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摘要：现场总线技术是电子仪表仪器计算机技术和网络技术的发展成果是工业自动化的发展需要与必然，它的出现大大减少了故障延时，有效地提高了配电管理的自动化水平，本文就现场总线技术在铁路低压配电系统的应用进行了分析和探讨。
关键词：现场总线 驼峰调速系统 网络技术
现场总线控制系统特点是控制功能由过去的控制室设备变为智能现场仪表来承担，控制功能分散化，全数字化，就有可能组成大型的开放式控制系统。进而实现从最高决策到最低设备层的综合管理和控制。现场总线的有关规范一经国际公认，通过功能模块参数标准化，用户可以实现不同厂家产品的互操作，择优集成。新的铁路信号系统必须与铁路通信系统整合为一体化的信息网络，实现信息资源的共享，提升各种信息的交互速度，满足各种调度指挥和行车控制的要求，并向其他需要数据的部门提供原始数据。
1.现场总线技术
随着计算机软、硬件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一部分，并取得了巨大进步。首先是计算机集中采集控制的大系统的发展。但由于对系统可靠性和灵活性的要求，出现了集散控制系统。典型的集散控制系统一般由现场控制设备、集中的主计算机设备及通讯设备组成。在计算机数据传输领域内，长期以来使用的是RS-232和CCFTTV.24通讯标准，尽管它们被长期使用，但却是一种低数据传输速率和点对点的数据传输标准，无能力支持更高层次的计算机之间的功能操作。同时在复杂或大规模的应用场合，如工业现场控制或生产自动化领域中需要使用大量的传感器、执行器和控制器等，它们通常分布在非常广的范围内，所以在最低层次上确实需要一种造价低、可靠性高的适合工业现场环境使用的通讯系统，这就是现场总线。
2.现场总线控制系统的应用
LonWorks网上的每个控制节点，称为LON节点或LonWorks智能设备，它包括一片神经元（Neuron）芯片、收发器、I/O网络通信端口及电源等功能块，LonWorks网由多个节点组成，节点通过收发器接入网络总线。在铁路信号控制中，车站信号控制系统是保障行车安全，提高运输效率的最重要设备之一。根据运输自动化方面要求，车站信号联锁控制系统正逐步向综合化、网络化、信息化方向发展。而传统的继电联锁信号控制系统是无法实现的。即使是新一代车站信号微机联锁系统，大部分总线是不开放的、互用性差，无法实现对现场设备控制的标准化。因此，随着信息技术和计算机技术在铁路运输自动化领域的不断发展，基于现场总线技术在车站信号微机联锁系统中的应用也应运而生。微机联锁仿真系统为了真实地模拟车站信号实际操作，除设置有控制台分机和联锁分机外，还设置了站场分机和实际控制单元。微机联锁系统的室外信号设备控制和监控对象主要是信号机、道岔转撤机和轨道电路等，由少量的控制继电器控制。对这部分继电器的控制接口电路有输出控制、输入控制和状态输出等模块。这些模块与站场分机（PC机）的通信，现在改用LON网串行通信方式实现，与原来采用并行通信方式比较，接线简单、可靠性高。所以，在该系统硬件接口中，设计了对应的LON控制节点有状态输入节点、输出控制节点和状态输出节点。现场总线软件模块按控制节点的个数，相对应的有控制输出模块、动态输出检测模块、状态采集模块。整个模块建立了三对网络变量（用于网络节点之间进行数据通信的一种方式）之间的连接和一对主机（PC机）与LON总线上的网络变量的连接。其中nvo_fbstatus_nvi_fbstatus一对网络变量作为控制输出模块与状态采集模块之间的连接，用作传递状态采集数据；nvo_req_nvi_req为动态输出检测模块与状态采集模块之间的连接，用作传递要求查询的端口位数据，而nvi_sync_nvo_sync连接表示状态输出硬件打开相应检测位。站场分机（PC机）与LON总线节点之间采用DDE（动态数据交换）的通信方式，主机DDESERVER运行过程中可以根据网络节点安装后生成的数据库知识，不断的查询LON总线上的网络变量当前值，并且根据站场分机软件程序连接要求进行反馈，同时站场分机软件程序也可以通过DDESERVER来修改LON总线上相应节点的网络变量。研究结果与实践证明现场总线技术不仅可用于车站信号微机联锁控制系统，甚至在整个铁路信号系统中都具有广泛的应用前景。
3.用运实效分析
综上所述，现场总线技术由于本身的技术特点，所构成的现场总线控制系统是新一代工业自动化控制系统，被称为第五代控制系统，成为当今工业自动化发展的必然趋势。系统的设计遵循对原系统无扰原则，立足实际配电室现有设备进行改造，技术先进，投资少，见效快，运行可靠，维护简便，极有针对性的解决了原配电室的问题，提高了供电质量。同时大幅度提高配电室的综合管理水平，实现减员增效。实践表明，系统运行稳定，效果良好。经过现场的实际运行考验表明，该系统达到了设计指标，满足现场使用要求，实现了对铁路站台所有低压开关的分合闸状态实时监测，故障跳闸状态报警及低压供电电压、电流、功率、电度监测，以及变压器超温报警。同时还可实现对附近楼配电室的环境温、湿度的检测及烟雾报警，以及非法侵入的报警。该项目立足旧设备改造，把目前国际上先进的PROFIBUS现场总线技术应用到低压开关柜，使得非智能的产品实现了智能化的管理，明显提高了我国配电室的微机化管理水平。
关键词：现场总线 驼峰调速系统 网络技术
现场总线控制系统特点是控制功能由过去的控制室设备变为智能现场仪表来承担，控制功能分散化，全数字化，就有可能组成大型的开放式控制系统。进而实现从最高决策到最低设备层的综合管理和控制。现场总线的有关规范一经国际公认，通过功能模块参数标准化，用户可以实现不同厂家产品的互操作，择优集成。新的铁路信号系统必须与铁路通信系统整合为一体化的信息网络，实现信息资源的共享，提升各种信息的交互速度，满足各种调度指挥和行车控制的要求，并向其他需要数据的部门提供原始数据。
1.现场总线技术
随着计算机软、硬件技术及集成电路技术的迅速发展，工业控制系统已成为计算机技术应用领域中最具活力的一部分，并取得了巨大进步。首先是计算机集中采集控制的大系统的发展。但由于对系统可靠性和灵活性的要求，出现了集散控制系统。典型的集散控制系统一般由现场控制设备、集中的主计算机设备及通讯设备组成。在计算机数据传输领域内，长期以来使用的是RS-232和CCFTTV.24通讯标准，尽管它们被长期使用，但却是一种低数据传输速率和点对点的数据传输标准，无能力支持更高层次的计算机之间的功能操作。同时在复杂或大规模的应用场合，如工业现场控制或生产自动化领域中需要使用大量的传感器、执行器和控制器等，它们通常分布在非常广的范围内，所以在最低层次上确实需要一种造价低、可靠性高的适合工业现场环境使用的通讯系统，这就是现场总线。
2.现场总线控制系统的应用
LonWorks网上的每个控制节点，称为LON节点或LonWorks智能设备，它包括一片神经元（Neuron）芯片、收发器、I/O网络通信端口及电源等功能块，LonWorks网由多个节点组成，节点通过收发器接入网络总线。在铁路信号控制中，车站信号控制系统是保障行车安全，提高运输效率的最重要设备之一。根据运输自动化方面要求，车站信号联锁控制系统正逐步向综合化、网络化、信息化方向发展。而传统的继电联锁信号控制系统是无法实现的。即使是新一代车站信号微机联锁系统，大部分总线是不开放的、互用性差，无法实现对现场设备控制的标准化。因此，随着信息技术和计算机技术在铁路运输自动化领域的不断发展，基于现场总线技术在车站信号微机联锁系统中的应用也应运而生。微机联锁仿真系统为了真实地模拟车站信号实际操作，除设置有控制台分机和联锁分机外，还设置了站场分机和实际控制单元。微机联锁系统的室外信号设备控制和监控对象主要是信号机、道岔转撤机和轨道电路等，由少量的控制继电器控制。对这部分继电器的控制接口电路有输出控制、输入控制和状态输出等模块。这些模块与站场分机（PC机）的通信，现在改用LON网串行通信方式实现，与原来采用并行通信方式比较，接线简单、可靠性高。所以，在该系统硬件接口中，设计了对应的LON控制节点有状态输入节点、输出控制节点和状态输出节点。现场总线软件模块按控制节点的个数，相对应的有控制输出模块、动态输出检测模块、状态采集模块。整个模块建立了三对网络变量（用于网络节点之间进行数据通信的一种方式）之间的连接和一对主机（PC机）与LON总线上的网络变量的连接。其中nvo_fbstatus_nvi_fbstatus一对网络变量作为控制输出模块与状态采集模块之间的连接，用作传递状态采集数据；nvo_req_nvi_req为动态输出检测模块与状态采集模块之间的连接，用作传递要求查询的端口位数据，而nvi_sync_nvo_sync连接表示状态输出硬件打开相应检测位。站场分机（PC机）与LON总线节点之间采用DDE（动态数据交换）的通信方式，主机DDESERVER运行过程中可以根据网络节点安装后生成的数据库知识，不断的查询LON总线上的网络变量当前值，并且根据站场分机软件程序连接要求进行反馈，同时站场分机软件程序也可以通过DDESERVER来修改LON总线上相应节点的网络变量。研究结果与实践证明现场总线技术不仅可用于车站信号微机联锁控制系统，甚至在整个铁路信号系统中都具有广泛的应用前景。
3.用运实效分析
综上所述，现场总线技术由于本身的技术特点，所构成的现场总线控制系统是新一代工业自动化控制系统，被称为第五代控制系统，成为当今工业自动化发展的必然趋势。系统的设计遵循对原系统无扰原则，立足实际配电室现有设备进行改造，技术先进，投资少，见效快，运行可靠，维护简便，极有针对性的解决了原配电室的问题，提高了供电质量。同时大幅度提高配电室的综合管理水平，实现减员增效。实践表明，系统运行稳定，效果良好。经过现场的实际运行考验表明，该系统达到了设计指标，满足现场使用要求，实现了对铁路站台所有低压开关的分合闸状态实时监测，故障跳闸状态报警及低压供电电压、电流、功率、电度监测，以及变压器超温报警。同时还可实现对附近楼配电室的环境温、湿度的检测及烟雾报警，以及非法侵入的报警。该项目立足旧设备改造，把目前国际上先进的PROFIBUS现场总线技术应用到低压开关柜，使得非智能的产品实现了智能化的管理，明显提高了我国配电室的微机化管理水平。