裝備作為軍隊戰斗力的重要體現和物質載體，廣泛應用于作戰行動和其他相關軍事活動中，數量多，型號繁雜。正是由于裝備自身的這一特性決定了裝備保障中的安全工作，尤其是監控系統正常有效運行的重要性。可以說，近年來的多次事故，包括前段時間的“吉化事件”等，都給我們的裝備工作敲響了安全隱患的警鐘。因此，我軍裝備系統的可靠運行，安全監控體系是頭等大事。

1、裝備監控系統概述

裝備監控系統是對裝備運行機械進行監測與控制設備的總稱，包括主機監控、輔機監控、電站監控等特殊設備的監測與控制。

以微計算機（含單片機）為核心的監測控制系統，起步是在70年代，經過20年的發展，技術上已比較成熟，應用范圍也非常廣泛。它有許多優點，如集成度大大提高，功耗低，智能化、自動化程度高。但也有其缺點：品種多，標準化程度低，如陸軍主戰裝備用計算機監控系統就有幾十種不同型號的裝備，互換性差。再加之設計、制造、管理使用等種種原因，造成這類系統可靠性、維修性方面還存在一些問題。

90年代國際上裝備監控系統迅速發展了一種以現場總線技術為核心的全數字全網絡化監控系統，該技術是一種高可靠的通用工業監控技術，它是計算機網絡技術與嵌入式電子技術的有效結合，具有過去系統無法相比的優越性，既簡單、可靠，功能又十分強大，是今后相當一段時期工業監控領域的主要發展潮流。

2、基于現場總線技術的全數字全網絡化裝備監控系統

隨著計算機技術在工業控制領域應用范圍的日益拓展，以及分布式控制產品標準化的要求和趨勢，使近幾年現場總線技術得以迅速發展，它較完整地實現了控制技術，計算機技術與通信技術的集成，其特點是可靠性高，性能穩定，抗干擾能力強，維護及系統擴充成本低。用現場總線技術組成的系統性能價格比高，已在歐美各國得到了較廣泛的應用。幾種主流現場總線標準如Profibus，FF，CAN等已成為一些國家或洲際標準，世界上許多主要的PLC及智能儀表制造商，都推出了支持某種主流現場總線標準的產品。

現場總線技術核心的技術有兩點：

（1）一個監控系統中，系統與系統、部件與部件之間只有4條線聯接，其中2條作供電電源，2條用于傳遞信息，信息傳遞采用串行編碼方式。

（2）整個系統中信息全部為數字量。

由于上述2種核心技術，以及現代完善的集成電路制造工藝，使得系統具有極高的可靠性和非常簡單的系統結構。 現場總線技術的應用系統中，從控制站到對象，無論有多少信息，無論多么復雜，無論是單一對象（如只控制一臺電機）或是多個對象（如電站4臺發電機組的監測與控制），控制站與被監控對象之間只有4條線相聯，只需在每個對象旁設置一塊CAN總線電路板，控制站便能對被控對象進行監測與控制。對于不同的對象，CAN總線的線路板、執行部件以及監控軟件有所不同。 整個系統中，全部信息為數字量傳送，傳感器也可采用數字化傳感器，數字量在處理傳遞過程中，不會漂移，不出現誤差，絕對保證系統的精度與性能。

一個控制系統中，有大量完全不一樣的信息內容，比如：溫度、壓力、轉速、主機啟動、主機進倒車等，它們均通過CAN總線的接口板將這些信息編碼后送上CAN總線，或是從CAN總線的接口板接收下來，再譯碼后進行相應的處理。

現場總線CAN技術又稱全分散化全數字化技術，是90年代國際上蓬勃發展起來的新技術，是下個世紀工業控制、工業自動化在各個領域內廣泛應用的技術。實質上現場總線是現場控制對象（儀表、機械等）與控制站之間的一種全分散、全數字、智能雙向、多變量、多點多站的網絡通信系統。其特點：

（1）可靠性高、結構簡單。從CAN總結構上看，系統的所有傳感器、執行器、顯示器、計算機均智能化、數字化、模塊化，并全部掛在一條四芯線上（二芯用于傳遞編碼信息，二芯用于給CAN總線上的全部部件供電），無其他任何聯線，各模塊獨立工作。

CAN總線上使用的數字化芯片，其集成度非常高，功率極低，如12PA6主機遙控系統采用CAN技術后，其功耗只有十幾瓦。采用CAN總線技術的線路板，比過去并行式系統的電路板數量下降了一個數量級，如某電站監測系統過去采用一套計算機集中并行采集系統，監測4臺發電機組共有電路板38塊，后部隊院校用CAN技術進行改裝后，4臺發電機組一共只有5塊電路板。

CAN總線技術采用全數字化技術，在壽命周期內具有精度不變的良好性能，大大減少了系統的調試工作量與裝備維護工作量。CAN總線在系統布置上，可采用雙層環形布線，任意兩處中斷不會影響系統的工作，同時采用光電隔離，不怕網絡電纜短路。

從上述看到，由于CAN總線技術的種種優點，它是一種可靠性極高、結構簡單的高新技術，非常適用于裝備監控系統。

（2）標準化、模塊化程度高。由于CAN總線技術有國際上統一的標準，加之結構簡單，使CAN技術應用系統容易做到標準化與模塊化。

（3）系統結構簡單，便于維修。線路板數量和品種大大減少，從而減少了系統的維修量，四芯線的系統結構使維修人員非常容易進行維修。

3、基于現場總線技術的某裝備監控系統設計與應用

某裝備倉庫電站有4臺MWM234柴油機發電機組（3臺主發電機、1臺副發電機），每臺柴油機監測參數有：轉速、排氣溫度、滑油壓力、滑油溫度、出機水溫、蓄電池電壓、功率、電流、電壓、頻率、主開關通斷、逆功、發電機內部溫度共13個參數。該電站監測系統基本結構是：每臺發電機組旁配置一個采集盒，采集盒后通過二芯網絡線發往上位計算機，4臺機組共有4個一樣的采集盒，4臺機組與集控室里的上位計算機只有一條二芯線相聯，結構極為簡單。上位計算機通過二芯網絡收集機組采集盒送來的信息并進行數據處理、顯示、打印與報警。

4、硬件組成

監控系統主要由機旁采集盒與上位計算機組成，機旁采集盒有一塊高集成化電路板，將信號調理（濾波和放大）、AD變換、采樣處理、通訊等功能全部集中在這塊板上。板上的芯片采用了90年代國際上最新模擬數字電路，使其功能強、體積小、功耗低，可靠性好。

CAN總線接口采用了PCX82C200芯片。通訊介質（通訊線）采用普通電纜，對電纜沒有特殊要求，十分便于現場安裝與施工。每個采集盒負責處理一臺柴油發電機的全部數據，采樣結束后，通過CAN總線發往上位計算機，采集盒里只有一塊電路板，面積200×150mm，功耗約5W。

5、軟件組成

軟件由采集軟件、通訊軟件、人機界面軟件3大塊組成：

（1）采集軟件：此軟件為固化程序，存于27256中，放在采集盒中線路板上。其任務是完成信號通道切換、放大、AD轉換、采樣、數字濾波、線性化處理、標度變換等工作。此軟件由8031匯編語言組成。

（2）通訊軟件：和采集軟件固化于同一塊27256中，其任務是將采集處理好的數據按CAN總線規則進行網絡通訊。

（3）人機界面軟件：此軟件存于上位計算機（486、586計算機）的硬盤里，此軟件由顯示、報警、打印等模塊組成，完成由采集盒送來的柴油機發電機數據的漢字顯示、漢字打印、報警與人機對話，此軟件用C語言編寫，并進行了顯示與打印的漢化，美化了屏幕，方便了操作。

以現場總線組成的分布式監控系統，不僅可節省大量電纜及敷設費用，而且調試維護簡單方便，大大提高了系統的實用性及可靠性，同時還降低了工程造價。