體現(xiàn)在響應(yīng)時(shí)間和循環(huán)周期兩個(gè)方面。響應(yīng)時(shí)間是指系統(tǒng)發(fā)生特殊請求或發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，儀表將信息傳輸?shù)街骺卦O(shè)備或其他現(xiàn)場儀表所需的時(shí)間。這往往需要涉及:現(xiàn)場設(shè)備的中斷和處理能力，傳輸時(shí)間，優(yōu)先級控制等多種因素。過程控制系統(tǒng)通常并不要求這個(gè)時(shí)間達(dá)到最短，但它要求最大值是預(yù)先可知的，過程控制系統(tǒng)通常需要周期性地與現(xiàn)場控制

87、設(shè)備進(jìn)行信息交流。循環(huán)周期是指系統(tǒng)與所有現(xiàn)場控制設(shè)備都至少完成一次通信所需的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間往往具有一定的隨機(jī)性，過程控制系統(tǒng)同樣希望其最大值是可預(yù)知的。</p><p>　　2.2 TCN列車通信網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為現(xiàn)代列車的關(guān)鍵技術(shù)，在世界范圍內(nèi)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但由于鐵路運(yùn)輸在世界上不同地區(qū)和國家的特點(diǎn)和競爭程度不同，不同的國家或地區(qū)的列車控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)采用了不同

88、的技術(shù)開發(fā)路線和模式。歐洲的鐵路運(yùn)輸市場競爭較為充分，用戶對機(jī)車車輛及其控制技術(shù)的要求也較高。同時(shí)由于歐盟的形成，客觀上對列車及其控制系統(tǒng)的互通、互聯(lián)提出了更高的要求。各大列車電氣部件供應(yīng)商都推出了基于網(wǎng)絡(luò)的控制系統(tǒng)，例如，瑞士ABB公司的MICAS一S2系統(tǒng)，瑞典ADtranz公司(現(xiàn)已被Bombardier公司收購)的MITRAC列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、法國Alstom公司基于Wor1dFIP總線的AUATE控制系統(tǒng)等。如圖4一4所示，M

89、ICAS一S2系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)分成列車總線和車廂總線，列車總線采用FSK(頻移鍵控)，波特率為19. 2kb/s，車廂總線MVB(多功能車廂總線)采用RS一485串行通信標(biāo)準(zhǔn)，局部總線采用雙絞線，遠(yuǎn)程總線采用光纜，波特率為1.5Mb/so MITRAC則是在MICAS一S2的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的分布式列車控制網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　因?yàn)檫@些列車通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大都遵循各大電氣設(shè)備供應(yīng)商的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或是不同國家的國家標(biāo)準(zhǔn)，基于

90、不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的車載設(shè)備往往不能兼容，不同來源的鐵道機(jī)車車輛也不能夠相互連掛，為此，IEC開始了列車通信網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化之路。1988年，國際電工委員會(IEC)第9技術(shù)委員會(TC9 )，委托由來自20多個(gè)國家(包括中國、歐洲國家、日本和美國，他們代表了世界范圍的主要鐵路運(yùn)用部門和制造廠家)以及國際鐵路聯(lián)盟(UIO的代表組成的第22工作組WG22，共同為鐵路設(shè)備的數(shù)據(jù)通信制定一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，使得各種鐵道機(jī)車車輛能夠相互連掛，車上的可編程電子設(shè)備可

91、以互換。1999年6月，經(jīng)過長達(dá)11年的工作后，IEC, TC9,WG22在ABB公司的MICAS基礎(chǔ)上，以及西門子的DIN43322和意大利的CD450等運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定的列車通信網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)(Train Communication Network, TCN)—IEC61375正式成為國際標(biāo)準(zhǔn)。同年，國際電氣電子委員會(Institute of Electrical and Electron-ics Engineers, IEEE

92、)也制訂出了車載通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IE</p><p>　　2.2.1 列車通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　列車通信網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)是兩條總線組成的三層結(jié)構(gòu)。</p><p>　　1)絞線式列車總線(WTB) ,連接列車各車廂，可自動(dòng)配置，在雙紋線上傳輸?shù)乃俾士梢赃_(dá)到1Mb/s。</p><p>　　2)多功能車廂總線(MVB) ,連接車廂內(nèi)

93、部設(shè)備，能加快響應(yīng)速度，通過雙絞線或光纖可以達(dá)到1. 5Mb/s的速率。</p><p><b>　　3)設(shè)備級控制網(wǎng)。</b></p><p>　　2.2.2 TCN協(xié)議與OSI的一致性比較</p><p>　　TCN的結(jié)構(gòu)遵循ISO/OSI模型。TCN體系已經(jīng)考慮了ISO的許多標(biāo)準(zhǔn)，但是，基十下述考慮.TCN也有一些區(qū)別和簡化: </

94、p><p>　　1) OSI模型是針對互相連接的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的總體樞架設(shè)計(jì)的，它支持的應(yīng)用范圍很廣(如辦公自動(dòng)化、制造工廠、聯(lián)合網(wǎng)絡(luò))。而列車通信網(wǎng)絡(luò)則為特定應(yīng)用，其與外部世界的通信僅通過網(wǎng)關(guān)，許多OSI的服務(wù)在TCN中是多余的。</p><p>　　2) TCN標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)整體兼容性，不同來源的設(shè)備可以安裝插件兼容，可選項(xiàng)的數(shù)量保持到最少。</p><p>　　3) TCN是

95、實(shí)時(shí)工作的，雖然國際標(biāo)準(zhǔn)如法國UTEC 46-602 (FIP)區(qū)分子實(shí)時(shí)變量服務(wù)及非緊迫的消息傳送。但I(xiàn)S()標(biāo)準(zhǔn)中未考慮傳輸距離短，但頻繁、時(shí)限緊迫的數(shù)據(jù)，因而TCN對在IS(〕工作中未涉及的服務(wù)做了定義，如過程數(shù)據(jù)的源尋址廣播。</p><p>　　4) 由OSI報(bào)頭引起的總開銷是巨大的，這個(gè)總開銷對高速網(wǎng)絡(luò)(lOMb/s)是可以承受的，但WTB的帶寬僅1Mb/s，而MVB的幀長度僅256位，因而需要對數(shù)

96、據(jù)譯碼和協(xié)議進(jìn)行優(yōu)化。</p><p>　　5) 符合OSI模型的軟件太復(fù)雜，不能與在列車通信網(wǎng)絡(luò)上連接的大量小設(shè)備的目標(biāo)相兼容，所以在TCN中對幾個(gè)OSI層進(jìn)行了簡化。</p><p>　　6) TCN通信由于引人了部件相互之間的約定而大大簡化。例如，當(dāng)所有設(shè)備都按約定使用相同的格式，在表示層就不必進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的協(xié)商。 </p><p>　　列車通信網(wǎng)絡(luò)即列車控制

97、、診斷信息數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。他是一種面向控制、連接車載設(shè)備的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，是分布式列車控制系統(tǒng)的核心，其將列車微機(jī)控制系統(tǒng)的各個(gè)層次、各個(gè)單元之間連接起來，作為系統(tǒng)信息交換和共享的渠道，從而實(shí)現(xiàn)全列車環(huán)境下的信息交換。</p><p>　　它包含兩級：連接各車輛的列車總線和連接一節(jié)車廂內(nèi)或車輛組各設(shè)備的車輛總線。一節(jié)車輛可以有一條或幾條車輛總線，也可以沒有，車輛總線可以跨越幾節(jié)車輛。</p><p

98、>　　絞線式列車總線（WTB）是通過手插式跨接電纜或自動(dòng)連接器來實(shí)現(xiàn)車輛之間的互聯(lián)。WTB使用12線UIC電纜在加上一條能以1Mbit/s傳送數(shù)據(jù)的專用屏蔽線。電纜的布置采用冗余原則，裝車電纜每一側(cè)各有一根電纜。WTB無需中繼器傳送距離可到到860米。WTB是顯著的特色，是它的以連續(xù)順序給節(jié)點(diǎn)自動(dòng)編號和讓所有的節(jié)點(diǎn)識別何處是列車的左側(cè)和右側(cè)的能力。每當(dāng)列車組成改變時(shí)，列車總線各節(jié)點(diǎn)執(zhí)行初運(yùn)行，處運(yùn)行后所有車輛均獲得列車的結(jié)構(gòu)信息，

99、包括以下幾點(diǎn)：</p><p>　?、傧鄬τ谥鞴?jié)點(diǎn)，它們各自的地址、方向（左/右）和位置（前/后）。</p><p>　?、诹熊囍衅渌囕v的數(shù)量和位置。</p><p>　?、燮渌囕v的型號和種類及支持功能。</p><p>　?、芨鬈囕v的動(dòng)力學(xué)性能，該信息可以幫助制動(dòng)計(jì)算機(jī)推送列車長長度和位置。為實(shí)現(xiàn)處運(yùn)行，每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)HDLC通道，每

100、個(gè)通道對應(yīng)一個(gè)方向。</p><p>　　多功能車輛總線（MVB）是作為連接車輛內(nèi)設(shè)備，以及在固定編組的列車組中連接各車輛間設(shè)備的車輛總線。MVB可以通過3個(gè)介質(zhì)工作至1.5Mbit/s。</p><p>　?、俣叹嚯x用RS485。</p><p>　?、诰嚯x達(dá)200M的變壓器耦合的雙絞線。</p><p>　　③距離達(dá)2000M的光纖。&l

101、t;/p><p>　　不同的介質(zhì)可以直接通過中繼器互相連接。MVB由一個(gè)專用的主節(jié)點(diǎn)控制，它可以被冗余的主節(jié)點(diǎn)支持以增加可靠性。MVB由一個(gè)集成的總線執(zhí)行控制器支持，該控制器在物理層提供冗余，一個(gè)設(shè)備在兩個(gè)互為冗余的線路上發(fā)送，但僅從一條線路上接收，同時(shí)監(jiān)視另一條線路。</p><p><b>　　2.3 工業(yè)以太網(wǎng)</b></p><p>　　由

102、于Ethernet技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，使其從辦公自動(dòng)化走向工業(yè)自動(dòng)化口所謂工業(yè)以太網(wǎng)，一般來講是指技術(shù)上與商用以太網(wǎng)(即IEEE 802. 3標(biāo)準(zhǔn))兼容，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，在材質(zhì)的選用、產(chǎn)品的強(qiáng)度、適用性以及實(shí)時(shí)性、可互操作性、可靠性、抗干擾性和本質(zhì)安全等方面能滿足工業(yè)現(xiàn)場的需要。</p><p>　　隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展與普及推廣，Etherenet技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，Etherenet傳輸速率的提高和Ethe

103、renet交換技術(shù)的發(fā)展，給解決Etherenet通信的非確定性問題帶來了希望，并使Etherenet全面應(yīng)用于工業(yè)控制領(lǐng)域成為可能。目前工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 </p><p>　　2.3.1通信確定性與實(shí)時(shí)性</p><p>　　工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)不同于普通數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的最大特點(diǎn)在于它必須滿足控制作用對實(shí)時(shí)性的要求，即信號傳輸足夠的快和滿足信號的確定性。實(shí)時(shí)控制往往要求對某些變

104、量的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確定時(shí)刷新。由于Etherenet采用csMn/cD碰撞檢測方式，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較大時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)牟淮_定性不能滿足工業(yè)控制的實(shí)時(shí)要求，因此傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術(shù)難以滿足控制系統(tǒng)要求準(zhǔn)確定時(shí)通信的實(shí)時(shí)性要求，一直被視為非確定性的網(wǎng)絡(luò)。</p><p>　　然而，快速以太網(wǎng)與交換式以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，給解決以太網(wǎng)的非確定性問題帶來了新的契機(jī)，使這一應(yīng)用成為可能。首先，Etherenet的通信速率從lOMb/s, 100M

105、b/s增大到如今的1000Mb/s, lOGb/s，在數(shù)據(jù)吞吐量相同的情況下，通信速率的提高意味著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的減輕和網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)的減小，即網(wǎng)絡(luò)碰撞幾率大大下降。其次，采用星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)網(wǎng)段。Eherenet交換機(jī)由于具有數(shù)據(jù)存儲、轉(zhuǎn)發(fā)的功能，使各端口之間輸人和輸出的數(shù)據(jù)幀能夠得到緩沖，的數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾，不再發(fā)生碰撞;同時(shí)交換機(jī)還可對網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行過濾，使每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)的傳輸只現(xiàn)在本地網(wǎng)段內(nèi)進(jìn)行，而不需經(jīng)

106、過主干網(wǎng)，也不占用其他網(wǎng)段的寬帶，從而降低了所有網(wǎng)段和主干網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。再次，全雙工通信又使得端口間兩隊(duì)雙絞線上分別同時(shí)接收和發(fā)送報(bào)文幀，也不會發(fā)生沖突。因此，采用交換式集線器和全雙工通信，可使得網(wǎng)絡(luò)上的沖突域不復(fù)存在或碰撞幾率大大降低，因此使Eheerenet通信確定性和實(shí)時(shí)性大大的提高。</p><p>　　2.3.2 穩(wěn)定性與可靠性</p><p>　　Eherenet進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)

107、域的另一個(gè)主要問題是，它所用的接插件、集線器、交換機(jī)和電纜等均是為商用領(lǐng)域設(shè)計(jì)的，而未針對較惡劣的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境來設(shè)計(jì)，故商用網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品不能應(yīng)用在有較高可靠性要求的惡劣工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中。 </p><p>　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，上述問題正在迅速得到解決。為了解決在不間斷的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，在極端條件下網(wǎng)絡(luò)也能穩(wěn)定工作的問題，美國Synergetic微系統(tǒng)公司和德國Hirschmann, Jet-terflG等公司專門開發(fā)